JP2011530819A - 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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Abstract

リソグラフィ装置（１）は、極端紫外線を生成するように構成された放射源（ＳＯ）を含み、放射源（ＳＯ）は、プラズマ（２２５）が生成されるチャンバ（２１０）と、プラズマ（２２５）によって放出された放射を反射するように構成された集光ミラー（２７０）と、デブリ軽減システム（２３０）とを含む。デブリ軽減システム（２３０）は、プラズマ（２２５）によって生成されたデブリを熱化するために選択される第１ガス流（２４０）をプラズマに向かって供給するガス供給システム（２３５）と、集光ミラー（２７０）に近接する位置に配置され、チャンバ（２１０）内に第２ガス流（２５０）を供給する複数のガスマニホルド（２４７）を含む。第２ガス流（２５０）は、熱化デブリが集光ミラー（２７０）上に堆積するのを防止するようにプラズマ（２２５）に向かって誘導される。
【選択図】図５

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２００８年８月１４日に出願された米国仮出願第６１／１３６，１４４号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、リソグラフィ装置および極端紫外線を生成する方法に関する。
[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、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。
[0004] パターンプリンティングの限界の理論的な推定値は、式（１）に示す分解能のレイリー規準によって与えられ得る：
Figure 2011530819

ここで、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、すなわち露光波長λを短くすること、開口数ＮＡＰＳを大きくすること、またはｋ１の値を小さくすること、によって達成可能であるということになる。
[0005] 露光波長を短くするため、従って、最小印刷可能サイズを縮小させるために、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ている。従って、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。
[0006] ＥＵＶ放射源は、通常プラズマ源であり、例えば、レーザ生成プラズマ源または放電源である。プラズマ源を使用する際、汚染粒子がＥＵＶ放射の副生成物として生成される。一般に、そのような汚染粒子は望ましくない。というのは、汚染粒子はリソグラフィ装置の一部、とりわけ、プラズマ源の近傍に位置するミラーに損傷を来たすおそれがあるからである。
[0007] 汚染粒子によって与えられる損傷を軽減することが望ましい。
[0008] 本発明の一態様において、極端紫外線を生成する放射源を含むリソグラフィ装置が提供される。放射源は、プラズマが生成されるチャンバと、前記プラズマによって放出された放射を反射する集光ミラーと、デブリ軽減システムとを含み、デブリ軽減システムは、前記プラズマによって生成されたデブリを熱化するために選択される第１ガス流を前記プラズマに向かって供給するガス供給システムと、前記集光ミラーに近接する位置に配置され、前記チャンバ内に第２ガス流を供給する複数のガスマニホルドとを含み、前記第２ガス流は、熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように前記プラズマに向かって誘導される。デブリは高エネルギーイオンを含み得る。また、デブリはＳｎイオンを含み得る。
[0009] 本発明の別の態様において、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、プラズマが生成されるチャンバと、前記プラズマによって放出された放射を反射する集光ミラーと、デブリ軽減システムとを含む放射源が提供される。デブリ軽減システムは、前記プラズマによって生成されたデブリを熱化するために選択される第１ガス流を前記プラズマに向かって供給するガス供給システムと、前記集光ミラーに近接する位置に配置され、前記チャンバ内に第２ガス流を供給する複数のガスマニホルドとを含み、前記第２ガス流は、熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように前記プラズマに向かって誘導される。
[0010] 本発明のさらに別の態様において、リソグラフィ装置において、プラズマによって生成されたデブリがプラズマ放射源の集光ミラー上に堆積するのを防止する方法が提供され、該方法は、前記プラズマによって生成されたデブリを熱化する第１ガス流を前記プラズマに向かって供給することと、前記プラズマによって生成された熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように第２ガス流を前記プラズマに向かって供給することを含み、前記第２ガス流は前記集光ミラーに近接して配置された複数のガスマニホルドで供給される。
[0011] 本発明の一実施形態において、極端紫外線を放出するプラズマを生成することと、集光ミラーで前記極端紫外線を集光することと、前記極端紫外線を放射ビームに変換することと、前記放射ビームにパターン付けをすることと、前記放射ビームを基板のターゲット部分上に投影することと、前記プラズマによって生成されたデブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止することを含むデバイス製造方法が提供される。該防止することは、前記プラズマによって生成されたデブリを熱化する第１ガス流を前記プラズマに向かって供給することと、前記プラズマによって生成された熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように第２ガス流を前記プラズマに向かって供給することを含み、前記第２ガス流は前記集光ミラーに近接して配置された複数のガスマニホルドで供給される。
[0012] 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。
