JP2010045355A - 放射源、リソグラフィ装置、および、デバイス製造方法 - Google Patents

放射源、リソグラフィ装置、および、デバイス製造方法 Download PDF

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バニエ，バディム，エヴィジェンエビッチ
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クランダー，デルク，ジャン，ウィルフレッド
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Abstract

【課題】汚染粒子によるリソグラフィ装置の部品とりわけプラズマ源の近傍に位置するミラーへの損傷を防ぐ。
【解決手段】リソグラフィ装置は、極端紫外線放射を生成する放射源を含む。放射源は、プラズマが生成されるチャンバと該プラズマにより放たれる放射を反射するミラーとを含む。該ミラーは、Ｍｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含む。該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層は、前記ミラーの最上層を形成し、この最上層は前記チャンバに対して内側に対向する。水素基ジェネレータは、前記チャンバ内に水素基を生成する。前記水素基は、プラズマから生成されたデブリを前記ミラーから除去する。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、放射源、および、極端紫外線放射を生成する方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、スキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
[0003] パターンプリンティングの限界の理論的な推測は、式（１）で示される解像度についてのレイリー基準によって与えられ得る：
Figure 2010045355
 上の式で、λは、使用される放射の波長であり、ＮＡＰＳは、パターンを印刷するために使用される投影システムの開口数である。ｋ１は、レイリー定数とも呼ばれているプロセス依存調整係数であり、ＣＤは、印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は、３つの方法：露光波長λを短くすることによって、開口数ＮＡＰＳを大きくすることによって、あるいはｋ１の値を小さくすることによって達成することができる、と言える。
[0004] 露光波長を縮小するため、したがって、最小印刷可能サイズを縮小させるためには、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射源は、約１３ｎｍの放射波長を出力するように構成される。したがって、ＥＵＶ放射源は、小さなフィーチャの印刷を達成するための重大なステップを構成し得る。そのような放射は、極限紫外線または軟Ｘ線と呼ばれ、可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が挙げられる。
[0005] ＥＵＶ放射の放射源は、一般的に、例えばレーザ生成プラズマまたは放電源などのプラズマ源である。プラズマ源を使用すると、ＥＵＶ放射の副生成物として汚染粒子が生成される。一般的に、このような粒子は、リソグラフィ装置の部品、とりわけプラズマ源の近傍に位置するミラーに損傷を与え得るため、望ましくない。
[0006] 本発明の一態様では、リソグラフィ装置であって、極端紫外線放射を生成する放射源を含み、当該放射源は、プラズマが生成されるチャンバと、前記プラズマから放たれる放射を反射するミラーであって、Ｍｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、ミラーと、前記チャンバ内に水素基を生成する水素基ジェネレータであって、該水素基は前記プラズマにより生成されたデブリを前記ミラーから除去する、水素基ジェネレータとを含む、リソグラフィ装置を提供する。
[0007] 本発明の他の態様では、極端紫外線放射を生成する放射源であって、当該放射源は、プラズマが生成されるチャンバと、前記プラズマから放たれる放射を反射するミラーであって、Ｍｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、ミラーと、前記チャンバ内に水素基を生成する水素基ジェネレータであって、該水素基は前記プラズマにより生成されたデブリを前記ミラーから除去する、水素基ジェネレータとを含む、放射源を提供する。
