(57)【要約】スリット状の開口を有するノズル２から円板の方向を揃えてターゲット１を噴出する。ターゲット１はガス流に乗せて搬送される。この例ではＨｅガスを用いている。ピエゾ素子でノズル２を振動させてターゲット１を噴出させてもよい。ノズル２の外部は高真空に保たれているので、ノズル２から放出されたターゲット１は、そのままの姿勢で、レーザ光の照射位置に達する。ターゲット１の供給と同期させてＮｄ：ＹＡＧレーザ光源４からパルスレーザー光５をレンズ３で集光してターゲット１へ照射する。レーザのスポット径はターゲット１の直径と同じ１ｍｍとされ、その厚さは１０００ｎｍ以下である。よって、ターゲットのほぼ全てがプラズマ化され、ｄｅｂｒｉｓの発生が抑えられる共に、変換効率が高くなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットにレーザ光を照射してプラズマ化し、その際に発生するＥＵＶ光を出力として取り出すレーザプラズマＥＵＶ光源であって、前記ターゲットとして、前記レーザ光の集光径とほぼ等しい寸法の板状ターゲットを使用していることを特徴とするレーザプラズマＥＵＶ光源。
【請求項２】
前記板状ターゲットの厚さが１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源。
【請求項３】
前記板状ターゲットの厚さが１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源。
【請求項４】
前記板状ターゲットの形状が、ＥＵＶ光の出力方向から見て円形であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源。
【請求項５】
前記板状ターゲットの材料がＳｎ又はその化合物を含むものであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源。
【請求項６】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源に用いられるターゲット部材であって、テープに設けられた穴の中に、前記板状ターゲットが支持部材により前記テープに保持されていることを特徴とするターゲット部材。
【請求項７】
前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のターゲット部材。
【請求項８】
テープに設けられた穴の中に、板状部材が支持部材により前記テープに保持されていることを特徴とするテープ部材。
【請求項９】
前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のテープ部材。
【請求項１０】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源に用いられるターゲット部材であって、前記板状ターゲットが当該板状ターゲットと同一材料からなる細い部材によって繋げられたものが、梯子状の形状を有するテープに貼り付けられて形成され、前記板状ターゲットは、前記梯子状のテープの横木の中間に位置し、前記細い部材が前記梯子状のテープの横木の部分に位置していることを特徴とするターゲット部材。
【請求項１１】
前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のターゲット部材。
【請求項１２】
板状部材が当該板状部材と同一材料からなる細い部材によって繋げられたものが、梯子状の形状を有するテープに貼り付けられて形成され、前記板状部材は、前記梯子状のテープの横木の中間に位置し、前記細い部材が前記梯子状のテープの横木の部分に位置していることを特徴とするテープ部材。
【請求項１３】
前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載のテープ部材。
【請求項１４】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源に用いられるターゲット部材であって、ターゲット部材がテープに貼り付けられ、前記テープに一定間隔で孔が開けられ、当該孔の部分のテープが欠損している状態とされ、その部分のターゲット部材が、前記板状ターゲットとなっていることを特徴とするターゲット部材。
【請求項１５】
前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のターゲット部材。
【請求項１６】
部材がテープに貼り付けられ、前記テープに一定間隔で孔が開けられ、当該孔の部分のテープが欠損している状態とされていることを特徴とするテープ部材。
【請求項１７】
前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のテープ部材。
