(57)【要約】【課題】高輝度に紫外線、真空・極端紫外光を発光でき、効率的に外部に取り出すことができるＬＰＰ光源、ＬＰＰ光源装置、光学検査装置及び露光装置を得ることを目的とする。【解決手段】本発明のＬＰＰ光源は、遷移金属の単体、遷移金属を含む合金または化合物を有し、その延在方向に垂直な断面における最長幅が０．００５〜０．５ｍｍである細線状ターゲットと、前記細線状ターゲットの第１端部にレーザーを照射するレーザー照射手段と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遷移金属の単体、遷移金属を含む合金または化合物を有し、その延在方向に垂直な断面における最長幅が０．００５〜０．５ｍｍである細線状ターゲットと、
前記細線状ターゲットの第１端部にレーザーを照射するレーザー照射手段と、を備えるＬＰＰ光源。
【請求項２】
前記遷移金属が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕからなる群のいずれかである請求項１に記載のＬＰＰ光源。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のＬＰＰ光源を備えたＬＰＰ光源装置。
【請求項４】
請求項１または２のいずれかに記載のＬＰＰ光源と、
前記細線状ターゲットを支持する支持部と、
少なくとも前記細線状ターゲットが貫通する孔部を有し、貫通した前記細線状ターゲットの前記第１端部を囲繞する楕円面反射鏡と、
前記レーザーの照射により昇華する前記細線状ターゲットの前記第１端部を、前記楕円面反射鏡の第１焦点近傍に前記細線状ターゲットの第２端部側から送り出すターゲット送り手段と、
前記レーザーにより昇華した前記細線状ターゲットの昇華物を除去し、前記第１端部下方に吸気口を有する排気手段と、を備えるＬＰＰ光源装置。
【請求項５】
前記吸気口と前記細線状ターゲットの前記第１端部との距離が０．００５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項４に記載のＬＰＰ光源装置。
【請求項６】
前記排気手段が、前記細線状ターゲットの一部及び前記支持部を覆い、吸気口を有する筺体をさらに備え、
前記筐体の前記吸気口は、前記細線状ターゲットの前記第１端部の下方に設けられ、
前記細線状ターゲットの前記第１端部は、前記吸気口から前記第１焦点に向かって突き出ている請求項４または５のいずれかに記載のＬＰＰ光源装置。
【請求項７】
前記筐体の前記吸気口を含む一部が、前記楕円面反射鏡の前記孔部に挿し込まれることで、前記楕円面反射鏡の前記第１焦点に向かって突出する突出部を形成し、
前記突出部の端部に前記吸気口が設けられる請求項６に記載のＬＰＰ光源装置。
【請求項８】
前記突出部が前記端部から挿し込まれた前記孔部に向かって拡径する傾斜面を有する請求項７に記載のＬＰＰ光源装置。
【請求項９】
請求項３〜８のいずれか一項に記載のＬＰＰ光源装置を備えた光学検査装置。
【請求項１０】
請求項３〜８のいずれか一項に記載のＬＰＰ光源装置を備えた露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＰＰ光源、ＬＰＰ光源装置、光学検査装置及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の微細化が進められている。微細な半導体素子では、数ｎｍ〜数十ｎｍの微細な欠陥も品質に影響を及ぼす。そのため、微細な欠陥をより精密に検査できる検査装置の開発が進められている。また半導体素子を微細加工できる露光装置の開発も進められている。
【０００３】
微細加工及び微細な検査には、紫外線（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）、真空紫外線（ｖａｃｕｕｍ  ｕｌｔｒａ  ｖｉｏｌｅｔ：ＶＵＶ）や極端紫外線（ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａ  ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）の波長を有する光が一般にもちいられている。これらの波長を発光できる光源としては、レーザー励起によるプラズマを用いたＬＰＰ（ｌａｓｅｒ  ｐｒｏｄｕｃｅｄ  ｐｌａｓｍａ）光源と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｐｒｏｄｕｃｅｄ  ｐｌａｓｍａ）光源と、軌道放射光を用いたＳＲ（ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）光源とが知られている。中でもＬＰＰ光源は、高輝度の光を発光できるという利点を有し、注目が集まっている。
【０００４】
