JP2003516643A - 極短紫外領域の放射の光源を用いるリソグラフィ装置、およびこの領域内で広いスペクトル帯域を有する多層膜反射鏡 - Google Patents
極短紫外領域の放射の光源を用いるリソグラフィ装置、およびこの領域内で広いスペクトル帯域を有する多層膜反射鏡Info
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Abstract
(57)【要約】
極短紫外領域の放射の光源を用いるリソグラフィ装置、およびこの領域において広いスペクトル帯域を有する多層膜反射鏡。各反射鏡２４，２６，２９は、第１物質からなる積層された複数の層ならびにこの第１物質と交互に入れ替わる第２物質からなる複数の層の積層体を有している。第１物質は、第２物質の原子番号より大きな原子番号を有している。隣接する一対の層の厚さは、積層体内における深さの単調関数になっている。光源２２は、少なくとも一つのターゲット２８を有し、このターゲットがターゲット面の一つに集束されるレーザビームとの相互作用によって光を放出する。他の面から放出された光の一部３６が用いられる。本発明は、高集積度の集積回路を製造するのに使用することができる。
Description
【０００１】
本発明は、極短紫外線光源を用いるリソグラフィ装置、および、「ＥＵＶ（Ex
treme Ultra Violet）光」または「Ｘ−ＵＶ光」とも呼ばれるこの極短紫外線を
反射するために設けられた多層膜反射鏡に関する。 このような光（放射）の波長は、８ｎmから２５ｎｍにわたる範囲の中にある
。 本発明は、高集積度を有する集積回路の製造に対して、つまり、このような回
路のエッチング幅を低減可能にするのにＥＵＶ光を用いることに対して、特に好
適に用いることができる。
treme Ultra Violet）光」または「Ｘ−ＵＶ光」とも呼ばれるこの極短紫外線を
反射するために設けられた多層膜反射鏡に関する。 このような光（放射）の波長は、８ｎmから２５ｎｍにわたる範囲の中にある
。 本発明は、高集積度を有する集積回路の製造に対して、つまり、このような回
路のエッチング幅を低減可能にするのにＥＵＶ光を用いることに対して、特に好
適に用いることができる。
【０００２】
主に、高い強度のＥＵＶ光を生成するために二つの方法が知られている。これ
らのいずれも、レーザを用いて生成される低密度のホットプラズマからの微視的
な自然放出の過程により生成される光子を集めるというものである。 第一の方法は、出力が１ｋＷ近くにもなるＹＡＧレーザによって照射されたキ
セノンのジェットを用いる。具体的には、ガスの特性と真空中への膨張の条件と
が上手く選択されると、多体相互作用によって、クラスターがジェット中に自然
に生成される。これらのクラスターは、百万に及ぶ原子を含みうるような巨視的
な粒子であり、レーザビームを吸収するのに十分高い密度（固体の十分の一程度
の密度）を有し、その結果、蛍光を介した光子の放出が引き続き可能であるよう
な周辺ガスの原子を加熱する。 第二の方法は、大きな原子番号のプラズマのコロナ（corona）を用いる。これ
は、ＫｒＦレーザからの強度が１０12W／ｃｍ2のレーザビームと、かなり厚い（
少なくとも２０μｍ）固体ターゲットとの相互作用によって得られる。 レーザビームは、「前面」と呼ばれるこのターゲットの一つの面上に集束され
、そして、このレーザビームとターゲット物質との相互作用によって生成され、
この前面から放出されるＥＵＶ光を用いる。 この第一および第二の方法が用いられる場合には、得られたＥＵＶ光は、強い
輝線のある連続的なエネルギースペクトルを有する。
らのいずれも、レーザを用いて生成される低密度のホットプラズマからの微視的
な自然放出の過程により生成される光子を集めるというものである。 第一の方法は、出力が１ｋＷ近くにもなるＹＡＧレーザによって照射されたキ
セノンのジェットを用いる。具体的には、ガスの特性と真空中への膨張の条件と
が上手く選択されると、多体相互作用によって、クラスターがジェット中に自然
に生成される。これらのクラスターは、百万に及ぶ原子を含みうるような巨視的
な粒子であり、レーザビームを吸収するのに十分高い密度（固体の十分の一程度
の密度）を有し、その結果、蛍光を介した光子の放出が引き続き可能であるよう
な周辺ガスの原子を加熱する。 第二の方法は、大きな原子番号のプラズマのコロナ（corona）を用いる。これ
は、ＫｒＦレーザからの強度が１０12W／ｃｍ2のレーザビームと、かなり厚い（
少なくとも２０μｍ）固体ターゲットとの相互作用によって得られる。 レーザビームは、「前面」と呼ばれるこのターゲットの一つの面上に集束され
、そして、このレーザビームとターゲット物質との相互作用によって生成され、
この前面から放出されるＥＵＶ光を用いる。 この第一および第二の方法が用いられる場合には、得られたＥＵＶ光は、強い
輝線のある連続的なエネルギースペクトルを有する。
【０００３】
第一および第二の方法に用いられるＥＵＶ光源は、以下のような欠点を有して
いる。 これらの光源は、等方的な放出を有していて、それ故大きな角度の広がりを持
ち、その上、放出されたＥＵＶ光のスペクトルが狭いスペクトル幅を持っている
。 そこで、個々の光源に対して、この光源からの放出の広い角度範囲から、最大
値を回復可能にする複雑な集光手段を設けなければならなくなる。 これらの光学手段は、複数の多層膜反射鏡によって形成されるが、その分光感
度が試料の露光に選択された輝線の中心に合わせられるようにして、多層膜反射
鏡上での多重反射による強度損失をできるだけ抑えるようにしながら作製されな
ければならない。 波長が例えば略１０ｎｍから１４ｎｍまでの範囲に設定されているＥＵＶ光を
用いるリソグラフィ装置の周知の例が、図１および図２に示されている。このよ
うな装置は、「ＥＵＶリソグラフィ装置」と呼ばれている。 この周知の装置は、試料Ｅを露光するように構成されている。一般に、この試
料は、（例えばシリコンからなる）半導体基板２であり、その上には、感光性樹
脂の層３が塗布され、この層が特定のパターンにしたがって露光されるようにな
っている。 この層３の露光後、この層が現像され、これにより基板２がパターンに従って
エッチング可能になる。
いる。 これらの光源は、等方的な放出を有していて、それ故大きな角度の広がりを持
ち、その上、放出されたＥＵＶ光のスペクトルが狭いスペクトル幅を持っている
。 そこで、個々の光源に対して、この光源からの放出の広い角度範囲から、最大
値を回復可能にする複雑な集光手段を設けなければならなくなる。 これらの光学手段は、複数の多層膜反射鏡によって形成されるが、その分光感
度が試料の露光に選択された輝線の中心に合わせられるようにして、多層膜反射
鏡上での多重反射による強度損失をできるだけ抑えるようにしながら作製されな
ければならない。 波長が例えば略１０ｎｍから１４ｎｍまでの範囲に設定されているＥＵＶ光を
用いるリソグラフィ装置の周知の例が、図１および図２に示されている。このよ
うな装置は、「ＥＵＶリソグラフィ装置」と呼ばれている。 この周知の装置は、試料Ｅを露光するように構成されている。一般に、この試
料は、（例えばシリコンからなる）半導体基板２であり、その上には、感光性樹
脂の層３が塗布され、この層が特定のパターンにしたがって露光されるようにな
っている。 この層３の露光後、この層が現像され、これにより基板２がパターンに従って
エッチング可能になる。
【０００４】
図１および図２の装置は、
− 試料用の支持部４と、
− 拡大形状の特定のパターンを有するマスク５と、
− 極短紫外領域内の放射（光）（radiation）の光源６（図２）と、
− 前記マスクが拡大形状のパターン像を作るよう、この放射をマスク５に向
けて集め、移送するための光学手段７と、 − この像を縮小し、この縮小された像を、感光性樹脂（入射光に対して感光
性を有するように選択されたもの）の層３上に投影するための光学手段８と、 を備えている。 周知のＥＵＶ光源６は、キセノンのクラスタのジェットＪを形成するためのい
くつかの手段を備えている。これらの形成手段を包含するノズル９だけが図２に
示されている。 光源は、さらにレーザ（付図示）を備え、このレーザのビームＦが集束光学手
段１０によってジェットＪの点Ｓ上に集束される。このビームFとキセノンのク
ラスタとの相互作用によって、ＥＵＶ光Ｒが生成される。 点Ｓは、図１内に見出すことができる（ただし、ノズルでもキセノンクラスタ
のジェットでもない）。 集光と移送のための装置である光学手段７の中には集光器１１があり、この集
光器１１に、集束されたレーザビームＦの通り抜けを可能にするための中央開口
部１２が設けられている。 この集光器１１は、キセノンクラスタのジェットに臨んで配置され、キセノン
クラスタから放出されるＥＵＶ光の一部を集め、この集められた放射１３を、や
はり集光と移送用の光学手段７の一部をなしている他の光学部材に向けて移送す
るようになっている。 集光と移送用のこの光学手段７、反射に用いられるマスク５、そして縮小と投
影用の光学手段８は、複数の多層膜反射鏡１４であり、ＥＵＶ光を選択的に反射
し、その分光感度が感光性樹脂層３の露光に選択された波長の真ん中に合わせら
れるように設けられている。 明らかにしておくべき点として、試料をエッチングするのに対応させたいと考
えている当のパターンは、縮小投影用の光学手段に見合った分だけ拡大されて、
マスク５に相当する多層膜反射鏡上に形成されており、この多層膜反射鏡は、上
記パターンを除いて、入射ＥＵＶ光を吸収できる層（不図示）によって被覆され
ている。 ＥＵＶ光の波長領域内において、上記反射鏡のスペクトル分解能Δλ／λは、
約４％である。 露光に有用なスペクトルの範囲の幅は、ＥＵＶ光のスペクトル幅のコンボリュ
ーション、及びこのスペクトル分解能によって得られる。
けて集め、移送するための光学手段７と、 − この像を縮小し、この縮小された像を、感光性樹脂（入射光に対して感光
性を有するように選択されたもの）の層３上に投影するための光学手段８と、 を備えている。 周知のＥＵＶ光源６は、キセノンのクラスタのジェットＪを形成するためのい
くつかの手段を備えている。これらの形成手段を包含するノズル９だけが図２に
示されている。 光源は、さらにレーザ（付図示）を備え、このレーザのビームＦが集束光学手
段１０によってジェットＪの点Ｓ上に集束される。このビームFとキセノンのク
ラスタとの相互作用によって、ＥＵＶ光Ｒが生成される。 点Ｓは、図１内に見出すことができる（ただし、ノズルでもキセノンクラスタ
のジェットでもない）。 集光と移送のための装置である光学手段７の中には集光器１１があり、この集
光器１１に、集束されたレーザビームＦの通り抜けを可能にするための中央開口
部１２が設けられている。 この集光器１１は、キセノンクラスタのジェットに臨んで配置され、キセノン