[0013] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0014] 図２は、図１に係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系の概略側面図である。 [0015] 図３は、本発明の一実施形態に係る放射源および法線入射コレクタを示す。 [0016] 図４は、本発明の一実施形態に係る放射源およびシュヴァルツシルト（Schwarzschild）型法線入射コレクタを示す。 [0017] 図５は、本発明の一実施形態に係るデブリ軽減システムを含む放射源を示す。 [0018] 図６は、本発明の一実施形態に係る集光ミラーの正面図である。 [0019] 図７は、本発明の一実施形態に係るデブリ軽減システムを含む放射源を示す。
[0020] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置１を概略的に示している。リソグラフィ装置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決めす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決めす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、パターン付けされた放射ビーム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。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0024] 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。
[0025] 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
[0026] 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。
[0027] 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。また、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。
[0028] 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。
[0029] 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。浸漬技術は、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、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。
[0030] 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を含むデリバリシステムＢＤ（図１に示されていない）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ＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0031] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成された調節デバイスＡＤ（図１に示されていない）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ＩＮおよびコンデンサＣＯ（図１に示されていない）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。
[0032] 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によって反射された後、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、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。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 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。
[0037] 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。
[0038] 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をより詳細に示している。放射システム４２は、放電プラズマによって形成され得る放射源ＳＯを含む。ＥＵＶ放射は、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範囲の放射を放出するガスまたは蒸気、例えば、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気によって生成され得る。非常に高温のプラズマは、電気放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上で崩壊させることによって生成される。この放射源は、放電生成プラズマ（ＬＰＰ）源とも呼ばれる。放射を効率よく生成するために、Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の適切なガスまたは蒸気の分圧１０Ｐａが必要となり得る。放射源ＳＯから放出された放射は、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位置決めされた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内へ送られる。ガスバリア構造／汚染トラップ４９は、例えば、米国特許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。
[0039] 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得る放射コレクタ５０を含む。コレクタ５０によって送られる放射は、格子スペクトルフィルタ５１で反射されて、コレクタチャンバ４８の開口にある仮想放射源点５２に合焦する。コレクタチャンバ４８から、放射ビーム５６が、照明光学系ユニット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、レチクルまたはマスクテーブル）ＭＴ上に位置決め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）上で反射される。パターン付けされたビーム５７が形成され、投影システムＰＬ内で反射エレメント５８および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。図示されたエレメントより数の多いエレメントが、通常、照明光学ユニット４４および投影システムＰＬに存在し得る。
