(57)【要約】【課題】溶融スズ等の液体状の高温プラズマ原料を収容するリザーバーにおいて、当該高温プラズマ原料の液面レベル（収容量）を適切に検出する。【解決手段】高温プラズマ原料であるスズ（Ｓｎ）の液面レベルが、リザーバー３１内において下方から上昇して上限レベルＬａ（第一の液面レベル）に到達したことを検出する上限レベルセンサ４１と、スズの液面レベルが、リザーバー３１内において上方から下降して再充填レベルＬｂや下限レベルＬｃ（第二の液面レベル）に到達したことを検出する再充填レベルセンサ４２や下限レベルセンサ４３と、を備える。上限レベルセンサ４１の液面レベルの検出応答性は、再充填レベルセンサ４２や下限レベルセンサ４３の液面レベルの検出応答性よりも高く、再充填レベルセンサ４２や下限レベルセンサ４３の液面レベルの検出能は、上限レベルセンサ４１の液面レベルの検出能よりも高い。【選択図】      図２
2016099289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出装置であって、
前記高温プラズマ原料の液面レベルが上昇して第一の液面レベルに到達したことを検出する第一の液面レベル検出部と、
前記高温プラズマ原料の液面レベルが下降して前記第一の液面レベルよりも低い第二の液面レベルに到達したことを検出する、前記第一の液面レベル検出部とは異なる構成を有する第二の液面レベル検出部と、を備え、
前記第一の液面レベルは、前記容器内に前記高温プラズマ原料の収容が許容される上限レベルであり、
前記第一の液面レベル検出部の液面レベルの検出応答性は、前記第二の液面レベル検出部の液面レベルの検出応答性よりも高く、
前記第二の液面レベル検出部の液面レベルの検出能は、前記第一の液面レベル検出部の液面レベルの検出能よりも高いことを特徴とする液面レベル検出装置。
【請求項２】
前記第一の液面レベル検出部は、
前記容器内に配置され、先端部が前記第一の液面レベルと同一又は略同一の高さに位置する電極棒と、
前記電極棒の先端部が前記高温プラズマ原料の液面と接触することをもって導通状態となる導通回路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の液面レベル検出装置。
【請求項３】
前記電極棒の表面は、前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液面レベル検出装置。
【請求項４】
前記電極棒は、ステンレス鋼の表面に、前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料である窒化チタンコーティングが施されていることを特徴とする請求項３に記載の液面レベル検出装置。
【請求項５】
前記電極棒の表面の材質は、前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料であるタングステン、及びモリブデンのいずれか一方であることを特徴とする請求項３に記載の液面レベル検出装置。
【請求項６】
前記第一の液面レベル検出部は、
前記電極棒に外嵌され、前記高温プラズマ原料に対して耐腐食性を有すると共に電気絶縁性を有する材料で構成された管状部材をさらに有し、
前記電極棒の先端部が前記管状部材から前記高温プラズマ原料の液面に向けて露出していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の液面レベル検出装置。
【請求項７】
前記管状部材の材質は、酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項６に記載の液面レベル検出装置。
【請求項８】
前記電極棒は、その長手方向が鉛直方向に一致または略一致するように配置されていることを特徴とする請求項２〜７のいずれか１項に記載の液面レベル検出装置。
【請求項９】
前記第二の液面レベル検出部は、
前記容器内に配置され、前記第二の液面レベルと同一又は略同一の高さに位置する温度センサを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液面レベル検出装置。
【請求項１０】
前記温度センサの表面は、前記高温プラズマ原料に対して不活性な材料により構成されていることを特徴とする請求項９に記載の液面レベル検出装置。
【請求項１１】
前記温度センサの表面を構成する前記高温プラズマ原料に対して不活性な材料は、窒化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、ダイアモンド、タングステン、モリブデンのいずれかであることを特徴とする請求項１０に記載の液面レベル検出装置。
【請求項１２】
容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出装置であって、
前記容器内に、その先端部が所定の液面レベルと同一又は略同一の高さに位置するように配置され、表面が前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料により構成された電極棒と、
前記電極棒の先端部が前記高温プラズマ原料の液面に向けて露出するように当該電極棒に外嵌され、前記高温プラズマ原料に対して耐腐食性を有すると共に電気絶縁性を有する材料で構成される管状部材と、
前記電極棒の先端部が前記高温プラズマ原料の液面と接触することをもって導通状態となる導通回路と、を備え、
前記電極棒は、ステンレス鋼の表面に窒化チタンコーティングが施されたものであり、
前記管状部材の材質は、酸化アルミニウムであることを特徴とする液面レベル検出装置。
【請求項１３】
容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出方法であって、
前記高温プラズマ原料の液面レベルが上昇して、前記容器内に前記高温プラズマ原料の収容が許容される上限レベルである第一の液面レベルに到達したことを第一の液面レベルセンサを用いて検出し、前記高温プラズマ原料の液面レベルが下降して前記第一の液面レベルよりも低い第二の液面レベルに到達したことを第二の液面レベルセンサを用いて検出するに際し、
前記第一の液面レベルセンサとして、液面レベルの検出応答性が、前記第二の液面レベルセンサの液面レベルの検出応答性よりも高い液面レベルセンサを用いると共に、前記第二の液面レベルセンサとして、液面レベルの検出能が、前記第一の液面レベルセンサの液面レベルの検出能よりも高い液面レベルセンサを用いることを特徴とする液面レベル検出方法。
【請求項１４】
容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料を、前記高温プラズマを発生させる高温プラズマ発生部へ供給する高温プラズマ原料供給装置であって、
前記請求項１〜１１のいずれか１項に記載の液面レベル検出装置と、
前記液面レベル検出装置で検出された前記高温プラズマ原料の液面レベルに基づいて、前記容器内に前記高温プラズマ原料を充填する高温プラズマ充填制御部と、を備えることを特徴とする高温プラズマ原料供給装置。
【請求項１５】
前記第二の液面レベルは、前記容器内に前記高温プラズマ原料の充填が必要となる要充填レベルであり、
前記高温プラズマ充填制御部は、
前記第二の液面レベル検出部で、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記要充填レベルに到達したことを検出したとき、前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を開始する充填開始部と、
前記充填開始部で前記高温プラズマ原料の充填を開始した後、前記第一の液面レベル検出部で、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記上限レベルに到達したことを検出したとき、前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を停止する充填停止部と、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の高温プラズマ原料供給装置。
【請求項１６】
前記充填開始部で前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を開始してから、前記充填停止部で前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を停止するまでの間に、前記容器内へ充填した前記高温プラズマ原料の量である実測充填量を測定する充填量測定部と、
前記充填量測定部で測定した実測充填量と、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記再充填レベルから前記上限レベルとなるまでの間に前記容器内に充填可能な標準充填量とを比較し、両者の差分が予め設定した許容値を超えているとき、エラー情報を出力するエラー情報出力部と、を備えることを特徴とする請求項１５に記載の高温プラズマ原料供給装置。
【請求項１７】
前記第二の液面レベル検出部と同一構成を有し、前記高温プラズマ原料の液面レベルが下降して、前記容器内に前記高温プラズマ原料の収容が最低限必要とされる下限レベルである第三の液面レベルに到達したことを検出する第三の液面レベル検出部と、
前記第三の液面レベル検出部で、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記下限レベルに到達したことを検出したとき、前記容器から前記高温プラズマ発生部への前記高温プラズマ原料の供給を停止する高温プラズマ原料供給停止部と、を備えることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置。
【請求項１８】
極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置であって、
前記請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の高温プラズマ原料供給装置と、
前記高温プラズマ原料供給装置から供給される前記高温プラズマ原料を加熱して励起し高温プラズマを発生させる高温プラズマ発生部と、を備えることを特徴とする極端紫外光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リザーバーに収容された溶融スズ等の液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出装置、液面レベル検出方法、リザーバーから溶融スズ等の液体状の高温プラズマ原料を供給するための高温プラズマ原料供給装置、及びその高温プラズマ原料供給装置を備える極端紫外光光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、露光用光源の短波長化が進められている。次世代の半導体露光用光源としては、特に波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光ともいう）を放射する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）の開発が進められている。
ＥＵＶ光源装置において、ＥＵＶ光を発生させる方法はいくつか知られているが、そのうちの一つに極端紫外光放射種（以下、ＥＵＶ放射種）を加熱して励起することにより高温プラズマを発生させ、その高温プラズマからＥＵＶ光を取り出す方法がある。
このような方法を採用するＥＵＶ光源装置は、高温プラズマの生成方式により、ＬＰＰ（Laser Produced Plasma：レーザ生成プラズマ）方式と、ＤＰＰ（Discharge Produced Plasma：放電生成プラズマ）方式とに分けられる。
【０００３】
ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、極端紫外光放射源を含む放電ガスが供給された電極間に高電圧を印加して、放電により高密度高温プラズマを生成し、そこから放射される極端紫外光を利用するものである。ＤＰＰ方式においては、放電を発生させる電極表面に液体状の高温プラズマ原料（例えば、Ｓｎ（スズ））を供給し、当該原料に対してレーザビーム等のエネルギービームを照射して当該原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを生成する方法が提案されている。このような方式は、ＬＤＰ（Laser Assisted Discharge Plasma）方式と称されることもある。