クラスタから放出されるＥＵＶ光の一部を集め、この集められた放射１３を、や
はり集光と移送用の光学手段７の一部をなしている他の光学部材に向けて移送す
るようになっている。 集光と移送用のこの光学手段７、反射に用いられるマスク５、そして縮小と投
影用の光学手段８は、複数の多層膜反射鏡１４であり、ＥＵＶ光を選択的に反射
し、その分光感度が感光性樹脂層３の露光に選択された波長の真ん中に合わせら
れるように設けられている。 明らかにしておくべき点として、試料をエッチングするのに対応させたいと考
えている当のパターンは、縮小投影用の光学手段に見合った分だけ拡大されて、
マスク５に相当する多層膜反射鏡上に形成されており、この多層膜反射鏡は、上
記パターンを除いて、入射ＥＵＶ光を吸収できる層（不図示）によって被覆され
ている。 ＥＵＶ光の波長領域内において、上記反射鏡のスペクトル分解能Δλ／λは、
約４％である。 露光に有用なスペクトルの範囲の幅は、ＥＵＶ光のスペクトル幅のコンボリュ
ーション、及びこのスペクトル分解能によって得られる。
【０００５】
図１および図２に示されたリソグラフィ装置に用いられる多重反射鏡で、引き
続き立ち返ることになる従来の多層膜反射鏡は、特に次の欠点を有する。つまり
、露光のために選択された波長に合わせられるスペクトルの幅が狭いのである。 この結果、リソグラフィ装置の効率が低下する。 これらのＥＵＶ多層膜反射鏡は、さらに、装置用のＥＵＶ光源から届く高い熱
流（thermal flux）にさらされる際に、変形するという欠点を有している。
続き立ち返ることになる従来の多層膜反射鏡は、特に次の欠点を有する。つまり
、露光のために選択された波長に合わせられるスペクトルの幅が狭いのである。 この結果、リソグラフィ装置の効率が低下する。 これらのＥＵＶ多層膜反射鏡は、さらに、装置用のＥＵＶ光源から届く高い熱
流（thermal flux）にさらされる際に、変形するという欠点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、最も高効率的であると考えられる従来の装置よりもはるかに
効率的なＥＵＶリソグラフィ装置を提供することにある。 本発明に係る装置は、非等方的なＥＵＶ光の光源を備えている。このＥＵＶ光
は、前面上にレーザビームが集束される適度の厚さの固体ターゲットの背面を介
して放出される。 このような非等方的な光源によって、ＥＵＶ光のビームの有効な部分を増すこ
とが可能となり、さらに、この放射の集光を容易にすることができる。 さらに、本発明に係る装置は、生成されたＥＵＶ光を反射できる多層膜反射鏡
を備え、このとき、それぞれの多層膜反射鏡は、上述した従来の多層膜反射鏡よ
りも大きいスペクトル帯域（「スペクトル幅」ないし「帯域幅」とも呼ばれる）
を有している。 本発明において用いられる光源で、その光源の放射スペクトルが広いスペクト
ルの範囲にわたって黒体放射により近いものである光源と、広いスペクトル帯域
幅を有する、同じく本発明に用いられる多層膜反射鏡とは、協働することによっ
て、従来の場合よりずっと明るいＥＵＶ光を用いて露光したい試料を装置が供給
できるようにする。 本発明の他の目的は、本発明に用いられる多層膜反射鏡の熱的な変形を、これ
らの多層膜反射鏡がＥＵＶ光の輝度の高いフラックスにさらされる際に最小限に
することにある。
効率的なＥＵＶリソグラフィ装置を提供することにある。 本発明に係る装置は、非等方的なＥＵＶ光の光源を備えている。このＥＵＶ光
は、前面上にレーザビームが集束される適度の厚さの固体ターゲットの背面を介
して放出される。 このような非等方的な光源によって、ＥＵＶ光のビームの有効な部分を増すこ
とが可能となり、さらに、この放射の集光を容易にすることができる。 さらに、本発明に係る装置は、生成されたＥＵＶ光を反射できる多層膜反射鏡
を備え、このとき、それぞれの多層膜反射鏡は、上述した従来の多層膜反射鏡よ
りも大きいスペクトル帯域（「スペクトル幅」ないし「帯域幅」とも呼ばれる）
を有している。 本発明において用いられる光源で、その光源の放射スペクトルが広いスペクト
ルの範囲にわたって黒体放射により近いものである光源と、広いスペクトル帯域
幅を有する、同じく本発明に用いられる多層膜反射鏡とは、協働することによっ
て、従来の場合よりずっと明るいＥＵＶ光を用いて露光したい試料を装置が供給
できるようにする。 本発明の他の目的は、本発明に用いられる多層膜反射鏡の熱的な変形を、これ
らの多層膜反射鏡がＥＵＶ光の輝度の高いフラックスにさらされる際に最小限に
することにある。
【０００７】
この目的を正確に達成するために、本発明は、
− 或る特定のパターンにしたがって露光される試料のための支持部と、
− 前記特定のパターンを拡大された形状で有するマスクと、
− 極短紫外領域内の放射の光源と、
− 前記マスクが拡大形状のパターン像を作るよう、前記放射を前記マスクに
向けて集め、移送するための光学手段と、 − 前記像を縮小し、この縮小された像を、前記試料上に投影するための光学
手段と、 を備え、前記マスク、前記集光と移送のための光学手段、および前記縮小と投影
のための光学手段は、複数の多層膜反射鏡を備え、それぞれの多層膜反射鏡は、
基板と、この基板上に、第１の物質からなる複数の層ならびに前記第１の物質か
らなる層と交互に入れ替わる第２の物質からなる複数の層からなる積層体とを備
え、前記第１の物質は、前記第２の物質の原子番号よりも大きな原子番号を有し
、前記第１および第２の複数の層は、協働して極短紫外線を反射し、前記積層体
は、自由表面を有して、反射される放射がこの自由表面上に達するよう構成され
ているリソグラフィ装置において、前記光源は、第１の面と第２の面とを有する
少なくとも一つの固体ターゲットを備え、該ターゲットは、このターゲットの前
記第２の面から、非等方的に極短紫外線の一部を放出できるよう設けられ、かつ
、前記集光と移送のための光学手段は、前記光源の前記ターゲットの前記第２の
面から来る極短紫外線の一部を前記マスクに向けて移送するように設けられ、か
つ、前記複数の層からなる積層体内の隣接する一対の層の厚さは、前記積層体内
における厚さの単調関数とされ、この厚さは、前記積層体の前記自由表面から測
られるものであることを特徴とするリソグラフィ装置を主題としている。
向けて集め、移送するための光学手段と、 − 前記像を縮小し、この縮小された像を、前記試料上に投影するための光学
手段と、 を備え、前記マスク、前記集光と移送のための光学手段、および前記縮小と投影
のための光学手段は、複数の多層膜反射鏡を備え、それぞれの多層膜反射鏡は、
基板と、この基板上に、第１の物質からなる複数の層ならびに前記第１の物質か
らなる層と交互に入れ替わる第２の物質からなる複数の層からなる積層体とを備
え、前記第１の物質は、前記第２の物質の原子番号よりも大きな原子番号を有し
、前記第１および第２の複数の層は、協働して極短紫外線を反射し、前記積層体
は、自由表面を有して、反射される放射がこの自由表面上に達するよう構成され
ているリソグラフィ装置において、前記光源は、第１の面と第２の面とを有する
少なくとも一つの固体ターゲットを備え、該ターゲットは、このターゲットの前
記第２の面から、非等方的に極短紫外線の一部を放出できるよう設けられ、かつ
、前記集光と移送のための光学手段は、前記光源の前記ターゲットの前記第２の
面から来る極短紫外線の一部を前記マスクに向けて移送するように設けられ、か
つ、前記複数の層からなる積層体内の隣接する一対の層の厚さは、前記積層体内
における厚さの単調関数とされ、この厚さは、前記積層体の前記自由表面から測
られるものであることを特徴とするリソグラフィ装置を主題としている。
【０００８】
ここで、「単調関数」とは、増加するか減少するかのどちらかの関数のことで
ある。
ある。
【０００９】
本発明に係る上記装置の好ましい実施形態によれば、上記ターゲットは、レー
ザビームとの相互作用によって極短紫外線を放出することのできる物質を含有し
、このターゲットの厚さは、約０．０５μｍから約５μｍにわたる範囲内に存在
している。
ザビームとの相互作用によって極短紫外線を放出することのできる物質を含有し
、このターゲットの厚さは、約０．０５μｍから約５μｍにわたる範囲内に存在
している。
【００１０】
レーザビームとの相互作用を介して極短紫外線を放出することができて、しか
も原子番号が２８から９２までの範囲にわたるグループに属する或る原子番号を
有する物質を、上記ターゲットが含有していることが好ましい。
も原子番号が２８から９２までの範囲にわたるグループに属する或る原子番号を
有する物質を、上記ターゲットが含有していることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る上記装置の一つの好ましい実施形態によれば、この装置は、一つ
のターゲットに他のターゲットが一体化されて形成された複数のターゲットを有
し、上記装置は、これらのターゲットが次々にレーザビームを受けるように、こ
れら複数のターゲットをずらす手段をさらに有している。
のターゲットに他のターゲットが一体化されて形成された複数のターゲットを有
し、上記装置は、これらのターゲットが次々にレーザビームを受けるように、こ
れら複数のターゲットをずらす手段をさらに有している。
【００１２】
上記装置は、さらに、上記複数のターゲットが取り付け固定され、しかも、レ
ーザビームがこれらのターゲットの方向に通り抜けできるようになっている支持
手段を備え、上記移動手段が、この支持手段、したがって上記ターゲットを移動
させるように設けられていてもよい。
ーザビームがこれらのターゲットの方向に通り抜けできるようになっている支持
手段を備え、上記移動手段が、この支持手段、したがって上記ターゲットを移動
させるように設けられていてもよい。
【００１３】
上記支持手段は、レーザビームを受ける各ターゲットの第１の面によって放出
された放射を吸収して、この放射をターゲットに向けて再放出することが可能と
されている。
された放射を吸収して、この放射をターゲットに向けて再放出することが可能と
されている。
【００１４】
本発明に係る上記装置の第一の好ましい実施形態によれば、上記支持手段は、
各ターゲットに面した開口部を備え、この開口部は、互いに概ね平行でターゲッ
トに垂直な二つの側壁によって形が定められている。
各ターゲットに面した開口部を備え、この開口部は、互いに概ね平行でターゲッ
トに垂直な二つの側壁によって形が定められている。
【００１５】
第二の好ましい実施形態によれば、上記支持手段は、各ターゲットに面した開
口部を備え、この開口部は、ターゲットに向かうにつれて次第に離間する二つの
側壁によって形が定められている。
口部を備え、この開口部は、ターゲットに向かうにつれて次第に離間する二つの
側壁によって形が定められている。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記装置は、さらに、補助的な固定され