[0008] 本発明のさらに他の態様では、デバイス製造方法であって、放射ビームを放つプラズマを生成すること、前記放射ビームをミラーにより反射することであって、該ミラーはＭｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、当該反射すること、前記放射ビームを基板のターゲット部分上に誘導すること、および、前記プラズマにより生成されたデブリを前記ミラーの表面から水素基によって除去することを含む、デバイス製造方法を提供する。
[0009] 本発明のさらに他の態様では、ミラークリーニング方法であって、チャンバ内においてプラズマから放たれる極端紫外線放射ビームを反射するミラーから水素基を使用してデブリを除去することであって、該ミラーはＭｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、当該反射することを含む、ミラークリーニング方法を提供する。
[0010] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0011] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0012] 図２は、図１のリソグラフィ投影装置のＥＵＶ照明システムおよび投影光学系の側面図を概略的に示す。 [0013] 図３は、本発明の一実施形態による放射源および法線入射コレクタを示す。 [0014] 図４は、本発明の一実施形態による放射源およびシュヴァルツシルト（Schwarzschild）型の法線入射コレクタを示す。 [0015] 図５は、本発明の一実施形態によるキャップ層を有する多層Ｍｏ／Ｓｉミラーを示す。 [0016] 図６は、本発明の一実施形態による実験用装置を示す。 [0017] 図７は、本発明の一実施形態による真空チャンバの側面図を示す。 [0018] 図８は、本発明の一実施形態による、図７の真空チャンバの前面図を示す。 [0019] 図９は、本発明の一実施形態による多様なキャップ層に対するクリーニング速度の違いを示す。 [0020] 図１０は、本発明の一実施形態によるクリーニング前後の１ｎｍのＢ４Ｃサンプルに対する反射率曲線を示す。 [0021] 図１１は、本発明の一実施形態によるクリーニング前後の１．５ｎｍのＢ４Ｃサンプルに対する反射率曲線を示す。 [0022] 図１２は、本発明の一実施形態によるクリーニング前後の２．５ｎｍのＢ４Ｃサンプルに対する反射率曲線を示す。 [0023] 図１３は、本発明の一実施形態によるクリーニング前後の７ｎｍのＢ４Ｃサンプルに対する反射率曲線を示す。 [0024] 図１４は、本発明の一実施形態によるＭｏおよびＭｏ酸化物に対するクリーニング速度の比較を示す。 [0025] 図１５は、本発明の一実施形態によるＭｏおよびＭｏ酸化物に対するクリーニング速度（対数プロット）の比較を示す。
[0026] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置１は、放射ビームＢ（例えば紫外線またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬを備える。パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置付けるように構成された第１位置決めデバイスＰＭに連結されている。基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴは、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２位置決めデバイスＰＷに連結されている。投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬは、パターン形成された放射ビームＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成されている。
[0027] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
[0028] パターニングデバイスサポートＭＴは、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。パターニングデバイスサポートは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。
[0029]
本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
[0030] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
