JP2011192965A - チャンバ装置、および極端紫外光生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の性能劣化を抑制することを可能にする。
【解決手段】チャンバ装置は、レーザシステムと共に用いられるチャンバ装置であって、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、前記所定の領域に磁場を生成する磁場生成部と、前記磁場の磁力線方向に配置され、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ることで生成され、前記磁力線に沿って移動する帯電粒子を回収する帯電粒子回収部と、を備えてもよい。
【選択図】図２

Description

本開示は、チャンバ装置、極端紫外（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）光生成装置および露光装置に関する。

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程度の極端紫外光光源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光源装置としては、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）光源装置と、放電によって生成されるプラズマを用いたＤＰＰ（Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｍａ）光源装置と、軌道放射光を用いたＳＲ（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）光源装置との３種類がある。

特開２００７−２６６２３４号公報

概要

本開示の一態様によるチャンバ装置は、レーザシステムと共に用いられるチャンバ装置であって、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、前記所定の領域に磁場を生成する磁場生成部と、前記磁場の磁力線方向に配置され、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ることで生成され、前記磁力線に沿って移動する帯電粒子を回収する帯電粒子回収部と、を備えてもよい。

本開示の他の態様によるチャンバ装置は、レーザシステムおよびオブスキュレーション領域を有する外部装置と共に用いられるチャンバ装置であって、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、前記所定の領域に磁場を生成する磁場生成部と、前記磁場の磁力線方向に配置され、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ることで生成され、前記磁力線に沿って移動する帯電粒子を回収する帯電粒子回収部と、前記チャンバ内に配置され、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ることで放射される極端紫外光を集光する集光ミラーと、を備えてもよい。

本開示の他の態様による極端紫外光生成装置は、上述のいずれかのチャンバ装置と、レーザシステムと、を備えてもよい。

図１は、本開示の実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置をＥＵＶ光の中心軸を含む面で切断した際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光生成装置をＥＵＶ光の中心軸を含む面であって、図１に示す断面と垂直な面で切断した際の概略構成を示す模式断面図である。 図３は、図１に示すＥＵＶ光生成装置をＥＵＶ光の中心軸と垂直な面であってプラズマ生成サイトを含む面で切断した際の概略構成を示す模式断面図である。 図４は、本開示の実施の形態１の変形例によるＥＵＶ光生成装置をＥＵＶ光の中心軸を含む面で切断した際の概略構成を示す模式断面図である。 図５は、本実施の形態１における電磁石コイルが形成する磁場の磁束密度とイオン流の径との関係を説明するために使用する具体例を示す模式図である。 図６は、本実施の形態１における捕集立体角と捕集可能範囲との関係を示す模式図である。 図７は、図５に示す具体例において超電導マグネットが形成する磁場の磁束密度を０〜１．７Ｔまで変化させた際にファラデーカップＦＣで計測されたイオン量を示す図である。 図８は、本実施の形態１におけるイオン回収部とＥＵＶ集光ミラーとプラズマ生成サイトから発生したイオンの拡がり角との関係を示す模式図である。 図９は、図５に示す具体例において超電導マグネットが形成する磁場の磁束密度を０．２５Ｔ、０．５Ｔおよび１．５Ｔとした際にＣＣＤカメラで観測された蛍光板の蛍光の発光状態を測定した結果の模式図である。 図１０は、図５に示す具体例において超電導マグネットが形成する磁場の磁束密度を変化させた場合のイオン流の直径と磁束密度との関係を示す相関図である。 図１１は、本開示の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置をＥＵＶ光の中心軸を含む面であって電磁石コイルが形成する磁場の中心軸を含む面で切断した際の概略構成を示す模式断面図である。 図１２は、図１１におけるＥＵＶ集光ミラーで反射されたＥＵＶ光の通過空間を模式的に示す。 図１３は、図１１のＥＵＶ露光装置におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ面でのＥＵＶ光のファーフィールドパターンを示す。 図１４は、図１１におけるイオン回収部とＥＵＶ集光ミラーとの位置関係を示す。

