JP2011530184A - リソグラフィ装置用の光学素子、かかる光学素子を含むリソグラフィ装置、およびかかる光学素子を製造する方法 - Google Patents

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Abstract

リソグラフィ装置は、配向カーボンナノチューブシートを含む光学素子を含む。光学素子は、約２０〜５００ｎｍの範囲内の素子厚さを有し、かつ、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、そのＥＵＶ放射による垂直照射下で少なくとも約２０％の透過を有する。配向カーボンナノチューブシートはそれ自体を光学素子として用いてよく、また、デブリを減少しおよび／またはＥＵＶ／不所望の放射の割合を改善するように設計されうる。シートは、強度があることによりサポートが必ずしも必要ではない。本発明の光学素子は支持されなくてもよい。
【選択図】 なし

Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２００８年８月６日に出願した米国特許出願第６１／１３６，０１０号の優先権を主張し、その全体を本明細書に参考として組み込む。
[0002] 本発明は、リソグラフィ装置用の光学素子、および、かかる光学素子を含むリソグラフィ装置に関する。本発明はさらに、かかる光学素子を製造する方法に関する。
[0003] 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１つまたは幾つかのダイの一部を含む）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物質（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。
[0004] リソグラフィ装置では、基板上に結像可能なフィーチャのサイズは、投影放射の波長により制限される。デバイス密度の高い、したがって、動作速度の速い集積回路を生成するためには、より小さいフィーチャが結像可能であることが望ましい。多くの現行のリソグラフィ投影装置は、水銀ランプまたはエキシマレーザによって発生される紫外光を用いているが、約１３ｎｍの短波長放射を用いることが提案されている。このような放射は極端紫外線（ＥＵＶ）または軟Ｘ線と呼ばれ、また、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放射源は、例えばレーザ生成プラズマまたは放電源といったように通常はプラズマ源である。あらゆるプラズマ源に共通する特徴は、プラズマから全方向に放出される高速イオンおよび原子の生成である。これらの粒子は、通常多層ミラーまたはかすめ入射ミラーである、脆い表面を有するコレクタおよびコンデンサミラーに損傷を与えうる。この表面は、プラズマから放出される粒子の衝突およびスパッタリングによって次第に劣化するので、ミラーの寿命が短くなる。スパッタリングの影響は、放射コレクタまたはコレクタミラーには特に問題である。このミラーの目的は、プラズマ源によってあらゆる方向に放出された放射を集め、その放射を照明システム内の他のミラーに向けて誘導することである。放射コレクタは、プラズマ源の非常に近くに、かつ、プラズマ源の視線方向に位置決めされるので、プラズマから大量の高速粒子を受ける。システム内の他のミラーは、ある程度遮蔽されうるので、プラズマ源から放出される粒子のスパッタリングによる損傷の度合いは通常少ない。
[0006] 近い将来において、極端紫外線（ＥＵＶ）源は、恐らくスズ（Ｓｎ）または別の金属の蒸気を使用してＥＵＶ放射を生成することになる。このスズはリソグラフィ装置内に漏洩して、リソグラフィ装置内のミラー、例えば放射コレクタのミラー上に堆積することになる。このような放射コレクタのミラーは、例えばルテニウム（Ｒｕ）から作られたＥＵＶ反射最上層を有しうる。反射Ｒｕ層上に約１０ｎｍを超えてスズ（Ｓｎ）が堆積すると、バルクＳｎと同じようにＥＵＶ放射を反射することになる。スズの反射係数はルテニウムの反射係数よりかなり低いので、コレクタの透過は全体として著しく減少される。放射源からのデブリまたはこのデブリによって生成される２次粒子が、放射コレクタ上に堆積することを防ぐために汚染物質バリアを用いうる。しかし、このような汚染物質バリアまたはトラップは、デブリの一部を除去しうるが、一部のデブリは依然として放射コレクタまたは他の光学素子上に堆積することになる。
[0007] 不所望の堆積を除去するために、例えばＷＯ２００８００２１３４に記載されるような例えば水素ラジカルクリーニングを含むクリーニング方法が検討されている。
[0008] ＥＵＶ放射源は、例えばレーザ生成プラズマまたは放電源といったように通常はプラズマ源である。ある場合には、ＥＵＶ源は幾つか異なる波長の光を放出し、そのうちの幾つかは、深紫外線放射（ＤＵＶ）および／またはＩＲといった不所望の放射でありうる。この非ＥＵＶ放射は、ある場合には、コントラストの損失につながりうるのでＥＵＶリソグラフィシステムには有害である。したがって、このような不所望の放射をスペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ）によって除去することが望ましい。例えば欧州特許出願公開第１１９７８０３号には、格子スペクトルフィルタを用いてＥＵＶ投影ビームを分けるリソグラフィ投影装置が記載される。この格子スペクトルフィルタは、ブレーズドされ、かすめ入射の反射型格子であることが好適である。冷却路が格子スペクトルフィルタの後部内または上に設けられうる。格子スペクトルフィルタは所望の放射には事実上不可視である材料から形成されうる。
[0009] 一実施形態ではリソグラフィ装置の放射源からのデブリを減少させるように設計されうる代替光学素子を含むリソグラフィ装置を提供することが本発明の１つの態様である。一実施形態では、この光学素子はＤＵＶおよび／またはＩＲ放射といった不所望の放射を減少させるように設計されうる。
[0010] したがって、本発明の一実施形態では、光学素子を含むリソグラフィ装置が提供される。この光学素子は、配向カーボンナノチューブシートを含む。光学素子は約２０〜５００ｎｍの範囲内の素子厚さを有し、かつ、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、当該ＥＵＶ放射による垂直照射下で少なくとも約２０％の透過を有する。一実施形態では、ＥＵＶ放射は約１３〜１４ｎｍ、約１３．５ｎｍといったように特に約１３．３〜１３．７ｎｍの範囲内の波長、または、約６〜７ｎｍの範囲内の波長を有する。一実施形態では、少なくとも２０％の透過とは、１つ以上の上記に定義した波長領域（例えば約１３．３〜１３．７ｎｍまたは約６〜７ｎｍ）におけるすべての波長にも当てはまる。「少なくとも約２０％の、ｘ〜ｙｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対する透過」との記載は、示された範囲から選択された所定の波長に対して、透過が少なくとも約２０％であることを示しうる。このことは、同じ範囲内の他の波長において透過が少ないかも知れないことを排除するものではない。示された範囲全体に及ぶ透過が少なくとも約１０％、特に少なくとも２０％である。配向カーボンナノチューブシートを製造する方法は、例えばＫ．Ｒ．Ａｔｋｉｎｓｏｎ他によってＰｈｙｓｉｃａ Ｂ ３９４（２００７）３３９−３４３に開示される。
[0011] 配向カーボンナノチューブシートは、それ自体が例えばデブリを減少させおよび／またはＥＵＶ／不所望の放射の割合を改善するように設計された光学素子として用いられうる。このようなシートは、強度があることによりサポートを必ずしも必要としない。したがって、本発明の光学素子は支持されなくてもよい。一実施形態では、光学素子は自立型である。
[0012] 一実施形態では、光学素子はＥＵＶ透明材料層をさらに含んでよく、このＥＵＶ透明材料層とナノチューブシートはラミネートを形成する。このようなＥＵＶ透明材料層は、ＥＵＶ／不所望の放射の割合をさらに増加し、および／または、ＥＵＶ放射の透過を可能にする一方でデブリの伝播を減少させるまたはさらには除去するように構成されうる。
