JP2012028759A

JP2012028759A - Ｅｕｖ放射源およびｅｕｖ放射を発生させる方法

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Publication number: JP2012028759A
Application number: JP2011137933A
Authority: JP
Inventors: Fransois Hubert Klaassen Michel; クラッセン，ミシェル，フランソイス，ユーベル
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-02-09
Also published as: US20120154775A1; US8730454B2

Abstract

【課題】少なくとも一部の公知のＥＵＶ放射源に比べて向上された強度均一性を有する放射を提供するＥＵＶ放射源を提供する。
【解決手段】ＥＵＶ放射源は、プラズマ形成位置に燃料の液滴を送るように構成された燃料供給源と、プラズマ形成位置におけるプラズマによって放出されたＥＵＶ放射を集めるように構成されたコレクタとを含み、コレクタは、変形された楕円体形状である反射面を有し、変形された楕円体形状は、完全な楕円体形状と比較して、遠視野において、集められたＥＵＶ放射の向上された強度均一性を与える。
【選択図】図３ａ

Description

[0001] 本発明は、ＥＵＶ放射源およびＥＵＶ放射を発生させる方法に関する。ＥＵＶ放射源はリソグラフィ装置の一部を形成しうる。

[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１つ以上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および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、リソグラフィを使用して作ら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ＩＣまたは他のデバイスおよび／または構造を製造可能にするためのより重大な要素になりつつある。

[0004] パターンプリンティングの限界の理論推定値は、次式に示されるような解像度についてのレイリー（Rayleigh）基準によって与えることができる：

ここで、λは用いられる放射の波長であり、ＮＡはパターンのプリントに用いられる投影システムの開口数であり、ｋ１は、レイリー定数とも呼ばれる、プロセス依存型調節係数であり、ＣＤはプリント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ション）である。式（１）から、フィーチャの最小プリント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ＮＡを大きくすること、またはｋ_１の値を小さくすることによって得られることが分かる。

[0005] 露光波長を短くする、したがって最小プリント可能なサイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった例えば５〜１０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内である５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源には、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によって供給されるシンクロトロン放射に基づいた放射源が含まれる。

[0006] ＥＵＶ放射はプラズマを用いて生成されうる。ＥＵＶ放射を生成するためのＥＵＶ放射源は、プラズマを供給するように燃料を励起するためのレーザと、プラズマを閉じ込めるための放射源コレクタモジュールとを含みうる。プラズマは、例えば、好適な物質（例えばスズ）の粒子といった燃料にレーザビームを向けることによって生成されうる。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射である出力放射を放出し、この放射は放射コレクタを用いて集められる。放射コレクタは、放射を受け取りかつ放射をビームに集束するミラー付き法線入射放射コレクタであってよい。ＥＵＶ放射源は、プラズマを支援するための真空環境を与えるように構成された囲い構造またはチャンバを含みうる。このようなＥＵＶ放射源は、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれる。

[0007] ＬＰＰ源に関連付けられる問題は、ＬＰＰ源が発生させる放射の強度にかなりの不均一性があることである。

[0008] 少なくとも一部の公知のＥＵＶ放射源に比べて向上された強度均一性を有する放射を提供するＥＵＶ放射源を提供することが望ましい。

[0009] 本発明の第１の態様では、プラズマ形成位置に燃料の液滴を送るように構成された燃料供給源と、プラズマ形成位置におけるプラズマによって放出されたＥＵＶ放射を集めるように構成されたコレクタとを含み、コレクタは、変形された楕円体形状である反射面を有し、変形された楕円体形状は、完全な楕円体形状と比較して、遠視野において、集められたＥＵＶ放射の向上された強度均一性を与えるＥＵＶ放射源が提供される。

[0010] 本発明の第２の態様では、ＥＵＶ放射を発生させる方法が提供され、かかる方法は、燃料供給源を用いてプラズマ形成位置に燃料の液滴を送ることと、コレクタを用いてプラズマ形成位置におけるプラズマによって放出されたＥＵＶ放射を集めることとを含み、コレクタは、変形された楕円体形状である反射面を有し、変形された楕円体形状は、完全な楕円体形状と比較して、遠視野において、集められたＥＵＶ放射に向上された強度均一性を与える。