ＬＰＰ光源は、レーザーにより励起されたターゲット物質がプラズマ化することで、種々の波長成分を有する光を発光する。一般に、このターゲット物質としては、希ガスや水銀等を含むガスが用いられている。しかしながら、ガスをターゲット物質としたＬＰＰ光源は、所望の波長以外の光も発光する。この不要な波長の光をカットするために、フィルター等が必要になる。
【０００５】
特定の波長のみを光を発光し、フィルター等が不要なターゲット物質として固体の金属や合金等に注目が集まっている。
例えば、特許文献１では、ターゲット物質として、Ａｌ，Ｃｕ，Ｓｎ及びＳｉから選ばれる金属の単体または合金を用いることが記載されている。他にも、特許文献２では、Ｓｎの金属ターゲットを用いることが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、ワイヤー、テープ、ロッド、プレート、又は、固体ドロップレット等の様々な形状を有するターゲットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２１４４００号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８７４７９号公報
【特許文献３】特開２００８−９８０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これまでのＬＰＰ光源は、紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長の光を十分高輝度に発光させることが難しい。またＬＰＰ光源から発光した光を効率的に外部に取り出すことが難しい。
【０００９】
例えば、ターゲット物質としてガスを用いた場合は、ガスを局所的に高密度な状態とすることが難しい。そのため、発光する輝点サイズを小さくすることができない。したがって、ＬＰＰ光源は高輝度な発光をできない。また輝点サイズが大きくなるため、光学系の設計も難しい。
【００１０】
特許文献１〜３の極端紫外光源装置は、ターゲット物質が完全に昇華しない、または完全に昇華してもターゲット物質が被覆されていた基材が残存する。そのため、残存したターゲット物質及び基材の方向に放射される光は、ターゲット物質または基材によりその進行を阻害される。ターゲット物質や基材は、放射された光の一部を吸収してしまうため、発光した光を効率的に外部に取り出すことができない。例えば特許文献３に記載の極端紫外光源装置では、ターゲット物質に阻害され、コレクタミラーの円弧を半球以上にすることはできない。そのため、この半球に向かって放射された光以外は、効率的に外部に取り出すことができない。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、高輝度に紫外光、真空・極端紫外光を発光でき、効率的に外部に取り出すことができるＬＰＰ光源、ＬＰＰ光源装置、光学検査装置及び露光装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意検討の結果、ターゲット物質を細線状に加工し、その一端にレーザーを照射することで、高輝度に紫外線、真空・極端紫外光を発光でき、効率的に外部に取り出すことができることを見出し、発明を完成させた。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【００１３】
（１）本発明の一態様に係るＬＰＰ光源は、遷移金属の単体、遷移金属を含む合金または化合物を有し、その延在方向に垂直な断面における最長幅が０．００５〜０．５ｍｍである細線状ターゲットと、前記細線状ターゲットの第１端部にレーザーを照射するレーザー照射手段と、を備える。
【００１４】
（２）上記（１）に記載のＬＰＰ光源において、前記遷移金属が、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕからなる群のいずれかであってもよい。
【００１５】
（３）本発明の一態様に係るＬＰＰ光源装置は、上記（１）または（２）のいずれかに記載のＬＰＰ光源を備える。
【００１６】
（４）本発明の一態様に係るＬＰＰ光源装置は、上記（１）または（２）のいずれかに記載のＬＰＰ光源と、前記細線状ターゲットを支持する支持部と、少なくとも前記細線状ターゲットが貫通する孔部を有し、貫通した前記細線状ターゲットの前記第１端部を囲繞する楕円面反射鏡と、前記レーザーの照射により昇華する細線状ターゲットの前記第１端部を、前記楕円面反射鏡の第１焦点近傍に前記細線状ターゲットの第２端部側から送り出すターゲット送り手段と、前記レーザーにより昇華した前記細線状ターゲットの昇華物を除去し、前記第１端部下方に吸気口を有する排気手段と、を備える。
【００１７】
（５）上記（４）に記載のＬＰＰ光源装置において、前記吸気口と前記細線状ターゲットの前記第１端部との距離が０．００５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であってもよい。
【００１８】
