(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、
この容器内にスズおよび／またはスズ化合物を含む原料を供給する原料供給手段と、
上記容器内で前記供給された原料を加熱して励起することで高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、
上記高温プラズマから放射される極端紫外光を所定の位置に集光する集光光学手段と、  上記集光された光を取り出す、上記容器に形成された光取り出し部と、
上記集光光学手段に付着するデブリを除去するためのハロゲン元素を含むクリーニングガスを導入するクリーニングガス供給手段とを備える極端紫外光光源装置における上記集光光学手段のクリーニング方法であって、
付着したデブリの膜厚と、必要とされるクリーニング時間からクリーニングレートＹ（Ｙ＝［付着したデブリの膜厚ｄ］／［必要とされるクリーニング時間ｔｃ］）を算出し、該クリーニングレートＹを以下の式（１）に代入して上記容器中のクリーニングガスの分圧Ｘ（Ｐａ）を求め、
Ｙ＝１．６×Ｌｎ（Ｘ）−５．６…（１）
上記容器内に、上記クリーニング時間ｔｃの間、上記式からも求まる分圧Ｘのクリーニングガスを導入してクリーニングを行う
ことを特徴とする極端紫外光光源装置における集光光学手段のクリーニング方法。
【請求項２】
上記加熱励起手段と上記集光光学手段の間には、上記容器を、上記加熱励起手段が配置される第１の空間と、上記集光光学手段が配置される第２の空間とに分ける第１のシャッタが設けられ、また、上記容器の光取り出し部には第２のシャッタとが設けられており、  上記加熱励起手段による高温プラズマの発生を停止し、上記第１のシャッタと第２のシャッタを閉じ、第２の空間を他の空間から隔て、
上記容器内に、上記クリーニング時間ｔｃの間、上記式（１）から求まる分圧Ｘのクリーニングガスを導入してクリーニングを行う
ことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外光光源装置における集光光学手段のクリーニング方法。
【請求項３】
容器と、
この容器内にスズおよび／またはスズ化合物を含む原料を供給する原料供給手段と、
上記容器内で前記供給された原料を加熱して励起することで高温プラズマを発生させる加熱励起手段と、
上記高温プラズマから放射される極端紫外光を所定の位置に集光する集光光学手段と、  上記集光された光を取り出す、上記容器に形成された光取り出し部と、
上記集光光学手段に付着するデブリ（汚染）を除去するためのハロゲン元素を含むクリーニングガスを導入するクリーニングガス供給手段と、
上記加熱励起手段と上記集光光学手段の間に設けられ、上記容器を、上記加熱励起手段が配置される第１の空間と、上記集光光学手段が配置される第２の空間とに分ける第１のシャッタと、
上記容器の光取り出し部に設けられる第２のシャッタと、
付着したデブリの膜厚を計測する膜厚計測手段と、上記容器内にクリーニングガスを導入するとともに、容器内のクリーニングガスを排気させるクリーニングガス導入／排気手段と、
容器内のクリーニングガスの圧力を測定する圧力測定手段と、
上記第１、第２のシャッタの開閉を制御するとともに、上記膜厚計測手段の出力に基づき、クリーニングガス導入／排気手段を制御する制御手段を備え、
上記制御手段は、クリーニングを行うに際し、上記膜厚計測手段により計測されたデブリの膜厚ｄと、与えられたクリーニング時間ｔｃからクリーニングレートＹ（Ｙ＝［付着したデブリの膜厚ｄ］／［必要とされるクリーニング時間ｔｃ］）を算出し、該クリーニングレートＹを以下の式（２）に代入して上記容器中のクリーニングガスの分圧Ｘ（ｐａ）を求める手段を備え、
Ｙ＝ａ×Ｌｎ（Ｘ）−ｂ…（２）
上記制御手段は、クリーニングガス導入／排気手段を制御して、上記クリーニング時間ｔｃの間、上記式からもとまる分圧Ｘのクリーニングガスを上記容器内に導入する
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、極端紫外光を放射する極端紫外光光源装置における集光光学手段のクリーニング方法及び極端紫外光光源装置に関する。より詳細には、極端紫外光発生部分から集光光学手段に向けて放出され、やがて集光光学手段に付着堆積し、その集光性能すなわち反射率を低下させるデブリを効果的に除去するためのクリーニング方法及び極端紫外光光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化、高集積化につれて、その製造用の投影露光装置においては解像力の向上が要請されている。その要請に応えるため、露光用光源の短波長化が進められており、エキシマレーザ装置に続く次世代の半導体露光用光源として、波長１３〜１４ｎｍ、特に、波長１３．５ｎｍの極端紫外光（以下、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）ともいう）を放出する極端紫外光光源装置（以下、ＥＵＶ光源装置ともいう）が開発されている。
【０００３】
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１つにＥＵＶ光を放射する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、このプラズマから放出されるＥＵＶ光を取り出す方法がある。
この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）方式とに大きく分けられる。
【０００４】
ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料からなるターゲットにレーザ光を照射する。そのとき、レーザアブレーションにより高温プラズマが生成され、そこから放射されるＥＵＶ光を利用する。
