JP5687488B2 - 極端紫外光生成装置 - Google Patents

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Description

本開示は、ターゲット物質にレーザ光を照射して極端紫外（ＥＵＶ）光を生成する極端紫外光生成装置に関する。
近年、半導体プロセスの微細化に伴って、半導体プロセスの光リソグラフィにおける転写パターンの微細化が急速に進展している。次世代においては、７０ｎｍ〜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。このため、たとえば３２ｎｍ以下の微細加工の要求に応えるべく、波長１３ｎｍ程度の極端紫外光生成装置と縮小投影反射光学系とを組み合わせた露光装置の開発が期待されている。
ＥＵＶ光生成装置としては、ターゲット物質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）光生成装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）光生成装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）光生成装置との３種類がある。
特開２００７−２６６２３４号公報 特開２００５−１９７４５６号公報 米国特許第７３５５６７２号明細書
概要
本開示の一態様に係る極端紫外光生成装置は、レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、前記レーザシステムから出力されるレーザ光を入射させるための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の前記レーザ光が照射される所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、前記チャンバ内に配置される少なくとも１つの光学要素と、前記所定の領域付近に磁場を生成するための磁場生成部と、前記磁場の磁力線方向に配置され、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射された際に発生し磁力線に沿って流れるイオンを回収するためのイオン回収部と、前記チャンバ内にエッチングガスを導入するガス導入部と、を備えてもよい。
上記極端紫外光生成装置において、前記磁力線に沿って流れる前記イオンは、所定の拡散幅を有するイオン流を形成し、前記少なくとも１つの光学要素は、前記イオン流の実質的に端部から離間するよう配置されてもよい。
また、上記極端紫外光生成装置において、前記磁力線に沿って流れる前記イオンは、所定の拡散幅を有するイオン流を形成し、前記ターゲット供給部は、その先端が前記イオン流の実質的に端部から離間するよう配置されてもよい。
さらにまた、上記極端紫外光生成装置において、前記磁力線に沿って流れる前記イオンは、所定の拡散幅を有するイオン流を形成し、前記ガス導入部は、その先端が前記イオン流の実質的に端部から離間するよう配置されてもよい。
さらにまた、上記極端紫外光生成装置において、前記少なくとも１つの光学要素は、前記チャンバ内で前記ターゲット物質に前記レーザ光が照射されて放射される極端紫外光を集光する集光ミラーであり、前記磁場生成部は、電流が供給されるコイルおよび該コイルから前記所定の領域方向に延伸する磁心を含み、前記磁心の一部は、前記集光ミラーによって集光される極端紫外光におけるオブスキュレーション領域内に延伸してもよい。
図１は、本開示の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置および露光機の概略構成を示す模式断面図である。 図２は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。 図３は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の概略構成にエッチングガスを導入する装置とチャンバ内の圧力を検出するセンサを追加した模式断面図である。 図４は、エッチングガスを導入しない場合において磁束密度とＳｎの堆積速度と関係を示すグラフである。 図５は、水素ガスの流量とＳｎのＥＵＶ集光ミラー表面上でのエッチング速度の関係を示すグラフである。 図６は、本実施の形態１における水素ガス雰囲気中のＳｎイオンの軌跡を求めるモンテカルロシミュレーション（ＳＲＩＭ）の結果を示す図である。 図７は、本実施の形態１におけるＸｅガス雰囲気中のＳｎイオンの軌跡を求めるモンテカルロシミュレーション（ＳＲＩＭ）の結果を示す図である。 図８は、本実施の形態１においてモンテカルロシミュレーション（ＳＲＩＭ）で求めたチャンバ内圧力とＳｎイオンの拡散幅との関係を示すグラフである。 図９は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとイオン回収部との位置関係の一例を示す図である。 図１０は、図９においてイオン回収部とＥＵＶ光集光ミラーとにそれぞれ入射するイオンデブリの量を測定する実験を説明するための図である。 図１１は、図１０においてチャンバ内を真空とした場合と低圧水素ガス雰囲気とした場合とのそれぞれで磁力線の中心上に配置したファラデーカップに流れた電流の時間変化を示す図である。 図１２は、図１０においてチャンバ内を真空とした場合と低圧水素ガス雰囲気とした場合とのそれぞれで磁力線の中心から外した位置に配置したファラデーカップに流れた電流の時間変化を示す図である。 図１３は、図１０においてチャンバ内の水素ガスの圧力を変化させた場合にそれぞれのファラデーカップで検出される電流の積分値を示す図である。 図１４は、Ｓｎイオンの停止距離と水素ガス圧の関係を示すグラフである。 図１５は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとドロップレットジェネレータのノズルとの位置関係の一例を示す図である。 図１６は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーと計測器との位置関係の一例を示す図である。 図１７は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとエッチングガス導入部との関係を示す図である。 図１８は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとラジカル源との位置関係の一例を示す図である。 図１９は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーと静電引出し型ドロップレットジェネレータとの位置関係の一例を示す図である。 図２０は、図１９における静電引出し型ドロップレットジェネレータの概略構成を示す模式断面図である。 図２１は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーと静電引出し加速型ドロップレットジェネレータとの位置関係の一例を示す図である。 図２２は、図２１における静電引出し加速型ドロップレットジェネレータの概略構成を示す模式断面図である。 図２３は、本開示の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。 図２４は、本開示の実施の形態３によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。 図２５は、本開示の実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。 図２６は、本実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置の図１７と異なる断面における概略構成を示す模式断面図である。 図２７は、図２６におけるＥＵＶ光がＡ−Ａ面に形成するファーフィールドパターンを示す図である。 図２８は、本実施の形態４における磁心とオブスキュレーション領域との位置関係の一例を示す図である。 図２９は、本実施の形態４におけるイオンビームと磁心とコイルとイオン回収部との位置関係の一例を示す図である。 図３０は、本実施の形態５によるＥＵＶ光生成装置の概略構成においてコイルを１つとした場合の模式断面図である。