（６）上記（４）または（５）のいずれかに記載のＬＰＰ光源装置において、前記細線状ターゲットの一部及び前記支持部を覆い、吸気口を有する筺体をさらに備え、前記筐体の前記吸気口は、前記細線状ターゲットの前記第１端部の下方に設けられ、前記筐体の前記排気口は、前記排気手段に接続され、前記細線状ターゲットの前記第１端部は、前記吸気口から前記第１焦点に向かって突き出ていてもよい。
【００１９】
（７）上記（６）に記載のＬＰＰ光源装置において、前記筐体の前記吸気口を含む一部が、前記楕円面反射鏡の前記孔部に挿し込まれることで、前記楕円面反射鏡の前記第１焦点に向かって突出する突出部を形成し、前記突出部の端部に前記吸気口が設けられていてもよい。
【００２０】
（８）上記（７）に記載のＬＰＰ光源装置において、前記突出部が前記端部から挿し込まれた前記孔部に向かって拡径する傾斜面を有してもよい。
【００２１】
（９）本発明の一態様に係る光学検査装置は、上記（３）〜（８）のいずれか一項に記載のＬＰＰ光源装置を備える。
【００２２】
（１０）本発明の一態様に係る露光装置は、上記（３）〜（８）のいずれか一項に記載のＬＰＰ光源装置を備える。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＬＰＰ光源、ＬＰＰ光源装置、光学検査装置及び露光装置は、高輝度に紫外線、真空・極端紫外光を発光でき、効率的に外部に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＬＰＰ光源装置の断面模式図である。
【図２】鉄をターゲットとし、ＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの実測値である。
【図３】ニッケルをターゲットとし、ＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの実測値である。
【図４】ニッケルをターゲットとし、電子温度を変化させた際のＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの計算値である。
【図５】ＮｉＦｅパーマロイをターゲットとし、電子温度を変化させた際のＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの計算値である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るＬＰＰ光源装置の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を適用したＬＰＰ光源、ＬＰＰ光源装置、光学検査装置及び露光装置について詳細に説明する。
以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２６】
［ＬＰＰ光源、ＬＰＰ光源装置］
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＰＰ光源装置の断面模式図である。図１に示すＬＰＰ光源装置１００は、ＬＰＰ光源１０と、支持部２０と、楕円面反射鏡３０と、ターゲット送り手段４０と、排気手段５０とを備える。
【００２７】
まず、ＬＰＰ光源１０について説明する。ＬＰＰ光源１０は、細線状ターゲット１１と、図視略のレーザー照射手段とを有する。
【００２８】
細線状ターゲット１１は、遷移金属の単体、遷移金属を含む合金または化合物を含む。遷移金属を含む合金は、遷移金属同士の合金及び遷移金属とその他の金属の合金を含む。遷移金属は、例えば、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕからなる群のいずれかを用いることが好ましい。これらの金属種は、遷移金属の中でも比較的入手が容易である。そのため、安価にＬＰＰ光源１０を得ることができる。
【００２９】
遷移金属の単体、遷移金属を含む合金または化合物は、レーザーが照射されると、紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長域で特に強い発光を示す。図２は、鉄をターゲットとし、ＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの実測値である。図３は、ニッケルをターゲットし、ＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの実測値である。図２及び図３において、横軸は波長であり、縦軸は発光強度を示す。波長ごとでの相対的な発光強度を見ることが目的であり、縦軸の絶対値はグラフ上表記していない。このとき、レーザー照射による電子温度は２．０ｅＶである。ここで、電子温度とは、電子の運動エネルギーの大きさを表すために、熱エネルギーの式に当てはめて求めた温度を意味する。プラズマ中において電子温度が高いことは、高速電子が多いことを意味し、高エネルギー電子が多いことを意味する。
【００３０】