[0040] 放射コレクタ５０は、参照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とすることができる。
[0041] また、他の実施形態において、放射コレクタは、集光された放射を放射ビーム放出開口内に集束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焦点および放射ビーム放出開口と一致する第２焦点を有するコレクタ、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つ以上のコレクタである。
[0042] また、別の実施形態において、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集束させ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。
[0043] 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している。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（その一部が図面において点線Ｅで示されている）に沿って延在する。
[0044] 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）である場合、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位置し、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に示す実施形態がＬＰＰ放射源ＳＯを含む場合、コレクタは、図３に示すような単一の楕円ミラーであってもよく、ここで、光源ＳＯは１つの焦点（Ｆ１）に位置決めされ、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焦点Ｆ２に向かう反射された放射は、図面において線ｒ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、図２を参照）の間に配置されてもよく、または、必要に応じて照明システムＩＬ内に配置されてもよい。
[0045] 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している。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コレクタの設計を含む。放射源ＳＯは、第１焦点Ｆ１に配置されてもよい。例えば、第１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焦点Ｆ１から放出される放射を第２集光ミラー部分１７０ｂへと、特に、第２焦点Ｆ２へと合焦させるように構成されている。第２ミラー部分１７０ｂは、第１ミラー部分１７０ａによって誘導される放射を第２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得る。第１ミラー部分１７０ａは、（第２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得る開口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。
[0046] 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、集光した放射を放射システム４２の下流の放射ビーム放出開口６０に合焦させるように構成され得る。
[0047] 例えば、（図３および図４のように）放射源ＳＯは、発散放射を放出するように構成されてもよく、コレクタ７０は、放出開口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を参照）、焦点ＩＦは、放出開口６０内に配置される。
[0048] 放出開口６０は、円形の開口であってよく、または他の形状（例えば、楕円形、正方形、または他の形状）を有していてもよい。放出開口６０は、小さいことが好ましく、例えば約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、例えば開口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ＯＸは開口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。
[0049] レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源または放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源を使用する際、多量のデブリが高速イオンおよび／または中性粒子（例えば、スズ）の形態で生成されることがある。そのようなデブリは図２〜図４に示す集光ミラー５０、７０、および１７０の急速な反射率損失を引き起こすおそれがある。集光ミラー５０、７０、および１７０が保護されない場合、その寿命は数分と短くなる可能性があり、一方、ターゲットは数ヶ月である。
[0050] 粒子放射によって集光ミラー５０、７０、および１７０上に与えられる損傷を軽減するために、プラズマの周囲でガスカーテンを使用することが提案される。一実施形態において、ガスカーテンは、高速イオン（例えば、スズイオン）を含む粒子を偏向させるために、プラズマによって生成されたデブリのペクレ（Peclet）型抑制と組み合わせて使用される。ペクレ効果は、拡散、多くの場合は熱拡散の速度に対する、流れの移流速度を表す。これは、熱拡散の場合、レイノルズ（Reynolds）数とプラントル（Prandtl）数の積に等しく、質量分散の場合、レイノルズ数とシュミット（Schmidt）数の積に等しい。当該技術において知られているように、移流は、物質の輸送機構、または、移動流体を伴う保存特性である。
[0051] 図５を参照すると、この図は、本発明の一実施形態に係るプラズマ源２００の断面を示している。プラズマ源２００は、約１００Ｐａの圧力の水素雰囲気を収容するプラズマチャンバ２１０を含む。チャンバ２１０は、放射ビーム２２０が通過できるように構成されたノズル２１５と集光ミラー２７０とをさらに含む。図示されているように、放射源はレーザ生成プラズマ源である。放射源（図６に示されていない）によって生成された放射ビーム２２０（例えば、レーザビーム）は、燃料（例えば、スズ）に点火してプラズマ２２５を生成するように構成される。プラズマは、集光ミラー２７０によって集光および反射される極端紫外線を含む放射ビームを放出する。