実施の形態
以下、本開示を実施するための形態を図面を参照に詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、従って、本開示は各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものではない。また、各図では、構成の明瞭化のため、断面におけるハッチングの一部が省略されている。さらに、後述において例示する数値は、本開示の好適な例に過ぎず、従って、本開示は例示された数値に限定されるものではない。
（実施の形態１）
まず、本開示の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置および露光機の概略構成を示す模式断面図である。図１に示すように、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置１は、高気密のチャンバ１０と、チャンバ１０内の略中心に位置するプラズマ生成サイトＰ１へ向けて液滴状のターゲット物質（ドロップレットＤ）を供給するドロップレットジェネレータ１６と、プラズマ生成サイトＰ１を通過したドロップレットＤを回収するドロップレット回収部１７と、を備える。なお、チャンバ１０は、不図示の排気ポンプに接続されていてもよい。
ドロップレットジェネレータ１６は、溶融した溶融錫（溶融Ｓｎ）など、ＥＵＶ光の生成材料となる液状のターゲット物質を蓄えるとともに、先端の開口がプラズマ生成サイトＰ１へ向けられたノズル１６ａを備える。ドロップレットジェネレータ１６に蓄えられた液状のターゲット物質は、ノズル１６ａの先端よりプラズマ生成サイトＰ１へ向けて、液滴状のドロップレットＤとして出力される。なお、ターゲット物質には、溶融Ｓｎに限らず、所望のＥＵＶ光の波長に応じて種々の溶融金属またはその他の物質を適用することができる。また、ターゲットには、液状のターゲットに限らず、固体ターゲットなどを用いてもよい。
また、図１に示すように、ＥＵＶ光生成装置１は、プラズマ生成サイトＰ１より放射されたＥＵＶ光を選択的に反射するＥＵＶ光集光ミラー１２を備える。ここで、プラズマ生成サイトＰ１には、ドロップレットＤがプラズマ生成サイトＰ１を通過するタイミングに合せて、不図示のドライバレーザ装置から出力されたレーザ光Ｌ１がウィンドウ１１を介して入射する。レーザ光Ｌ１は、たとえばＥＵＶ光集光ミラー１２の略中央に設けられた貫通孔１２ａを介して、ＥＵＶ光集光ミラー１２の背面側（反射面と反対側）からプラズマ生成サイトＰ１のドロップレットＤに図示しない集光学系により集光される。これにより、ドロップレットＤがプラズマ生成サイトＰ１付近でプラズマにイオン化し、このプラズマからＥＵＶ光Ｌ２が放射される。なお、ビーム軸ＡＸ上におけるＥＵＶ光集光ミラー１２と反対側には、レーザ光Ｌ１が露光機１００側へ入射するのを防止するビームダンパ１８が設けられてもよい。
プラズマ生成サイトＰ１から放射されたＥＵＶ光Ｌ２は、ＥＵＶ光集光ミラー１２によって選択的に反射される。ここで、ＥＵＶ光集光ミラー１２は、たとえば、第１焦点と第２焦点を有する回転楕円面の凹面形状であるとすると、第１の焦点の位置にはＥＵＶ光が発生するプラズマ生成サイトＰ１が位置し、反射されたＥＵＶ光が第２の焦点位置である中間集光点（ＩＦ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｏｃｕｓ）に集光するようにＥＵＶ集光ミラーが配置されている。このような配置にすることによって、プラズマ発光サイトＰ１からＥＵＶ発光した像を中間集光点ＩＦに結像させることができる。この中間集光点ＩＦが、たとえば露光機１００との接続部分である露光機接続部１９内に位置するように配置されている。したがって、プラズマ生成サイトＰ１で発生したＥＵＶ光Ｌ２は、ＥＵＶ光集光ミラー１２で選択的に反射されることで、露光機接続部１９内の中間集光点ＩＦに集光する。なお、この実施例では、レーザ光Ｌ１のビーム軸とＥＵＶ光Ｌ２のビーム軸ＡＸとは一致しているが、必ずしも一致している必要はない。ただし、プラズマ生成サイトＰ１および中間集光点ＩＦは、ＥＵＶの発光像と軸が一致している必要がある。
中間集光点ＩＦに集光したＥＵＶ光Ｌ２は、その後、露光機１００内へ導波される。露光機１００内には、半導体基板やガラス基板等の処理対象であるワークＷ１０１を保持し且つ水平移動可能なステージ１１０と、入力されたＥＵＶ光Ｌ２の断面を転写対象のパターンに整形しつつステージ１１０上のワークＷ１０１へ集光する１つ以上のミラーＭ７１〜Ｍ７５および反射型マスクＭ７３を含む露光学系と、が設けられる。したがって、ワークＷ１０１には、露光学系を経由したＥＵＶ光Ｌ２によるマスクＭ７３のパターンが結像されることで、所望のパターンが転写される。詳細に説明すると、露光機１００は、マスクＭ７３を照明するための照明光学系と、マスクＭ７３のマスクパターンを縮小投影してウエハなどのワークＷ１０１上に結像させるための縮小投影光学系と、からなる。照明光学系は、ミラーＭ７１およびミラーＭ７２からなり、反射型マスクＭ７３を照明する。縮小投影光学系は、ミラーＭ７４およびミラーＭ７５からなり、反射型マスクＭ７３のマスクパターンをワークＷ１０１上に結像させる。
また、図２は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。ただし、図２は、ビーム軸ＡＸを含む断面であって、図１に示す断面とは異なる断面を示す。図２に示すように、ＥＵＶ光生成装置１は、図１に示す構成に加え、チャンバ１０外に配置された一対のマグネット１４と、この一対のマグネット１４が形成する磁場の磁力線ＭＦの中心線上に配置された一対のイオン回収部１３と、チャンバ内の圧力を低圧にするための排気ポンプ２０とを備える。
マグネット１４は、たとえば超電導磁石などの磁場形成部であり、そのコイル１４ａに電流を流すことによって、０〜約２Ｔの範囲での磁場を大空間に定常的に形成することができる。この一対のマグネット１４は、両者の中心を結ぶ線がプラズマ生成サイトＰ１を通るように、プラズマ生成サイトＰ１を挟む位置に配置される。したがって、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したＳｎイオンなどの帯電粒子（以下、単にイオンデブリという）は、プラズマ生成サイトＰ１を通るように形成された磁場にトラップされる。トラップされたイオンデブリは、磁場からのローレンツ力を受けることで、磁力線ＭＦに巻きつくように回転しながら磁力線ＭＦに沿って移動する。これにより、磁力線ＭＦの向きに対して垂直な断面がある範囲に制限されたイオン流ＦＬが形成される。このイオン流ＦＬは、プラズマ生成サイトＰ１から離れる２つの方向へ向かって磁場方向に沿って流れる。
また、一対のマグネット１４が形成する磁場の磁力線ＭＦの中心線上であって、プラズマ生成サイトＰ１を挟む位置には、一対のイオン回収部１３が配置される。プラズマ生成サイトＰ１付近で発生してイオン流ＦＬとなったイオンデブリは、磁場に拘束されつつ磁力線ＭＦに沿って流れることで、いずれか一方のイオン回収部１３に回収される。
さらに、図２に示すように、ＥＵＶ光生成装置１は、たとえばＥＵＶ光集光ミラー１２の反射面など、チャンバ１０内に配置された光学要素に向けて設置されたエッチングガス導入部１５を備える。エッチングガス導入部１５は、堆積したターゲット物質（Ｓｎ）をエッチングするエッチングガスをチャンバ１０内に導入する。光学要素に堆積したターゲット物質は、エッチングガス導入部１５から導入されたエッチングガスと反応することで除去される。このエッチングガスには、水素（Ｈ２）ガスやＦ、ＣｌおよびＢｒなどのハロゲンガスまたはそれらを含有するガスなどを用いることができる。そこで、たとえばターゲット物質にＳｎを用い、エッチングガスに水素ガスを用いた場合、光学要素に堆積したＳｎは、水素と反応して気体のＳｎＨ４となり、この結果、光学要素表面から除去される。なお、エッチングガスと反応して生成された気体（ＳｎＨ４など）は、たとえばチャンバ１０に連結された排気ポンプ２０などによってチャンバ１０外へ排出される。