[0013] 光学素子のＥＵＶ透明材料層は、特に、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素、さらに特にＢ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｙ、およびＺｒ、よりさらに特にＺｒを含む。透明材料層は（室温で金属性でありうる元素については）金属層でありうる。
[0014] しかし、これらの元素のうちの１つ以上の元素を含む化合物も透明材料層として適用してもよい。一実施形態では、光学素子のＥＵＶ透明材料層は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素の、室温において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される１つ以上の材料を含む。
[0015] この層は、単層でも複数層を含んでもよい。
[0016] このような元素の組み合わせを、別個の層（すなわち、「ラミネート」または「ラミネートスタック」）として、または、化合物若しくは合金として適用してもよい。一実施形態では、光学素子のＥＵＶ透明材料層は、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される１つ以上の材料を含む。
[0017] 光学素子のＥＵＶ透明材料層は、最大約２００ｎｍ、約５〜１００ｎｍのように例えば約５〜２００ｎｍといった範囲内の層厚さを有しうる。
[0018] 一実施形態では、光学素子はＥＵＶ透明材料粒子をさらに含み、ＥＵＶ透明材料粒子はナノチューブシート内に分散され、光学素子は任意選択的に単一原子をさらに含む。本実施形態は、上述した実施形態と組み合わせてもよく、すなわち、光学素子は透明材料層とナノチューブシート内に分散された透明材料粒子とを含む。
[0019] 光学素子のＥＵＶ透明材料粒子は、特に、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素、特にＢ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｙ、およびＺｒ、さらに特にＺｒを含む。透明材料粒子は（室温で金属性でありうる元素については）金属粒子でありうる。
[0020] これらの元素のうちの１つ以上の元素を含む化合物を透明材料層として適用してもよい。一実施形態では、光学素子のＥＵＶ透明材料粒子は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素の、室温において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される１つ以上の材料を含む。
[0021] このような元素の組み合わせを、異なるタイプの粒子として、または、化合物または合金を含む粒子として適用してもよい。一実施形態では、光学素子のＥＵＶ透明材料粒子は、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される１つ以上の材料、特にＢ４Ｃを含む。一実施形態では、ＥＵＶ透明材料粒子はＳｉ粒子および／またはＺｒ粒子を含む。
[0022] 光学素子のＥＵＶ透明材料粒子は、最大約５０ｎｍ、約５〜５０ｎｍといった範囲内の平均粒径を有しうる。
[0023] 光学素子の配向カーボンナノチューブシートは、配向単層カーボンナノチューブシートを含みうる。一実施形態では、光学素子の配向カーボンナノチューブシートは、配向多層カーボンナノチューブシートを含みうる。
[0024] 光学素子の配向カーボンナノチューブシートは、約１０〜５００ｎｍの範囲内のシート厚さを有しうる。上述したように、任意選択のＥＵＶ透明材料層の層厚さは、最大約２００ｎｍ、約５〜２００ｎｍといった範囲内でありうる。全体で、光学素子の素子厚さは約２０〜５００ｎｍの範囲内でありうる。ここでは、層厚さとは、光学素子として用いられる、すなわち、特にＥＵＶ光の透過のために用いられる部分のみに関する。任意選択のホルダまたは任意選択のサポート構造は、上述の厚さには含まれない。
[0025] 光学素子は、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、当該ＥＵＶ放射による垂直照射下で約３０〜９５％の範囲内の透過を有する。透過は、カーボンナノチューブシートのシート厚さと、光学透過性材料層の層厚さと、任意選択のＥＵＶ透過性粒子の密度および粒径とに依存しうる。当業者であれば、所望の透過が得られるようにこれらのパラメータを選択しうるであろう。
[0026] 本発明の実施形態は、光学素子を含むリソグラフィ装置、およびその光学素子自体を対象とする。本発明の実施形態はさらに、配向カーボンナノチューブシートを含む光学素子を提供し、この光学素子は約２０〜５００ｎｍの範囲内の素子厚さを有し、かつ、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、当該ＥＵＶ放射による垂直照射下で少なくとも約２０％の透過を有する。リソグラフィ装置内の光学素子に関する、本明細書に記載するすべての実施形態が光学素子自体にも適用される。
[0027] リソグラフィ装置において、光学素子は、一実施形態では、透過型スペクトル純度フィルタとして構成されうる。したがって、本発明の実施形態は、本発明の実施形態による光学フィルタを含むスペクトル純度フィルタも対象とする。
[0028] 一実施形態では、光学素子はガスロックとして構成される。本発明の実施形態によるガスロックは、特に３００〜５００ｎｍの範囲内である約５０〜５００ｎｍの範囲内といった約５０ｎｍ超の素子厚さ（すなわち、光学素子の厚さ）を有しうる。このようなガスロックは相当の圧力差に耐えうる。したがって、本発明の実施形態は、本発明による光学素子を含むガスロックも対象とする。
[0029] 一実施形態では、光学素子はリソグラフィ装置内のウィンドウとして構成される。このようなウィンドウはガスロックでありうるが、実質的に同じ圧力を有するコンパートメント間のウィンドウであってよい。したがって、本発明の実施形態は、本発明による光学素子を含むウィンドウも対象とする。
[0030] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置は、ＥＵＶ放射源と、ミラー等の更なる光学素子とを有する。光学素子は、ＥＵＶ放射源の下流かつ更なる光学素子の上流に配置されたデブリ捕捉システムとして構成されうる。このようなデブリ捕捉システムは以下「汚染物質トラップ」として説明する。本発明の実施形態によるデブリ捕捉システムは、このような汚染物質トラップに置き換えられてもまたはこのような汚染物質トラップに追加してこのような汚染物質トラップの上流または下流に適用されてもよい。したがって、本発明の一実施形態は、特にＥＵＶ放射源の下流およびリソグラフィ装置の更なる光学素子の下流に配置可能なデブリ捕捉システムも対象とする。
[0031] 光学素子は、リソグラフィ装置内のマスクペリクルとして、例えばマスクの前方の最後の光学素子とマスク自体との間（したがって、マスクの前方の最後の光学素子の下流かつマスク自体の上流）に配置されてよい。このようなマスクペリクルは、デブリがターゲットに到達することをさらに減少し、および／または、ＩＲおよび／またはＤＵＶ放射といった不所望の放射を減少し、および／または、リソグラフィ装置のマスク上流部分内へと不所望の成分が流入することを減少しうる。したがって、本発明の一実施形態は、マスクの前方の最後の光学素子の下流かつリソグラフィ装置のマスク自体の上流に配置可能なマスクペリクルを対象とする。
[0032] 当業者には明らかであるように、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置は、透過型スペクトル純度フィルタ、ガスロック、ウィンドウ、デブリ捕捉システム、マスクペリクルからなる群から選択される１つ以上のデバイスを含みうる。
[0033] 本発明の一実施形態は、多層ミラーも対象とするものであり、この多層ミラーは、約１０〜５００ｎｍの範囲内のシート厚さを有する配向カーボンナノチューブシートを最上層として含む。このような多層ミラーは、Ｍｏ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃ、Ｂ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択された交互層を含みうる。このようなミラーの上部には、不所望の放射をさらに減少させおよび／または多層ミラーを保護するナノチューブシートを塗布してよい。