[0052] プラズマ源は、使用中にプラズマ２２５に向かってガス流２４０を供給するように構成された１つ以上のガスアウトレット２３５を含むデブリ軽減システム２３０をさらに含む。ガス流２４０は、放射ビーム２２０の伝播方向に略垂直な方向に沿って誘導される。ガス流２４０は、プラズマ２２５によって生成されたイオン（例えば、スズイオン）を熱化するように構成されたガスカーテンの役割を果たす。一実施形態において、ガス流はアルゴンを含み、約９０Ｐａの圧力を有する。アルゴン圧力は、放射源の形状によって高くなったり低くなったりし得ることが意図されている。
[0053] 図５に示すように、デブリ軽減システム２３０は、プラズマ２２５に向かってガス流２５０を供給するようになされているガス供給システム２４５をさらに含む。ガス流２５０は、ペクレ効果を用いてプラズマ２２５（例えば、スズイオン）によって生成されたデブリが集光ミラー２７０上に堆積するのを効果的に防止する。一実施形態において、ガス流２５０は水素を含む。
[0054] ガス供給システム２４５のみの使用は、集光ミラー２７０を効果的に保護するのに十分でないことがある。実際に、水素とイオン（例えば、スズイオン）の衝突ごとの運動量移行に限りがあるため、高エネルギーイオンは、水素のガス逆流２５０によって十分に阻止されないことがある。結果として、まず、プラズマ２２５によって生成された高エネルギーイオンを熱化して、その後こうしたイオンを集光ミラー２７０から除去することが非常に望ましい。イオン熱化は、約３〜７ｋｅＶの範囲のエネルギーを有するイオンを生成するレーザ生成プラズマ（ＬＬＰ）源を使用する際に特に望ましい。比較として、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源は、約１００ｋｅＶのエネルギーを有するイオンを生成する。従って、ＤＰＰ源での２Ｐａ＊ｍの水素ガス流は、プラズマ２２５によって生成されたイオン化粒子を効果的に阻止するのに十分であり得る。
[0055] ガスカーテン２４０を使用する高エネルギーイオンの熱化は、水素と比較して高いアルゴンの質量に起因してかなり速い。熱化された後、高エネルギーイオンは、水素ガス流２５０によるペクレ効果によって、集光ミラー２７０に到達するのを効果的に防止される。ガスアウトレット２３５によって供給されたアルゴンは、水素圧力およびガス流２５０によってコレクタチャンバに収容される。結果として、極端紫外線の損失は、アウトレット領域のみに限定される。アウトレット領域外のガス成分は、著しくは変化しない。
[0056] 図６を参照すると、この図は、本発明の一実施形態に係るガス供給システム２４５を示している。ガス供給システム２４５は、集光ミラー２７０に近接する位置に配置される。ガス供給システム２４５は、ノズル２１５の両側に位置し、かつミラー２７０の全長に略沿って延在する複数のガスマニホルド２４７を含み得る。ノズル２１５は、燃料に点火する放射のレーザービームの通過を可能にする開口２１６を画定する。マニホルド２４７の各々は、水素流２５０を供給する複数のガスアウトレット２４６を含む。マニホルドのガスアウトレットは、水素流をプラズマ２２５に向かって誘導するように寸法決定かつ配置される。アウトレット２４６およびマニホルド２４７の数は、プラズマ源の大きさによって変化し得ることが明らかである。
[0057] 一実施形態において、マニホルドの直径は、プラズマによって放出される放射の略すべてがミラーによって集光および反射されるように、集光ミラー２７０の表面と比較して小さい。図６に見られるように、複数のマニホルド２４７は、集光ミラー２７０に近接する位置に配置される。一実施形態において、マニホルドは、集光ミラー２７０の表面に取り付けられてよい。あるいは、マニホルドは、ミラーの表面から短い距離を置いて、例えば、数ミリメートルまたは数センチメートルの範囲で設けられてよい。
[0058] マニホルド２４７は、ガスアウトレット２４６がプラズマ２２５に向かって方向付けられるように、チャンバ２１０内に位置決めされる。ガス流２５０は、プラズマ生成中にマニホルド２４７によって継続的に供給され得る。図５および図６のチャンバ構成の使用によって、プラズマによって生成されたデブリ（例えば、スズイオン）は、集光ミラー２７０の表面に実質的に到達しない。具体的には、デブリの流れが、ガス流２４０によって熱化され、その後、ペクレ効果のために水素流２５０によって抑制される。ガス回収システムをチャンバ２１０内に配置して、プラズマによって生成されたデブリを回収してもよい。
[0059] 図６のマニホルド２４７が水素を供給するように構成される一方、本発明の別の実施形態において別のガスまたはガス混合物を使用できることが明らかである。さらに、チャンバ２１０内へのガス流２４０（例えば、アルゴン）の混合を防止するためにさまざまな他の配置が使用され得ることが意図されている。例えば、一実施形態において、ガス流２４０は、水素より小さい圧力で供給されてよい。別の実施形態において、ガス流２４０は超音波であってよい。放射源２００の底面で、プラズマ２２５の下流にポンプを設けてガス流２４０を回収してもよい。
[0060] 図７は、本発明の一実施形態に係る、デブリ軽減システム２３１を含む放射源を示している。デブリ軽減システム２３１の動作原理は、図５に示したものと略同一である。デブリ軽減システム２３１は、プラズマ２２５によって生成されたデブリが集光ミラー２７０に到達するのを防止するように構成されたガス供給システム２４５に関連して使用されるようになっている。デブリ軽減システム２３１は、ガス流２４１をプラズマ２２５に向かって供給するガスアウトレット２３６を含む。ガス流２４１は、プラズマ２２５によって生成されたイオンを熱化するために選択されたガスを含む。その後、熱化イオンは、ペクレ効果を用いてガス供給システム２４５によって生成されたガス流（例えば、水素）２５０によって抑制され得る。本発明の一実施形態において、ガスアウトレット２３６によって供給されるガスはアルゴンである。アルゴンは、約９０Ｐａの圧力で供給され得る。水素雰囲気は、約１００Ｐａの圧力である。
[0061] 図７の実施形態において、ガス流２４１は、プラズマ２２５に向かって実質的に誘導される。ガス流２４１がコレクタおよび放射源チャンバ２１０の容積において拡散するのを防止するために、ガス流は超音波とすることができる。