ここで、エッチングガス導入部１５の放出口付近には、エッチングガスを解離（ラジカル化）するためのラジカル源が設けられてもよい。ラジカル源の例としては、プラズマ源やＷフィラメント、マイクロ波などである。これにより、エッチングガスを、堆積したターゲット物質に対して反応性の高いラジカル粒子としてチャンバ１０内に供給できる。これにより、チャンバ１０内の光学要素に堆積したターゲット物質を効率よく除去することが可能となる。たとえばエッチングガスに水素ガスを用い、ターゲット物質にＳｎを用いた場合、水素ラジカルとＳｎとが効率よく反応して気体のＳｎＨ４が生成される。ここで、実質的に、プラズマ生成サイトＰ１から発光する紫外線等の波長の光によって、水素ガスから水素ラジカルに変化させてもよい。
図３は、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置の概略構成にエッチングガスを導入する装置とチャンバ内の圧力を検出するセンサとを追加した模式断面図である。エッチングガスを導入する装置は、エッチングガスタンク２４とエッチングガスの流量をコントロールする質量流量コントローラＭＦＣ２２と、エッチングガス導入源１５とからなる。そして、チャンバ１０には、チャンバ内部の圧力を計測するための圧力センサ２５が配管を介して設置されている。このＥＵＶ光生成装置１Ａは、エッチングガスの流量を調節したり、排気ポンプの排気量を調節することにより、チャンバ１０の内部の圧力を調節することができる。
図４は、エッチングガスを導入しない場合において、プラズマ生成サイトＰ１に発生する磁束密度とＥＵＶ光集光ミラー１２表面に堆積するＳｎの堆積速度との関係を示すグラフである。図４において、縦軸はＳｎの堆積速度、横軸は磁場の強さを示す磁束密度を示す。磁束密度が０Ｔから０．５Ｔの間においては、Ｓｎ堆積速度は単調減少した。一方、磁束密度０．５Ｔ以上の領域においては、Ｓｎの堆積速度が略一定となった。この結果より、磁束密度が０より大きく０．５Ｔの範囲では、イオンデブリが磁場によってトラップされていると考えられる。一方、磁束密度０．５Ｔ以上においては、磁場によってトラップできない電荷を有していない中性粒子や微粒子が堆積していると考えられる。
そこで、この電荷を有していない中性粒子および微粒子により堆積したＳｎをエッチングするために、エッチングガスとして水素ラジカルを含む水素ガスを真空チャンバ内に導入した。本例では、水素ガスをラジカル化するためのラジカル源１５Ａを通過させることによって、水素ガスと水素ラジカルとの混合ガスをチャンバ内に導入した。
図５に、水素ガスの流量とＳｎのＥＵＶ光集光ミラー１２表面上でのエッチング速度との関係を示す。縦軸にＳｎのエッチング速度（ｎｍ／ｍｉｎ）、横軸に水素ガスの質量流量（ｓｃｃｍ）を示す。なお、チャンバ内部の圧力を１０Ｐａ以下とした条件のもとでＳｎのエッチング速度を計測した。たとえば、ＥＵＶ光集光ミラー１２表面でのＳｎの堆積速度が０．０４ｎｍ／ｍｉｎである場合、水素ガスの質量流量を２５ｓｃｃｍから１３１ｓｃｃｍの範囲に調節することによって、ＥＵＶ光集光ミラー１２表面上に堆積しなくなる。
次に、チャンバ１０内の圧力が増加すると磁場によるイオンのトラップ効果が低下することに関して記述する。チャンバ１０内のガス圧（以下、チャンバ内圧力という）を高くすると、磁力線ＭＦに沿って流れるイオンデブリとチャンバ１０中の分子（または原子）との衝突が頻発する。この結果、磁場にトラップされつつ流れるイオンデブリが、磁力線ＭＦに巻きつくように延びる軌道から大きく外れ、磁場の中心線に対して外側へ拡散してしまう。すなわち、チャンバ内圧力を高くするに連れて、磁場方向に流れるイオン流ＦＬの断面積が大きくなる。また、さらに内圧が高くなるとイオンの移動の停止距離が短くなり、イオンが回収できなくなる。
ここで、分子（または原子）との衝突によって生じるイオンデブリの拡散幅は、チャンバ１０内の雰囲気ガス、主にチャンバ１０内に導入されるエッチングガスのガス種とガス圧とに依存する。図６に、ガス圧が１Ｐａであって、入射方向に磁束密度が０．６Ｔの磁場が印加された水素ガス雰囲気中に１ｋｅＶのＳｎイオンが入射した場合のＳｎイオンの軌跡を求めるモンテカルロシミュレーション（ＳＲＩＭ）の結果を示す。また、図７には、圧力が０．０１Ｐａであって、入射方向に磁束密度が０．６Ｔの磁場が印加されたＸｅガス雰囲気中に１ｋｅＶのＳｎイオンが入射した場合のＳｎイオンの軌跡を求めるモンテカルロシミュレーション（ＳＲＩＭ）の結果を示す。なお、図６および図７において、横軸は入射方向の距離、すなわち入射方向の移動距離を示し、縦軸は入射方向と垂直な移動距離、すなわち拡散幅σを示す。
まず、図６に示すように、水素ガス雰囲気中に入射したＳｎイオンは、水素ガス中の移動距離が数１００ｍｍ程度のときは略拡散していないものの、その後、水素ガス中を進むに連れてその拡散幅σが大きくなる。一方で、Ｘｅガス雰囲気中に入射したＳｎイオンは、Ｘｅガス中に入射した直後から大きく拡散し、その後あまり進まずに停止する。また、水素ガス中でのＳｎイオンの入射方向における停止距離が約６ｍであるのに対し、Ｘｅガス中でのＳｎイオンの入射方向における停止距離の最大は約３００ｍｍと短い。これは、水素分子の質量がＳｎイオンの質量に対して十分に軽いため、衝突時のエネルギー損失が小さいのに対し、Ｘｅ原子の質量がＳｎイオンの質量と略同じであるため、衝突時のエネルギー損失が大きいことが要因である。このことから、イオンデブリの拡散を抑えるためには、エッチングガスとしては、水素ガスなどの比較的軽い分子（または原子）のガスを用いるとよいことが分かる。
また、図８に、本実施の形態１においてモンテカルロシミュレーション（ＳＲＩＭ）で求めたチャンバ内圧力とＳｎイオンの拡散幅との関係を示す。図８において、ラインＬｈ１は、雰囲気ガスに水素ガスを用い、入射方向におけるＳｎイオンの移動距離を１００ｍｍとした場合の拡散幅σのチャンバ内圧力依存性を示し、ラインＬｈ２は、雰囲気ガスに水素ガスを用い、入射方向におけるＳｎイオンの移動距離を２００ｍｍとした場合の拡散幅σのチャンバ内圧力依存性を示す。また、ラインＬｘｅ１は、雰囲気ガスにＸｅガスを用い、入射方向におけるＳｎイオンの移動距離を１００ｍｍとした場合の拡散幅σのチャンバ内圧力依存性を示し、ラインＬｘｅ２は、雰囲気ガスにＸｅガスを用い、入射方向におけるＳｎイオンの移動距離を２００ｍｍとした場合の拡散幅σのチャンバ内圧力依存性を示す。
図８に示すように、雰囲気ガスに水素ガスを用いた場合、拡散幅σが１ｍｍ以下となるのは、入射方向における移動距離が１００ｍｍであればチャンバ内圧力が６×１０−１Ｐａ程度以下、２００ｍｍであれば３Ｐａ程度以下のときである。一方、雰囲気ガスにＸｅガスを用いた場合、拡散幅σが１ｍｍ以下となるのは、入射方向における移動距離が１００ｍｍであればチャンバ内圧力が３．５×１０−４Ｐａ程度以下、２００ｍｍであれば８×１０−５Ｐａ程度以下のときである。ここで、水素ガスのＳｎイオンに対する重さの比は、ＸｅガスのＳｎイオンに対する重さの比に比べて十分に小さい。このため、雰囲気ガスに水素ガスを用いた場合、雰囲気ガスにＸｅガスを用いた場合よりチャンバ内圧力を４桁程度高くしたとしても、Ｘｅガスを用いた場合と略同じ拡散幅σが得られる。すなわち、水素ガスを用いた場合の方がＸｅガスを用いた場合よりも、拡散幅σを増加させることなくチャンバ内圧力を高くすることができる。このことから、より効率的に堆積したＳｎを除去するためには、水素ガスまたは水素ラジカルをエッチングガスに用いた方がよいことが分かる。なお、Ｘｅガスは、Ｓｎと反応しないため、エッチングガスとして使用できない。しかし、高いエネルギーを有するＳｎデブリを停止させることを目的とした場合は有効である。
そこで、本実施の形態１では、プラズマ生成サイトＰ１付近に形成する磁場の磁束密度Ｂと、プラズマ生成サイトＰ１に対するＥＵＶ光集光ミラー１２およびイオン回収部１３の位置関係とを以下のようにアレンジする。図９は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトＰ１とＥＵＶ光集光ミラー１２とイオン回収部１３との位置関係の一例を示す図である。図９に示す例では、エッチングガスに水素ガスを用い、ターゲット物質にＳｎを用い、プラズマ生成サイトＰ１付近に形成される磁場の磁束密度Ｂを０．６Ｔとし、ＥＵＶ光集光ミラー１２の半径ｒ１を２００ｍｍとし、磁力線ＭＦと垂直方向におけるイオン流ＦＬの端とＥＵＶ光集光ミラー１２の端部との距離ｌ１を６ｍｍとする。なお、磁束密度を０．６Ｔとした場合の真空状態でのイオン流ＦＬの半径ｒ２は２５ｍｍである。また、安全率を含むＳｎイオンの拡散幅をｗ１ｈとする。