[0011] 本発明の更なる特徴および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作を、添付図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載した具体的な実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は本明細書において例示目的のみに提示される。本明細書に含まれる教示内容に基づき、当業者には追加の実施形態が明らかであろう。

[0012] 本発明の幾つかの実施形態を、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考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よるリソグラフィ装置を示す。 [0014] 図２は、リソグラフィ装置のより詳細な図である。 [0015] 図３ａは、本発明の一実施形態によるＥＵＶ放射源である。 [0015] 図３ｂは、本発明の一実施形態によるＥＵＶ放射源である。 [0016] 図４は、ＥＵＶ放射源のコレクタの形状を示すグラフである。 [0017] 図５は、従来技術のリソグラフィ装置の第１のミラーに入射する放射の強度プロファイルを示すグラフである。 [0018] 図６は、本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の第１のミラーに入射する放射の強度プロファイルを示すグラフである。 [0019] 図７は、本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置の第１のミラーに入射する放射の強度プロファイルを示すグラフである。

[0020] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１００を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、
−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（例えばマスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構成され、かつ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ポジショナＰＭに接続されたサポート構造（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、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに接続された基板テーブル（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た投影システム（例えば反射投影レンズシステム）ＰＳと、
を含む。

[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、或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。

[0022] サポート構造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等の他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡ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。

[0023] 「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。放射ビームに付与されたパターンは、集積回路といった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。

[0024] 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には、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与する。

[0025] 投影システムは、照明システムと同様に、用いられる露光放射に、または真空の使用といった他の要素に適切な屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、または他の型の光学コンポーネント、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の光学コンポーネントを含みうる。ＥＵＶ放射には真空を用いることが望ましく、これは、他のガスは放射を吸収し過ぎることがあるからである。したがって、真空環境を、真空壁および真空ポンプを用いてビーム経路全体に提供しうる。

[0026] 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装置であってよい（例えば反射型マスクを採用する）。

[0027] 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つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0028] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、ＥＵＶ放射源を含む放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）ビームを受け取る。ＥＵＶ光を生成する方法には、次に必ずしも限定されないが、物質を、ＥＵＶ範囲内の１本以上の輝線を有する例えばキセノン、リチウム、またはスズである少なくとも１つの元素を有するプラズマ状態に変換することが含まれる。多くの場合、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれるこのような方法の１つでは、必要とされるプラズマは、必要な輝線を放出する元素を有する物質の液滴、ストリームまたはクラスタといった燃料をレーザビームによって照射することによって生成することができる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するための、図１には図示しないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部であってよい。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射である出力放射を放出し、この放射は、放射源コレクタモジュール内に配置される放射源コレクタを使って集められる。例えばＣＯ_２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供する場合は、レーザと放射源コレクタモジュールは別個の構成要素であってよい。

[0029] その場合、レーザは、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、放射ビームはレーザから放射源コレクタモジュールへ、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、例えば放射源が多くの場合ＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は放射源コレクタモジュールの一体部分とすることもできる。

[0030] 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、ファセットフィールドデバイスおよび瞳ミラーデバイス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。

[0031] 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。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射された後、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合わせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＰＳ２（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ポジショナＰＭおよび別の位置センサＰＳ１を使い、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決めすることもできる。パターニングデバイス（例えばマスク）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うる。

[0032] 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。

[0033] １．ステップモードでは、サポート構造（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、それにより別のターゲット部分Ｃを露光することができる。

[0034] ２．スキャンモードでは、サポート構造（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）。サポート構造（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。

[0035] 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、サポート構造（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。このモードでは、通常、パルス放射源が採用され、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、前述のタイプ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。

[0036] 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、或いは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0037] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬ、および投影システムＰＳを含むリソグラフィ装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、放射源コレクタモジュールＳＯの囲い構造２２０内に真空環境が維持可能であるように構成される。

[0038] 放射源コレクタモジュールＳＯは、レーザＬＡによって発生されたレーザ放射を受け取るＥＵＶ放射源を含む。レーザＬＡは、燃料供給源２００から提供されるキセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、またはリチウム（Ｌｉ）といった燃料にレーザビーム２０５を介してレーザエネルギーを堆積するように構成され、それにより、数十ｅＶの電子温度を有する、高度にイオン化されたプラズマ２１０が生成される。脱励起およびこれらのイオンの再結合時に発生されるエネルギー放射がプラズマから放出され、コレクタＣＯによって集められ合焦される。