た手段を備え、該補助的な固定された手段は、レーザビームをターゲットの方向
に通過させることができ、ターゲットの方向のレーザビームを吸収することがで
き、このターゲットの第１の面によって放出される放射を吸収することができ、
そして、この放射をこのターゲットに向けて再放出することができるように設け
られている。
た手段を備え、該補助的な固定された手段は、レーザビームをターゲットの方向
に通過させることができ、ターゲットの方向のレーザビームを吸収することがで
き、このターゲットの第１の面によって放出される放射を吸収することができ、
そして、この放射をこのターゲットに向けて再放出することができるように設け
られている。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、各多層膜反射鏡が有している上記積層体
は、少なくとも一対の第１および第２の層からなる複数の集合体に細分され、こ
れらの集合体の厚さは、積層体内の深さの単調関数とされ、この深さは、積層体
の自由表面から測られるものである。
は、少なくとも一対の第１および第２の層からなる複数の集合体に細分され、こ
れらの集合体の厚さは、積層体内の深さの単調関数とされ、この深さは、積層体
の自由表面から測られるものである。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記集合体の厚さは、等差数列をなして
増加する。
増加する。
【００１９】
好ましくは、各集合体の第１の層と第２の層は、略等しい厚さを有している。
【００２０】
一例として、上記第１の層と第２の層は、モリブデンとベリリウムとするか、
あるいは、モリブデンとシリコンとすることができる。
あるいは、モリブデンとシリコンとすることができる。
【００２１】
上記基板は、例えば、シリコンないしゲルマニウムから形成することができる
。
。
【００２２】
好ましくは、基板の厚さは、約５ｍｍから約４０ｍｍにわたる範囲内に存在し
、積層体の厚さは、約１μｍとされている。
、積層体の厚さは、約１μｍとされている。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態によれば、各多層膜反射鏡は、ＥＵＶ光によって照
明されるときにその変形が低減されるよう、この多層膜反射鏡を冷却する手段に
ぴったり取り付けられている。
明されるときにその変形が低減されるよう、この多層膜反射鏡を冷却する手段に
ぴったり取り付けられている。
【００２４】
好ましくは、上記冷却手段は、温度が大体１００Ｋに等しくなるまで反射鏡を
冷却するように設けられている。
冷却するように設けられている。
【００２５】
例えば、反射鏡を冷却する上記手段は、液体ヘリウム、フレオン（商標）、液
体窒素、あるいは、０Ｋに近い低温の伝熱流体とされた冷却流体である。
体窒素、あるいは、０Ｋに近い低温の伝熱流体とされた冷却流体である。
【００２６】
露光したい試料は、上面に感光性樹脂からなる層が塗布され、特定のパターン
にしたがって露光される半導体基板を有していてもよい。
にしたがって露光される半導体基板を有していてもよい。
【００２７】
本発明は、決して本発明を限定するものではない単に分かり易くするための、
以下の図に基づく実施形態の記述を通してより良く理解されよう。
以下の図に基づく実施形態の記述を通してより良く理解されよう。
【００２８】
固体ターゲットとレーザビームとの相互作用によって生成されたプラズマは、
いくつかの領域を有している。コロナ（corona）と呼ばれる相互作用領域は無論
存在するものの、同様に、大まかには以下のようなものが存在する。 − 伝導領域（conduction zone）と呼ばれるレーザビームが通らない領域。
この領域の振る舞いは、熱、電子、そして放射の伝導（thermal, electronic an
d radiation conduction）に支配される。コロナからイオンによって放射される
光子の一部は、ターゲットの冷たく密な部分に向けて放射される。 − 吸収および再放出領域（absorption and re-emission zone）。ここでは
、コロナないし伝導領域から達する高エネルギーを有する光子は、冷たく密な物
質によって吸収され、その結果、この物質の温度上昇に、ひいては低エネルギー
光子の放出に寄与する。 これらの光子は、媒体中において、温度勾配に沿った偏った伝播の方向を有し
、しかも、ターゲットがそれほど厚くなければ、その背面を介してターゲットを
後にする。この背面は、レーザが相互作用した面に対して幾何学的に対向する面
である。この背面における変換効率（efficiency of conversion）（全波長を含
む放射のエネルギーの、入射レーザのエネルギーに対する比）は、３０％に近い
ものになり得る。 ターゲットの背面からのこの放射は、前面からの放射に比べると、光子の放射
に影響を与える領域の温度と密度の条件が極めて異なるために、かなり異なるス
ペクトルの分布の特徴を有している。放出された放射光は、完全に平坦なターゲ
ットを用いる場合でさえ、生来的な角度分布（natural angular distribution）
を有している。つまり、この放射は非等方である。 加えて、背面の膨張の固有の速度は、前面の膨張の固有の速度よりも数桁低く
、エネルギーの大半は、放射の形になっている。 したがって、本発明においては、適した厚さの固体ターゲットの背面を介して
放出されるＥＵＶ放射が用いられる。そして、その固体ターゲットの前面上にレ
ーザビームが集束される。このようにして、非等方的な放射が得られ、物質の破
片の堆積を最小限に抑えられる。
いくつかの領域を有している。コロナ（corona）と呼ばれる相互作用領域は無論
存在するものの、同様に、大まかには以下のようなものが存在する。 − 伝導領域（conduction zone）と呼ばれるレーザビームが通らない領域。
この領域の振る舞いは、熱、電子、そして放射の伝導（thermal, electronic an
d radiation conduction）に支配される。コロナからイオンによって放射される
光子の一部は、ターゲットの冷たく密な部分に向けて放射される。 − 吸収および再放出領域（absorption and re-emission zone）。ここでは
、コロナないし伝導領域から達する高エネルギーを有する光子は、冷たく密な物
質によって吸収され、その結果、この物質の温度上昇に、ひいては低エネルギー
光子の放出に寄与する。 これらの光子は、媒体中において、温度勾配に沿った偏った伝播の方向を有し
、しかも、ターゲットがそれほど厚くなければ、その背面を介してターゲットを
後にする。この背面は、レーザが相互作用した面に対して幾何学的に対向する面
である。この背面における変換効率（efficiency of conversion）（全波長を含
む放射のエネルギーの、入射レーザのエネルギーに対する比）は、３０％に近い
ものになり得る。 ターゲットの背面からのこの放射は、前面からの放射に比べると、光子の放射
に影響を与える領域の温度と密度の条件が極めて異なるために、かなり異なるス
ペクトルの分布の特徴を有している。放出された放射光は、完全に平坦なターゲ
ットを用いる場合でさえ、生来的な角度分布（natural angular distribution）
を有している。つまり、この放射は非等方である。 加えて、背面の膨張の固有の速度は、前面の膨張の固有の速度よりも数桁低く
、エネルギーの大半は、放射の形になっている。 したがって、本発明においては、適した厚さの固体ターゲットの背面を介して
放出されるＥＵＶ放射が用いられる。そして、その固体ターゲットの前面上にレ
ーザビームが集束される。このようにして、非等方的な放射が得られ、物質の破
片の堆積を最小限に抑えられる。
【００２９】
ＥＵＶ光を生成するためには、ターゲットは、その原子番号Ｚが２８≦Ｚ≦９
２であるような物質を含んでいることが好ましい。 この物質に、レーザビームとの相互作用による良好なスペクトル特性を持つ、
ＥＵＶ光を同じように生成することのできる他の物質を混ぜたり加えたりしても
よい。 これとは別に、付随的に発生する寄生の放射（parasitic radiation）をフィ
ルタするような一つまたは二以上の他の物質が加えられてもよい。 ＥＵＶ光を生成する物質ないし活性成分（active element）を含有するターゲ
ットの厚さは、０．０５μｍと５μｍの間にあることが好ましい。 ターゲットは、材料の膨張が大きすぎないようにしながら、背面から効率的な
放出を行なうように最適化されていることが好ましい。
２であるような物質を含んでいることが好ましい。 この物質に、レーザビームとの相互作用による良好なスペクトル特性を持つ、
ＥＵＶ光を同じように生成することのできる他の物質を混ぜたり加えたりしても
よい。 これとは別に、付随的に発生する寄生の放射（parasitic radiation）をフィ
ルタするような一つまたは二以上の他の物質が加えられてもよい。 ＥＵＶ光を生成する物質ないし活性成分（active element）を含有するターゲ
ットの厚さは、０．０５μｍと５μｍの間にあることが好ましい。 ターゲットは、材料の膨張が大きすぎないようにしながら、背面から効率的な
放出を行なうように最適化されていることが好ましい。
【００３０】
同様に、レーザの特性（とりわけ、レーザが供給する放射のパルスの持続時間
や時間形状、波長、および強度）は、例えば１０ｎｍから２０ｎｍにわたる所望
の波長領域内で背面における最適のＥＵＶ変換を得るためにターゲットに要求さ
れる熱力学的条件が得られるよう、相応しいものとされている。
や時間形状、波長、および強度）は、例えば１０ｎｍから２０ｎｍにわたる所望
の波長領域内で背面における最適のＥＵＶ変換を得るためにターゲットに要求さ
れる熱力学的条件が得られるよう、相応しいものとされている。
【００３１】
図３に、本発明に係るリソグラフィ装置の好ましい実施形態が概略的に示され
ている。 このリソグラフィ装置は、例えばシリコン基板等といった半導体基板１８のた
めの支持部１６を備えている。この基板上には、或る特定のパターンにしたがっ
て露光されるよう設けられた感光性樹脂からなる層２０が塗布されている。 ＥＵＶ光の光源２２とは別に、この装置は、 − 拡大形状のパターンを有するマスク２４と、 − 光源の一部である固体ターゲット２８の背面を介して供給される放射の一
部を集光するとともに、上記マスク２４へ移送して、上記マスク２４に上記拡大
形状のパターンの像を作らせるための光学手段２６と、 − 上記像を縮小し、この縮小された像を感光性樹脂の層２０上に投影するた
めの光学手段２９と、 を備えている。 ターゲットは、例えば銀、銅、錫、サマリウム、あるいはレニウムから形成さ