この条件において、たとえば安全率を３（Ｗ１ｈ＝３σ）とし、チャンバ内圧力を１０Ｐａとすると、ＳｎイオンがＥＵＶ光集光ミラー１２に入射する確率が、１．３５×１０−３と、十分に小さい値となる。また、たとえば安全率を６（Ｗ１ｈ＝６σ）とし、チャンバ内圧力を４Ｐａとすると、ＳｎイオンがＥＵＶ光集光ミラー１２に入射する確率が、１．７８×１０−１０と、さらに改善される。さらに、たとえば安全率を９（Ｗ１ｈ＝９σ）とし、チャンバ内圧力を２Ｐａとすると、ＳｎイオンがＥＵＶ光集光ミラー１２に入射する確率が、１．１３×１０−１９と、無視できる程度に非常に小さな値となる。
そこで、図９に示す条件において、イオン回収部１３に入射するイオンデブリとＥＵＶ光集光ミラー１２に入射するイオンデブリとを測定した。図１０は、図９においてイオン回収部とＥＵＶ光集光ミラーとにそれぞれ入射するイオンデブリの量を測定する実験を説明するための図である。図１０に示すように、この実験では、イオン回収部１３の代わりにファラデーカップＦ１が配置されるとともに、ＥＵＶ光集光ミラー１２の端部の代わりにファラデーカップＦ２が配置される。なお、ファラデーカップＦ１は、図１０に示すように、ＥＵＶ光集光ミラー１２の端に対応する箇所に配置されてもよい。また、図１１は、図１０においてチャンバ内を真空とした場合と低圧水素ガス雰囲気とした場合とのそれぞれで磁力線の中心上に配置したファラデーカップ（Ｆ１）に流れた電流の時間変化を示す図であり、図１２は、図１０においてチャンバ内を真空とした場合と低圧水素ガス雰囲気とした場合とのそれぞれで磁力線の中心から外した位置に配置したファラデーカップ（Ｆ２）に流れた電流の時間変化を示す図である。
図１１におけるラインＬ１１は、チャンバ１０内を真空とし、磁束密度０．６Ｔ磁場を発生させた場合のファラデーカップＦ１の検出波形を示す。この条件では、ファラデーカップＦ１では比較的値が大きく且つ時間的に短いパルス状の電流が検出された。一方、図１２のラインＬ２２は、同じ条件でのファラデーカップＦ２の検出波形を示す。この条件では、ファラデーカップＦ２ではパルス状の電流が検出される。このことから、チャンバ内を真空にすることによって、ほとんどのイオンがファラデーカップＦ１に到達することが分かる。一方、ＥＵＶ光集光ミラー１２の位置の方向に相当するファラデーカップＦ２にはイオンが到達しない。これは、高エネルギーのＳｎのイオンデブリはＥＵＶ光集光ミラー１２に入射しないことを示している。いいかえれば、ファラデーカップＦ１で検出される電流量と比較して、ファラデーカップＦ２で検出される電流量が十分に小さいことから、ほとんどのイオンデブリをファラデーカップＦ１（イオン回収部１３に相当）で回収できることが分かる。
逆に、図１１におけるラインＬ１２は、チャンバ１０内に水素ガスを導入して圧力を上げた場合、磁束密度０．６Ｔ磁場を発生させた場合のファラデーカップのＦ１の検出波形を示す。この条件では、ファラデーカップＦ１では比較的値が大きく且つ時間的に短いパルス状の電流が検出された。一方、図１２のラインＬ２１は、同じ条件で場合のファラデーカップのＦ２の検出波形の例を示す。この条件では、ファラデーカップＦ２では小さなパルス状の電流が検出される。この場合は、ＥＵＶ集光ミラーにＳｎのイオンデブリが入射する場合に相当する。
また、図１３に、図１０においてチャンバ内の水素ガスの圧力を変化させた場合にそれぞれのファラデーカップで検出される電流の積分値を示す。図１３に示すように、水素ガスの圧力が８Ｐａを超えるまで、図１０のファラデーカップＦ１およびＦ２で検出される電流量の積分値は略変化しない。これは、図９に示すような磁束密度Ｂに対する位置関係とすることで、水素ガスのチャンバ内圧力が少なくとも８Ｐａを超えるまでは、発生したイオンデブリのほとんどをイオン回収部１３で回収できることを意味している。したがって、エッチングガスに水素ガスを用いた場合、チャンバ１０内の水素ガス圧を少なくとも８Ｐａ以下とすることで、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを磁場を用いて回収しつつ、チャンバ１０内の光学要素表面にターゲット物質の層が形成されるのを防止できる。以上の実験結果は、シミュレーション結果と略一致した。
次に、図１４は、Ｓｎイオンの平均停止距離と水素ガス圧との関係を示すグラフである。縦軸に平均停止距離（ｍｍ）、横軸に水素ガス圧力（Ｐａ）をそれぞれ示す。水素ガス圧が高くなればなるほど、平均停止距離ｄ１は短くなる。たとえば、プラズマ生成サイトＰ１から２００ｍｍの位置でＳｎイオンを磁場でトラップしてＳｎを回収するためには、水素ガス圧が１５Ｐａ以下である必要がある。また、プラズマ生成サイトＰ１から４６ｍｍの位置でＳｎイオンを磁場でトラップしてＳｎを回収するためには、水素ガス圧が１００Ｐａ以下とする必要がある。
以上のように、本実施の形態１では、イオンデブリの拡散する範囲内にＥＵＶ光集光ミラー１２等の光学要素が含まれないように、光学要素とイオン流ＦＬの端との距離を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。これによって、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを磁場を用いて回収しつつ、チャンバ１０内の光学要素表面にターゲット物質の層が形成されるのを防止できる。
また、上記の説明では、拡散したイオンデブリをＥＵＶ光集光ミラー１２に入射させない場合を例に挙げた。ただし、これに限るものではない。図１５は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとドロップレットジェネレータのノズルとの位置関係の一例を示す図である。たとえばドロップレットジェネレータ１６のノズル１６ａ先端は、プラズマ生成サイトＰ１へ位置およびタイミングの精度よくドロップレットＤを供給するために、図１５に示すように、できるだけプラズマ生成サイトＰ１へ近づけることが好ましい。ただし、ノズル１６ａの先端にイオンデブリが堆積すると、このノズル１６ａ先端からドロップレットＤが正確に出力されなくなる場合がある。そこで本実施の形態１では、図１５に示すように、イオンデブリの拡散する範囲内にノズル１６ａ先端が配置されないように、イオン流ＦＬの端とノズル１６ａ先端との距離ｌ２を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。なお、本実施例ではターゲットの出力方向が磁場の方向に対して斜めの場合の実施例を示したが。この実施例に限定されることなく、ターゲットの出力方向と磁場の方向が略垂直な関係で配置して、イオンデブリがノズル１６ａのターゲット物質射出孔に到達しないように配置すればよい。
さらに、図１６は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーと計測器との位置関係の一例を示す図である。プラズマ生成サイトＰ１から放射されたＥＵＶ光Ｌ２の光強度等を計測する計測器Ｍ１についても、その計測精度を向上させるためには、できるだけプラズマ生成サイトＰ１へ近づけることが好ましい。そこで本実施の形態１では、図１６に示すように、イオンデブリの拡散する範囲内に計測器Ｍ１の先端が配置されないように、イオン流ＦＬの端と計測器Ｍ１の先端との距離ｌ３を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。なお、本実施の形態では光強度を計測するための計測器Ｍ１の場合の例を示したが、この例に限定されることなく、チャンバ内部に配置されているセンサであれば如何なるものも適用することができる。たとえば、ターゲットの位置を検出する検出器でもよい。
