JP5603135B2 - チャンバ装置におけるターゲット軌道を計測及び制御する装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハを露光するため等に用いられる極端紫外光を発生するＬＰＰ(laser produced plasma：レーザ励起プラズマ)式ＥＵＶ（extreme ultra violet：極端紫外）光源装置のチャンバ装置において、ＥＵＶ光を放射するプラズマを生成するために用いられる液滴ターゲットの軌道を計測及び制御する装置及び方法に関する。

近年、半導体プロセスの微細化に伴って光リソグラフィーにおける微細化が急速に進展しており、次世代においては、６０ｎｍ〜４５ｎｍの微細加工、さらには３２ｎｍ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、３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度のＥＵＶ光を発生する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光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る。また、ＬＰＰ光源は、プラズマ光源の周囲に電極等の構造物がなく、ほぼ等方的な角度分布を持つ点光源であるので、２π〜４πsteradian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を有する。このため、ＬＰＰ光源は、数十ワット以上のパワーが要求されるＥＵＶリソグラフィー用の光源として有力であると考えられている。

ここで、ＬＰＰ光源におけるＥＵＶ光の生成原理について説明する。チャンバ内に供給されるターゲット物質に対してドライバレーザ光を照射することにより、ターゲット物質が励起されてプラズマ化する。このプラズマから、ＥＵＶ光を含む様々な波長成分が放射される。そこで、所定の波長成分（例えば、１３．５ｎｍの波長を有する成分）を選択的に反射するＥＵＶコレクタミラーを用いてＥＵＶ光が反射集光され、ＥＵＶ光を利用する機器（例えば、露光機）に出力される。そのために、ＥＵＶコレクタミラーの反射面には、例えば、モリブデン（Ｍｏ）の薄膜とシリコン（Ｓｉ）の薄膜とを交互に積層した多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）が形成されている。

ＬＰＰ光源において、ＥＵＶ光を発生するプラズマを生成するために用いられるターゲット物質として、液体のスズが有力視されている。そこで、ＬＰＰ光源には、高温で溶融させたスズをターゲット噴射ノズルから噴射し、液滴状にして所定のプラズマ発生位置に供給するためのターゲット送出機構が装備されている。所定のプラズマ発生位置は、レーザ光集光光学系によってパルスレーザ光を集光する位置であり、この位置を通過するターゲット物質にパルスレーザ光を照射すると、プラズマが発生する。

国際公開第２００５／０９１８７９号パンフレット

概要

本発明の１つの観点によれば、ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットに外部ドライバレーザからのドライバレーザ光を照射することにより生成されるプラズマから極端紫外光を発生するチャンバ装置内部のターゲット軌道を計測及び制御する装置であって、ターゲット噴射ノズルの角度を、互いに方向の異なる第１の回転軸及び第２の回転軸の回りに調整するノズル調整機構と、少なくとも２つの撮像装置を含み、第１及び第２の回転軸のそれぞれに平行な２つの方向から撮像した液滴ターゲットの画像を取得して、液滴ターゲットが形成するターゲット軌道を計測することにより、ターゲット軌道に関する軌道情報を取得するターゲット軌道計測部と、ターゲット軌道計測部によって取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求めるターゲット軌道角度検出部と、ターゲット軌道角度検出部によって求められた角度偏差に関する値に基づいて、液滴ターゲットが所定の位置を通過するようにノズル調整機構を制御するノズル調整コントローラとを具備する装置が提供される。

また、本発明の他の観点によれば、ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットに外部ドライバレーザからのドライバレーザ光を照射することにより生成されるプラズマから極端紫外光を発生するチャンバ装置内部のターゲット軌道を計測及び制御する方法であって、少なくとも２つの撮像装置により、互いに異なる２つの方向における液滴ターゲットの画像を取得して、ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットが形成するターゲット軌道を計測することにより、ターゲット軌道に関する軌道情報を取得するステップ（ａ）と、ステップ（ａ）において取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求めるステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）において求められた角度偏差に関する値に基づいて、液滴ターゲットが所定の位置を通過するようにターゲット噴射ノズルの角度を、上記２つの方向とそれぞれ平行な第１の回転軸及び第２の回転軸の回りに調整するステップ（ｃ）とを具備する方法が提供される。

本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置が適用される極端紫外光源装置の概要を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置におけるターゲット軌道角度調整システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるターゲット軌道角度調整の手順を示す流れ図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御方法における第１の手法を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御方法における第２の手法を説明するための概念図である。 ゴニオステージの例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測部において使用されるラインセンサの動作を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測部において使用される光位置センサの動作を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置におけるノズル位置調整システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるノズル位置調整の手順を示す流れ図である。 本発明の一実施形態におけるノズル位置調整によりターゲット軌道を計測及び制御する手法を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態におけるノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの第２の態様を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの第３の態様を示すブロック図である。 本発明の一実施形態におけるノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの第４の態様を示すブロック図である。 一般的なＬＰＰ光源制御システムの動作を説明するための概念図である。 一般的なＬＰＰ光源制御システムに起こる状況を説明するための概念図である。 一般的なＬＰＰ光源制御システムに起こる別の状況を説明するための概念図である。

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符号を付して、重複する説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置が適用される極端紫外光源装置の概要を示す模式図である。図１に示すように、このＬＰＰ光源は、ドライバレーザ１０１と、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２と、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２に付随するターゲット送出機構１０３と、レーザ光集光光学系１０４とを主要な構成要素として構成される。また、このＥＵＶ光発生チャンバ１０２には、後で詳しく説明するターゲット軌道計測及び制御装置の一部であるノズル調整機構１１３が設けられている。なお、ターゲット軌道計測及び制御装置とは、ターゲット軌道の計測と制御との両方を行う単一の装置でも良いし、ターゲット軌道計測装置とターゲット軌道制御装置とを通信回線で接続することにより構成される装置でも良い。

ドライバレーザ１０１は、ターゲット物質をプラズマ化させるために用いられるドライバレーザ光（パルスレーザ光）を発生する炭酸ガスレーザ等の高出力レーザ装置である。
ＥＵＶ光発生チャンバ１０２は、その内部でＥＵＶ光の発生が行われるチャンバである。ＥＵＶ光発生チャンバ１０２は、ＥＵＶ光の吸収を防止するため、真空ポンプ１０５によって排気されている。また、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２には、ドライバレーザ１０１から発生したレーザ光１２０をＥＵＶ光発生チャンバ１０２内に導入するためのウインドウ１０６が取り付けられている。さらに、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２の内部には、ターゲット送出機構１０３の一部であるターゲット噴射ノズル１０３ａと、ターゲット回収部１０７と、ＥＵＶ光集光ミラー１０８とが配置されている。

