JP2011049584A - 多層スペクトル純度フィルタ、このようなスペクトル純度フィルタを備えたリソグラフィ装置、デバイス製造方法及びそれによって製造されたデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】多層スペクトル純度フィルタ、このようなスペクトル純度フィルタを備えたリソグラフィ装置、デバイス製造方法及びそれによって製造されたデバイスを提供すること。
【解決手段】多層スペクトル純度フィルタにより、極紫外（ＥＵＶ）放射ビームのスペクトル純度が改善され、且つ、放射源から放出されるデブリスが収集される。フィルタはＥＵＶ放射が透過する間にＤＵＶを反射または吸収するように交番層が多層構造をなす構成である。
【選択図】図３

Description

本発明は、リソグラフィ装置及びリソグラフィ装置を使用して集積回路（ＩＣ）などのデバイスを製造する方法に関する。本発明は、詳細には、極紫外（ＥＵＶ）放射ビームのスペクトル純度を改善し、且つ、放射源から放出されるデブリスをフィルタリングする多層スペクトル純度フィルタに関する。

リソグラフィ装置は、基板、一般的には基板の目標部分に所望のパターンを適用するマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスク或いはレチクルとも呼ばれているパターン化デバイスを使用してＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成され、生成されたパターンが、基板（例えばシリコン・ウェハ）上の目標部分（例えば１つ又は複数のダイの一部が含まれている）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供されている放射線感応材料（レジスト）の層への画像化を介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターン化される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射されるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射されるスキャナがある。パターンを基板に転写することによってパターン化デバイスから基板へパターンを転送することも可能である。

ＥＵＶ源は、ＥＵＶ放射だけでなく、多くの異なる波長の放射及びデブリスを放出している。これらの非ＥＵＶ放射は、ＥＵＶリソグラフィ・システムにとって有害であるため、例えばスペクトル純度フィルタによって除去しなければならない。現在のスペクトル純度フィルタは、ブレーズド格子に基づいているが、これらのブレーズド格子は、スペクトル純度フィルタの三角形パターンの表面の品質を極めて高い品質にしなければならないため、その製造が困難である。表面の粗さは、１ｎｍＲＭＳ未満にしなければならない。

放射源から放出されるデブリスを抑制するためのデブリス抑制スキームを適用することができるが、広く使用されている、ホイル・トラップ及びガス・バッファを備えたデブリス抑制方法では、デブリスに対する有効な保護は保証されない。また、壊れ易く、且つ、熱負荷閾値が小さいため、ＥＵＶに対して透過性の標準の（例えばＺｒの）薄いフィルタを使用することは事実上不可能である。

また、デブリス抑制スキームには、リソグラフィ装置からコンポーネントを物理的に取り外し、化学処理を使用してそれらをオフラインで浄化する必要があるが、このようなオフライン浄化に適応するために、リソグラフィ装置の真空設計及び機械設計が著しく複雑になっている。また、オフライン浄化のためにリソグラフィ装置の休止時間が非常に長くなっている。

既存のスペクトル純度フィルタが抱えているもう１つの問題は、ＥＵＶ源からの放射ビームの方向がスペクトル純度フィルタによって変化することである。したがってＥＵＶリソグラフィ装置からスペクトル純度フィルタを除去する場合、代わりのスペクトル純度フィルタを追加するか、或いは必要な角度で配置されたミラーを導入しなければならず、追加されたミラーによって望ましくない損失がシステムに導入されることになる。

本発明の一態様によれば、放射源から放出されるデブリスを抑制することができ、且つ、放射ビームのスペクトル純度を改善することができるスペクトル純度フィルタが提供される。

本発明の一実施例によれば、交番層の多層構造を備えたリソグラフィ・スペクトル純度フィルタであって、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされたリソグラフィ・スペクトル純度フィルタが提供される。

望ましくない放射は、放射ビームのうちの望ましい放射、例えばＥＵＶ放射の波長とは異なる波長を有する放射として定義することができる。反射若しくは吸収されることになる望ましくない放射は、放射ビームのうちの望ましい放射より長いか或いは短い波長を有している。

スペクトル純度フィルタは、波長の短い例えばＥＵＶ放射などの望ましい放射が透過している間に望ましくない放射を抑制することができる。したがって、望ましい放射（例えばＥＵＶ）が透過している間に望ましくない放射（例えばＤＵＶ）を反射し、或いは吸収されるように多層構造を設計し、且つ、適合させることができる。

本発明によるスペクトル純度フィルタは、透過型フィルタとして分類することができる。本発明によるスペクトル純度フィルタには、ＥＵＶ放射などの望ましい放射に対して少なくとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％の透過率を持たせることができる。