鉄をターゲットとして用いると、図２に示すように、２３０〜２８０ｎｍの波長域で発光スペクトルにピークが生じる。ニッケルをターゲットとして用いると、図３に示すように、２１０〜２４０ｎｍの波長域で発光スペクトルにピークが生じる。ターゲットを遷移金属とすることで、いずれの場合でもＬＰＰ発光した光は、紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長域に発光スペクトルのピークを有する。すなわち、遷移金属ターゲットによりＬＰＰ発光した光は、波長選択性を有する。
遷移金属ターゲットによりＬＰＰ発光した光は、選択的に紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長の光を発光する。そのため、この光を用いて検査等を行う場合、紫外線、真空紫外及び極端紫外以外の波長の光をフィルター等でカットする必要がない。すなわち、レーザーにより供給したエネルギーを効率的に利用し、紫外線、真空紫外及び極端紫外以外の波長の光を発生させることができる。
【００３１】
これに対し、従来広く用いられてきたキセノン等の希ガスや、水銀をキセノンに混ぜたガス等のガス状のターゲットは、紫外線、真空紫外及び極端紫外以外の波長の光（例えば、可視光等）も同時に発光する。そのため、ＬＰＰ発光した光を検査等に用いる場合は、フィルターが必要であり、フィルターでカットする分のエネルギーをロスしてしまう。
【００３２】
また図２及び図３に示すように、ＬＰＰ発光の波長選択性は、用いる遷移金属種によって異なる。したがって、ターゲット材料を変更することで、必要な波長域の光を容易に得ることができる。
【００３３】
ＬＰＰ発光により得られる光の波長選択性は、ターゲット材料種を変える以外の方法でも変化させることができる。例えば、レーザーの照射によって生じるプラズマの電子温度を変えることによって、光の波長選択性を変化させることもできる。
【００３４】
図４は、ニッケルをターゲットとし、電子温度を変化させた際のＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの計算値である。計算値と実測値の整合性は、図２及び図３の実測値と計算値を比較することで確認した。図４（ａ）は電子温度を１．２ｅＶとし、図４（ｂ）は電子温度を４．０ｅＶとし、図４（ｃ）は電子温度を６．０ｅＶとした。電子温度が１．２ｅＶでは、ＬＰＰ発光のピーク波長域は２１０〜２４０ｎｍであり、電子温度が４．０ｅＶでは、ＬＰＰ発光のピーク波長域は１４０〜１６０ｎｍであり、電子温度が６．０ｅＶでは、ＬＰＰ発光のピーク波長域は１１０〜１５５ｎｍである。すなわち、電子温度を変化させることで、ＬＰＰ発光のピーク波長域が変化させることができる。
【００３５】
同様に図５は、ＮｉＦｅパーマロイをターゲットとし、電子温度を変化させた際のＬＰＰ発光した光の発光スペクトルの計算値である。図５（ａ）は電子温度を１．２ｅＶとし、図５（ｂ）は電子温度を４．０ｅＶとし、図５（ｃ）は電子温度を６．０ｅＶとした。電子温度が１．２ｅＶでは、ＬＰＰ発光のピーク波長域は２２０〜２８０ｎｍであり、電子温度が４．０ｅＶでは、ＬＰＰ発光のピーク波長域は１４０〜２１０ｎｍであり、電子温度が６．０ｅＶでは、ＬＰＰ発光のピーク波長域は１００〜１８０ｎｍである。ニッケルを鉄と合金化することで、ピーク波長域を広帯域化する。
なお、図４及び図５において、横軸は波長であり、縦軸は発光強度を示す。波長ごとでの相対的な発光強度を見ることが目的であるため、縦軸の絶対値はグラフ上表記していない。
【００３６】
プラズマの電子温度は、ターゲットに照射するレーザーのエネルギー量を変化させることで、制御することができる。ターゲットに照射するレーザーのエネルギー量は、レーザーの出力、絞り、パルス幅等を変えることで変えることができる。
すなわち、ＬＰＰ発光した光のピーク波長域は、ターゲット種やレーザー出力を変えることで自由に設計することができる。したがって、本実施形態に係るＬＰＰ光源１０は、所望の紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長の光を発光することができる。
【００３７】
細線状ターゲット１１は、一方向に延在する線状のターゲットである。細線状ターゲット１１をその延在方向に対して垂直な面で切断した断面は、円形、四角形、三角形、多角形等いずれの形状でもよい。細線状ターゲット１１の断面における最長幅は、０．００５〜０．５ｍｍである。最長幅は、例えば断面形状が円形の場合はその直径であり、断面形状が四角形の場合はその長辺の長さであり、断面形状が多角形の場合はその断面における最も遠い二点を結んだ長さである。
【００３８】