【請求項１８】
請求の範囲第６項に記載のターゲット部材の製造方法であって、テープに穴を形成し、その穴の中に、前記テープに支持されるように支持部材を形成しておき、前記支持部材の上に、溶融したターゲット材料を滴下して固化させ、その後、固化した前記ターゲット材料を圧延して所定の厚さとすることを特徴とするターゲット部材の製造方法。
【請求項１９】
請求の範囲第１０項に記載のターゲット部材の製造方法であって、凹部が一定間隔で設けられたテープの、凹部が設けられていない側に、ターゲット材料を成膜し、その後、エッチングにより、前記ターゲット材料を、板状ターゲットが板状ターゲットと同一材料からなる細い部材によって繋げられた形状とし、その後、エッチングにより前記テープの厚さを減厚して、前記テープの凹部を孔とすることを特徴とするターゲット部材の製造方法。
【請求項２０】
請求の範囲第１４項に記載のターゲット部材の製造方法であって、凹部が一定間隔で設けられたテープの、凹部が設けられていない側に、ターゲット材料を成膜し、その後、エッチングにより前記テープの厚さを減厚して、前記テープの凹部を孔とすることを特徴とするターゲット部材の製造方法。
【請求項２１】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、前記板状ターゲットを１枚ずつ、搬送気体に載せてノズルから噴出させることを特徴とするターゲットの供給方法。
【請求項２２】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、前記板状ターゲットを１枚ずつ、ノズルを振動させて、その振動力により放出させることを特徴とするターゲットの供給方法。
【請求項２３】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、請求範囲第６項に記載のターゲット部材を使用し、前記テープを巻回したテープ巻き戻し装置から、前記テープを巻き取るテープ巻き取り装置へ、前記テープを巻き取ることにより、前記板状ターゲットを、前記巻き戻し装置と前記巻き取り装置との間に設けられたレーザ光の集光点に供給することを特徴とするターゲットの供給方法。
【請求項２４】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、請求範囲第１０項に記載のターゲット部材を使用し、前記テープを巻回したテープ巻き戻し装置から、前記テープを巻き取るテープ巻き取り装置へ、前記テープを巻き取ることにより、前記板状ターゲットを、前記巻き戻し装置と前記巻き取り装置との間に設けられたレーザ光の集光点に供給することを特徴とするターゲットの供給方法。
【請求項２５】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、請求範囲第１４項に記載のターゲット部材を使用し、前記テープを巻回したテープ巻き戻し装置から、前記テープを巻き取るテープ巻き取り装置へ、前記テープを巻き取ることにより、前記板状ターゲットを、前記巻き戻し装置と前記巻き取り装置との間に設けられたレーザ光の集光点に供給することを特徴とするターゲットの供給方法。
【請求項２６】
請求の範囲第１項に記載のレーザプラズマＥＵＶ光源を光源として使用していることを特徴とするＥＵＶ露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ＥＵＶ露光装置（極端紫外線露光装置とも呼ばれ、本明細書、及び特許請求の範囲においては、波長が１５０ｎｍ未満の紫外線を用いた露光装置をいう）に使用するのに好適な、レーザプラズマＥＵＶ光源、ターゲット部材、テープ部材、ターゲット部材の製造方法、ターゲットの供給方法、及びＥＵＶ露光装置に関するものである。
【背景技術】  近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えてこれより短い波長（１１〜１４ｎｍ）のＥＵＶ光を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。この技術は、最近ではＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）リソグラフィと呼ばれており、従来の波長１９０ｎｍ程度の光線を用いた光リソグラフィでは実現不可能な、７０ｎｍ以下の解像力を得られる技術として期待されている。
ＥＵＶ光の波長領域での物質の複素屈折率ｎは、ｎ＝１−δ−ｉｋ（ｉは複素記号）で表わされる。この屈折率の虚部ｋは極端紫外線の吸収を表す。δは１に比べて非常に小さいため、この領域での屈折率の実部は１に非常に近い。又、ｋは全ての物質において有限の値を持つので、必ず吸収がある。したがって従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用できず、反射を利用した光学系が使用される。
