JP2010258447A - リソグラフィ放射源、コレクタ、装置および方法 - Google Patents

リソグラフィ放射源、コレクタ、装置および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】コレクタアセンブリの効率を改善し効果的な放射源を提供する。また、放射生成のために使用される励起パワーを減少させることができ、励起源の寿命を延ばすこと。さらに、ＥＵＶ放射に対する集光の効率を改善すること。
【解決手段】リソグラフィにおける使用のためのレーザ生成プラズマ極端紫外線源における使用のためのコレクタアセンブリは、コレクタ本体内に集光ミラーおよび窓を有するコレクタ本体を有する。窓は、励起ビーム、一般的には、赤外線レーザビームを透過し、それによってビームはプラズマを励起するために窓を通り抜けることができる。また、窓はその表面上にＥＵＶミラーを有しており、当該ＥＵＶミラーも励起ビームを透過するが、プラズマによって生成されたＥＵＶを集光ミラーの集光箇所へと反射することができる。窓は、集光効率を改善し、集光箇所におけるイメージの非均一性を減少させる。放射源、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法は、コレクタを使用することができる。
【選択図】図４

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置に関し、より詳細には、極端紫外線（ＥＵＶ）などの調整された放射を提供するための放射源およびコレクタアセンブリに関する。本発明は、リソグラフィ、特に高解像度リソグラフィによる、デバイス、集積回路、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における使用に適している。
[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。
[0003] リソグラフィは、ＩＣならびに他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかしながら、リソグラフィを用いて作り出されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれて、リソグラフィは、小型のＩＣまたは他のデバイスおよび／または構造を製造することを可能にするためのさらなる重要な要素になってきている。
[0004] 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：
ＣＤ＝Ｋ１λ／ＮＡＰＳ （１）
[0005] 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。
[0006] 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、２〜１５ｎｍ、一般的には、約１３ｎｍの放射波長を出力するように構成されている。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。
[0007] 極端紫外線および超ＥＵＶ放射などといった化学線は、例えば、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）放射ジェネレータを用いて生成される。プラズマは、例えば、放電を適切な材料（例えば、ガスまたは蒸気）に通すことによって生成される。結果として生じるプラズマは、一般的に、レーザを用いて圧縮することができ（すなわち、ピンチ効果を受ける）、その時点で電気エネルギーは極端紫外線（または超ＥＵＶ放射）の形態を有する電磁放射に変換される。ＥＵＶ放射を生成するための様々なデバイスが当該技術分野において知られている。
[0008] 別のＥＵＶ放射ジェネレータは、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源である。例えば、レーザビーム、一般的には赤外線レーザビームなどの励起放射ビームを適切な燃料材料（例えば、スズ、リチウムまたはキセノン）の粒子に誘導することによって、またはレーザを適切なガス（例えば、Ｓｎ蒸気、ＳｎＨ４またはＳｎ蒸気と小さい核電荷（例えばＨ２からＡｒまで）を有するあらゆるガスとの混合物）の流れに誘導することによって、プラズマをチャンバ内に生成することができる。結果として生じるプラズマは、極端紫外線（または超ＥＵＶ放射）を放出する。
[0009] 標的の流れは、一般的に、例えばＮｄ：ＹＡＧまたはＣＯ２レーザからの高電力レーザビームパルスによって放射され、パルスは、ＥＵＶ放射を放出する高温プラズマを生成するために標的の燃料材料を加熱する。レーザビームパルスの周波数は、特定用途向けであり、様々な要因に依存する。レーザビームパルスは、プラズマを生成するための十分な熱を提供するために標的のエリア（すなわち、プラズマ形成部位）内に十分な強度を必要とする。
[0010] リソグラフィのための放射源のプラズマ形成部位から放出されるＥＵＶ放射は、一般的には、ＥＵＶ放射を集光箇所(collector location)（集光焦点とも呼ぶ）に誘導するように構成されたコレクタを用いて集光される。当該集光箇所から、ＥＵＶ放射は、リソグラフィプロセスまたは装置における使用へと続く。ＥＵＶ放射は、出口開口を通って放射源のチャンバを出る。従来のコレクタは、例えば、楕円状のミラー面を有しており、プラズマ形成部位は楕円体の１つの（第１）焦点に位置し、それによってＥＵＶ放射は実質的に法線入射角でミラーに当たって出口開口においてチャンバから出るビームへと形成され、集光箇所として機能する楕円体の別の（第２）焦点、いわゆる中間焦点へと合焦される。