[0031] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
[0032] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
[0033] 本明細書に示されているとおり、装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。また、装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0034] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
[0035] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、マスクと投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、例えば投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
[0036] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射は、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダであるデリバリシステム（図１には図示なし）を使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0037] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成された調整デバイス（図１には図示なし）を含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサ（図１には図示なし）といったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
[0038] 放射ビームＢは、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡにより反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサＩＦ１（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる。これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である。同様に、複数のダイがパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0039] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
[0040] １． ステップモードにおいては、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
[0041] ２． スキャンモードにおいては、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブルＭＴ）に対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
[0042] ３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、パターニングデバイスサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
[0043] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0044] 図２は、放射システム４２、照明光学ユニット４４、および、投影システムＰＬを含む投影装置１をより詳細に示す。この放射システム４２は、放電プラズマにより形成し得る放射源ＳＯを含む。ＥＵＶ放射は、非常に高温のプラズマを生成し、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放つようなＸｅガス、Ｌｉ蒸気、またはＳｎ蒸気などのガスまたは蒸気により生成され得る。非常に高温なプラズマは、放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上で崩壊させることにより生成される。この放射源は、放電生成プラズマ（ＬＬＰ）源と呼ばれ得る。効果的な放射の生成には、Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の好適なガスもしくは蒸気の分圧１０Ｐａが必要となり得る。放射源ＳＯにより放たれた放射は、放射源チャンバ４７から、放射源チャンバ４７の開口内または開口の後方に配置されるガスバリア構造または汚染トラップ４９を介して、コレクタチャンバ４８内へと通過する。ガスバリア構造／汚染トラップ４９は、たとえば米国特許第６，６１４，５０５号および６，３５９，９６９号に詳細に記載されるようなチャネル構造を含む。