ＥＵＶ露光装置の概要を図１１に示す。ＥＵＶ光源３１から放出されたＥＵＶ光３２は、照明光学系３３に入射し、コリメータミラーとして作用する凹面ミラー３４を介してほぼ平行光束となり、一対のフライアイミラー３５ａおよび３５ｂからなるオプティカルインテグレータ３５に入射する。一対のフライアイミラー３５ａおよび３５ｂとして、たとえば特開平１１−３１２６３８号公報に開示されたフライアイミラーを用いることができる。なお、フライアイミラーのさらに詳細な構成および作用については、特開平１１−３１２６３８号公報に詳しく説明されており、かつ、本発明と直接の関係がないので、その説明を省略する。
こうして、第２フライアイミラー３５ｂの反射面の近傍、すなわちオプティカルインテグレータ３５の射出面の近傍には、所定の形状を有する実質的な面光源が形成される。実質的な面光源からの光は、平面ミラー３６により偏向された後、マスクＭ上に細長い円弧状の照明領域を形成する（円弧状の照明領域を形成するための開口板は図示を省略している）。照明されたマスクＭのパターンからの光は、複数のミラー（図１１では例示的に６つのミラーＭ１〜Ｍ６）からなる投影光学系ＰＬを介して、ウエハＷ上にマスクパターンの像を形成する。
なお、このようなミラーを使用した光学系では、広い露光フィールド全体で収差を補正することができないので、特定の像高でのみ収差を補正したリング状の投影露光フィールドを有している。このような、リング状の投影露光フィールドでは、３０ｍｍ角程度のチップを一括で露光することはできないので、マスクとウエハを同期スキャンさせて露光を行うようにされている。
このようなＥＵＶ露光装置に使用される反射鏡としては、基板の上に多層膜を形成し、界面での微弱な反射光を位相を合わせて多数重畳させて高い反射率を得る多層膜反射鏡が一般的に使用されている。
１３．４ｎｍ付近の波長域では、モリブデン（Ｍｏ）層とシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いると垂直入射で６７．５％の反射率を得ることができ、波長１１．３ｎｍ付近の波長域では、Ｍｏ層とベリリウム（Ｂｅ）層を交互に積層したＭｏ／Ｂｅ多層膜を用いると垂直入射で７０．２％の反射率を得ることができる。
ＥＵＶ光源３１として、一般的に使用されているものは、レーザ光を励起光としてターゲット物質に照射し、ターゲット物質をプラズマ化し、そのときに発生するＥＵＶ光（露光光）を使用するものである。このようなＥＵＶ光源は、例えば特開２０００−５６０９９号公報に記載されている。
ＥＵＶ露光装置で使用される波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光源は、（レーザプラズマ光源、放電プラズマ光源ともに）Ｘｅプラズマを用いたものが広く研究開発されている。その理由は、比較的高い変換効率（入力エネルギーに対して得られるＥＵＶ光強度の比率）が得られること、常温で気体の材料なのでｄｅｂｒｉｓ（飛散粒子）の問題が生じにくいことである。しかしながら、Ｘｅはガス体なので変換効率を高めることには限界があり、更に高い変換効率を得るためにはＳｎをターゲット物質として用いることが有効であることが知られている。
ＥＵＶ光を効率良く発生させるためには最適なプラズマの電子温度があり、５０ｅＶ程度が最適である。レーザプラズマ光源の場合、電子温度はレーザ光の照射強度の増大とともに上昇する。照射強度を高くしすぎると、電子温度が上昇しすぎて波長の短いＸ線が発生するようになり、レーザ光からＥＵＶ光への変換効率が低下する。従って、レーザ照射強度には最適値が存在し、１０１１Ｗ／ｃｍ２程度である。
レーザ照射強度を最適値に保ったままＥＵＶ光の出力を上げるためには、レーザのスポット径を増大させる必要がある。
一方、ＥＵＶ光源のサイズは、光学系のｅｔｅｎｄｕｅ（光束の断面積と立体角の積）によって制限される。ｅｔｅｎｄｕｅは光学系の中で保存される量である。光源のサイズ（面積）と集光光学系の取り込み立体角の積が集光光学系のｅｔｅｎｄｕｅを超えると、超えた分のＥＵＶ光は光学系に取り込むことができなくなり無駄になってしまう。このような事情から、光源の大きさには許容される最大値が存在する。
従って、有効なＥＵＶ光の出力を最大にするためには、レーザのスポット径を上記の許容最大値にすることが有効である。例えば、投影光学系の開口数（ＮＡ）を０．２５（ｓｉｎθ＝０．２５、立体角に換算すると０．２ｓｒ）、露光フィールドサイズを２ｍｍ×２５ｍｍとし、照明のσ値を０．５とすると、この光学系のｅｔｅｎｄｕｅは、２×２５×０．２×０．５＝５ｍｍ２ｓｒとなる。
集光光学系の取り込み立体角をπと仮定すると、許容される光源サイズは５／π＝１．６ｍｍ２となり、許容される光源の最大直径は１．４ｍｍとなる。
