JP2009259447A - 極端紫外光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置において、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を速やかにチャンバ外に排出する。
【解決手段】この極端紫外線光源装置は、極端紫外光の生成が行われるチャンバと、チャンバ内の所定の位置にターゲット物質を供給するターゲット供給手段と、ターゲット供給手段によって供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射することによりプラズマを生成するドライバレーザと、プラズマから放射される極端紫外光を集光して出射する集光ミラーと、１つのコイルを用いてプラズマの発生位置に非対称磁場を形成する磁場形成手段と、コイルによって発生される磁力線が向かうチャンバの２つの面の内の少なくとも一方に配置されている荷電粒子回収機構とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外（ＥＵＶ：extreme ultra violet）光源装置に関する。

近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィも微細化が急速に進展しており、次世代においては、１００〜７０ｎｍの微細加工、更には５０ｎｍ以下の微細加工が要求されるようになる。そのため、例えば、５０ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光源と縮小投影反射光学系（reduced projection reflective optics）とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。

ＥＵＶ光源としては、ターゲットにレーザビームを照射することによって生成されるプラズマを用いたＬＰＰ（laser produced plasma：レーザ励起プラズマ）光源（以下において、「ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置」ともいう）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）光源との３種類がある。

これらの内でも、ＬＰＰ光源は、プラズマ密度をかなり大きくできるので黒体輻射に近い極めて高い輝度が得られ、ターゲット物質を選択することにより必要な波長帯のみの発光が可能であり、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので光源の周囲に電極等の構造物がなく、２πsteradianという極めて大きな捕集立体角の確保が可能であること等の利点から、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィ用の光源として有力であると考えられている。

図１０は、ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置におけるＥＵＶ光の生成原理を説明するための模式図である。図１０に示すＥＵＶ光源装置は、ドライバレーザ９０１と、集光レンズ９０２と、ターゲット供給装置９０３と、ターゲット供給ノズル９０４と、ＥＵＶ集光ミラー９０５とを備えている。ドライバレーザ９０１は、ターゲット物質を励起させるためのレーザビームをパルス発振によって生成するレーザ光源である。集光レンズ９０２は、ドライバレーザ９０１から出射されたレーザビームを所定の位置に集光する。ターゲット供給装置９０３は、ターゲット物質をターゲット供給ノズル９０４に供給し、ターゲット供給ノズル９０４は、ターゲット物質を所定の位置に供給する。

ターゲット供給ノズル９０４から供給されたターゲット物質にレーザビームを照射することにより、ターゲット物質が励起してプラズマが発生し、そこから様々な波長成分を有する光が放射される。ＥＵＶ集光ミラー９０５は、プラズマから放射された光を反射集光する凹面状の反射面を有している。この反射面には、所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍ付近）を選択的に反射するために、例えば、モリブデン及びシリコンを交互に積層した膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が形成されている。それにより、プラズマから放射された所定の波長成分を有するＥＵＶ光が、露光器等に出力される。

このようなＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置においては、プラズマから放出される高速イオン等の荷電粒子による影響が問題となっている。ＥＵＶ集光ミラー９０５は、発光点の近傍に配置されているので、高速イオン等がＥＵＶ集光ミラー９０５に衝突して、ミラーの反射面（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）がスパッタされて損傷してしまうからである。ＥＵＶ光生成効率を高めるためには、ＥＵＶ集光ミラー９０５の反射率を高く維持しておく必要がある。そのためには、ＥＵＶ集光ミラー９０５の反射面に高い平坦性が要求されるので、ミラーの価格は非常に高価なものとなる。従って、ＥＵＶ光源装置を用いた露光装置の運転コストの低減や、メンテナンス時間の削減等の観点からも、ＥＵＶ集光ミラー９０５の長寿命化が望まれている。

関連する技術として、特許文献１には、ＥＵＶ光の捕集立体角及び捕集率を確保しつつ、ミラーコーティングに有害であるとされるデブリから集光ミラーを保護することにより、集光ミラーを長寿命化してランイングコストを低減することができる光源装置が開示されている。この光源装置は、ターゲットとなる物質を供給するターゲット供給部と、ターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部と、プラズマから放出される極端紫外光を集光して出射する集光光学系と、プラズマから放出される荷電粒子をトラップするために、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段とを具備する。磁場発生手段としては、集光光学系を挟む１対のミラーコイル、又は、集光光学系を内包するベースボールコイルが用いられる。