一方、ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置では、ＥＵＶ放射種を含む原料から電流駆動によって高温プラズマを生成し、そこから放射されるＥＵＶ光を利用する。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置における放電方式には、Ｚピンチ方式、キャピラリー放電方式、プラズマフォーカス方式、ホローカソードトリガーＺピンチ方式などがある。ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置と比較して、光源装置の小型化、光源システムの消費電力が小さいといった利点あり、実用化への期待も大きい。
【０００５】
上記した両方式のＥＵＶ光源装置において、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を放出する放射種、すなわち、高温プラズマの原料としては、現在、１０価前後のキセノン（Ｘｅ）イオンとスズ（Ｓｎ）イオンが知られている。このうち、スズは、高温プラズマの発生に必要な電気入力と波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光出力の比、すなわちＥＵＶ変換効率（＝光出力／電気入力）がキセノンより数倍大きい。
そのため、高出力化が要求されている量産型ＥＵＶ光源の放射種として有力視されており、例えば特許文献１に開示されているように、ガス状のスズ化合物（例えば、スタナンガス：ＳｎＨ4 ガス）や、固体や液体状のスズをＥＵＶ放射種として使用するＥＵＶ光源の開発が進められている。
【０００６】
以下、ＤＰＰ方式を例にとり、ＥＵＶ光源装置の構成例を説明する。
図６に、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す。同図に示すように、ＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、真空容器（光源チャンバ１０）を有し、チャンバ１０は第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂに分けられる。第１チャンバ１０ａ内には、例えば、リング状の第１電極（カソード）１１と第２電極（アノード）１２とがリング状の絶縁体１３を挟み、それぞれの貫通穴が略同軸上に位置するように配置される。以下、第１電極１１、第２電極１２、絶縁材１３を総称して放電部１と呼ぶこともある。
【０００７】
第１チャンバ１０ａに設けられた原料導入口１４ａに接続された原料供給手段１４より、ＥＵＶ放射種を含む原料がチャンバ１０内に供給される。上記原料は例えばＳｎＨ4 ガスである。
また、第２チャンバ１０ｂ側には、図示を省略したチャンバ内圧力をモニタする圧力モニタの測定値に基づき、チャンバ内圧力調整やチャンバ内排気を行うためのガス排気ユニット９が、第２チャンバ１０ｂに設けられたガス排出口に接続されている。
【０００８】
また、第２チャンバ１０ｂ内には、集光鏡２が設けられる。集光鏡２は、例えば、反射面形状が、回転楕円体、回転放物体形状、ウォルター型形状等の凹面ミラーを複数枚具える。これらの凹面ミラーは互いに径の異なる回転体形状である。集光鏡２は、これらの複数枚の凹面ミラーを、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た斜入射型の反射鏡として構成される。
【０００９】
このようなＤＰＰ方式光源装置において、第１電極１１、第２電極１２間にパルス電力発生器１５よりパルス電力が供給されると、絶縁体１３表面に沿面放電（ｃｒｅｅｐｉｎｇ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）が発生して第１電極１１、第２電極１２間は実質、短絡状態になり、パルス状の大電流が流れる。このとき、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍にプラズマが形成される。その後、ピンチ効果およびジュール加熱等によって、上記プラズマの略中心部に高温プラズマ領域が形成され、この高温プラズマ領域から波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光が放射される。
【００１０】
高温プラズマ領域から放射された波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、集光鏡２により集光され、第２チャンバ１０ｂに設けられたＥＵＶ光取り出し部７より外部に取り出される。このＥＵＶ光取り出し部７は、不図示の露光機の露光機筐体に設けられたＥＵＶ光入射部と連結される。すなわち、ＥＵＶ集光鏡２より集光されるＥＵＶ光は、ＥＵＶ光取り出し部を介して露光機へ入射する。
【００１１】
高温プラズマからはＥＵＶ光とともにデブリも放出される。デブリには、金属（例えば、第１電極１１、第２電極１２）がプラズマによってスパッタされて生成する金属粉や、スズ等の放射種原料に起因するものがある。
上記デブリが集光鏡２に到達して集光鏡２の反射面に衝突したり付着したりすると、集光鏡２の反射性能が損なわれる。
そのため、高温プラズマ領域（図６に示す構成例では、略同軸上に配置されたリング状の第１電極１１、第２電極１２、絶縁体１３が形成する連通穴もしくは連通穴近傍）と集光鏡２との間に、ホイルトラップ３が設置される。
ホイルトラップ３は、ＥＵＶ光を通過させつつ、デブリの通過を抑制するものであり、例えば特許文献２に記載されているように、高温プラズマ発生領域の径方向に設置される複数のプレートからなる。ホイルトラップ３が配置された空間は圧力が上がり、そこを通過するデブリは運動エネルギーが低下するため、集光鏡２まで到達しにくくなる。
【００１２】
なお、集光鏡２に到達するデブリの量を更に少なくするために、放電部１と集光鏡２との間の領域に、ガスカーテンを形成してもよい。具体的には、ＥＵＶ光を減衰させないガスを供給するガス供給ユニット１６に接続されたガスカーテンノズル４を配置する。ガス供給ユニット１６から供給されるガスは、ガスカーテンノズル４によりガス流がデブリと交錯するように供給される。このように形成されたガスカーテンは、放電部１から放出され集光鏡２に向かって飛散するデブリに対して、局所的にガスの圧力が高い部分を作り出してデブリを減速させ、デブリが集光鏡２に到達することを妨げる。