さらにまた、図１７は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとエッチングガス導入部との関係を示す図である。プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリは、プラズマ生成サイトＰ１付近に配置された光学要素に堆積し易い。このため、チャンバ１０内にエッチングガスを導入するエッチングガス導入部１５は、必然的にプラズマ生成サイトＰ１付近に配置されることが好ましい。そこで本実施の形態１では、図１７に示すように、イオンデブリの拡散する範囲内にエッチングガス導入部１５の先端が配置されないように、イオン流ＦＬの端とエッチングガス導入部１５の先端との距離ｌ４を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。なお、このエッチングガス導入部１５は、水素ラジカルなどをチャンバ１０内に導入するラジカル導入ポートであってもよい。
さらにまた、図１８は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーとラジカル源との位置関係の一例を示す図である。上述したように、チャンバ１０内に導入されるエッチングガスは、ターゲット物質との反応性が高いラジカルであることが好ましい。そこで本実施の形態１では、図１８に示すように、エッチングガス導入部１５の先端にラジカル源１５Ａを配置してもよい。これにより、エッチングガス導入部１５から供給されたエッチングガスをラジカル源１５Ａにてラジカル化してチャンバ１０内に導入することが可能となる。ただし、図１７を用いて示したように、チャンバ１０内にエッチングガスを導入する部分（ラジカル源１５Ａ）はプラズマ生成サイトＰ１付近に配置されることが好ましい。そこで本実施の形態１では、図１８に示すように、イオンデブリの拡散する範囲内にラジカル源１５Ａの先端が配置されないように、イオン流ＦＬの端とラジカル源１５Ａの先端との距離ｌ５を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。
さらにまた、図１９は、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーと静電引出し型ドロップレットジェネレータとの位置関係の一例を示す図である。本実施の形態１によるドロップレットジェネレータ１６は、図２０に示すような、静電引出し型ドロップレットジェネレータ１６Ａに置き換えることができる。図２０に、図１９における静電引出し型ドロップレットジェネレータの概略構成を示す。図２０に示すように、静電引出し型ドロップレットジェネレータ１６Ａは、液体状の溶融Ｓｎを蓄えるタンク１６−１と、タンク１６−１から突出するノズル１６ａ内部の溶融Ｓｎを接地電位にする電極１６ｃと、電極１６ｃと離間しつつ対向配置された引出し電極１６ｂと、を備える。タンク１６−１内の溶融Ｓｎは、たとえばタンク１６−１周囲に設けられたヒータ１６−２によってその融点以上に温められていてもよい。また、引出し電極１６ｂは、絶縁体１６ｄによって、電極１６ｃから離間して固定される。この構成において、引出し電極１６ｂに数ｋＶ程度のパルス状の電圧を入力することで、ノズル１６ａの先端からオンデマンドでドロップレットＤを引き出すことが可能となる。
なお、静電引出し型ドロップレットジェネレータ１６Ａを用いた場合でも、ドロップレットジェネレータ１６を用いた場合と同様に、ノズル１６ａ先端をできるだけプラズマ生成サイトＰ１へ近づけることが好ましい。そこで本実施の形態１では、図１９に示すように、イオンデブリの拡散する範囲内にノズル１６ａよりも先方に位置する引出し電極１６ｂが配置されないように、イオン流ＦＬの端と引出し電極１６ｂとの距離ｌ６を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。
また、図２１に、本実施の形態１におけるプラズマ生成サイトとＥＵＶ光集光ミラーと静電引出し加速型ドロップレットジェネレータとの位置関係の一例を示す。本実施の形態１によるドロップレットジェネレータ１６は、図２２に示すような、静電引出し加速型ドロップレットジェネレータ１６Ｂに置き換えることも可能である。図２２に、図２１における静電引出し加速型ドロップレットジェネレータの概略構成を示す。図２２に示すように、静電引出し加速型ドロップレットジェネレータ１６Ｂは、図２０に示す静電引出し型ドロップレットジェネレータ１６Ａと同様の構成に加え、引出し電極１６ｂよりも先方に配置された加速電極１６ｅを備える。この構成において、引出し電極１６ｂに数ｋＶ程度のパルス状の電圧を入力するとともに、加速電極１６ｅにたとえば数十ｋＶまたはそれ以上の電圧を印加することで、ノズル１６ａの先端からオンデマンドで引き出したドロップレットＤを加速させることが可能となる。
以上のような静電引き出し型のドロップレットジェネレータ１６Ａを用いた場合やドロップレットを帯電させて加速させる場合、ドロップレットジェネレータのノズル穴に対向する電極に約数ｋＶの高電圧を印加する必要がある。ただし、チャンバ１０内部のガス圧力が高いと、ガス中で絶縁破壊を起こすため、高い電圧を印加できない。このような理由により、チャンバ１０内部に高電圧が印加される要素がある場合、ガス圧力の上限値を制限する必要がある。たとえば、上記のような静電引き出し型のドロップレットジェネレータ１６Ａや、加速電極１６ｅを使用する場合は、チャンバ内圧力を約０．２Ｐａ以下にすることが望ましい。
なお、静電引出し加速型ドロップレットジェネレータ１６Ｂを用いた場合でも、ドロップレットジェネレータ１６を用いた場合と同様に、ノズル１６ａ先端をできるだけプラズマ生成サイトＰ１へ近づけることが好ましい。そこで本実施の形態１では、図２１に示すように、イオンデブリの拡散する範囲内にノズル１６ａよりも先方に位置する加速電極１６ｅが配置されないように、イオン流ＦＬの端と加速電極１６ｅとの距離ｌ７を調節するとともに、チャンバ１０内におけるエッチングガスの圧力を最適化する。
以上のように、本実施の形態１における光学要素には、ＥＵＶ光集光ミラー１２に限らず、チャンバ１０内に配置される種々の光学要素が含まれる。さらに、ターゲットの発生するターゲット発生ノズルや各種センサ、エッチングガス導入部等のチャンバ内部に配置される要素が含まれる。
（実施の形態２）
つぎに、本開示の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図２３は、本実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。図２３に示すように、本実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置２は、上述の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置１と同様の構成に加え、イオン回収部１３に近接配置されたイオンセンサ２１と、エッチングガスを蓄えるガスタンク２４とエッチングガス導入部１５との間に配置されてエッチングガス導入部１５からチャンバ１０内に導入されるエッチングガスの流量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２と、イオンセンサ２１で検出されたイオン量に基づいてＭＦＣ２２を制御するコントローラ２３と、チャンバ１０内のガスを排出する排気ポンプ２０と、チャンバ内圧力を検出する圧力センサ２５とを備える。なお、ガスタンク２４は、上述の実施の形態１では省略したが、ＥＵＶ光生成装置１にも設けられている。また、ＭＦＣ２２およびコントローラ２３は、チャンバ１０内のガス圧が、イオンデブリの拡散幅が磁場にトラップされつつ流れるイオン流ＦＬの端から光学要素までの距離よりも短くなるガス圧となるように、エッチングガスの流量を調節するとともに、排気ポンプ２０を制御することで排気ガスの排気速度を制御する。