【０００４】
ＬＤＰ方式ＥＵＶ光源装置においては、所定間隔だけ互いに離間した円盤状の一対の電極が回転可能に設けられる。これらの電極の一部は、液体状の高温プラズマ原料を収容するコンテナ中に浸されており、電極が回転することにより放電領域に高温プラズマ原料が輸送される構成となっている。
このＬＤＰ方式ＥＵＶ光源装置においては、別途比較的容量の大きなリザーバーを用意し、このリザーバーに高温プラズマ原料を収容しておく。そして、このリザーバーから上記コンテナへ高温プラズマ原料を供給する。
【０００５】
一方、ＬＰＰ方式ＥＵＶ光源装置においては、液体状の高温プラズマ原料を収容するリザーバーから原料供給ノズルを介して、真空チャンバ内に液滴状の高温プラズマ原料を供給する。そして、その液滴状の高温プラズマ原料に励起用のレーザ光を照射し、当該高温プラズマ原料を励起させて高温プラズマを生成し、ＥＵＶを放射する。
いずれの方式のＥＵＶ光源装置についても、ＥＵＶ放射の発生中は高温プラズマ原料が消費されるため、これらのＥＵＶ光源装置においては、リザーバーにおける液体状の高温プラズマ原料の貯蔵量が徐々に減少する。
【０００６】
そのため、ＥＵＶ光源装置を長期間、安定して運用するためには、定期的にリザーバーに高温プラズマ原料を補充する必要がある。当該リザーバーに高温プラズマ原料を補充する場合、高温プラズマ原料の残量をモニタリングする必要がある。リザーバー内の高温プラズマ原料は液体状であるため、一般に上記モニタリングには、液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する方法が採用される。
【０００７】
液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する方法としては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、一般にリザーバーが金属等の導電性材料で形成され、更に、高温プラズマ原料であるスズが導電性であることを利用して、電気的にスズの液面レベルを検出する電極式レベルセンサを用いるものである。すなわち、センシング部である金属棒（電極）をスズが収容されるリザーバー内部に設置し、金属棒とリザーバーとの間における電流の通電の有無により液面レベルを検出する。このような電極式の液面レベルセンサは、回路の電気的な開状態／閉状態を検出する構成であるため、検出応答性が高い。
また、液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する別の方法としては、例えば特許文献２に記載の技術がある。この技術は、温度変化によってスズの液面レベルを検出する熱電対や、レーザ光の反射によってスズの液面レベルを検出するレーザ変位計を用いるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４７７９０４８号公報
【特許文献２】特許第５１４９５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
リザーバー内に収容されるスズの液面には、徐々に導電性である不純物の膜が浮遊する。当該不純物は、リザーバーに固定スズを補充する構成である場合、当該リザーバーに供給する固体スズの表面を覆うスズ酸化膜であったり、リザーバー等を構成している金属の一部とスズとが反応したものであったり、真空雰囲気中の残留ガスとスズとが化合したものであったりする。これらの不純物は、液体スズよりも比重が軽いものが多いので、液体スズの液面に浮遊する。
【００１０】
上記特許文献１に記載の技術にあっては、図１１に示すように、液体状のスズ９１１を収容するリザーバー９１２内部に、センシング部である金属棒９０１を設置し、金属棒９０１のセンシング端部とは反対側の端部を電流計等の検出部９０２を介してバッテリー９０３の一端に接続する。また、バッテリー９０３の他端は、リザーバー９１２の外部壁面に接続する。
この図１１に示す構成の液面レベルセンサによって、スズ９１１の液面レベルを検出する場合、通常であればスズ９１１の液面レベルが金属棒９０１のセンシング端部の高さよりも下回ると両者は電気的に開状態となるので、スズ９１１の液面レベルが所定の液面レベルより下回ったことが電気的に検出される。
【００１１】
ところが、上記した不純物の膜Ｘが存在すると、図１１に示すように、この不純物の膜Ｘの一部が金属棒９０１にまとわりつく。すると、スズ９１１の液面レベルがセンシング端部の高さを下回ったとしても、この不純物の膜Ｘが金属棒９０１とスズ９１１の液面とを接続する。この不純物の膜Ｘは導電性であるので、結果的に、この不純物の膜Ｘは、金属棒９０１の先端とスズ９１１の液面とを電気的に短絡してしまい、スズ９１１の液面レベルがセンシング端部の高さを下回ったことを検出できなくなったり、検出タイミングが遅れたりする。リザーバー９１２へのスズ９１１の補充は液面レベルが所定のレベルを下回った場合に行われるが、当該レベルの検出がされなかったり遅れたりすると、リザーバー９１２内に収容するスズ９１１が枯渇したり、補充タイミングが送れたりしてしまう。また、必要なスズ９１１の補充量も不明確になる。
【００１２】
また、上記特許文献２に記載の技術にあっては、熱電対等の温度センサを用いて液面レベルを検出する構成であるため、応答速度が遅い。リザーバーに高温プラズマ原料であるスズを充填する際は、リザーバー内に収容されるスズの液面レベルの上限値を設定し、液面レベルが当該上限レベルに到達したのを検知して充填を停止する必要がある。
しかしながら、温度センサのような応答速度の遅い液面レベルセンサの場合、上限レベルへ液面レベルが到達したのを検出するタイミングが遅れ、場合によっては、リザーバーの容量を超えてスズが供給され、スズが外部に漏出するといった不具合が発生するおそれがある。
【００１３】
さらに、液面レベルセンサとしてレーザ変位計を用いた場合には、レーザ観測窓部をリザーバーに設ける必要があり構造が複雑になる。また、気化したスズがレーザ観測窓部に到達して固体化すると、スズの液面レベルを観測することが困難になる。
そこで、本発明は、溶融スズ等の液体状の高温プラズマ原料を収容するリザーバーにおいて、当該高温プラズマ原料の液面レベル（収容量）を適切に検出することができる液面レベル検出装置、液面レベル検出方法、また、上記リザーバーから安定して高温プラズマ原料を供給することができる高温プラズマ原料供給装置、及びその高温プラズマ原料供給装置を備えた極端紫外光光源装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係る液面レベル検出装置の一態様は、容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出装置であって、前記高温プラズマ原料の液面レベルが上昇して第一の液面レベルに到達したことを検出する第一の液面レベル検出部と、前記高温プラズマ原料の液面レベルが下降して前記第一の液面レベルよりも低い第二の液面レベルに到達したことを検出する、前記第一の液面レベル検出部とは異なる構成を有する第二の液面レベル検出部と、を備え、前記第一の液面レベルは、前記容器内に前記高温プラズマ原料の収容が許容される上限レベルであり、前記第一の液面レベル検出部の液面レベルの検出応答性は、前記第二の液面レベル検出部の液面レベルの検出応答性よりも高く、前記第二の液面レベル検出部の液面レベルの検出能は、前記第一の液面レベル検出部の液面レベルの検出能よりも高い。
【００１５】
このように、上限レベルを検出する第一の液面レベル検出部を検出応答性の高い液面レベル検出部とするので、高温プラズマ原料の液面レベルが上昇して上限レベルに到達したことを素早く検出することができる。また、第二の液面レベル検出部を検出能（検出精度）の高い液面レベル検出部とするので、容器内の液面に不純物の膜が浮遊していても、高温プラズマ原料の液面レベルが下降して第二のレベルに到達したことを確実に検出することができる。
上限レベルの検出に際しては液面レベルの検出タイミングの遅れを抑制し、上限レベルよりも低い液面レベルの検出に際しては、正確に液面レベルを検出することができるので、収容される高温プラズマ原料が容器外に溢れそうになったり、所定量を下回りそうになったりするといった状況を適切に検出することができる。
【００１６】
また、上記の液面レベル検出装置において、前記第一の液面レベル検出部は、前記容器内に配置され、先端部が前記第一の液面レベルと同一又は略同一の高さに位置する電極棒と、前記電極棒の先端部が前記高温プラズマ原料の液面と接触することをもって導通状態となる導通回路と、を備えていてもよい。
このように、電気的に液面レベルを検出する構成とすることで、応答速度を速くすることができる。また、液面レベルが上限レベルに到達しない限り、電極棒と液面とは非接触であるため、液面に浮遊する不純物の膜が電極棒にまとわりつくといった不具合も殆ど発生しない。そのため、電気棒と液面との接触により液面レベルを検出する構成であっても、適切に液面レベルを検出することができる。
【００１７】
さらに、上記の液面レベル検出装置において、前記電極棒の表面は、前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料により構成されていてもよい。
これにより、電極棒と高温プラズマ原料との化学反応を抑制し、電極棒の腐食や破損を抑制することができる。したがって、安定して液面レベルを検出することができる。
また、上記の液面レベル検出装置において、前記電極棒は、ステンレス鋼の表面に、前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料である窒化チタンコーティングが施されていてもよい。
これにより、ステンレス鋼と高温プラズマ原料である、例えばスズ（Ｓｎ）との化学反応を抑制し、電極棒の表面に例えばＳｎＦｅやＳｎＦｅ２などの鉄化合物が形成されるのを抑制することができる。このように、液面を浮遊する不純物に対して濡れ性が良好な化合物の形成を抑制するので、金属棒に不純物がまとわりつき易くなるのを抑制することができる。
【００１８】
また、上記の液面レベル検出装置において、前記電極棒の表面の材質は、前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料であるタングステン、及びモリブデンのいずれか一方であってもよい。
このように、電気棒をタングステンやモリブデンによって形成するので、高温プラズマ原料との化学反応を抑制し、安定して液面レベルを検出することができる。また、電極棒自体を高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料で形成するため、当該材料によるコーティング処理等が必要なく、電極棒の製造工程を削減することができる。
【００１９】
さらに、上記の液面レベル検出装置において、前記第一の液面レベル検出部は、前記電極棒に外嵌され、前記高温プラズマ原料に対して耐腐食性を有すると共に電気絶縁性を有する材料で構成された管状部材をさらに有し、前記電極棒の先端部が前記管状部材から前記高温プラズマ原料の液面に向けて露出していてもよい。
このように、電極棒を高温プラズマ原料に対して耐腐食性を有すると共に電気絶縁性を有する管状部材に挿入した構造とすることで、仮に液面に浮遊する不純物の膜がまとわりついたとしても液面レベルの誤検出とはならない。したがって、より安定して液面レベルを検出することができる。
【００２０】
また、上記の液面レベル検出装置において、前記管状部材の材質は、酸化アルミニウムであってもよい。これにより、比較的安価な構成で安定して液面レベルを検出することができる。
さらにまた、上記の液面レベル検出装置において、前記電極棒は、その長手方向が鉛直方向に一致または略一致するように配置されていてもよい。これにより、仮に液面に浮遊する不純物の膜が電極棒にまとわりついたとしても、当該不純物の膜が重力により離脱し易くすることができる。
【００２１】
また、上記の液面レベル検出装置において、前記第二の液面レベル検出部は、前記容器内に配置され、前記第二の液面レベルと同一又は略同一の高さに位置する温度センサを備えていてもよい。
これにより、センシング部が液体状の高温プラズマ原料に浸漬している状態から、センシング部が液面から露出している状態に変化したときの検出温度変化（温度低下）をもとに、液面レベルが下降して第二の液面レベルに到達したことを検出することができる。このように温度変化を用いた液面レベル検出の場合、液面に浮遊する不純物の膜がセンシング部にまとわりついたとしても検出精度に影響はない。そのため、信頼性の高い液面レベル検出を実現することができる。