[0045] コレクタチャンバ４８は、かすめ入射コレクタにより形成され得る放射コレクタ５０を含む。コレクタ５０を通過した放射は、格子スペクトルフィルタ５１に反射され、コレクタチャンバ４８におけるアパーチャにて仮想放射源点５２内にフォーカスされる。コレクタチャンバ４８から、放射ビーム５６は、照明光学ユニット４４内で法線入射リフレクタ５３および５４を介し、パターニングデバイスサポート（例えば、レチクルテーブルまたはマスクテーブル）ＭＴ上に配置されたパターニングデバイス（例えば、レチクルまたはマスク）へと反射される。パターン付きビーム５７が形成され、このビームは、投影システムＰＬ内で反射素子５８および５９を介して、ウェハステージまたは基板テーブルＷＴ上に結像される。照明光学ユニット４４および投影システムＰＬ内には、通常、図示されている以上の素子が存在し得る。
[0046] 放射コレクタ５０は、参照することにより本明細書に組み込まれる欧州特許出願第０３０７７６７５．１号に記載されるようなコレクタであってもよい。
[0047] また、他の実施形態では、放射コレクタは、放射ビーム放出アパーチャ内に集光された放射を合焦させるように構成されたコレクタ、放射源と一致する第１焦点と放射ビーム放出アパーチャと一致する第２焦点とを有するコレクタ、法線入射コレクタ、単一の略楕円放射集光面部分を有するコレクタ、および、２つの放射集光面を有するシュヴァルツシルトコレクタのうちの１つ以上であってもよい。
[0048] また、一実施形態では、放射源ＳＯは、所定の波長を有するコヒーレント光ビームを燃料上に合焦するように構成された光源を含むレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源であってもよい。
[0049] 例えば、図３は、法線入射コレクタ７０を含む放射システム４２の一実施形態を断面で示す。コレクタ７０は、２つの自然楕円焦点Ｆ１およびＦ２を有する楕円状の構成を有する。特に、法線入射コレクタは、楕円体の部分の形状を有する単一の放射集光面７０ｓを有するコレクタを含む。言い換えると、楕円放射集光面部分は、仮想楕円体（図面において点線Ｅで示されている部分）に沿って延在する。
[0050] 当業者に理解されるように、集光ミラー７０が楕円状（すなわち、楕円体に沿って延在する反射面７０ｓを含む）であった場合、集光ミラー７０は、１つの焦点Ｆ１から別の焦点Ｆ２へと放射を合焦させる。焦点は、楕円の中心から距離ｆ＝（ａ２−ｂ２）１／２において楕円体の長軸上に配置され、ここで２ａおよび２ｂは、それぞれ長軸および短軸の長さである。図１に示される実施形態がＬＰＰ放射源ＳＯを含む場合、コレクタは、図３に示されるような単一の楕円ミラーであってもよく、ここでは、光源ＳＯは１つの焦点（Ｆ１）に位置付けされ、中間焦点ＩＦはミラーの他方の焦点（Ｆ２）で確立される。第１の焦点（Ｆ１）に配置された放射源から反射面７０ｓに向かって放出される放射、および、その表面に反射して第２の焦点Ｆ２に向かう反射された放射は、図面において線ｌで示されている。例えば、一実施形態によると、上述の中間焦点ＩＦは、リソグラフィ装置のコレクタと照明システムＩＬと（図１、２を参照）の間に配置されてもよく、あるいは、望ましい場合、照明システムＩＬ内に配置されてもよい。
[0051] 図４は、コレクタ１７０を含む本発明の一実施形態による放射源ユニット４２’を断面で概略的に示す。この場合、コレクタは、２つの法線入射コレクタ部分１７０ａおよび１７０ｂを含み、部分１７０ａおよび１７０ｂの各々は、好ましくは（必然的でない）略楕円放射集光面部分を有する。特に、図４の実施形態は、好ましくは２つのミラー１７０ａおよび１７０ｂからなるシュヴァルツシルトのコレクタの設計を含む。放射源ＳＯは、第１の焦点Ｆ１に配置されてもよい。例えば、第１の集光ミラー部分１７０ａは、凹状の反射面（例えば、楕円状または放物線状）を有してもよく、この反射面は、第１の焦点Ｆ１から放出される放射を第２の集光ミラー部分１７０ｂへと、特に、第２の焦点Ｆ２へと合焦させるように構成されている。第２のミラー部分１７０ｂは、第１のミラー部分１７０ａによって誘導される放射を第２の焦点Ｆ２へと、さらなる焦点ＩＦ（例えば、中間焦点）へと合焦させるように構成されてもよい。第１のミラー部分１７０ａは、（第２のミラー１７０ｂによって反射された）放射がさらなる焦点ＩＦに向かって通り抜けるアパーチャ１７２を含む。例えば、図４の実施形態は、有利に、ＤＰＰ放射源と組み合わせて使用されてもよい。