このスペクトル純度フィルタは、ＤＵＶなどの望ましくない放射をフィルタ除去することができる。例えば、このスペクトル純度フィルタを通して放射を透過させることにより、ＤＵＶ放射に対するＥＵＶ放射の比率を約１００倍、１０００倍、さらには最大約１０^５倍改善することができる。したがって本発明によるスペクトル純度フィルタを通して透過させることにより、放射ビームのスペクトル純度を著しく改善することができる。

スペクトル純度フィルタの多層構造には、約２〜２００層の交番層、約１０〜１００層の交番層、若しくは約２０〜５０層の交番層を持たせることができる。交番層の厚さは、約０．２ｎｍないし１００ｎｍ、約０．２ｎｍないし２０ｎｍ、若しくは約０．５ｎｍないし５ｎｍにすることができる。交番層の各々は、厚さが実質的に一定の連続層を形成することができる。交番層の多層構造全体の厚さは、約１０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲、好ましくは約１００ｎｍから２００ｎｍまでの範囲にすることができる。

交番層の多層構造は、適切な任意の数の様々な交番層から形成することができる。例えば、互いに交番する異なる２つの層から多層構造を形成することができる。或いは互いに交番する３つの異なる層から多層構造を形成することも可能である。

多層構造を形成する交番層は、Ｚｒ層とＳｉ層、Ｚｒ層とＢ_４Ｃ層、Ｍｏ層とＳｉ層、Ｃｒ層とＳｃ層、Ｍｏ層とＣ層及びＮｂ層とＳｉ層のうちの任意の組合せから形成することができる。交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタは、マグネトロン・スパッタリング、エピタキシ、イオン・スパッタリング、及びイオン研磨が施される電子ビーム蒸着若しくはイオン研磨が施されない電子ビーム蒸着などの適切な任意の技法を使用して、例えばＺｒとＳｉの交番層を成長させることによって形成することができる。

スペクトル純度フィルタの多層構造は、放射源から放出されるデブリスによってスペクトル純度フィルタが損傷されないよう、堅固で、且つ、頑丈に設計することができる。

交番層の多層構造は、メッシュ様構造の上に成長させることができる。このメッシュ様構造は、蜂の巣構造の形態にすることができ、多層構造の一方の側からもう一方の側へ浸透させることができる。メッシュ様構造は、交番層の多層構造を形成する材料を成長させることができる複数の開口を備えることができる。メッシュは、例えばＮｉ及びＣｕなどの適切な任意の電鋳可能材料から形成することができる。メッシュ様構造中の開口のサイズは、約０．０１〜５ｍｍ^２の範囲にすることができ、例えば約１〜１．５ｍｍ^２の範囲にすることができる。このメッシュ様構造によってスペクトル純度フィルタの多層構造の強度を改善することができるため、メッシュのないスペクトル純度フィルタと比較すると、より薄い多層構造のスペクトル純度フィルタを構築することができ、それによりＥＵＶ放射の透過率を改善することができる。したがって、メッシュ様構造を備えたスペクトル純度フィルタは、実質的にその強度が増しているため、メッシュ様構造を備えていないスペクトル純度フィルタと比較すると、より大きい圧力差に耐えることができる。

本発明による、全体の厚さが約５０〜６００ｎｍで、一方の側からもう一方の側へ浸透したメッシュ様構造を備え、その開口が約１ｍｍ^２であり、総表面積が約１ｃｍ^２のスペクトル純度フィルタは、最大約０．５〜１バールの圧力差に耐えることができる。

メッシュ様構造は、多層構造の交番層の一方の側のみに隣接して配置することができ、また、多層構造の交番層の両側に隣接して配置することも可能である。このような実施例の場合、メッシュ様構造は、交番層中に浸透していない。

メッシュ様構造は、多層構造の交番層中に部分的に浸透させることができる。

メッシュ様構造が存在していない場合もある。本発明による、全体の厚さが約５０〜６００ｎｍで、メッシュ様構造を備えていない、総表面積が約１ｃｍ^２のスペクトル純度フィルタは、最大約０．１ミリバールの圧力差に耐えることができる。

本発明によるスペクトル純度フィルタは、最大約６Ｗ／ｃｍ^２の熱流束に耐えることができ、さらにはもっと大きい熱流束に耐えることができる。また、本発明によるスペクトル純度フィルタは、最大約５００℃の温度に耐えることができ、さらにはもっと高い温度、例えば最大１０００℃ないし１５００℃の温度に耐えることができる。これは、標準のリソグラフィ装置に実際に必要な温度よりはるかに高い温度である。