[0011] 一般的には、例えば、放射源がＥＵＶ放射のＬＰＰ源を含む場合、コレクタにはそこを通り抜ける開口が設けられてもよく、それによって、プラズマ形成部位でＥＵＶ放射を生成するために使用されるレーザビームは、放射源のチャンバに入ることが可能となり、それによって、レーザビームをプラズマ形成部位上に合焦させることができる。プラズマ形成部位からのＥＵＶ放出は、特に、燃料源が完全に励起されていない場合において、励起レーザが入射する燃料源の側面において最も高い。したがって、ＬＰＰ燃料源を集光ミラーと同じ側面から励起させることが好ましく、それによって、プラズマによって生成される最も強度なＥＵＶ放射が集光される。この構成における１つの問題点は、レーザビームがプラズマ燃料供給上に合焦されることを可能とするために使用されるコレクタ内の開口が、集光ミラー内に存在する開口という結果にもなるということである。したがって、集光ミラー内のこの開口およびコレクタ開口に向かう（falling on）ＥＵＶ放射は、集光されて集光箇所に向かって反射される代わりに、コレクタ開口を通ってチャンバから出る。
[0012] これは、ＥＵＶ放射の遠視野イメージにおける強い非均一性を示すことがあり、イメージの形状を円形というよりむしろ環状にする。一般には、ＥＵＶイメージにおける強い非均一性は望ましくない。なぜなら、その強い非均一性は、リソグラフィ装置の光学システムの次のステージを形成するイルミネータにおいて補償されなければならないからである。そのような補償は、例えば、追加のミラーが必要であり更なる反射損失へと繋がるため、イルミネータにおける光学損失という結果となり得る。
[0013] さらに、開口に向かうＥＵＶ放射は、集光されて集光箇所へと反射されるよりむしろチャンバから失われるため、集光効率は減少される。
[0014] 一般的には、フォトリソグラフィ光学システムで使用されるミラーの反射表面は、ＥＵＶ放射に対するその反射率を高めるために反射コーティングによってコートされている。反射コーティング材料が、例えば、反射表面に衝突して反射コーティング材料を取り外し得るプラズマによって生成される高エネルギーイオンに反応して劣化しないことも望ましい。プラズマ放射ジェネレータとの使用に適したコーティングは、シリコン／モリブデン（Ｓｉ／Ｍｏ）多層である。集光光学系上のＳｉ／Ｍｏコーティングは、その理論的最大性能においても、一般的には、その上に衝突するＥＵＶ放射の約７０％だけを反射する。さらに、そのような多層コーティングの反射効率は、放射の入射角に高く依存する。
[0015] コレクタアセンブリ（collector assembly）の効率を改善し、かつリソグラフィにおける使用のための更なる効果的な放射源を提供するためにできる限りの放射が集光されて集光箇所へと誘導されることが望ましい。例えば、特定のフォトリソグラフィプロセスに対する放射の強度が高いほど、パターニングを提供するために露光され得る様々なフォトレジストを適切に露光するために必要とされる時間は少ない。露光時間の削減とは、更なる回路、デバイス等を製造することができ、スループット効率を高めて製造コストを低下させることを意味する。
[0016] さらに、放射を生成するために使用される励起パワーを減少することができ、したがって、所要の入力エネルギーを保存して励起源の寿命を潜在的に延ばす。ＥＵＶ放射に対する集光の効率を改善し、かつイルミネータのエタンデュ（etendue）（許容角）を増大させずにリソグラフィ装置のイルミネータのために集光された放射を増加させることも望ましい。
[0017] さらに、燃料に衝突するレーザビームの励起イメージができる限り小さいようにレーザビームはプラズマ形成部位における燃料に合焦されることが望ましい。これは、できる限り高いパワー密度を達成するためである。しかしながら、励起イメージのサイズは、レーザビームの比較的大きい波長（例えば、ＣＯ２レーザに対して１０．６μｍ）により、回折によって限定される。したがって、レーザビームの集束光学素子(focusing optics)に対して大きい開口数を使用することが望ましい。
[0018] これらの理由のために、レーザビームは、一般的に、コレクタ内の大きい中央開口を介して小滴上に合焦される。しかしながら、コレクタ内、したがって集光ミラー内の開口のサイズを増大させることは、ＥＵＶ放射が集光される立体角の縮小へと繋がり、これは、放射源イメージ均一性における損失および集光効率における損失へと繋がり得る。
[0019] 特に、上記の問題に取り組むことが本発明の１つの目的である。本発明は、従来技術における他の問題にも取り組み得る。
[0020] 本発明の一態様は、プラズマ形成部位において燃料から極端紫外線を生成するように構成された励起放射源を含む極端紫外線源のためのコレクタアセンブリを提供する。コレクタアセンブリは、第１表面および第２表面を有するコレクタ本体（collector body）であって、第２表面は第１表面に対向し、かつその上に集光ミラーが設けられており、集光ミラーは、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成されている、コレクタ本体を含む。コレクタアセンブリは、励起放射を透過し、かつ第１面および対向の第２面を有する窓であって、第２面は第１焦点の方を向いている窓を含み、窓の第２面は、その上に窓ミラーを含み、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成されており、窓ミラーは、極端紫外線を反射し、かつ励起放射を透過するように構成されている。
[0021] 適切には、励起放射は赤外放射である。一般的には、励起放射源は、Ｎｄ：ＹＡＧ（ネオジムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザまたはＣＯ２レーザなどのレーザである。
[0022] 赤外線励起源に対しては、窓は、群ＩＶ半導体、ＩＩＩ−Ｖ半導体およびＩＩ−ＶＩ半導体からなる群、好ましくは、ガリウム砒素、セレン化亜鉛およびシリコンからなる群から選択される赤外放射を透過する材料からなることが適切である。