また図６に示すＤＰＰ方式ＥＵＶ光源装置は、図示を省略した制御部を有する。この制御部は、露光機制御部からのＥＵＶ発光指令等に基づき、パルス電力発生器１５、原料供給手段１４、ガス排気ユニット９、ガス供給ユニット１６を制御する。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２７９２４６号公報
【特許文献２】特表２００２−５０４７４６号公報
【特許文献３】特表２００６−５２９０５７号公報
【特許文献４】国際公開第２００６／０４９８８６号パンフレット
【特許文献５】特開２００７−１６５８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記したように、スズをＥＵＶ放射種として使用するＥＵＶ光源の開発が進められている。
しかしながら、スズおよび／またはスズ化合物を加熱して励起し高温プラズマを発生させると、スズに起因する大量のデブリが発生する。
発生したデブリの中には、ホイルトラップ３やガスカーテンを通過し、集光鏡２に達するものもある。
スズは蒸気圧が低く室温程度では固体である。したがって、スズに起因したデブリは、集光鏡２に到達すると、固体になったスズが反射面に付着して堆積し、ＥＵＶ光の反射率を低下させる。その結果、外部に放出されるＥＵＶ光出力が低下する。
【００１５】
この問題に対して、クリーニングガスを流して、集光鏡の反射面に付着堆積したスズを除去するクリーニング方法が提案されている。例えば、特許文献３および４には、チャンバ内にハロゲン元素を導入して、集光鏡に付着したスズと反応させて除去することが示されている。
図６に示す構成例で説明すると、クリーニングガス供給ユニット５からクリーニングガスである塩素ガス等が供給され、クリーニングガス供給ノズル６から集光鏡２に導入される。このとき、クリーニングガスの少なくとも一部をプラズマ化および／またはラジカル化させてもよい。プラズマ化および／またはラジカル化したクリーニングガスは、分子状態のガスに比べてスズとよく反応するので、スズ除去速度が向上し、短時間でクリーニングを完了することができる。なお、クリーニングガス供給ノズル６は、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光の一部をできるだけ遮光しないように、任意に構成される。
集光鏡２に達したクリーニングガスは、スズとの化学反応により高蒸気圧のスズ化合物となって気化するので、集光光学手段から除去することができる。
【００１６】
特許文献５には、クリーニングガスの分圧を１〜１０Ｐａの範囲にすることが示されている。
しかしながら、われわれは、スズが付着堆積した集光光学手段（集光鏡）をクリーニングするために、クリーニングガスとしてハロゲンガス（塩素ガス）を使用し、その分圧を１〜１０Ｐａの範囲にしたところ、例えば１分といった短い時間で集光鏡に付着したスズを除去することができないことを見出した。
集光鏡は反射率が低下したとき、なるべく早くクリーニングを行ないたいという要望がある。そのため、クリーニングは、露光機が、露光を終えたウエハを装置内から搬出し、次のウエハを搬入して位置合せを行い、次の露光処理を開始するまで時間、即ちウエハ交換時間に行うことが考えられる。
現状では、反射鏡は反射率がスズ堆積前の初期値の９０％に低下したときにクリーニングが必要とされている。反射率がスズ堆積前の初期値９０％に低下した時のスズの付着量（厚さ）は、固体スズの密度を７．３１ｇ／ｃｍ3 とすると０．５ｎｍ〜１ｎｍであることが、ＣＸＲＯ（http://www.cxro .lbl.gov/ を参照）のＸ−ｒａｙ  ｔｏｏｌｓによる計算で得られる。
集光鏡のクリーニングを、上記のウエハ交換時に行なうことを考えると、ウエハの交換時間は現状３０秒から１分であり、その時間内に、０．５ｎｍ〜１ｎｍの厚さのスズをクリーニングするのが望ましい。
【００１７】
ここで、クリーニングガスの分圧は、高いほどスズのクリーニングレートが大きくなる。コストを無視するのであれば、格別なクリーニングガス供給および排気装置を用いることにより、物理的には際限なく塩素ガス分圧を高めることは可能である。
例えば、クリーニングガス供給ユニット５に第２チャンバ１０ｂと同程度の容積を持つリザーバタンクを備え、また、ガス排気ユニット９を複数台接続して大排気量化することで、大量のクリーニングガスを短時間に供給してチャンバ内を５０Ｐａをはるかに上回る分圧にすることができる。
しかし、現実的なＥＵＶ光源装置においては、クリーニングガス供給に必要なガス供給設備と排気ユニットの装置費用および維持費用、設置場所は、必要最小限に留めることが望ましい。
また、クリーニングガスはハロゲンガスなどの反応性の高いガスであることから、クリーニングガスの分圧を大きくしすぎると、装置に悪影響を与える可能性もある。
【００１８】
以上のように、クリーニングガスの分圧が小さすぎると所望の時間内にクリーニングを行うことはできず、一方、クリーニングガスの分圧を大きくして短時間にクリーニングを行うためには、格別の設備を用意する必要があるなどコスト増となる。
このため、適切な分圧のクリーニングガスを導入し、極端紫外光光源装置の集光光学手段のクリーニングを行う必要があるが、従来においては、どの程度の分圧のクリーニングガスを導入すれば所望の時間内に効果的にクリーニングが可能であるかが明らかでなかった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、クリーニングガスとしてハロゲンガスを使用し、デブリが付着堆積した集光光学手段（集光鏡）をクリーニングするに際し、クリーニングガスの供給、回収のための格別の設備を設けることなく、また、装置に悪影響を与えることなく所望の時間内に効果的にクリーニングを行うことができる極端紫外光光源装置における集光光学手段のクリーニング方法及びこのような機能を備えた極端紫外光光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者が鋭意検討した結果、クリーニング時間をｔｃとしたとき、以下の（１）式によりクリーニングガスの分圧Ｘ（Ｐａ）を求め、容器内に、上記クリーニング時間ｔｃの間、上記式からも求まる分圧Ｘ（Ｐａ）のクリーニングガスを導入してクリーニングを行うことにより、効果的にクリーニングを行うことができることを見出した。