れ、かつ、薄い厚さ（例えば、１μｍのオーダー）を有している。 感光性樹脂の層を露光するのに用いるためのＥＵＶ光を生成するため、パルス
レーザ３５によって放出されるパルスビーム３４が、光学的な集束手段３２によ
って、「前面」と称されるターゲットの第１の面３０上に集束される。次いで、
ターゲット２８は、前面３０と反対側のターゲット背面３７から非等方的なＥＵ
Ｖ光３６を放出する。 明らかにしておくべき点として、光源２２、集光と移送のための光学手段２６
、マスク２４、光学手段２９、そして、基板２０を保持する支持部１６は、低い
圧力が達成されている或る密閉容器（不図示）内に配置されている。レーザビー
ムは、相応の窓（不図示）を通してこの密閉容器内に送られる。 図３の例において、集光の光学手段２６は、集光器から成り、この集光器は、
ターゲット２８の背面３７に臨むように配置され、上記背面を介して非等方的に
放出されたＥＵＶ光を集めて、この放射を整えた上でさらにこの放射をマスク２
４に向けて送るように設けられている。 図３の装置において、集光器２６とマスク２４との間の付加的な光学手段を設
けることはそれゆえ必要ではなく、これが、リソグラフィ装置の光学手段を簡潔
にしている。
ている。 このリソグラフィ装置は、例えばシリコン基板等といった半導体基板１８のた
めの支持部１６を備えている。この基板上には、或る特定のパターンにしたがっ
て露光されるよう設けられた感光性樹脂からなる層２０が塗布されている。 ＥＵＶ光の光源２２とは別に、この装置は、 − 拡大形状のパターンを有するマスク２４と、 − 光源の一部である固体ターゲット２８の背面を介して供給される放射の一
部を集光するとともに、上記マスク２４へ移送して、上記マスク２４に上記拡大
形状のパターンの像を作らせるための光学手段２６と、 − 上記像を縮小し、この縮小された像を感光性樹脂の層２０上に投影するた
めの光学手段２９と、 を備えている。 ターゲットは、例えば銀、銅、錫、サマリウム、あるいはレニウムから形成さ
れ、かつ、薄い厚さ（例えば、１μｍのオーダー）を有している。 感光性樹脂の層を露光するのに用いるためのＥＵＶ光を生成するため、パルス
レーザ３５によって放出されるパルスビーム３４が、光学的な集束手段３２によ
って、「前面」と称されるターゲットの第１の面３０上に集束される。次いで、
ターゲット２８は、前面３０と反対側のターゲット背面３７から非等方的なＥＵ
Ｖ光３６を放出する。 明らかにしておくべき点として、光源２２、集光と移送のための光学手段２６
、マスク２４、光学手段２９、そして、基板２０を保持する支持部１６は、低い
圧力が達成されている或る密閉容器（不図示）内に配置されている。レーザビー
ムは、相応の窓（不図示）を通してこの密閉容器内に送られる。 図３の例において、集光の光学手段２６は、集光器から成り、この集光器は、
ターゲット２８の背面３７に臨むように配置され、上記背面を介して非等方的に
放出されたＥＵＶ光を集めて、この放射を整えた上でさらにこの放射をマスク２
４に向けて送るように設けられている。 図３の装置において、集光器２６とマスク２４との間の付加的な光学手段を設
けることはそれゆえ必要ではなく、これが、リソグラフィ装置の光学手段を簡潔
にしている。
【００３２】
薄い厚さのターゲット２８は、その前面３０で支持部３８に固定され、この支
持部３８に開口部４０が設けられて、集束されるレーザビーム３４が上記前面に
達すべく通過できるようになっている。 実際には、レーザパルスが薄い厚さのターゲットを局所的に壊してしまうこと
になり、ターゲット上の同じ位置に二度目のレーザビームを送ることができない
。これが、支持部３８が移動手段（図３には図示せず）を有して構成され、ター
ゲットの異なる領域がこの移動手段によって集束されたレーザビームに次々に当
てられ得るようにされる理由である。 この様子は、図４に概略的に示されており、図には、可撓な支持部４４に固定
された、ストリップ形状の薄い厚さ（例えば１μｍ）の固体ターゲット４２が示
されている。この支持部４４は、例えばプラスチック材料などから形成され、集
束されたビーム３４を通過可能にするための縦長の開口部４６を有して設けられ
ている。
持部３８に開口部４０が設けられて、集束されるレーザビーム３４が上記前面に
達すべく通過できるようになっている。 実際には、レーザパルスが薄い厚さのターゲットを局所的に壊してしまうこと
になり、ターゲット上の同じ位置に二度目のレーザビームを送ることができない
。これが、支持部３８が移動手段（図３には図示せず）を有して構成され、ター
ゲットの異なる領域がこの移動手段によって集束されたレーザビームに次々に当
てられ得るようにされる理由である。 この様子は、図４に概略的に示されており、図には、可撓な支持部４４に固定
された、ストリップ形状の薄い厚さ（例えば１μｍ）の固体ターゲット４２が示
されている。この支持部４４は、例えばプラスチック材料などから形成され、集
束されたビーム３４を通過可能にするための縦長の開口部４６を有して設けられ
ている。
【００３３】
ターゲット支持組品は、複合された可撓性のストリップを形成し、このストリ
ップが相応しい手段（不図示）によって回転可能とされた第１のリール４８から
解かれ、第２のリール５０上に巻き付けられる。このターゲット支持組品により
、集束されたレーザビームに相対するターゲットの位置をずらすことができて、
レーザビームのパルスがターゲットの異なる部分に次々に到達できるようになる
。これは、そういうわけで、一つ一つが互いに組み合わされた幾つかのターゲッ
トとして考えることができる。 一変形例（図示せず）において、ターゲット支持部としてプラスチック材料か
らなる可撓なストリップを用い、この支持部上に幾つものターゲットを規則的な
間隔をおいて固定することも可能である。このとき、このサポートには、集束さ
れたレーザビームが通過できるように、各ターゲットに相対した開口部が設けら
れている。 プラスチック材料からなるストリップに代えて、例えば、銅、銀、錫、サマリ
ウム、あるいはレニウムからなるストリップ５２（図５）が用いられることが好
ましい。このとき、このストリップは、集束されたビーム３４が当たる際にター
ゲット４２の前面から放出された放射を吸収して、この放射を上記ターゲット（
これはストリップ５２とともに可動とされている）の方に向けて再放出すること
ができる。このストリップ５２は、例えば、大体５μｍから１０μｍまでの厚さ
を有している。 ターゲット上に集束されるレーザビーム３４を通過可能にする縦長の上記開口
部は、図５から分かるように、大体互いに平行で、しかも、概ねターゲットに垂
直な二つの側壁５４，５６によって境界の形が定められるようにできる。 しかしながら、ターゲットの前面から放出される放射をもっと良く吸収し、も
っと良くこの放射をターゲットに向けて再放出するには、開口部を形成する二つ
の側壁が、図６に符号５５および５７によって示されているように、ターゲット
に近づくにつれて互いに離れるようになることが好ましい。
ップが相応しい手段（不図示）によって回転可能とされた第１のリール４８から
解かれ、第２のリール５０上に巻き付けられる。このターゲット支持組品により
、集束されたレーザビームに相対するターゲットの位置をずらすことができて、
レーザビームのパルスがターゲットの異なる部分に次々に到達できるようになる
。これは、そういうわけで、一つ一つが互いに組み合わされた幾つかのターゲッ
トとして考えることができる。 一変形例（図示せず）において、ターゲット支持部としてプラスチック材料か
らなる可撓なストリップを用い、この支持部上に幾つものターゲットを規則的な
間隔をおいて固定することも可能である。このとき、このサポートには、集束さ
れたレーザビームが通過できるように、各ターゲットに相対した開口部が設けら
れている。 プラスチック材料からなるストリップに代えて、例えば、銅、銀、錫、サマリ
ウム、あるいはレニウムからなるストリップ５２（図５）が用いられることが好
ましい。このとき、このストリップは、集束されたビーム３４が当たる際にター
ゲット４２の前面から放出された放射を吸収して、この放射を上記ターゲット（
これはストリップ５２とともに可動とされている）の方に向けて再放出すること
ができる。このストリップ５２は、例えば、大体５μｍから１０μｍまでの厚さ
を有している。 ターゲット上に集束されるレーザビーム３４を通過可能にする縦長の上記開口
部は、図５から分かるように、大体互いに平行で、しかも、概ねターゲットに垂
直な二つの側壁５４，５６によって境界の形が定められるようにできる。 しかしながら、ターゲットの前面から放出される放射をもっと良く吸収し、も
っと良くこの放射をターゲットに向けて再放出するには、開口部を形成する二つ
の側壁が、図６に符号５５および５７によって示されているように、ターゲット
に近づくにつれて互いに離れるようになることが好ましい。
【００３４】
他の例においては、図７に概略的に示されるように、ターゲット４２は、図４
を参照した際に述べられたような可動の支持部４４に固定されている。さらに、
図７の例において、ＥＵＶ光の光源は、集束されるレーザビーム３４に対して相
対的に固定され、ターゲットの前面に対向して配置された構成部材５８を備えて
いる。 この構成部材は、ターゲットの前面上に集束されるレーザビームの通過を可能
にする開口部を備え、しかも、該構成部材に設けられたこの開口部は、ターゲッ
トの方に向かって外側に朝顔形に開いており、そのため、上記ターゲットに対し
て傾斜した、かつ、このターゲットの方に向かって漸次互いに離れる二つの側壁
６０，６２を有している。 ターゲット４２の前面から放出される放射６４は、続いて上記の側壁６０，６
２によって吸収され、ターゲットの前面の方向に再放出される。 ターゲットの背面から放出されるＥＵＶ光３６は、その結果さらに強度が強く
なる。
を参照した際に述べられたような可動の支持部４４に固定されている。さらに、
図７の例において、ＥＵＶ光の光源は、集束されるレーザビーム３４に対して相
対的に固定され、ターゲットの前面に対向して配置された構成部材５８を備えて
いる。 この構成部材は、ターゲットの前面上に集束されるレーザビームの通過を可能
にする開口部を備え、しかも、該構成部材に設けられたこの開口部は、ターゲッ
トの方に向かって外側に朝顔形に開いており、そのため、上記ターゲットに対し
て傾斜した、かつ、このターゲットの方に向かって漸次互いに離れる二つの側壁
６０，６２を有している。 ターゲット４２の前面から放出される放射６４は、続いて上記の側壁６０，６
２によって吸収され、ターゲットの前面の方向に再放出される。 ターゲットの背面から放出されるＥＵＶ光３６は、その結果さらに強度が強く
なる。
【００３５】
もちろん、「H. Hirose et al., Prog. Crystal Growth and Charact., Vol.