ターゲット送出機構１０３は、ＥＵＶ光を発生するために用いられるターゲット物質を、ターゲット噴射ノズル１０３ａを介して、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２内に供給する。ターゲット物質としては、スズ（Ｓｎ）やリチウム（Ｌｉ）等の溶融金属を用いることができる。ターゲット送出機構１０３は、そのような金属を溶融し、アルゴン（Ａｒ）等の不活性ガスで加圧することにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａの数十μｍ程度の微細孔を通して溶融金属を噴出する。

微細孔から噴出された溶融金属は、ピエゾ素子等を用いてターゲット噴射ノズル１０３ａに周期的振動を与えると、ターゲット噴射ノズル１０３ａからある距離において一定の大きさを有する液滴とすることができる。発生した液滴ターゲット１０９は、所定のレーザ光照射位置１３０を通過するときにレーザ光を照射され、その一部が、ＥＵＶ光を含む様々な波長成分を有する光を発生するプラズマ１３１に変化する。供給された液滴ターゲット１０９の内で、プラズマ化しなかったものは、ターゲット回収部１０７によって回収されるようにしても良い。

レーザ光集光光学系１０４は、ドライバレーザ１０１から出射されたレーザ光１２０をＥＵＶ光発生チャンバ１０２の方向に反射するミラー１０４ａと、ミラー１０４ａの位置及び角度（アオリ角）を調整するミラー調整機構１０４ｂと、ミラー１０４ａによって反射されたレーザ光１２０を集光する集光素子１０４ｃと、集光素子１０４ｃをレーザ光の光軸に沿って移動させる集光素子調整機構１０４ｄとを含んでいても良い。レーザ光集光光学系１０４によって集光されたレーザ光１２０は、ウインドウ１０６、及び、ＥＵＶ光集光ミラー１０８の中央部に形成された開口を通過して、液滴ターゲット１０９の軌道上に達するようにしても良い。レーザ光集光光学系１０４は、液滴ターゲット１０９の軌道上に焦点を形成するようにレーザ光１２０を集光する。それにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａから供給される液滴ターゲット１０９が励起されてプラズマ化し、プラズマからＥＵＶ光１２１が発生する。

ＥＵＶ光集光ミラー１０８は、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する光を高反射率で反射するＭｏ／Ｓｉ膜がその表面に形成された回転楕円体の反射面を有する凹面鏡である。ＥＵＶ光集光ミラー１０８は、発生したＥＵＶ光１２１を反射して中間集光点（ＩＦ：intermediate focusing point）に集光させる。ＥＵＶ光集光ミラー１０８によって反射されたＥＵＶ光１２１は、ＥＵＶ光発生チャンバ１０２に設けられたゲートバルブ１１０を通過するようにしても良い。また、ＥＵＶ光１２１は、プラズマ１３１から発生した光の内の不要な光（ＥＵＶ光より波長が短い電磁波（光）やＥＵＶ光より波長が長い光（例えば、紫外線、可視光線、赤外線等））を除去して所定のＥＵＶ光（例えば、波長１３．５ｎｍの光）のみを透過させるスペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ：spectral purity filter）１１１を通過するようにしても良い。ＩＦ（中間集光点）に集光されたＥＵＶ光１２１は、その後、伝送光学系を介して露光機等へ導かれても良い。

ここで、液滴ターゲット１０９が最初にレーザ光１２０を照射された点と同じ点からプラズマが発生する場合には、レーザ光照射点とプラズマ発生位置とが一致することになる。これに対し、液滴ターゲット１０９をプレパルスレーザ光で照射して液滴ターゲット１０９を膨張させた後に、膨張したターゲットをメインパルスレーザ光で照射してプラズマを生成することによりＥＵＶ光を発生させる方式がある。この場合には、最初のレーザ光照射点とプラズマ発生位置とは、必ずしも一致しないことがある。そこで、本願においては、液滴ターゲット１０９が最初にレーザ光１２０を照射される位置を「所定のレーザ光照射位置」という。

ところで、１０μｍ〜６０μｍの径を有するスズの液滴ターゲットは、例えば３０〜６０ｍ／ｓ程度の高速で所定のプラズマ発生位置を通過する。このとき、液滴ターゲットは、例えば数十μｍ程度の径を有するプラズマ発生領域において、例えば繰り返し周波数が５０ｋＨｚから１００ｋＨｚのパルスレーザ光に照射される。従って、ＥＵＶ光を発生させるためには、パルスレーザ光のパルスのタイミングと液滴ターゲットの発生タイミングとが同期すると共に、ＥＵＶ光源の出力やプラズマ発生位置（ＥＵＶ光の発光点）の安定化のために、液滴ターゲットの軌跡が所定のプラズマ発生位置を通過することが必要である。液滴ターゲットの軌跡は、ターゲット物質を噴射するノズル部の温度変化や摩耗等の様々な要因により変動することがあるため、その３次元空間位置を計測して制御することが望ましい。

一般的なＬＰＰ光源制御システムは、ターゲットストリーム進路の画像を出力として供給する撮像装置（ＣＣＤカメラ）と、撮像装置によって撮像されたターゲットストリーム進路の位置誤差を検出するストリーム進路誤差検出器とを含んでいる。ストリーム進路誤差検出器は、ターゲットストリーム進路の位置誤差を検出する。ターゲットストリーム進路の位置誤差は、望ましいプラズマ開始サイト（プラズマ発生位置）と交差する望ましいターゲットストリーム進路からの、ターゲットストリーム進路に対して略垂直な軸線方向における位置誤差である。なお、２つの撮像装置を、光軸が互いに直交するように配置して、２次元の位置誤差を捉えることもできる。

図１６に示すように、このＬＰＰ光源制御システムは、撮像装置によって取得される画像に基づいてストリーム進路誤差検出器によって検出されるターゲットストリーム進路の軸線方向における誤差を解消するように、ターゲット送出機構を軸線方向に変位させることによって、実際のターゲットストリーム進路と望ましいターゲットストリーム進路とを合致させるように制御する。液滴ターゲットの軌道位置を、平面内で２次元制御することも可能である。

しかしながら、実際の運転では、ターゲット噴射ノズルから噴射される液滴ターゲットの放射方向が変化して、所定の噴射方向に対して傾斜することがある。これは、ターゲット噴射ノズルの先端部が熱で浸食されて流路が偏ったり、ターゲット物質の一部が反応して生成された固体、例えば、スズ酸化物やスズ化合物が、ターゲット噴射ノズルの流路又は外部に固着したりして、液滴ターゲットの噴射方向を変化させることによるものと推測される。

一方、撮像装置によって取得される画像内にプラズマ発生位置を写し込む場合には、プラズマ発生位置における輝度が極端に高くなるので、相対的に輝度の低い液滴の位置を正確に検出することは難しい。従って、所定のプラズマ発生位置におけるターゲット軌道の位置誤差は、プラズマ発生位置から離れた位置（ターゲット噴射ノズルとプラズマ発生位置の間でプラズマ発生位置に近い位置）における位置誤差を用いて推定している。