Ｙ＝１．６×Ｌｎ（Ｘ）−５．６…（１）
ここで、ＹはクリーニングレートＹ（Ｙ＝［付着したデブリの膜厚ｄ］／［必要とされるクリーニング時間ｔｃ］）
【００２０】
上記関係を本発明者は以下のような実験で確認した。
図１に、われわれが実施した、クリーニングガスの分圧に対する、集光鏡に付着したスズの除去速度（クリーニングレート）の実験結果を示す。
この実験は、クリーニングガスとしては塩素ガスを使用し、容器内にスズが付着した基板（サンプル）を配置し、容器内に塩素ガスとともに５分間封入し、基板のスズの膜厚を測定して５分間に減少した膜厚を求めたものであり、この操作をサンプルを交換しながらクリーニングガスの各分圧で繰り返し行い、各実験結果（膜厚の減少量）を時間で割って単位時間当たりのクリーニングレートを求め、グラフにプロットし最小自乗法により近似した。
同図において、横軸は塩素ガスの分圧（単位Ｐａ）であり、縦軸はスズのクリーニングレート（単位ｎｍ／ｍｉｎ）である。グラフの直線は、塩素ガスの分圧が４８Ｐａ、８０Ｐａ、１３３．３Ｐａ、４００Ｐａ、８９３Ｐａにおけるスズのクリーニングレートを、最小二乗法で近似したものであり、上述した（１）式となる。
【００２１】
例えば、クリーニング時間が１分間（ウエハの交換時間）で、１ｎｍのスズを除去したい場合は、１分間で１ｎｍのスズを除去することになるので、Ｙ＝１（ｎｍ／ｍｉｎ）となり、この値を上記（１）式に代入することで、クリーニングガスの分圧Ｘ（Ｐａ）を求めることができる。（１）式に上記Ｙを代入し、Ｘについて変換すると、次の式が得られる。
Ｘ＝ｅz …（１’）
ここで、ｚ＝（Ｙ＋５．６）／１．６
上記式にＹ＝１を代入すると、Ｘ＝６１．９（Ｐａ）となり、ハロゲンガスを分圧６１．９Ｐａ導入すれば、１分のクリーニング時間で、１ｎｍのスズをクリーニングすることができることになる。
また、クリーニング時間が、例えば定期メンテナンスなどで、１０分間という比較的長い時間をとることができる場合には、１分間で０．１ｎｍ除去すればよいので、式（１’）にＹ＝０．１（ｎｍ／ｍｉｎ）を代入することになる。その結果、Ｘ＝３５．３（Ｐａ）となり、ハロゲンガスを分圧３５．３Ｐａ以上導入すればよい。
同様に、クリーニング時間が１分間で、０．５ｎｍのスズを除去するだけでよい場合は、Ｙ＝０．５（ｎｍ／ｍｉｎ）となり、その結果、Ｘ＝４５．３（Ｐａ）となり、ハロゲンガスを分圧４５．３Ｐａ以上導入すればよい。
すなわち、クリーニング時間と、除去する必要のあるスズの膜厚を上記（１）式に代入することで、導入するハロゲンガスの分圧を求めることができる。
【００２２】
ここで、同図に示すように、ハロゲンガスの分圧が約５０Ｐａの場合、スズのクリーニングレートは約０．８ｎｍ／ｍｉｎである。塩素ガスの分圧が高くなるにつれてクリーニングレートは大きくなり、約９００Ｐａの場合、クリーニングレートは約５．５ｎｍ／ｍｉｎとなる。
同図のクリーニングレートを分圧が低い方向に外挿すると、塩素ガス分圧が約３０Ｐａの時、クリーニングレートがほぼ０となる。したがって、塩素ガスの分圧が３０Ｐａ以上でないと、実際に集光鏡に付着したスズをクリーニングすることができないと考えられる。
一方、クリーニングを行なう集光鏡は、後述するように、円筒状のミラーが多数重ねられた構造であり、各ミラーの間隙は５ｍｍ程度と狭い。
そのため、ミラーとミラーの間にクリーニングガスをスムーズに流すためには、塩素ガスは層流であることが望ましい。ここで、塩素ガスが、層流を形成するのは、１０００Ｐａ以下と考えられるので、塩素ガスの分圧は１０００Ｐａ以下が望ましい。
【００２３】
なお、塩素ガスの分圧が３０Ｐａ以上である場合、ＥＵＶ光はほとんど吸収されＥＵＶ光取り出し部まで透過しない。したがって、ＥＵＶ光を発光し露光処理を行ないながら集光鏡をクリーニングすることはできない。
したがって、クリーニングは、前述したようにウエハ交換時間に行うことが望ましく、集光鏡のクリーニングを、このウエハ交換時に行なうことを考えると、３０秒から１分の時間内に、０．５ｎｍ〜１ｎｍの厚さのスズをクリーニングする必要があり、図１より、塩素ガスの分圧は５０Ｐａ以上であることが望ましいことになる。
また、反射鏡の反射率が９０％に低下する前に、即ちスズが０．５ｎｍ〜１ｎｍの厚さになる前に、頻繁にクリーニングを行うのであれば、塩素ガスの分圧が３０Ｐａから５０Ｐａの範囲であっても、十分にクリーニングすることができる。
以上より、クリーニングを行なう塩素ガスの分圧の範囲は、少なくとも３０Ｐａ以上、望ましくは５０Ｐａから１０００Ｐａと考えられる。
【００２４】
本発明の対象となる極端紫外光光源装置は、以下の基本構成を有する。
(i) 真空容器内にスズおよび／またはスズ化合物を含む原料を供給する原料供給手段。
(ii)この原料を加熱して励起することで高温プラズマを発生させる放電部である加熱励起手段。
(iii) この高温プラズマから放射される極端紫外光を所定の位置に集光する集光光学手段。
(iv)容器に形成された集光された光を取り出す光取り出し部。
(v) 集光光学手段に付着する汚染を除去するためのクリーニングガスを導入・排気するクリーニングガス導入／排気手段。
(vi)加熱励起手段と上記集光光学手段の間に設けられ、真空容器を、加熱励起手段が配置される第１の空間と、上記集光光学手段が配置される第２の空間とに分ける（隔てる）第１のシャッタ。
(vii) 容器の光取り出し部に設けられる第２のシャッタ。
【００２５】