33, 1996, pp. 277-280」の文献の記載から、ターゲットの背面からのＸ線放出
を用いるＸ線源が知られており、この場合、前記ターゲットは、前面が３×１０ 13 Ｗ／ｃｍ2の出力密度を有するレーザビームによって照射される７μｍの厚さ
を有するアルミニウムのシートによって形成されている。 しかしながら、本発明に用いられる光源は、薄い厚さのターゲットを有してい
ることに留意すべきで、この厚さは、約０．０５μｍから約５μｍにわたる領域
内に存在し、原子番号Ｚが２８より大きいか、あるいは等しい（そして、９２よ
り小さいか、あるいは等しい）ことが好ましいことから、このターゲットは、ア
ルミニウムの原子番号よりも大きい原子番号Ｚの物質から形成されていることが
好ましい。
33, 1996, pp. 277-280」の文献の記載から、ターゲットの背面からのＸ線放出
を用いるＸ線源が知られており、この場合、前記ターゲットは、前面が３×１０ 13 Ｗ／ｃｍ2の出力密度を有するレーザビームによって照射される７μｍの厚さ
を有するアルミニウムのシートによって形成されている。 しかしながら、本発明に用いられる光源は、薄い厚さのターゲットを有してい
ることに留意すべきで、この厚さは、約０．０５μｍから約５μｍにわたる領域
内に存在し、原子番号Ｚが２８より大きいか、あるいは等しい（そして、９２よ
り小さいか、あるいは等しい）ことが好ましいことから、このターゲットは、ア
ルミニウムの原子番号よりも大きい原子番号Ｚの物質から形成されていることが
好ましい。
【００３６】
明らかにしておくべき点として、本発明において用いられるターゲットを形成
するのに好ましい物質は、原子番号Ｚが５０の値を有する錫である。 さらに、本発明において、プラスチック材料の基板（例えば、１μｍの厚さの
ＣＨ2（ポリエチレン）の基板）上に形成された、１μｍより薄いか、あるいは
それに等しい、非常に薄い厚さのターゲットを用いることができ、このとき、こ
の（好ましくは錫から形成された）ターゲットの背面、つまり、使用されるＥＵ
Ｖ光を放出するまさにその面は、この基板の上に載っている。また、このターゲ
ットの前面の上に、その厚さが１０００Å（すなわち１００ｎｍ）より薄い金の
層を形成することもできる。 上述した文献に立ち返ってみて留意すべき点は、文献に述べられている３×１
０13Ｗ／ｃｍ2に満たない最大出力密度のレーザ光によってその前面が照射され
る場合には、７μｍの厚さのアルミニウムのターゲットは、その背面を介した放
出に関しては想定不可能であること、さらに、特にマイクロリソグラフィの分野
では、上で考えられた最大出力密度は、例えば１０12Ｗ／ｃｍ2に近いものであ
ることである。
するのに好ましい物質は、原子番号Ｚが５０の値を有する錫である。 さらに、本発明において、プラスチック材料の基板（例えば、１μｍの厚さの
ＣＨ2（ポリエチレン）の基板）上に形成された、１μｍより薄いか、あるいは
それに等しい、非常に薄い厚さのターゲットを用いることができ、このとき、こ
の（好ましくは錫から形成された）ターゲットの背面、つまり、使用されるＥＵ
Ｖ光を放出するまさにその面は、この基板の上に載っている。また、このターゲ
ットの前面の上に、その厚さが１０００Å（すなわち１００ｎｍ）より薄い金の
層を形成することもできる。 上述した文献に立ち返ってみて留意すべき点は、文献に述べられている３×１
０13Ｗ／ｃｍ2に満たない最大出力密度のレーザ光によってその前面が照射され
る場合には、７μｍの厚さのアルミニウムのターゲットは、その背面を介した放
出に関しては想定不可能であること、さらに、特にマイクロリソグラフィの分野
では、上で考えられた最大出力密度は、例えば１０12Ｗ／ｃｍ2に近いものであ
ることである。
【００３７】
また、以下の点にも留意すべきである。
アルミニウム（Ｚ＝１３）といったような低い原子番号Ｚの物質上でレーザ相
互作用が起きる場合、コロナ（レーザが相互作用する側：前面）に吸収されたレ
ーザエネルギーの、密で冷めた領域への（すなわち、背面への）移送は、電子の
熱による伝導によって発生する。上述の文献に提示されているような、ターゲッ
トが比較的厚い場合においてさえ、背面で非等方的な放出が得られるかどうかは
全く保証されない。 これとは対照的に、大きなＺを有する物質の場合、エネルギーの移送は、放射
の伝導であって、これがターゲットの内部と後部の活性化のスイッチを入れる（
turn-on）「操作」をしている。本発明で用いられるターゲットにおいて重要に
なる非等方性は、背面において放射波が現れること、したがって、厚さを選択す
ることに直接結びついており、この厚さに対する最適化された値は、以下に与え
られるものとなる。 レーザに照射されるターゲット内の固有温度と電子密度の特徴は、その上、物
質が原子番号の小さいものからなるか、あるいは大きいものからなるかに依存し
て、しかも、用いられるターゲットの厚さにも依存しており、かなり異なってい
る。
互作用が起きる場合、コロナ（レーザが相互作用する側：前面）に吸収されたレ
ーザエネルギーの、密で冷めた領域への（すなわち、背面への）移送は、電子の
熱による伝導によって発生する。上述の文献に提示されているような、ターゲッ
トが比較的厚い場合においてさえ、背面で非等方的な放出が得られるかどうかは
全く保証されない。 これとは対照的に、大きなＺを有する物質の場合、エネルギーの移送は、放射
の伝導であって、これがターゲットの内部と後部の活性化のスイッチを入れる（
turn-on）「操作」をしている。本発明で用いられるターゲットにおいて重要に
なる非等方性は、背面において放射波が現れること、したがって、厚さを選択す
ることに直接結びついており、この厚さに対する最適化された値は、以下に与え
られるものとなる。 レーザに照射されるターゲット内の固有温度と電子密度の特徴は、その上、物
質が原子番号の小さいものからなるか、あるいは大きいものからなるかに依存し
て、しかも、用いられるターゲットの厚さにも依存しており、かなり異なってい
る。
【００３８】
一つの解析的なモデルによって、背面での変換（conversion）の比率Ｘを最適
化できる最適厚さＥ0を見つけることができる。Ｅ0は、ターゲットの物質の原子
番号Ｚと、この物質の原子質量Ａと、（Ｗ／ｃｍ2で表された吸収されるレーザ
フラックスφaにそれ自身結びつけられた）媒体中の温度Ｔ（単位は°Ｋ）と、
レーザの波長λ（単位はμｍ）と、パルス長Ｄt（単位は秒）と、そして密度ρ
（単位はｇ／ｃｍ3）とに、以下の式、 Ｅ0（ in cm ）＝２６．２２（Ａ／Ｚ）0.5×Ｔ0.5×Ｄt／α ここで、 α＝ρ×λ2×（１＋０．９４６（Ａ／Ｚ）0.5） を用いて結びつけられている。 温度（°Ｋ）は、φa 2/3およびλ4/3に比例する。 リソグラフィを考える上で普通必要であるような、利用できる低いレーザエネ
ルギー（１Ｊより低い）に対しては、 感光性樹脂で適切な値を得るのに（したがって、露光の閾値が達成されるよう保
証するのに）、非常に高いスループット（１ｋＨｚを上回る）が求められ、また
、（用いられる光学系との最適の結合から課される）放出領域のための或る与え
られた大きさ（例えば３００μｍに近い直径）が求められるため、ターゲット上
に入るレーザのフラックスは低い。ナノ秒の領域（regime）では、レーザフラッ
クスは、１．０６μｍで１０12Ｗ／ｃｍ2を超えない。その上、現時点では、１
００ｐｓのパルス列を有して動作するこのスループットでのレーザを製造するこ
とは現実的とは考えられない。 これらの条件のもとで、仮にエネルギーの全てが吸収されるとして達成するこ
とができる媒体温度として、３０ｅＶの値が上述のモデルにより与えられる。 これらの条件のもとで、アルミニウムに対して、背面での変換比率Ｘを最適化
する最適厚さは、０．１５μｍであり、これは、上述の文献に与えられた条件か
らはかなりかけ離れている。さらに、原子番号の小さいアルミニウムのような物
質を用いると、ターゲットの背面から放出される放射は、ア−プリオリに何ら方
位性を持たない。つまり、放射は、略等方的である。前面と背面とは、それゆえ
等価なものと考えることができる。 金の例を用いれば、同じ条件下のままで、上記厚さは、０．１μｍより小さい
。 ＣＨ2（ポリエチレン）からなる基板上に形成された、錫からなるターゲット
の先に挙げられた例に立ち返るために、次の点を挙げる。錫の薄いシートの背面
上に付けることができるポリエチレン、および、このシートの前面上に付けるこ
とができる金の双方は、錫から構成された放出物質が膨張するのを、この放出物
質が放射波によって加熱されるのに先立って抑制するのに用いられ、このとき、
これによって関心があるターゲットの領域に光子が導かれるようになっている。
若干加熱される背面側のポリエチレンは、放射に対しては透明であり、膨張も制
限し、したがって、物質の破片（debris）を放出を少量に抑える。
化できる最適厚さＥ0を見つけることができる。Ｅ0は、ターゲットの物質の原子
番号Ｚと、この物質の原子質量Ａと、（Ｗ／ｃｍ2で表された吸収されるレーザ
フラックスφaにそれ自身結びつけられた）媒体中の温度Ｔ（単位は°Ｋ）と、
レーザの波長λ（単位はμｍ）と、パルス長Ｄt（単位は秒）と、そして密度ρ
（単位はｇ／ｃｍ3）とに、以下の式、 Ｅ0（ in cm ）＝２６．２２（Ａ／Ｚ）0.5×Ｔ0.5×Ｄt／α ここで、 α＝ρ×λ2×（１＋０．９４６（Ａ／Ｚ）0.5） を用いて結びつけられている。 温度（°Ｋ）は、φa 2/3およびλ4/3に比例する。 リソグラフィを考える上で普通必要であるような、利用できる低いレーザエネ
ルギー（１Ｊより低い）に対しては、 感光性樹脂で適切な値を得るのに（したがって、露光の閾値が達成されるよう保
証するのに）、非常に高いスループット（１ｋＨｚを上回る）が求められ、また
、（用いられる光学系との最適の結合から課される）放出領域のための或る与え
られた大きさ（例えば３００μｍに近い直径）が求められるため、ターゲット上
に入るレーザのフラックスは低い。ナノ秒の領域（regime）では、レーザフラッ
クスは、１．０６μｍで１０12Ｗ／ｃｍ2を超えない。その上、現時点では、１
００ｐｓのパルス列を有して動作するこのスループットでのレーザを製造するこ
とは現実的とは考えられない。 これらの条件のもとで、仮にエネルギーの全てが吸収されるとして達成するこ
とができる媒体温度として、３０ｅＶの値が上述のモデルにより与えられる。 これらの条件のもとで、アルミニウムに対して、背面での変換比率Ｘを最適化
する最適厚さは、０．１５μｍであり、これは、上述の文献に与えられた条件か
らはかなりかけ離れている。さらに、原子番号の小さいアルミニウムのような物
質を用いると、ターゲットの背面から放出される放射は、ア−プリオリに何ら方
位性を持たない。つまり、放射は、略等方的である。前面と背面とは、それゆえ
等価なものと考えることができる。 金の例を用いれば、同じ条件下のままで、上記厚さは、０．１μｍより小さい
。 ＣＨ2（ポリエチレン）からなる基板上に形成された、錫からなるターゲット
の先に挙げられた例に立ち返るために、次の点を挙げる。錫の薄いシートの背面
上に付けることができるポリエチレン、および、このシートの前面上に付けるこ
とができる金の双方は、錫から構成された放出物質が膨張するのを、この放出物
質が放射波によって加熱されるのに先立って抑制するのに用いられ、このとき、
これによって関心があるターゲットの領域に光子が導かれるようになっている。
若干加熱される背面側のポリエチレンは、放射に対しては透明であり、膨張も制
限し、したがって、物質の破片（debris）を放出を少量に抑える。
【００３９】
本発明に用いることができる多層膜反射鏡の一例について述べる前に、図８を
参照しながら、極短紫外領域の放射を反射するよう設けられた多層膜反射鏡に戻
ることにしよう。 この周知の多層膜反射鏡は、例えばシリコンから形成された基板６４を備え、
この基板６４の上には、第１の物質からなる複数の層６６ならびにこの第１の物
質からなる層と交互に入れ替わる第２の物質からなる複数の層６８の積層体を備
えている。 この第１の物質（例えばモリブデン）は、第２の物質（例えばシリコン）の原
子番号より大きな原子番号を有している。 これらの第１および第２の層は、協働して、特定波長を中心にして合わせられ
た波長領域内の極短紫外領域の放射を反射する。 上記積層体は、自由表面７０を有し、この上に、反射したいと考えている放射