[0034] 上述したように、ナノチューブシート自体の製造は当技術分野において周知である。透明材料層または透明材料粒子（または両方）を含む光学素子の特定の実施形態の製造も本発明の一部である。
[0035] 本発明の実施形態の一態様では、配向多層カーボンナノチューブシートおよびＥＵＶ透明材料を含む光学素子の製造方法が提供される。この方法は、配向カーボンナノチューブシートを設けることと、ＥＵＶ透過材料またはその前駆体を配向多層カーボンナノチューブシートにスパッタリングすることとを含む。スパッタリングにはマグネトロンスパッタリングが含まれるが、ｅビームスパッタリング、レーザスパッタリング、プラズマ支援膜成長、ＣＶＤ（化学気相堆積）、または、このような技術の２つ以上の組み合わせといった他の方法を適用してもよい。スパッタリング中、ナノチューブシートは、例えば層形成および／または粒子の分散をさらに改善するために、特に、約５００〜１０００℃といった約１００〜５００℃の範囲内の温度において加熱されうる。スパッタリング後、得られた生成物、すなわちナノ粒子を有する光学素子または透明材料層を含む光学素子は、例えば層形成および／または粒子の分散をさらに改善するためにアニーリングされうる。
[0036] 任意選択的に、スパッタリングに続けて、スパッタリングされたＥＵＶ透過材料は、Ｂ、Ｃ、ＮおよびＯからなる群から選択される、特に窒素および酸素からなる群（例えばＮ２、Ｏ２、ＮＯ、ＮＯ２等）から選択される１つ以上の元素を含む流体と反応させられうる。
[0037] 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。
[0038] 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。 [0039] 図２は、図１の実施形態による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部品の側面図を概略的に示す。 [0040] 図３ａは、図１のリソグラフィ装置の光学素子の実施形態と、最上層としてカーボンナノチューブシートを有する多層ミラーとを概略的に示す。 [0040] 図３ｂは、図１のリソグラフィ装置の光学素子の実施形態と、最上層としてカーボンナノチューブシートを有する多層ミラーとを概略的に示す。 [0040] 図３ｃは、図１のリソグラフィ装置の光学素子の実施形態と、最上層としてカーボンナノチューブシートを有する多層ミラーとを概略的に示す。 [0040] 図３ｄは、図１のリソグラフィ装置の光学素子の実施形態と、最上層としてカーボンナノチューブシートを有する多層ミラーとを概略的に示す。 [0041] 図４ａは、リソグラフィ装置における図３ａ〜図３ｄの光学素子の異なる配置を概略的に示す。 [0041] 図４ｂは、リソグラフィ装置における図３ａ〜図３ｄの光学素子の異なる配置を概略的に示す。
[0042] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１を概略的に示す。このリソグラフィ装置１は、放射を生成するための放射源ＳＯと、放射源ＳＯから受けた放射からの放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または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を含む。放射源ＳＯは別個のユニットとして設けられてもよい。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ＭＡを正確に位置決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続される。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Ｗを正確に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続される。投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳは、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る。
[0043] 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、あるいはそれらの任意の組み合せ等の様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。
[0044] サポートは、パターニングデバイスを支持する、例えばパターニングデバイスの重量を支える。サポートは、パターニングデバイスの向き、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等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。
[0045] 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、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くてもよいことに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路等のターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応しうる。
[0046] 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、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト等のマスク型、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、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように各小型ミラーを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。
[0047] 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、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、および静電型光学システム、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す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、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えてよい。
[0048] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、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。あるいは、リソグラフィ装置は、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。
[0049] 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）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使うことができ、すなわち、予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上の基板テーブルを露光用に使うこともできる。
[0050] 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、例えば水といった比較的高い屈折率を有する液体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、例えばマスクと投影システムの間といったリソグラフィ装置内の別の空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ことで当技術分野において周知である。本明細書にて使用される「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、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。