[0062] ガスアウトレット２４６の数は、本発明の他の実施形態において実質的にさまざまであり得ることが明らかである。例えば、複数のガスアウトレット２４６を放射源チャンバ２１０の周囲に配置して高エネルギーイオンの適切な熱化を確実にしてよい。一実施形態において、ガスアウトレット２４６は、集光ミラー２７０内に設けられてよい。あるいは、ガスアウトレット２４６は、図６のマニホルド２４７と同様な複数のガスマニホルドの形態で設けられてもよい。さらに、ガス回収システム（図７に示されていない）をガス流２４６の方向に沿って１つ以上の適切な位置でチャンバ２１０の下流に設けてガス流２４６を回収してもよい。
[0063] 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。当業者にとっては当然のことであるが、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。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。
[0064] 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。
[0065] 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。
[0066] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。従って、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。
[0067] 本発明は、リソグラフィ装置の適用、または、実施形態に記載したようなリソグラフィ装置での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構成要素または特徴しか含まれていない。さらに、リソグラフィ装置の図面は概略的であり、かつ縮尺が図られているわけではない。本発明は、概略図に示すこれらの構成要素（例えば、概略図に示す数のミラー）に限定されない。さらに、本発明は、図１及び図２に記載したリソグラフィ装置に限定されない。当業者であれば、上述した実施形態を組み合わせてもよいことは理解できよう。さらに、本発明は、例えば、放射源ＳＯからのＳｎの保護に限定されず、他の放射源からの他の粒子の保護も含む。

Claims (15)

  1. 極端紫外線を生成する放射源を含み、
    前記放射源は、
    プラズマが生成されるチャンバと、
    前記プラズマによって放出された放射を反射する集光ミラーと、
    デブリ軽減システムと
    を含み、
    前記デブリ軽減システムは、
    前記プラズマによって生成されたデブリを熱化するために選択される第１ガス流を前記プラズマに向かって供給するガス供給システムと、
    前記集光ミラーに近接する位置に配置される複数のガスマニホルドであって、前記ガスマニホルドは前記チャンバ内に第２ガス流を供給するように構成され、前記第２ガス流は、熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように前記プラズマに向かって誘導される複数のガスマニホルドと、
    を含むリソグラフィ装置。
  2. 前記デブリはペクレ効果を用いて抑制される、請求項１に記載の装置。
  3. 前記放射源は、レーザ生成プラズマ源または放電生成プラズマ源である、請求項１に記載の装置。
  4. 前記チャンバは水素を収容する、請求項１に記載の装置。
  5. 水素の圧力は約１００Ｐａである、請求項４に記載の装置。
  6. 前記第２ガス流のガスは水素である、請求項１に記載の装置。
  7. 前記ガスマニホルドは、複数のガスアウトレットを含む、請求項１に記載の装置。
  8. 前記第１ガス流のガスはアルゴンである、請求項１に記載の装置。
  9. 前記第１ガス流のガスは、前記第２ガス流のガスより低い圧力を有する、請求項１に記載の装置。
  10. 前記第１ガス流は、前記プラズマの周囲にガスカーテンを形成する、請求項１に記載の装置。
  11. 前記第１ガス流は超音波である、請求項１に記載の装置。
  12. 前記ガス供給システムは、前記集光ミラーに近接して配置される１つ以上のアウトレットを含む、請求項１に記載の装置。
  13. 極端紫外線を生成する放射源であって、
    プラズマが生成されるチャンバと、
    前記プラズマによって放出された放射を反射する集光ミラーと、
    デブリ軽減システムと、
    を含み、
    前記デブリ軽減システムは、
    前記プラズマによって生成されたデブリを熱化するために選択される第１ガス流を前記プラズマに向かって供給するガス供給システムと、
    前記集光ミラーに近接する位置に配置される複数のガスマニホルドであって、前記ガスマニホルドは前記チャンバ内に第２ガス流を供給するように構成され、前記第２ガス流は、熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように前記プラズマに向かって誘導される複数のガスマニホルドと、
    を含む放射源。
  14. リソグラフィ装置において、プラズマによって生成されたデブリがプラズマ放射源の集光ミラー上に堆積するのを防止する方法であって、
    前記プラズマによって生成されたデブリを熱化する第１ガス流を前記プラズマに向かって供給することと、
    前記プラズマによって生成された熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように第２ガス流を前記プラズマに向かって供給することであって、前記第２ガス流は前記集光ミラーに近接して配置された複数のガスマニホルドで供給されることと、
    含む、方法。
  15. 極端紫外線を放出するプラズマを生成することと、
    集光ミラーで前記極端紫外線を集光することと、
    前記極端紫外線を放射ビームに変換することと、
    前記放射ビームにパターン付けをすることと、
    前記放射ビームを基板のターゲット部分上に投影することと、
    前記プラズマによって生成されたデブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止することと、
    を含み、
    前記防止することは、
    前記プラズマによって生成されたデブリを熱化する第１ガス流を前記プラズマに向かって供給することと、
    前記プラズマによって生成された熱化デブリが前記集光ミラー上に堆積するのを防止するように第２ガス流を前記プラズマに向かって供給することであって、前記第２ガス流は前記集光ミラーに近接して配置された複数のガスマニホルドで供給されることと、
    を含む、デバイス製造方法。
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