上記構成の極端紫外光光源装置において、本発明では集光光学手段に付着堆積したデブリのクリーニングを、次の手順で行う。
（１）加熱励起手段による高温プラズマの発生を停止する。
（２）第１および第２のシャッタを閉じ、集光光学手段が配置されてい  る第２の空間を、加熱励起手段が配置される第１の空間や、露光機が接続される光取り出し部に対して外側の空間から隔てる。
（３）付着したデブリの膜厚ｄと必要とされるクリーニング時間ｔｃから、クリーニングレートＹを、Ｙ＝［付着したデブリの膜厚ｄ］／［必要とされるクリーニング時間ｔｃ］を求め、前記（１）式、Ｙ＝１．６×Ｌｎ（Ｘ）−５．６からクリーニングガスの分圧Ｘを求め、クリーニングガス導入／排気手段から第２の空間にクリーニングガスを、その分圧が上記Ｘになるように導入する。
【００２６】
また、上記構成の極端紫外光光源装置において、さらに、膜厚計測手段と、容器内のクリーニングガスの圧力を測定する圧力測定手段と、上記第１、第２のシャッタの開閉を制御するとともに、上記膜厚計測手段の出力に基づきクリーニングガス導入／排気手段を制御する制御手段を設け、クリーニングを行う際、この制御手段により、導入するクリーニングガスの分圧を算出し、クリーニングガスの分圧をこの算出された値になるように制御してクリーニングを行うように構成することもできる。
すなわち、上記制御手段は、クリーニングを行うに際し、上記膜厚計測手段により計測されたデブリの膜厚ｄと、与えられたクリーニング時間ｔｃからクリーニングレートＹ（Ｙ＝［付着したデブリの膜厚ｄ］／［必要とされるクリーニング時間ｔｃ］）を算出し、該クリーニングレートＹを以下の式（２）に代入して上記容器中のクリーニングガスの分圧Ｘ（ｐａ）を求め、クリーニングガス導入／排気手段を制御して、上記クリーニング時間ｔｃの間、上記式からもとまる分圧Ｘのクリーニングガスを上記容器内に導入する。
Ｙ＝ａ×Ｌｎ（Ｘ）−ｂ…（２）
ここで、上記（２）式のａ，ｂの値は、クリーニング処理時間と、クリーニングガスの分圧と、膜厚計測手段で求めたクリーニング前後の膜厚に基づき値を適宜更新し、使用環境に応じた適切な値に自動更新するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）クリーニングガスの分圧を前記（１）式で求め、この分圧のクリーニングガスを導入して、クリーニングを行うようにしているので、所望の時間内に効果的にクリーニングを行うことができる。
また、クリーニングガスの供給、回収のための格別の設備を設ける必要もなく、コストダウンを図ることができる。
（２）クリーニング中は、第１、第２のシャッタが閉じて、クリーニングを行なう集光光学手段が配置される空間を他の空間から隔てるようにすることで、クリーニングガスであるハロゲンガスが他の空間（第１の空間や露光機側の空間）に浸入することがない。
したがって、他の空間に配置された部品がハロゲンガスにより浸食されることがなく、装置の性能や寿命の消耗を抑制することができる。
（３）極端紫外光光源装置に、さらに膜厚計測手段と、容器内のクリーニングガスの圧力を測定する圧力測定手段と、上記第１、第２のシャッタの開閉を制御するとともに、上記膜厚計測手段の出力に基づきクリーニングガス導入／排気手段を制御する制御手段を設け、クリーニングを行う際、この制御手段により、導入するクリーニングガスの分圧を算出し、クリーニングガスの分圧を制御することで、自動的に最適な分圧のクリーニングガスを導入して、クリーニングを行うことができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施例に係るＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
図２において、放電部１と集光鏡２との間には、第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂとを隔てる第１のシャッタ（ゲートバルブ）８ａが設けられる。
また、第２チャンバ１０ｂのＥＵＶ光取り出し部７にも、その開口をふさぐ第２のシャッタ（ゲートバルブ）８ｂが設けられる。
第１のシャッタ８ａは、第１のシャッタ（ゲートバルブ）移動機構８ｃにより移動し、放電部１が配置された第１チャンバ１０ａと集光鏡２が配置された第２チャンバ１０ｂとの間の連通穴をふさぐ。また、第２のシャッタ８ｂは、第２のシャッタ（ゲートバルブ）移動機構８ｄにより移動し、ＥＵＶ光取り出し部７をふさぐ。
これにより、第２チャンバ１０ｂの空間は、第１チャンバ１０ａおよび露光機から隔離される。
【００２９】
また、フォイルトラップ３、集光鏡２の近傍には膜厚センサ１７が設けられ、ホイルトラップ３、集光鏡２に付着したデブリの膜厚ｄが計測される。膜厚センサ１７で計測された膜厚は、制御ユニット１９に送られる。
また、第２チャンバ１０ｂ内の圧力は、圧力センサ１８で計測され、計測された圧力は制御ユニット１９に送られる。
前記したようにクリーニングガス供給ユニット５からはクリーニングガスであるハロゲンガスが供給され、クリーニングガス供給ノズル６から集光鏡２に導入される。集光鏡２に達したクリーニングガスは、スズとの化学反応により高蒸気圧のスズ化合物となって気化し、集光鏡２からデブリを除去する。
なお、クリーニングガス供給ノズル６は、例えば図２（ｂ）の正面図に示すように、集光鏡２により集光されるＥＵＶ光の一部をできるだけ遮光しないように、集光鏡２のミラー固定用部材などに沿って配置され、クリーニングガスは同図の矢印のように放出される。ここで、前述したように、クリーニングガスの少なくとも一部をプラズマ化および／またはラジカル化させてもよい。
その他の構造、例えばＥＵＶを発生するための放電部、真空容器等の構成は図６と同様なので、説明を省略する。
【００３０】
集光鏡２に付着堆積したスズ等のデブリのクリーニング動作について説明する。
集光鏡２付近に取り付けられた膜厚センサ１７により、集光鏡２に堆積したデブリ（スズ）の量を検知し、所定の膜厚以上となった場合にクリーニング動作を行う。