図１７に示すように、実際のターゲット軌道が所定のターゲット軌道に対して傾く場合には、所定のプラズマ発生位置におけるターゲット軌道の位置誤差ΔＸ_２は、計測位置におけるターゲット軌道の位置誤差ΔＸ_１と異なる。異なる位置誤差ΔＸ_１に基づいてターゲット送出機構の位置制御を行うと、液滴ターゲットが正確に所定のプラズマ発生位置を通過するようにはならない。このように、所定のプラズマ発生位置におけるターゲット軌道の位置誤差ΔＸ_２は直接計測ができないので、実際のターゲット軌道が所定のターゲット軌道に対して斜行する場合がある。

また、ターゲット物質としてスズを使用する場合には、ターゲット送出機構において溶融スズが３００℃近くに加熱された状態になる。このとき、溶融スズを噴射するターゲット噴射ノズルの先端付近の部品が熱変形をして、設計位置から変位していたり、ターゲット噴射ノズルの流路が偏向していたりする場合がある。そのような場合に、ターゲット送出機構をリニアステージ等に搭載して移動させる構成を用いると、実際のターゲット軌道が所定のターゲット軌道に対してずれた際には、ターゲット軌道の一部しか撮影されないことがある。そうなると、ターゲット送出機構の移動量や液滴ターゲットの噴射方向の変化を正しく評価できないということが起こる可能性がある。

図１８は、一般的なＬＰＰ光源制御システムにおける別の状況を説明するための概念図である。図１８においては、ターゲット送出機構の位置ずれとターゲット噴射ノズルにおけるターゲット噴射方向の変化との両方が生じたときの状況が示されている。設計上のノズル位置は、所定のプラズマ発生位置の図中上方にあるが（破線）、実際のノズル位置は、図中右方向にずれている（実線）。また、実際のターゲット噴射方向は、所定の噴射方向に対して図中右方向に傾く可能性がある。

ここで、ターゲット噴射ノズルが所定のプラズマ発生位置の図中上方にあると仮定する（破線）。この場合には、撮像装置によって取得される画像から読み取ることのできるターゲット軌道の位置誤差δ'に基づいて、所定のプラズマ発生位置からのターゲット軌道の位置誤差δを求めることができる。しかしながら、実際のノズル位置が設計上のノズル位置からずれていた場合には、ターゲット送出機構のノズル位置を図中左方向に距離δだけ移動させても、液滴ターゲットが所定のプラズマ発生位置を通過するように制御することは困難かも知れない。

また、液滴ターゲットにドライバレーザ光を照射した後に発生するスズのデブリを最小限に抑えるために、液滴ターゲットを小径化（約直径１０μｍ）したマスリミテッドターゲットの生成が提案されている。液滴ターゲットが小径化するに伴い、液滴ターゲットが通過する軌道のより高精度な制御が求められるであろう。なお、以下においては、「液滴ターゲットが通過する軌道」のことを、単に「ターゲット軌道」ともいう。

本実施形態においては、ＬＰＰ光源のＥＵＶ光発生チャンバ装置において、ターゲット噴射ノズルから噴射される液滴ターゲットの噴射方向が所定の噴射方向から傾いた場合でも、ターゲット噴射ノズルの位置又は角度を調整してＥＵＶ光の安定供給を維持することができるように、ターゲット軌道計測及び制御装置が設けられている。ターゲット軌道を計測するターゲット軌道計測部は、チャンバ内部または外部のいずれに設置しても良い。ただし、そのチャンバが熱で変形する可能性がある場合には、計測誤差を減らすために、ターゲット軌道計測部は、チャンバ外部であって、かつ、チャンバとは別のフレームに設置することが望ましい。

図２は、本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置の構成例を示すブロック図である。このターゲット軌道計測及び制御装置において、ノズル調整機構１１３は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置と角度との内の少なくとも一方を調整する。ターゲット軌道計測部１７は、ターゲット噴射ノズル１０３ａから供給される液滴ターゲット１０９が形成するターゲット軌道１１２を計測することにより、ターゲット軌道１１２に関する軌道情報を取得する。ターゲット軌道角度検出部１５は、ターゲット軌道計測部１７によって取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求める。

ノズル調整コントローラ１８は、少なくともターゲット軌道角度検出部１５によって求められた角度偏差に関する値に基づいて、液滴ターゲット１０９が所定のレーザ光照射位置１３０を通過するようにノズル調整機構１１３を制御する。さらに、ノズル調整コントローラ１８は、変位計２１及び２２の出力信号に基づいて、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を基準位置に一致させるようにノズル調整機構１１３を制御するようにしても良い。

また、本実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置が適用されるＬＰＰ光源は、トリガタイミング調整部３３を備えていても良い。トリガタイミング調整部３３は、液滴ターゲットが所定のレーザ光照射位置（プラズマ発生位置）１３０に到達するタイミングに同期して、ドライバレーザ１０１がドライバレーザ光を所定のレーザ光照射位置１３０で液滴ターゲット１０９に照射するように、ドライバレーザ１０１のトリガタイミングを調整するトリガ信号をドライバレーザ１０１に送出する。

図２に示す構成例においては、ノズル調整機構１１３が、ノズル位置調整機構１１３ａと、ノズル角度調整機構１１３ｂとを含んでいる。ノズル位置調整機構１１３ａは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を調整する。ノズル角度調整機構１１３ｂは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を調整する。また、ノズル調整コントローラ１８は、ノズル位置調整コントローラ２３と、ノズル角度調整コントローラ１６とを含んでいる。ノズル位置調整コントローラ２３は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を基準位置に一致させるようにノズル位置調整機構１１３ａを制御する。ノズル角度調整コントローラ１６は、ターゲット軌道角度検出部１５によって求められた角度偏差を解消するようにノズル角度調整機構１１３ｂを制御する。ターゲット軌道計測及び制御装置は、図３に示すターゲット軌道角度調整システムと、図１０に示すノズル位置調整システムとによって構成される。

図３は、ターゲット軌道角度調整システムの構成例を示すブロック図である。ターゲット軌道角度調整システムは、ノズル角度調整機構１１３ｂと、ターゲット軌道計測部１７と、ターゲット軌道角度検出部１５と、ノズル角度調整コントローラ１６とを含んでいる。ノズル角度調整機構１１３ｂは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を調整する。ターゲット軌道計測部１７は、ターゲット噴射ノズル１０３ａから供給されて連続して滴下する液滴ターゲットが形成するターゲット軌道１１２を視野に捉えて、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部と所定のレーザ光照射位置１３０とを結ぶ所定のターゲット軌道に略直交する平面内におけるターゲット軌道１１２を計測することにより、ターゲット軌道１１２に関する軌道情報を取得する。ターゲット軌道角度検出部１５は、ターゲット軌道計測部１７によって取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値（角度偏差を表す値、又は、角度偏差に比例する値等）を求めることにより、ターゲット軌道１１２の傾きを検出する。ノズル角度調整コントローラ１６は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を調整してターゲット軌道１１２の傾きが減少するようにノズル角度調整機構１１３ｂを制御する。