実施の形態

以下、本開示を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。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光生成装置および露光装置を、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光生成装置をＥＵＶ光の中心軸を含む面で切断した際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光生成装置をＥＵＶ光の中心軸を含む面であって図１に示す断面と垂直な面で切断した際の概略構成を示す模式断面図である。図３は、図１に示すＥＵＶ光生成装置をＥＵＶ光の中心軸と垂直な面であってプラズマ生成サイトを含む面で切断した際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１００は、ＥＵＶ光Ｌ２の発生源となるターゲット物質をプラズマ化するレーザ光Ｌ１を生成するレーザ装置１０と、ＥＵＶ光Ｌ２を生成するための空間を画定する高気密のチャンバ１と、チャンバ１内部の気密性を保ちつつ、レーザ装置１０から出力されたレーザ光Ｌ１をチャンバ１内に導入するウィンドウ１ａと、レーザ装置１０から出力されたレーザ光Ｌ１をウィンドウ１ａを介してチャンバ１内に設定されたプラズマ生成サイトＰ１に集光する軸外放物面ミラーＭ１と、を備える。

また、ＥＵＶ光生成装置１００は、チャンバ１に接続された排気ポンプ１６と、ターゲット物質である液体状の溶融錫（Ｓｎ）を蓄える溶融Ｓｎタンク５と、溶融Ｓｎタンク５からチャンバ１内に突出し、プラズマ生成サイトＰ１を通過するようにチャンバ１内にターゲット物質をドロップレット７として出力するノズル６と、ノズル６から出力されたドロップレット７のうちレーザ光Ｌ１が照射されなかったドロップレット７やレーザ光Ｌ１によってプラズマ化しなかった残りのドロップレット７を回収するドロップレット回収部８と、プラズマ生成サイトＰ１においてレーザ光Ｌ１が照射されることでプラズマ化したドロップレット７から放射されたＥＵＶ光Ｌ２をたとえばチャンバ１外に設定されたＥＵＶ露光装置１１内部の中間集光点Ｐ２に集光するように反射するＥＵＶ集光ミラー４と、チャンバ１内部の気密性を保ちつつ、ＥＵＶ集光ミラー４で反射されたＥＵＶ光Ｌ２をチャンバ１外部のＥＵＶ露光装置１１へ出力するための真空ゲートバルブ１ｂと、を備える。

さらに、ＥＵＶ光生成装置１００は、プラズマ生成サイトＰ１において正確にレーザ光Ｌ１がドロップレット７に照射されるようにドロップレット７の出力タイミングおよびレーザ光Ｌ１の照射タイミングを調整するための調整用カメラ１４と、プラズマ生成サイトＰ１において放射されたＥＵＶ光Ｌ２の強度および波長などを測定するＥＵＶ光計測器１３と、ＥＵＶ集光ミラー４で集光および反射されたＥＵＶ光Ｌ２の一部を反射する波長純化フィルタ（Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｐｕｒｉｔｙ Ｆｉｌｔｅｒ）ＳＰＦと、波長純化フィルタＳＰＦで反射されたＥＵＶ光Ｌ２の強度や波長などを計測する反射集光ＥＵＶ光計測器１５と、を備える。

排気ポンプ１６は、たとえばターボ分子ポンプである。また、軸外放物面ミラーＭ１によって反射されたレーザ光Ｌ１のビーム軸と、ＥＵＶ集光ミラー４で反射されたＥＵＶ光Ｌ２の中心軸Ａ１とは、たとえば一致する。そこで、ＥＵＶ集光ミラー４は、ＥＵＶ集光ミラー４の背面側からドロップレット７へレーザ光Ｌ１を照射可能とするために、たとえば反射面の頂底部にレーザ光Ｌ１を通過させる貫通孔４ａが形成されている。また、貫通孔４ａの略中心とプラズマ生成サイトＰ１を結ぶ直線の延長線上には、ドロップレット７に照射されなかったレーザ光Ｌ１やドロップレット７で乱反射されたレーザ光Ｌ１がＥＵＶ露光装置１１へ入射することを防止するためのダンパ１２が設けられている。