[0023] 窓の第１面は、その上に第１反射防止コーティングを含んでもよく、第１面を通る経路において赤外線励起ビームの反射を減少するように構成されている。励起放射が赤外放射であった場合、例えば、第１反射防止コーティングはＴｈＦ４層を含んでもよく、またはＴｈＦ４層からなってもよい。第１反射防止コーティングは、適切には、ＴｈＦ４層と窓の第１面との間にＺｎＳｅ層を含み得る。
[0024] 窓の第２面は、第２反射防止コーティングを含んでもよく、窓の第２面を通る経路において励起放射の反射を減少するように構成されている。第２反射防止コーティングは、第２面と窓ミラーとの間に配置されてもよい。特に、励起放射が赤外放射であった場合、第２反射防止コーティングは、ＴｈＦ４層を含んでもよく、またはＴｈＦ４層からなってもよい。
[0025] 窓ミラーは、ダイヤモンド状炭素とシリコンとの交互層を含んでもよい。
[0026] コレクタ本体および窓の両方は、同じ材料から形成され得る。この場合、コレクタ本体および窓は、一体的な構成からなってもよく、すなわち、単一のモノリシックな実体(entity)として一緒に形成される。同様に、集光ミラーおよび窓ミラーは、一体的な構成からなってもよく、例えば、両方ともがミラー形成プロセスにおいて一緒に堆積される。
[0027] あるいは、集光ミラーおよび窓ミラーは、コレクタ本体およびミラーが一体的であるか否かにかかわらず、異なる構成からなってもよい。
[0028] コレクタ本体は、第１表面から第２表面へとコレクタ本体を通るコレクタ開口を有してもよく、窓は開口を実質的に覆うように配置されてもよい。窓は、コレクタ本体内の開口の中に配置されてもよく、第１側から第２側へと開口を通る。例えば、窓は、開口またはコレクタ本体内に接着されてもよく、さらに、窓は、例えば、一体的な構成からなってもよい。しかしながら、窓は、単にコレクタ本体内の開口を実質的に覆うように配置されてもよく、それによって開口に入射する実質的に全ての放射は窓にも入射する。コレクタの第１側面に第１面を有することによって、第１面および第１側面の両方が実質的に同じ方向（すなわち、励起放射源の方）に向いている一方、第２面および第２側面も実質的に同じ方向（すなわち、ＥＵＶ放射源のプラズマ形成部位の方）に向いているということを意味する。したがって、例えば、窓は、その第１面がコレクタ本体の第１側面と同じ方向に向いて配置されてもよいが、ミラーは、コレクタ本体の第１側面または第２側面の方向に開口から移動される。例えば、ガス流が開口を通る抜けることができるように窓と開口との間にギャップがある。窓がコレクタ本体と一体的な構成からなった場合、開口が全くないこともある。
[0029] 集光ミラーは、適切には、シリコンとモリブデンとの交互層を含み得る。
[0030] 集光ミラーは、適切には、第１焦点および集光箇所を通り抜ける光軸に対して実質的に円対称性で構成された凹ミラーである。窓は、実質的に光軸の上、すなわち、光軸が窓を通り抜けるように適切に位置決めされる。第１焦点で窓ミラーによって定められる立体角は、一般的には、集光ミラーによって定められる立体角の５０％より小さい、例えば、３０％より小さいまたは１５％より小さい。集光ミラーは、通常、楕円ミラーである。
[0031] 窓は、励起放射を第１焦点におけるプラズマ形成部位に合焦させるように適合されたレンズとして構成されてもよい。
[0032] 本発明の別の態様は、極端紫外線を生成するように構成された放射源であって、放射源は、チャンバと、チャンバ内のプラズマ形成部位に燃料を供給するように構成された燃料供給と、励起放射ビームが燃料に衝突した場合に極端紫外線を放出するプラズマが生成されるように励起放射ビームをプラズマ形成部位に合焦させるように構成された励起放射源と、励起放射源に向いている第１表面およびプラズマによって放出される極端紫外線を集光および反射するように位置決めされた第２表面を有する本発明のコレクタアセンブリとを含み、励起放射ビームは、窓を通ってプラズマ形成部位へと渡るように構成されている、放射源を提供する。
[0033] 本発明の放射源における使用のための本発明のコレクタアセンブリの適切な特徴は、本明細書中で詳細に述べたとおりである。
[0034] 励起放射源は、適切には、Ｎｄ：ＹＡＧ（ネオジムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザまたはＣＯ２レーザなどの赤外線レーザである。
[0035] 放射源は、適切には、励起放射ビームが集光箇所へと放射源を直接通り抜けることを実質的に遮断するように位置決めされたビームストップを含む。
[0036] 本発明の別の態様は、本発明の実施形態の放射源またはコレクタアセンブリを含むリソグラフィ装置を提供する。基板をパターン付けするためのリソグラフィ装置は、本明細書中で詳細に述べた本発明の態様による放射源と、放射源から第２焦点へと向かう極端紫外線をパターン付けするように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、パターン付けされた放射を基板上に投影するように構成された投影システムとを含んでもよい。
[0037] 本発明の更なる態様は、パターン付けされたＥＵＶ放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法を提供し、ＥＵＶ放射は、本発明の放射源によって提供されるか、または本発明の実施形態のコレクタアセンブリによって集光される。方法は、適切には、本明細書中に上述した本発明の態様によるコレクタアセンブリにおける窓を介してプラズマ形成部位における燃料にレーザ励起ビームを誘導することによってプラズマ形成部位において極端紫外線を生成することと、コレクタアセンブリを用いて極端紫外線を集光し、かつ極端紫外線を第２焦点に向かって反射させることと、パターニングデバイスを用いて第２焦点に向かって反射した極端紫外線をパターン付けすることと、パターン付けされた極端紫外線を基板上に投影することとを含む。