４０が達する。 この従来の多層膜反射鏡において、積層体の隣接する層の対の厚さｄは、一定
とされている。この厚さｄは、内的レチクル間隔（inter-reticular distance）
と称される。 反射したいと考えている放射４０の入射角は、θによって表されている。この
角度は、この放射の入射角の余角である。さらに、反射された放射の波長はλに
よって示され、ｋは反射の次数である。 第１の物質、すなわち重い物質の層と、第２の物質、すなわち軽い物質の層が
交互になっていることによって、厚さに関して光学的な指数の周期的な変動が引
き起こされる。この変動が入射光の選択的な反射を可能にする。 具体的には、電磁波が等間隔の多数の反射層に当たると、径路差が波長の整数
倍に等しい場合を除いて、反射波の方向において至る所で打ち消し合う干渉がお
こる。 この選択的な反射の現象は、ブラッグの法則と同様の法則によって記述するこ
とができる。すなわち、 ２ｄ×ｓｉｎθ＝ｋ×λ
参照しながら、極短紫外領域の放射を反射するよう設けられた多層膜反射鏡に戻
ることにしよう。 この周知の多層膜反射鏡は、例えばシリコンから形成された基板６４を備え、
この基板６４の上には、第１の物質からなる複数の層６６ならびにこの第１の物
質からなる層と交互に入れ替わる第２の物質からなる複数の層６８の積層体を備
えている。 この第１の物質（例えばモリブデン）は、第２の物質（例えばシリコン）の原
子番号より大きな原子番号を有している。 これらの第１および第２の層は、協働して、特定波長を中心にして合わせられ
た波長領域内の極短紫外領域の放射を反射する。 上記積層体は、自由表面７０を有し、この上に、反射したいと考えている放射
４０が達する。 この従来の多層膜反射鏡において、積層体の隣接する層の対の厚さｄは、一定
とされている。この厚さｄは、内的レチクル間隔（inter-reticular distance）
と称される。 反射したいと考えている放射４０の入射角は、θによって表されている。この
角度は、この放射の入射角の余角である。さらに、反射された放射の波長はλに
よって示され、ｋは反射の次数である。 第１の物質、すなわち重い物質の層と、第２の物質、すなわち軽い物質の層が
交互になっていることによって、厚さに関して光学的な指数の周期的な変動が引
き起こされる。この変動が入射光の選択的な反射を可能にする。 具体的には、電磁波が等間隔の多数の反射層に当たると、径路差が波長の整数
倍に等しい場合を除いて、反射波の方向において至る所で打ち消し合う干渉がお
こる。 この選択的な反射の現象は、ブラッグの法則と同様の法則によって記述するこ
とができる。すなわち、 ２ｄ×ｓｉｎθ＝ｋ×λ
【００４０】
図９には、特定のｋおよびθの値に対し、図８に示す類の多層膜反射鏡からな
る反射器の出力Ｐ（単位は任意）における変化を入射光のエネルギーＥｎ（単位
はｅＶ）の関数として表す曲線Ｉが示されている。この曲線Ｉの半値幅は６ｅＶ
である。 図８に示される多層膜反射鏡は、したがって、狭い帯域幅を有する通常の構造
である。 本発明においては、できるだけ高い光子フラックスを集めるように、広い帯域
幅を有する多層膜反射鏡を用いることが望まれる。 帯域幅における増加が得られるように、本発明により、放射が多重層内に進入
するにしたがって、内的レチクル間隔ｄが段階的に変えられる。 したがって、多層膜反射鏡の構造を調節するように、積層される層の特性なら
びに次々に続く厚さの選定を行わなければならない。 この多層膜反射鏡の（形成される層の特性ならびに厚さに関する）最適化は、
複数層からなる積層体内でのＥＵＶ光ビームの移送用の再帰的な計算コードを用
いて行われる。
る反射器の出力Ｐ（単位は任意）における変化を入射光のエネルギーＥｎ（単位
はｅＶ）の関数として表す曲線Ｉが示されている。この曲線Ｉの半値幅は６ｅＶ
である。 図８に示される多層膜反射鏡は、したがって、狭い帯域幅を有する通常の構造
である。 本発明においては、できるだけ高い光子フラックスを集めるように、広い帯域
幅を有する多層膜反射鏡を用いることが望まれる。 帯域幅における増加が得られるように、本発明により、放射が多重層内に進入
するにしたがって、内的レチクル間隔ｄが段階的に変えられる。 したがって、多層膜反射鏡の構造を調節するように、積層される層の特性なら
びに次々に続く厚さの選定を行わなければならない。 この多層膜反射鏡の（形成される層の特性ならびに厚さに関する）最適化は、
複数層からなる積層体内でのＥＵＶ光ビームの移送用の再帰的な計算コードを用
いて行われる。
【００４１】
図１０は、本発明に係る多層膜反射鏡の、好ましい実施形態の概略的な縦断面
図である。 図１０の多層膜反射鏡は、基板７４を備え、かつ、この基板７４の上には、第
１の物質からなる複数の層７６、ならびに、この第１の物質からなる層と交互に
入れ替わる第２の物質からなる複数の層７８の積層体を備え、この第１の物質、
すなわち重い物質は、第２の物質、すなわち軽い物質の原子番号よりも大きい原
子番号を有している。 これらの第１および第２の層は、特定波長を中心にして合わせられた波長領域
内でＥＵＶ光を反射するように協働する。 上記積層体の自由表面８０は、図１０内にも示されており、その上には、反射
されるＥＵＶ光８２が達する。 図８の従来の多層膜反射鏡と対照的に、図１０の多層膜反射鏡において、積層
体の隣接する層の対の厚さは、積層体内の深さの増加関数であり、この深さは、
積層体の自由表面から測られて算定される。 図１０に示される例において、第１および第２の物質は、それぞれ、モリブデ
ンおよびシリコンとされ、基板７４は、シリコンから形成されている。とは言え
、第２の物質としてベリリウムが用いられ、基板７４がゲルマニウムから形成さ
れていてもよい。 図１０の例では、積層体は、幾つかのグループから形成され、各グループは、
対になっている層（第１の物質からなる層と隣接する第２の物質からなる層）を
、例えば７個の層のペア、あるいは８個の層のペアというように、複数有してい
る。このグループの厚さは、積層体の自由表面から基板７４に向かって進むにつ
れて増加している。このグループの厚さの増加は、例えば等差数列をなしており
、各グループ内では、全ての層は、概ね等しい厚さを有している。 一例としては、自由表面８０から基板７４に向かって進むにつれて、全体の厚
さＥ１を有する７対が存在し、次に、全体の厚さＥ１＋ΔＥを有する７対が存在
し、次に、全体の厚さＥ１＋２ΔＥを有する７対が存在し、というように、基板
７４まで続いていく。 図１０の多層膜反射鏡内において、複数層からなる積層体の全体の厚さは、例
えば１μｍとされている。 ＥＵＶ光８２は、重い物質と軽い物質とで形成された、一連の複数の屈折体（
diopter）上で反射される。仮に、異なる屈折体上での複数の反射波の間に、強
め合いの干渉条件が満たされると（２ｄ×ｓｉｎθ＝ｋ×λ）、放射が多重層か
ら出てくる（ブラッグの法則）。 基板７４の厚さは、この基板の形状および研磨の度合いに依存する。基板７４
のこの厚さは、５ｍｍから４０ｍｍの間とされている。 図１０の類の積層体を作るために、全ての層７８，７６は、例えば陰極スパッ
タリングを用いて、基板７４上に所望の厚さで次々に堆積される。 もちろん、図１０に示されるものと比較可能な構成を有する多重層を用いるこ
とについては周知であるが、全く異なる波長領域のためのものであるし、また、
全く違う機能のためのものである。つまり、これらの周知の多重層の積層体は、
可視領域の放射のための帯域フィルタとして用いられる。 ＥＵＶ領域において、本発明に用いることのできる多層膜反射鏡の構成は、と
りわけ、特性、厚さ、密度、物質の光学定数（optical constant）、そして、積
層特性に関して特殊であることに留意すべきであろう。 図３のリソグラフィ装置において、集光器２６、マスク２４、および光学的投
影縮小手段２９を形成する多層膜反射鏡は、図１０の類の多層膜反射鏡であり、
ＥＵＶ光を反射することができ、その波長は、或る特定の波長（例えば１２ｎｍ
）を中心にして合わせられている。 特に、集光器２６は、図１０の類の多層膜反射鏡を構成する幾つかの基本とな
る集光器をつなぎ合わせることによって形成することができる。 図９には、例えば図１０に示す類の、本発明に用いることができる多層膜反射
鏡に対して、反射器の出力Ｐ（単位は任意）における変化を入射光のエネルギー
Ｅｎ（単位はｅＶ）の関数として表す曲線ＩＩが示されている。 従来技術の多層膜反射鏡（曲線Ｉ）と比較すると、半値幅が大幅に増加してい
ることが分かり、その値は、曲線ＩＩに対しては９ｅＶとなる。 したがって、本発明においては、ＥＵＶ光用の多層膜反射鏡の帯域幅が増加さ
れる。
図である。 図１０の多層膜反射鏡は、基板７４を備え、かつ、この基板７４の上には、第
１の物質からなる複数の層７６、ならびに、この第１の物質からなる層と交互に
入れ替わる第２の物質からなる複数の層７８の積層体を備え、この第１の物質、
すなわち重い物質は、第２の物質、すなわち軽い物質の原子番号よりも大きい原
子番号を有している。 これらの第１および第２の層は、特定波長を中心にして合わせられた波長領域
内でＥＵＶ光を反射するように協働する。 上記積層体の自由表面８０は、図１０内にも示されており、その上には、反射
されるＥＵＶ光８２が達する。 図８の従来の多層膜反射鏡と対照的に、図１０の多層膜反射鏡において、積層
体の隣接する層の対の厚さは、積層体内の深さの増加関数であり、この深さは、
積層体の自由表面から測られて算定される。 図１０に示される例において、第１および第２の物質は、それぞれ、モリブデ
ンおよびシリコンとされ、基板７４は、シリコンから形成されている。とは言え
、第２の物質としてベリリウムが用いられ、基板７４がゲルマニウムから形成さ
れていてもよい。 図１０の例では、積層体は、幾つかのグループから形成され、各グループは、
対になっている層（第１の物質からなる層と隣接する第２の物質からなる層）を
、例えば７個の層のペア、あるいは８個の層のペアというように、複数有してい
る。このグループの厚さは、積層体の自由表面から基板７４に向かって進むにつ
れて増加している。このグループの厚さの増加は、例えば等差数列をなしており
、各グループ内では、全ての層は、概ね等しい厚さを有している。 一例としては、自由表面８０から基板７４に向かって進むにつれて、全体の厚
さＥ１を有する７対が存在し、次に、全体の厚さＥ１＋ΔＥを有する７対が存在
し、次に、全体の厚さＥ１＋２ΔＥを有する７対が存在し、というように、基板
７４まで続いていく。 図１０の多層膜反射鏡内において、複数層からなる積層体の全体の厚さは、例
えば１μｍとされている。 ＥＵＶ光８２は、重い物質と軽い物質とで形成された、一連の複数の屈折体（
diopter）上で反射される。仮に、異なる屈折体上での複数の反射波の間に、強
め合いの干渉条件が満たされると（２ｄ×ｓｉｎθ＝ｋ×λ）、放射が多重層か
ら出てくる（ブラッグの法則）。 基板７４の厚さは、この基板の形状および研磨の度合いに依存する。基板７４
のこの厚さは、５ｍｍから４０ｍｍの間とされている。 図１０の類の積層体を作るために、全ての層７８，７６は、例えば陰極スパッ
タリングを用いて、基板７４上に所望の厚さで次々に堆積される。 もちろん、図１０に示されるものと比較可能な構成を有する多重層を用いるこ
とについては周知であるが、全く異なる波長領域のためのものであるし、また、
全く違う機能のためのものである。つまり、これらの周知の多重層の積層体は、
可視領域の放射のための帯域フィルタとして用いられる。 ＥＵＶ領域において、本発明に用いることのできる多層膜反射鏡の構成は、と
りわけ、特性、厚さ、密度、物質の光学定数（optical constant）、そして、積
層特性に関して特殊であることに留意すべきであろう。 図３のリソグラフィ装置において、集光器２６、マスク２４、および光学的投
影縮小手段２９を形成する多層膜反射鏡は、図１０の類の多層膜反射鏡であり、
ＥＵＶ光を反射することができ、その波長は、或る特定の波長（例えば１２ｎｍ
）を中心にして合わせられている。 特に、集光器２６は、図１０の類の多層膜反射鏡を構成する幾つかの基本とな
る集光器をつなぎ合わせることによって形成することができる。 図９には、例えば図１０に示す類の、本発明に用いることができる多層膜反射
鏡に対して、反射器の出力Ｐ（単位は任意）における変化を入射光のエネルギー
Ｅｎ（単位はｅＶ）の関数として表す曲線ＩＩが示されている。 従来技術の多層膜反射鏡（曲線Ｉ）と比較すると、半値幅が大幅に増加してい