また、図２および図３に示すように、ＥＵＶ光生成装置１００は、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したＳｎイオンを含む帯電粒子（以下、単にイオンという）を特定領域内にトラップしつつ所定方向へ導くための磁場Ｂ１を形成する一対の電磁石コイル２１および２２と、電磁石コイル２１および２２に磁場Ｂ１を形成するための電流を供給する励起電源２６と、磁場Ｂ１にトラップされたイオンを回収するイオン回収部２４および２５と、を備える。電磁石コイル２１および２２ならびに励起電源２６は、たとえばターゲットであるドロップレット７にレーザ光Ｌ１を照射することで発生したイオンを収束させつつイオン流ＦＬとして中心の磁力線（以下、中心軸Ａ３という）に沿ってドリフトさせる磁場Ｂ１を形成する磁場形成部として機能する。また、イオン回収部２４および２５は、プラズマ生成サイトＰ１に対して中心軸Ａ３に沿ったイオン流ＦＬのドリフト方向に配置された帯電粒子回収部として機能する。

磁場Ｂ１は、中心軸Ａ３が一方の電磁石コイル２１におけるマグネットボア２１ａの中心から他方の電磁石コイル２２におけるマグネットボア２２ａの中心を通る磁場である。磁場Ｂ１にトラップされたイオンは、磁場Ｂ１によるローレンツ力を受けることで、磁場Ｂ１の磁束密度によって決まる範囲内に収束し且つプラズマ生成サイトＰ１から磁場Ｂ１の中心軸Ａ３に沿ってドリフトするイオン流ＦＬを形成する。このイオン流ＦＬは、イオン回収部２４または２５の方向へドリフトする。そこで、電磁石コイル２１および２２ならびに励起電源２６からなる磁場形成部は、イオン回収部２４および２５の入射面（入射開口部）に入射する際のイオン流ＦＬの断面を、イオン回収部２４および２５の入射面（入射開口部）の大きさよりも実質的に小さくすることを可能にする磁束密度を有する磁場Ｂ１を形成する。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の略全てが、イオン回収部２４または２５によって回収される。イオン回収部２４および２５で回収されたイオンは、たとえばターゲット材料（溶融または固体のＳｎ）として再利用されるか、または、保存もしくは破棄されてもよい。

なお、本実施の形態１によるＥＵＶ光生成装置は、図４に示すように、１つの電磁石コイル２２のみを用いてプラズマ生成サイトＰ１にイオントラップ用の磁場を形成する構成であってもよい。なお、図４は、本実施の形態１の変形例によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す模式図である。図４に示す変形例では、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に対して電磁石コイル２２側では、磁束密度が高くなる。一方、プラズマ生成サイトＰ１に対して電磁石コイル２２が配置されていない側では、磁束密度が低くなる。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に対して電磁石コイル２２が配置されていない側のイオン回収部２４の開口径を、プラズマ生成サイトＰ１に対して電磁石コイル２２が配置されている側のイオン回収部２５の開口径よりも大きくする。このように本変形例では、磁束密度の状態に応じて、イオン回収部２４とイオン回収部２５の開口を調節して構成される。

また、本実施の形態１では、たとえば図３に示すように、ドロップレット７の出射軸Ａ２と磁場Ｂ１の中心軸Ａ３とがプラズマ生成サイトＰ１において垂直に交わる場合を例に挙げた。しかし、これに限定されず、たとえば出射軸Ａ２と中心軸Ａ３とがプラズマ生成サイトＰ１において３０度またはそれ以下の鋭角に交わってもよい。これにより、たとえばイオン回収部２５がドロップレット回収部を兼ねるように構成することが可能となる。この場合、図１および図３に示すドロップレット回収部８を省略することが可能である。また、ＥＵＶ光Ｌ２の発生源となるターゲットには、Ｓｎのドロップレット７を例示したが、これに限らず、たとえば後述において説明する図５に示すようなＳｎの固体ターゲット（Ｓｎ板１０７）であってもよい。