[0051] 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、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。
[0052] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節する調節デバイス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様々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持たせることができる。
[0053] 放射ビームＢは、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。マスクＭＡを横断した後、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上にビームを投影する。第２の位置決めデバイス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）を使い、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、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の位置決めデバイス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することもできる。通常、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）を使って実現することができる。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実現することができる。ステッパの場合、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接続されてもよく、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、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２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。
[0054] 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。
ａ．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、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。ステップモードでは、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。
ｂ．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。スキャンモードでは、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。
ｃ．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。このモードでは、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。
[0055] 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。
[0056] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
[0057] 本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長λを有する）、および極端紫外線（ＥＵＶまたは軟Ｘ線）（例えば約１３．５ｎｍといった５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。一般に、約７８０〜３０００ｎｍ（またはそれ以上）の波長を有する放射はＩＲ放射とみなされる。ＵＶは、約１００〜４００ｎｍの波長を有する放射を指す。リソグラフィでは、ＵＶは、通常、水銀放電ランプによって生成可能な波長、すなわち、Ｇ線４３６ｎｍ、Ｈ線４０５ｎｍ、および／またはＩ線３６５ｎｍにも適用される。ＶＵＶは真空ＵＶ（すなわち、空気により吸収されるＵＶ）であり、約１００〜２００ｎｍの波長を指す。ＤＵＶは深ＵＶであり、通常、リソグラフィでは、１２６ｎｍ〜２４８ｎｍといったエキシマレーザによって生成される波長に対して用いられる。当業者であれば、例えば約５〜２０ｎｍの範囲内における波長を有する放射とは、特定の波長帯を有する放射であって、そのうちの少なくとも一部が約５〜２０ｎｍの範囲内にある放射に関することは理解できよう。
[0058] 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ＰＳを含む投影装置１をより詳細に示す。放射システム４２は、放電プラズマによって形成されうる放射源ＳＯを含む。ＥＵＶ放射は、例えば、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気、またはＳｎ蒸気といったガスまたは蒸気により生成されうる。このガスまたは蒸気内では、非常に高温のプラズマが生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射が放出される。この非常に高温のプラズマは、例えば、放電によって少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生じさせることにより生成される。例えば約１０Ｐａの分圧のＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または任意の他の好適なガスまたは蒸気が、放射の効率のよい発生には必要となりうる。一実施形態では、ＥＵＶ源としてＳｎ源が適用される。放射源ＳＯにより放出される放射は、放射源チャンバ４７からコレクタチャンバ４８内へと、放射源チャンバ４７における開口内またはその背後に位置決めされる任意選択のガスバリアまたは汚染物質トラップ４９（汚染物質バリアまたはフォイルトラップとしても示される）を介して送られる。汚染物質トラップ４９はチャネル構造を含んでよい。汚染物質トラップ４９は、ガスバリア、または、ガスバリアとチャネル構造との組み合わせを含んでもよい。本明細書中では、以下、汚染物質トラップまたは汚染物質バリア４９は、当技術分野において周知であるようにチャネル構造を少なくとも含むものとして示す。
[0059] コレクタチャンバ４８は、かすめ入射コレクタによって形成されうる放射コレクタ５０（本明細書ではコレクタミラーとも示す）を含む。放射コレクタ５０は、上流放射コレクタ側５０ａと、下流放射コレクタ側５０ｂを有する。コレクタ５０によって送られた放射は、格子スペクトルフィルタ５１を反射して、コレクタチャンバ４８におけるアパーチャにある仮想放射源点５２に収束することができる。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、５４を介して、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上に反射される。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ＰＳ内で、反射要素５８、５９を介してウェーハステージまたは基板テーブルＷＴ上に結像される。通常、図示するよりも多くの要素が照明光学ユニット４４および投影システムＰＳ内に存在してよい。リソグラフィ装置のタイプに依存して格子スペクトルフィルタ５１が任意選択的に存在してよい。さらに、図面に示すより多くのミラーがあってもよく、例えば、要素５８、５９以外に１〜４個多くの反射要素があってもよい。放射コレクタ５０は、従来技術から公知である。