なお、集光鏡２により反射されたＥＵＶ光の強度をフォトダイオード（図示せず）等により監視して光量が所定の値より低下した場合にクリーニングを行うようにしてもよい。  クリーニングを行う際は、まず、原料供給手段１４からの原料ガスの導入やパルス電力発生器１５から放電部１への電力の供給を停止し、放電部１における放電を停止する。
次に、第１のシャッタ８ａと第２のシャッタ８ｂを閉じ、集光鏡２が配置された第２チャンバ１０ｂを第１チャンバ１０ａや露光機（不図示）から隔離する。
そして、ハロゲン元素を含むクリーニングガスを、集光鏡２の光出射側に設けたクリーニングガス供給ユニット５から、クリーニングガス供給ノズル６を介して集光鏡２の内側に、その分圧が３０Ｐａ以上、望ましくは５０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の範囲になるように、圧力センサ１８で検知しながら導入する。
【００３１】
その際、制御ユニット１９は、あらかじめ実験などで求めておいたスズ除去速度Ｙ（＝膜厚ｄ／スズ除去時間ｔ）とクリーニングガス分圧（Ｘ）の関係の近似式から必要な分圧を決定し、所望の分圧になるまでクリーニングガス供給ユニット５を動作させてガスを供給する。たとえば、近似式がＹ＝１．６×Ｌｎ（Ｘ）−５．６の場合、１分間に１ｎｍのスズを除去するには、すなわちＹ＝１ｎｍ／ｍｉｎを代入すると、Ｘ＝６１．９Ｐａとなる。
ここで、近似式の定数は毎回のクリーニングで常に同じ数値でなくてもよい。すなわち、２回目以降のクリーニングでは、過去のクリーニング前後における履歴を制御ユニット１９が学習することにより、最適な定数を自ら修正することも可能である。すなわち、クリーニング前後の膜厚センサ１７、圧力センサ１８、クリーニングガス供給ユニット５の検出値および指令値をデータに追加して近似式を書き直す。
【００３２】
集光鏡２は例えば円筒状のミラーが多数重ねられた構造であるから、各ミラーの間隙にクリーニングガスを流通させるために、クリーニングガスが、集光鏡２の光出射口全体に広がるように、クリーニングガス供給ノズル６に形成した多数の孔からシャワー状に吹き出させる。そして、集光鏡２の光入射側に設けたガス排気ユニット９から排気する。
膜厚センサ１７の値がクリーニング前と同程度まで戻れば、制御ユニット１９でクリーニング終了と判断する。
その後、ガス排気ユニット９により、クリーニングガスを十分に排気した後、第１のシャッタ８ａと第２のシャッタ８ｂを開け、原料ガスを導入し、パルス電力発生器から放電部１への電力の供給を再開し、ＥＵＶ照射を行なう。
【００３３】
上記のようにクリーニング動作中は、第１のシャッタ８ａと第２のシャッタ８ｂが閉じられているので、クリーニングガスが行き渡る空間が第２チャンバ１０ｂ内に限定され、第１チャンバ１０ａおよび露光機には浸入しない。そのため、ハロゲン元素による放電電極の浸食や、露光機の部品の腐食といった問題が生じない。
なお、放電部１を動作させＥＵＶ光を発生させるときに、クリーニング供給ノズル６がＥＵＶ光を遮ることがないように、クリーニング供給ノズル６に移動機構を設け、クリーニング供給ノズル６をＥＵＶ光の光路から退避するようにしてもよい。
さらに、排気ガスユニット９をホイルトラップ３の光入射側に設けておけば、クリーニングガスは、集光鏡２だけでなくホイルトラップ３内も流れるので、ホイルトラップ３に付着したデブリもクリーニングすることができる。ホイルトラップ３に付着したデブリは、通過するＥＵＶ光を遮光する場合があるので、取り除いておいた方が望ましい。
また、クリーニング中に排気ガスユニット９の動作を停止してクリーニングガスを第２チャンバ内に溜め込んでも良い。
【００３４】
図３は本実施例の制御部１９の構成例を示す図である。
同図に示すように、本実施例の制御部１９にはパルス電力発生器１５、ガス供給ユニット、原料供給手段１４などを制御してＥＵＶ発光を行わせるＥＵＶ発光制御部１９ａに加えてクリーニング処理を制御するクリーニング処理部１９ｂが設けられる。
クリーニング制御部１９ｂは、クリーニング処理開始／終了判定部１９１と、クノーニングガス分圧算出部１９２と、クリーニングガス供給ユニット制御部１９３と、ガス排気ユニット制御部１９４を有し、以下のようにクリーニング処理を制御する。
クリーニング処理開始／終了判定部１９１は膜厚センサ１７により計測されたデブリの膜厚を監視し、膜厚があらかじめ設定された設定値ｄｓ１より厚くなると、クリーニング開始通知をＥＵＶ発光制御部１９ａに送出する。ＥＵＶ発光制御部１９ａは、クリーニング処理が可能なタイミングが来ると、前述したように、原料供給手段１４からの原料ガスの導入やパルス電力発生器１５から放電部１への電力の供給を停止し、クリーニング処理許可信号をクリーニング処理部１９ｂに送出する。
上記クリーニング処理許可信号を受けると、クリーニング処理開始／終了判定部１９１は、第１、第２のシャッタ８ａ，８ｂを閉状態にさせるとともに、クリーニングガス分圧算出部１９２とクリーニングガス供給ユニット制御部１９３にクリーニング開始指令を送出する。
【００３５】
クリーニング開始指令を受信すると、クリーニングガス分圧算出部１９２は、膜厚センサ１７が出力するデブリの膜厚ｄ及び予め設定されたクリーニング時間ｔｓから、前述したようにクリーニングレートＹを算出し、前記（２）式によりクリーニングガスの分圧Ｘを求める。
ここで、前述したように、（２）式の係数ａ，ｂの値は、一定の値を使用してもよいが、クリーニングの結果に応じて自動的に更新するようにしてもよい。
たとえば、初期値をａ＝１．６、ｂ＝５．６としておき、クリーニング処理をする毎に、クリーニング前後の膜厚センサ１７の値、クリーニングガスの分圧値、クリーニング時間に基づき上記係数ａ，ｂの値を再計算する。そして、この結果に基づき上記ａ，ｂの値が使用環境に応じた適切な値になるように更新する。