本発明によるスペクトル純度フィルタは、モジュール形式で接続することができるため、多数のスペクトル純度フィルタを組み合わせることによって最大約１ｃｍ^２ないし１０ｃｍ^２の広い表面積を形成することができる。

スペクトル純度フィルタは、放射ビームの中間焦点から離れたリソグラフィ装置内の任意のポイントに配置することができる。例えば、スペクトル純度フィルタは、リソグラフィ装置のソース−コレクタ・モジュール内或いは照明システム内に配置することができる。また、スペクトル純度フィルタは、コレクタの下流側で、且つ、中間焦点の上流側に配置することができる。デブリスを抑制することが望ましい場合は、リソグラフィ装置内のコレクタの上流側にスペクトル純度フィルタを配置することができる。また、スペクトル純度フィルタを主としてスペクトル・フィルタリングのために使用する場合は、放射ビームの中間焦点と入射リフレクタの間、入射リフレクタとマスク・テーブルの間若しくは基板テーブルの上方などのコレクタの下流側の任意の位置にスペクトル純度フィルタを配置することができる。

また、本発明によるスペクトル純度フィルタは、放射源から放出されるデブリスをフィルタリングし、且つ、抑制することができる。放射源から放出されるデブリスは、原子の粒子、超微小粒子及びイオンであっても良い。本発明によるスペクトル純度フィルタを使用して、ホイル・トラップ、背景ガス圧力システム、電気−磁気サプレッサ及び他の適切な任意のデバイスなどの他のデブリス抑制デバイスと組み合わせることができる。

また、このスペクトル純度フィルタは、リソグラフィ装置から容易に取り外すことができるため、外部で浄化した後、再びリソグラフィ装置に取り付けることができる。交換用のスペクトル純度フィルタと取り替えることも可能である。スペクトル純度フィルタの交換が容易であるため、リソグラフィ装置の重要な部分を分解する必要がない。したがって本発明によるスペクトル純度フィルタは、従来技術による既存のスペクトル純度フィルタと比較すると、コストの点で有利である。

本発明の他の実施例によれば、放射ビームを条件付けるようになされた照明システムと、パターン化された放射ビームを形成するべく放射ビームの断面にパターンを付与するようになされたパターン化デバイスを支持するようになされたサポートと、基板を保持するようになされた基板テーブルと、パターン化された放射ビームを基板の目標部分に投射するようになされた投影システムとを備えたリソグラフィ装置であって、交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタが、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされたリソグラフィ装置が提供される。

スペクトル純度フィルタは、リソグラフィ装置のソース−コレクタ・モジュール内或いは照明システム内に配置することができる。また、スペクトル純度フィルタは、コレクタの下流側で、且つ、放射ビームの中間焦点の上流側に配置することができる。

本発明のさらに他の実施例によれば、交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタを備えたリソグラフィ装置であって、スペクトル純度フィルタが、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされたリソグラフィ装置が提供される。

本発明の他の実施例によれば、照明システムを使用して条件付け放射ビームを提供するステップと、放射ビームにパターンを付与するステップと、パターン化された放射のビームを基板の目標部分に投射するステップとを含むデバイス製造方法であって、交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタが、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされた方法が提供される。

本発明の他の実施例によれば、パターン化された放射のビームを基板に投射するステップを含むデバイス製造方法であって、交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタが、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされた方法が提供される。

本発明の他の実施例によれば、上で説明した方法に従って製造されたデバイスが提供される。

製造されるデバイスは、例えば集積回路（ＩＣ）であり、集積光学系であり、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターンであり、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、或いは薄膜磁気ヘッドである。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の略図である。 本発明の他の実施例によるリソグラフィ装置の略図である。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの略図である。 図３に示すスペクトル純度フィルタの部分略断面図である。 本発明の他の実施例によるスペクトル純度フィルタの略図である。 図５に示すスペクトル純度フィルタの部分略断面図である。 本発明の実施例によるスペクトル純度フィルタの計算透過率及び測定透過率の値を示すグラフである。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの特性を測定する装置の略図である。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの特性を測定する他の装置の略図である。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの非露光部分を示す図である。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの露光部分を示す図である。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの露光部分を示す他の図である。 本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタの露光部分を示す他の図である。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。

図１は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射若しくはＥＷ放射）を条件付けるようになされた照明システム（イルミネータ）ＩＬを備えたリソグラフィ装置を略図で示したものである。サポート（例えばマスク・テーブル）ＭＴは、パターン化デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するようになされており、特定のパラメータに従って該パターン化デバイスを正確に位置決めするようになされた第１の位置決めデバイスＰＭに接続されている。基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するようになされており、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置決めするようになされた第２の位置決めデバイスＰＷに接続されている。投影システム（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳは、パターン放射ビームＢを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイが含まれている）に投射するようになされている。