[0052] 放射コレクタ７０は、放射源により生成される放射を集光し、この集光した放射を放射システム４２の後段の放射ビーム放出アパーチャ６０に合焦させる。
[0053] 例えば、（図３および４のように）放射源ＳＯは、発散放射を放つように構成されてもよく、コレクタ７０は、放出アパーチャ６０へと向かって収束する収束放射ビームを提供するために発散放射を反射させるように構成されてもよい。特に、コレクタ７０は、システムの光軸Ｏ上の焦点ＩＦ上に放射を合焦させることができ（図２参照）、焦点ＩＦは、放出アパーチャ６０内に配置される。
[0054] 放出アパーチャ６０は、円形のアパーチャであってもよく、または他の形状（例えば、楕円形、正方形、または他の形状）を有していても良い。放出アパーチャ６０は、小さいことが好ましく、例えば１０ｃｍ未満、好ましくは１ｃｍ未満の直径（放射透過方向Ｔを横断する方向、例えばアパーチャ６０が円形の断面を有する場合には半径方向で測定される）を有する。光軸Ｏはアパーチャ６０の中心を貫通することが好ましいが、これは必須ではない。
[0055] スズ（Ｓｎ）ベースのＥＵＶ放射源が使用される場合、このＥＵＶ放射源はＥＵＶコレクタを汚染するＳｎも生成し得る。ＥＵＶリソグラフィツールの十分な寿命を達成するために、ＥＵＶコレクタミラーからＳｎを除去することが望ましい。このようなＳｎの除去工程は、クリーニング工程と呼ばれ得る。
[0056] 様々なサンプルからＳｎ汚染を除去するために水素基を適用することができる。Ｓｎのクリーニング速度（cleaning rate）は、一般的に基板に応じて変化する。水素基を用いたクリーニングに関する追加情報は、参照することによりその内容を本明細書に組み込む米国特許出願公報第２００６／０１１５７７１号から得ることができる。
[0057] シリコン基板では、約１ｎｍ／秒を上回るクリーニング速度を得ることが可能である。クリーニング後、シリコン基板から全てのＳｎが除去される。シリコン上では、＞７００ｎｍ／時間のクリーニング速度が実証され、クリーニング後は全てのＳｎが基板から除去されていた。非常に厚いＳｎの層を使用する場合、クリーニング速度は〜２００ｎｍ／時間とはるかに低かった。しかし、非常に厚いＳｎの層を使用する場合、クリーニング速度ははるかに低くなり得る。Ｒｕ基板に対する実験から、Ｒｕ上ではクリーニング速度がさらに低下し、Ｒｕでは、完全クリーニング（つまり基板からすべてのＳｎを除去すること）は不可能な場合があることがわかった。
[0058] 光学部品のクリーニングプロセスを改善するための１つの解決策として、多層ミラー表面へクリーニングキャップ層を追加することが挙げられる。様々なキャップ層を有する多層ミラーからＳｎを除去するために、水素基を適用してもよい。このクリーニングキャップ層の適用は、例えばコレクタミラーにはイオンエッチングが施され、クリーニングキャップ層がエッチングされるため、常に可能とは限らない。
[0059] 一実施形態では、水素基クリーニングと組み合わせてＭｏ／Ｓｉミラーを使用することが提案され、ここで、Ｍｏ／Ｓｉミラーはキャップ層を有さない。以前は、高い水素再結合率によりＳｎ除去が極度に遅くなると考えられていたため、この構成は予想外の結果を提供する。しかし、Ｍｏを使用すると、高い水素再結合率であっても、クリーニング速度は依然として高いことが判明した。したがって、Ｍｏの挙動はＲｕの挙動とは大いに異なる。両材料は非常に高い水素再結合率を有するため、これは予想外である。一実施形態では、Ｍｏ-最上層またはＳｉ-最上層を有する多層を完全にクリーニングすることが可能である。
[0060] 本発明の一実施形態では、２つの連続したＳｉ層の間にＭｏ層が挟まれている。中間のＭｏ層を適用することにより、予想外に、ＳｉおよびＭｏの両基板からＳｎを相対的に容易に除去することができるようなので、良好なＳｎクリーニング特性を得ることができる。
[0061] 本発明の一実施形態では、ミラーは、Ｍｏ／Ｓｉの交互層を含む多層構造を含み、任意で拡散バリア層が設けられ、ここで、交互層の境界Ｍｏ層、境界Ｓｉ層、または境界拡散バリア層がミラーの最上層を形成し、この最上層はチャンバに対し内側に対向する。結果的に、境界Ｓｉ層、境界Ｍｏ層、または境界拡散バリア層は、入射する放射に対向する。本発明の一実施形態では、ミラーはキャップ層を含まない。