【００２２】
さらに、上記の液面レベル検出装置において、前記温度センサの表面は、前記高温プラズマ原料に対して不活性な材料により構成されていてもよい。
これにより、温度センサと高温プラズマ原料との化学反応を抑制し、温度センサの腐食や破損を抑制することができる。したがって、安定して液面レベルを検出することができる。
さらにまた、上記の液面レベル検出装置において、前記温度センサの表面を構成する前記高温プラズマ原料に対して不活性な材料は、窒化チタン、酸化スズ、酸化アルミニウム、ダイアモンド、タングステン、モリブデンのいずれかであってもよい。
このように、温度センサの表面を高温プラズマ原料に対して不活性な材料で覆ったり、温度センサの表面部を高温プラズマ原料に対して不活性な材料で形成したりすることで、安定して液面レベルを検出することができる。
【００２３】
また、本発明に係る液面レベル検出装置の一態様は、容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出装置であって、前記容器内に、その先端部が所定の液面レベルと同一又は略同一の高さに位置するように配置され、表面が前記高温プラズマ原料に対して不活性な導電性材料により構成された電極棒と、前記電極棒の先端部が前記高温プラズマ原料の液面に向けて露出するように当該電極棒に外嵌され、前記高温プラズマ原料に対して耐腐食性を有すると共に電気絶縁性を有する材料で構成される管状部材と、前記電極棒の先端部が前記高温プラズマ原料の液面と接触することをもって導通状態となる導通回路と、を備え、前記電極棒は、ステンレス鋼の表面に窒化チタンコーティングが施されたものであり、前記管状部材の材質は、酸化アルミニウムである。
【００２４】
このように、電気的に液面レベルを検出する構成とすることで、応答速度を速くすることができる。また、電極棒を、ステンレス鋼の表面に窒化チタンコーティングが施された構成とすることで、電極棒と高温プラズマ原料との化学反応を抑制し、液面に浮遊する不純物に対して濡れ性が良好な化合物が電極棒の表面に形成されるのを抑制することができる。これにより、電極棒に当該不純物がまとわりつくのを抑制することができる。さらに、その電極棒を酸化アルミニウムで形成された管状部材に挿入した構成とすることで、仮に当該不純物がまとわりついたとしても、液面レベルの誤検出が生じないようにすることができる。すなわち、検出応答性と検出精度との確保を両立することができ、液面レベルを適切に検出することができる。
【００２５】
さらに、本発明に係る液面レベル検出方法の一態様は、容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料の液面レベルを検出する液面レベル検出方法であって、前記高温プラズマ原料の液面レベルが上昇して、前記容器内に前記高温プラズマ原料の収容が許容される上限レベルである第一の液面レベルに到達したことを第一の液面レベルセンサを用いて検出し、前記高温プラズマ原料の液面レベルが下降して前記第一の液面レベルよりも低い第二の液面レベルに到達したことを第二の液面レベルセンサを用いて検出するに際し、前記第一の液面レベルセンサとして、液面レベルの検出応答性が、前記第二の液面レベルセンサの液面レベルの検出応答性よりも高い液面レベルセンサを用いると共に、前記第二の液面レベルセンサとして、液面レベルの検出能が、前記第一の液面レベルセンサの液面レベルの検出能よりも高い液面レベルセンサを用いる。
これにより、上限レベルの検出に際しては液面レベルの検出タイミングの遅れを抑制し、上限レベルよりも低い液面レベルの検出に際しては、正確に液面レベルを検出することができる。したがって、収容される高温プラズマ原料が容器外に溢れそうになったり、所定量を下回りそうになったりするといった状況を適切に検出することができる。
【００２６】
また、本発明に係る高温プラズマ原料供給装置の一態様は、容器内に収容された、高温プラズマを発生させるための液体状の高温プラズマ原料を、前記高温プラズマを発生させる高温プラズマ発生部へ供給する高温プラズマ原料供給装置であって、上記のいずれかの液面レベル検出装置と、前記液面レベル検出装置で検出された前記高温プラズマ原料の液面レベルに基づいて、前記容器内に前記高温プラズマ原料を充填する高温プラズマ充填制御部と、を備える。
これにより、容器内に収容される高温プラズマ原料が常に適正量となるように制御することができる。したがって、安定して高温プラズマ発生部へ高温プラズマ原料を供給することができる。
【００２７】
また、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記第二の液面レベルは、前記容器内に前記高温プラズマ原料の充填が必要となる要充填レベルであり、前記高温プラズマ充填制御部は、前記第二の液面レベル検出部で、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記要充填レベルに到達したことを検出したとき、前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を開始する充填開始部と、前記充填開始部で前記高温プラズマ原料の充填を開始した後、前記第一の液面レベル検出部で、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記上限レベルに到達したことを検出したとき、前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を停止する充填停止部と、を備えてもよい。
【００２８】
このように、容器内の高温プラズマ原料が減少して要充填レベルに到達したときに当該容器への高温プラズマ原料の充填を開始し、その後、容器内の高温プラズマ原料が増加して上限レベルに到達したときに当該容器への高温プラズマ原料の充填を停止する。したがって、容器における高温プラズマ原料の収容量を、常に要充填レベルから上限レベルまでの間に制御することができる。
【００２９】
さらに、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記充填開始部で前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を開始してから、前記充填停止部で前記容器内への前記高温プラズマ原料の充填を停止するまでの間に、前記容器内へ充填した前記高温プラズマ原料の量である実測充填量を測定する充填量測定部と、前記充填量測定部で測定した実測充填量と、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記再充填レベルから前記上限レベルとなるまでの間に前記容器内に充填可能な標準充填量とを比較し、両者の差分が予め設定した許容値を超えているとき、エラー情報を出力するエラー情報出力部と、を備えてもよい。
【００３０】
このように、液面レベル検出装置による液面レベル検出結果に基づいて容器に充填した高温プラズマ原料の量（実測充填量）と、液面レベルが再充填レベルにある状態から上限レベルに達するまでに容器内に収容可能な高温プラズマ原料の量（標準充填量）とを比較することで、液面レベル検出装置による液面レベル検出結果の正否を判断することができる。このとき、実測充填量と標準充填量の差分が許容値を超えている場合には、液面レベル検出装置による液面レベル検出結果が適正ではないと判断してエラー情報を出力するので、オペレータにこれを報知したり充填制御を停止したりするなどの処置を施すことができる。
【００３１】
また、上記の高温プラズマ原料供給装置において、前記第二の液面レベル検出部と同一構成を有し、前記高温プラズマ原料の液面レベルが下降して、前記容器内に前記高温プラズマ原料の収容が最低限必要とされる下限レベルである第三の液面レベルに到達したことを検出する第三の液面レベル検出部と、前記第三の液面レベル検出部で、前記容器内の前記高温プラズマ原料の液面レベルが前記下限レベルに到達したことを検出したとき、前記容器から前記高温プラズマ発生部への前記高温プラズマ原料の供給を停止する高温プラズマ原料供給停止部と、を備えてもよい。
【００３２】
このように、第二の液面レベル検出部と同一構成を有する高精度な第三の液面レベル検出部によって、液面レベルが下降して下限レベルに到達したことを検出するので、当該下限レベルを確実に検出することができる。また、高温プラズマ原料の液面レベルが下降して下限レベルに到達したことを検出したときに、容器から高温プラズマ発生部への高温プラズマ原料の供給を停止するので、容器内の高温プラズマ原料が枯渇したまま高温プラズマ原料の供給処理が継続されるのを防止することができる。
【００３３】
さらに、本発明に係る極端紫外光光源装置の一態様は、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置であって、上記のいずれかの高温プラズマ原料供給装置と、前記高温プラズマ原料供給装置から供給される前記高温プラズマ原料を加熱して励起し高温プラズマを発生させる高温プラズマ発生部と、を備える。
これにより、安定して極端紫外光（ＥＵＶ光）を放射することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の液面レベル検出装置では、容器内に収容される液体状の高温プラズマ原料の液面レベル（収容量）を適切に検出することができる。
したがって、当該液面レベル検出装置を備える高温プラズマ原料供給装置は、安定して高温プラズマ発生部へ高温プラズマ原料を供給することができ、極端紫外光光源装置は安定して極端紫外光（ＥＵＶ光）を放射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態の極端紫外光光源装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】スズ供給機構の構成例を示す図である。
【図３】スズ貯蔵機構の具体的構成を示す図である。
【図４】金属棒の構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態における制御部で実行する充填制御処理を示すフローチャートである。
【図６】金属棒を液面に対して傾斜して配置した図である。
【図７】金属棒を液面に対して垂直に配置した図である。
【図８】第２の実施形態における制御部で実行する充填制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施形態におけるスズ充填機構を示す図である。
【図１０】ＬＰＰ方式の端紫外光光源装置の一例を示す概略構成図である。
【図１１】従来の液面レベルセンサを使用したときに発生し得る状況を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の極端紫外光光源装置を示す概略構成図である。
極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）１００は、半導体露光用光源として使用可能な、例えば波長１３．５ｎｍの極端紫外光（ＥＵＶ光）を放出する装置である。
本実施形態のＥＵＶ光源装置１００は、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置であり、より具体的には、放電を発生させる電極表面に供給された高温プラズマ原料に対してレーザビーム等のエネルギービームを照射して当該高温プラズマ原料を気化し、その後、放電によって高温プラズマを発生するＬＤＰ方式のＥＵＶ光源装置である。
【００３７】
ＥＵＶ光源装置１００は、図１に示すように、放電容器であるチャンバ１１を有する。チャンバ１１は、開口を有する隔壁１１ａによって、大きく２つの空間に分割されている。一方の空間は放電空間１１ｂであり、他方の空間は集光空間１１ｃである。
放電空間１１ｂには、各々独立して回転可能な一対の放電電極２１ａ，２１ｂが互いに離間して対向配置されている。放電電極２１ａ，２１ｂは、ＥＵＶ放射種を含む高温プラズマ原料を加熱して励起するためのものである。
放電空間１１ｂの圧力は、高温プラズマ原料を加熱励起するための放電が良好に発生するように、真空雰囲気に維持されている。
【００３８】
集光空間１１ｃには、ＥＵＶ集光鏡（集光ミラー）１２と、デブリトラップ１３とが配置されている。