照明システムは、放射を導き、整形し、且つ／又は制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネント或いは他のタイプの光学コンポーネント、若しくはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。

サポートは、例えばパターン化デバイスの重量を支えている。サポートは、パターン化デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計及び他の条件、例えばパターン化デバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターン化デバイスを保持している。サポートには、パターン化デバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法或いは他のクランプ技法を使用することができる。サポートは、例えば必要に応じて固定若しくは移動させることができるフレームであっても、或いはテーブルであっても良い。サポートは、例えば投影システムに対してパターン化デバイスを確実に所望の位置に配置することができる。本明細書における「レチクル」或いは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化デバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用されている「パターン化デバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板の目標部分にパターンを生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンが移相フィーチャ若しくはいわゆる補助フィーチャを備えている場合、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、目標部分に生成される、例えば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。

パターン化デバイスは、透過型であっても或いは反射型であっても良い。パターン化デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ及びプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、交番移相及び減衰移相などのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックスに配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができる。この傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。

本明細書に使用されている「投影システム」という用語には、使用する露光放射に適した、或いは液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系及び静電光学系、若しくはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

図に示すように、この装置は透過型（例えば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は反射型（例えば上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した、或いは反射型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。

また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体、例えば水で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を充填することも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書に使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、単に、露光の間、例えば投影システムと基板の間に液体が充填されることを意味しているにすぎない。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受け取っている。放射源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射源及びリソグラフィ装置は個別の構成要素にすることができる。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えたビーム引渡しシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の例えば放射源が水銀灯などの場合、放射源は、リソグラフィ装置の一構成部品にすることができる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム引渡しシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するようになされた調整デバイスＡＤを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

サポート（例えばマスク・テーブルＭＴ）によって保持されているパターン化デバイス（例えばマスクＭＡ）に放射ビームＢが入射し、パターン化デバイスによってパターン化される。マスクＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投射する投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉デバイス、直線エンコーダ若しくは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なる目標部分Ｃを放射ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭ及びもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていないが、この位置センサにも、干渉デバイス、直線エンコーダ若しくは容量センサを使用することができる）を使用して、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、若しくは走査中に、マスクＭＡを放射ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決めデバイスＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決めデバイスＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュール及び短ストローク・モジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合、スキャナの場合とは異なり、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図には、専用目標部分を占有している基板アライメント・マークが示されているが、基板アライメント・マークは、目標部分と目標部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメント・マークは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アライメント・マークを配置することができる。

図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。

１．ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回で投影される（即ち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。

２．走査モード：放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（即ち単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決まる。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の幅）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。

３．その他のモード：プログラム可能パターン化デバイスを保持するべくマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動若しくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化デバイスが更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化デバイスを利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態或いは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２は、本発明の一実施例によるＥＵＶリソグラフィ装置の側面図を示したものである。この構造は、図１に示す装置の構造とは異なっているが、動作原理は同様であることに留意されたい。この装置は、ソース−コレクタ・モジュール即ち放射ユニット３、照明システムＩＬ及び投影システムＰＬを備えている。放射ユニット３は、例えばＸｅガス若しくはＬｉ蒸気などのガス若しくは蒸気を使用することができる放射源ＬＡを備えている。このガス若しくは蒸気中で極めて熱い放電プラズマが生成され、それにより電磁放射スペクトルのＥＵＶレンジの放射が放出される。放電プラズマは、電気放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上に崩壊させることによって生成される。放射を有効に生成するためには、分圧が０．１ミリバールのＸｅガス、Ｌｉ蒸気若しくは他の適切な任意のガス若しくは蒸気が必要である。放射源ＬＡによって放出された放射は、ソース・チャンバ７からガス障壁即ちホイル・トラップ９を介してコレクタ・チャンバ８へ引き渡される。ガス障壁はチャネル構造を備えている。コレクタ・チャンバ８は、例えばグレージング入射コレクタによって形成される放射コレクタ１０を備えている。コレクタ１０によって引き渡された放射は、本発明によるスペクトル純度フィルタ１１を通って透過する。ブレーズド・スペクトル純度フィルタとは対照的に、スペクトル純度フィルタ１１の場合、放射ビームの方向が変化することはないことに留意されたい。放射は、コレクタ・チャンバ８内の開口から仮想ソース・ポイント１２（つまり中間焦点）に集束する。コレクタ・チャンバ８から入射した放射のビーム１６は、照明システムＩＬ内で、垂直入射リフレクタ１３、１４を介して、レチクル即ちマスク・テーブルＭＴ上に配置されているレチクル即ちマスクに向かって反射する。パターン化されたビーム１７が形成され、投影システムＰＬによって、反射エレメント１８、１９を介してウェハ・ステージ即ち基板テーブルＷＴ上に投影される。通常、照明システムＩＬ及び投影システムＰＬ内には、図に示すエレメントよりもっと多くのエレメントが存在している。