[0038] 本発明の一態様によると、プラズマ形成部位における燃料から極端紫外線を生成するように構成された励起放射源を含む極端紫外線源のためのコレクタアセンブリが提供される。コレクタアセンブリは、第１表面および第２表面を有するコレクタ本体を含んでおり、第２表面は第１表面に対向し、かつその上に集光ミラーが設けられている。集光ミラーは、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成されている。コレクタアセンブリは、励起放射を透過し、かつ第１面および対向の第２面を有する窓も含む。第２面は第１焦点の方を向いている。窓の第２面は、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成された窓ミラーを含む。窓ミラーは、極端紫外線を反射し、かつ励起放射を透過するように構成されている。
[0039] 本発明の一態様によると、極端紫外線を生成するように構成された放射源が提供される。放射源は、チャンバと、チャンバ内のプラズマ形成部位に燃料を供給するように構成された燃料供給と、励起放射ビームが燃料に衝突した場合に極端紫外線を放出するプラズマが生成されるように励起放射ビームをプラズマ形成部位に合焦させるように構成された励起放射源と、コレクタアセンブリとを含む。コレクタアセンブリは、第１表面および第２表面を有するコレクタ本体を含んでおり、第２表面は第１表面に対向し、かつその上に集光ミラーが設けられている。集光ミラーは、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成されている。コレクタアセンブリは、励起放射を透過し、かつ第１面および対向の第２面を有する窓も含む。第２面は第１焦点の方を向いている。窓の第２面は、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成された窓ミラーを含む。窓ミラーは、極端紫外線を反射し、かつ励起放射を透過するように構成されている。励起放射ビームは、窓を通ってプラズマ形成部位へと渡るように構成されている。
[0040] 本発明の一態様によると、極端紫外線を生成するように構成された放射源を含むリソグラフィ装置が提供される。放射源は、チャンバと、チャンバ内のプラズマ形成部位に燃料を供給するように構成された燃料供給と、励起放射ビームが燃料に衝突した場合に極端紫外線を放出するプラズマが生成されるように励起放射ビームをプラズマ形成部位に合焦させるように構成された励起放射源と、コレクタアセンブリとを含む。コレクタアセンブリは、第１表面および第２表面を有するコレクタ本体を含んでおり、第２表面は第１表面に対向し、かつその上に集光ミラーが設けられている。集光ミラーは、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成されている。コレクタアセンブリは、励起放射を透過し、かつ第１面および対向の第２面を有する窓も含んでおり、第２面は第１焦点の方を向いている。窓の第２面は、プラズマ形成部位における集光ミラーの第１焦点からの極端紫外線を集光および反射し、かつ極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成された窓ミラーを含む。窓ミラーは、極端紫外線を反射し、かつ励起放射を透過するように構成されている。励起放射ビームは、窓を通ってプラズマ形成部位へと渡るように構成されている。リソグラフィ装置は、集光した極端紫外線をパターン付けするように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、パターン付けされた極端紫外線を基板上に投影するように構成された投影システムとを含む。
[0041] 本発明の放射源およびコレクタアセンブリに対して本明細書中で詳細に述べた特徴は、本発明のリソグラフィ装置およびデバイス製造方法にも適用可能である。
[0042] 本明細書中に使用され、かつ表面またはコーティングに適用される「ＥＵＶ放射を反射する」という用語は、表面に垂直に入射する特定の波長を有するＥＵＶ放射強度の少なくとも３０％、少なくとも４０％または少なくとも５０％が反射されることを意味する。
[0043] 本明細書中に使用されるような表面、コーティングまたは窓に適用される「励起放射を透過する」という用語は、窓に垂直に入射する特定の波長を有する励起放射強度の少なくとも８０％、少なくとも９５％または少なくとも９９％が透過されることを意味する。
[0044] 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。
[0045] 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。 [0046] 図２は、図１のリソグラフィ装置の概略的ではあるがより詳細な図である。 [0047] 図３は、従来の放射源およびコレクタの概略的な断面図を示す。 [0048] 図４は、本発明の一実施形態による放射源およびコレクタアセンブリの概略的な断面図を示す。 [0049] 図５は、本発明の一実施形態による放射源およびコレクタアセンブリの概略的な断面図を示す。 [0050] 図６は、本発明の一実施形態による放射源およびコレクタアセンブリの概略的な断面図を示す。 [0051] 図７は、本発明の一実施形態による放射源およびコレクタアセンブリの概略的な断面図を示す。