イオンが磁場Ｂ１によってトラップされる範囲の断面の大きさ（径）は、磁場Ｂ１の磁束密度が小さいと大きくなり、磁束密度が大きいと小さくなる。そこで、電磁石コイルが形成する磁場の磁束密度と磁場にトラップされたＳｎイオンが形成するイオン流の径との関係を、以下に具体的な例を挙げて説明する。図５は、本実施の形態１における電磁石コイルが形成する磁場の磁束密度とイオン流の径との関係を計測した実験装置の模式図である。この実験装置では、磁場Ｂ１に相当する磁場を形成する超電導マグネット１２１（電磁石コイル２１および２２に相当）の１つの磁石で構成される。ＥＵＶ光Ｌ２の発生源となるターゲットにはＳｎ板１０７（ドロップレット７に相当）を使用した。このＳｎ板１０７に集光されたレーザ光Ｌ１０１を照射することによって、プラズマ生成サイトＰ１０１にプラズマを生成し、ＥＵＶ光を発生させた。この時に、プラズマから発生したイオンは超電導マグネット１２１による磁場にトラップされる。そして、この磁場によってトラップされたイオンは、イオン流ＦＬ１０１（イオン流ＦＬに相当）を形成する。このイオン流ＦＬ１０１をイオンビームとして蛍光板ＰＳに照射することで、蛍光板ＰＳを発光させた。この際の蛍光エリアをＣＣＤカメラ１１５により観測して、イオン流ＦＬ１０１のイオンスポット径Ｐ_ｉｏｎを計測した。一方、イオン流ＦＬ１０１のイオン量を測定する場合は蛍光板ＰＳを取り除いてファラデーカップＦＣにイオンビームを直接入射させることによって計測した。

また、図５に示す例において、プラズマ生成サイトＰ１からイオン回収部２４または２５までの距離に相当するＳｎ板１０７から蛍光板ＰＳまでの距離Ｄ１０１は、１００ｍｍとした。チャンバ内圧力（チャンバ１内の圧力に相当）は、１×１０^−４Ｐａ未満とした。ファラデーカップＦＣによる捕集立体角は、０．１５ｓｒ（ステラジアン）とした。この場合、図６に、プラズマ生成サイトＰ１０１とイオン量の計測に用いたファラデーカップＦＣとファラデーカップＦＣの検出可能な範囲の関係の模式図を示す。この測定においてはファラデーカップＦＣの検出エリアの範囲は補集可能範囲と同じとして説明する。捕集立体角を０．１５ｓｒとした場合の捕集可能範囲Ｒｔの磁気軸ＡＭ（中心軸Ａ３に相当）からの拡がり角θは、±１２．５ｄｅｇ（２１６ｍｒａｄ）である。すなわち、プラズマ生成サイトＰ１０１が磁気軸ＡＭ上にあるとすると、ファラデーカップＦＣは、検出直径が４４．２ｍｍまで拡がったイオン流ＦＬ１０１の略全てを受けることができる。このような条件下で、超電導マグネット１２１がＳｎ板１０７上のプラズマ生成サイトＰ１０１に形成する磁場の磁束密度を０〜１．７Ｔまで変化させた。

たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザを用いてパルス幅が５ｎｓであって波長が１０６４ｎｍのレーザ光Ｌ１０１をＳｎ板１０７に照射すると、Ｓｎ板１０７から発生したイオンは、超電導マグネット１２１が形成する磁場にトラップされることで、Ｓｎ板１０７から磁気軸ＡＭに沿ってファラデーカップＦＣへとドリフトするイオン流ＦＬ１０１を形成する。イオン流ＦＬ１０１の径を計測する際には、ファラデーカップＦＣの手前に蛍光板ＰＳおよびこれを観測するＣＣＤカメラ１１５が配置されているため、ドリフトするイオン流ＦＬ１０１は、ファラデーカップＦＣの手前に配置された蛍光板ＰＳに入射して、蛍光するイオンスポットＰ_ｉｏｎを形成する。イオン流ＦＬ１０１が蛍光板ＰＳに形成したイオンスポットＰ_ｉｏｎは、ＣＣＤカメラ１１５によって観測される。したがって、ＣＣＤカメラ１１５からの画像を解析することで、イオン流ＦＬ１０１の径を計測することができる。また、イオン量を計測する際には、蛍光板ＰＳおよびＣＣＤカメラ１１５が外される。したがって、イオン流ＦＬ１０１のイオン量は、ファラデーカップＦＣで流れた電流量を計測することで得ることができる。