一方の反射エレメント１９は、開口２１が穿たれたＮＡディスク２０をその前面に有している。開口２１のサイズは、放射ビーム１７が基板テーブルＷＴに当たる際に抱える角度α_ｉを決定している。

図２には、コレクタ１０の下流側で、且つ、仮想ソース・ポイント１２の上流側に配置された本発明によるスペクトル純度フィルタ１１が示されている。図２に示す実施例の代替実施例では、本発明によるスペクトル純度フィルタ１１を放射源ＬＡから放出されるデブリスを抑制するために主として使用する場合、スペクトル純度フィルタ１１は、ガス障壁即ちホイル・トラップ９とコレクタ１０の間に配置される。スペクトル純度フィルタ１１がスペクトル・フィルタリングのために主として使用される他の実施例の場合、コレクタ１０と仮想ソース・ポイント１２（即ち中間焦点）の間、仮想ソース・ポイント１２と入射リフレクタ１３の間、入射リフレクタ１３と入射リフレクタ１４の間、入射リフレクタ１４とマスク・テーブルＭＴの間及び基板テーブルＷＴの上方のうちの任意の位置にスペクトル純度フィルタ１１を配置することができる。

図３は、本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタ１００を示したものである。スペクトル純度フィルタ１００は、５０層の交番Ｚｒ／Ｓｉ層１０２によって形成された多層構造を有している。代替実施例では、２〜２００層の交番Ｚｒ／Ｓｉ層１０２を有することができる。

また、スペクトル純度フィルタ１００はメッシュ１０４を備えている。メッシュ１０４はＣｕでできており、サイズが約１〜１．５ｍｍ^２の実質的に六角形の開口を備えた蜂の巣構造を形成している。メッシュ１０４は、交番Ｚｒ／Ｓｉ層１０２の一方の側からもう一方の側へ浸透している。代替実施例では、メッシュ１０４は、Ｚｒ／Ｓｉ層１０２の一方の側にのみ若しくは両側に隣接して配置することができ、或いはＺｒ／Ｓｉ層１０２中に部分的に浸透させることができる。

メッシュ１０４によってＺｒ／Ｓｉ層１０２の総合強度が強化される。

Ｚｒ／Ｓｉ層１０２は、形状が実質的に環状のベース１０６内に取り付けられている。この環状形ベース１０６の形状によって、スペクトル純度フィルタ１００をリソグラフィ装置に容易に組み込むことができる。したがってスペクトル純度フィルタ１００は、その取扱いが容易である。

Ｚｒ／Ｓｉ層１０２は、実質的に頑丈に設計されている。例えば、図３に示す、メッシュを備えた、全体の厚さが約２００ｎｍ、表面積が１ｃｍ^２のＺｒ／Ｓｉ層１０２は、最大０．５〜１バールの圧力差に耐えることができる。

図４は、図３に示すスペクトル純度フィルタ１００の一部を断面図で示したものである。図４では、Ｚｒ層１０８の厚さは約１ｎｍであり、Ｓｉ層１１０の厚さは約３ｎｍである。図４には、Ｚｒ／Ｓｉ層１０２を貫通して展開しているメッシュ１０４が示されている。図面では示されていないが、代替実施例では、Ｚｒ／Ｓｉ層１０２の厚さを可変にすることができる。図４には完全に示されていないが、Ｚｒ／Ｓｉ層１０２は、５０層のＺｒ及びＳｉの交番層にすることができる。

図５は、本発明の一実施例によるスペクトル純度フィルタ２００を示したものである。交番Ｚｒ／Ｓｉ層２０２によって形成された多層構造は、形状が実質的に環状のベース２０６内に取り付けられている。図３及び４に示すスペクトル純度フィルタ１００とは異なり、メッシュは存在していない。メッシュが存在していないため、Ｚｒ／Ｓｉ層２０２は、Ｚｒ／Ｓｉ層１０２ほどには頑丈ではない。例えば、全体の厚さが２００ｎｍで表面積が１ｃｍ^２のＺｒ／Ｓｉ層２０２が耐えることができる圧力差は、わずかに約０．１ミリバールでしかない。