イオンセンサ２１は、チャンバ１０内のガス（主にエッチングガス）で拡散したためにイオン回収部１３に入射できなかったイオンデブリの量を検出する。このため、イオンセンサ２１は、イオン回収部１３の隣であってできるだけ近接した位置に配置される。コントローラ２３は、イオンセンサ２１でイオンが検出された場合、またはイオンセンサ２１で検出されたイオン量が予め設定しておいたしきい値を超えた場合、ＭＦＣ２２を制御することで、ガスタンク２４からエッチングガス導入部１５に流れ込むエッチングガスの流量を一時的に低減する。これにより、チャンバ１０内に導入されるエッチングガスの量を調節してチャンバ内圧力を低下させることが可能なる。この結果、磁場にトラップされたイオンデブリの拡散幅が低減され、イオン回収部１３外に流れるイオンデブリの量が低下する。あるいは、エッチングガスの流量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２の流量を一定にしておいて、排気ポンプ２０の排気量を制御する。
このように、実際にイオン回収部１３外に流れるイオンデブリの量に基づいてチャンバ１０内のガス圧を最適化することで、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリをより確実にイオン回収部１３で回収することが可能となる。これによって、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを磁場を用いて回収しつつ、チャンバ１０内の光学要素表面にターゲット物質の層が形成されるのをより確実に防止できる。
なお、上記の説明では、イオンセンサ２１をイオン回収部１３に近接配置してイオン回収部１３外に流れるイオンデブリの量を検出した。ただし、これに限らず、たとえばＥＵＶ光集光ミラー１２やドロップレットジェネレータ１６のノズル１６ａや計測器Ｍ１やエッチングガス導入部１５やラジカル源１５Ａなどの各種光学要素に、コントローラ２３に接続されたイオンセンサ２１を近接配置することで、これら光学要素に入射するイオンデブリの量を検出してもよい。イオンの検出結果に基づいて、ＭＦＣ２２もしくは排気ポンプ２０またはその両方を用いてチャンバ内圧力を制御してもよい。
（実施の形態３）
つぎに、本開示の実施の形態３によるＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図２４は、本実施の形態３によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。図２４に示すように、本実施の形態３によるＥＵＶ光生成装置３は、上述の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置２と同様の構成に加え、一対のマグネット１４それぞれに接続されたマグネットコントローラ３１を備える。マグネットコントローラ３１およびコントローラ２３は、プラズマ生成サイトＰ１付近に形成される磁場の磁束密度が、イオンデブリの拡散幅が磁場に拘束されつつ流れるイオン流ＦＬの端から光学要素までの距離よりも短くなる磁束密度となるように、磁場の強度を調節する磁場強度制御部として機能する。この場合、コイル１４ａに流す電流値とプラズマ生成サイトＰ１付近に形成される磁場の磁束密度との相関を予め計測しておき、所望の磁束密度となるようコイル１４aに流す電流値を制御するとよい。なお、磁束密度を計測するために図示しない磁気センサをマグネット１４の周辺部に配置してもよい。磁気センサを設置する場合、マグネットコントローラ３１は磁気センサによる磁束密度検出値に基づいて、磁場の強度を調整してもよい。この場合、磁気センサによって計測される部位の磁束密度とプラズマ生成サイトＰ１付近に形成される磁場の磁束密度との相関を予め計測しておき、所望の磁束密度となるようコイル１４aに流す電流値を制御するとよい。
マグネットコントローラ３１は、コントローラ２３からの制御の下、一対のマグネット１４が形成する磁場の強度を制御する。すなわち、コントローラ２３は、イオンセンサ２１でイオンが検出された場合、またはイオンセンサ２１で検出されたイオン量が予め設定しておいたしきい値を超えた場合、ＭＦＣ２２を制御してガスタンク２４からエッチングガス導入部１５に流れ込むエッチングガスの流量を一時的に低減するとともに、マグネットコントローラ３１を制御することで、プラズマ生成サイトＰ１付近に形成される磁場の強度を強くする。これにより、チャンバ１０内に導入されるエッチングガスの量を調節してチャンバ内圧力を低下させつつ、磁束密度を高めてイオンデブリの拡散幅を小さくすることが可能となる。この結果、磁場にトラップされたイオンデブリの拡散幅が低減され、イオン回収部１３外に流れるイオンデブリの量が低下する。
このように、実際にイオン回収部１３外に流れるイオンデブリの量に基づいてチャンバ１０内のガス圧および磁束密度を最適化することで、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリをより確実にイオン回収部１３で回収することが可能となる。これによって、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを磁場を用いて回収しつつ、チャンバ１０内の光学要素表面にターゲット物質の層が形成されるのをより確実に防止できる。
なお、上記の説明では、イオンセンサ２１をイオン回収部１３に近接配置してイオン回収部１３外に流れるイオンデブリの量を検出した。ただし、これに限らず、たとえばＥＵＶ光集光ミラー１２やドロップレットジェネレータ１６のノズル１６ａや計測器Ｍ１やエッチングガス導入部１５やラジカル源１５Ａなどの各種光学要素に、コントローラ２３に接続されたイオンセンサ２１を近接配置することで、これら光学要素に入射するイオンデブリの量を検出してもよい。
（実施の形態４）
つぎに、本開示の実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図２５および図２６は、本実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。ただし、図２６は、ビーム軸ＡＸを含む断面であって、図２５に示す断面とは異なる断面を示す。
図２５および図２６に示すように、本実施の形態４によるＥＵＶ光生成装置４は、上述の実施の形態１〜３のいずれかによるＥＵＶ光生成装置と同様の構成において、プラズマ生成サイトＰ１付近に磁場を形成するコイル１４ａが、チャンバ１０内に配置されている。なお、チャンバ１０は、気密性を保持するためのゲートバルブ４９を介して露光機接続部１９に接続されている。また、ＥＵＶ光生成装置４は、各コイル１４ａのボア内からプラズマ生成サイトＰ１へ向けてそれぞれ筒状に延伸する磁心４２を備える。これにより、プラズマ生成サイトＰ１近傍に集中して強い磁場を形成することが可能となる。この結果、周囲の計測器等への磁場の影響を低減して、プラズマ生成サイトＰ１近傍に強い磁場を形成することが可能となる。
また、先端がプラズマ生成サイトＰ１を挟んで対向する磁心４２が形成する磁場は、その磁力線の中心がプラズマ生成サイトＰ１を通り且つその方向が筒状の磁心４２の中心線と一致する。そこで、各磁心４２の内部であって各コイル１４ａのボア中心に、イオン回収部１３を配置する。さらに、少なくとも各磁心４２におけるプラズマ生成サイトＰ１側の開口の直径は、イオン流ＦＬの端とＥＵＶ光集光ミラー１２の端部との位置関係と同様に、イオン流ＦＬの直径にイオンデブリの拡散幅を加算した値よりも広い。これにより、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを確実に磁心４２の内部に導き入れることが可能となる。この結果、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを、プラズマ生成サイトＰ１近傍に集中して形成した磁場でトラップし、その後、磁心４２の底部に配置されたイオン回収部１３で回収することが可能となる。
以上のような構成とすることで、より強い磁場を用いてイオンデブリをトラップできるため、チャンバ１０内のエッチングガスの圧力を高めたとしても、イオンデブリの拡散幅を抑えることが可能となる。この結果、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンデブリを磁場を用いて回収する構成において、チャンバ１０内の光学要素表面にターゲット物質の層が形成されるのをより確実に防止することが可能となる。この実施の形態では、プラズマ生成サイトＰ１の近傍に磁心４２を近づけることができるため、エッチングガスの圧力を高く設定しても、イオンデブリをトラップすることが可能である。たとえば、水素ガスまたは水素ラジカルを含むエッチングガスを使用する場合、１００Ｐａまでチャンバ内圧力を上げても、イオンデブリをトラップして回収し、かつ、ＥＵＶ光集光ミラー１２に堆積したＳｎをエッチングすることが可能となる。