[0039] コレクタＣＯによって反射される放射は、仮想放射源点ＩＦに合焦される。放射が反射される結果、仮想放射源点に向けて収束するＥＵＶ放射ビームが提供される。仮想放射源点ＩＦは、通常、中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタモジュールＳＯは、中間焦点ＩＦが囲い構造２２０内の開口２５０にまたは付近に位置付けられるように配置される。仮想放射源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。

[0040] 次に、放射は照明システムＩＬを通過する。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２１の所望の角分布を、かつ、パターニングデバイスＭＡにおいて所望の放射強度均一性を与えるように構成されたファセットフィールドミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含みうる。サポート構造ＭＴによって保持されるパターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２１が反射されると、パターン付きビーム２６が形成され、このパターン付きビーム２６は、投影システムＰＳによって、反射素子２８、３０を介して、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴによって保持される基板Ｗ上に結像される。

[0041] 通常、図示されるよりも多くの素子が、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内にあってよい。さらに、図に示すものよりも多くのミラーが存在してよく、例えば、図２に示すものよりも６個もの追加の反射素子が投影システムＰＳにあってよい。

[0042] 従来のリソグラフィ装置では、コレクタＣＯは楕円体形状である。本発明の実施形態では、コレクタは変形された楕円体である。変形された楕円体との用語は、ほぼ楕円体であるが、変更点を含んでもはや完全な楕円体形状ではない形状を意味することを意図している。

[0043] 図３ａは、リソグラフィ装置の一部を形成する本発明の一実施形態によるＥＵＶ放射源の拡大図である。図３ａでは、コレクタＣＯを照明システムの第１のミラー２２と共に示す。図３ａには、例えば放射源コレクタモジュールＳＯの壁ＷＡおよび／またはイルミネータＩＬの壁によって形成されうるアパーチャ２５０も示す。コレクタＣＯにおけるＥＵＶ放射の反射によって得られるＥＵＶ放射がアパーチャを通過する。放射源コレクタモジュールＳＯとイルミネータＩＬ内の真空条件は異なってよく、例えばイルミネータ内の真空は放射源コレクタモジュール内の真空よりも高い。この場合、放射源コレクタモジュールとイルミネータとの間にアパーチャ２５０を設けて、例えば放射源コレクタモジュールＳＯからイルミネータＩＬへのガスの流れを減少することが望ましい。

[0044] コレクタＣＯは、中心位置に孔２３０が設けられ、この孔は励起レーザ（例えばＣＯ_２レーザ）によって発生されたレーザビーム２０５を収容できるほど大きい。孔２３０およびアパーチャ２５０は共に、図３ａに点線で示す光軸ＯＡ上にある。

[0045] 使用時、ターゲット物質の液滴が、燃料供給源（図３ａには図示せず）によってプラズマ形成位置に向けられる。レーザビーム２０５はコレクタＣＯの孔２３０を通過し、燃料液滴に入射する。レーザビーム２０５は燃料液滴を蒸発させ、それによりプラズマ形成位置においてプラズマ２１０が生成される。

[0046] プラズマ２１０によって放出された放射はコレクタＣＯによって集められ、反射されたＥＵＶ放射ビームはアパーチャ２５０を介して合焦される。ＥＵＶ放射ビームはアパーチャ２５０を通過し、イルミネータの第１のミラー２２に入射する。一実施形態では、第１のミラー２２はファセットミラーであってよい。第１のミラー２２は任意の好適な光学素子であってよい。第１のミラー２２は、説明の便宜上、光軸ＯＡに対し垂直であるように示す。実際には、第１のミラー２２は光軸ＯＡに対し非垂直であってよく、したがって第１のミラー２２は放射を第２のミラー２４（図２参照）に向けて誘導しうる。