レーザー照射手段から射出されたレーザーは、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａに照射される。細線状ターゲット１１は、その最長幅が０．００５〜０．５ｍｍである。そのため、レーザーによりＬＰＰ発光する第１端部１１ａの面積は小さい。したがって、本実施形態のＬＰＰ光源１０において、ＬＰＰ発光する領域を微小輝点とすることができる。ＬＰＰ発光する領域が微小な輝点の場合、その限られた一点から発光される光を効率的に利用できるように光学系を設計すればよい。すなわち、ＬＰＰ発光する領域を微小輝点化することで、そこから発生した光を外部に取り出すための光学設計が容易となる。
【００３９】
これに対し、従来広く用いられてきたキセノン等の希ガスや、水銀をキセノンに混ぜたガス等のガス状のターゲットを用いる場合は、そのガス密度分布を局所的に高めることが難しい。そのため、ＬＰＰ発光する領域を微小な起点とすることが難しい。すなわち、発光点がぼやけた状態となるため、光学設計が難しくなる。
ターゲットとしてガスを用い場合でも、冷却により局所的にガス密度分布を高めることは可能である。しかしながら、冷凍機等の特殊な装置が必要である。またＬＰＰ発光する点は高温になるため、所定の位置のみを効率的に冷却し続けることは非常に難しい。すなわち、コスト面でも、制御性の面でも容易ではない。
【００４０】
レーザー照射により発生した紫外線、真空紫外及び極端紫外波長の光は、発光点から全方向に向かって均一に放射する。そのため、この発光した光の広がりをターゲット自体が阻害しないことが好ましい。
例えば、面状ターゲットにレーザーを照射することを考える。この場合、照射されるターゲット自体が、発光点から全方位に広がる光のうちの半分を阻害する。すなわち、発光点からターゲットの存在しない半球方向に広がる光しか利用することができない。
これに対し、本実施形態のＬＰＰ光源１０は、レーザーの照射位置を細線状ターゲット１１の第１端部１１ａとすることで、発光点から全方位に広がる光を効率的に利用することができる。すなわち、理論上は面状ターゲットにレーザーを照射した場合の２倍に近い効率を得ることができる。なお、全方位に広がる光は、後述する楕円面反射鏡３０等を用いることで効率的に集光することができる。
【００４１】
レーザー照射手段は、一般に公知のものを用いることができる。例えば、パルス動作によりレーザー光を射出するＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザー、ファイバーレーザー等を用いることができる。
レーザーは、パルスレーザー以外にも、レーザー光を連続的に射出できるＣＷレーザーを用いることができる。ターゲットが高温になることを避けるという観点及びレーザーの高出力化の観点からは、パルスレーザーを好適に用いることができる。
【００４２】
次いで、より具体的なＬＰＰ光源１０を含むＬＰＰ光源装置１００について、図１に戻って詳細に説明する。ＬＰＰ光源装置１００は、ＬＰＰ光源１０の他に支持部２０と、楕円面反射鏡３０と、ターゲット送り手段４０と、排気手段５０とを備える。
【００４３】
支持部２０は、ＬＰＰ光源１０を構成する細線状ターゲット１１を支持する。細線状ターゲット１１は、細いため金属種にもよるが、硬度が低く、柔らかい場合がある。例えば、ターゲット材料として、鉄等を用いた場合は自立することが可能であるが、ニッケル等を用いた場合は、自立することができない。また細線状ターゲット１１は、レーザー照射により高温になる。そのため、細線状ターゲット１１は、ＬＰＰ発光中においてより柔らかくなりやすい。
【００４４】
支持部２０は、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａを所定の位置に支持することができれば、特に問わない。例えば、図１に示すように、細線状ターゲット１１の周囲を覆うように支持部２０を配設してもよい。このとき支持部２０によって細線状ターゲット１１に沿って延在する空間Ｌが形成される。細線状ターゲット１１の延在方向に垂直な面で切断した際の空間Ｌの内周は、細線状ターゲット１１の外周より僅かに広い。そのため、細線状ターゲット１１は、その周方向への動きが制御され、支持部２０によって支持される。ここで、「僅かに」は、細線状ターゲット１１の延在方向への動きを阻害せず、かつ細線状ターゲットを支持できる程度の隙間を有することを意味する。
【００４５】
空間Ｌの断面積は、その延在方向で一定である必要はない。例えば、図１に示すように、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａ付近における空間Ｌの断面積が、その他の部分における空間Ｌの断面積と比較して小さいことが好ましい。細線状ターゲット１１の第１端部１１ａは、レーザーにより加熱される。そのため、第１端部１１ａ付近の細線状ターゲットは、その他の部分と比較しても軟らかい。細線状ターゲット１１の第１端部１１ａ付近において細線状ターゲット１１と支持部２０の間に形成される隙間を狭くすることで、細線状ターゲット１１の周方向への位置ずれを避けることができる。
【００４６】
支持部２０の材質は特に問わない。細線状ターゲット１１の第１端部１１ａは高熱になるため、耐熱性を有し、ある程度の強度を有する材料からなることが好ましい。例えば、ステンレス等を好適に用いることができる。