また、チャンバ１０の内部に配置された磁心４２は、オブスキュレーション領域Ｅ１外に配置されたコイル１４ａからオブスキュレーション領域Ｅ１内にまで延伸する。ここで、図２７に、図２６におけるＥＵＶ光がＡ−Ａ面に形成するファーフィールドパターンを示す。図２７に示すように、ＥＵＶ光Ｌ２は、その中心軸ＡＸと垂直な断面において、オブスキュレーション領域Ｅ１を含む。オブスキュレーション領域Ｅ１とは、ＥＵＶ光集光ミラー１２によって集光されるＥＵＶ光Ｌ２が露光機１００において利用されない角度範囲に対応する領域のことをいう。この説明では、露光機１００において利用されない角度範囲に含まれる３次元的な体積領域をオブスキュレーション領域Ｅ１とする。
このオブスキュレーション領域Ｅ１のＥＵＶ光Ｌ２は、上述のように、露光機１００における露光に用いられない。このため、このオブスキレーション領域Ｅ１のＥＵＶ光Ｌ２が露光機１００に入力されないとしても、露光機１００の露光性能やスループットは全く影響されない。そこで本実施の形態４では、図２８に示すように、このオブスキュレーション領域Ｅ１内にまで磁心４２を延伸させる。これにより、磁心４２の先端をよりプラズマ生成サイトＰ１に接近させることが可能となる。この結果、プラズマ生成サイトＰ１近傍のより狭い範囲に強い磁場を形成することが可能となる。なお、図２８は、本実施の形態４における磁心とオブスキュレーション領域との位置関係の一例を示す図である。
また、たとえばオブスキュレーション領域Ｅ１内にまで延伸する磁心４２は、図２９に示すように、その表面が、Ｗ（タングステン）、Ｓｎ（錫）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（カーボン）など、イオンデブリによってスパッタされ難い材料よりなるコーティング膜４２ｃにてコーティングされていることが好ましい。また、Ｓｎに対して濡れ性が高いＣｕまたはＴｉでコーティングしてもよい。これにより、磁心４２がスパッタされて、チャンバ１０内に磁心４２の材料よりなるデブリが発生することを回避できる。なお、図２９は、本実施の形態４におけるイオンビームと磁心とコイルとイオン回収部との位置関係の一例を示す図である。
さらに、図２９に示すように、イオン回収部１３も、コーティング膜４２ｃと同様の材料よりなるコーティング膜１３ｃにてコーティングされていることが好ましい。これにより、イオン回収部１３自体がスパッタされてしまうことを防止することが可能となる。
その他の構成は、上述した実施の形態１〜３のいずれかと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。なお、図２５および図２６における駆動レーザＬＤ１０は、上述の各実施の形態においてその説明が省略された構成である。ただし、各実施の形態に設けられ得るものであって、レーザ光Ｌ１の光源である。
（実施の形態５）
本開示の実施の形態５によるＥＵＶ光生成装置を、図面を参照して詳細に説明する。図３０は、本実施の形態５によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式断面図である。図３０に示すように、本実施の形態５によるＥＵＶ光生成装置５は、上述の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置２と同様の構成において、１つのマグネット１４のみを備える。すなわち、本実施の形態５は、１つのマグネット１４よりなるシングルコイルによってプラズマ生成サイトＰ１に磁場を生成する場合の例を示す。
プラズマ生成サイトＰ１においてプラズマが生成されると、イオンは磁場にトラップされ、磁場の方向に移動する。プラズマ生成サイトＰ１に対してマグネット１４側では、磁束密度が高くなる。一方、プラズマ生成サイトＰ１に対してマグネット１４が配置されていない側では、磁束密度が小さくなる。そこで、この磁束密度の状態に応じて、プラズマ生成サイトＰ１に対してマグネット１４が配置されていない側のイオン回収部１３を、プラズマ生成サイトＰ１に対してマグネット１４側のイオン回収部１３よりも開口径が大きなイオン回収部１３Ａに置き換える。このように本実施の形態５では、イオン回収部１３とイオン回収部１３Ａの開口を調節して設置される。
ただし、この実施の形態５では、イオン回収部１３とイオン回収部１３Ａの開口径が異なる場合に限らず、イオン回収部１３の開口と同じものをイオン回収部１３Ａに配置してもよい。このような構成とした場合、コントローラ３３は、チャンバ１０の内部の圧力を圧力センサ２５の信号によって検出して、エッチングガスの流量をＭＦＣ２２により制御したり、排気ポンプ２０によって排気量を制御して、エッチングガスの圧力を所望の圧力に制御する。
また、上記実施の形態およびその変形例は本開示を実施するための例にすぎず、本開示はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本開示の範囲内であり、更に本開示の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。例えば各実施の形態に対して適宜例示した変形例は、他の実施の形態に対して適用することも可能であることは言うまでもない。
１、１Ａ、２、３、４、５ ＥＵＶ光生成装置
１０ チャンバ
１１ ウィンドウ
１２ ＥＵＶ光集光ミラー
１２ａ 貫通孔
１３、１３Ａ イオン回収部
１３ｃ、４２ｃ コーティング膜
１４ マグネット
１４ａ コイル
１５ エッチングガス導入部
１５Ａ ラジカル源
１６ ドロップレットジェネレータ
１６−１ タンク
１６−２ ヒータ
１６Ａ 静電引出し型ドロップレットジェネレータ
１６Ｂ 静電引出し加速型ドロップレットジェネレータ
１６ａ ノズル
１６ｂ 引出し電極
１６ｃ 電極
１６ｄ 絶縁体
１６ｅ 加速電極
１８ ビームダンパ
１９ 露光機接続部
２０ 排気ポンプ
２１ イオンセンサ
２２ マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
２３ コントローラ
２４ ガスタンク
２５ 圧力センサ
３１ マグネットコントローラ
４２ 磁心
１００ 露光機
ＡＸ 光軸
Ｄ ドロップレット
Ｅ１ オブスキュレーション領域
Ｆ１、Ｆ２ ファラデーカップ
ＦＬ イオン流
ＩＦ 中間集光点
Ｌ１ レーザ光
Ｌ２ ＥＵＶ光
ＬＤ１０ 駆動レーザ
Ｍ１ 計測器
Ｍ７１〜Ｍ７４ ミラー
Ｍ７５ 反射型マスク
ＭＦ 磁力線
Ｐ１ プラズマ生成サイト
Ｗ１０１ ワーク

Claims (23)

  1. レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザシステムから出力されるレーザ光を入射させるための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、
    前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の前記レーザ光が照射される所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
    前記チャンバ内に配置される少なくとも１つの光学要素と、
    前記所定の領域付近に磁場を生成するための磁場生成部と、
    前記磁場の磁力線方向に配置され、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射された際に発生し磁力線に沿って流れるイオンを回収するためのイオン回収部と、
    前記チャンバ内にエッチングガスを導入するガス導入部と、
    を備え、
    前記磁力線に沿って流れる前記イオンは、所定の拡散幅を有するイオン流を形成し、
    前記少なくとも１つの光学要素は、前記イオン流の実質的に端部から離間するよう配置される、
    極端紫外光生成装置。