また、特許文献２には、ターゲットとなる物質を供給するターゲット供給部と、ターゲットにレーザビームを照射することによりプラズマを発生させるレーザ部と、プラズマから放出される極端紫外光を集光して射出する集光光学系と、プラズマから放出される荷電粒子をトラップするために、電流が供給されたときに集光光学系内に磁場を発生させる磁場発生手段とを含む光源装置が開示されている。この光源装置においては、ヘルムホルツ型電磁石を用いてミラー磁場を形成することにより、プラズマから発生したイオンをプラズマ近傍にトラップし、イオン等の所謂デブリによるＥＵＶ集光ミラーの損傷を防いでいる。
特開２００５−１９７４５６（第１−２頁、図３、図７） 米国特許第６９８７２７９号明細書（第６−８コラム、図４、図６Ａ〜図７）

特許文献１に開示されているように２つのコイルを用いるＥＵＶ光源装置においては、２つのコイルが互いに平行又は略並行に、かつ、２つのコイルの開口の中心が一致するように対向して配置される。ＥＵＶ集光ミラーは、２つのコイルのギャップ空間に設置されるので、２つのコイルのギャップ空間において十分な磁場強度が必要となる。必要となる磁場強度は、コイルからＥＵＶ集光ミラーまでの距離や、発生するイオンの質量数、価数、運動エネルギー等によって異なるが、磁場強度は強い方が望ましいと考えられる。２つのコイル間のギャップ長と中心磁場強度とは反比例の関係にあるので、ギャップが短くなるほど強磁場を発生することが容易となり、反対にギャップが長くなるほど強磁場を発生することが困難となる。

ＥＵＶ光源装置において使用されるＥＵＶ集光ミラーの直径としては、現在、３００ｍｍ程度が想定されているので、ギャップ長としては３００ｍｍ以上が必要となる。さらに、ＥＵＶ集光ミラーの保持・調整機構やレーザ集光光学系の保持・調整機構等、ＥＵＶ光源装置に必要な様々な機構を考慮すると、ギャップ長はもっと長くする必要がある。例えば、現在の超電導磁石の技術見積りによれば、従来のミラー磁場の場合に、４５０ｍｍのギャップにおける中心磁場が最大３Ｔであるのに対し、６００ｍｍのギャップにおいては最大磁場が２．３Ｔに低下してしまう。従って、２つのコイルを用いる場合には、より強い磁場を発生させるために、ＥＵＶ集光ミラーを挟み込むようにして２つのコイルを出来る限り短い距離に配置することが必要となる。

結果的に、２つのコイルは、プラズマが生成される真空チャンバ内に設置されることになると考えられる。その場合には、各々のコイルに、チャンバ内の真空度保持及び汚染物質の放出防止のために、チャンバ内の真空空間と隔離するための様々な工夫が必要となってしまう。また、２つのコイルを用いる場合には、コイル同士が磁場によって引き合う力（又は、反発する力）が非常に大きく、それらの力に対応する強力な構造物（サポート）が必要となる。従って、２つのコイルを用いる場合には、２つのコイル間に大きな構造物（サポート）が必要となるので、利用できる空間は制限されてしまう。

特許文献１の図３に示されているような１対のミラーコイルを用いる場合には、プラズマ位置からＺ軸方向の上下対称に磁束密度が増加するミラー磁場と呼ばれる磁場分布となる。このような対称磁場の場合には、コイル６及び７が発生するミラー磁場によって荷電粒子をポテンシャルの谷間に閉じ込め、発光点の周辺にトラップすることにより、集光ミラーの損傷を防ぐことを主な目的としていた。このように発光点周辺に荷電粒子をトラップすると、真空チャンバ内に残留するターゲットガス（ターゲット物質のイオンや中性化された原子）の濃度が上昇すると考えられる。このターゲットガスは、プラズマから放射されるＥＵＶ光を吸収するので、その濃度が上昇することによって、利用可能なＥＵＶ光が減少するという問題が生じる。また、金属等をターゲットとした場合には、残留するターゲットガスがチャンバ内の構造物やＥＵＶ集光ミラー等に付着することも懸念される。特に、ＥＵＶ光源装置に要求されているような高い繰り返し動作でプラズマを生成する場合には、そのような傾向が顕著になるものと考えられる。