[0052] 図１は、本発明の放射源およびコレクタアセンブリＳＯを用いて本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置２を概略的に示している。この装置２は、放射ビームＢ（例えば、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と、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決めるように構成された第１ポジショナＰＭに連結されているサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、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決めるように構成された第２ポジショナＰＷ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と、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板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投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬとを備える。
[0053] 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。
[0054] サポート構造は、パターニングデバイスの重量を支えるなどしてパターニングデバイスを支持する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置２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。サポート構造は、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。サポート構造は、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。サポート構造は、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。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。
[0055] 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。
[0056] パターニングデバイスの例としては、マスクおよびプログラマブルミラーアレイが含まれる。マスクはリソグラフィでは周知であり、一般的にＥＵＶ放射またはｂｅｙｏｎｄ ＥＵＶ（超ＥＵＶ）では、リソグラフィ装置は反射型である。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。
[0057] 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、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。通常、ＥＵＶ（またはｂｅｙｏｎｄ ＥＵＶ（超ＥＵＶ））放射リソグラフィ装置では、光エレメントは反射型である。しかしながら、他の種類の光エレメントを使用してもよい。光エレメントは、真空中にあってもよい。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。
[0058] 本明細書に示されているとおり、装置２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。
[0059] 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、追加のテーブルを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。
[0060] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、コレクタアセンブリを含む放射源ＳＯによって放射放出点（プラズマ形成部位）から放射ビームを受ける。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、また放射ビームは、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を含むビームデリバリシステムを使って送られる。その他の場合においては、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。
[0061] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタ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ＩＬを使って放射ビームＢ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。
[0062] 放射ビームＢは、サポート構造（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。マスクＭＡによって反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳ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ポジショナ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の経路内に位置決めるように、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ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１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、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナ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ポジショナ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）、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。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク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、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスク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。