【００４７】
楕円面反射鏡３０は、その断面形状が楕円の一部と同一である。そのため、楕円面反射鏡３０は、二つの焦点を有する。本実施形態のＬＰＰ光源装置１００では、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａは、楕円面反射鏡３０の第１焦点３１近傍に配設される。つまり、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａは、楕円面反射鏡３０によって囲繞されている。ここで「近傍」とは、第１焦点３１を中心に数ｍｍ程度の範囲を意味する。
【００４８】
第１端部１１ａで発光した光は、楕円面反射鏡３０の反射面３０ａで反射し、第２焦点３２に集光する。第２焦点３２に集光する光は以下のようにして取り出し、被対象物の加工、検査等に利用する。
【００４９】
例えば紫外線を用いる場合は、第２焦点３２と楕円面反射鏡３０の間に紫外線光を分離できるダイクロイックミラーを配置する。ダイクロイックミラーによって紫外線光は反射され、外部に取り出すことができる。被対象物の加工・検査等する場合は、ダイクロイックミラーによって反射した紫外線光の焦点位置に、被対象物を設置する。なお、ダイクロイックミラーは特定の波長の光のみを反射し、その他の波長の光を透過するため、楕円面反射鏡３０へのレーザー光の入射を阻害することはない。
【００５０】
またこの場合、レーザー照射手段から照射されたレーザー光は、第２焦点を通るように設計すれば、自然と楕円面反射鏡３０の反射面３０ａによって反射し、第１焦点３１で集光する。そのため、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａへ直接レーザー光を照射してもよいし、間接的にレーザー光を照射してもよい。ここで、「間接的にレーザー光を照射」とは、光学系によって一度広げたレーザー光を第２焦点３２に集光後、楕円面反射鏡３０の反射面３０ａでの反射を介して第１焦点３１に照射することを意味する。
【００５１】
一方で、真空紫外線及び極端紫外線を用いる場合は、第２焦点３２の位置に被対象物を配設するか、第２焦点３２の位置にミラー等を配設する。この場合、被対象物またはミラーが存在するため、上述の第２焦点３２を利用した間接的なレーザー光の照射をおこなうことはできない。そのため、真空紫外線及び極端紫外線を用いる場合は、レーザー照射手段と第１焦点３１の間にレンズを設置して、第１端部１１ａへ直接レーザー光を照射する。楕円面反射鏡３０の上方からレーザーを照射する場合、第２焦点３２に向かって集光する真空紫外線及び極端紫外線を阻害しない位置にレンズを配置することが好ましい。また楕円面反射鏡３０の一部を切り欠き、そこにレンズを嵌めこんでもよい。このような構成にすることで、楕円面反射鏡３０の上方以外からもレーザーを照射することができる。
【００５２】
楕円面反射鏡３０の反射面３０ａは、発光する光に対して反射率の高い物質で構成されていれば特に問わない。例えば、第１端部１１ａでＬＰＰ発光する光の波長が、３００ｎｍ程度であれば、誘電体膜等を用いることができる。ＬＰＰ発光する光の波長がより短波長であれば、アルミニウムや銀等を用いることができる。
【００５３】
楕円面反射鏡３０は、図１に示すようにその一部に孔部３３を有し、その孔部３３側から細線状ターゲット１１を楕円面反射鏡３０の内側に供給されている。例えば、楕円面反射鏡３０の開口面３０ｂ側から細線状ターゲット１１の第１端部１１ａを第１焦点３１へ配設すると、第１焦点３１で発光した光の一部は、第２焦点３２に集光するまでの間に、必ず細線状ターゲット１１の第１端部１１ａ以外の部分に照射される。すなわち、細線状ターゲット１１自体が、第２焦点３２に集光する光を阻害する。これに対し、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａが、孔部３３を貫通して第１焦点３１に配設されると、第１焦点３１で発光した光は、細線状ターゲット１１のその他の部分によって、その進路を阻害されることなく、第２端部３２に集光する。
【００５４】
ターゲット送り手段４０は、レーザーの照射により昇華する細線状ターゲット１１の第１端部１１ａを、楕円面反射鏡３０の第１焦点３１に細線状ターゲット１１の第２端部１１ｂ側から送り出す。細線状ターゲット１１を送り出す方法は特に問わない。例えば、図１に示すように、回転するモーターの間にターゲットを配設し、モーターの回転により細線状ターゲット１１を第２端部１１ｂ側から第１端部１１ａに供給してもよい。
【００５５】
図１では、細線状ターゲット１１の第２端部１１ｂは、延在方向にまっすぐ伸びているが、渦巻き状に巻き取られた状態としてもよい。細線状ターゲット１１の第２端部１１ｂを巻き取ることで、細線状ターゲット１１を効率的に収納することができる。またこの場合、ターゲット送り手段４０として、第２端部１１ｂ側に巻出し機構を設けてもよい。