再び図２を参照すると、ターゲット軌道計測部１７は、例えば、互いに異なる２つの方向において液滴ターゲット１０９の画像をそれぞれ取得する２つのビデオカメラ又はＣＣＤ（charge coupled device：電荷結合素子）カメラ等の２次元撮像装置１１及び１３を含んでも良い。撮像装置１１及び１３で液滴ターゲット１０９の軌道を撮像するには光量が足りない場合には、撮像用光源装置１２及び１４を使用して、撮像対象を照明することができる。また、所定のターゲット軌道と略直交する２次元平面内で液滴ターゲット１０９の軌道を捉えるために、２つの撮像装置１１及び１３は、それらの光軸が互いに直交するように配置され、互いに直交する２つの方向において液滴ターゲット１０９の画像をそれぞれ取得することが望ましい。

ノズル角度調整機構１１３ｂは、好ましくは所定のターゲット軌道と略直交する２次元平面内で互いに直交する第１の回転軸及び第２の回転軸を有し、ノズル角度調整コントローラ１６から出力される制御信号に従って、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を２つの回転軸によって調整することができる。撮像装置１１及び１３の光軸がノズル角度調整機構１１３ｂの第１及び第２の回動軸とそれぞれ平行となるように撮像装置１１及び１３を配置しても良い。この場合には、撮像装置毎に１つの回動軸を回転させることによって、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を調整することができる。

図２〜図６を参照しながら、ターゲット軌道角度調整システムの動作を説明する。図４は、ターゲット軌道角度調整の手順を示す流れ図である。
初めに、図４に示すステップＳ１において、ターゲット軌道計測部１７が、ターゲット軌道１１２に関する軌道情報を取得する。最も単純な手法は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの噴射口の位置が変化しないものとして、ビデオカメラやＣＣＤカメラ等の２次元撮像装置を用いて取得されるターゲット軌道の画像に基づいて、ターゲット軌道１１２に関する軌道情報を求めるものである。

図５は、本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御方法における第１の手法を説明するための概念図である。図５においては、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部から所定のレーザ光照射位置１３０へ向かう方向をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する平面上に互いに直交するＸ軸とＹ軸を置くものとして座標系が定められ、Ｙ軸方向において観測したターゲット軌道１１２が示されている。

図５の左図において、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部のターゲット噴射口を原点（０，０）として、ターゲット軌道角度検出部１５が、Ｚ＝Ｚ_１で表される計測位置におけるターゲット軌道１１２のＸ軸方向における偏差量Ｘ_１を求める。偏差量Ｘ_１は、Ｘ軸方向における所定のターゲット軌道からの距離を表す。所定のターゲット軌道は、所定のレーザ光照射位置１３０を通る垂線であり、Ｚ軸（Ｘ＝Ｙ＝０）と一致する。従って、計測位置（Ｚ＝Ｚ_１）におけるターゲット軌道１１２の座標は（Ｘ_１，Ｚ_１）となり、図中実線で示す計測されたターゲット軌道１１２と図中破線で示す所定のターゲット軌道との間の角度偏差θは、ｔａｎθ＝Ｘ_１／Ｚ_１から求めることができる。

なお、撮像装置１１及び１３によって取得される画像中にターゲット噴射ノズル１０３ａや所定のレーザ光照射位置１３０が含まれていなくても、計測位置（Ｚ＝Ｚ_１）が決まっていて、計測位置（Ｚ＝Ｚ_１）において計測されたターゲット軌道と所定のターゲット軌道の位置とが画像中に含まれていれば、画像から算定されるターゲット軌道１１２の偏差量Ｘ_２−Ｘ_１を用いて、角度偏差θを求めることができる。図４に示すステップＳ２において、ターゲット軌道角度検出部１５は、このようにして、計測されたターゲット軌道１１２と所定のターゲット軌道との間の角度偏差θを求める。ターゲット軌道との角度偏差θは、ｔａｎθ＝（Ｘ_２−Ｘ_１）／（Ｚ_２−Ｚ_１）から求めることができる。

次に、図４に示すステップＳ３において、ノズル角度調整コントローラ１６が、角度偏差θの絶対値が所定の閾値を超えているか否かを判定する。角度偏差θの絶対値が十分小さく閾値を超えていない場合（ステップＳ３におけるＮＯ）には、ターゲット軌道１１２を調整する必要がないので、処理が最初のステップＳ１に戻る。一方、角度偏差θの絶対値が所定の閾値を超えている場合（ステップＳ３におけるＹＥＳ）には、図４に示すステップＳ４において、ノズル角度調整コントローラ１６が、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を調整するノズル角度調整機構１１３ｂを制御して、角度偏差θを解消するようにターゲット噴射ノズル１０３ａの傾斜角度を調整する。

図５の右図は、調整後の状態を示す図である。ターゲット噴射ノズル１０３ａの噴射口の位置が原点（０，０）として固定された状態で、角度偏差θの絶対値と同じ角度だけ反対向きにターゲット噴射ノズル１０３ａを回転させると、ターゲット軌道１１２が所定のターゲット軌道に一致して、ターゲット軌道１１２が所定のレーザ光照射位置１３０を通過するようになる。

Ｘ軸方向において撮影した画像に基づいて、上記と同様の制御を行えば、Ｙ方向におけるターゲット軌道１１２の傾きを修正することができる。図５に示す第１の手法を使う場合には、所定のターゲット軌道を画像中の垂直線として規定することができる。従って、計測されたターゲット軌道１１２の傾きは、計測位置（Ｚ＝Ｚ_１）におけるターゲット軌道１１２の水平距離（Ｘ_１）から簡単に求めることができ、画像中に原点（０，０）も所定のレーザ光照射位置１３０も写し込む必要がない。また、計測位置は所定のレーザ光照射位置１３０の付近に置く必要がないので、プラズマの影響を受けずに正確な傾きを求めることができる。

図６は、本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御方法における第２の手法を説明するための概念図である。図６は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部から所定のレーザ光照射位置１３０へ向かう方向をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する平面上に互いに直交するＸ軸とＹ軸を置くものとして座標系が定められ、Ｙ軸方向においてターゲット軌道を観測した画像である。