ＥＵＶ集光鏡１２は、高温プラズマ原料が加熱励起されることで放出されるＥＵＶ光を集光し、チャンバ１１に設けられたＥＵＶ取出部１１ｄから、例えば露光装置の照射光学系（不図示）へ導くものである。
ＥＵＶ集光鏡１２は、例えば、斜入射型の集光鏡であり、複数枚の薄い凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置した構造を有する。各凹面ミラーの反射面の形状は、例えば、回転楕円面形状、回転放物面形状、ウォルター型形状であり、各凹面ミラーは回転体形状である。ここで、ウォルター型形状とは、光入射面が、光入射側から順に回転双曲面と回転楕円面、もしくは、回転双曲面と回転放物面からなる凹面形状である。
【００３９】
ＥＵＶ集光鏡１２は、反射面形状が回転楕円面形状、ウォルター型形状等いずれかの形状であって、径が互いに異なる回転体形状の凹面ミラーを複数枚備える。ＥＵＶ集光鏡を構成するこれらの凹面ミラーは、同一軸上に、焦点位置が略一致するように回転中心軸を重ねて配置される。このように凹面ミラーを入れ子状に高精度に配置することにより、ＥＵＶ集光鏡１２は、０°〜２５°の斜入射角度のＥＵＶ光を良好に反射し、且つ一点に集光することが可能となる。
【００４０】
また、上記した各凹面ミラーの基体材料は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等である。波長が非常に短いＥＵＶ光を反射させるため、凹面ミラーの反射面は、非常に良好な平滑面として構成される。この平滑面に施される反射材は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、およびロジウム（Ｒｈ）などの金属膜である。各凹面ミラーの反射面には、このような金属膜が緻密にコーティングされている。
デブリトラップ１３は、放電によるプラズマ生成の結果生じるデブリを捕捉し、当該デブリがＥＵＶ光の集光部へ移動するのを抑制する。
【００４１】
放電空間１１ｂに配置された一対の放電電極２１ａ，２１ｂは、金属製の円盤状部材である。放電電極２１ａ，２１ｂは、例えば、タングステン、モリブデン、タンタル等の高融点金属からなる。ここで、２つの放電電極２１ａ，２１ｂのうち、一方の放電電極２１ａがカソードであり、他方の放電電極２１ｂがアノードである。
放電電極２１ａは、その一部が高温プラズマ原料２２ａを収容するコンテナ２３ａの中に浸されるように配置される。放電電極２１ａの略中心部には、モータ２４ａの回転軸２５ａが取り付けられている。すなわち、モータ２４ａが回転軸２５ａを回転させることにより、放電電極２１ａは回転する。モータ２４ａは、制御部５０によって駆動制御される。
【００４２】
また、回転軸２５ａは、例えば、メカニカルシール２６ａを介してチャンバ１１内に導入される。メカニカルシール２６ａは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２５ａの回転を許容する。
放電電極２１ｂも、放電電極２１ａと同様に、その一部が高温プラズマ原料２２ｂを収容するコンテナ２３ｂの中に浸されるように配置される。放電電極２１ｂの略中心部には、モータ２４ｂの回転軸２５ｂが取り付けられている。すなわち、モータ２４ｂが回転軸２５ｂを回転させることにより、放電電極２１ｂは回転する。モータ２４ｂは、制御部５０によって駆動制御される。
【００４３】
また、回転軸２５ｂは、例えば、メカニカルシール２６ｂを介してチャンバ１１内に導入される。メカニカルシール２６ｂは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸２５ｂの回転を許容する。
放電電極２１ａ，２１ｂの表面上に乗った液体状の高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂが回転することで放電領域に輸送される。
ここで、放電領域とは、両電極２１ａ，２１ｂ間の放電が発生する空間であり、両電極２１ａ，２１ｂの周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分である。
【００４４】
高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂとしては、溶融金属、例えば液体状のスズ（Ｓｎ）を用いる。この高温プラズマ原料２２ａ，２２ｂは、放電電極２１ａ，２１ｂに電力を供給する給電用の金属としても働く。
コンテナ２３ａ，２３ｂは、チャンバ１１内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部１１ｆ，１１ｇを介して、パルス電力供給部２７に接続されている。コンテナ２３ａ及び２３ｂ、並びにスズ２２ａ及び２２ｂは導電性である。放電電極２１ａの一部及び放電電極２１ｂの一部はそれぞれスズ２２ａ，２２ｂに浸漬しているので、コンテナ２３ａ，２３ｂ間にパルス電力供給部２７からパルス電力を印加することで、放電電極２１ａ，２１ｂ間にパルス電力を印加することができる。
なお、特に図示しないが、コンテナ２３ａ及び２３ｂには、スズ２２ａ，２２ｂを溶融状態に維持する温度調節機構が設けられている。
【００４５】
パルス電力供給部２７は、コンテナ２３ａ及び２３ｂ間、すなわち放電電極２１ａ及び２１ｂ間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。パルス電力供給部２７は、制御部５０によって駆動制御される。
レーザ源２８は、放電領域に輸送された放電電極２１ａ上のスズ２２ａに対してレーザ光（エネルギービーム）を照射するエネルギービーム照射部である。レーザ源２８は、例えばＮｄ：ＹＶＯ４レーザ装置（Neodymium-doped Yttrium Orthovanadate レーザ装置）である。
このレーザ源２８が放出するレーザ光Ｌは、レーザ光集光部等を介してチャンバ１１の窓部１１ｇに入射し、放電電極２１ａ上に導かれる。レーザ源２８によるレーザ光の照射タイミングは、制御部５０が制御する。
【００４６】
パルス電力供給部２７により放電電極２１ａ，２１ｂにパルス電力を印加した状態で、放電領域に輸送された高温プラズマ原料に対してレーザ光が照射されると、当該高温プラズマ原料が気化し、両電極２１ａ，２１ｂ間でパルス放電が開始される。その結果、高温プラズマ原料によるプラズマＰが形成される。そして、放電時に流れる大電流によりプラズマＰが加熱励起され高温化すると、この高温プラズマＰからＥＵＶ光が放射される。
なお、上述したように放電電極２１ａ，２１ｂ間にはパルス電力を印加するため、上記放電はパルス放電となり、放射されるＥＵＶ光はパルス状に放射されるパルス光となる。
【００４７】
コンテナ２３ａ，２３ｂには、スズ２２ａ，２２ｂを供給するスズ供給機構（高温プラズマ原料供給装置）が接続されている。
以下、スズ供給機構について説明する。
図２は、コンテナ２３ａにスズ２２ａを供給するスズ供給機構３０の構成例を示す図である。なお、コンテナ２３ｂにスズ２２ｂを供給するスズ供給機構についても、図２に示すスズ供給機構３０と同様の構成を有するため、以下、コンテナ２３ａにスズ２２ａを供給するスズ供給機構３０についてのみ説明する。
スズ供給機構３０は、スズ２２ａを収容するリザーバー（容器）３１を備える。リザーバー３１は、コンテナ２３ａよりも容量が大きく設計されている。
【００４８】
リザーバー３１には、その側壁下部（後述する下限レベルＬｃよりも下方）にスズ排出口３２が形成されており、当該スズ排出口３２とコンテナ２３ａに形成されたスズ供給口３３とは、スズ供給管３４によって接続されている。スズ供給管３４にはポンプ３５が設けられており、当該ポンプ３５の駆動によってリザーバー３１内のスズ２２ａがコンテナ２３ａへ供給される。また、スズ供給管３４には、スズ２２ａを所定の設定温度にするための冷却手段３６が設けられている。
【００４９】
さらに、コンテナ２３ａには、スズ２２ａが排出されるスズ排出口３７が形成されており、当該スズ排出口３７とリザーバー３１に形成されたスズ還流口３８が、スズ排出管３９によって接続されている。
ここで、スズ供給口３３は、コンテナ２３ａにおける放電電極２１ａが放電領域に到達する直前に通過する領域近傍に形成されている。また、スズ排出口３７は、コンテナ２３ａにおける放電電極２１ａのレーザ光が照射された部分がコンテナ２３ａ中のスズ２２ａに再び浸漬する領域近傍に形成されている。
【００５０】
このように構成することにより、レーザ光が照射される前、且つ放電が発生する前の放電電極２１ａに、所定の設定温度のスズ２２ａが供給されて放電領域に輸送される。また、放電発生により加熱された放電電極２１ａがコンテナ２３ａ内のスズ２２ａと接触し、当該スズ２２ａが所望の温度以上に加熱されても、この加熱されたスズ２２ａはコンテナ２３ａから排出されるので、次の放電時に輸送されるスズ２２ａには影響を与えない。
【００５１】
スズ排出管３９を通ってリザーバー３１に還流してきた加熱されたスズ２２ａは、リザーバー３１内のスズ２２ａと混合され、リザーバー３１内のスズ２２ａの全体の温度を上昇させる。しかしながら、リザーバー３１の容量は、上述したようにコンテナ２３ａの容量よりも大きいので、リザーバー３１に収容されるスズ２２ａの量も多く、このスズ２２ａの温度上昇は緩やかとなる。したがって、冷却手段３６によってスズ供給管３４を流れるスズ２２ａの温度を所望の設定温度にする際の、当該冷却手段３６の負荷は小さくなる。
このように、リザーバー３１に収容されるスズ２２ａは、コンテナ２３ａに対して循環供給される。
ＥＵＶ光源装置１００におけるＥＵＶ放射の発生中は、高温プラズマ原料であるスズが消費されるため、リザーバー３１におけるスズ２２ａの貯蔵量（収容量）は徐々に減少する。そのため、リザーバー３１には、スズ２２ａの貯蔵量をモニタリングし、スズ２２ａの貯蔵量が適正量となるようリザーバー３１にスズ２２ａを補充するスズ貯蔵機構が設けられている。
【００５２】
以下、スズ貯蔵機構について説明する。
図３は、スズ貯蔵機構の具体的構成を示す図である。
この図３に示すように、リザーバー３１には、当該リザーバー３１に収容されているスズ２２ａの液面レベルを検出するための３つの液面レベルセンサ４１〜４３が設けられている。
液面レベルセンサ４１は、スズ２２ａの上限レベルＬａを検出する上限レベルセンサであり、液面レベルセンサ４２は、スズ２２ａの再充填レベルＬｂを検出する再充填レベルセンサであり、液面レベルセンサ４３は、スズ２２ａの下限レベルＬｃを検出する下限レベルセンサである。
【００５３】
より具体的には、上限レベルセンサ４１は、リザーバー３１におけるスズ２２ａの液面レベルが上昇し、上限レベルＬａに到達したことを検出するセンサである。また、再充填レベルセンサ４２は、リザーバー３１におけるスズ２２ａの液面レベルが下降し、再充填レベルＬｂに到達した（下回った）ことを検出するセンサである。さらに、下限レベルセンサ４３は、リザーバー３１におけるスズ２２ａの液面レベルが下降し、下限レベルＬｃに到達した（下回った）ことを検出するセンサである。
【００５４】
ここで、上限レベルＬａは、スズ充填機構６０からリザーバー３１に充填されるスズ２２ａの量の上限量を検知するために設定される。すなわち、上限レベルＬａは、リザーバー３１内にスズ２２ａの収容が許容される上限の液面レベルである。リザーバー３１内の許容スズ収容量をスズ充填機構６０からのスズ充填量が超えると、場合によってはリザーバー３１から不所望なスズ２２ａの漏出が発生し得る。そこで、上限レベルＬａは、スズ２２ａの漏出が発生する液面レベルに対して所定のマージンをとって設定することが好ましい。
【００５５】
再充填レベルＬｂは、スズ充填機構６０からリザーバー３１へのスズ２２ａの充填を開始するタイミングを検知するために設定される。すなわち、再充填レベルＬｂは、リザーバー３１内にスズ２２ａの充填が必要となる液面レベルである。
ここで、リザーバー３１が柱状形状である場合、リザーバー３１の内容積において、高さ方向（図３の上下方向）の断面積をＳとし、上限レベルＬａと再充填レベルＬｂとの間の高さ方向（図３の上下方向）の距離をＨとするとき、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂから上限レベルＬａとなるまでの間に、リザーバー３１内に充填可能なスズ２２ａの量Ｖｓは、Ｖｓ＝Ｓ×Ｈとなる。この充填量Ｖｓは、スズ充填機構６０からリザーバー３１内に充填される標準充填量（標準供給量）である。
【００５６】