図６は、図５に示すスペクトル純度フィルタ２００の一部を断面図で示したものである。図６では、Ｚｒ層２０８の厚さは約１ｎｍであり、Ｓｉ層２１０の厚さは約３ｎｍである。図面では示されていないが、代替実施例では、Ｚｒ／Ｓｉ層２０２の厚さを可変にすることができる。図６には完全に示されていないが、Ｚｒ／Ｓｉ層２０２は、５０層のＺｒ及びＳｉの交番層にすることができる。

従来技術によるスペクトル純度フィルタとは異なり、スペクトル純度フィルタ１００及び２００は、リソグラフィ装置に容易に取り付けることができ、且つ、容易に取り外すことができる。また、図面では示されていないが、スペクトル純度フィルタ１００及び２００は、モジュール形式で構築することができるため、スペクトル純度フィルタに必要な任意の表面積を形成することができる。

図３から６に示すスペクトル純度フィルタ１００及び２００を使用することにより、ＤＵＶを効果的にフィルタリングすることができる。スペクトル純度フィルタ１００及び２００の光損失は、通常、ＥＵＶ対ＤＵＶの比率が最大約１００×１０^５の利得でせいぜい約２０％程度のものでしかない。

また、本発明によるスペクトル純度フィルタ１００及び２００により、放射源によって生成され、放出される原子の粒子、超微小粒子及びイオンなどのデブリスが抑制される。

表１は、本発明による様々なスペクトル純度フィルタを示したものである。

表１には、スペクトル純度フィルタの様々なパラメータが示されている。表１の中で参照されているパラメータは以下の通りであり、それぞれ、ｄ（ｎｍ）は２つの交番層の厚さ、ｄ（１）／ｄは２つの交番層の厚さの比率、Ｎは交番層の数、ｈ（ｎｍ）は交番層全体の厚さ、ｄ（ｍｍ）はスペクトル純度フィルタの直径、ΔＰ（バール）は、スペクトル純度フィルタが耐えることができる圧力差である。メッシュ・フィルタ上のＺｒ／Ｓｉは、比較的大きい１２ｍｍの直径を有しているが、依然として最大０．４５バールの圧力差に耐えることができることは注目に値する。したがってメッシュはスペクトル純度フィルタをさらに頑丈にしている。

図７は、本発明によるフィルタの計算スペクトル透過率及び測定スペクトル透過率の値を示したものである。詳細には、図７は、本発明のフィルタによる高ＤＵＶ−ＵＶ−ＩＲ抑制を示したもので、絶対透過率（Ｔ）対放射の波長（λ）が示されている。プロットされた点は実際の値であり、曲線は計算値である。スペクトル純度フィルタの各々は、図３及び４に示すメッシュを備えた構造を有しており、全体の厚さは約２００ｎｍである。Ｎｂ／Ｓｉフィルタの場合、Ｎｂの厚さが約３〜４ｎｍであり、Ｓｉの厚さは約０．５〜１ｎｍである。Ｍｏ／Ｓｉフィルタの場合、Ｍｏの厚さが約３〜４ｎｍであり、Ｓｉの厚さは約０．５〜１ｎｍである。Ｚｒ／Ｓｉフィルタの場合、Ｚｒの厚さが約３〜４ｎｍであり、Ｓｉの厚さは約０．５〜１ｎｍである。また、Ｍｏ／Ｃフィルタの場合、Ｍｏの厚さが約３〜４ｎｍであり、Ｃの厚さは約０．５〜１ｎｍである。

本発明によるスペクトル純度フィルタの性能及び信頼性を調査するために、多くの実験が実行されたが、以下、その実験について考察しておく。

Ａ．冷間実験
冷間実験には図８に示す装置３００が使用された。この装置３００は、放射源３０２、ホイル・トラップ（ＦＴ）３０４、コレクタ３０６及び本発明によるＺｒ／Ｓｉスペクトル純度フィルタ３０８を備えている。放射源３０２はＸｅ源であり、高熱及びＥＵＶ負荷に対するスペクトル純度フィルタ３０８の抵抗をチェックするために使用される。

実験は、マウント（図示せず）の良好な伝導冷却が得られるため、スペクトル純度フィルタ３０８を比較的冷たい状態に維持して実行された。スペクトル純度フィルタ３０８は、コレクタ３０６の中間焦点に置かれた。

スペクトル純度フィルタ３０８は、図３及び４に示す、全体の厚さが２００ｎｍでＺｒ層及びＳｉ層が交番する５０層のＺｒ／Ｓｉフィルタである。また、Ｚｒ／Ｓｉ交番層の一方の側からもう一方の側へメッシュが浸透している。