[0062] 一実施形態では、多層ミラーに向けて誘導される水素基のソースが提供される。本実施形態は、多層ミラーがキャップ層を含まないことを特徴とする。好ましくは、このミラーは、Ｍｏ／Ｓｉの多層ミラーを含み、任意で拡散バリア（例えばＢ４Ｃ拡散バリア層）が設けられる。拡散バリア層は、多層における連続するＭｏ層とＳｉ層との間に介在させられる。さらに、拡散バリア層は、多層の最上層として配置されてもよい。
[0063]Ｍｏ／Ｓｉミラーが高温（例えば７０℃を上回る温度）に曝されると、ＭｏおよびＳｉ層は相互混合し始めることがあり、これによりＥＵＶ反射率は大幅に減少することになる。これは、Ｍｏ層とＳｉ層との間に配置された例えばＢ４Ｃの薄い層としての上述した中間拡散バリアを使用することで解消することができる。ＥＵＶコレクタミラーは一般的にＥＵＶリソグラフィシステム内の他のミラーと比較して相対的に高い熱負荷に曝されるため、拡散バリアの使用は、特にＥＵＶコレクタミラーに関連すると言える。
[0064] 本発明の一実施形態では、ミラーの最上層は、多層のうちＳｉ層により形成される。本発明の一実施形態では、ミラーの最上層は、多層のうちＭｏ層により形成される。本発明の一実施形態は、ミラーの最上層は、境界拡散バリア層により形成される。
[0065] 本発明の一実施形態では、多層は、数百（例えば４００層）のＭｏ層およびＳｉ層の交互層を含み、これによりミラーの寿命を増加させ、および／または、ミラーの交換時期を延長させる。
[0066] 本発明の実施形態は、ＥＵＶ用途のように、ミラーが多層コレクタの一部を形成する場合に特に有益であろう。コレクタミラーには、イオンエッチングが施されるため、クリーニングキャップ層を使用するのは望ましくない。ＥＵＶ源は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源または放電生成プラズマ源（ＤＰＰ）ＥＵＶ源であることが望ましい。
[0067] 一実施形態では、水素基ソースは、例えば熱フィラメントまたはＲＦ放電と組み合わせた水素ガス源などの外部ソースである。一実施形態では、水素基ソースは、ＥＵＶ源と一体化される。例えば、ＥＵＶ放射は、ＡｒおよびＨ２を含むガス混合物を通して誘導され得、この結果Ｈ基が生成され得る。他の例では、水素基は、ＬＰＰＥＵＶ源のレーザポンプからの熱を使って生成され得る（例えば、高出力ＣＯ２またはＮｄ：ＹＡＧレーザシステム）。
[0068] 以下の実施形態では、多層ミラー上の水素基によるＳｎクリーニングを試験するための実験を説明する。この研究に使用されたサンプルは、モスクワ、ＩＰＭで堆積させたものであり、様々なキャップ層を用いた多層Ｍｏ／Ｓｉミラーである。図５は、本発明の一実施形態による多層Ｍｏ／Ｓｉミラー５００を示す。多層５００は、交互のＭｏ／Ｓｉ層５０１および５０２を含む。図示された実施形態では、境界Ｍｏ層５０３は、ミラー５００の最上層を形成する。最上層５０３は、チャンバに対して内側に対向する。
[0069] 実験用装置は、水素分子（Ｈ２）を水素基へと解離させるために、真空チャンバ内に熱フィラメントを採用する。図６は、本発明の一実施形態による実験用装置の前面図を示す。装置６００は、チャンバ６０６、マスフローコントローラ６０１、圧力計６０２、ドア６０３、圧力制御用弁６０４、および、並進ステージ６０５を含む。並進ステージ６０５は、基板ホルダ６１２（図７および８参照）を（図６に示す）垂直方向に沿って移動させるように構成される。並進ステージ６０５は、他の自由度にステージを移動させるように構成されてもよい。基板は、チャンバ６０６内で基板ホルダ６１２上に配置される。マスフローコントローラは、チャンバ６０６内でガスの供給を制御するように構成される。圧力計６０２は、チャンバ６０６内で圧力を制御するように構成される。
[0070] 図７および８を参照すると、これらの図は本発明の一実施形態によるチャンバ６０６の内部を示している。図７は、チャンバ６０６の側面図である。図８は、チャンバ６０６の前面図である。図６および７に示すように、チャンバ６０６は、基板ホルダ６１２、ガス源６０８、および熱電対６１１が配置されるキャビティ６０７を含む。２つの電極６１３ａ−ｂを有する電流源６０９によりフィラメント６１０に電流が供給される。ガス源６０８は、フィラメント６１０により生成される熱によって水素基に解離される水素を供給するように構成される。基板ホルダ６１２は、多層ミラーを含む基板を保持するように構成される。