[0063] 例示の装置２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。
[0064] １． ステップモードでは、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、基板の平面において移動され、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、単一静止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。
[0065] ２． スキャンモードでは、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）。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ＰＳ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によって、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。
[0066] ３． 別のモードでは、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、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。
[0067] 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。
[0068] 図２は、依然として概略的ではあるが、図１のリソグラフィ装置２をより詳細に示している。リソグラフィ装置２は、本発明の一実施形態によるコレクタアセンブリ／放射源ＳＯ、イルミネータＩＬ（照明システムと呼ぶこともある）および投影システムＰＳを含む。
[0069] 放射ジェネレータからの放射（プラズマ形成部位からのＥＵＶ放射）は、イルミネータＩＬ内の入口開口２０における集光箇所１８でコレクタアセンブリによって合焦される。放射ビーム２１は、イルミネータＩＬ内で第１リフレクタ２２および第２リフレクタ２４を介し、レチクルまたはマスクテーブルＭＴ上に位置決めされたレチクルまたはマスクＭＡへと反射される。パターン付き放射ビーム２６が形成され、これは、投影システムＰＳ内で第１反射エレメント２８および第２反射エレメント３０を介し、基板テーブルＷＴ上で保持されている基板Ｗへと結像される。
[0070] 図２に示されたものよりも多くのまたは少ないエレメントが放射源ＳＯ、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内に通常存在してもよいことが理解されたい。例えば、一部の実施形態では、リソグラフィ装置２は、１つ以上の透過型または反射型スペクトル純度フィルタも含んでもよい。さらに多くのまたは少ない反射エレメントがリソグラフィ装置内に存在してもよい。
[0071] 図３は、従来技術のコレクタおよび放射源の概略的な断面図を示している。ＬＰＰジェネレータのプラズマ形成部位３１は、第１焦点およびプラズマ形成部位３１に向いた鏡面を有するコレクタ３２の第１焦点に配置されている。コレクタ３２は、凹状の楕円ミラーを形成する。赤外線レーザ（図示せず）からのレーザビーム３３は、レンズ３４へと誘導される。レンズ３４は、開口３５を介してコレクタの本体を通り抜けるビームを赤外線励起ビームとして第１焦点３１におけるＬＰＰプラズマ形成部位上に合焦させる。プラズマによって生成されるＥＵＶ放射は、コレクタ３２によって集光され、かつコレクタ３２によって形成される楕円ミラーの第２焦点における集光箇所１８に向かって反射される。ビームストップ３６は、赤外線レーザビームを遮断し、当該レーザビームが集光箇所１８を通り抜けることを防ぐ。
[0072] 第１焦点３１におけるプラズマ形成部位から開口３３へと向かうＥＵＶ放射は失われ、コレクタ３２によって集光箇所１８で集光されない。
[0073] 合焦されたビームによって生成されるＥＵＶはビーム３３の放射源へと戻る方向において最も強度であるため、レーザビームはコレクタ３２の中心を通ってプラズマ形成部位へと誘導されることが望ましい。しかしながら、コレクタ３２内の開口３５へと向かうＥＵＶ放射は集光されず失われ、ＥＵＶ遠視野イメージにおける非均一性および低ＥＵＶ集光効率へと繋がる。
[0074] 図４を参照すると、本発明の一実施形態によるコレクタアセンブリを有する、本発明による放射源の一実施形態が示されている。
[0075] コレクタ本体４０は、赤外線源（図示せず）の方を向いた第１表面４１およびプラズマ形成部位３１に向かって凹状である集光ミラー４２を保持する第２表面４７を有する。窓４３は、コレクタ本体４０の中心にある開口に位置しており、第１面４４は赤外線源に向き、かつ第２面４５は窓ミラー４６を保持してプラズマ形成部位３１の方を向いている。赤外線レーザ（図示せず）からのレーザビーム３３はレンズ３４上へと誘導される。レンズ３４は、ビームを赤外線励起ビームとして第１焦点３１におけるＬＰＰプラズマ形成部位上へと合焦させる。ビーム３３は、第１側面４４から第２側面４５へと窓４３を通り抜け、そして窓ミラー４６を通り抜ける。燃料供給ＦＳは、レーザビーム３３が燃料に当たった場合にＥＵＶ放射をプラズマ形成部位３１で生成できるように燃料小滴をプラズマ形成部位３１に供給するように構成されている。プラズマ形成部位３１によって生成されるＥＵＶ放射は、集光ミラー４２によって集光され、かつ楕円集光ミラー４２の第２焦点における集光箇所１８に向かって反射される。ビームストップ３６は、赤外線レーザビームを遮断し、当該レーザビームが集光箇所１８を通り抜けることを防ぐ。窓ミラー４５に向かうＥＵＶ放射も集光されて集光箇所１８へと誘導される。