また、下限レベルＬｃは、リザーバー３１内に収容されるスズ２２ａの量がＥＵＶ光源装置１００の運転に支障をきたす下限量まで減少したことを検知するために設定される。すなわち、下限レベルＬｃは、リザーバー３１内にスズ２２ａの収容が最低限必要とされる液面レベルである。この下限量よりスズ２２ａの量が減少すると、図２に示すポンプ３５によって、リザーバー３１からコンテナ２３ａへのスズ２２ａの循環供給が困難となる。すると、結果として、放電領域にスズ２２ａが供給されないままレーザ光が照射されて放電が発生し、放電電極２１ａが磨耗し、電極由来のデブリが増加するという不具合が発生する。
【００５７】
このように、リザーバー３１内において、鉛直方向上側から上限レベルＬａ、再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃの順に設定する。なお、再充填レベルＬｂの検知が正常に行われ、リザーバー３１内へのスズ２２ａの充填が正常に行われる限り、下限レベルＬｃの検出は行われることはないはずである。
上限レベルセンサ４１は、センサ応答が比較的速いセンサであり、本実施形態では、電気的にスズ２２ａの液面レベルを検知する電極式の液面レベルセンサを用いる。具体的には、上限レベルセンサ４１は、棒状の金属部材（電極棒）を含んで構成されるセンシング部４１１と、検出部（電流計）４１２と、バッテリー４１３とを備える。
【００５８】
センシング部４１１は、リザーバー３１内に、その長手方向が鉛直方向（図３の上下方向）に一致するよう設置する。このとき、センシング部４１１は、その下端部（センシング端部）がスズ２２ａの上限レベルＬａに位置するように設置する。センシング部４１１の上端部（センシング端部とは反対側の端部）は、電流計４１２を介してバッテリー４１３の一端に接続される。
【００５９】
また、バッテリー４１３の他端は、導電性材料からなるリザーバー３１の外部壁面と接続される。
スズ２２ａ及びリザーバー３１は導電性であるため、リザーバー３１内に収容されるスズ２２ａの液面が、上限レベルＬａに相当する位置に配置されたセンシング部４１１と接触すると、センシング部４１１、スズ２２ａ、リザーバー３１、バッテリー４１３からなる導通回路が電気的に接続されて、電流計４１２により上記回路が閉回路であること（電流が流れていること）が直ちに検出される。一方、スズ２２ａの液面レベルがセンシング部４１１の下端部よりも下側となると、上記導通回路は開回路となり、電流計４１２は電流が０であることを検出する。
【００６０】
電流計４１２は、検出した電流値を制御部５０へ出力する。制御部５０は、電流計４１２から入力した電流値をもとに、スズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達しているか否かを判断する。
ここで、センシング部４１１は、図４に示すように、導電性材料からなる金属棒４１１ａを備える。ここで、金属棒４１１ａは、例えばステンレス鋼であってもよい。金属棒４１１の表面には、スズ２２ａに対して不活性な導電性材料によるコーティング４１１ｂが施されている。コーティング４１１ｂは、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）コーティングであってもよい。
【００６１】
また、センシング部４１１は、ＴｉＮコーティング４１１ｂがなされた金属棒４１１ａが挿入される管状部材４１１ｃを備える。ここで、管状部材４１１ｃは、スズ２２ａに対して良好な耐腐食性を有し、且つ電気絶縁性を有する材料からなる。管状部材４１１は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなってもよい。金属棒４１１ａは、その先端部がＡｌ２Ｏ３管４１１ｃからスズ２２ａの液面に向けて露出するように、Ａｌ２Ｏ３管４１１ｃ内に挿入される。
なお、ここでは、ステンレス鋼からなる金属棒４１１ａにＴｉＮコーティング４１１ｂを施す場合について説明したが、金属棒４１１ａ自体をスズ２２ａに対して不活性な導電性材料で形成してもよい。この場合、金属棒４１１ａの材質としては、例えば、タングステンやモリブデンを採用することができる。
【００６２】
再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、液面レベルの検出能（検出精度や検出信頼性）が比較的高いセンサであり、本実施形態では、液体状のスズ２２ａの温度を検出可能な温度センサを用いる。再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、そのセンシング部がスズ２２ａの再充填レベルＬｂ及び下限レベルＬｃにそれぞれ位置するように設置する。
【００６３】
そして、再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、検出した温度値を制御部５０へ出力する。制御部５０は、これらセンサ４２及び４３から入力した検出温度をもとに、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂ又は下限レベルＬｃに到達しているか否かを判断する。
スズ２２ａの液面レベルが、再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃを上回っている場合、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３は液体状のスズ２２ａに浸漬された状態となる。そのため、この場合には、温度センサである再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３は、スズ２２ａの融点（約２３２℃）以上の温度を検出する。すなわち、センサの検出温度がスズ２２ａの融点以上である場合、制御部５０は、スズ２２ａの液面レベルが、再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃより上回っている状態であると判断することができる。
【００６４】
一方、スズ２２ａの液面レベルが、再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃを下回ると、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３は、リザーバー３１内の液体状のスズ２２ａから露出した状態（温度センサのセンシング部がスズ２２ａと非接触の状態）となる。そのため、この場合には、温度センサである再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３は、リザーバー３１内のスズ２２ａの液面より上部の空間雰囲気温度を測定することになる。この雰囲気温度は、スズ２２ａの融点よりも低いので、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３の検出温度は、各センサ４２，４３がスズ２２ａに浸漬された状態と比較して低下する。すなわち、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３の検出温度の温度低下をもって、制御部５０は、スズ２２ａの液面レベルが下降して、再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃを下回ったと判断することができる。
【００６５】
再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、例えばシース測温抵抗体により構成されており、その表面はスズ２２ａに対して不活性な材料からなるスリーブで覆われている。これにより、シース（例えば、ステンレス製）とスズ２２ａとの間で化学反応が発生するのを抑制する。当該化学反応が発生すると、当該シースが腐食し、シース内部のセンサやケーブル部分が露出してしまい、結果として正しくスズ温度（すなわち、スズの液面）を測定することが困難となるためである。
【００６６】
上記スリーブの材質は、例えば、酸化チタン（ＴｉＮ），酸化スズ（ＳｎＯ２），酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），ダイアモンド、タングステン、モリブデン等、スズ２２ａに対して耐腐食性を持つ材料とすることが好ましい。なお、表面をスリーブで覆う代わりに、センサの表面を、上記のスズ２２ａに対して耐腐食性を持つ材料で構成してもよい。
制御部５０は、上限レベルセンサ４１、再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３からの検出信号をもとに、リザーバー３１におけるスズ２２ａの収容量（貯蔵量）を検出し、当該収容量（貯蔵量）が適正量（ここでは、液面レベルが再充填レベルＬｂと上限レベルＬａとの間）となるように充填制御する。当該充填制御では、制御部５０は、スズ充填機構６０を駆動制御し、スズ充填機構６０からリザーバー３１へスズ２２ａを充填する。
【００６７】
図５は、制御部５０で実行する充填制御処理手順を示すフローチャートである。
この充填制御処理は、例えば、ＥＵＶ光源装置１００の駆動開始のタイミングで開始し、所定時間毎に繰り返し実行する。なお、上記充填制御処理の開始のタイミングは上記のタイミングに限らない。
先ずステップＳ１で、制御部５０は、上限レベルセンサ４１、再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３からそれぞれ検出信号を取得し、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、制御部５０は、リザーバー３１内のスズ２２ａの液面レベルが下降して下限レベルＬｃに到達したか否かを判定する。ここでは、下限レベルセンサ４３で検出された温度が、予め設定した閾値温度を下回っているか否かを判定する。
【００６８】
具体的には、下限レベルセンサ４３による検出温度の移動平均値を常時求め、この移動平均値が上記閾値温度を所定時間（例えば、１０分〜２０分）下回ったことを確認したとき、スズ２２ａの液面レベルが下限レベルＬｃに到達したと判断する。ここで、上記閾値温度としては、スズ２２ａの融点である２３２℃と同等、またはこれを若干上回る温度（例えば、２５０℃）に設定する。
なお、下限レベルセンサ４３の設定にセンサ応答の遅延時間分を考慮したマージンを加味しておいてもよい。
【００６９】
そして、このステップＳ２で、液面レベルが下限レベルＬｃに到達したと判断した場合にはステップＳ３に移行し、下限レベルＬｃに到達していないと判断した場合には後述するステップＳ４に移行する。
ステップＳ３では、制御部５０は、エラー信号を、例えば外部の警報装置に対して出力すると共に、ＥＵＶ光源装置１００の駆動（ポンプ３５によるリザーバー３１からコンテナ２３ａへのスズ２２ａの供給）を停止し、充填制御を終了する。このとき、当該警報装置は、アラームを発したり警告灯を点灯させたりすることで、オペレータに対してエラーが発生していることを報知する。
なお、このステップＳ３では、制御部５０は、エラー信号を図示しない上位制御部に送信するようにしてもよい。この場合には、上位制御部が警報装置を作動したり、ＥＵＶ光源装置１００の駆動を制御したりする。
【００７０】
ステップＳ４では、制御部５０は、リザーバー３１内のスズ２２ａの液面レベルが下降して再充填レベルＬｂに到達したか否かを判定する。ここでは、再充填レベルセンサ４２で検出された温度が、予め設定した閾値温度を下回っているか否かを判定する。
具体的には、上記のステップＳ２の処理と同様に、再充填レベルセンサ４３による検出温度の移動平均値を常時求め、この移動平均値が上記閾値温度を所定時間（例えば、１０分〜２０分）下回ったことを確認したとき、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂに到達したと判断する。ここで、上記閾値温度としては、スズ２２ａの融点である２３２℃と同等、またはこれを若干上回る温度（例えば、２５０℃）に設定する。
【００７１】
そして、このステップＳ４で、液面レベルが再充填レベルＬｂに到達したと判断した場合にはステップＳ５に移行し、再充填レベルＬｂに到達していないと判断した場合には後述するステップＳ６に移行する。
ステップＳ５では、制御部５０は、スズ充填機構６０からリザーバー３１へのスズ２２ａの充填を開始するための充填開始信号Ｓonを、スズ充填機構６０に対して出力し、ステップＳ６に移行する。このとき、充填開始信号Ｓonを受けたスズ充填機構６０は、リザーバー３１へ一定の充填速度でスズ２２ａを充填する。
【００７２】