  2. レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザシステムから出力されるレーザ光を入射させるための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、
    前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の前記レーザ光が照射される所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
    前記チャンバ内に配置される少なくとも１つの光学要素と、
    前記所定の領域付近に磁場を生成するための磁場生成部と、
    前記磁場の磁力線方向に配置され、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射された際に発生し磁力線に沿って流れるイオンを回収するためのイオン回収部と、
    前記チャンバ内にエッチングガスを導入するガス導入部と、
    を備え、
    前記磁力線に沿って流れる前記イオンは、所定の拡散幅を有するイオン流を形成し、
    前記ターゲット供給部は、その先端が前記イオン流の実質的に端部から離間するよう配置される、
    極端紫外光生成装置。
  3. レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザシステムから出力されるレーザ光を入射させるための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、
    前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の前記レーザ光が照射される所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
    前記チャンバ内に配置される少なくとも１つの光学要素と、
    前記所定の領域付近に磁場を生成するための磁場生成部と、
    前記磁場の磁力線方向に配置され、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射された際に発生し磁力線に沿って流れるイオンを回収するためのイオン回収部と、
    前記チャンバ内にエッチングガスを導入するガス導入部と、
    を備え、
    前記磁力線に沿って流れる前記イオンは、所定の拡散幅を有するイオン流を形成し、
    前記ガス導入部は、その先端が前記イオン流の実質的に端部から離間するよう配置される、
    極端紫外光生成装置。
  4. 前記所定の拡散幅は、前記磁場の強度分布と、前記チャンバ内の圧力と、前記イオンのエネルギーとによって求まる、請求項１記載の極端紫外光生成装置。
  5. 前記所定の拡散幅は、前記磁場の強度分布と、前記チャンバ内の圧力と、前記イオンのエネルギーとによって求まる、請求項２記載の極端紫外光生成装置。
  6. 前記所定の拡散幅は、前記磁場の強度分布と、前記チャンバ内の圧力と、前記イオンのエネルギーとによって求まる、請求項３記載の極端紫外光生成装置。
  7. 前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出器と、
    前記エッチングガスの流量を検出する質量流量計と、
    前記質量流量計の検出する値が所望のエッチング速度を達成するように前記エッチングガスの流量を制御するガス流量制御部と、
    前記チャンバ内のガスを排気する排気装置と、
    前記少なくとも１つの光学要素近傍に配置され、イオンを検出するイオンセンサと、
    をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
  8. 前記チャンバ内の圧力は、約０．５Ｐａ以上約１３Ｐａ以下である、請求項７記載の極端紫外光生成装置。
  9. 前記エッチングガスの流量は、約２５ｓｃｃｍ以上約１００ｓｃｃｍ以下である、請求項７記載の極端紫外光生成装置。
  10. 前記ガス流量制御部は、前記圧力検出器で検出された前記圧力および前記イオンセンサで検出された値の少なくともいずれか一方に基づいて、前記ガス導入部から前記チャンバ内に導入される前記エッチングガスの流量を制御する、請求項７記載の極端紫外光生成装置。
  11. 前記磁場の強度を制御する磁場強度制御部と、
    前記磁場生成部に電流を供給する電源と、
    前記少なくとも１つの光学要素近傍に配置され、イオンを検出するイオンセンサと、
    をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
  12. 前記磁場の磁束密度を検出する磁気センサと、
    前記磁場の強度を制御する磁場強度制御部と、
    前記磁場生成部に電流を供給する電源と、
    前記少なくとも１つの光学要素近傍に配置され、イオンを検出するイオンセンサと、
    をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
  13. 前記磁場の磁束密度は、約０．３５Ｔ以上約２Ｔ以下である、請求項１１記載の極端紫外光生成装置。
  14. 前記磁場の磁束密度は、約０．３５Ｔ以上約２Ｔ以下である、請求項１２記載の極端紫外光生成装置。
  15. 前記磁場強度制御部は、前記磁気センサで検出された磁束密度および前記イオンセンサで検出された値の少なくともいずれか一方に基づいて、前記磁場生成部に供給する電流を制御し、磁場強度を制御する、請求項１２記載の極端紫外光生成装置。
  16. 前記エッチングガスをラジカル化するラジカル源をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
  17. 前記エッチングガスは水素ガスである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
  18. 前記エッチングガスは水素ラジカルガスである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
  19. レーザシステムと共に用いられる極端紫外光生成装置であって、
    前記レーザシステムから出力されるレーザ光を入射させるための少なくとも１つの入射口が設けられたチャンバと、
    前記チャンバに設けられ、前記チャンバ内の前記レーザ光が照射される所定の領域にターゲット物質を供給するターゲット供給部と、
    前記チャンバ内に配置される少なくとも１つの光学要素と、
    前記所定の領域付近に磁場を生成するための磁場生成部と、
    前記磁場の磁力線方向に配置され、前記レーザ光が前記ターゲット物質に照射された際に発生し磁力線に沿って流れるイオンを回収するためのイオン回収部と、
    前記チャンバ内にエッチングガスを導入するガス導入部と、
    を備え、
    前記少なくとも１つの光学要素は、前記チャンバ内で前記ターゲット物質に前記レーザ光が照射されて放射される極端紫外光を集光する集光ミラーであり、
    前記磁場生成部は、電流が供給されるコイルおよび該コイルから前記所定の領域方向に延伸する磁心を含み、
    前記磁心の一部は、前記集光ミラーによって集光される極端紫外光におけるオブスキュレーション領域内に延伸する、
    極端紫外光生成装置。
  20. 前記磁心の表面にはコーティング膜が形成される、請求項１９記載の極端紫外光生成装置。
  21. 前記磁心は筒状であり、
    前記イオン回収部は前記磁心の底部に配置される、
    請求項１９記載の極端紫外光生成装置。
  22. 前記イオン回収部の表面にはコーティング膜が形成される、請求項２１記載の極端紫外光生成装置。
  23. 前記少なくとも１つの光学要素は、前記チャンバ内で前記ターゲット物質に前記レーザ光が照射されて放射される極端紫外光を計測する計測器である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の極端紫外光生成装置。
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