[0076] 窓ミラー４６は、多層スタックを適切に含む。多層スタックは、極端紫外線を実質的に反射し、かつ赤外線励起放射などの励起放射を実質的に透過するように構成されている。例えば、透過された励起放射は、約１μｍより大きい、特に約１０μｍより大きい、例えば約１０．６μｍの波長を有する放射であってもよい。多層スタックは赤外線励起放射を透過する一方、高ＥＵＶ反射率を提供するように構成されている。多層スタックに適した材料としては、ＺｒＮ、ＺｒＣ、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、炭素、シリコンおよび／またはＭｏ２Ｃが挙げられるが、これらに限定されない。特に適切なスタックは、ダイヤモンド状炭素およびシリコンの交互層を有する。
[0077] 適切には、窓ミラーは、励起入射の強度の５０％より多く、詳細には８０％より多く、より詳細には９８％より多くを透過するように構成される。特に、これは、法線入射で窓を通り抜ける、例えばＣＯ２レーザからの約１０．６μｍの波長を有する励起放射に適用される。ここでは、９９％より多く、または更に９９．５％より多くが透過され得る。
[0078] 本明細書中に詳細に述べたように、第１面４４および／または第２面４５には、励起放射に対する反射防止コーティングが設けられてもよい。例えば、適切な窓４３は、窓４３の第１面上に９９０ｎｍのＺｎＳｅ層上の１７７０ｎｍのＴｈＦ４層からなる反射防止コーティングを有し、窓４３は５ｍｍの厚さのＧａＡｓからなる。窓の第２面４５には７７０ｎｍのＴｈＦ４層があってもよく、その上には、４０対の２．９ｎｍの厚さのダイヤモンド状炭素と４．０ｎｍの厚さのシリコンとの交互層の窓ミラー４６スタックが堆積される。そのようなスタックのＥＵＶ反射率は、炭素密度によって約５０％〜６０％である。上記の層を含むそのような窓の（１０．６μｍ放射に対する）赤外線透過率は、光軸から測定された０°から２５°までの入射角に対しては、９９．７％より大きい。集光ミラー４２は、交互のモリブデンおよびシリコンの層の従来のスタックであってもよく、これはＥＵＶ放射に対するより高い反射率を有し得るが赤外線を透過させない。ダイヤモンド／Ｓｉ多層ミラー４６のＥＵＶ反射率は、５７．５％（密度３．５ｇ／ｃｍ３）の高さにまで上昇してもよいが、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）が使用された場合においては、一般的に、およそ５１％になる（密度２．７ｇ／ｃｍ３）。比較のために、Ｍｏ／Ｓｉ多層ミラーは７０％までの反射率を有することができる。コレクタ本体４０は、金属またはセラミックなどといったあらゆる適切な材料からなってもよい。
[0079] あらゆる適切な方法が、本明細書中に記載された窓ミラー４５の実施形態を構成するために使用されてもよい。例えば、イオンビームスパッタ堆積を用いて２．７ｇ／ｃｍ３までの密度を有するダイヤモンド状炭素層が形成され得ることが明らかにされている。
[0080] 集光ミラー４２は励起放射を透過する必要性はなく、ＥＵＶに対するできる限り高い反射率を与えるために交互のモリブデン／シリコン層の従来のＥＵＶミラーが使用される。
[0081] 図５を参照すると、本発明の一実施形態によるコレクタアセンブリを有する、本発明による放射源の一実施形態が示されている。この実施形態は、図４の実施形態が赤外線を透過しない材料のコレクタ本体４０を有し、かつコレクタ本体４０内の開口に配置された窓４３を含む一方、図５の実施形態はガリウム砒素などといったような赤外線を透過する材料から形成されたコレクタ４０の本体を有することを除いては、図４の実施形態と類似する。図４の実施形態に対して詳細に説明されたように、窓４３はＤＬＣ／シリコン層のミラースタック４６を有しており、さらに、図４の実施形態に対してと同じの反射防止コーティングも有し、これはコレクタ本体４０の中央領域にわたって延在する。窓ミラー４６は、コレクタ本体の第２表面４７上に堆積し、これは本実施形態における窓の第２面４５を形成する。第２表面４７の残りの部分は、交互のモリブデン／シリコン層の従来のＥＵＶミラーを保持する。
[0082] 図５の実施形態は、２つの構成要素が一体的な構成からなるという、コレクタ本体４０および窓４３に対するより単純な構成の利点を有し得る。
[0083] 図６を参照すると、本発明の一実施形態によるコレクタアセンブリを有する、本発明による放射源の一実施形態が示されている。この実施形態は、図５の実施形態が窓ミラー４６および集光ミラー４２に対して異なる構成を有する一方、図６の実施形態では窓ミラー４６は、本実施形態中では窓本体４３でもあるので４３と表示されたコレクタ本体の第２表面全体にわたって延在することを除いては、図５の実施形態と同様である。言い換えると、窓４３は、コレクタ本体全体にわたって延在する。
[0084] 図４および５の実施形態と比較して、図６の実施形態は、窓／集光ミラー４６の構成のためにより低い集光効率を有するが、プラズマ形成部位３１上への励起ビーム３４の合焦のために使用されるより大きい開口数を可能とし、また、単一の一体的なミラー構成４６だけが一体的な窓／コレクタ本体４３の第２面４５に適用されればよいので、コレクタ本体は単純な構成からなる。本実施形態の潜在的な利点は、より少ない赤外線がコレクタによって反射されて集光点で集光されることである。これは、集光点で集光される放射のスペクトル純度を改善する。