図６の左図において、ターゲット軌道角度検出部１５が、Ｚ＝Ｚ_１で表される第１の計測位置及びＺ＝Ｚ_２で表される第２の計測位置において、Ｘ軸方向におけるターゲット軌道の偏差量Ｘ_１及びＸ_２をそれぞれ算定する。これにより、第１の計測位置（Ｚ＝Ｚ_１）におけるターゲット軌道１１２の座標（Ｘ_１，Ｚ_１）と、第２の計測位置（Ｚ＝Ｚ_２）におけるターゲット軌道１１２の座標（Ｘ_２，Ｚ_２）とが求まるので、図中実線で示す計測されたターゲット軌道１１２と図中破線で示す所定のターゲット軌道との間の角度偏差θは、ｔａｎθ＝（Ｘ_２−Ｘ_１）／（Ｚ_２−Ｚ_１）から求めることができる。なお、偏差量Ｘ_１及びＸ_２は、必ずしもＺ軸を基準にしなくても良くて、Ｚ軸と平行な基準線に基づいて両者が計測されていれば良い。

図６に示す第２の手法によれば、ターゲット軌道上の任意の２点の座標から、ターゲット軌道１１２の傾きを知ることができる。こうして求めたターゲット軌道１１２の角度偏差θの絶対値が所定の閾値を超えている場合には、ノズル角度調整コントローラ１６が、ノズル角度調整機構１１３ｂを制御して、角度偏差θを解消するようにターゲット噴射ノズル１０３ａの姿勢を調整する。図６の右図に示すように、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部の噴射口位置を原点（０，０）とした状態で、角度偏差θの絶対値と同じ角度だけ反対向きにターゲット噴射ノズル１０３ａを原点を中心に回転させることにより、ターゲット軌道１１２が所定のターゲット軌道に一致して、ターゲット軌道１１２が所定のレーザ光照射位置１３０を通過するようになる。

以上において、ノズル角度調整機構１１３ｂによりターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を変化させると、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端の噴射口の位置が図中の水平方向に移動する。このために、別途、ノズル位置調整システムの働き等により、図中の水平方向における移動を補償して噴射口の位置を元の位置に維持する必要がある。しかしながら、ノズル位置調整コントローラ２３の制御を伴わない場合にも、ノズル角度調整コントローラ１６が、さらに高度な演算を行ってターゲット噴射ノズル１０３ａの傾斜と先端位置の水平移動との関係を把握し、ノズル角度調整機構１１３ｂと一緒にノズル位置調整機構１１３ａを制御すれば、噴射口を原点位置に保持することができる。また、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部の噴射口位置を中心として傾斜するゴニオステージをノズル角度調整機構１１３ｂとして使用しても良い。ゴニオステージとは、空間に位置する点を中心として物体を円周に沿って移動させるステージである。

図７は、ゴニオステージの例を示す斜視図である。図７においては、ゴニオステージの例として、６軸ステージ４０が示されている。６軸ステージ４０は、６個のアクチュエータ４１〜４６を含んでいる。アクチュエータ４１の一端４１ａは、基準面４０ａ（図２に示すノズル位置調整機構１１３ａの下面）に回動可能に支持され、アクチュエータ４１の他端４１ｂは、ターゲット噴射ノズル１０３ａが固定された可動面４０ｂに回動可能に支持されている。他のアクチュエータ４２〜４６も、アクチュエータ４１と同様に支持されている。図２に示すノズル角度調整コントローラ１６がアクチュエータ４１〜４６を制御することにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａは、先端中央部の噴射口位置を中心として回動することができる。

ところで、図２に示すターゲット軌道計測部１７は、図中の水平方向における距離を計測できれば良いので、ターゲット軌道計測部１７として、２次元画像を取得するＣＣＤカメラ等に替えて、ラインセンサや光位置センサ（ＰＳＤ：position sensitive detector）等の１次元センサを用いても良い。

図８は、ラインセンサの動作を説明するための概念図である。転写光学系を介して、ラインセンサ上にターゲット軌道の影像を投影すると、投影場所に対応する位置に出力信号が発生する。ターゲット軌道で反射された反射光を入射するときには液滴ターゲットの通過位置の出力電圧が増加し、また、ターゲット軌道の影を検出するときには液滴ターゲットの通過位置の出力電圧が減少する。従って、そのように変化する出力信号に基づいて、ターゲット軌道の位置を検知することができる。ＣＣＤラインセンサは、２次元画像を取得する撮像装置よりも高速でターゲット軌道の位置を計測することができる。複数のＣＣＤラインセンサを用いてターゲット軌道の位置を計測する場合には、ターゲット軌道に沿った少なくとも２カ所において、少なくとも２つのＣＣＤラインセンサをそれぞれ設置すれば良い。

図９は、光位置センサの動作を説明するための概念図である。光位置センサは、センサに入射した光の光量の重心位置を求めることができるセンサである。図９に示すように、長さ２Ｄの感応部の中心から距離Ｘ_Ｇの位置にターゲット軌道からの反射光が入射して光量重心となっているとすると、センサの両端に流れ出る電流Ｉ_１及びＩ_２を用いて、光量重心位置Ｘ_Ｇが、次式から求まる。
Ｘ_Ｇ＝Ｄ×（Ｉ_２−Ｉ_１）／（Ｉ_１＋Ｉ_２）
光位置センサは、アナログ電圧の演算で光点位置を求めるので、ターゲット軌道の位置を極めて高速にまた高分解能で計測することができる。複数の光位置センサを用いてターゲット軌道の位置を計測する場合には、ターゲット軌道に沿った少なくとも２カ所において、少なくとも２つの光位置センサをそれぞれ設置すれば良い。

図１０は、本発明の一実施形態に係るターゲット軌道計測及び制御装置におけるノズル位置調整システムの構成例を示すブロック図である。図１１は、ノズル位置調整の手順を示す流れ図である。ノズル位置調整システムは、ノズル位置調整機構１１３ａと、２つの変位計２１及び２２と、ノズル位置調整コントローラ２３とを含んでいる。ノズル位置調整機構１１３ａは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を調整する。２つの変位計２１及び２２は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置変位を計測する。ノズル位置調整コントローラ２３は、変位計２１及び２２の出力信号に基づいて、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を基準位置に一致させるようにノズル位置調整機構１１３ａを制御することにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａの水平方向の位置変位を補償する。

２つの変位計２１及び２２は、それらの計測軸が互いに異なる方向となるように設置されており、所定のターゲット軌道と直交する２次元平面内におけるターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を計測することができる。２つの変位計２１及び２２の光軸は、互いに直交することが望ましい。変位計２１及び２２の各々としては、非接触かつ高い精度で位置計測を行うレーザ変位計又はレーザ干渉計等を用いることができる。

ターゲット物質は３００℃近くに加熱されるので、部品の熱変形等により、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端位置が本来の位置から変位することがある。そのような場合にも、所定のレーザ光照射位置１３０にターゲットを供給するために、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置は熱による機械的変位の影響を受けずに計測されるのが好ましい。そこで、ノズル位置調整システムは、ターゲット送出機構１０３の熱による機械的変位から切り離された独立フレームに固定された変位計２１及び２２を備えると良い。そうすることで、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端の位置を熱に影響されること無く計測できる（図１１に示すステップＳ１１）。