[0047] コレクタＣＯは、対応する完全な楕円体形状に関連して変形された楕円体形状を有する反射面を有する。コレクタＣＯは、完全な楕円体形状を有するリフレクタではない。比較を容易にするために、図３ａに、完全な楕円体を破線３００で示す。図３ａを参照すると、コレクタＣＯの反射面の内側部分（すなわち、光軸ＯＡに最も近い部分）は、完全な楕円体形状に対して外側に湾曲していることが分かるであろう。この文脈において「外側に湾曲する」という表現は、コレクタＣＯの反射面が完全な楕円体形状３００の外側にあるようにさせる湾曲を意味するものとして解釈されうる。同様に、コレクタＣＯの反射面の外側部分（すなわち、コレクタの外縁に近い部分）は、完全な楕円体形状に対して内側に湾曲している。この文脈において「内側に湾曲する」という表現は、コレクタＣＯの反射面が完全な楕円体形状３００の内側にあるようにさせる湾曲を意味するものとして解釈されうる。「完全な楕円体形状の内側」にあるコレクタＣＯの反射面の部分への言及は、コレクタの反射面の当該部分が、完全な楕円体形状３００が伸張されて完全な楕円体を形成する場合に形成されうる形状の内側にあることを意味するものとして解釈されうる。同様に、「完全な楕円体形状の外側」にあるコレクタの一部の反射面への言及は、コレクタの反射面の当該部分が、完全な楕円体形状３００が伸張されて完全な楕円体を形成する場合に形成されうる形状の外側にあることを意味するものとして解釈されうる。

[0048] 中間位置２４０において、コレクタＣＯの反射面は完全な楕円体形状と交差する。

[0049] 図３ａおよび図３ｂに、コレクタＣＯの変形された楕円体形状の効果を示す。図３ａは、ＥＵＶ放射をコレクタＣＯの外側部分へと進む光線として示し、図３ｂは、放射をコレクタの内側部分へと進む光線として示す。これらの光線を別々の図面に示すことで図面を過剰に複雑にすることを回避している。

[0050] 図３ａに示す従来のコレクタ３００をまず取り扱う。プラズマ３１０は破線で示す放射を発生させ、この放射はコレクタ３００の外側部分へと進み、コレクタによって反射される。反射された放射は、アパーチャ２５０における中間焦点ＩＦを通過し、第１のミラー２２に入射する。本発明の実施形態のコレクタＣＯが用いられる場合、プラズマが形成される位置は、左に移動する（図３ａには＋Ｚ方向と示す）。したがって、プラズマは、位置３１０ではなく位置２１０において発生される。プラズマ３１０によって発生された放射はコレクタＣＯへと進み、コレクタによって反射される。放射は、アパーチャ２５０を通過するが、アパーチャにおける中間焦点には合焦されない。代わりに、放射はアパーチャ２５０の少し後方で合焦される。放射は、例えばアパーチャから遠く離れて合焦されるのではなくアパーチャ２５０の少し後方で合焦されるので、依然としてアパーチャを通過できる。放射は、以下にさらに説明するように、アパーチャ２５０を通過する際にクリッピングされうる。放射は第１のミラー２２に入射する。図３ａから分かるように、放射は、従来のコレクタ３００によって集められた放射よりも光軸ＯＡに近い。

[0051] 図３ｂに示す従来のコレクタ３００を参照するに、プラズマ３１０は破線で示す放射を発生させ、この放射はコレクタ３００の内側部分へと進み、コレクタによって反射される。反射された放射は、アパーチャ２５０における中間焦点ＩＦを通過し、第１のミラー２２に入射する。本発明の実施形態のコレクタＣＯが用いられる場合、プラズマは、位置３１０ではなくて位置２１０において発生される。プラズマ２１０によって発生された放射は、コレクタＣＯへと進み、コレクタによって反射される。この放射はアパーチャ２５０を通過するが、アパーチャにおける中間焦点において合焦されない。代わりに、この放射はアパーチャ２５０の少し前方で合焦される。放射は、アパーチャ２５０を通過する際にクリッピングされうる。放射は第１のミラー２２に入射する。図から分かるように、放射は、従来のコレクタ３００によって集められた放射よりも光軸ＯＡから離れている。

[0052] 図３ａおよび図３ｂは、本発明の一実施形態によるコレクタＣＯの効果を概略的に示すことを意図している。これらの図はコレクタＣＯの形状の厳密な指示を与えることを意図していない。コレクタＣＯの形状は図４を参照してより理解できるであろう。

[0053] 図４は、コレクタの中心（コレクタの中心は光軸ＯＡに対応する）からの半径方向距離ｒの関数として、完全な楕円体形状からのコレクタＣＯの反射面の偏差ｄＺを示すグラフである。コレクタＣＯの反射面が完全な楕円体形状を有したのならば、グラフは、ｄＺ＝０において直線となる。そうではなくて、コレクタＣＯは完全な楕円体形状とは異なる（コレクタＣＯは変形された楕円体形状である）ことがグラフから分かるであろう。