[0085] 図７を参照すると、本発明の一実施形態によるコレクタアセンブリを有する、本発明による放射源の一実施形態が示されている。この実施形態は、窓４３を通って赤外線励起ビーム３３をプラズマ形成部位３１上に合焦させるために図４の実施形態でレンズ３４が使用されるところにおいて、図７のこの実施形態では、窓４３の第１面４４は、励起ビーム３３をプラズマ形成部位３１上に合焦させるように適合されたレンズを形成するように形作られることを除いては、図４の実施形態と同様である。したがって、この実施形態では別個のレンズ３４の必要性を除去できる。
[0086] 本明細書において、集積回路の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。
[0087] 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。
[0088] 本発明の特定の実施形態を上記で記載したが、本発明は記載されたものとは別の方法で実施されてもよいことが理解されたい。例えば、図７の実施形態では、窓はガリウム砒素ではなくセレン化亜鉛からなってもよい。例えば、いずれの実施形態においても、励起ビームは、集光ミラーの第１および第２焦点によって画定された光軸と必ずしも平行に誘導される必要はなく、軸外であってもよい。
[0089] 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。

Claims (15)

  1. プラズマ形成部位において燃料から極端紫外線を生成するように構成された励起放射源を含む極端紫外線源のためのコレクタアセンブリであって、前記コレクタアセンブリは、
    第１表面および第２表面を有するコレクタ本体であって、前記第２表面は前記第１表面に対向し、かつその上に集光ミラーが設けられており、前記集光ミラーは、前記プラズマ形成部位における前記集光ミラーの第１焦点からの前記極端紫外線を集光および反射し、かつ前記極端紫外線を集光箇所に誘導するように構成されている、コレクタ本体と、
    前記励起放射を透過し、かつ第１面および対向の第２面を有する窓であって、前記第２面は前記第１焦点の方を向いている、窓とを含み、
    前記窓の前記第２面は、前記プラズマ形成部位における前記集光ミラーの前記第１焦点からの前記極端紫外線を集光および反射し、かつ前記極端紫外線を前記集光箇所に誘導するように構成されており、前記窓ミラーは、前記極端紫外線を反射し、かつ前記励起放射を透過するように構成されている、
    コレクタアセンブリ。
  2. 前記励起放射は赤外放射である、
    請求項１に記載のコレクタアセンブリ。
  3. 前記窓は、ガリウム砒素、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、ゲルマニウムおよびシリコンからなる群から選択された材料からなる、
    請求項２に記載のコレクタアセンブリ。
  4. 前記窓の前記第１面は、その上に第１反射防止コーティングを含み、前記第１面を通る前記励起放射の経路において前記励起放射の反射を減少するように構成されている、
    請求項１〜３のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  5. 前記窓の前記第２面は、第２反射防止コーティングを含み、前記第２面を通る経路において前記励起放射の反射を減少するように構成されている、
    請求項１〜４のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  6. 前記第２反射防止コーティングは、前記第２面と前記窓ミラーとの間に配置されている、
    請求項５に記載のコレクタアセンブリ。
  7. 前記窓ミラーは、ダイヤモンド状炭素とシリコンとの交互層を含んでいる、
    請求項１〜６のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  8. 前記コレクタ本体および窓の両方は、同じ材料から形成されている、
    請求項１〜７のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  9. 前記集光ミラーおよび前記窓ミラーは、一体的な構成からなる、
    請求項１〜８のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  10. 前記集光ミラーおよび前記窓ミラーは、異なる構成からなる、
    請求項１〜８のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  11. 前記窓は、前記励起放射を前記プラズマ形成部位上に合焦させるように適合されたレンズとして構成されている、
    請求項１〜１０のいずれかに記載のコレクタアセンブリ。
  12. 極端紫外線を生成するように構成された放射源であって、前記放射源は、
    チャンバと、
    前記チャンバ内のプラズマ形成部位に燃料を供給するように構成された燃料供給と、
    励起放射ビームが前記燃料に衝突した場合に極端紫外線を放出するプラズマが生成されるように前記励起放射ビームを前記プラズマ形成部位に合焦させるように構成された励起放射源と、
    前記励起放射源に向いている前記第１表面および前記プラズマによって放出される極端紫外線を集光および反射するように位置決めされた前記第２表面を有する、請求項１〜１１のいずれかに記載のコレクタと、
    を含み、
    前記励起放射ビームは、前記窓を通って前記プラズマ形成部位へと渡るように構成されている、
    放射源。
  13. 前記励起放射源は赤外線レーザである、
    請求項１２に記載の放射源。
  14. 前記励起放射ビームが前記集光箇所へと直接通り抜けることを実質的に遮断するように位置決めされたビームストップをさらに含む、
    請求項１２または１３に記載の放射源。
  15. 請求項１２〜１４のいずれかに記載の放射源または請求項１〜１１のいずれかに記載のコレクタアセンブリを含む、
    リソグラフィ装置。
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