一方、プラズマを用いたＥＵＶ光源においては、飛散粒子（ｄｅｂｒｉｓ）が深刻な問題である。ｄｅｂｒｉｓが集光ミラーの表面に付着すると、反射率を著しく低下させてしまう。代表的なｄｅｂｒｉｓは、ターゲット材料の破片や一旦溶融して固まった大きな粒子、プラズマ中で生成されたイオン、イオンが電荷交換衝突等により電荷を失った原子状の中性粒子等があり、様々なサイズのものが存在する。
ターゲット材料の破片や一旦溶融して固まった大きな粒子からなるｄｅｂｒｉｓを抑制する有効な方法として、いわゆる質量制限ターゲットが良く知られている。これは、プラズマを生成するのに必要最小限の材料を用いる方法である。ターゲット材料の全てをプラズマ化（イオン化）することができれば、プラズマ中で生成されたイオン、イオンが電荷交換衝突等により電荷を失った原子状の中性粒子等、原子状に細かく分解したｄｅｂｒｉｓはガスカーテンなどの手法によって光路から除去することが可能であり、また電荷を帯びた原子状のｄｅｂｒｉｓは電磁場によって光路から除去することが可能となる。
ターゲットにレーザ光を照射してプラズマを形成する際に必要なターゲット材料の厚さが調べられており、１００ｎｍ程度以下の厚さで十分であることが確かめられている。以上のような考察から、レーザプラズマ光源においてＥＵＶ出力を最大化してｄｅｂｒｉｓ発生を最小限に抑えるためには、直径１ｍｍ程度（許容される光源の最大直径である１．４ｍｍより小さな値）で、厚さが１００ｎｍ程度の極端に扁平なターゲット材料をレーザ光の入射方向に対して垂直に供給することが有効であることがわかる。
しかしながら、現在までに考案されているターゲット供給方法では、このような要求を満たすものは存在しない。現在、ｄｅｂｒｉｓ抑制に有効だと考えられているターゲット供給方式には、ｊｅｔ  ｔａｒｇｅｔ方式やｄｒｏｐｌｅｔ  ｔａｒｇｅｔ方式などがある。
ｊｅｔ  ｔａｒｇｅｔ方式は、ノズルから液体状のターゲット材料を真空中に噴出し、その際に断熱膨張により瞬時に固化して形成される細長い円柱状のターゲットを連続的に供給する方法である。ｄｒｏｐｌｅｔ  ｔａｒｇｅｔ方式は、ノズルから断続的にターゲット材料を噴出し、表面張力により球状になったターゲット材料を連続的に供給する方式である。
これら、いずれのターゲット方式においても、レーザ光の照射方向とそれに対して垂直方向のターゲット寸法に差は無く、前述のような極端に扁平な理想的なターゲット形状には程遠いものであった。従って、ターゲットの殆ど全部をプラズマ化することはできず、ｄｅｂｒｉｓの原因となる残留物が発生するという問題が避けられなかった。
【発明の開示】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ｄｅｂｒｉｓの発生を抑制しつつ、十分に大きなＥＵＶ光を出力できるレーザプラズマＥＵＶ光源、このようなレーザプラズマＥＵＶ光源に使用されるターゲット部材、ターゲット部材の製造方法、ターゲットの供給方法、及びこのようなＥＵＶ光源を使用したＥＵＶ露光装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための第１の手段は、ターゲットにレーザ光を照射してプラズマ化し、その際に発生するＥＵＶ光を出力として取り出すレーザプラズマＥＵＶ光源であって、前記ターゲットとして、前記レーザ光の集光径とほぼ等しい寸法の板状ターゲットを使用していることを特徴とするレーザプラズマＥＵＶ光源である。
本手段においては、ターゲットとして、レーザ光の集光径とほぼ等しい寸法の板状ターゲットを使用しているので、集光されたレーザのパワーを有効に活用して、変換効率を上げると共に、ｄｅｂｒｉｓの発生を少なくすることができる。
なお、ほぼ等しいとは、ｄｅｂｒｉｓの発生が問題にならないような大きさを言うが、一般的にはレーザ光の集光径の０．５〜１．５倍の間に入ることを意味する。ターゲットの形状が円形でない場合は、外接円の大きさがこの範囲であればよい。又、レーザ光をターゲット平面に対して斜め入射させる場合には、レーザ光の光軸に対して垂直な平面にターゲットを投影したものの寸法が、上記の範囲となればよい。
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記板状ターゲットの厚さが１０００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
ターゲットの厚さを１０００ｎｍ以下とすることにより、ターゲットはほぼ全部がプラズマ化されて残留物が少なくなるので、ｄｅｂｒｉｓの発生を少なくすることができる。
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手段であって、前記板状ターゲットの厚さが１００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