【００５６】
排気手段５０は、第１端部近傍に吸気口５２を有する。第１端部近傍に吸気口５２を配設できれば、その形状は問わない。例えば、図１に示すように、筺体５１とポンプ５５とを有してもよい。以下、排気手段５０が筺体５１とポンプ５５を有する場合を基に具体的に説明する。
【００５７】
筐体５１は、細線状ターゲット１１の一部及び支持部２０を覆う。この筺体５１には、吸気口５２と排気口５３が形成されている。排気口５３は、ポンプ５５に接続されている。筐体５１で囲まれた空間Ｖ（支持部２０が筺体５１で覆われているため、前述の空間Ｌを含む）内のガスは、ポンプ５５により排気口５３から排気される。この排気により、吸気口５２からガスが空間Ｖに供給される。このガスは、ＬＰＰ発光する光の波長によって適宜変更することが好ましい。例えばＬＰＰ発光する光の波長が、２００ｎｍ〜３００ｎｍであれば大気を用いることができる。これに対し、ＬＰＰ発光する光の波長が２００ｎｍ以下であれば、発光した光との反応を避ける目的で、希ガスを用いることが好ましい。
【００５８】
吸気口５２は、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａ下方に設けられている。吸気口５２には、ガスが流れ込む。そのため、第１端部１１ａがＬＰＰ発光する際に生じたデブリを吸い込むことができる。デブリとは、アブレーションしたターゲット材料の一部である。このデブリは、楕円面反射鏡３０の反射面３０ａに付着すると、乱反射等の原因となり光の利用効率を低下させる。そのため、デブリを吸い込むことで、ＬＰＰ発光した光の利用効率を高めることができる。
【００５９】
このガスの流れは、デブリの除去と同時に、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａが高熱になることを抑制する。細線状ターゲット１１が高熱になると、前述のように柔らかくなる。そのため、従来のＬＰＰ光源装置では、ターゲットは一端側からのみの支持では自立することができず、所定の位置にターゲットを保持することが難しくなる。所定の位置にターゲットを保持しようとすると、例えば両端を支持する機構を設けたり、強度を得ることができる面状のターゲットを用いる必要がある。前述したように、このようなターゲットは、その一部が発光した光の広がりを阻害する。そのため、光の利用効率を高めることができない。これに対し、本実施形態のＬＰＰ光源装置１００では、吸気口５２が第１端部１１ａの近傍に配設されている。そのため、細線状ターゲット１１が熱により曲がることを抑制し、その第１端部１１ａを第１焦点３１の位置に保持することができる。
【００６０】
ここで、第１端部１１ａ近傍について説明する。細線状ターゲット１１の第１端部１１ａは、第１焦点３１の位置に保持されることが好ましい。そのため、レーザーによる熱により細線状ターゲット１１の第１端部１１ａは、その形状を維持できる程度冷却されていることが好ましい。すなわち、「第１端部１１ａ近傍」とは、第１端部１１ａの位置を第１焦点３１に維持できる程度に、吸気口５２によって吸気されるガスを供給できる程度の距離を意味する。より具体的には、第１端部１１ａから１０ｍｍ以下の距離を意味する。
また第１端部１１ａと吸気口５２の距離は近ければ近い程良いが、設置精度や、昇華ガスによる吸気口５２の汚染を避けるという観点からは０．００５ｍｍ以上の距離を有することが好ましい。
【００６１】
筐体５１の吸気口５２を含む一部は、楕円面反射鏡３０の孔部３３に挿し込まれることが好ましい。この際、孔部３３から楕円面反射鏡３０の第１焦点３１へ向かって突出する部分を突出部５４とする。筺体５１が楕円面反射鏡３０の孔部３３に挿し込まれることで、筺体５１によって、楕円面反射鏡３０を支持することができる。
【００６２】
挿し込まれる筺体５１と、楕円面反射鏡３０の孔部３３とは、その全周に渡って接続されていることが好ましい。挿し込まれる筺体５１又と、孔部３３との接続が弱いと、振動等により第１焦点３１の位置がずれ、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａに好適にレーザー光を照射することが難しくなる。また第１端部１１ａで発光した光は、全方向に射出され楕円面反射鏡３０で反射する。挿し込まれる筺体５１と、孔部３３との間に隙間があると、その隙間に射出される光は反射されないため、光の利用効率が低下する。
【００６３】
筐体５１の吸気口５２は、突出部５４の端部に設けられていることが好ましい。細線状ターゲット１１は、吸気口５２を通過して、第１焦点に向かって延在する。そのため、吸気口５２を突出部５４の端部に設けることで、ＬＰＰ発光した光を最も阻害しない配置とすることができる。
【００６４】