図７に、図５に示す具体例において超電導マグネット１２１が形成する磁場の磁束密度を０〜１．７Ｔまで変化させた際に、ファラデーカップＦＣで計測されたイオン量を示す。なお、図７では、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの光強度を５×１０^８Ｗ／ｃｍ^２、１×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、２×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、３×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、４×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、および５×１０^９Ｗ／ｃｍ^２とした場合のそれぞれで計測されたイオン量を示す。図７に示すように、Ｎｄ：ＹＡＧレーザのパワーを５×１０^８Ｗ／ｃｍ^２、１×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、２×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、３×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、４×１０^９Ｗ／ｃｍ^２、および５×１０^９Ｗ／ｃｍ^２とした場合のいずれについても、磁場の磁束密度を０．２５Ｔ以上とすることで、ファラデーカップＦＣで計測されたイオン量が略一定になった。これは、捕集可能範囲の中心線からの拡がり角θを±１２．５ｄｅｇとした場合、磁束密度を０．２５Ｔ以上とすることで、略全てのイオンがファラデーカップＦＣに入射することを意味する。

したがって、図８に示すように、プラズマ生成サイトＰ１からイオン回収部２４および２５までの距離を１００ｍｍとし、イオン回収部２４および２５による捕集可能範囲Ｒｔの中心線からの拡がり角θを±１２．５ｄｅｇとした場合、プラズマ生成サイトＰ１における磁場Ｂ１の磁束密度を０．２５Ｔ以上とすれば、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンの略全てを、ＥＵＶ集光ミラー４などの光学素子に入射させることなく、イオン回収部２４および２５で回収可能であることが分かる。言い換えれば、磁場Ｂ１の磁束密度の最適範囲は、０．２５Ｔ以上であることが分かる。なお、図８は、本実施の形態１におけるイオン回収部とＥＵＶ集光ミラーとイオンの拡がり角との関係を示す模式図である。

つづいて、磁場Ｂ１の磁束密度の最適範囲を、蛍光板ＰＳおよびＣＣＤカメラ１１５を用いた場合の結果に基づいて求める。図９に、図５に示す具体例において超電導マグネット１２１が形成する磁場の磁束密度を０〜１．７Ｔまで変化させた際にＣＣＤカメラで観測された蛍光板ＰＳの蛍光観測の様子を示す。なお、図９は、磁場の磁束密度を０．２５Ｔ、０．５Ｔおよび１．５Ｔとした場合における、それぞれの場合のイオン流ＦＬ１０１ａ、１０１ｂおよびＦＬ１０１ｃが、イオン流の流れ方向ＤＦＬで蛍光板ＰＳに入射した状態を示す。

なお、図１０は、図５に示す具体例において超電導マグネットが形成する磁場の磁束密度を０．２５Ｔ、０．５Ｔおよび１．５Ｔとした際にＣＣＤカメラで観測された蛍光板の蛍光上の発光部の直径を測定した結果の相関図である。磁束密度を０．２５Ｔとした場合、イオン流ＦＬ１０１ａの直径φは４４ｍｍ程度となる。また、磁束密度を０．５Ｔとした場合、イオン流ＦＬ１０１ｂの直径φは１２．５ｍｍ程度となる。さらに、磁束密度を１．５Ｔとした場合、イオン流ＦＬ１０１ｃの直径φは５ｍｍ程度となる。これらの結果を、縦軸がイオンの拡がり角θ、横軸がリニアスケールの磁束密度のグラフにプロットし、得られたグラフに対数関数を最小自乗法を用いてフィッティングすると、図１０に示すグラフが得られる。図１０は、図５に示す具体例において超電導マグネットが形成する磁場の磁束密度を変化させた場合のイオン流の直径と磁束密度との関係を示す相関図である。

図１０に示す相関図において、最小自乗法を用いたフィッティングにより得られた対数関数は、θ＝３３７．６ｅ^{−１．７２２Ｂ}である。そこで、図１０から明らかなように、プラズマ生成サイトＰ１からイオン回収部２４および２５までの距離を１００ｍｍとし、イオン回収部２４および２５による捕集可能範囲Ｒｔの中心線からの拡がり角θを±１２．５ｄｅｇ（２１６ｍｒａｄまたは立体角０．１５ｓｒ）とした場合、プラズマ生成サイトＰ１における磁場Ｂ１の磁束密度を０．２６Ｔ以上とすれば、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンの略全てを、ＥＵＶ集光ミラー４などの光学素子に入射させることなく、イオン回収部２４および２５で回収可能であることが分かる。言い換えれば、磁場Ｂ１の磁束密度の最適範囲の下限は、０．２６Ｔであることが分かる。