さらに、ノズル位置調整コントローラ２３が、液滴ターゲットが所定のレーザ光照射位置１３０に到達するターゲット噴射ノズル１０３ａの基準位置（原点位置）に対する現在のターゲット噴射ノズル１０３ａの位置の偏差を算定する（ステップＳ１２）。ノズル位置調整コントローラ２３は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置による偏差を所定の閾値と比較して、偏差が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３）。偏差が閾値を超えていない場合（ステップＳ１３におけるＮＯ）には、処理が最初のステップＳ１１に戻る。一方、偏差が閾値を超えている場合（ステップＳ１３におけるＹＥＳ）には、ノズル位置調整コントローラ２３は、その偏差が解消して両者が一致する方向にターゲット噴射ノズル１０３ａを移動させるようにノズル位置調整機構１１３ａを制御する（ステップＳ１４）。

ノズル位置調整機構１１３ａは、ターゲット噴射ノズル１０３ａを並進させてターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を調整する。なお、ノズル位置調整機構１１３ａは、ターゲット送出機構１０３をリニアステージ等に搭載して移動させることにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を調整するようにしても良い。こうして、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置は、液滴ターゲットを所定のレーザ光照射位置１３０に供給できる原点位置と一致するように調整されることになる。上記の図４及び図１１に示す流れ図は、コンピュータを使った制御動作のアルゴリズムを説明したものであるが、また、工業計器等の制御原理の説明にもなっている。

ノズル位置調整システムをターゲット軌道角度調整システムと併用して、それぞれフィードバック制御を行うことによって、品質の高い制御結果を得ることができる。その場合には、まず、ノズル位置調整システムがターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を基準位置（原点位置）に配置する制御を行う。次に、ターゲット軌道角度調整システムがターゲット軌道の傾きを補償する制御を行うようにしても良い。さらに、２種類の制御を繰り返し行うようにしても良い。２種類の制御の分業によって、ターゲット軌道１１２を正確に所定のレーザ光照射位置１３０に維持することができる。

また、ターゲット噴射ノズル１０３ａを傾斜させなくても良い。変位計２１及び２２によってターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を比較的高精度に計測できるので、ターゲット噴射ノズル１０３ａを平行移動させるだけで、ターゲット軌道が所定のレーザ光照射位置１３０を通過するように調整しても良い。

図１２は、本発明の一実施形態におけるノズル位置調整によりターゲット軌道を計測及び制御する手法を説明するための概念図である。図１２においては、ターゲット軌道１１２が傾斜しているときに、ターゲット噴射ノズル１０３ａの平行移動でターゲット軌道１１２が所定のレーザ光照射位置１３０に重なるように調整することが概念的に示されている。

ターゲット軌道角度検出部１５（図２）によって所定のターゲット軌道からのターゲット軌道１１２の角度偏差θが求まっていれば、ノズル位置調整システムによって演算で求めた水平距離偏差ΔＸだけターゲット噴射ノズル１０３ａを正確に移動させることによって、液滴ターゲットを所定のレーザ光照射位置１３０に供給することができる。即ち、ターゲット軌道１１２が、ターゲット噴射ノズル１０３ａの基準位置を中心として、所定のターゲット軌道に対して角度偏差θだけ傾いているときに、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部から所定のレーザ光照射位置１３０までのＺ軸方向における距離をＬとすると、Ｘ軸方向における距離偏差ΔＸはＬ・ｔａｎθとなる。そこで、ノズル位置調整コントローラ２３がノズル位置調整機構１１３ａを制御することにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａを距離偏差ΔＸ＝Ｌ・ｔａｎθだけ傾きと逆方向に移動させれば、ターゲット軌道１１２が所定のレーザ光照射位置１３０を通るようにできる。

再び図２を参照すると、極端紫外光源装置は、所定のレーザ光照射位置１３０を高速で通過する液滴ターゲット１０９にドライバレーザ光を正確に照射してプラズマ化するために、ドライバレーザ１０１のトリガタイミングを調整するトリガタイミング調整システムをさらに備えても良い。

このトリガタイミング調整システムは、ディテクタレーザ３１と、受光素子３２と、トリガタイミング調整部３３とを含んでも良い。ディテクタレーザ３１は、液滴ターゲット１０９の軌道に向けて探索用のディテクタレーザ光３５を照射する。受光素子３２は、液滴ターゲットの間を通過するディテクタレーザ光３５又は液滴ターゲットによって反射されるディテクタレーザ光３５を検出する。トリガタイミング調整部３３は、受光素子３２から供給される検出信号に基づいて、液滴ターゲット１０９が所定のレーザ光照射位置１３０を通過するタイミングを検知する。トリガタイミング調整部３３は、さらに、ドライバレーザ１０１がドライバレーザ光１２０を所定のレーザ光照射位置１３０で液滴ターゲット１０９に照射するようにドライバレーザ１０１のトリガタイミングを調整するトリガ信号を生成し、トリガ信号をドライバレーザ１０１に出力する。ドライバレーザ１０１は、トリガ信号に同期してドライバレーザ光１２０を発生しても良い。

ドライバレーザ光１２０による散乱光が比較的強い場合や、液滴ターゲットが小さい場合には、ディテクタレーザ光３５の透過光または反射光が比較的弱く、受光素子３２がディテクタレーザ光３５を正確に検出できなくなる可能性がある。このような場合には、ディテクタレーザ光３５を、所定のレーザ光照射位置１３０の近傍を避けて、所定のレーザ光照射位置１３０より上方（ターゲット噴射ノズル１０３ａ側）の位置に向けて照射すると良い。トリガタイミング調整部３３は、液滴ターゲットの通過タイミングを検知すると、検出位置を通過する際に検出された液滴ターゲットが所定のレーザ光照射位置１３０に到達するタイミングに合わせて、ドライバレーザ１０１に供給されるトリガ信号を活性化することができる。これにより、小さな液滴ターゲット１０９であってもドライバレーザ光１２０が照射され、液滴ターゲット１０９がプラズマ化する。

図１３〜図１５は、ノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの幾つかの態様を示すブロック図である。
図１３は、本発明の一実施形態におけるノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの第２の態様を示すブロック図である。図１３には、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置変位とターゲット軌道１１２の傾きとを計測して、それぞれの偏差を解消するノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムが示されている。

このノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムは、ノズル位置調整機構１１３ａと、ノズル角度調整機構１１３ｂと、ターゲット軌道計測部１７と、ターゲット軌道角度検出部１５と、変位計２１及び２２と、ノズル調整コントローラ２４とを含んでいる。ノズル位置調整機構１１３ａは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を調整する。ノズル角度調整機構１１３ｂは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの角度を調整する。ターゲット軌道計測部１７は、上記に列記した各種のセンサの内から選択されるセンサを使用してターゲット軌道を計測する。ターゲット軌道角度検出部１５は、ターゲット軌道計測部１７によって取得された軌道情報に基づいて、この軌道情報で表されるターゲット軌道１１２と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求めることにより、ターゲット軌道１１２の傾きを検出する。変位計２１及び２２は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端部の位置変位を検出する。ノズル調整コントローラ２４は、変位計２１及び２２の出力信号とターゲット軌道角度検出部１５によって求められた角度偏差に関する値とに基づいて、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置調整及びターゲット軌道の角度調整をそれぞれ行うようにノズル位置調整機構１１３ａ及びノズル角度調整機構１１３ｂを制御する。

このノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムにおいては、変位計２１及び２２が、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端部の変位を直接的に計測して、ノズル調整コントローラ２４が、その計測結果とターゲット軌道１１２の傾きの情報とに基づいて、ノズル位置調整機構１１３ａの制御信号とノズル角度調整機構１１３ｂの制御信号とを生成する。例えば、ノズル調整コントローラ２４は、まず、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を基準位置に配置する制御を行い、次に、ターゲット軌道の傾きを補償する制御を行う。さらに、ノズル調整コントローラ２４は、２種類の制御を繰り返し行うようにしても良い。これによって、正確に所定のレーザ光照射位置１３０を通過するようにターゲット軌道１１２を制御することができる。この態様によれば、ターゲット軌道１１２の位置誤差に従ってターゲット噴射ノズル１０３ａの水平位置を調整する態様と比べて、高精度な制御が可能である。

図１４は、本発明の一実施形態におけるノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの第３の態様を示すブロック図である。図１４の右下に画像例を示すように、撮像装置１１及び１３によって取得される画像中に、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端部分が写し込まれているので、変位計２１及び２２を用いなくても、基準点となるターゲット噴射ノズル１０３ａの先端中央部の座標（Ｘ_１，Ｚ_１）と、Ｚ＝Ｚ_２で表される計測位置におけるターゲット軌道の座標（Ｘ_２，Ｚ_２）とを求めることができる。ターゲット軌道角度検出部１５は、２つの座標からターゲット軌道１１２の角度偏差θを求め、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端部座標からターゲット噴射ノズル１０３ａの位置変位を求める。撮像装置１１及び１３は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端部分からの距離および画角が同じであると好ましい。

これらの情報に基づいて、ノズル調整コントローラ２５が、ノズル位置調整機構１１３ａを制御する。ノズル調整コントローラ２５は、さらに、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端を原点位置に維持すると共に、ノズル角度調整機構１１３ｂを制御する。これにより、ノズル調整コントローラ２５は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの傾きを補償して、ターゲット噴射ノズル１０３ａから送出される液滴ターゲットのターゲット軌道１１２をＺ軸方向に維持する。このため、ターゲット噴射ノズル１０３ａから送出されるターゲットのターゲット軌道１１２が、所定のレーザ光照射位置１３０を通過することが可能となる。図１４に示す第３の態様は、図１３に示す第２の態様に対して、撮像装置１１及び１３の視野にターゲット噴射ノズル１０３ａを含ませることにより変位計２１及び２２を省いたもので、装置が簡略化されるという利点がある。

図１５は、本発明の一実施形態におけるノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムの第４の態様を示すブロック図である。第４の態様は、図１３に示す第２の態様においてノズル角度調整機構１１３ｂを省いたもので、ノズル調整機構が簡略化されるという利点がある。

図１５に示すノズル位置調整システム及びターゲット軌道角度調整システムは、ノズル位置調整機構１１３ａと、ターゲット軌道計測部１７と、ターゲット軌道角度検出部１５と、変位計２１及び２２と、ノズル位置調整コントローラ２６とを含んでいる。ノズル位置調整機構１１３ａは、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置を調整する。ターゲット軌道計測部１７は、上記に列記した各種のセンサの内から選択されるセンサを使用してターゲット軌道を計測する。ターゲット軌道角度検出部１５は、ターゲット軌道計測部１７によって取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道１１２と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求めることにより、ターゲット軌道１１２の傾きを検出する。変位計２１及び２２は、ターゲット噴射ノズル１０３ａの先端部の位置変位を検出する。ノズル位置調整コントローラ２６は、変位計２１及び２２の出力信号とターゲット軌道角度検出部１５によって求められた角度偏差に関する値とに基づいて、ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置調整を行うようにノズル位置調整機構１１３ａを制御する。

ターゲット噴射ノズル１０３ａの位置偏差と計測されたターゲット軌道１１２の傾きとに基づいて、ノズル位置調整コントローラ２６がノズル位置調整機構１１３ａを制御する。これにより、ターゲット噴射ノズル１０３ａを平行移動させて、ターゲット軌道１１２に所定のレーザ光照射位置１３０を通過させるようにすることができる。

本発明の一実施形態によれば、ＬＰＰ光源のチャンバ装置において、ターゲット送出機構のターゲット噴射ノズルから噴射される液滴ターゲットの噴射方向が所定の噴射方向から傾いた場合でも、計測されたターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差を求めて、その角度偏差に基づいて、液滴ターゲットが所定の位置を通過するようにターゲット噴射ノズルの位置と角度との内の少なくとも一方を調整することができる。

さらに、幾つかの実施形態によれば、次のようなメリットが得られるかも知れない。
（１）ＬＬＰ型ＥＵＶ光源装置が、常時効率良くＥＵＶ光を発生することができるかも知れない。
（２）液滴ターゲットの中心部に高精度にレーザ光を集光照射できる可能性が高いので、プラズマ発生位置（ＥＵＶ光の発光点）から中間集光点（ＩＦ）よりも遠くの領域（ファーフィールド）における強度分布が均一になる可能性があり、ＥＵＶ光のエネルギー安定性が向上するかも知れない。
（３）液滴ターゲットが小径化されても、高精度にレーザ光を液滴ターゲットに照射できる可能性があるため、デブリが減少するかも知れない。

また、以上の実施形態においては、液滴ターゲットが通過する所定のレーザ光照射位置にドライバレーザ光を集光することによってプラズマを生成してＥＵＶ光を発生させるＬＬＰ型ＥＵＶ光源装置に本発明を適用した場合を示したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。例えば、ターゲットを膨張させ又は弱くプラズマ化させるためのプレパルスレーザ光を液滴ターゲットに照射した後に、膨張したターゲット又は弱いプラズマに対してメインパルスレーザ光を照射してプラズマを生成してＥＵＶ光を発生させるＬＬＰ型ＥＵＶ光源装置にも、本発明を適用することができる。