表２は、実験条件を示したものである。

実験の結果、５．５Ｍショットの後、スペクトル純度フィルタ３０８に対する追加損傷は観察されていない。

Ｂ．熱間実験
図９は、熱間実験を実施するための装置４００を示したものである。この装置４００は、Ｘｅ源４０２、ＦＴ４０４及び冷間実験に使用されたスペクトル純度フィルタ４０８を備えている。

図９に示すように、スペクトル純度フィルタ４０８は、可能な限り高い温度に到達させるために、可能な限り熱的に絶縁されるように取り付けられている（１ｃｍ×１ｍｍピン）。

スペクトル純度フィルタ４０８の温度は、熱電対高温計を使用して測定された。

表３は、この熱間実験を使用して実行された３つの試験を示したものである。

本発明によるスペクトル純度フィルタ４０８は、実験の条件に良好に耐えることが分かった。スペクトル純度フィルタ４０８中のいくつかの既存の孔は、サイズが約１〜１．５ｍｍ^２の開口を有するメッシュの蜂の巣構造中のセルのサイズの孔の中に展開した。

図１０ａは、熱間実験で放射に未露光のスペクトル純度フィルタ４０８の表面を示したものである。それに対して図１０ｂ〜１０ｄは、熱実験条件に一度露出されたスペクトル純度フィルタ４０８を示したものである。図１０ｃ及び１０ｄは、図１０ｂを拡大したものである。図１０ｂ〜１０ｄから、メッシュの蜂の巣構造のセルと概ね同じサイズ、例えば１ｍｍ^２のスペクトル純度フィルタ４０８中に孔４１０が形成されることになるが、それより大きい孔は形成されていないことが分かる。これは、スペクトル純度フィルタ４０８のメッシュがＺｒ／Ｓｉ層を支持し、且つ、強度を増していることを示している。

上で紹介した冷間実験及び熱間実験は、標準のＥＵＶリソグラフィ装置に期待される以上に過酷な条件であることを意味するＸｅ源を使用して実行されたことに留意されたい。また、ショット毎のパワーがリソグラフィ装置の標準ショットより約２．５倍大きく、したがってパルスによる瞬時加熱がリソグラフィ装置に一般的に使用される条件よりはるかに大きい。

上で説明したスペクトル純度フィルタは、適切な任意のタイプのリソグラフィ装置に使用することができる。また、本発明によるスペクトル純度フィルタは、リソグラフィ装置内の少なくとも１つのグレージング入射ミラーと組み合わせて使用することができる。

本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、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などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることを理解されたい。本明細書において参照されている基板は、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）、度量衡学ツール及び／又は検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回に渡って処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

以上の説明は、本発明の例証を意図したものであり、本発明を何ら制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。

本発明による実施例の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で参照されているが、本発明は、他のアプリケーション、例えば転写リソグラフィに使用することができ、また、コンテキストが許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。転写リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターン化デバイスのトポグラフィによって画定される。パターン化デバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力若しくはそれらの組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターン化デバイスがレジストから除去され、後にパターンが残る。

本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長が３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ或いは１２６ｎｍの放射若しくはその近辺の波長の放射）、Ｘ線、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント及び静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つ或いは組合せを意味している。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述した１つ又は複数の機械可読命令シーケンスを含んだコンピュータ・プログラムの形態を取ることができ、或いはこのようなコンピュータ・プログラムが記憶されているデータ記憶媒体（例えば半導体記憶装置、磁気ディスク若しくは光ディスク）の形態を取ることができる。

α_ｉ 放射ビームが基板テーブルに当たる際に抱える角度
ＡＤ 放射ビームの角強度分布を調整するための調整デバイス
Ｂ 放射ビーム
ＢＤ ビーム引渡しシステム
Ｃ 基板の目標部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ インテグレータ
ＬＡ、ＳＯ、３０２ 放射源
ＭＡ パターン化デバイス（マスク）
ＭＴ サポート（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
Ｏ 光軸
ＰＬ、ＰＳ 投影システム
ＰＭ 第１の位置決めデバイス
ＰＷ 第２の位置決めデバイス
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
３ 放射ユニット
７ ソース・チャンバ
８ コレクタ・チャンバ
９、３０４、４０４ ホイル・トラップ（ＦＴ）
１０、３０６ コレクタ
１１、１００、２００、３０８、４０８ スペクトル純度フィルタ
１２ 仮想ソース・ポイント
１３、１４ 垂直入射リフレクタ
１６ 放射のビーム
１７ パターン化されたビーム（放射ビーム）
１８、１９ 反射エレメント
２０ ＮＡディスク
２１ ＮＡディスクに穿たれた開口
１０２、２０２ 交番Ｚｒ／Ｓｉ層
１０４ メッシュ
１０６、２０６ ベース
１０８、２０８ Ｚｒ層
１１０、２１０ Ｓｉ層
３００ 冷間実験に使用された装置
４００ 熱間実験を実施するための装置
４０２ Ｘｅ源
４１０ 孔