一方、イオン流ＦＬの拡がり角θが１ｍｒａｄ（±０．１ｄｅｇ）以下となることを要求すると、３．４Ｔ以上の磁束密度が要求される。しかしながら、このように大きな磁束密度の磁場を要求すると、この磁場を形成する電磁石コイル２１および２２ならびにこれらに電流を流す装置が巨大化してしまうが、図１０からも分かるように、それにより得られるイオン収束の効果はあまり変わらない。このため、磁場発生装置規模（またはサイズ）の観点から、３．４Ｔ以上の磁束密度は好ましくない。

これらのことから、プラズマ生成サイトＰ１からイオン回収部２４および２５までの距離を１００ｍｍとし、イオン回収部２４および２５による捕集可能範囲Ｒｔの中心線からの拡がり角θを±１２．５ｄｅｇ（２１６ｍｒａｄ）とした場合、プラズマ生成サイトＰ１における磁場Ｂ１の磁束密度を０．２６Ｔ以上３．４Ｔ以下とすれば、装置が巨大化しすぎることを回避しつつ、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンの略全てをイオン回収部２４および２５で回収可能であることが分かる。

以上から、本実施の形態１では、プラズマ生成サイトＰ１からイオン回収部２４および２５までの距離を１００ｍｍとし、イオン回収部２４および２５による捕集可能範囲Ｒｔの中心線からの拡がり角θを±１２．５ｄｅｇ（２１６ｍｒａｄ）とした場合、プラズマ生成サイトＰ１における磁場Ｂ１の磁束密度を０．２６Ｔ以上３．４Ｔ以下とすることにより、装置が巨大化しすぎることを回避しつつ、プラズマ生成サイトＰ１付近で発生したイオンの略全てをＥＵＶ集光ミラー４などの光学素子に入射させることなくイオン回収部２４および２５で回収可能になることが分かる。言い換えれば、装置規模の巨大化を回避しつつ、チャンバ１内に配置された光学素子の性能劣化を抑制することが可能となることが分かる。したがって、本実施の形態１では、プラズマ生成サイトＰ１における磁場Ｂ１の磁束密度を０．２６Ｔ以上３．４Ｔ以下とすることが好ましい。

（実施の形態２）
つぎに、本開示の実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置および露光装置を、図面を参照して詳細に説明する。上述の実施の形態１では、イオン回収部２４および２５をＥＵＶ集光ミラー４の反射面に対してこれよりも外側に配置していた。これに対し、本実施の形態２では、イオン回収部２４および２５の少なくとも先端側を、ＥＵＶ光Ｌ２のオブスキュレーション領域内に配置する。なお、オブスキュレーション領域とは、ＥＵＶ集光ミラーによって集光されるＥＵＶ光が露光装置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。すなわち、オブスキュレーション領域は、露光装置において利用されないＥＵＶ光の角度範囲に含まれる３次元的な領域である。

図１１に、本実施の形態２によるＥＵＶ光生成装置の概略構成を示す。図１１と図２とを比較すると明らかなように、図１１に示すＥＵＶ光生成装置２００は、図２に示すＥＵＶ光生成装置１００と同様の構成を備える。ただし、ＥＵＶ光生成装置２００では、イオン回収部２４および２５が、ＥＵＶ集光ミラー４の反射面上の一部まで延在している。また、ＥＵＶ光生成装置２００では、プラズマ生成サイトＰ１付近に磁場Ｂ１を形成する一対の電磁石コイル２１および２２が、チャンバ１内に配置されている。

また、図１２に、図１１における中間集光点Ｐ２より露光装置１１側でのＥＵＶ光Ｌ２の通過空間を模式的に示す。図１３に、図１１のＥＵＶ露光装置におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ面でのＥＵＶ光Ｌ２のファーフィールドパターンを示す。なお、図１３では、説明の明確化のため、ファーフィールドパターンのオブスキュレーション領域の内部にイオン回収部２４および２５の投影領域を表示するが、これはＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ面にイオン回収部２４および２５が配置されることを意味するものではない。