突出部５４は、傾斜面５４Ａを有することが好ましい。この傾斜面５４Ａは、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａ側から楕円面反射鏡３０の孔部３３に向かって拡径する。第１端部１１ａで発光した光は、前述のように全方位に広がる。第１端部１１ａ側から孔部３３に向かって拡径する傾斜面５４Ａは、この第１端部１１ａから広がる光に沿って形成される。そのため、第１端部１１ａから広がる光を阻害する異なく、光の利用効率を高めることができる。この傾斜面５４Ａは高熱になることが考えられるため、ステンレス等の部材で形成することが好ましい。この傾斜面５４Ａにより反射した光は、必ずしも第２焦点３２に集光する訳ではないため、傾斜面５４の反射率を高くする必要はない。
【００６５】
ポンプ５５は、気体を排気することができれば、一般に公知のものを用いることができる。例えば、ロータリーポンプ、拡散ポンプ、イオンポンプ、ゲッターポンプ、ターボ分子ポンプ等を用いることができる。
【００６６】
本実施形態に係るＬＰＰ光源装置１００は、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａの位置を第１焦点３１に保持することができる。そのため細線状ターゲット１１の第１端部１１ａでＬＰＰ発光した光を楕円面反射鏡３０により効率的に取り出すことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るＬＰＰ光源装置２００の断面模式図である。第２実施形態にかかるＬＰＰ光源装置２００は、筺体５１を有さない点が第１実施形態のＬＰＰ光源装置１００と異なる。第１実施形態のＬＰＰ光源装置１００と同一の構成については、説明を省く。
【００６８】
第２実施形態に係るＬＰＰ光源装置２００における支持部６０は、細線状ターゲット１１を支持する。また支持部６０によって細線状ターゲット１１に沿って延在する空間Ｌ’には、排気口６３が接続されている。排気口６３は、ポンプ６５に接続されている。そのため、ポンプ６５が空間Ｌ’内を排気できる。この排気により、空間Ｌ’内には吸気口６２からガスが供給される。
【００６９】
吸気口６２は、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａの下方に配設されている。そのため、第１端部１１ａを効率的に冷却することができる。
【００７０】
このとき吸気口６２を平面視した際の幅は、吸気の観点からは広い方が好ましく、細線状ターゲット１１を支持する観点からは狭い方が好ましい。第２実施形態に係るＬＰＰ光源装置２００は、支持部６０が支持機能と吸気による冷却機能を兼ねている。そのため、この吸気口６２の幅は、用いる細線状ターゲット１１の種類、硬度によって適宜調整することが好ましい。
【００７１】
本実施形態に係るＬＰＰ光源装置２００は、細線状ターゲット１１の第１端部１１ａの位置を第１焦点３１に保持することができる。そのため細線状ターゲット１１の第１端部１１ａでＬＰＰ発光した光を楕円面反射鏡３０により効率的に取り出すことができる。
【００７２】
［光学検査装置、露光装置］
本発明の一態様に係る光学検査装置及び露光装置は、上述のＬＰＰ光源装置により射出された紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長の光を用いる。細線状ターゲット１１の第１端部１１ａから発光した紫外線、真空紫外及び極端紫外の波長の光は、第２焦点３２に集光する。そのため、この焦点位置に被対象物を設置することで検査や露光を行うことができる。また、この第２焦点にミラー等を配設し、発生した光を外部に取り出してもよい。
【００７３】
本発明の一態様に係る光学検査装置及び露光装置は、非常に高エネルギーの光を用いる。そのため、全体を筺体で覆うことが好ましい。また筺体内は、発光する光の波長によって、真空、希ガス、大気等環境を変化させることができる。
【００７４】
本発明の一態様に係る光学検査装置によれば、微小な欠点も高精度に検出することができる。また本発明の一態様に係る露光装置によれば、微細なパターンでも作製することができる。
【００７５】
本発明の一態様に係るＬＰＰ光源は、光学検査装置、露光装置以外の用途にも用いることができる。例えば、レーザー融着装置、レーザー剥離装置、殺菌用光源等に用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…ＬＰＰ光源、１１…細線状ターゲット、１１ａ…第１端部、１１ｂ…第２端部、２０，６０…支持部、３０…楕円面反射鏡、３０ａ…反射面、３０ｂ…開口面、３１…第１焦点、３２…第２焦点、３３…孔部、４０…ターゲット送り手段、５０…排気手段、５１…筺体、５２，６２…吸気口、５３，６３…排気口、５４…突出部、５４Ａ…傾斜面、５５，６５…ポンプ、１００，２００…ＬＰＰ光源装置、Ｌ，Ｌ’，Ｖ…空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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