ターゲットの厚さを１００ｎｍ以下とすることにより、ターゲットはほぼ全部がプラズマ化されて残留物が非常に少なくなるので、ｄｅｂｒｉｓの発生をさらに少なくすることができる。
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記板状ターゲットの形状が、ＥＵＶ光の出力方向から見て円形であることを特徴とするものである。
本手段においては、板状ターゲットの形状が、ＥＵＶ光の出力方向から見て円形であるので、円形の光源からＥＵＶ光が発生するとみなすことができ、それ以後の光学系における取り扱いが容易となる。
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記板状ターゲットの材料がＳｎ又はその化合物を含むものであることを特徴とするものである。
Ｓｎは、波長が約１３．５ｎｍと短波長のＥＵＶ光を変換効率よく形成する材料として好適であり、かつ、融点が低く、硬さが柔らかいので、極薄い板状のターゲットとするのが容易である。
前記課題を解決するための第６の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかのレーザプラズマＥＵＶ光源に用いられるターゲット部材であって、テープに設けられた穴の中に、前記板状ターゲットが支持部材により前記テープに保持されていることを特徴とするターゲット部材である。
本手段においては、板状ターゲットが、テープに設けられた穴の中に、支持部材により保持されてテープに固定されているので、板状ターゲットの供給を容易に行うことができ、かつ、極薄い板状ターゲットを、安定な姿勢で供給することが可能となる。
前記課題を解決するための第７の手段は、テープに設けられた穴の中に、板状部材が支持部材により前記テープに保持されていることを特徴とするテープ部材である。
本手段は、前記第６の手段として用いることができる。
前記課題を解決するための第８の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかのレーザプラズマＥＵＶ光源に用いられるターゲット部材であって、前記板状ターゲットが当該板状ターゲットと同一材料からなる細い部材によって繋げられたものが、梯子状の形状を有するテープに貼り付けられて形成され、前記板状ターゲットは、前記梯子状のテープの横木の中間に位置し、前記細い部材が前記梯子状のテープの横木の部分に位置していることを特徴とするものである。
本手段においても、板状ターゲットの供給を容易に行うことができ、かつ、極薄い板状ターゲットを、安定な姿勢で供給することが可能となる。
前記課題を解決するための第９の手段は、板状部材が当該板状部材と同一材料からなる細い部材によって繋げられたものが、梯子状の形状を有するテープに貼り付けられて形成され、前記板状部材は、前記梯子状のテープの横木の中間に位置し、前記細い部材が前記梯子状のテープの横木の部分に位置していることを特徴とするテープ部材である。
本手段は、前記第８の手段として用いることができる。
前記課題を解決するための第１０の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかのレーザプラズマＥＵＶ光源に用いられるターゲット部材であって、ターゲット部材がテープに貼り付けられ、前記テープに一定間隔で孔が開けられ、当該孔の部分のテープが欠損している状態とされ、その部分のターゲット部材が、前記板状ターゲットとなっていることを特徴とするものである。
本手段においても、板状ターゲットの供給を容易に行うことができ、かつ、極薄い板状ターゲットを、安定な姿勢で供給することが可能となる。
前記課題を解決するための第１１の手段は、部材がテープに貼り付けられ、前記テープに一定間隔で孔が開けられ、当該孔の部分のテープが欠損している状態とされていることを特徴とするテープ部材である。
本手段は、前記第１０の手段として用いることができる。
前記課題を解決するための第１２の手段は、前記第６の手段から第１１の手段のいずれかであって、前記テープがポリイミド樹脂からなることを特徴とするものである。
ポリイミド樹脂は比較的ガラス転移点の高い樹脂なので、溶融したＳｎが付着しても損傷を受けることは無い。よって、テープが破断したり損傷することを防止することができる。
前記課題を解決するための第１３の手段は、前記第６の手段であるターゲット部材の製造方法であって、テープに穴を形成し、その穴の中に、前記テープに支持されるように支持部材を形成しておき、前記支持部材の上に、溶融したターゲット材料を滴下して固化させ、その後、固化した前記ターゲット材料を圧延して所定の厚さとすることを特徴とするターゲット部材の製造方法である。