[0060] コレクタミラー５０としてのかすめ入射ミラーの代わりに、法線入射コレクタを適用してもよい。本明細書中、一実施形態においてリフレクタ１４２、１４３、および１４６を有する入れ子式コレクタとしてより詳細に説明され、かつ、特に図２に概略的に示すコレクタミラー５０は、本明細書ではさらに、コレクタ（またはコレクタミラー）の一例として用いられる。したがって、適用可能な場合には、かすめ入射コレクタとしてのコレクタミラー５０は、一般的なコレクタとして、また、特定の実施形態では、法線入射コレクタとして解釈しうる。したがって、（Ｒｕコーティングされた）かすめ入射ミラーの代わりにまたはそれに加えて、多層法線入射コレクタを適用してもよい。反射のためには、多層コレクタ上へのＳｎ堆積がより望ましい。（放射源内またはイルミネータ内の）かかるミラー上に例えば約１ｎｍしかＳｎが堆積しなければ、少なくとも約１０％の反射の損失に繋がりうる。しかし、多層ミラーは、ＥＵＶと同じくらい良好にまたはＥＵＶよりも良好に帯域外放射を反射する。このことは、プラズマによって放出されるものに比べて、ウェーハにおいてより多い帯域外放射体積（out of band radiation content）をもたらしうる。さらに、（放射源ＳＯの実施形態としての）プラズマ源のプラズマを生成するために用いられるレーザ放射（例えばＣＯ２レーザは１０．６μｍで放出する（ＩＲともみなされる））の一部は、リソグラフィ装置１内に侵入しうる。
[0061] さらに、図２に概略的に示すように、格子５１の代わりに透過型光学フィルタを適用しうるか、または、一実施形態ではフィルタ５１を全く用いなくともよい。ＥＵＶを透過し、また、ＵＶ放射をあまり透過しないか、さらには実質的に吸収する光学フィルタが当技術分野において周知である。したがって、「格子スペクトル純度フィルタ」は、以下、本明細書中、格子または透過型フィルタを含む「スペクトル純度フィルタ」として示される。図２には示していないが、例えば、コレクタミラー５０の上流に配置されるＥＵＶ透過型光学フィルタ、または、照明ユニット４４および／または投影システムＰＳ内の光ＥＵＶ透過型フィルタを任意選択の光学素子として含んでもよい。
[0062] 一実施形態（上記も参照）では、放射コレクタ５０は、かすめ入射コレクタであってよい。コレクタ５０は光軸Ｏに沿って位置合わせされる。放射源ＳＯまたはその像は光軸Ｏ上に置かれる。放射コレクタ５０は、リフレクタ１４２、１４３、１４６を含んでよい（幾つかのウォルタ（Wolter）型リフレクタを含むウォルタ型リフレクタとしても知られる）。時に、これらのリフレクタはシェルとも呼ばれる。これらのリフレクタ（またはシェル）１４２、１４３、１４６は入れ子状にされ、かつ光軸Ｏについて回転対称であってよい。図２では（およびその他の図においても）、内側リフレクタを参照番号１４２により示し、中間リフレクタを参照番号１４３により示し、外側リフレクタを参照番号１４６により示す。放射コレクタ５０は、特定の容積、すなわち、外側リフレクタ１４６内の容積を囲む。通常、外側リフレクタ１４６内のこの容積は、小さい開口があってもよいが周囲を閉じられている。これらのリフレクタ１４２、１４３、および１４６はすべて表面を有し、その少なくとも一部が１つの反射層かまたは幾つかの反射層を含む。したがって、リフレクタ１４２、１４３、および１４６（より多くのリフレクタが存在してもよく、また、４以上のリフレクタまたはシェルを有する放射コレクタ（コレクタミラーとも呼ばれる）５０の実施形態も本明細書において含まれる）は、少なくとも部分的に放射源ＳＯからのＥＵＶ放射を反射して集めるように設計され、また、リフレクタの少なくとも一部はＥＵＶ放射を反射し集めるように設計されていなくてよい。例えば、リフレクタの裏側の少なくとも一部は、ＥＵＶ放射を反射して集めるようには設計されていなくてよい。後者の部分は裏側とも呼ばれうる。これらの反射層の表面上には、追加的に、保護のためのキャップ層、または、反射層の表面の少なくとも一部上に設けられた光学フィルタがあってもよい。
[0063] 放射コレクタ５０は、通常、放射源ＳＯまたは放射源ＳＯの像の付近に配置される。各リフレクタ１４２、１４３、１４６は、少なくとも２つの隣接する反射面を含んでよく、放射源ＳＯからより離れた反射面は、放射源ＳＯにより近い反射面よりも光軸Ｏに対してより小さい角度で配置される。このようにして、かすめ入射コレクタ５０は、光軸Ｏに沿って伝播する（Ｅ）ＵＶ放射ビームを発生させるように構成される。少なくとも２つのリフレクタが実質的に同軸上に配置され、かつ光軸Ｏについて実質的に回転対称となるように延在しうる。放射コレクタ５０は、例えば、保護ホルダ、ヒータ等の更なる特徴を、外側リフレクタ１４６の外面上に、または、外側リフレクタ１４６の周りに有してもよいことは理解すべきである。参照番号１８０は、２つのリフレクタ、例えば、リフレクタ１４２と１４３との間の空間を示す。
[0064] 図１および図２を参照すると、本発明の光学素子は、リソグラフィ装置１において様々な場所に配置されてよく、（したがって）異なる機能を有しうる。リソグラフィ装置１内の使用のための光学素子について、図３ａ〜図３ｄを具体的に参照して説明する。図３ａ〜図３ｄは本発明による光学素子の幾つかの実施形態を概略的に示す。この光学素子は参照符号１００で示す。
[0065] 図３ａ〜図３ｃを参照すると、光学素子１００は、配向したカーボンナノチューブシート１１０（以下、「シート」または「ナノチューブシート」とも示す）を含む。用語「配向した」とは、ナノチューブの軸について述べたものである。ナノチューブは配向していなくても配向していてもよい。本発明では、ナノチューブは配向しており、その配向は、好適にはシートの表面と実質的に平行であり、したがって、好適には光ビームの伝播に対して実質的に垂直であるかまたは光軸に平行である。
[0066] 図３ａにこのように配向したナノチューブシートが示され、シートは参照符号１１０を有し、また、配向したナノチューブは参照符号１２０を有する。シート１１０は、それぞれ、参照符号１１１および１１２と示す上面および下面を有する。当業者であれば、用語「上」および「下」は相対的な用語であって、光学素子１００の適用を図３ａ〜図３ｃに概略的に示す水平構成に限定しないことは明らかであろう。
[0067] 例として、ナノチューブシート１１０はホルダ１９０によって囲まれているが、このようなホルダ１９０は任意選択的であり如何ようにも制限するものではない。
[0068] 光学素子１００は、約２０〜５００ｎｍの範囲内の素子厚さｄ１を有する。ナノチューブシート１１０もシート厚さｄ２を有し、この厚さはここで概略的に示す実施形態では光学素子１００の素子厚さに等しい。通常、シート１１０は、それぞれ、実質的に平行な面１１１および１１２を有して実質的に平らである。
[0069] 例として、光学素子１００に衝突する放射ビーム２０１を描画し、透過放射ビーム２０２が、光学素子１００によって透過される。前者のビームは上流ビームであり、後者のビームは下流ビームである。上流ビームに対して、透過放射はＥＵＶ放射の純度が比較的高い、すなわち、より正確には、ＩＲおよび／またはＤＵＶ放射といった不所望の放射に対するＥＵＶ放射の割合が増加される。光学素子１００は、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、当該ＥＵＶ放射による垂直照射下で少なくとも約２０％の透過を有する。特に、光学素子１００は、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、当該ＥＵＶ放射による垂直照射下で約３０〜９５％の範囲内の透過を有する。透過は、特に、カーボンナノチューブシート１１０のシート厚さと、任意選択の透過性材料層（下記参照）の層厚さと、任意選択のＥＵＶ透過性粒子（下記参照）の密度および粒径とに依存する。当業者であれば、所望の透過が得られるようにこれらのパラメータを選択しうるであろう。
[0070] 配向カーボンナノチューブシート１１０は、それ自体は、例えばデブリを減少させる、および／または、ＥＵＶ／不所望の放射の割合を改善するように設計された光学素子１００として用いられうる。