ることが分かり、その値は、曲線ＩＩに対しては９ｅＶとなる。 したがって、本発明においては、ＥＵＶ光用の多層膜反射鏡の帯域幅が増加さ
れる。
【００４２】
次に、あらゆる多層膜反射鏡、特に本発明に用いることができる多層膜反射鏡
が、輝度の高いＥＵＶ光にさらされる際に被る熱的な変形を最小化する方法に関
して説明を行なうことにする。 このような反射鏡を得るために、適した厚さの約１００対の層（重い物質の層
は、軽い物質の層と交互になっている）が、例えばシリコン基板上に積層され、
層全体で大体１μｍの厚さが得られるように所望の形状に光学的に研磨される。
したがって、この厚さは、多層膜反射鏡の形状を決める基板の厚さ（例えば数ｍ
ｍ）に比べれば無視できるものである。 前面上が熱の流束密度（flux density）にさらされる平坦な反射鏡の変形は、
幾何学的な特性による。この変形は、二つの成分を有している。
が、輝度の高いＥＵＶ光にさらされる際に被る熱的な変形を最小化する方法に関
して説明を行なうことにする。 このような反射鏡を得るために、適した厚さの約１００対の層（重い物質の層
は、軽い物質の層と交互になっている）が、例えばシリコン基板上に積層され、
層全体で大体１μｍの厚さが得られるように所望の形状に光学的に研磨される。
したがって、この厚さは、多層膜反射鏡の形状を決める基板の厚さ（例えば数ｍ
ｍ）に比べれば無視できるものである。 前面上が熱の流束密度（flux density）にさらされる平坦な反射鏡の変形は、
幾何学的な特性による。この変形は、二つの成分を有している。
【００４３】
第１の成分は、反射鏡を形成する板の表面に平行である。この第１の成分は、
反射鏡の前面と背面の間の温度差に起因して、二層効果（bilaminar effect）に
よって全体的な球状の湾曲をもたらす。 第２の成分は、反射鏡の表面に対して垂直で、局所的な変形、つまり、反射鏡
の厚さの局所的な増加を引き起こす。これは、反射鏡がさらされる熱流（therma
l flux）の密度の均一さが欠けていることによるものである。 全体的な湾曲（二層効果）は、概略的に図１１に示されている。多層膜反射鏡
上への入射光８４が見受けられる。 反射鏡の前面と背面との間の温度差ΔＴSによって、対応する最大勾配Δｐを
伴った全面的な球状湾曲が引き起こされる。 この勾配は、その端部が固定されない冷却されない反射鏡に対し、以下の式に
よって表される。すなわち、 Δｐ＝Ｃ×（α／ｋ）×φ×ｌi ここで、φは熱的な流束密度（単位はＷ／ｍｍ2）、αは熱による反射鏡の膨張
係数、ｋは反射鏡の熱伝導率、Ｃは定数であって、球状の湾曲部に対しては１、
円筒状の湾曲部の場合には１／２であり、ｌiは反射鏡の半分の長さである。 全面的な湾曲に伴うこの勾配は、入射フラックスとともに線型に変化する。こ
の勾配は、α／ｋの比が大きくなるにつれて、そして、反射鏡上のビームのサイ
ズが大きくなれば、よい大きくなる。 勾配Δｐは、反射鏡の厚さには依存せず、この反射鏡上における放射が当たる
角度にも依存しない。反射鏡の変形に関係する曲率半径は、この反射鏡の大きさ
にはよらない。この曲率半径Ｒは、以下の式によって表される。 Ｒ＝φ-1×（ｋ／α）
反射鏡の前面と背面の間の温度差に起因して、二層効果（bilaminar effect）に
よって全体的な球状の湾曲をもたらす。 第２の成分は、反射鏡の表面に対して垂直で、局所的な変形、つまり、反射鏡
の厚さの局所的な増加を引き起こす。これは、反射鏡がさらされる熱流（therma
l flux）の密度の均一さが欠けていることによるものである。 全体的な湾曲（二層効果）は、概略的に図１１に示されている。多層膜反射鏡
上への入射光８４が見受けられる。 反射鏡の前面と背面との間の温度差ΔＴSによって、対応する最大勾配Δｐを
伴った全面的な球状湾曲が引き起こされる。 この勾配は、その端部が固定されない冷却されない反射鏡に対し、以下の式に
よって表される。すなわち、 Δｐ＝Ｃ×（α／ｋ）×φ×ｌi ここで、φは熱的な流束密度（単位はＷ／ｍｍ2）、αは熱による反射鏡の膨張
係数、ｋは反射鏡の熱伝導率、Ｃは定数であって、球状の湾曲部に対しては１、
円筒状の湾曲部の場合には１／２であり、ｌiは反射鏡の半分の長さである。 全面的な湾曲に伴うこの勾配は、入射フラックスとともに線型に変化する。こ
の勾配は、α／ｋの比が大きくなるにつれて、そして、反射鏡上のビームのサイ
ズが大きくなれば、よい大きくなる。 勾配Δｐは、反射鏡の厚さには依存せず、この反射鏡上における放射が当たる
角度にも依存しない。反射鏡の変形に関係する曲率半径は、この反射鏡の大きさ
にはよらない。この曲率半径Ｒは、以下の式によって表される。 Ｒ＝φ-1×（ｋ／α）
【００４４】
図１２に概略的に示される局所的な変形を以下に考慮することにする。この局
所変形は、反射鏡がその表面に対して垂直に膨張したことによるものである。こ
の変形は、反射鏡に入射するフラックスの一様性が欠けていることに起因してい
る。このように一様性が欠けているのは、例えばガウス分布則に従い得るような
ビーム８４の角度の開きによるものである。 この局所的な変形に伴う最大の勾配Δｈは、以下の式によって表される。 Δｈ＝２×（α／ｋ）×（ｅ2／Ｌi）×φ0
所変形は、反射鏡がその表面に対して垂直に膨張したことによるものである。こ
の変形は、反射鏡に入射するフラックスの一様性が欠けていることに起因してい
る。このように一様性が欠けているのは、例えばガウス分布則に従い得るような
ビーム８４の角度の開きによるものである。 この局所的な変形に伴う最大の勾配Δｈは、以下の式によって表される。 Δｈ＝２×（α／ｋ）×（ｅ2／Ｌi）×φ0
【００４５】
この式において、φ0は多層膜反射鏡上のビームスポット（beam print）の真
ん中での流束密度、ｅはこの反射鏡の厚さ、αは熱膨張係数、ｋは反射鏡の熱伝
導率、そしてＬiは反射鏡上のビームスポットの、半分の高さでの幅である。 勾配Δｈは、入射フラックスとともに線型に変化する。この勾配は、α／ｋの
比が大きくなるにつれて、そして、反射鏡上のビームの当たり方が小さくなるに
つれて、ますます大きくなる。この勾配は、反射鏡の厚さの２乗で変化する。 これらの機械的な変形の影響を低減するために、多層膜反射鏡上のビームスポ
ットは、熱的な流束密度を「分散」するよう、大きいサイズを有する必要があり
、また、反射鏡は、放射に対してさほど吸収性がない薄い厚さであって、しかも
低いα／ｋ比を有していることが求められる。 多層膜反射鏡上のビームスポットは、反射のために選択される入射角に依存す
る。この入射角は、ビームスポットを最小にする９０°に近いものである。 反射鏡の種類とその厚さの選定は、所望の形状と表面粗さを得ることを可能に
する研磨技術に左右される。 熱伝導率ｋおよび熱膨張係数αは、温度の関数として変化する。図１３に示さ
れるように、シリコンの場合、温度が１２５Ｋに近いときの高い熱伝導率ｋに伴
い、この物質の非常に小さい膨張係数αの恩恵を被ることができる。 図１３には、シリコンの熱膨張係数α（単位は１０-6Ｋ-1）の変化を温度Ｔ（
単位はＫ）の関数として表す曲線ＩＩ、ならびに、熱伝導率ｋ（単位はW／ｍ・
ｋ）の変化を温度Ｔ（単位はＫ）の関数として表す曲線Ｉとが示されている。 この場合、α／ｋの比は、温度が０に近づくと、０に近づき、これにより、熱
流に起因する機械的な変形が最小化される。α／ｋ（単位は１０-6ｍ／Ｗ）の変
化を温度（単位はＫ）の関数として示す図１４を参照されたい。
ん中での流束密度、ｅはこの反射鏡の厚さ、αは熱膨張係数、ｋは反射鏡の熱伝
導率、そしてＬiは反射鏡上のビームスポットの、半分の高さでの幅である。 勾配Δｈは、入射フラックスとともに線型に変化する。この勾配は、α／ｋの
比が大きくなるにつれて、そして、反射鏡上のビームの当たり方が小さくなるに
つれて、ますます大きくなる。この勾配は、反射鏡の厚さの２乗で変化する。 これらの機械的な変形の影響を低減するために、多層膜反射鏡上のビームスポ
ットは、熱的な流束密度を「分散」するよう、大きいサイズを有する必要があり
、また、反射鏡は、放射に対してさほど吸収性がない薄い厚さであって、しかも
低いα／ｋ比を有していることが求められる。 多層膜反射鏡上のビームスポットは、反射のために選択される入射角に依存す
る。この入射角は、ビームスポットを最小にする９０°に近いものである。 反射鏡の種類とその厚さの選定は、所望の形状と表面粗さを得ることを可能に
する研磨技術に左右される。 熱伝導率ｋおよび熱膨張係数αは、温度の関数として変化する。図１３に示さ
れるように、シリコンの場合、温度が１２５Ｋに近いときの高い熱伝導率ｋに伴
い、この物質の非常に小さい膨張係数αの恩恵を被ることができる。 図１３には、シリコンの熱膨張係数α（単位は１０-6Ｋ-1）の変化を温度Ｔ（
単位はＫ）の関数として表す曲線ＩＩ、ならびに、熱伝導率ｋ（単位はW／ｍ・
ｋ）の変化を温度Ｔ（単位はＫ）の関数として表す曲線Ｉとが示されている。 この場合、α／ｋの比は、温度が０に近づくと、０に近づき、これにより、熱
流に起因する機械的な変形が最小化される。α／ｋ（単位は１０-6ｍ／Ｗ）の変
化を温度（単位はＫ）の関数として示す図１４を参照されたい。
【００４６】
したがって、本発明において、例えば図１０の類の多層膜反射鏡は、反射鏡の
基板の物質（例えばシリコンやゲルマニウム）が何であれ、ＥＵＶリソグラフィ
装置を用いている間の熱流に起因する機械的な変形を最小化するために、１００
Ｋに近い低温にまで冷却されることが好ましい。 この様子が図１５に概略的に示されている。図には積層体８８を備える多層膜
反射鏡が示されており、この積層体は、冷却された基板９０上で交互に入れ替わ
る複数の層からなる。冷却を行なうために、反射鏡は、内部に液体窒素が廻らさ
れている支持部９２上に配置されている。この変形例として、支持部９２は、液
体窒のタンクを有する。 このようにして、高いＥＵＶ光のフラックス９４を受ける際に、多層膜反射鏡
の変形が低減される。 再び図１０に戻り、この図１０における例では、多層膜反射鏡の積層体の隣接
する層の対の厚さは、積層体における深さとともに増加する一つの関数になって
いる。とは言っても、本発明に用いることのできる多層膜反射鏡として、反射鏡
内の隣接する層の対の厚さが積層体における厚さとともに減少する一つの関数に
なるものも得られる。
基板の物質（例えばシリコンやゲルマニウム）が何であれ、ＥＵＶリソグラフィ
装置を用いている間の熱流に起因する機械的な変形を最小化するために、１００
Ｋに近い低温にまで冷却されることが好ましい。 この様子が図１５に概略的に示されている。図には積層体８８を備える多層膜
反射鏡が示されており、この積層体は、冷却された基板９０上で交互に入れ替わ
る複数の層からなる。冷却を行なうために、反射鏡は、内部に液体窒素が廻らさ
れている支持部９２上に配置されている。この変形例として、支持部９２は、液
体窒のタンクを有する。 このようにして、高いＥＵＶ光のフラックス９４を受ける際に、多層膜反射鏡
の変形が低減される。 再び図１０に戻り、この図１０における例では、多層膜反射鏡の積層体の隣接
する層の対の厚さは、積層体における深さとともに増加する一つの関数になって
いる。とは言っても、本発明に用いることのできる多層膜反射鏡として、反射鏡
内の隣接する層の対の厚さが積層体における厚さとともに減少する一つの関数に
なるものも得られる。
【図１】 従来技術に述べられる周知のＥＵＶリソグラフィ装置の概略的に
示す図である。
示す図である。
【図２】 従来技術に述べられる周知のＥＵＶリソグラフィ装置の概略的に
示す図である。
示す図である。
【図３】 本発明に係るリソグラフィ装置の好ましい一実施形態の概略図で
ある。
ある。
【図４】 本発明に用いることのできるターゲットの組立品を形成するスト
リップを概略的に示す斜視図である。
リップを概略的に示す斜視図である。
【図５】 本発明に用いることのできるＥＵＶ光源の概略的な部分斜視図で
ある。
ある。
【図６】 本発明に用いることのできるＥＵＶ光源の概略的な部分斜視図で
ある。
ある。
【図７】 本発明に用いることのできる他のＥＵＶ光源の概略的な部分斜視
図である。
図である。
【図８】 従来の多層膜反射鏡の概略断面図である。
【図９】 反射器のパワーにおける変動を表す曲線を、エネルギーの関数と
して、従来の多層膜反射鏡に対して（curve I）、ならびに、本発明に用いるこ