本手段において、支持部材の上に、溶融したターゲット材料を滴下して固化させると、ターゲット材料は表面張力のためにほぼ球状となる。それを圧延することにより、極薄い円板状ターゲットとすることができ、しかも、円板状ターゲットが、支持部材に支えられてテープに固定されるようにすることができる。
前記課題を解決するための第１４の手段は、前記第８の手段であるターゲット部材の製造方法であって、凹部が一定間隔で設けられたテープの、凹部が設けられていない側に、ターゲット材料を成膜し、その後、エッチングにより、前記ターゲット材料を、板状ターゲットが板状ターゲットと同一材料からなる細い部材によって繋げられた形状とし、その後、エッチングにより前記テープの厚さを減厚して、前記テープの凹部を孔とすることを特徴とするものである。
前記課題を解決するための第１５の手段は、前記第１０の手段であるターゲット部材の製造方法であって、凹部が一定間隔で設けられたテープの、凹部が設けられていない側に、ターゲット材料を成膜し、その後、エッチングにより前記テープの厚さを減厚して、前記テープの凹部を孔とすることを特徴とするものである。
前記課題を解決するための第１６の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかであるレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、前記板状ターゲットを１枚ずつ、搬送気体に載せてノズルから噴出させることを特徴とするものである。
本手段によれば、板状ターゲットを安定した姿勢で、レーザ光の集光点に供給することができる。
前記課題を解決するための第１７の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかであるレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、前記板状ターゲットを１枚ずつ、ノズルを振動させて、その振動力により放出させることを特徴とするものである。
本手段によれば、板状ターゲットを安定した姿勢で、レーザ光の集光点に供給することができる。
前記課題を解決するための第１８の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかのレーザプラズマＥＵＶ光源において、ターゲットを供給する方法であって、前記第６の手段、第８の手段又は第１０の手段のターゲット部材を使用し、前記テープを巻回したテープ巻き戻し装置から、前記テープを巻き取るテープ巻き取り装置へ、前記テープを巻き取ることにより、前記板状ターゲットを、前記巻き戻し装置と前記巻き取り装置との間に設けられたレーザ光の集光点に供給することを特徴とするものである。
本手段によれば、板状ターゲットを安定した姿勢で、レーザ光の集光点に供給することができる。
前記課題を解決するための第１９の手段は、前記第１の手段から第５の手段のいずれかであるレーザプラズマＥＵＶ光源を光源として使用していることを特徴とするＥＵＶ露光装置である。
本手段によれば、高いＥＵＶ出力が得られるので露光のスループットが向上するとともに、ｄｅｂｒｉｓによる光学系のコンタミネーションが少ないので装置のメンテナンス周期が長くなり、維持費が低減するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】図１は、本発明の実施の形態の１例であるレーザプラズマＥＵＶ光源に用いる円板状のターゲットを示す図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源における、円板状のターゲット１の供給方法を示す図である。
図３は、ＥＵＶ光の取り出し方法を示す図である。
図４は、本発明の第２の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源における、円板状ターゲットの供給方法を示す図である。
図５は、本発明の第２の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源に使用されるテープターゲットを示す図である。
図６は、図５に示すテープターゲットの製造方法の一例を示す図である。
図７は、本発明の第２の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源に使用されるテープターゲットを示す図である。
図８は、図７に示すテープターゲットの製造方法の一例を示す図である。
図９は、本発明の第２の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源に使用されるテープターゲットを示す図である。
図１０は、図９に示すテープターゲットの製造方法の一例を示す図である。