また、特許文献１の図７に示されているようなベースボールコイルを用いる場合には、磁場の中心から全ての方向に向けて磁束密度が増加するので、完全にトラップ（閉じ込め）を目的とした磁場分布となり、同様の問題が発生する。上記の理由により、プラズマで発生した荷電粒子は、トラップ、又は、長い時間をかけて排出するのではなく、効率良く速やかに排出することが望ましい。

荷電粒子の挙動安定性の面では、ミラー磁場の場合には、Ｚ軸と直交する方向の磁場強度は外側に行くほど弱くなるので、高いエネルギーを有する高速の荷電粒子は、外側に飛び出しながら磁力線に巻きつく運動をするという非常に不安定な挙動となって、荷電粒子の排出性もあまり良くない。一方、ベースボール磁場の場合には、中心から全ての方向に向けて磁場強度が強まる対称な磁場分布となるので、トラップするという意味において荷電粒子の挙動安定性は高いと言えるが、もともとトラップを目的とする磁場であるから、荷電粒子の排出性は非常に悪い。

さらに、特許文献２においては、プラズマや集光ミラー近傍からイオン等を効率良く排出して、プラズマ近傍に滞留するターゲットガス（ターゲット物質のイオンや中性化された原子）の濃度を低減するために、集光ミラーの反対側における磁束密度が低くなるように磁場を形成している。このような磁場の作用により、イオン等は磁束密度の低い方向、即ち、集光ミラーとは反対方向に導かれる。

しかしながら、そのようにしてイオン等を磁場の外部に導出できたとしても、その後に、イオン等を効率良くチャンバ外に排出しなければ、やはり、チャンバ内に残留するターゲットガスの濃度は上昇してしまう。このターゲットガスは、プラズマから放射されるＥＵＶ光を吸収するので、その濃度が上昇することによって、利用可能なＥＵＶ光が減少するという問題が生じる。従って、特許文献２の図６Ａや図７に示す構成に加えて、ターゲットガスをチャンバ外に効率良く排出するための機構（例えば、大口径の排出口）を適切な位置に配置することが必要となる。

特許文献２の図６Ａや図７に示す装置においてイオン等の排出機構を設けようとすると、次のような問題が生じる。即ち、一般的なＥＵＶ光源装置においては、ＥＵＶ集光ミラーに対向する側（反射されたＥＵＶ光の進行方向）に、ＥＵＶ光のスペクトルを純化させるためのフィルタや、露光器との結合機構等が設置されている。従って、それらのフィルタや結合機構等との干渉を考慮すると、集光ミラーに対向する側にイオン等の排出機構を設けることは困難である。しかしながら、排出機構、特に、チャンバに形成される排出口の位置が適切でない場合には、イオン等の排出速度が低下するので、チャンバ内におけるイオン等の濃度が上昇してしまう。特に、高繰り返し動作でＥＵＶ光を生成する場合には、そのような傾向が顕著になるものと考えられる。

そこで、上記の点に鑑み、本発明は、レーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置において、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を速やかにチャンバ外に排出することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る極端紫外線光源装置は、ターゲット物質にレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生するレーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置であって、極端紫外光の生成が行われるチャンバと、チャンバ内の所定の位置にターゲット物質を供給するターゲット供給手段と、ターゲット供給手段によって供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射することによりプラズマを生成するドライバレーザと、プラズマから放射される極端紫外光を集光して出射する集光ミラーと、１つのコイルを用いてプラズマの発生位置に非対称磁場を形成する磁場形成手段と、コイルによって発生される磁力線が向かうチャンバの２つの面の内の少なくとも一方に配置されている荷電粒子回収機構とを具備する。