図１２に示すように、ＥＵＶ光Ｌ２の通過空間は、頂点を中間集光点Ｐ２とした円錐状の形状をしている。通過空間の中央部分には、円錐状の通過空間をＥＵＶ光Ｌ２の進行方向に沿って２つに分断する帯状の領域が存在する。この帯状の領域がオブスキュレーション領域Ｅ１である。そこで、図１３のファーフィールドパターンに示すように、本実施の形態２では、イオン回収部２４および２５のそれぞれの投影領域先端を、オブスキュレーション領域Ｅ１にまで延在させる。具体的には、図１４に示すように、イオン回収部２４および２５の先端部分を、ＥＵＶ集光ミラー４の反射面上の一部にまで延在させる。なお、イオン回収部２４および２５の先端には、イオン回収部２４または２５内部にイオンを回収するために、開口が設けられている。この開口を、以下、回収口という。

ここで、プラズマ生成サイトＰ１で発生したイオンの広がり角度θは、以下の式（２）で表すことができる。
θ＝ｔａｎ^−１｛Ｄ／（２・Ｌ）｝ …（２）
Ｄ：回収口の直径
Ｌ：プラズマ生成サイトＰ１から回収口までの距離

また、実験による知見により、プラズマ生成サイトＰ１で発生したイオンの広がり角度と、プラズマ生成サイトＰ１付近に形成された磁場Ｂ１との関係より以下の式（３）が得られている。
θ＝３３７．６ｅ^{−１．７２２Ｂ} …（３）
Ｂ：磁場Ｂ１の磁束密度

式（２）および式（３）を利用して、電磁石コイル２１および２２、ならびにイオン回収部２４および２５を配置することで、イオンの広がり角度θが大きな場合でも、発生イオン数に対する回収イオン数の比率（回収率）を大きくすることが可能となる。たとえば、電磁石コイルを小型化することに伴って、磁場Ｂ１の磁場強度が小さくなってしまう場合がある。この場合、イオンの広がり角度θが大きくなる。このような場合でも、式（２）および式（３）を利用することによって、高い回収率でイオンを回収し、ＥＵＶ集光ミラー４等の光学要素に付着するデブリの量を低減することができる。このように本発明者らの実験によって得られた関係式により、電磁石コイルおよびイオン回収部の設計および配置自由度を向上させることができる。

また、図１１のようにイオン回収部２４および２５の先端をオブスキュレーション領域Ｅ１内に位置させることで、更に設計および配置自由度を向上可能である。図１１に示した本実施の形態２では、図２に示すイオン回収部２４および２５の長さに比べて、図１１に示すイオン回収部２４および２５の長さを長くした。ただし、これに限定されるものではない。すなわち、イオン回収部２４および２５の先端がオブスキュレーション領域Ｅ１内に位置していればよい。

また、図２および図１１に示すイオン回収部２４および２５はいずれも、磁心となる材料を母材として構成されているとよい。イオン回収部２４および２５が磁心となる材料で構成されていると、電磁石コイルによって発生した磁力線を磁心によって誘導することができる。本実施の形態２のようにイオン回収部２４および２５の先端がオブスキュレーション領域Ｅ１内に位置し、なおかつイオン回収部２４および２５が磁心材料で構成されている場合、プラズマ生成サイトＰ１付近に局所的に強力な磁場を形成できる。これにより、たとえば電磁石コイル２１および２２を小型化することが可能である。なお、磁心となる材料には、たとえば鉄、コバルト、ニッケルなどの金属、またはその合金などが存在する。また、イオン回収部２４および２５の少なくとも表面部分は、ターゲット物質（ここではＳｎ）に対して濡れ性が悪く、且つ、イオンスパッタリングに対して耐性が高い材料で形成されているとよい。さらには、イオン回収部２４および２５の表面に、ターゲット物質に対して濡れ性が悪く、且つ、スパッタリングに対して耐性が高い材料をコーティングしてもよい。ターゲット物質に対して濡れ性が悪く、且つ、スパッタリングに対して耐性が高い材料には、たとえばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）−ＳｉＣやカーボンなどが挙げられる。このようにすることで、オブスキュレーション領域内に配置されてプラズマ生成サイトに接近したイオン回収部２４および２５が、ターゲット物質やプラズマからの飛散物から受けるダメージを抑制できる。