とのできる多層膜反射鏡に対して（curve II）示す図である。
して、従来の多層膜反射鏡に対して（curve I）、ならびに、本発明に用いるこ
とのできる多層膜反射鏡に対して（curve II）示す図である。
【図１０】 本発明に用いることのできる多層膜反射鏡の好ましい実施形態
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図１１】 高い熱のフラックスの下に置かれたときに、多層膜反射鏡がこ
うむる全面的な湾曲の度合いを概略的に示す図である。
うむる全面的な湾曲の度合いを概略的に示す図である。
【図１２】 高い熱のフラックスの下に置かれたときに、多層膜反射鏡がこ
うむる局所的な変形を概略的に示す図である。
うむる局所的な変形を概略的に示す図である。
【図１３】 シリコンに関する熱伝導率ｋの変化を表す曲線（curve I）と
、熱膨張係数αの変化を表す曲線（curve II）とを温度の関数として示す図であ
る。
、熱膨張係数αの変化を表す曲線（curve II）とを温度の関数として示す図であ
る。
【図１４】 α／ｋの比の変化を表す曲線を温度の関数として示す図である
。
。
【図１５】 本発明に用いることのできる多層膜反射鏡を冷却する手段の概
略断面図である。
略断面図である。
１６・・・支持部
２０・・・感光性樹脂からなる層
２２・・・光源
２４・・・マスク
２６・・・集光と移送のための光学手段
２８・・・固体ターゲット
２９・・・縮小と投影のための光学手段
３０・・・ターゲットの前記第１の面
３４・・・レーザビーム
３７・・・ターゲットの前記第２の面
３８，４４，５２・・・支持手段
４０，４６・・・開口部
４２・・・複数のターゲット
４８，５０・・・移動手段
５４，５６・・・側壁
５５，５７・・・側壁
７４・・・基板
７６・・・第１の物質からなる層
７８・・・第２の物質からなる層
８０・・・自由表面
９２・・・冷却手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｓ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ
，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，
ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ
，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，
ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ
Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ
，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 ローレンス・ボネ
フランス・Ｆ−91310・リナ・シュマン・
ドゥ・タボール・60
Ｆターム(参考） 2H048 FA05 FA07 FA09 FA18 FA24
GA07 GA09 GA36 GA60 GA61
2H097 AA02 CA15 JA02 LA10
5F046 GA03 GB01 GC03
Claims (19)
- 【請求項１】 或る特定のパターンにしたがって露光される試料のための支
持部（１６）と、 前記特定のパターンを拡大された形状で有するマスク（２４）と、 極短紫外領域内の放射の光源（２２）と、 前記マスクが拡大形状のパターン像を作るよう、前記放射を前記マスクに向け
て集め、移送するための光学手段（２６）と、 前記像を縮小し、この縮小された像を、前記試料上に投影するための光学手段
（２９）と、 を備え、 前記マスク、前記集光と移送のための光学手段、および前記縮小と投影のため
の光学手段は、複数の多層膜反射鏡を備え、それぞれの前記多層膜反射鏡は、基
板（７４）と、この基板上に、第１の物質からなる複数の層（７６）ならびに前
記第１の物質からなる層と交互に入れ替わる第２の物質からなる複数の層（７８
）の積層体とを備え、前記第１の物質は、前記第２の物質の原子番号よりも大き
な原子番号を有し、前記第１および第２の複数の層は、協働して極短紫外線を反
射し、前記積層体は、自由表面（８０）を有して、反射される放射が該自由表面
上に達するよう構成されているリソグラフィ装置において、 前記光源は、第１の面と第２の面とを有する少なくとも一つの固体ターゲット
（２８）を備え、該ターゲットは、このターゲットの前記第１の面（３０）上に
集束されたレーザビーム（３４）と相互作用することにより極短紫外線を放出で
きるよう設けられ、該ターゲットは、このターゲットの前記第２の面（３７）か
ら、非等方的に極短紫外線の一部（３６）を放出できるよう設けられ、かつ、前
記集光と移送のための光学手段（２６）は、前記光源の前記ターゲットの前記第
２の面（３７）から来る極短紫外線の一部（３６）を前記マスク（２４）に向け
て移送するように設けられ、かつ、前記複数の層からなる積層体内の隣接する一
対の層（７６，７８）の厚さは、前記積層体内における厚さの単調関数とされ、
この厚さは、前記積層体の前記自由表面（８０）から測られるものであることを
特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のリソグラフィ装置において、 前記ターゲット（２８）は、前記レーザビームとの相互作用によって極短紫外
線を放出することのできる物質を含有し、前記ターゲットの厚さは、約０．０５
μｍから約５μｍにわたる範囲内に存在していることを特徴とするリソグラフィ
装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のリソグラフィ装置において
、 前記ターゲット（２８）は、原子番号が２８から９２までの範囲にわたるグル
ープに属する或る原子番号を有する物質で、かつ、前記レーザビームとの相互作
用を介して極短紫外線を放出することができる物質を含有していることを特徴と
するリソグラフィ装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリソグラフィ
装置において、 一つのターゲットに他のターゲットが一体化されて形成された複数のターゲッ
ト（４２）を有し、さらに、これらのターゲットが次々に前記レーザビーム（３
４）を受けるように、これら複数のターゲットをずらす手段（４８，５０）を有
していることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載のリソグラフィ装置において、 支持手段（３８，４４，５２）をさらに備え、該支持手段に前記複数のターゲ
ット（４２）が固定され、かつ、該支持手段は、前記レーザビームをこれらのタ
ーゲットの方向に通過させることができ、前記移動手段（４８，５０）は、この
支持手段をずらし、その結果として前記ターゲットをずらすように設けられてい
ることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載のリソグラフィ装置において、 前記支持手段（５２）は、前記レーザビームを受ける各ターゲットの前記第１
の面により放出された放射を吸収して、この放射をターゲットに向けて再放出す
ることが可能とされていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項７】 請求項５または請求項６に記載のリソグラフィ装置において
、 前記支持手段は、各ターゲットに面した開口部（４０，４６）を備え、該開口
部は、前記ターゲットに垂直で概ね互いに平行な二つの側壁（５４，５６）によ
って境界が定められていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項８】 請求項５または請求項６に記載のリソグラフィ装置において
、 前記支持手段は、各ターゲットに面した開口部を備え、該開口部は、前記ター
ゲットに向かうにつれて次第に離れるようになる二つの側壁（５５，５７）によ
って境界が定められていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項９】 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリソグラフィ
装置において、 補助的な固定された手段（５８）をさらに備え、該補助的な固定された手段は
、前記レーザビーム（３４）を前記ターゲットの方向に通過させることができ、
前記ターゲットに向かう前記レーザビームを吸収することができ、前記ターゲッ
トの前記第１の面によって放出された放射を吸収することができ、そして、この
放射をこの前記ターゲットに向けて再放出することができるように設けられてい
ることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１０】 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のリソグラフ
ィ装置において、 前記積層体は、少なくとも一対の第１および第２の層（７６，７８）からなる
複数の集合体に細分され、これらの集合体の厚さは、前記積層体内の深さの単調
関数とされ、この深さは、前記積層体の自由表面から測られるものであることを
特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載のリソグラフィ装置において、 前記集合体の厚さの増え方は、或る等差数列をなしていることを特徴とするリ
ソグラフィ装置。 - 【請求項１２】 請求項１０に記載のリソグラフィ装置において、 それぞれの前記集合体の前記第１の層と前記第２の層（７６，７８）は、略等
しい厚さを有していることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１３】 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のリソグラ
フィ装置において、 前記第１の物質および前記第２の物質は、それぞれモリブデンおよびベリリウ
ムとされるか、または、モリブデンおよびシリコンとされていることを特徴とす
るリソグラフィ装置。 - 【請求項１４】 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のリソグラ
フィ装置において、 前記基板（７４）は、シリコンおよびゲルマニウムの中から選択される一の物
質から形成されていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のリソグラ
フィ装置において、 前記基板（７４）の厚さは、約５ｍｍから約４０ｍｍにわたる範囲内にあり、
前記積層体の厚さは、約１μｍとされていることを特徴とするリソグラフィ装置
。 - 【請求項１６】 請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のリソグラ
フィ装置において、 それぞれの前記多層膜反射鏡は、この多層膜反射鏡が極短紫外線によって照明
されるときに、その変形を低減するよう、この多層膜反射鏡を冷却する手段（９
２）に取り付けられていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載のリソグラフィ装置において、 前記冷却手段（９２）は、温度が大体１００Ｋに等しくなるまで前記多層膜反
射鏡を冷却するように設けられていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１８】 請求項１６または請求項１７に記載のリソグラフィ装置に
おいて、 前記反射鏡を冷却する前記手段（９２）は、液体ヘリウム、フレオン、液体窒
素、あるいは、０Ｋに近い低温の伝熱流体とされた冷却流体によって冷却する手
段とされていることを特徴とするリソグラフィ装置。 - 【請求項１９】 請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載のリソグラ
フィ装置において、 前記試料は、上面に感光性樹脂からなる層（２０）が形成された、前記特定の
パターンにしたがって露光される半導体基板（１８）を有していることを特徴と
するリソグラフィ装置。
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