本発明によれば、１つのコイルを用いて形成される非対称磁場の作用により、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を所望の方向に導出して、荷電粒子回収機構によって回収することができる。従って、イオン等の荷電粒子を速やかにチャンバ外に排出できるので、ＥＵＶ集光ミラーの汚染及び損傷や、イオン等の濃度上昇を抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外（ＥＵＶ）光源装置の構成を示す側面図であり、図２は、本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す背面図である。本実施形態に係るＥＵＶ光源装置は、レーザビームをターゲット物質に照射して励起させることによりＥＵＶ光を生成するレーザ励起プラズマ（ＬＰＰ）方式を採用している。

図１及び図２に示すように、このＥＵＶ光源装置は、励起用レーザビーム２を生成するドライバレーザ１１と、ドライバレーザ１１によって生成されたレーザビーム２を集光させるレーザ集光光学系１２と、ＥＵＶ光の生成が行われる真空チャンバ１３と、ターゲット物質１を供給するターゲット供給装置１４と、励起用レーザビーム２がターゲット物質１に照射されることによって生じるプラズマ３から生成されるＥＵＶ光４を集光するＥＵＶ集光ミラー１５と、プラズマ３の生成に寄与しなかったターゲット物質１を回収するターゲット回収装置１６とを有している。

さらに、このＥＵＶ光源装置は、必要に応じてターゲット物質１を循環させるターゲット循環装置１７と、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を所望の方向に誘導する電磁石（コイル）１８と、電磁石１８によって誘導された荷電粒子を回収するために、真空チャンバ１３の上面及び下面に配置されたイオン回収配管１９及び２０と、それらのイオン回収管１９及び２０に接続された排気ポンプ２１及び２２とを有している。なお、排気ポンプ２１及び２２は、１つの排気ポンプで兼用しても良い。また、イオン回収配管及び排気ポンプは、真空チャンバ１３の上面及び下面の内の一方（例えば、上面のみ）に設けても良い。

ドライバレーザ１１は、高い繰り返し周波数（例えば、パルス幅が数ｎ秒〜数十ｎ秒程度、周波数が１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度）でパルス発振可能なレーザビーム源であり、ターゲット物質１を照射して励起させるためのレーザビーム２を生成する。また、レーザ集光光学系１２は、少なくとも１つのレンズ及び／又は少なくとも１つのミラーで構成され、ドライバレーザ１１によって生成されたレーザビーム２を所定の位置に集光させる。レーザ集光光学系１２は、図１に示すように、真空チャンバ１３の外側に配置しても良く、あるいは、真空チャンバ１３の内側に配置しても良い。

真空チャンバ１３は、内部に磁束を貫通させるために、ステンレス鋼等の非磁性体によって作製されている。真空チャンバ１３には、励起用レーザビーム２を導入する導入窓３１と、プラズマから放射されるＥＵＶ光をＥＵＶ中間集光点に導出する導出窓３２とが設けられている。

図２に示すターゲット供給装置１４は、レーザビームを照射されることにより励起してプラズマ化するターゲット物質１を真空チャンバ１３内の所定の位置に供給する。ターゲット物質１としては、キセノン（Ｘｅ）や、キセノンを主成分とする混合物や、アルゴン（Ａｒ）や、クリプトン（Ｋｒ）や、低気圧状態でガスとなる水（Ｈ_２Ｏ）若しくはアルコールや、錫（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等の金属や、水又はアルコールに錫や酸化錫や銅等の微小な金属粒子を分散させたものや、水にフッ化リチウム（ＬｉＦ）や塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を溶解させたイオン溶液等が用いられる。

ターゲット物質の状態としては、気体、液体、固体のいずれであっても良い。液体ターゲットを用いる場合には、ターゲットジェット（噴流）やドロップレット（液滴）ターゲットを生成するために、ターゲット供給ノズル１４ａが設けられる。例えば、キセノンのように、常温で気体のターゲット物質を液体ターゲットとして用いる場合には、ターゲット供給装置１４は、キセノンガスを加圧及び冷却することにより液化してターゲット供給ノズル１４ａに供給する。一方、錫のように、常温で固体の物質を液体ターゲットとして用いる場合には、ターゲット供給装置１４は、錫を加熱することにより液化してターゲット供給ノズル１４ａに供給する。ターゲット供給ノズル１４ａは、ターゲット供給装置１４から供給されるターゲット物質１を噴射することにより、ターゲットジェットやドロップレットターゲットを形成する。