また、クリーニングガス供給ユニット制御部１９３は、クリーニング開始指令を受信すると、クリーニングガス供給ユニット５を制御して、チャンバ１０ｂ内にクリーニングガスを供給を開始する。そして、圧力センサ１８の出力に基づき、クリーニングガスの分圧がクリーニングガス分圧算出部１９２で求めた分圧値になるように制御する。
【００３６】
クリーニング処理開始／終了判定部１９１は膜厚センサ１７の出力を監視し、デブリの膜厚があらかじめ設定された膜厚ｄｓ２より薄くなると、クリーニング終了指令を出力する。なお、クリーニング処理を開始してから、前記予め設定されたクリーニング時間ｔｓ経過したときに、クリーニング終了指令を出力するようにしてもよい。
これに応じて、クリーニングガス供給ユニット制御部１９３はクリーニングガスの供給を停止する。また、ガス排気ユニット制御部１９４は、ガス排気ユニット９を制御して、チャンバ１０ｂからクリーニングガスを排気させる。
クリーニングガスが十分に排気されると、ガス排気ユニット制御部１９４は、クリーニング処理開始／終了判定部１９１にクリーニングガスの排気が終了したことを通知する。クリーニング処理開始／終了判定部１９１は、これを受けて、第１のシャッタ８ａと第２のシャッタ８ｂを開状態にさせるとともに、ＥＵＶ発光制御部にクリーニング処理が終了したことを通知する。
【００３７】
図４、図５は、電極を回転させる回転電極ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に本発明を適用した本発明の第２の実施例の概略構成例を示す図であり、図４は側面図、図５は上面図を示す。
図２で示すＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置とは放電部の構成が異なるが、それ以外の構成は基本的には同様である。
図４において、第１チャンバ１０ａには放電部が、第２チャンバ１０ｂには集光鏡２が配置される。第１チャンバ１０ａと第２チャンバ１０ｂとの間には、ＥＵＶ光が通過する連結孔を有する隔壁が設けられる。両チャンバにはそれぞれガス排気ユニット９ａ，９ｂが取付けられ、両チャンバの圧力をあらかじめ設定された値に保つ。
そして、第１のシャッタ８ａは、隔壁に設けられた連通穴をふさぐ。また、第２のシャッタ８ｂは、第２チャンバ１０ｂに形成されているＥＵＶ光取り出し部をふさぐ。なお、同図ではシャッタ（ゲートバルブ）移動機構は省略されている。
【００３８】
図４、図５の、回転電極ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の放電部の構造について簡単に説明する。
放電部は、金属製の円盤状部材である第１の放電電極１１（第１の回転電極）と、同じく金属製の円盤状部材であり、図４において第１の放電電極の奥側に配置される第２の放電電極１２（第２の回転電極）（図５参照) とからなる。
両放電電極１１，１２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り、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように配置される。ここで、２つの電極のうち一方が接地側電極であり、他方が高電圧側電極である。
両電極１１，１２の表面は同一平面上に配置してもよいが、図４、図５に示すように、電力印加時に電界が集中する周縁部のエッジ部分が、所定距離だけ離間して互いに向かい合うように、即ち、各電極表面を含む仮想平面が交差するように各電極を配置することが好ましい。放電は両電極１１，１２の周縁部のエッジ部分間距離が最も短い部分で発生しやすいので、このように配置することで放電位置が安定する。
【００３９】
円盤状の第１の回転電極１１の略中心部には、第１のモータ２２ａの回転軸２２ｆが取付けられ、第１のモータ２２ａが回転軸２２ｆを回転させることにより、第１の回転電極１１は回転する。同様に、図５において、第２の回転電極１２も第２のモータ２２ｂの回転軸２２ｅが取付けられ、第２のモータ２２ｂにより回転する。なお、回転の方向は特に規制されない。
ここで、両電極の回転軸は、例えば、メカニカルシール２２ｃ，２２ｄを介して第１チャンバ１０ａ内に導入される。メカニカルシール２２ｃ，２２ｄは、チャンバ１０ａ内の減圧雰囲気を維持しつつ、回転軸の回転を許容する。
【００４０】
図４、図５に示すように、第１の回転電極１１は、その一部が導電性の給電用溶融金属１１ａを収容する導電性の第１のコンテナ１１ｂの中に浸されるように配置される。同様に、第２の回転電極１２も、その一部が導電性の給電用溶融金属１２ａを収容する導電性の第２のコンテナ１２ｂの中に浸されるように配置される。
両コンテナ１１ｂ，１２ｂは、チャンバ１０ａ内の減圧雰囲気を維持可能な絶縁性の電力導入部１１ｃ，１２ｃを介して、パルス電力発生器１５と接続される。
上記したように、給電用溶融金属１１ａ，１２ａとそれを収容するコンテナ１１ｂ，１２ｂとは導電性であり、第１および第２の回転電極１１，１２の一部は、給電用溶融金属１１ａ，１２ａに浸漬しているので、第１および第２のコンテナ１１ｂ，１２ｂ間にパルス電力発生器１５からパルス電力を印加することにより、第１の回転電極１１および第２の回転電極１２間にはパルス電力が印加される。
【００４１】
なお、給電用溶融金属としては、放電時、ＥＵＶ放射に影響を及ぼさない金属が採用される。また、給電用溶融金属は、各回転電極１１，１２の放電部位の冷却手段としても機能する。なお、図示を省略したが、第１および第２のコンテナ１１ｂ，１２ｂには、溶融金属を溶融状態に維持する温度調節手段が備えられている。
パルス電力発生器１５は、コンデンサと磁気スイッチとからなる磁気パルス圧縮回路部を介して、負荷である第１のコンテナ１１ｂと第２のコンテナ１２ｂ、すなわち、第１の回転電極１１と第２の回転電極１２との間にパルス幅の短いパルス電力を印加する。
電極１１，１２を回転させることにより、放電電極の消耗を抑制し、放電電極寿命を延ばすことができる。
【００４２】
放電部への、極端紫外光を放射するためのＥＵＶ放射種（以下、高温プラズマ原料２１ともいう）、例えばスズの供給は、以下のような方法で行なわれる。