その他の構成および効果は、上述の実施の形態１またはその変形例と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

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 チャンバ
１ａ ウィンドウ
１ｂ 真空ゲートバルブ
３ 集光レンズ
４ ＥＵＶ集光ミラー
４ａ 貫通孔
５ 溶融Ｓｎタンク
６ ノズル
７ ドロップレット
８ ドロップレット回収部
１０ レーザ装置
１１ ＥＵＶ露光装置
１２ ダンパ
１３ ＥＵＶ光計測器
１４ 調整用カメラ
１５ 反射集光ＥＵＶ光計測器
１６ 排気ポンプ
２１、２２ 電磁石コイル
２４、２５ イオン回収部
２６ 励起電源
１００ ＥＵＶ光生成装置
１０７ Ｓｎ板
１１５ ＣＣＤカメラ
１２１ 超電導マグネット
Ａ１ 中心軸
Ａ２ 出射軸
Ａ３ 中心軸
ＡＭ 磁気軸
Ｂ１ 磁場
ＤＦＬ イオン流の流れ方向
Ｅ１ オブスキュレーション領域
ＦＣ ファラデーカップ
ＦＬ、ＦＬ１０１、ＦＬ１０１ａ、ＦＬ１０１ｂ、ＦＬ１０１ｃ イオン流
Ｌ１、Ｌ１０１ レーザ光
Ｌ２ ＥＵＶ光
Ｍ１ 軸外放物面ミラー
Ｐ１、Ｐ１０１ プラズマ生成サイト
Ｐ２ 中間集光点
ＰＳ 蛍光板
Ｐ_ｉｏｎ イオンスポット
Ｒｔ 捕集可能範囲
ＳＰＦ 波長純化フィルタ

Claims (11)

1. レーザシステムと共に用いられるチャンバ装置であって、
   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、
   前記所定の領域に磁場を生成する磁場生成部と、
   前記磁場の磁力線方向に配置され、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ることで生成され、前記磁力線に沿って移動する帯電粒子を回収する帯電粒子回収部と、
   を備えるチャンバ装置。
2. 前記磁場発生部は励起電源に接続され、前記励起電源によって電流が供給されることで磁場を生成する電磁石であり、
   前記磁力線に沿って移動する前記帯電粒子は、所定の拡散幅を有する粒子束を形成し、
   前記粒子束の前記帯電粒子回収部入射位置における断面が所定の範囲内に収まるように前記粒子束を収束させるよう、前記磁場発生部に供給される電流が制御される、
   請求項１記載のチャンバ装置。
3. 前記所定の領域における前記磁場の前記磁束密度は、約０．２６Ｔ以上約３．４Ｔ以下である、請求項２記載のチャンバ装置。
4. 前記所定の範囲は、前記帯電粒子回収部の前記粒子束が入射する面の大きさである、請求項２記載のチャンバ装置。
5. 前記ターゲット物質はＳｎのドロップレットである、請求項１記載のチャンバ装置。
6. 前記ターゲット物質はＳｎの固体ターゲットである、請求項１記載のチャンバ装置。
7. レーザシステムおよびオブスキュレーション領域を有する外部装置と共に用いられるチャンバ装置であって、
   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、
   前記所定の領域に磁場を生成する磁場生成部と、
   前記磁場の磁力線方向に配置され、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ることで生成され、前記磁力線に沿って移動する帯電粒子を回収する帯電粒子回収部と、
   前記チャンバ内に配置され、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ることで放射される極端紫外光を集光する集光ミラーと、
   を備えるチャンバ装置。
8. 前記帯電粒子回収部は、少なくともその一部が前記集光ミラーの前記オブスキュレーション領域に対応する範囲内に配置される、請求項７記載のチャンバ装置。
9. 前記ターゲット物質はＳｎのドロップレットである、請求項７記載のチャンバ装置。
10. 前記ターゲット物質はＳｎの固体ターゲットである、請求項７記載のチャンバ装置。
11. 請求項１〜１０いずれか一項記載のチャンバ装置と、
    レーザシステムと、
    を備える極端紫外光生成装置。

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