[0071] このようなシート１１０は、強度があることによりサポートが必ずしも必要ではない。したがって、本発明の光学素子１００は支持されなくともよい。したがって、一実施形態では、光学素子１００は自立型である。サポートがないことによって、例えば米国特許第７，２５０，６２０号に記載されるようなサポートがある場合より良好な透過および／またはより均一な透過が可能となりうる。ナノチューブシート１１０の引張強度は、例えば約１００〜１５００ＭＰａ、または、それ以上、例えば約２００〜１０００ＭＰａの範囲内でありうる。ナノチューブシート１１０の別の利点は、比較的低密度であることである。密度は、約５００ｋｇ／ｍ３といったように約１００〜１０００ｋｇ／ｍ３の範囲内でありうる。
[0072] 一実施形態では、光学素子１００はさらに、ＥＵＶ透明材料層１５０を含みうる。図３ｂを参照されたい。ＥＵＶ透明材料層１５０およびナノチューブシート１１０はラミネートを形成する。図３ａにおけるナノチューブシート１１０の上面１１１は、ＥＵＶ透明材料層１５０の下面１５２と接触している。ＥＵＶ透明材料層１５０は、本明細書では、「材料層」とも示し、さらに上面１５１を有する。このようなＥＵＶ透明材料層１５０は、ＥＵＶ／不所望放射の割合をさらに増加し、および／または、ＥＵＶ放射の透過を可能にする一方でデブリの伝播を減少させるまたはさらには除去するように構成されうる。例えばナノチューブシート１１０による不所望の放射の吸収は、スペクトル領域のある部分では十分ではないことがある。材料層１５０はこれを補完でき、それにより、ＥＵＶ放射に対して不所望放射をより多く減少させることができる光学素子１００の一実施形態が提供される。例えば、カーボンは約４５〜１０５ｎｍの放射を比較的強力に吸収しうる一方で、Ｚｒが約２５と４５ｎｍとの間の範囲内、および約８５〜１５０ｎｍの範囲内の放射を比較的強力に吸収しうる。
[0073] 光学素子１００のＥＵＶ透明材料層１５０は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素、さらに特にＢ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｙ、およびＺｒ、よりさらに特にＺｒを含みうる。透明材料層１５０は（室温で金属性でありうる元素については）金属層でありうる。例えば透明材料層１５０は、金属シリコン層または金属ジルコニウム層を含みうる。特にＺｒは、不所望の放射を減少させかつ金属として比較的安定しているので、用いてよい。さらに、これらの元素のうちの２つ以上の元素からなる合金も適用してよい。このようにして、所望および不所望の放射の透過を調整しうる。
[0074] これらの元素のうちの１つ以上の元素を含む化合物を透明材料層１５０として適用してもよい。具体的な実施形態では、光学素子１００のＥＵＶ透明材料層１５０は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素の、室温において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される１つ以上の材料を含む。このような系の例は、例えば酸化シリコン、酸化ジルコニウム等である。したがって、酸化物および／またはホウ化物および／または窒化物を適用しうる。特に約４００〜８００℃の範囲内といったように約２００℃超、特に約４００℃超の温度において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物が適用される。Ｓｉ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｔｈ、Ｍｏ等の金属材料層といった特に金属材料層１５０である材料層１５０をカーボンナノチューブシート１１０と組み合わせて用いることの更なる潜在的な利点は、材料層１５０内で発生した熱がナノシート１１０によって比較的簡単に散逸されうることである。これは、約０．９〜１の範囲内といったように好適には例えば熱放射率σ＞約０．９であるカーボンナノチューブシート１１０の熱放射率が比較的高いことによる。
[0075] 材料層１５０は、単層でもまたは複数層を含んでもよい。図３ａの概略的に示す実施形態では単層を示す。しかし、このような層は複数層からなってもよい（そのうちの２層以上が互いに比較した場合に異なる材料からなってもよい）。
[0076] さらに、このような元素の組み合わせを、別個の層（すなわち、「ラミネート」または「ラミネートスタック」）として、または、化合物若しくは合金として適用してもよい。したがって、一実施形態では、光学素子１００のＥＵＶ透明材料層１５０は、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される１つ以上の材料を含む。別の実施形態では、ＥＵＶ透明材料層１５０はＳｉ層およびＺｒ層を含み、または、より正確には、光学素子１００は上述した配向カーボンナノチューブシート１１０と、ＳｉおよびＺｒ層のラミネートを含み、ＳｉおよびＺｒのうちの１層がナノチューブシートに取り付けられ、もう１つの層が上述の１層に取り付けられる。別の実施形態では、透明材料層１５０は、ナノチューブシート１１０に取り付けられたＳｉまたはＺｒ金属層と、このＳｉまたはＺｒ層の上に（例えば保護のために）Ｓｉ３Ｎ４を含む別の透明材料層１５０とを含み、それによりナノチューブシート１１０、ＳｉまたはＺｒ金属層、およびＳｉ３Ｎ４層のラミネートが形成される。透明材料層の材料は、それが金属であろうと、合金であろうと、酸化物であろうと、炭化物であろうと、その他であろうと参照符号１５５で示す。
[0077] 光学素子１００のＥＵＶ透明材料層１５０は、特に約５〜２００ｎｍの範囲内の層厚さｄ３を有しうる。光学素子１００の配向カーボンナノチューブシート１１０は、特に約１０〜５００ｎｍの範囲内のシート厚さｄ２を有しうる。全体として光学素子１００の素子厚さｄ１は、特に約２０〜５００ｎｍの範囲内でありうる。ここでは、素子厚さｄ１は、光学素子１００として用いられる部分、すなわち、特にＥＵＶ光の透過に用いられる部分のみに関する。任意選択のホルダまたは任意選択のサポート構造は含まれない。
[0078] 図３ｃに概略的に示す一実施形態では、光学素子１００はＥＵＶ透明材料粒子１６０をさらに含み、これらのＥＵＶ透明材料粒子１６０はナノチューブシート１１０内に分散される。本実施形態は、上述した実施形態と組み合わされてもよく、すなわち、光学素子１００は、透明材料層１５０と、ナノチューブシート内に分散された透明材料粒子１６０とを含む。このような実施形態の概略図はないが、図３ｂおよび図３ｃに概略的に示す実施形態の組み合わせとして見ることができる。
[0079] 光学素子１００のＥＵＶ透明材料粒子１６０は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素、特にＢ、Ｃ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｙ、およびＺｒ、よりさらに特にＺｒを含みうる。透明材料粒子１６０は（室温で金属性でありうる元素については）金属粒子１６０でありうる。例えば透明材料粒子１６０は、金属シリコン層粒子１６０または金属ジルコニウム粒子１６０を含みうる。
[0080] これらの元素のうちの１つ以上の元素を含む化合物を、透明材料層１５０として適用してもよい。一実施形態では、光学素子１００のＥＵＶ透明材料粒子１６０は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素の、室温において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される１つ以上の材料を含む。このような系の例は、例えば酸化シリコン、酸化ジルコニウム等である。したがって、ここでも酸化物および／またはホウ化物および／または窒化物を適用しうる。特に約４００〜８００℃の範囲内といったように約２００℃超、特に約４００℃超の温度において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物が適用される。
[0081] Ｓｉ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｔｈ、Ｍｏ等の金属材料粒子といった特に金属材料粒子１６０である材料層１５０をカーボンナノチューブシート１１０と組み合わせて用いることの更なる潜在的な利点は、材料粒子１６０内で発生した熱がナノシート１１０によって比較的簡単に散逸されうることである。これは、カーボンナノチューブシート１１０の熱放射率が比較的高いことによる。