[0071] 本発明の一実施形態では、Ｓｉ（Ｓｉ最上層を有する多層）、Ｓｉ３Ｎ４、およびＢ４Ｃの３種類のキャップ層のクリーニング速度を比較する第１組の実験が行われた。約１０ｎｍのＳｎの層を多層ミラー上へ堆積させ、Ｓｎの量をＸ線蛍光分析（ＸＲＦ）で測定した。結果を図９に示す。この図において、残り厚さ８５１は、各々が１０秒間の処理継続時間を有する処理８５２の数の関数として示される。Ｓｉ最上層８０１、Ｂ４Ｃ最上層８０２、およびＳｉ３Ｎ４最上層８０３に対するクリーニング結果を示す。図９から分かるように、全てのキャップ層が十分に清浄化されている。Ｂ４Ｃ最上層およびＳｉ３Ｎ４最上層を有するミラーは、１０秒間の処理２回のうちに完全に清浄化され、一方Ｓｉ最上層ミラーはより低いクリーニング速度を有し、１０秒間のクリーニングを７回行った結果、残留してはいるものの許容可能なＳｎの厚さである０．２ｎｍのＳｎを残した。
[0072] 第２組の実験では、まずサンプルをＥＵＶ反射率測定により測定し、約１０ｎｍのＳｎを堆積させた後に再び測定した。次に、サンプルに対し、１０秒間×４回のクリーニングが行われ、再度ＥＵＶ反射が測定された。この第２組の実験で使用されたサンプルは、Ｓｉ３Ｎ４（７ｎｍ）およびＢ４Ｃ（１ｎｍ、１．５ｎｍ、２．５ｎｍ）であった。
[0073] ＥＵＶ反射率測定は較正されないため、反射率は、汚染される前の同一のサンプルの反射率により基準化される。表１は、実験開始時のＥＵＶ反射とクリーニング工程後のＥＵＶ反射との比較を示す。また、表１は、反射率に対するＳｎ汚染の影響も示す。表１に示すように、Ｓｎ汚染が４０％の反射率損失をもたらすことがわかる。しかし、各ケースにおいて、反射率は水素クリーニングにより完全に回復することができた。
Figure 2010045355
[0074] 水素基処理が、たとえば熱により（最高温度は４０℃であった）多層ミラーに損傷を引き起こすか否かを確認するため、各サンプルに対し、実験前後の反射率も測定された。この結果は、反射率８５３を波長８５４の関数として示す図１０、１１、１２、および１３に示される。実験前の反射率曲線８０４および実験後の反射率曲線８０５がともに示されている。これらの測定に対し、反射率の厳密数が正確でないかもしれないが、上記曲線からは反射曲線中に顕著な変化はないことがわかり、これは多層スタックが依然として損なわれていないことを示している。
[0075] ＬＰＰＥＵＶ源において、デブリの大半はイオンエッチングによるものである。多層スタックは、Ｓｎの堆積物を増大させることなく、これらのイオンによりゆっくりとエッチングされることが望ましい。しかし、実用においては、非均一なＳｎ堆積が見られることが多く、このためコレクタの一定の領域はエッチングされる一方、他の領域はエッチングされずにＳｎ堆積を有するかまたはエッチングが混在している。多層ミラーはゆっくりとエッチングされ、かつ多層ミラーはＳｉおよびＭｏの両層を含むため、両層からＳｎが除去されることが望ましい。したがって、クリーニング作業の間、Ｓｉ最上層を有する多層部分およびＭｏ最上層を有する多層部分からＳｎが除去される。この背景において、Ｓｎが拡散バリア最上層を有する多層部分上に堆積すると、このＳｎは少なくとも部分的にクリーニング作業中に除去されることに留意されたい。Ｓｎを確実にＳｉ最上層の多層ミラーから除去することができることは、既に示したとおりである。
[0076] ＭｏとＭｏ酸化物とでは、クリーニング速度に差があるかもしれない。Ｍｏ層の酸化の影響を測定するため、Ｍｏ−最上層の多層ミラーの代わりにＳｉ上のＭｏサンプルが使用される。２種類のサンプルが作製された。第１のサンプルは、スパッタ堆積されたＭｏ層（〜１００ｎｍ）、直後にスパッタ堆積されたＳｎ層（〜１０ｎｍ）を有する。第２のサンプルは、まずスパッタ堆積されたＭｏ層（〜１００ｎｍ）を有し、直後にＯ２プラズマ処理がなされ、その後Ｓｎ層が堆積される（〜１０ｎｍ）。
[0077] 結果を図１４に示すが、この図では、各々が１０秒間の処理継続時間を有する処理８５２の数の関数として残り厚さ８５１を示す。Ｍｏ最上層８０６およびＭｏ酸化物最上層８０７に対し、クリーニングの結果を示す。Ｍｏ酸化物のクリーニング速度は、純粋なＭｏのクリーニング速度よりも実質的に速いことがわかる。Ｍｏ酸化物では、１０秒間の処理が６回でほとんどのＳｎが除去されたが、純粋なＭｏでは、この時点でまだ０．８３ｎｍのＳｎが残っている。しかし、純粋なＭｏでは、より遅いクリーニング速度ではあるものの、Ｓｎは引き続き除去され得ることもわかった。対数プロットでは（図１５参照）、これがより明確になり、Ｍｏ酸化物の６回の処理に比べて、純粋なＭｏでは、許容可能なＳｎの厚さ０．１ｍｍを達成するためには約１５回の処理が必要となることが推定できる。また、注目すべき点として、達成された純粋なＭｏのクリーニングのうちいくらかは、異なる処理と処理との間の時間にＭｏが酸化したことによるものであるかもしれない。これは、結果に影響するかもしれないが、測定間の時間を同一とする一方で、クリーニング曲線は指数的であるため、この影響はおそらく小さい（測定間の時間は同様であるため、各実験に対して同様の酸化が予想されるため）。