[0054] コレクタＣＯの内側部分（すなわち、光軸ＯＡに最も近い部分）は、最大約４００μｍで完全な楕円体形状に対して外側に湾曲する。光軸ＯＡからの半径方向距離は、光軸から約１８０ｍｍの半径方向距離である位置２４０まで、外側への湾曲の深度が減少すると増加し、反射面は完全な楕円体形状と交差する。この点２４０は、図３ａおよび図３ｂに示す位置２４０に対応する。光軸から約１８０ｍｍを超えると、コレクタＣＯは完全な楕円体形状に対して内側に湾曲する。内側湾曲の高さは、最大で約５００μｍまで半径方向距離と共に増加する。

[0055] コレクタＣＯの形状の別の説明としては、コレクタは完全な楕円体形状から次の通りに変形される。すなわち、楕円体を中間半径方向位置２４０に固定し、中間位置２４０と光軸ＯＡとの間の半径方向位置に楕円の焦点を＋Ｚ方向に移動させ、中間位置２４の外側の半径方向位置において楕円の焦点を−Ｚ方向に移動させる。

[0056] 図４から推察されうるように、完全な楕円体形状からのコレクタＣＯの反射面の偏差ｄＺは、余弦級数

によって表されうる。ここでＡ_ｉおよびｋ_ｉは定数であり、ｒは光軸からの半径方向距離である。例えばミラー２２の位置といったように、ＥＵＶビームの伝播方向におけるアパーチャ２５０から離れた位置での放射強度の均一性には、式１の高次項はあまり影響を与えないという場合がありうる。これが当てはまる場合、式１は

に簡約することができる。ここで、Ｄはコレクタの直径である。

[0057] 完全な楕円体形状からのコレクタＣＯの反射面の偏差ｄＺは、コレクタＣＯがもはや完全な楕円体形状でなくなるような偏差である。したがって、コレクタは、一意の第２の焦点に完全に結像されうる一意の第１の焦点を有さない。プラズマ発生位置２１０は、コレクタＣＯの近似焦点と呼ばれうるものに近い。

[0058] 一実施形態では、コレクタの湾曲ｄ（ｄＺ／ｄｒ）／ｄｒにおける変化（反射面の二次導関数）は、光軸ＯＡの近くおよびコレクタＣＯの外周近くでは最小である。Ｚ（および−Ｚ）方向における並進は、光軸ＯＡの近くおよびコレクタＣＯの外周の近くでは最大である。

[0059] 一実施形態では、コレクタＣＯの反射面の形状は、光軸ＯＡ周りで回転対称である。つまり、形状は方位角とは無関係で光軸ＯＡからの半径方向距離にのみ依存する。

[0060] 図４は、（完全な楕円体形状に対する）コレクタＣＯの反射面の特定の寸法セットを示すが、コレクタの反射面は他の寸法を有してもよい。例えば完全な楕円体形状からのコレクタの偏差ｄＺは、最大で、コレクタの直径の１００分の１（例えば６００ｍｍの直径を有するコレクタに対して最大６ｍｍ）でありうる。例えば完全な楕円体形状からのコレクタの偏差ｄＺは、コレクタの直径の１００００分の１以上（例えば６００ｍｍのコレクタに対して０．０６ｍｍ以上）でありうる。偏差ｄＺは、コレクタＣＯの反射面に実質的に垂直な方向に測定されうる。

[0061] 本発明のコレクタＣＯの効果は、第１のミラー２２における放射ビーム強度の空間変化率を減少することである。つまり、強度の均一性が向上される。

[0062] 強度の均一性は遠視野において向上される。遠視野とは、角度視野分布（angular field distribution）が放射源からの距離と実質的に無関係である場所と考えられうる。本発明の文脈では、遠視野は、３＊ｄ／ＮＡ_ａｐより大きい、ＥＵＶ放射の伝播方向に沿ったアパーチャ２５０からある距離における強度分布の場所として定義され、ここで、ｄはアパーチャ２５０の直径であり、ＮＡ_ａｐはアパーチャ２５０を横切るＥＵＶ放射ビームの開口数である。本説明において、第１のミラー２２における強度の均一性に言及する場合、これは、遠視野における強度の均一性を言及してことと同じと見なされうる。