図１１は、  ＥＵＶ露光装置の概要を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源に使用されるターゲットの例を示す図である。このターゲット１は、直径１ｍｍ、厚さ１００ｎｍの円板状の形状をしており、材質はＳｎである。厚さを１００ｎｍまで薄くすると機械的強度が低下して非常に壊れやすく取り扱いが難しくなる。そのような場合は十分な機械的強度を持つように厚さを増やしてもよいが、ｄｅｂｒｉｓ除去の観点からは１０００ｎｍ以下に抑えることが好ましい。
図２に、本発明の第１の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源における、円板状のターゲット１の供給方法を示す。スリット状の開口を有するノズル２から円板の方向を揃えてターゲット１を噴出する。ターゲット１はガス流に乗せて搬送される。この例ではＨｅガスを用いている。ピエゾ素子でノズル２を振動させてターゲット１を噴出させてもよい。
ノズル２の外部は高真空に保たれているので、ノズル２から放出されたターゲット１は、そのままの姿勢で、レーザ光の照射位置に達する。
ターゲット１の供給と同期させてＮｄ：ＹＡＧレーザ光源４から波長１．０６μｍのパルスレーザー光５をレンズ３で集光してターゲット１へ照射する。レーザのスポット径はターゲット１の直径と同じ１ｍｍとされ、照射強度は、ほぼ１×１０１１Ｗ／ｃｍ２となるよう調整されている。そのためにレーザのパルス強度は８０Ｊ／ｐｕｌｓｅ、パルス幅は１０ｎｓとしている。すなわち、レーザ光の照射強度は、１０２Ｊ／ｍｍ２／ｐｕｌｓｅであり，直径１ｍｍの円の面積は０．７８５ｍｍ２なので、７８．５Ｊ／ｐｕｌｓｅとなる。
レーザ光源は繰り返し周波数１００Ｈｚで運転し、平均出力８ｋＷである。Ｓｎターゲットは２％以上の変換効率が得られるので、本光源では１６Ｗ以上のＥＵＶ出力（発光点における出力）を得ることができる。励起用レーザを更に強化して平均出力８０ｋＷ，繰り返し周波数１ｋＨｚにすると、１６０Ｗ以上のＥＵＶ出力を得ることができる。
図３に、ＥＵＶ光の取り出し方法を示す。図３（ａ）は、レーザ光５をターゲット１の法線方向から照射し、ＥＵＶ光６を円盤の法線に対して斜め方向に取り出す例である。この場合は、ＥＵＶ光６の取り出し方向から見て光源が円形となるように、ターゲット１とレーザ光５の集光スポットを縦長の楕円形になるようにするとよい。
図３（ｂ）は、レーザ光５をターゲット１の法線に対して斜め方向から照射し、ＥＵＶ光６をターゲット１の法線方向に取り出す例である。この場合は、ＥＵＶ光６の取り出し方向から見て光源が円形となるように、レーザ光５の集光スポットを縦長の楕円形になるようにするとよい。ただし、ターゲット１は円形とすることが好ましい。
図３（ｃ）は、レーザ光５の照射方向に対してターゲット１の裏面側からＥＵＶ光６を取り出す方法である。ＥＵＶ光６の集光光学系には斜入射楕円ミラーやシュバルツシルド光学系などがよく使用されるが、いずれも瞳面に中心遮蔽のある光学系であり、光軸中心付近のＥＵＶ光は集光できない。そこで、この部分にレーザ光のビームストップ７を配置して、ＥＵＶ光源から放出されるレーザ光を少なくする。この方式では、レーザ光５の光軸とＥＵＶ光６の光軸が等しいので、ＥＵＶ露光装置上で光源の配置が容易になるという利点がある。
図４に、本発明の第２の実施の形態であるレーザプラズマＥＵＶ光源における、円板状ターゲットの供給方法を示す。本実施の形態では、テープ状のテープターゲット８をターゲット駆動機構９により連続的に供給する。レーザ光源４から発生したレーザ光５をレンズ３で集光してテープターゲット８へ照射する。いわゆるテープターゲット８そのものは従来から知られているが、本実施の形態では従来とは異なる構造のテープターゲット８を使用している。
図５（ａ）に、このようなテープターゲット８の構造を示す。テープ基材１０にはポリイミド樹脂を用いている。テープ基材１０には穴１３が設けられており、この穴１３の中央部に支持体１２を介して円板状ターゲット１１が設けられている。
円板状ターゲット１１はＳｎで出来ており、厚さはおよそ１００ｎｍとされている。円板状ターゲット１１の直径はレーザ光の集光径とほぼ等しくなるように直径１ｍｍとされている。穴１３の直径はレーザ光の集光径よりも十分大きく、レーザ光照射によるダメージが、テープ基材１０に及ばないようにしてある。ここでは直径を５ｍｍとしている。テープ基材１０の幅は１０ｍｍである。
支持体１２は十分に細くしてあるので、円板状ターゲット１１とテープ基材１０との熱的接触は殆ど無く、円板状ターゲット１１が空間に浮いているのとほぼ同じ状態にある。なお、図では支持体１２の数を４本としているが、３本以上であれば何本でも構わない。