ステップＳ６では、制御部５０は、リザーバー３１内のスズ２２ａの液面レベルが上昇して上限レベルＬａに到達したか否かを判定する。ここでは、上限レベルセンサ４１を構成する電流計４１２で検出された電流値をもとに、センシング部４１１、スズ２２ａ、リザーバー３１、バッテリー４１３からなる導通回路が開回路から閉回路に変化したか否か（電流が流れていない状態から電流が流れ始めたか否か）を判定する。そして、制御部５０は、上記導通回路が閉回路に変化したことを確認したとき、スズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達したと判断する。
このステップＳ６で、液面レベルが上限レベルＬａに到達したと判断した場合にはステップＳ７に移行し、上限レベルＬａに到達していないと判断した場合には後述するステップＳ９に移行する。
【００７３】
ステップＳ７では、制御部５０は、充填停止信号Ｓoffをスズ充填機構６０に対して出力し、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、制御部５０は、スズ充填機構６０からリザーバー３１へスズ２２ａを充填中であるか否か、すなわち、制御部５０から出力された充填停止信号Ｓoffを受信したスズ充填機構６０が、リザーバー３１へのスズ２２ａの充填を停止したか否かを判定する。そして、制御部５０がスズ充填機構６０の後述する充填動作検出手段をモニタしてスズ充填が停止していることを検出した場合（ステップＳ８でＮｏの場合）には、ステップＳ９に移行する。
【００７４】
一方、上記のステップＳ８で、制御部５０がスズ充填機構６０の充填動作検出手段をモニタしてスズ充填が継続していることを検出した場合（ステップＳ８でＹｅｓの場合）には、上記のステップＳ３に移行する。
ステップＳ９では、制御部５０は、充填制御を終了するか否かを判定する。例えば、オペレータによってＥＵＶ光源装置１００の駆動停止ボタンが押されたことをもって、充填制御を終了すると判断してもよい。このステップＳ９で、制御部５０が充填制御を終了しないと判断した場合には、上記のステップＳ１に移行する。
【００７５】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
ここでは、リザーバー３１に必要十分量の液体状スズ２２ａが充填されており、図２に示すように、リザーバー３１からコンテナ２３ａへスズ２２ａの循環供給がなされている状態で、ＥＵＶ光源装置１００によるＥＵＶ放射を継続して行った場合について説明する。
この場合、原料（スズ２２ａ）は徐々に消費され、図２に示す循環経路内のスズ２２ａが減少する。すなわち、リザーバー３１におけるスズ２２ａの貯蔵量が徐々に減少する。
このように、リザーバー３１内のスズ２２ａの液面レベルが適正レベル（再充填レベルＬｂと上限レベルＬａとの間）にある状態から、リザーバー３１内のスズ２２ａが減少し、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂを下回ると、温度センサである再充填レベルセンサ４２がスズ２２ａの液面と非接触となる。すると、再充填レベルセンサ４２による検出温度が、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂを上回っているときと比較して低下し、制御部５０は、当該温度変化をもってスズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂに到達したと判断する（ステップＳ４でＹｅｓ）。
【００７６】
このとき、制御部５０は、スズ充填機構６０に対して充填開始信号Ｓonを送信し（ステップＳ５）、充填開始信号Ｓonを受けたスズ充填機構６０は、リザーバー３１に対し、スズ２２ａの供給を開始する。これにより、リザーバー３１におけるスズ２２ａの液面レベルが上昇する。
その後、リザーバー３１内のスズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達すると、電極式レベルセンサである上限レベルセンサ４１のセンシング部４１１（金属棒４１１ａ）がスズ２２ａの液面に接触する。すると、上限レベルセンサ４１の電流計４１２によって電流値を検出し、制御部５０は、当該電流値を確認することでスズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達したと判断する（ステップＳ６でＹｅｓ）。
【００７７】
制御部５０は、液面レベルが上限レベルＬａに到達したと判断した時点でスズ充填機構６０に対して充填停止信号Ｓoffを送信する（ステップＳ７）。充填停止信号Ｓoffを受けたスズ充填機構６０は、リザーバー３１に対するスズ２２ａの供給を停止する。これにより、リザーバー３１におけるスズ２２ａの液面レベルの上昇は、上限レベルＬａに達したところで停止する。
以上の処理により、リザーバー３１におけるスズ２２ａの液面レベルは、適正レベルに制御される。
仮に、ＥＵＶ光源装置１００の作動中に、再充填レベルセンサ４２に不具合が発生すると、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂを下回っても再充填レベルセンサ４２がこれを検知できず、制御部５０はスズ充填機構６０に対して充填開始信号Ｓonを送信できない。すなわち、スズ充填機構６０からリザーバー３１へのスズ２２ａの充填は行われない。そのため、当該液面レベルは、そのまま徐々に下降し、下限レベルＬｃに到達する。
【００７８】
そして、スズ２２ａの液面レベルが下限レベルＬｃを下回ると、温度センサである下限レベルセンサ４３がスズ２２ａの液面と非接触となる。すると、下限レベルセンサ４３による検出温度が、スズ２２ａの液面レベルが下限レベルＬｃを上回っているときと比較して低下し、制御部５０は、当該温度変化をもってスズ２２ａの液面レベルが下限レベルＬｃに到達したと判断する（ステップＳ２でＹｅｓ）。
このとき、制御部５０は、エラー信号を出力し、オペレータに対してエラーが発生していることを報知する。このように、制御部５０は、オペレータによる再充填レベルセンサ４２の状態確認作業を促す。
【００７９】
なお、本実施形態では、エラー発生時にアラームを発したり警告灯を点灯させたりする場合について説明したが、エラー内容をディスプレイに表示してもよい。例えば、上記のようにスズ２２ａの液面レベルが下限レベルＬｃに到達するのは、再充填レベルセンサ４２に不具合が発生して、制御部５０がスズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂに到達したことを検知できなかった場合と、制御部５０がスズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂに到達したことを検知し、スズ充填機構６０に対して充填開始信号Ｓonを送信したにもかかわらず、スズ充填機構６０の不具合により充填が開始されなかった場合とが考えられる。
【００８０】
したがって、この場合には、再充填レベルセンサ４２またはスズ充填機構６０に不具合が発生していることを示す内容を表示する。さらに、この場合、制御部５０からスズ充填機構６０に対して充填開始信号Ｓonを出力していなければ再充填レベルセンサ４２の不具合、充填開始信号Ｓonを出力していればスズ充填機構６０の不具合であると判断することができる。そこで、充填開始信号Ｓonの出力の有無に応じて、エラー表示内容を変更するようにしてもよい。このように、エラー内容を提示することで、オペレータによる不具合箇所の確認作業が容易になる。
【００８１】
以上のように、本実施形態では、コンテナ２３ａに高温プラズマ原料であるスズ２２ａを供給するリザーバー３１に、当該リザーバー３１内のスズ２２ａの液面レベルを検出する液面レベルセンサを設ける。このとき、液面レベルセンサとしては、下方から上昇してくる液面を検出する上限レベルセンサ４１と、上方から下降してくる液面を検出する再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３とを備える。
【００８２】
そして、上限レベルセンサ４１は、再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３よりも応答速度の速いセンサとし、再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、上限レベルセンサ４１よりも検出能（検出精度）の高いセンサとする。
具体的には、上限レベルセンサ４１は、電気的に液面レベルを検出する電極式の液面レベルセンサとし、再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、温度変化により液面レベルを検出する温度センサとする。
【００８３】
スズ充填機構６０からリザーバー３１にスズ２２ａが充填され、リザーバー３１内の許容スズ収容量をスズ充填機構６０からのスズ充填量が超過すると、リザーバー３１から不所望なスズ２２ａの漏出が発生してしまう。そのため、スズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達した状況は、速やかに検知しなければならない。
本実施形態では、スズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達したことを検出する上限レベルセンサ４１として、電気的に液面レベルを検出するといった、応答性の高いセンサを用いる。そのため、液面レベルが上限レベルＬａに到達したことを検出するタイミングが遅れたり、リザーバー３１から不所望なスズ２２ａの漏出が発生したりするといった不具合を抑制することができる。
【００８４】
ところで、リザーバー内に収容されるスズの液面には、徐々に導電性である不純物の膜が浮遊する。ここで、上記不純物とは、スズ充填機構６０からリザーバー３１に固体スズを供給する構成である場合には、当該固体スズの表面を覆うスズ酸化膜であったり、リザーバー３１や放電電極２１ａを構成している金属の一部とスズとが反応したものであったり、真空雰囲気中の残留ガスとスズとが化合したものであったりする。これら不純物は徐々に生成され、リザーバー３１内に収容されるスズ２２ａの液面に導電性の膜となって浮遊する。当該不純物は、液体スズよりも比重が軽いものが多いため、液体スズの液面に浮遊する。
【００８５】
図１１に示すように、この不純物の膜Ｘの一部が金属棒９０１にまとわりつくと、スズ９１１の液面レベルがセンシングレベルを下回っている状態で、この不純物の膜Ｘが金属棒９０１とスズ９１１の液面とを接続する。この不純物の膜Ｘは導電性であるので、結果的に、この不純物の膜Ｘは、金属棒９０１の先端とスズ９１１の液面とを電気的に短絡してしまい、スズ９１１の液面レベルがセンシングレベルに到達していると誤検出してしまう。
【００８６】
本実施形態においては、上限レベルセンサ４１のセンシング部である金属棒４１１ａは、リザーバー３１内に充填されるスズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達しない限り、スズ２２ａの液面とは非接触となる。そのため、スズ２２ａの液面に生じる不純物の膜の一部が金属棒４１１ａにまとわりつくといった不具合も殆ど発生しない。すなわち、液面レベルが上昇して上限レベルに到達したことを検出する上限レベルセンサ４１として、上記の電気的に液面レベルを検出するセンサを用いても、誤検出は殆ど発生しない。
【００８７】
仮に、上限レベルセンサ４１の金属棒４１１ａに不純物がまとわりつき、スズ２２ａの液面レベルが上限レベルＬａに到達する前に、上限レベルＬａに到達したと誤検出したとしても、リザーバー３１内の許容スズ収容量をスズ充填機構６０から充填されるスズの量が超過し、リザーバー３１から不所望なスズの漏出が発生するという不具合は回避することができるため（安全側に制御されるため）、大きな問題はない。
【００８８】
また、本実施形態では、上限レベルセンサ４１のセンシング部４１１を、図４に示すように、表面にＴｉＮコーティング４１１ｂがなされた金属棒４１１ａを、Ａｌ２Ｏ３管４１１ｃに挿入した構成とする。
このように、金属棒４１１ａの表面にＴｉＮコーティング４１１ｂを施すので、金属棒４１１ａとスズ２２ａとの化学反応を防ぎ、スズ２２ａの液面レベルを正確に測定することができる。当該化学反応が起こると、金属棒４１１ａが腐食、破損し、正しく液面レベルを測定できなくなる。例えば、金属棒４１１ａがステンレス棒から構成される場合、表面にＴｉＮコーティング４１１ｂがないと、ステンレス棒の表面はスズ（Ｓｎ）によって腐食し、当該表面に例えばＳｎＦｅ，ＳｎＦｅ２などの鉄化合物が形成される。これらの化合物は、スズ２２ａの液面を浮遊する不純物（スラグ）に対して濡れ性が良好であるので、金属棒４１１ａに不純物がまとわりつきやすくなり、スズ２２ａの液面レベルを正確に測定できなくなるという不具合が発生してしまう。