Claims (25)

1. 交番層の多層構造を備えたリソグラフィ・スペクトル純度フィルタであって、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされたリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
2. 前記スペクトル純度フィルタが、ＥＵＶ放射が透過している間にＤＵＶ放射を反射するか或いは吸収するようになされた、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
3. 放射ビーム中のＥＵＶ放射の少なくとも９０％を前記スペクトル純度フィルタを通して透過させることができる、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
4. 前記スペクトル純度フィルタを通して放射ビームを透過させることにより、ＤＵＶ放射に対するＥＵＶ放射の比率が最大１０^５倍改善される、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
5. ２層から２００層の間の交番層が前記多層構造を形成している、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
6. ２０層から５０層の間の交番層が前記多層構造を形成している、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
7. 前記多層構造を形成している前記交番層の各々の厚さが約０．５ｎｍから２０ｎｍまでの範囲である、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
8. 交番層の前記多層構造全体の厚さが約１０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲である、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
9. 前記多層構造を形成している前記交番層が、Ｚｒ層とＳｉ層、Ｚｒ層とＢ_４Ｃ層、Ｍｏ層とＳｉ層、Ｃｒ層とＳｃ層、Ｍｏ層とＣ層及びＮｂ層とＳｉ層のうちの任意の組合せから形成される、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
10. 交番層の前記多層構造が前記多層構造中に埋め込まれたメッシュ様構造を有する、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
11. 前記メッシュ様構造の形態が、サイズが約１ｍｍ^２の複数の開口を備えた蜂の巣の形態である、請求項１０に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
12. 交番層の前記多層構造がメッシュ様構造によって一方の側で支持された、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
13. 前記メッシュ様構造の形態が、サイズが約１ｍｍ^２の複数の開口を備えた蜂の巣の形態である、請求項１２に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
14. 交番層の前記多層構造がメッシュ様構造によって両側で支持された、請求項１３に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
15. 前記メッシュ様構造の形態が、サイズが約１ｍｍ^２の複数の開口を備えた蜂の巣の形態である、請求項１０に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
16. 放射源からの収集可能なデブリスが、原子の粒子、超微小粒子及びイオンの任意の組合せから選択される、請求項１に記載のリソグラフィ・スペクトル純度フィルタ。
17. リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを条件付けるようになされた照明システムと、
    パターン化された放射ビームを形成するべく前記放射ビームの断面にパターンを付与するようになされたパターン化デバイスを支持するようになされたサポートと、
    基板を保持するようになされた基板テーブルと、
    パターン化された放射ビームを前記基板の目標部分に投射するようになされた投影システムと、
    交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタであって、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって前記放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされたスペクトル純度フィルタとを備えたリソグラフィ装置。
18. 前記スペクトル純度フィルタが、前記リソグラフィ装置のソース−コレクタ・モジュール内に配置された、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
19. 前記スペクトル純度フィルタが、前記リソグラフィ装置の前記照明システム内に配置された、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
20. 前記スペクトル純度フィルタが、コレクタの下流側で、且つ、前記放射ビームの中間焦点の上流側に配置された、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
21. 交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタを備えたリソグラフィ装置であって、前記スペクトル純度フィルタが、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって放射ビームのスペクトル純度を改善するようになされ、且つ、放射源から放出されるデブリスを収集するようになされたリソグラフィ装置。
22. デバイス製造方法であって、
    放射のビームを提供するステップと、
    前記放射のビームをパターン化するステップと、
    パターン化された放射のビームを前記基板の目標部分に投射するステップと、
    交番層の多層構造を備えたスペクトル純度フィルタを使用して、望ましくない放射を反射するか或いは吸収することによって前記放射のビームのスペクトル純度を改善するステップとを含む方法。
23. 放射源から放出されるデブリスを前記スペクトル純度フィルタを使用して収集するステップをさらに含む、請求項２２に記載のデバイス製造方法。
24. 請求項２２に記載の方法に従って製造されたデバイス。
25. 前記デバイスが、集積回路、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ若しくは薄膜磁気ヘッドである、請求項２４に記載のデバイス。