図４において、テープターゲット８の供給と同期させてＮｄ：ＹＡＧレーザ光源４から波長１．０６μｍのパルスレーザー光５をレンズ３で集光して円板状ターゲット１１へ照射する。レーザのスポット径はターゲット１の直径と同じ１ｍｍとされ、照射強度は、ほぼ１×１０１１Ｗ／ｃｍ２となるよう調整されている。そのためにレーザのパルス強度は８０Ｊ／ｐｕｌｓｅ、パルス幅は１０ｎｓとされている。よって、第１の実施の形態と同様の出力が得られる。
図５（ａ）では円板状ターゲット１１を一列だけ配置しているが、図５（ｂ）に示すように複数の列を配置して、１本のテープターゲットを複数回使用するようにしてもよい。
図６は、このようなテープターゲットの製造方法の一例を示す図である。予めポリイミド樹脂製のテープ基材１０に穴１３と支持体１２を形成しておき、支持体１２の中央部へ所定の質量のターゲット材料１４を付着させる。ここでは、ターゲット材料１４にはＳｎを用いている。
Ｓｎは比較的融点の低い（２３１．９℃）金属なので、容易に加熱溶融して液体状にしたものを所定の質量だけ滴下することができる。ポリイミド樹脂は比較的ガラス転移点の高い樹脂なので、溶融したＳｎが付着しても損傷を受けることは無い。支持体１２の中央部に滴下されたＳｎは表面張力により球形となって固化する。
次に、支持体１２に付着させたターゲット材料１４をテープの両側から圧力をかけて圧延する。こうして、支持体１２中央部に円板状ターゲット１１を備えたテープターゲットを製作することができる。円板状ターゲット１１の厚さは、圧延する際の圧力によって調整することができる。
図７に、このようなテープターゲット８の構造の別の例を示す。図７において（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
テープ基材２１にはポリイミド樹脂を用いている。このテープ基材２１は、（ａ）に示すように梯子型をしている。一方ターゲット２２は、円板状のターゲット２２ａが、細い部分２２ｂによって連結されたような構造をしている。そして細い部分２２ｂが、テープ基材２１の梯子の横木に対応する部分２１ａに貼り付いて、これにより、ターゲット２２がテープ基材２１に支持されるようになっている。
円板状のターゲット２２ａは、テープ基材２１の梯子の横木に対応する部分２１ａの中間の、テープ基材２１が無い部分２１ｂに位置するようにされている。よって、レーザ光を円板状のターゲット２２ａに照射しても、レーザ光照射によるダメージが、テープ基材２１に及ばない。なお、２３はテープ基材２１に開けられた穴で、この穴の位置を検出することにより、レーザ光照射のタイミングを決定するためのものである。
図８は、図７に示すようなテープターゲットを製造する過程を示す図であり、図７のＡ−Ａ断面に対応する部分を示している。横木に対応する部分２１ａを除いて凹部２１ｃが形成されたテープ基材２１の、凹部２１ｃが形成されていない側に、スパッタリングによりターゲット２２の材料を成膜する（ａ）。そして、図７に示すような形状に、ターゲット２２の材料をエッチングする（ｂ）。その後、テープ基材２１をエッチングして全体の厚さを薄くし、凹部２１ｃの部分に孔２１ｂが形成されるようにする（ｃ）。最後にテープ基材に穴２３を形成する（ｄ）。
図９に、テープターゲット８の構造の別の例を示す。図９において（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
テープ基材２４にはポリイミド樹脂を用いている。テープ基材２４には、ターゲットの材料２５が成膜されている。又、テープ基材２４には、一定間隔で孔２４ａが形成されている。孔２４の部分では、ターゲットの材料がむき出しになっており、この部分にレーザ光を照射することにより、板状ターゲットとしての役割を果たす。
図１０は、図９に示すようなテープターゲットを製造する過程を示す図であり、図９のＣ−Ｃ断面に対応する部分を示している。一定間隔で凹部２４ｂが形成されたテープ基材２４の、凹部２４ｂが形成されていない側に、スパッタリングによりターゲットの材料２５を成膜する（ａ）。その後、テープ基材２４をエッチングして全体の厚さを薄くし、凹部２４ｂの部分に孔２４ａが形成されるようにする（ｂ）。
以上の実施の形態においては、金属Ｓｎをターゲット材料として使用したが、Ｓｎ元素を含む材料であれば同様の効果が得られる。例えば、酸化錫（ＳｎＯ２）等の化合物を用いてもよいし、Ｓｎ微粒子を分散させたプラスティック樹脂等を使用することもできる。
本発明の実施の形態であるＥＵＶ露光装置は、図１１に示した従来のものと基本的な構成は変わらず、ＥＵＶ光源３１として、本発明であるレーザプラズマＥＵＶ光源を使用しているところのみが異なっているだけであるので、その説明を省略する。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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