【００８９】
さらに、本実施形態では、ＴｉＮコーティング４１１ｂがなされた金属棒４１１ａを、Ａｌ２Ｏ３管４１１ｃに挿入する。Ａｌ２Ｏ３は比較的撥水性の高い材料であるので、Ａｌ２Ｏ３管４１１ｃには上記不純物が付着しにくい。図４に示すように、センシング部４１１は、このＡｌ２Ｏ３管４１１ｃが大部分を占めるので、金属棒４１１ａへの不純物のまとわりつきを効果的に抑制することができる。また、Ａｌ２Ｏ３は電気絶縁性を有するので、仮にこの部分に導電性の不純物（スラグ）が付着したとしても、電気的な検出はなされない。したがって、仮にセンシング部４１１に不純物がまとわりついたとしても、スズ２２ａの液面レベルの誤検出の確率を低くすることができる。
【００９０】
また、センシング部４１１は、その長手方向が、スズ２２ａの液面に対して鉛直方向（重力方向）に一致または略一致するように配置する。仮に、図６に示すように、センシング部４１１を、その長手方向がスズ２２ａの液面に対して傾斜するように配置した場合、センシング部４１１に不純物の膜Ｘがまとわりつきやすくなってしまう。本実施形態では、センシング部４１１を、その長手方向がスズ２２ａの液面に対して垂直となるように配置するので、図７に示すように、センシング部４１１に付着した不純物の膜Ｘが、重力によりセンシング部４１１から離脱しやすくなる。
【００９１】
一方、上方から下降する液面レベルを検出する再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３は、リザーバー３１からコンテナ２３ａへのスズ２２ａの循環供給が正常に行われている場合、リザーバー３１内において常に液体状のスズ２２ａに浸漬された状態となる。
そのため、再充填レベルＬｂや下限レベルＬｃにスズ２２ａの液面レベルが到達する際には、スズ２２ａの液面に浮遊する導電性の不純物の膜が再充填レベルセンサ４２や下限レベルセンサ４３の表面に付着する可能性が高い。
したがって、仮に、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３として、上限レベルセンサ４１のように、金属棒を用いて電気的にスズ２２ａの液面レベルを検知するセンサを用いると、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃを下回ったことを検出するタイミングが遅れるといった不具合が発生する可能性が高い。
そこで、本実施形態では、上方から下降する液面レベルを検出する再充填レベルセンサ４２及び下限レベルセンサ４３として、温度変化により液面レベルを検出する温度センサを用いる。
【００９２】
液面レベルが再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃを下回ったとき、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３に不純物の膜が付着し、この付着した膜がスズ２２ａの液面と接続されていたとしても、液体状のスズ２２ａからは再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３のセンシング部は露出する。そして、両センサの温度計測に影響を及ぼす付着不純物の量は小さく、熱容量も小さいので、結局、両センサの検知温度はスズ２２ａの融点より低くなる。すなわち、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３に不純物の膜が付着したとしても、再充填レベルセンサ４２、下限レベルセンサ４３の検知温度の温度低下は検出され、スズ２２ａの液面レベルが、再充填レベルＬｂ、下限レベルＬｃを下回ったことを検知することが可能となる。
このように、温度センサを用いた液体レベルセンサは、不純物の膜の影響を受けずに精度良く液面レベルを検出することができる。
【００９３】
なお、温度センサは、電気的に液面レベルを検出するセンサ機構と比較すると、応答性は低い。しかしながら、スズ２２ａの液面レベルが再充填レベルＬｂに到達したタイミングの検知がセンサ応答の遅延時間分遅れたとしても、スズ２２ａの液面レベルは、下限レベルＬｃよりは上回っているため、リザーバー３１からコンテナ２３ａへの循環供給は正常に行われる。
【００９４】
以上のように、本実施形態では、高温プラズマ原料である溶融スズを収容するリザーバー３１において、リザーバー３１に収容されるスズ２２ａの液面に浮遊する導電性の不純物の膜の影響を排除し、適切にリザーバー３１内のスズ２２ａの貯蔵量（液面レベル）を検出することができる。したがって、安定してＥＵＶ光源装置１００の放電電極に高温プラズマ原料を供給することができる。
【００９５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、スズ充填機構６０からリザーバー３１へ実際に供給したスズの量（実測供給量）をカウントし、その結果をもとに上限レベルセンサ４１や再充填レベルセンサ４２の不具合発生を検出するようにしたものである。
第２の実施形態におけるスズ貯蔵機構は、図３に示すスズ貯蔵機構において、スズ充填機構６０が、リザーバー３１へのスズ供給量をカウントする機能を有する点で上述した第１の実施形態とは異なる。また、第２の実施形態における制御部５０は、上述した第１の実施形態における制御部５０とは異なる処理を実行する。
【００９６】
図８は、第２の実施形態における制御部５０で実行する充填制御処理手順を示すフローチャートである。この図８に示す充填制御処理において、図５に示す充填制御処理と同一処理を行う部分には同一ステップ番号を付し、ここでは処理の異なる部分を中心に説明する。
制御部５０は、上記のステップＳ５でスズ充填機構６０に対して充填開始信号Ｓonを出力した後、ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、制御部５０は、スズ充填機構６０に対して、リザーバー３１へのスズ供給量のカウント開始を指示するためのカウント開始信号ＣＮＴonを出力し、上記のステップＳ６に移行する。
【００９７】
また、制御部５０は、上記のステップＳ８でスズ充填機構６０の充填動作検出手段をモニタしてスズ充填が停止していることを検出した場合、ステップＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、制御部５０は、スズ充填機構６０に対して、リザーバー３１へのスズ供給量のカウント停止を指示するためのカウント停止信号ＣＮＴoffを出力し、ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、制御部５０は、スズ充填機構６０がカウント開始信号ＣＮＴonを受けてからカウント停止信号ＣＮＴoffを受けるまでの間にカウントしたスズ供給量（実測供給量）Ｖを取得し、ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、制御部５０は、ステップＳ１３で取得した実測供給量Ｖと、リザーバー３１の形状、上限レベルＬａの位置及び再充填レベルＬｂの位置に基づいて決定される標準供給量Ｖｓとを比較し、両者の差分の絶対値｜Ｖｓ−Ｖ｜が許容ばらつき量α以下であるか否かを判定する。
【００９８】
ここで、標準供給量Ｖｓは、上述したように、リザーバー３１が柱状形状であり、リザーバー３１の高さ方向（図３の上下方向）の断面積をＳ、上限レベルＬａと再充填レベルＬｂとの間の高さ方向（図３の上下方向）の距離をＨとしたときの、リザーバー３１内の液面レベルが再充填レベルＬｂから上限レベルＬａに到達するまでにスズ充填機構６０から供給されるスズ２２ａの量であり、Ｖｓ＝Ｓ×Ｈである。この標準供給量Ｖｓは、予めメモリ等に記憶しておく。また、上記許容ばらつき量αは、センサのセンシングタイミングのばらつきやスズ充填機構６０の充填ばらつきに起因する充填量のばらつきを考慮して設定する。
そして、｜Ｖｓ−Ｖ｜≦αである場合には、実測供給量Ｖと標準供給量Ｖｓとの差分が許容範囲内であると判断して上記のステップＳ９に移行し、｜Ｖｓ−Ｖ｜＞αである場合には、実測供給量Ｖと標準供給量Ｖｓとの差分が許容範囲外であると判断して上記のステップＳ３に移行する。
【００９９】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
上限レベルセンサ４１と再充填レベルセンサ４２とが共に正常に動作しているものとする。この場合、再充填レベルセンサ４２は、リザーバー３１内の液面レベルが再充填レベルＬｂを下回ったことを正確に検出し、制御部５０は、リザーバー３１内の液面レベルが再充填レベルＬｂを下回ったタイミングで適切にスズ充填機構６０に対して充填開始信号Ｓonを出力することができる。
【０１００】
また、上限レベルセンサ４１は、スズ充填機構６０によるスズ２２ａの供給によってリザーバー３１内の液面レベルが上限レベルＬａに到達したことを正確に検出し、制御部５０は、リザーバー３１内の液面レベルが上限レベルＬａに到達したタイミングで適切にスズ充填機構６０に対して充填停止信号Ｓoffを出力することができる。
そのため、この場合には、スズ充填機構６０が充填開始信号Ｓonを受けてから充填停止信号Ｓoffを受けるまでの間にリザーバー３１へ供給したスズ２２ａの量（実測供給量）Ｖは、標準供給量Ｖｓと一致する。すなわち｜Ｖｓ−Ｖ｜＝０となる（ステップＳ１４でＹｅｓ）。したがって、制御部５０は、上限レベルセンサ４１及び再充填レベルセンサ４２が正常であり、正確にスズ２２ａが充填されたと判断し、正常充填完了とする。
【０１０１】
これに対して、仮に上限レベルセンサ４１、再充填レベルセンサ４２の少なくとも一方に不具合が発生し、液面レベルの検出タイミングが適正タイミングに対して大幅にずれると、制御部５０からスズ充填機構６０に充填開始信号Ｓonや充填停止信号Ｓoffを送信するタイミングも大幅にずれる。
例えば、再充填レベルセンサ４２に不具合が発生し、再充填レベルＬｂの検出タイミングが遅れると、実測供給量Ｖは標準供給量Ｖｓよりも多くなる。また、上限レベルセンサ４１に不具合が発生し、上限レベルＬａの検出タイミングが早まると、実測供給量Ｖは標準供給量Ｖｓよりも少なくなる。すなわち、いずれの場合も、｜Ｖｓ−Ｖ｜＞αとなる（ステップＳ１４でＹｅｓ）。
【０１０２】
したがって、制御部５０は、上限レベルセンサ４１、再充填レベルセンサ４２の少なくとも一方に異常が発生しており、正確にスズ２２ａが充填されていないと判断し、エラー信号を出力してオペレータに対してエラーが発生していることを報知する。このように、制御部５０は、オペレータによる上限レベルセンサ４１の状態確認作業を促す。
このように、スズ充填機構６０にリザーバー３１へのスズ供給量をカウントする機能を設けることで、制御部５０による充填開始及び充填停止の指示をもとに、スズ充填機構６０からリザーバー３１に対して実際に供給したスズ２２ａの量を把握することができる。したがって、上限レベルセンサ４１や再充填レベルセンサ４２に不具合が発生した場合には、実測供給量Ｖと標準供給量Ｖｓとの差分が許容ばらつき量αを超えることをもって、当該不具合を検出することができる。したがって、不適切な検出信号により充填制御が継続されることを防止することができる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、スズ充填機構６０によるスズ供給量のカウントを容易且つ適切に行えるようにしたものである。
図９は、スズ充填機構６０の具体的構成を示す図である。
スズ充填機構６０は、スズカートリッジ貯蔵室（tin cartridge）６１を備える。このスズカートリッジ貯蔵室６１には、固体のスズ原料が貯蔵されている。固体スズ原料の形状は、例えば、球状である。なお、固体スズ原料の形状は、棒状や回転楕円体形状、その他ブロック形状など、任意の形状であってよい。この固体スズ原料（以下、「スズ球Ｂ」という。）は、事前に酸洗浄されており、スズカートリッジ貯蔵室６１に複数個保管されている。
【０１０４】
スズカートリッジ貯蔵室６１の下方には、スズ球Ｂを外部に供給するための出口部６２が設けられている。