ターゲット回収装置１６は、発光点を挟みターゲット供給装置１４に対向する位置に配置されている。ターゲット回収装置１６は、ターゲット供給ノズル１４ａから噴射されたにもかかわらずレーザビームを照射されることなくプラズマ化しなかったターゲット物質を回収する。それにより、不要なターゲット物質が飛散してＥＵＶ集光ミラー１５等を汚染するのを防止すると共に、真空チャンバ１３内の真空度の低下を防いでいる。液体ターゲットを用いる場合には、プラズマの生成に使用されなかった液体ターゲット物質を回収するために、ターゲット回収筒１６ａが設けられる。なお、必要に応じて、ターゲット物質を循環して再利用するためのターゲット循環装置１７を設けても良い。

レーザ集光光学系１２によって集光されたレーザビーム２が、真空チャンバ１３内の所定の位置において、ターゲット供給装置１４によって供給されるターゲット１を照射することにより、ターゲット１の一部が励起してプラズマ化し、発光点から様々な波長成分が放射される。ここで、発光点とは、ターゲット物質１にレーザビーム２を照射することによりプラズマ３が発生する位置を意味する。

ＥＵＶ集光ミラー１５は、プラズマ３から放射される様々な波長成分の内から、所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光）を選択的に反射することにより集光する集光光学系である。ＥＵＶ集光ミラー１５は凹状の反射面を有しており、この反射面には、例えば、波長が１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を選択的に反射するためのモリブデン（Ｍｏ）及びシリコン（Ｓｉ）の多層膜が形成されている。図１において、ＥＵＶ集光ミラー１５によりＥＵＶ光４が右上方向に反射され、ＥＵＶ中間集光点に集光された後、露光器に出力される。なお、ＥＵＶ光の集光光学系は、図１に示すような集光ミラーに限定されず、複数の光学部品を用いて構成しても良いが、ＥＵＶ光の吸収を抑えるために反射光学系とすることが必要である。

電磁石１８は、コイルの巻線と、巻線の冷却機構と、それらを収納する容器とを含んでおり、１つのコイルを用いてプラズマの発生位置（発光点）に非対称磁場を形成する。電磁石１８には、コイルに電流を供給するための配線及び電源装置２３が接続されている。電磁石１８は、真空チャンバ１３の内部に配置しても良いし、外部に配置しても良いが、電磁石１８を真空チャンバ１３の内部に配置する場合には、真空チャンバ１３内の真空度保持及び汚染物質の放出防止のために、コイルの巻線や冷却機構を、ステンレス鋼等の非磁性金属又はセラミックス等の密閉容器に格納することにより、真空チャンバ１３内の真空空間と隔てる必要がある。従って、図１及び図２に示すように、電磁石１８を真空チャンバ１３の外部に配置することが望ましい。また、電磁石１８は、縦置きとしても良いし横置きとしても良いが、第１の実施形態においては、電磁石１８が縦置きとなって、真空チャンバ１３の下側に配置されている。

図１及び図２において、プラズマ３から発生する荷電粒子は、磁場からローレンツ力を受けることによって、水平面（ＸＹ平面）内において旋回しながら、初期に上方向（＋Ｚ方向）の速度成分を有している場合には上方向（＋Ｚ方向）に、初期に下方向（−Ｚ方向）の速度成分を有している場合には下方向（−Ｚ方向）に、ドリフト運動を行う。このような非対称磁場において、磁力線に平行な速度成分を持つ荷電粒子は、磁束密度の低い方へと運動するので、ほとんどの荷電粒子は上方向（＋Ｚ方向）に向かって、磁力線に巻きつきながら螺旋運動することになる。即ち、本実施形態においては、１つのコイルによって非対称磁場が容易に形成され、磁場の非対称性によって、荷電粒子が磁力線に沿って主に上方向（＋Ｚ方向）へと速やかに排出される。また、コイル中心上の発光点から周辺方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）に行くに従って磁束密度が増加するので、荷電粒子の挙動安定性及び排出性が優れている。