チャンバ１０ａに設けた原料供給手段２０から液体または固体の状態で、放電領域（第１の回転電極１１の周縁部のエッジ部分と第２の回転電極１２の周縁部のエッジ部分との間の空間であって、放電が発生する空間）近傍に供給される。
原料供給手段２０は、例えば、チャンバ１０ａの上部壁に設けられ、高温プラズマ原料であるスズは熱せられ、上記放電領域の近傍の空間に、ドロップレット状にして供給（滴下）される。
滴下されたドロップレット状の高温プラズマ原料（スズ）は、放電領域近傍の空間に到達した際、レーザ装置２３から放出されるレーザビームにより照射されて気化する。
レーザビームの照射により気化した高温プラズマ原料２１（スズ）は、レーザビームが入射する高温プラズマ原料表面の法線方向を中心にして広がる。
【００４３】
このようにして気化して広がった高温プラズマ原料２１（スズ）が、第１の回転電極１１と第２の回転電極１２に挟まれた放電領域に達した時、両電極にパルス電力発生器１５からパルス電力が印加される。両電極１１，１２間に発生した放電により原料による高温プラズマが形成されＥＵＶ光が放射される。
なお、高温プラズマ原料が供給される空間の下方には、図４に示すように気化しなかった高温プラズマ原料（スズ）を回収する原料回収手段２５を設けても良い。
【００４４】
本実施例においても、集光鏡２付近に取り付けられた膜厚センサ１７により、集光鏡２に堆積したスズの量を検知し、所定の膜厚以上となった場合に、制御部１９はクリーニング動作を行う。
なお、前述したように集光鏡２により反射されたＥＵＶ光の強度をフォトダイオード（図示せず）等により監視して光量が所定の値より低下した場合にクリーニングを行うようにしてもよい。
クリーニングを行う際は、まず、原料供給手段２０からのプラズマ原料２１の供給、パルス電力発生器１５から放電部への電力の供給、レーザ装置２３からのレーザ照射を停止することにより、ＥＵＶ照射を停止する。
次に、第１のシャッタ８ａと第２のシャッタ８ｂを閉じる。
【００４５】
そして、ハロゲン元素を含むクリーニングガスを、集光鏡２の光出射側に設けたクリーニングガス供給ユニット５から、クリーニングガス供給ノズル６を介して集光鏡２の内側に、その分圧が３０Ｐａ以上、望ましくは５０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下の範囲になるように、圧力センサ１８で検知しながら導入する。
その際、前記実施例で説明したように、制御ユニット１９は、あらかじめ実験などで求めておいたスズ除去速度Ｙ（＝膜厚ｄ／スズ除去時間ｔ）とクリーニングガス分圧（Ｘ）の関係の近似式から必要な分圧を決定し、所望の分圧になるまでクリーニングガス供給ユニット５を動作させてガスを供給する。
なお、クリーニングガス供給ユニット５の制御方法については、図２の実施例と同様なので説明を省略する。
膜厚センサ１７の値がクリーニング前と同程度まで戻れば、制御ユニット１９でクリーニング終了と判断する。その後、クリーニングガスを十分に排気した後、第１のシャッタ８ａと第２のシャッタ８ｂを開け、プラズマ原料の供給、パルス電力発生器１５からの放電部１への電力の供給、レーザ装置からのレーザ照射を再開し、ＥＵＶ照射を行なう。
【００４６】
なお、クリーニングガスを排気する際、クリーニングガス以外のガス（フラッシングガス）をチャンバ内に導入すると、クリーニングガスを早く排気できる。大量のフラッシングガスでチャンバ内のクリーニングガスが希釈され、クリーニングガスをフラッシングガスと一緒に流し去り、排気できるからである。またクリーニングガスがチャンバ内に残存する量を少なくすることもできる。このとき導入するクリーニングガス以外のガスとして、不活性なガス、例えばヘリウム、アルゴン、ネオン、窒素などが挙げられる。中でもヘリウムは、チャンバ内に残っていてもＥＵＶ光の吸収が少ないので望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】クリーニングガスの分圧に対する集光鏡に付着したスズの除去速度（クリーニングレート）の関係を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例にかかわるＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例のＥＵＶ光源装置の制御部の構成例を示す図である。
【図４】回転電極ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に本発明を適用した本発明の第２の実施例の概略構成例を示す図（側面図）である。
【図５】回転電極ＤＰＰ方式のＥＵＶ光源装置に本発明を適用した本発明の第２の実施例の概略構成例を示す図（上面図）である。
【図６】従来のＥＵＶ光源装置の概略構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    放電部
２    集光鏡
３    ホイルトラップ
４    ガスカーテンノズル
５    クリーニングガス供給ユニット
６    クリーニングガス供給ノズル
７    ＥＵＶ光取り出し部
８ａ  シャッタ（ゲートバルブ）
８ｂ  シャッタ（ゲートバルブ）
９    ガス排気ユニット
１０  光源チャンバ（容器）
１０ａ  第１チャンバ
１０ｂ  第２チャンバ
１１  第１電極
１２  第２電極
１３  絶縁体
１４  原料供給手段
１５  パルス電力発生器
１６  ガス供給ユニット
１７  膜厚センサ
１８  圧力センサ
１９  制御ユニット
２０  原料供給手段
２１  プラズマ原料
２２ａ，２２ｂ  モータ
２３  レーザ装置
Ｐ  プラズマ
【図１】
0004973425.tif 000002
【図２】
0004973425.tif 000003
【図３】
0004973425.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004973425.tif 000006
【図６】
0004973425.tif 000007