[0082] このような元素の組み合わせを、異なるタイプの粒子１６０として、または、化合物または合金を含む粒子１６０として適用してもよい。したがって、一実施形態では、光学素子１００のＥＵＶ透明材料粒子１６０は、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される１つ以上の材料１５５、特にＢ４Ｃを含みうる。別の実施形態では、ＥＵＶ透明材料粒子１６０はＳｉ粒子１６０およびＺｒ粒子１６０を含みうる。一実施形態では、ＥＵＶ透明材料粒子１６０はＢ４Ｃ粒子１６０を含みうる。
[0083] 光学素子１００のＥＵＶ透明材料粒子１６０は、特に最大約５０ｎｍの範囲内の平均粒径を有しうる。粒径（範囲）は、例えばＳＥＭによって求めることができる。平均粒径とは、特に数平均粒径を指す。
[0084] 一実施形態では、光学素子１００の配向カーボンナノチューブシート１１０は、配向単層カーボンナノチューブシート１００を含む。しかし、別の実施形態では、光学素子１００の配向カーボンナノチューブシート１１０は、配向多層カーボンナノチューブシート１００を含む。
[0085] 本発明の一実施形態は多層ミラー３００を対象とするものであり、この多層ミラーは、約１０〜５００ｎｍの範囲内のシート厚さｄ２を有する配向カーボンナノチューブシート１１０を多層ミラー３００上の最上層として含む。このような実施形態を図３ｄに概略的に示す。多層ミラー３００は、例えば米国特許第６，４４９，０８６号から当技術分野において公知である。このような多層ミラー３００は、例えば周知のＳｉ−Ｍｏ多層ミラー３００のようにＭｏ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃ、Ｂ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択された交互の層を含みうる。図３ｄは、多層ミラースタック上面３０１を有する、例えばＳｉ／Ｍｏである交互層３２１／３２２の多層ミラースタック３１０を概略的に示し、多層ミラースタック上面３０１上に光学素子１００が配置される。ここでは、光学素子１００は、カーボンナノチューブシート１１０のみを含むことが望ましい。したがって、かかる多層ミラースタックの３１０の上（すなわち上面３０１）には、ナノチューブシート１１０が塗布され、これにより不所望の放射をさらに減少すること、および／または、多層ミラー３００を保護することが可能となる。このような多層ミラーは、リソグラフィ装置１内の任意の法線入射ミラーとして用いられうる。図２および図４ｂを参照すると、ミラー５１、５３、５４等は、本発明のこのような多層ミラー３００を含みうる。
[0086] 本発明の一実施形態は光学素子１００を含むリソグラフィ装置１、およびその光学素子１００自体を対象とする。概略のリソグラフィ装置１の実施形態は図１および図２に示す。光学素子１００を有するリソグラフィ装置１の非限定的な実施形態は図４ａおよび図４ｂに概略的に示す。
[0087] 本発明のリソグラフィ装置１は、ＥＵＶ放射源ＳＯと、ミラー５１、５３、５４、５８、５９等の更なる光学素子を有する。光学素子１００は、ＥＵＶ放射源の下流にかつ更なる光学素子の上流に配置されるデブリ捕捉システム１００ａとして構成されうる。「汚染物質トラップ」（「フォイルトラップ」とも知られる）として上述した周知のデブリ捕捉システムを参照符号４９で示す。このような汚染物質トラップ（固定および／または回転フォイルのように）は、例えばＳｈｍａｅｎｏｋ他によってＳＰＩＥ−Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇのプロシーディング、第３３３１号、９０〜４頁、１９９８年に記載されるように当技術分野において周知である（会議情報：１９９８年２月２３〜２５日、米国カリフォルニア州サンタクララ、Ｅｍｅｒｇｉｎｇ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＩＩ）。本発明の一実施形態によるデブリ捕捉システム１００ａは、このような汚染物質トラップ４９と置き換えられてもまたはこのような汚染物質トラップ４９に追加してこのような汚染物質トラップ４９の上流または下流に適用されてもよい。図４ａおよび図４ｂでは、デブリ捕捉システム１００ａは、ＥＵＶ放射源ＳＯの下流にかつリソグラフィ装置１の更なる光学素子の上流に配置される。図４ａおよび図４ｂには、周知の汚染物質トラップ４９は図示していないが、このような汚染物質トラップ４９は、一実施形態では存在しうる。
[0088] リソグラフィ装置１において、光学素子１００は、一実施形態では透過型スペクトル純度フィルタ１００ｂとして構成されうる。
[0089] さらに、光学素子１００は、リソグラフィ装置１内のマスクペリクル１００ｃとして、すなわちマスクＭＡの前方の最後の光学素子１００とマスクＭＡ自体との間（したがって、マスクＭＡの前方の最後の光学素子１００の下流かつマスクＭＡ自体の上流）に配置されてよい。このようなマスクペリクル１００ｃは、デブリがターゲット（ウェーハ）に到達することをさらに減少し、および／または、ＩＲおよび／またはＤＵＶ放射といった不所望の放射を減少し、および／または、リソグラフィ装置１のマスク上流部分内へと不所望の成分が流入することを減少しうる。このようなペリクル１００ｃによって、例えばレジストからの化合物、または、リソグラフィプロセス時に発生された化合物がリソグラフィ装置１のマスク上流部分に侵入することが防止されうる。ペリクルは、例えば米国特許第７，３７９，１５４号から当技術分野において周知である。
[0090] 一実施形態では、光学素子１００はガスロック１００ｄとして構成されてもよい。ガスロックは（一時的に）異なる圧力を有する２つのコンパートメント間の中間デバイスとして用いられうる。ガスロックは当技術分野において周知であり、例えばＳｈｍａｅｎｏｋ他（上記参照）に記載されている。通常、ガスロックは、その中をガスが高速に排出されて流れに対する分子拡散が抑制されるような細い開口である。本発明の一実施形態によるガスロック１００ｄは、特に３００〜５００ｎｍの範囲内である５０ｎｍより大きい素子厚さｄ１（すなわち、光学素子１００の厚さｄ１）を特に有しうる。このようなガスロック１００ｄは相当な圧力差に耐えうる。本発明のガスロック１００ｄは、したがって、ガスに対しては閉じられるがＥＵＶ放射は透過しうる。
[0091] 一実施形態では、光学素子１００はリソグラフィ装置１内のウィンドウ１００ｅとして構成されてもよい。例えばこのようなウィンドウ１００ｅはガスロック１００ｄであってよいが、実質的に同じ圧力を有するコンパートメント間のウィンドウ１００ｅであってもよい。したがって、本発明の一実施形態は、本発明の実施形態による光学素子１００を含むウィンドウ１００ｅも対象とする。
[0092] 当業者であれば、本発明のリソグラフィ装置１は、透過型スペクトル純度フィルタ１００ｂ、ガスロック１００ｄ、ウィンドウ１００ｅ、デブリ捕捉システム１００ａ、マスクペリクル１００ｃからなる群から選択される１つ以上のデバイスを含みうることは明らかであろう。
[0093] 上述したように、ナノチューブシート自体の製造は当技術分野において周知である（上記参照）。透明材料層１５０または透明材料粒子１６０（または両方）を含む光学素子１００の特定の実施形態の製造も本発明の一部である。
[0094] 一実施形態では、本発明は、配向多層カーボンナノチューブシート１１０およびＥＵＶ透明材料を含む光学素子１００の製造方法を提供し、この方法は、配向カーボンナノチューブシート１１０を設けることと、ＥＵＶ透過材料またはその前駆体を配向多層カーボンナノチューブシート１１０にスパッタリングすることとを含む。特に、スパッタリングにはマグネトロンスパッタリングが含まれるが、他の技術を用いてもよい。好適な技術には、マグネトロンスパッタリング、ｅビームスパッタリング、レーザスパッタリング、プラズマアシスト膜成長、ＣＶＤ（化学気相堆積）、または、このような技術の２つ以上の組み合わせ（例えばプラズマと組み合わされたレーザスパッタリング）が含まれうる。スパッタリング中、ナノチューブシートは、例えば層形成および／または粒子１６０の分散をさらに改善するために約１００〜５００℃の範囲内の温度において加熱されうる。スパッタリング後、得られた生成物、すなわちナノ粒子１６０（原子を含みうる）を有する光学素子１００または透明材料層１５０を含む光学素子１００は、例えば層形成および／または粒子１６０の分散をさらに改善するためにアニーリングされうる。