上述のように、荷電粒子は磁力線に沿って運動することにより排出されるので、ＥＵＶ集光ミラー１５は、磁力線を遮らないように、磁力線に沿って、磁力線と平行になるように配置することが望ましい。ＥＵＶ集光ミラー１５が磁力線を遮らない位置に配置されていれば、荷電粒子がＥＵＶ集光ミラー１５に衝突することはないと考えられるからである。ＥＵＶ集光ミラー１５は、磁力線に平行であれば、図１に示すように電磁石（コイル）１８の中に半分入っていても良いし、図３に示すように電磁石（コイル）１８の中に全て入っても良いし、図４に示すように電磁石（コイル）１８の外に位置しても良い。

また、プラズマ３の発生位置は、磁力線の中心軸上になくてもよい。例えば、図５に示すように、プラズマ３の発生位置をＥＵＶ集光ミラー１５から遠ざかる方向（Ｘ軸の正方向）にずらすことにより、ＥＵＶ集光ミラー１５に飛散するイオン等の荷電粒子をさらに抑制することが可能である。

さらに、レーザビーム２がプラズマ３に入射する方向は、図６に示すように、ＥＵＶ集光ミラー１５の裏側からでも良い。この場合には、レーザ集光光学系１２の一部として、真空チャンバ１３内にミラーが設けられ、ＥＵＶ集光ミラー１５の中心部に開口が形成される。

図１〜図６を参照すると、磁力線に沿って上方向（＋Ｚ方向）又は下方向（−Ｚ方向）に移動する荷電粒子を回収するために、真空チャンバ１３の上面及び下面にイオン回収配管１９及び２０がそれぞれ配置されており、さらに、イオン回収配管１９の上側及びイオン回収配管２０の下側には、真空チャンバ１３内に滞留している荷電粒子をイオン回収配管１９及び２０に導く排気ポンプ２１及び２２がそれぞれ配置されている。このような位置に排気ポンプ２１及び２２を配置することにより、荷電粒子を真空チャンバ１３から排出してイオン回収配管１９及び２０によって回収することが効率良く行われる。

従来技術におけるように２つのコイルを用いる場合には、磁場強度が２つのコイル間のギャップ長に大きく依存するので、２つのコイル間に強い磁場を発生させるために、２つのコイルはプラズマ生成される真空チャンバ内に設置されることになると考えられる。一方、１つのコイルを用いる場合には、磁場強度は１つのコイルの性能のみによって決定されるので、ＥＵＶ集光ミラーの配置等による空間的な制限を受けない。そのため、図７に示すように、電磁石１８と真空チャンバ１３とを分離することが可能となり、組み立てや調整（メンテナンス）等をそれぞれ独立して行うことができる。

また、２つのコイルを用いる場合には、２つのコイル間の限られた空間に、ＥＵＶ光源に必要な様々な装置を配置しなければならなかったのに対して、１つのコイルを用いる場合には、少なくともコイルの片側の空間を自由に利用することができるので、ＥＵＶ光源装置に必要な真空チャンバ、ターゲット供給装置、レーザ集光光学系、ＥＵＶ集光ミラー等の設計・配置の自由度が大きくなる。その他、１つのコイルを用いることによる利点としては、装置の簡素化によるイニシャルコスト及びランニングコスト等の低減や、単純な構成及び構造による信頼性の向上が挙げられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を、１つのコイルの作用によって効率良く排出することができる。それにより、ＥＵＶ集光ミラーの汚染や損傷を抑制できるので、ミラーの反射率低下に起因するＥＵＶ光の利用効率の低下を防ぐと共に、ＥＵＶ集光ミラーの長寿命化を図ることが可能となる。また、イオン等の濃度上昇を抑えることにより、イオン等によるＥＵＶ光の吸収を抑制して、ＥＵＶ光の利用効率を向上させることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る極端紫外光源装置について、図８及び図９を参照しながら説明する。
図８は、本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す側面図である。本実施形態においては、電磁石（コイル）１８を横置きとして、真空チャンバ１３を電磁石１８から分離して移動させることができるように、真空チャンバ１３にチャンバ移動用キャスタ３３が設けられており、チャンバ移動用キャスタ３３と対向する床面にチャンバ移動用レール３４が敷かれている。