[0078] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよいことを理解されたい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0079] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
[0080] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。
[0081] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
[0082] 本発明は、実施形態に記載したようなリソグラフィ装置の用途またはリソグラフィ装置における使用に限定されない。さらに、通常、図面は発明を理解するのに必要な要素および特徴のみを含んでいる。加えて、リソグラフィ装置の図面は概略的であり、縮尺通りではない。本発明は、概略図に示されるような要素（例えば、概略図に記載されるミラーの数）に限定されない。さらに、本発明は、図１および２に示すリソグラフィ装置に制限されない。当業者には、上述した実施形態を組み合わせてもよいことが理解されるであろう。さらに、本発明は、例えば放射源ＳＯからのＳｎに対する保護に制限されず、他の放射源からの他の粒子に対する保護も対象とする。

Claims (13)

  1. リソグラフィ装置であって、
    極端紫外線放射を生成する放射源を含み、当該放射源は、
    プラズマが生成されるチャンバと、
    前記プラズマから放出される放射を反射するミラーであって、該ミラーはＭｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、ミラーと、
    前記チャンバ内に水素基を生成する水素基ジェネレータであって、該水素基は前記プラズマにより生成されたデブリを前記ミラーから除去する、水素基ジェネレータとを含む、
    リソグラフィ装置。
  2. 前記ミラーは、多層コレクタミラーの一部を形成する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記デブリは、スズ粒子を含む、請求項１に記載の装置。
  4. 前記放射源は、レーザ生成プラズマ源である、請求項１に記載の装置。
  5. 前記放射源は、放電生成プラズマ源である、請求項１に記載の装置。
  6. 約１００Ｐａの圧力を有する水素を前記チャンバへと供給する、請求項１に記載の装置。
  7. 前記ミラーには、キャップ層が無い、請求項１に記載の装置。
  8. Ｍｏ／Ｓｉ交互層を含む前記多層構造には、少なくとも１つの拡散バリア層が設けられる、請求項１に記載の装置。
  9. 前記拡散バリアは、Ｂ４Ｃを含む、請求項８に記載の装置。
  10. 極端紫外線放射を生成する放射源であって、当該放射源は、
    プラズマが生成されるチャンバと、
    前記プラズマから放出される放射を反射するミラーであって、該ミラーはＭｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、ミラーと、
    前記チャンバ内に水素基を生成する水素基ジェネレータであって、該水素基は前記プラズマにより生成されたデブリを前記ミラーから除去する、水素基ジェネレータとを含む、放射源。
  11. デバイス製造方法であって、
    放射ビームを放つプラズマを生成すること、
    前記放射ビームをミラーにより反射することであって、該ミラーはＭｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、当該反射すること、
    前記放射ビームを基板のターゲット部分上に誘導すること、および、
    前記プラズマにより生成されたデブリを前記ミラーの表面から水素基によって除去することを含む、デバイス製造方法。
  12. ミラークリーニング方法であって、
    チャンバ内においてプラズマから放たれる極端紫外線放射ビームを反射するミラーから水素基を使用してデブリを除去することであって、該ミラーはＭｏ／Ｓｉ交互層を含む多層構造を含み、該交互層の境界Ｍｏ層または境界Ｓｉ層または境界拡散バリア層が前記ミラーの最上層を形成し、該最上層は前記チャンバに対して内側に対向する、当該反射することを含む、ミラークリーニング方法。
  13. さらに、前記ミラーの前記最上層からデブリを除去することを含む、請求項１２に記載のミラークリーニング方法。
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