出口部６２の下部には、スズ球Ｂを輸送するためのスズ原料輸送機構６３が配置されている。このスズ原料輸送機構６３は、回転ディスク６３ａによってスズ球Ｂを輸送する回転ディスク型のスズ原料輸送機構（rotating disk）である。回転ディスク６３ａには、スズ球１つ１つを個別に保持して輸送する輸送孔６３ａが形成されている。
【０１０５】
回転ディスク６３ａは、鉛直方向（図９の上下方向）の軸を中心軸として回転可能に構成されており、出口部６２を通って輸送孔６３ｂに供給されたスズ球Ｂは、回転ディスク６３ａの回転によって入口部６４まで輸送され、当該入口部６４から原料供給管６５に供給される。
この回転ディスク６３ａの回転数をモニタリングすることで、原料供給管６５に供給するスズ球Ｂの数、すなわちリザーバー３１に供給するスズ球Ｂの数をカウントすることができる。また、当該回転数情報から回転ディスク６３ａを制御することで、スズ球Ｂの供給量を制御することができる。
【０１０６】
原料供給管６５は、ロードロック機構を有するロードロック部６６を備える。ロードドック部６６は、第一のゲートバルブ６６ａと、第二のゲートバルブ６６ｂとによって区画されている。この区画されたロードロック空間には、圧力計６６ｃ、真空引き用管路６６ｄ、パージガス供給用管路６６ｅが設けられている。
スズ原料輸送機構６３により輸送されるスズ球Ｂは、入口部６４から原料供給管６５を介して、ロードロック部６６に一旦供給される。具体的には、スズ球Ｂは、第一のゲートバルブ６６ａが開状態で、第二のゲートバルブ６６ｂが閉状態であるロードロック部６６に供給される。
【０１０７】
スズ原料輸送機構６３は、予め設定した所定量だけスズ球Ｂをロードロック部６６に供給した時点で、輸送を停止する。
その後、ロードロック部６６上部の第一のゲートバルブ６６ａが閉じられ、真空引き用管路６６ｄからロードドック部６６の真空引きが開始される。そして、ロードドック部６６内において十分な真空が得られた後、ロードロック部６６下部の第二のゲートバルブ６６ｂが開き、スズ原料供給用絶縁路（insulation tube）６７を介して、スズ球Ｂがリザーバー３１に注入される。ここで、スズ原料供給用絶縁路６７の端部には、スズ球Ｂがリザーバー３１に確実に供給されるようなテーパー形状（taper shape）のテーパー部６８が形成されている。
なお、第二のゲートバルブ６６ｂ及びスズ原料供給用絶縁路６７は、真空容器であるＥＵＶ光源装置１００のチャンバ１１内に設置され、リザーバー３１に連結されている。ＥＵＶ光源装置１００のチャンバ１１内は、放電電極等の高電圧部分１１ｈが存在するので、スズ原料供給用絶縁路６７は絶縁性部材から構成される。
【０１０８】
そして、錫原料供給用絶縁路６７の内側の真空度ｐと、高電圧部と接地電位部との間隔ｄとの積である“ｐｄ値”は、パッシェン曲線（Paschen curve）の左側に来るように設計され、リザーバー３１とスズ充填機構６０との間は絶縁が保たれている。
スズ球Ｂをリザーバー３１に注入した後は、ロードロック部６６下部の第二のゲートバルブ６６ｂを閉じ、ロードロック部６６内部は、パージガス供給用管路６６ｅによってパージガス（例えば、Ａｒガス）でパージされる。その後、ロードロック部６６のパージが完了したら、上部の第一のゲートバルブ６６ａを開き、次のスズ球補充の開始準備がなされる。
【０１０９】
上記のスズ補充プロセスは、制御部５０からの充填開始信号Ｓonを受けてから充填停止信号Ｓoffを受けるまでの間、すなわち、リザーバー３１内のスズ液面レベルが再充填レベルＬｂを下回ってから上限レベルＬａに到達するまでの間、繰り返される。
このように、スズ充填機構６０に、リボルバー型の回転ディスク６３ａを設けることで、リザーバー３１へのスズ供給量のカウントを容易且つ適切に行うことができる。
例えば、上述した第２の実施形態のように、制御部５０からカウント開始信号ＣＮＴon、カウント停止信号ＣＮＴoffが送信される場合には、これら信号の受信タイミングでそれぞれスズ供給量のカウント開始、カウント停止を行う。そして、スズ充填機構６０は、開始信号ＣＮＴｏｎ受けてからカウント停止信号ＣＮＴoffを受けるまでの間にリザーバー３１に供給した実測供給量Ｖを制御部５０へ送信すればよい。
【０１１０】
また、上記した圧力計６６ｃは、スズ充填機構６０の充填動作検出手段として使用することも可能である。
図５のステップＳ７において制御部５０から出力された充填停止信号Ｓoffを受信したスズ充填機構６０は、リザーバー３１へのスズ球Ｂの注入を停止し、ロードロック部６６下部の第二のゲートバルブ６６ｂを閉じる。次いでスズ充填機構６０は、ロードロック部６６内部をパージガス供給用管路６６ｅによってパージガス（例えば、Ａｒガス）でパージする。その後、ロードロック部６６のパージが完了したら、スズ充填機構６０は、上部の第一のゲートバルブ６６ａを開き、次に充填開始信号Ｓonを受信した際におけるスズ球補充の開始準備がなす。すなわち、制御部５０から充填停止信号Ｓoffが送信されると、上記ロードロックブ６６内部は大気圧となる。そして、次に制御部５０から充填開始信号Ｓonを受信した時点以降、リザーバー３１へスズ球Ｂの注入する時点でロードロック部６６は真空状態となる。
【０１１１】
一方、制御部５０から出力された充填停止信号Ｓoffを受信したにもかかわらず、スズ充填機構６０がリザーバー３１へのスズ球Ｂの注入を停止しないというエラーが発生した場合（図５のステップＳ８でＹｅｓの場合）を考える。この場合スズ充填機構６０は、充填停止信号Ｓoffを受信した後も、リザーバー３１へのスズ球Ｂの注入を継続する。すなわち、スズ球Ｂの注入を継続するために、スズ充填機構６０は、充填停止信号Ｓoffを受信後もロードロック部６６の内部は、パージ状態と真空状態を繰り返す。
上記をまとめると、スズ充填機構６０が正常に動作している場合（図５のステップＳ８でＮｏの場合）は、上記ロードロック部６６の圧力は充填停止信号Ｓoffを受信後に大気圧となり、その後、少なくとも再び充填開始信号Ｓonを受信する時点までは大気圧が維持される。
【０１１２】
一方、スズ充填機構６０が充填停止信号Ｓoffを受信後もスズ充填動作を継続するという異常動作が発生している場合（図５のステップＳ８でＹｅｓの場合）は、スズ充填機構６０は、再び充填開始信号Ｓonを受信する前にスズ充填動作が発生する。よって、上記ロードロック部６６の圧力は、充填停止信号Ｓoffを受信後に大気圧となり、再び充填開始信号Ｓonを受信する前に真空状態と大気圧状態とが繰り返されることになる。すなわち、充填停止信号Ｓoffを受信後から再び充填開始信号Ｓonを受信するまでの時間、ロードロック部６６の圧力は、充填停止信号Ｓoffを受信後１回目の大気圧状態となり、その後少なくとも１回は真空状態となって、次いで少なくとも２回目の大気圧状態となる。
よって、圧力計６６ｃでロードロック部６６の圧力を測定し、圧力情報を制御部５０に送信するようにすれば、制御部５０はスズ充填機構６０の充填動作を検出することが可能となる。すなわち、圧力計６６ｃをスズ充填機構６０の充填動作検出手段として機能させることが可能となる。
【０１１３】
（応用例）
上記各実施形態においては、高温プラズマ原料に照射するエネルギービームとしてレーザを用いる場合について説明したが、レーザに代えてイオンビームや電子ビーム等を用いることもできる。
また、上記各実施形態においては、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に適用する場合について説明したが、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置にも適用可能である。ＬＰＰ方式とは、プラズマ生成用ドライバレーザをターゲット材料に照射し、当該ターゲット材料を励起させてプラズマを生成する方式である。
図１０は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置２００を示す概略構成図である。
この図１０に示すように、ＥＵＶ光源装置２００は、光源チャンバ２１１を有する。光源チャンバ２１１の内部は、真空ポンプ等により真空状態に維持されている。
光源チャンバ２１１には、ＥＵＶ放射種である原料（高温プラズマ原料）２１２を供給するための原料供給ノズル２１３が設けられている。原料供給ノズル２１３は、原料供給ユニット２１４から供給される原料２１２（例えば、液滴状のスズ）を所定のターゲットエリアに供給する。
【０１１４】
また、ＥＵＶ光源装置２００は、レーザ光Ｌを放出する励起用レーザ光発生装置（エネルギービーム照射部）２１５を備える。励起用レーザ光発生装置２１５からのレーザ光Ｌは、レーザ光集光部２１６により集光され、チャンバ２１１に形成されたレーザ光入射窓部２１７を介してチャンバ２１１内部へ入射する。チャンバ２１１内部へ入射したレーザ光Ｌは、ＥＵＶ集光鏡（集光ミラー）２１８の略中央部に設けられたレーザ光通過穴を通って、原料供給ノズル２１３から放出される原料２１２に照射される。
励起用レーザ光発生装置２１５は、例えば、繰り返し周波数が数ｋＨｚであるパルスレーザ装置であり、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ、ＹＡＧレーザなどが使用される。
【０１１５】
原料供給ノズル２１３からターゲットエリアに供給された原料は、レーザ光Ｌの照射により加熱・励起されて高温プラズマＰとなり、この高温プラズマＰからＥＵＶ光が放射される。放射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶ集光鏡２１８によりチャンバ２１１に形成されたＥＵＶ光取出部２１９に向けて反射され、ＥＵＶ集光鏡２１８の集光点（中間集光点）に集光されてＥＵＶ光取出部２１９から出射する。ＥＵＶ光取出部２１９から出射したＥＵＶ光は、ＥＵＶ光源装置２００に接続された図示しない露光装置の照射光学系等に入射する。また、高温プラズマＰとＥＵＶ集光鏡２１８との間には、高温プラズマＰから発生するデブリを捕捉し、ＥＵＶ光のみを通過させるデブリトラップ２２０が配置される。
なお、上記原料２１２は、パルスレーザの照射により加熱・励起されて高温プラズマＰとなるので、ＥＵＶ光の発光はパルス発光となる。
ここで、ＥＵＶ集光鏡２１８は、例えばモリブデンとシリコンの多層膜でコーティングされた球面形状の反射鏡であり、励起用レーザ光発生装置２１５およびレーザ光入射窓部２１７の配置によっては、レーザ光通過穴を必要としない場合もある。
【０１１６】
また、高温プラズマ生成用のレーザ光Ｌは、迷光としてＥＵＶ光取出部２１９に到達することもある。よって、ＥＵＶ光取出部２１９の前方（高温プラズマＰ側）にＥＵＶ光を透過して、レーザ光Ｌを透過させない不図示のスペクトル純度フィルタを配置することもある。
さらに、上記各実施形態においては、ＥＵＶ光源装置を半導体露光用光源として用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、露光用マスクの検査装置等の光源として用いることもできる。
【符号の説明】
【０１１７】
１１…チャンバ、１１ａ…隔壁、１１ｂ…放電空間、１１ｃ…集光空間、１１ｄ…ＥＵＶ取出部、１２…ＥＵＶ集光鏡、１３…ホイルトラップ、２１ａ，２１ｂ…放電電極、２２ａ，２２ｂ…高温プラズマ原料、２３ａ，２３ｂ…コンテナ、２４ａ，２４ｂ…モータ、２５ａ，２５ｂ…回転軸、２６ａ，２６ｂ…メカニカルシール、２７…パルス電力発供給部、２８…レーザ源、３０…スズ供給機構、３１…リザーバー、３２…スズ排出口、３３…スズ供給口、３４…スズ供給管、３５…ポンプ、３６…冷却手段、３７…スズ排出口、３８…スズ還流口、３９…スズ排出管、４１…上限レベルセンサ、４１１…センシング部、４１２…電流計、４１３…バッテリー、４２…再充填レベルセンサ、４３…下限レベルセンサ、５０…制御部、６０…スズ充填機構、１００…極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）、２００…極端紫外光光源装置（ＥＵＶ光源装置）
【図１】
2016099289.tif 000003
【図２】
2016099289.tif 000004
【図３】
2016099289.tif 000005
【図４】
2016099289.tif 000006
【図５】
2016099289.tif 000007
【図６】
2016099289.tif 000008
【図７】
2016099289.tif 000009
【図８】
2016099289.tif 000010
【図９】
2016099289.tif 000011
【図１０】
2016099289.tif 000012
【図１１】
2016099289.tif 000013