図８においては、ＥＵＶ集光ミラー５が下側に設置されているが、図９に示すように、ＥＵＶ集光ミラー５が図中手前に設置されるようにしても良い。その場合には、ターゲット供給装置１４が上側に位置し、ターゲット回収装置１６が下側に位置することになる。

以上説明したように、本発明の各実施形態によれば、プラズマから放出されるイオン等の荷電粒子を、１つのコイルによって発生される非対称磁場の作用によって、所望の方向に導出することができる。従って、ＥＵＶ集光ミラー付近から荷電粒子を速やかに除去することにより、ＥＵＶ集光ミラーの汚染及び損傷を抑制して長寿命化を図ることが可能となる。また、ＥＵＶ集光ミラーの反射率低下も抑えられるので、ＥＵＶ光利用効率の低下を防ぐことができる。さらに、発光点付近から荷電粒子を速やかに除去することにより、イオンによるＥＵＶ光の吸収を抑制できるので、ＥＵＶ光の利用効率の向上を図ることができる。その結果、ＥＵＶ光源装置の運転時におけるコストの低減や、部品のメンテナンスや交換時に発生するコストの低減を図ることが可能となり、さらに、そのようなＥＵＶ光源装置を用いた露光装置の稼働率の向上、及び、そのような露光装置による半導体デバイスの生産性の向上を図ることが可能となる。

本発明は、露光装置の光源として用いられる極端紫外光源装置において利用することが可能である。

本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す背面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の第１の変形例を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の第２の変形例を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の第３の変形例を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の第４の変形例を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態において、電磁石と真空チャンバとが分離された状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の構成を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態に係るＥＵＶ光源装置の変形例を示す側面図である。 ＬＰＰ方式のＥＵＶ光源装置におけるＥＵＶ光の生成原理を説明するための模式図である。

符号の説明

１…ターゲット物質、２…レーザビーム、３…プラズマ、４…ＥＵＶ光、１１…ドライバレーザ、１２…レーザ集光光学系、１３…真空チャンバ、１４…ターゲット供給装置、１４ａ…ターゲット供給ノズル、１５…ＥＵＶ集光ミラー、１６…ターゲット回収装置、１６ａ…ターゲット回収筒、１７…ターゲット循環装置、１８…電磁石（コイル）、１９、２０…イオン回収配管、２１、２２…排気ポンプ、２３…電源装置、２４…磁力線、３１…導入窓、３２…導出窓、３３…チャンバ移動用キャスタ、３４…チャンバ移動用レール

Claims (5)

1. ターゲット物質にレーザビームを照射することにより極端紫外光を発生するレーザ励起プラズマ方式の極端紫外光源装置であって、
   極端紫外光の生成が行われるチャンバと、
   前記チャンバ内の所定の位置にターゲット物質を供給するターゲット供給手段と、
   前記ターゲット供給手段によって供給されるターゲット物質に対してレーザビームを照射することによりプラズマを生成するドライバレーザと、
   プラズマから放射される極端紫外光を集光して出射する集光ミラーと、
   １つのコイルを用いてプラズマの発生位置に非対称磁場を形成する磁場形成手段と、
   前記コイルによって発生される磁力線が向かう前記チャンバの２つの面の内の少なくとも一方に配置されている荷電粒子回収機構と、
   を具備する極端紫外線光源装置。
2. 前記コイルによって発生される磁力線に対して略平行となるように、前記集光ミラーが配置されている、請求項１記載の極端紫外光源装置。
3. 前記チャンバと前記コイルとが、互いに分離可能とされている、請求項１又は２記載の極端紫外光源装置。
4. 前記チャンバを前記コイルから分離して移動させる際に用いられるキャスタが、前記チャンバに設けられている、請求項３記載の極端紫外光源装置。
5. 前記荷電粒子回収機構が、
   荷電粒子を回収するための回収配管と、
   前記チャンバ内に滞留している荷電粒子を前記回収配管に導く排気ポンプと、
   を含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の極端紫外光源装置。

Images