[0095] 任意選択的に、スパッタリングに続けて、スパッタリングされたＥＵＶ透過材料は、Ｂ、Ｃ、ＮおよびＯからなる群から選択される、特に窒素および酸素からなる群（例えばＮ２、Ｏ２、ＮＯ、ＮＯ２等）から選択される１つ以上の元素を含む流体と反応させられうる。例えばＺｒまたはＳｉといった金属でスパッタリングして、次に金属がスパッタリングされた光学素子１００をＮ２またはＯ２といった窒素または酸素を含む雰囲気中でアニーリングし、それにより窒化ジルコニウムまたは窒化シリコンおよびジルコニアおよびシリカがそれぞれ形成されうる。
[0096] 本明細書における用語「実質的に」は一実施形態では「完全に」を指す。別の実施形態では、特に値が関連する場合、用語「実質的に」は、例えば約９５〜１００％を指しうる。当業者は用語「実質的に」を理解するものとする。同様に、本明細書における用語「少なくとも部分的に」は一実施形態では「完全に」を指す。別の実施形態では、用語「少なくとも部分的に」は、例えば約９５〜１００％を指しうる。用語「含む」は、用語「含む」が「〜からなる」を意味する実施形態も包含する。
[0097] 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１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。このような別の用途では、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すべきである。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。
[0098] 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、本発明の実施形態は、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。
[0099] 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。このコンピュータプログラムは、堆積物の除去、圧力等を制御するために用いられてよい。
[00100] 上述の記載は、限定ではなく例示を目的としている。したがって、当業者には以下に記載する特許請求の範囲から逸脱することなく記載した発明に変更を加えてもよいことは明らかであろう。動詞「含む」およびその活用形の使用は、１つの請求項に記載した要素またはステップ以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。単数形で示される要素は、その要素が複数存在することを排除するものではない。
[00101] 本発明は、実施形態において説明したような、リソグラフィ装置１の適用またはリソグラフィ装置１における使用に限定されない。さらに、図面は、通常、本発明を理解するために必要な要素および特徴のみを含む。それ以外は、リソグラフィ装置１の図面は概略的であり、また、縮尺が取られているものではない。本発明は、概略図に示されるこれらの要素に限定されない。さらに、本発明は、図１または２に関連して説明したリソグラフィ装置１に限定されない。上述した実施形態を組み合わせてもよいことは理解すべきである。

Claims (15)

  1. 光学素子を含むリソグラフィ装置であって、前記光学素子は配向カーボンナノチューブシートを含み、前記光学素子は約２０〜５００ｎｍの範囲内の素子厚さを有し、かつ、１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、前記ＥＵＶ放射による垂直照射下で少なくとも２０％の透過を有する、リソグラフィ装置。
  2. 前記光学素子はＥＵＶ透明材料層をさらに含み、前記ＥＵＶ透明材料層および前記ナノチューブシートはラミネートを形成する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記光学素子の前記ＥＵＶ透明材料層は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素を含む、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記光学素子の前記ＥＵＶ透明材料層は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される前記１つ以上の元素の、室温において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される１つ以上の材料を含む、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記光学素子の前記ＥＵＶ透明材料層は、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される１つ以上の材料を含む、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記光学素子はＥＵＶ透明材料粒子をさらに含み、前記ＥＵＶ透明材料粒子は前記ナノチューブシート内に分散される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  7. 前記光学素子の前記ＥＵＶ透明材料粒子は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される１つ以上の元素を含む、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
  8. 前記光学素子の前記ＥＵＶ透明材料粒子は、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｓｒ、Ｒｂ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｉｒ、Ａｕ、Ｐａ、およびＵからなる群から選択される前記１つ以上の元素の、室温において固体である酸化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される１つ以上の材料を含む、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
  9. 前記光学素子の前記ＥＵＶ透明材料粒子は、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される１つ以上の材料、特にＢ４Ｃを含む、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
  10. 配向カーボンナノチューブシートを含む光学素子であって、約２０〜５００ｎｍの範囲内の素子厚さを有し、かつ、約１〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射に対して、前記ＥＵＶ放射による垂直照射下で少なくとも約２０％の透過を有する、光学素子。
  11. 約２０〜５００ｎｍの範囲内のシート厚さを有する配向カーボンナノチューブシートを最上層として含む、多層ミラー。
  12. 前記多層ミラーは、Ｍｏ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｃ、Ｂ、Ｂ４Ｃ、およびＳｉ３Ｎ４からなる群から選択される交互層を含む、請求項１２に記載の多層ミラー。
  13. 配向多層カーボンナノチューブシートとＥＵＶ透明材料とを含む光学素子の製造方法であって、配向カーボンナノチューブシートを設けることと、前記ＥＵＶ透明材料またはその前駆体を前記配向多層カーボンナノチューブシートにスパッタリングすることとを含む方法。
  14. スパッタリング時に、前記ナノチューブシートは、約１００〜１０００℃の範囲内の温度において加熱される、請求項１３に記載の方法。
  15. スパッタリングに続いて、前記スパッタリングされたＥＵＶ透明材料は、Ｂ、Ｃ、Ｎ、およびＯからなる群から選択される１つ以上の元素を含む流体と反応させられる、請求項２９に記載の方法。
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