本発明は、半導体ウエハを露光するため等に用いられるＥＵＶ光を発生するＬＰＰ型ＥＵＶ光源装置のチャンバ装置において利用することが可能である。

１１、１３…撮像装置、１２、１４…撮像用光源、１５…ターゲット軌道角度検出部、１６…ノズル角度調整コントローラ、１７…ターゲット軌道計測部、１８、２４、２５…ノズル調整コントローラ、２１、２２…変位計、２３、２６…ノズル位置調整コントローラ、３１…ディテクタレーザ、３２…受光素子、３３…トリガタイミング調整部、３５…ディテクタレーザ光、１０１…ドライバレーザ、１０２…ＥＵＶ光発生チャンバ、１０３…ターゲット送出機構、１０３ａ…ターゲット噴射ノズル、１０４…レーザ光集光光学系、１０４ａ…ミラー、１０４ｂ…ミラー調整機構、１０４ｃ…集光素子、１０４ｄ…集光素子調整機構、１０５…真空ポンプ、１０６…ウインドウ、１０７…ターゲット回収部、１０８…ＥＵＶ光集光ミラー、１０９…液滴ターゲット、１１０…ゲートバルブ、１１１…ＳＰＦ、１１２…ターゲット軌道、１１３…ノズル調整機構、１１３ａ…ノズル位置調整機構、１１３ｂ…ノズル角度調整機構、１２０…レーザ光、１２１…ＥＵＶ光、１３０…所定のレーザ光照射位置、１３１…プラズマ

Claims (14)

1. ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットに外部ドライバレーザからのドライバレーザ光を照射することにより生成されるプラズマから極端紫外光を発生するチャンバ装置内部のターゲット軌道を計測及び制御する装置であって、
   前記ターゲット噴射ノズルの角度を、互いに方向の異なる第１の回転軸及び第２の回転軸の回りに調整するノズル調整機構と、
   少なくとも２つの撮像装置を含み、前記第１及び第２の回転軸のそれぞれに平行な２つの方向から撮像した液滴ターゲットの画像を取得して、液滴ターゲットが形成するターゲット軌道を計測することにより、ターゲット軌道に関する軌道情報を取得するターゲット軌道計測部と、
   前記ターゲット軌道計測部によって取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求めるターゲット軌道角度検出部と、
   前記ターゲット軌道角度検出部によって求められた角度偏差に関する値に基づいて、液滴ターゲットが所定の位置を通過するように前記ノズル調整機構を制御するノズル調整コントローラと、
   を具備する装置。
2. 前記ターゲット噴射ノズルの位置変位を計測する変位計をさらに具備し、
   前記ノズル調整機構が、前記ターゲット噴射ノズルの位置を調整するノズル位置調整機構と、前記ターゲット噴射ノズルの角度を調整するノズル角度調整機構とを含み、
   前記ノズル調整コントローラが、前記変位計の出力信号に基づいて、前記ターゲット噴射ノズルの位置を基準位置に一致させるように前記ノズル調整機構を制御する、請求項１記載の装置。
3. 前記ターゲット軌道計測部が、前記ターゲット噴射ノズルの先端中央部の位置と共にターゲット軌道を計測することにより、ターゲット軌道に関する軌道情報を取得し、
   ターゲット軌道角度検出部が、前記ターゲット噴射ノズルの先端中央部の位置を基準点として、前記ターゲット軌道計測部によって取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求める、請求項１記載の装置。
4. 前記ノズル調整機構が、前記ターゲット噴射ノズルの位置を調整するノズル位置調整機構と、前記ターゲット噴射ノズルの角度を調整するノズル角度調整機構とを含み、
   前記ノズル調整コントローラが、前記ターゲット軌道角度検出部によって求められた角度偏差を解消するように前記ノズル位置調整機構及び前記ノズル角度調整機構を制御する、請求項１記載の装置。
5. 前記ノズル調整機構が、前記ターゲット噴射ノズルの位置を調整するノズル位置調整機構と、前記ターゲット噴射ノズルの角度を調整するノズル角度調整機構とを含み、
   前記ノズル調整コントローラが、前記ターゲット噴射ノズルの位置を基準位置に一致させるように前記ノズル位置調整機構を制御すると共に、前記ターゲット軌道角度検出部によって求められた角度偏差を解消するように前記ノズル角度調整機構を制御する、請求項１記載の装置。
6. 前記ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットにディテクタレーザ光を照射するディテクタレーザと、
   液滴ターゲット間を通過するディテクタレーザ光又は液滴ターゲットによって反射されるディテクタレーザ光を検出する受光素子と、
   前記受光素子から供給される検出信号に基づいて、液滴ターゲットが所定の位置を通過するタイミングを検知して、前記ドライバレーザのトリガタイミングを調整するトリガ信号を前記ドライバレーザに送出するトリガタイミング調整部と、
   をさらに具備する、請求項１〜５のいずれか１項記載の装置。
7. 前記２つの撮像装置が、互いに直交する前記２つの方向における液滴ターゲットの画像を取得する、請求項１記載の装置。
8. 前記ノズル調整機構が、前記ターゲット噴射ノズルの角度を、互いに直交する前記第１の回転軸及び前記第２の回転軸の回りに調整する、請求項１記載の装置。
9. 前記ターゲット軌道計測部が、１次元ラインセンサを含む、請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。
10. 前記ターゲット軌道計測部が、少なくとも２つの１次元ラインセンサを含み、ターゲット軌道に沿った少なくとも２カ所においてターゲット軌道の位置を計測する、請求項９記載の装置。
11. 前記ターゲット軌道計測部が、光位置センサを含む、請求項１〜６のいずれか１項記載の装置。
12. 前記ターゲット軌道計測部が、少なくとも２つの光位置センサを含み、ターゲット軌道に沿った少なくとも２カ所においてターゲット軌道の位置を計測する、請求項１１記載の装置。
13. 前記ターゲット軌道計測部が、撮像対象を照明する撮像用光源を含む、請求項７〜１２のいずれか１項記載の装置。
14. ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットに外部ドライバレーザからのドライバレーザ光を照射することにより生成されるプラズマから極端紫外光を発生するチャンバ装置内部のターゲット軌道を計測及び制御する方法であって、
    少なくとも２つの撮像装置により、互いに異なる２つの方向における液滴ターゲットの画像を取得して、前記ターゲット噴射ノズルから供給される液滴ターゲットが形成するターゲット軌道を計測することにより、ターゲット軌道に関する軌道情報を取得するステップ（ａ）と、
    ステップ（ａ）において取得された軌道情報によって表されるターゲット軌道と所定のターゲット軌道との間の角度偏差に関する値を求めるステップ（ｂ）と、
    ステップ（ｂ）において求められた角度偏差に関する値に基づいて、液滴ターゲットが所定の位置を通過するように前記ターゲット噴射ノズルの角度を、前記２つの方向とそれぞれ平行な第１の回転軸及び第２の回転軸の回りに調整するステップ（ｃ）と、
    を具備する方法。