[0063] 図５は、従来技術の楕円体形状コレクタ３００から生じる、光軸ＯＡからの半径方向距離の関数として第１のミラー２２に入射する放射の正規化された強度Ｉを示すグラフである。このグラフはシミュレーションを用いて生成された。図５から分かるように、光軸ＯＡでは第１のミラー２２に入射する放射はない。これは、コレクタ３００に孔２３０があることによる（図３ａおよび図３ｂ参照）。光軸からの半径方向距離が増加するにつれて、放射の強度も最大値（１に正規化される）まで急増し、次に光軸から約１５０ｍｍの半径方向距離で０．３未満に下がる。

[0064] 図５に示す放射強度プロファイルは、従来技術のコレクタ３００の楕円体形状と、コレクタの反射面の有効性における変動との組み合わせによってもたらされたものである。反射面は多層コーティングを含み、このコーティングの層は、コレクタによって建設的干渉が発生するように選択された厚さを有する。この建設的干渉は反射をもたらす。光軸ＯＡからの半径方向距離が増加するにつれて、多層構造体が建設的干渉を与える有効性は減少し、したがって、コレクタの反射性も減少する。多層コーティングの効率におけるこの減少が、コレクタの形状と共に図５に示す強度プロファイルをもたらす。

[0065] 図６は、図４に示す形状を有するコレクタＣＯから生じる、光軸ＯＡからの半径方向距離の関数として第１のミラー２２に入射する放射の正規化された強度を示すグラフである。図６はシミュレーションを用いて生成された。図５と同様に、光軸ＯＡでは第１のミラー２２に入射する放射はない。さらにこれも図５と同様に、放射の強度は最大値（１に正規化される）まで急増する。次に放射の強度は、光軸からの反射距離の関数として減少する。しかし、図５では１５０ｍｍの半径方向距離における半径方向強度は０．３未満であったのに対し、約１５０ｍｍでの半径方向強度は０．３をかなり上回っている。したがって、本発明の実施形態によるコレクタは、第１のミラー２２の面に亘って放射の強度が減衰する速度を減少する。強度の均一性が向上された。

[0066] 本発明の実施形態は、第１のミラー２２に亘って放射強度が減少する速度の相当な減少を与える。強度減少の速度は、例えば２０％以上で、例えば最大３０％で減少されうる。

[0067] 完全な楕円体形状からのコレクタＣＯの変更は、２つの競合する効果を提供すると考えられうる。図３ｂを参照するに、コレクタＣＯの外側に湾曲した内側部分は、従来のコレクタ３００よりも強い湾曲を有し、遠視野における放射ビームにおけるエネルギーを外側に移動させる。図３ａを参照するに、プラズマ２１０とコレクタＣＯの外側部分との間の距離が減少することによって、遠視野における放射ビームにおけるエネルギーを内側に移動させる。これらの２つの効果間のバランスは、半径方向距離によって変動する。コレクタＣＯの内縁では、放射の外側エネルギー再分布はさほど大きくはない。外側エネルギーの再分布は、中間点２４０に到達するまで半径方向距離が増加するにつれて大きくなる。この中間点２４０を超えると、エネルギーの再分布は外側ではなく内側となる。内側エネルギー再分布は、外側エネルギー再分布より弱く、したがって、コレクタＣＯは正味の外側エネルギー再分布を与える。

[0068] 上に詳述したように、完全な楕円体形状からのコレクタ形状の偏差は余弦関数でありうる。この場合、コレクタＣＯによって与えられるエネルギー再分布は、余弦関数の導関数、すなわち正弦関数によって左右されうる。これは、コレクタＣＯの内縁では比較的弱いが内縁からの距離が増加するにつれて大きくなる外側エネルギー再分布を与える。正弦関数、したがって、外側エネルギー再分布は、中間点２４０において最大値に到達し、次にコレクタＣＯの外縁においてゼロに徐々に小さくなる。プラズマ発生位置２１０の（従来の位置３１０からの）変化によって、プラズマをコレクタＣＯの外縁の近くに移動し、さほど大きくない内側エネルギー再分布を与える。このさほど大きくない内側エネルギー再分布は、遠視野における放射ビームが、強度均一性の著しい向上を与えることなく単に大きくなることを防ぐ。

[0069] 図５および図６に示す強度プロファイルは正規化されているので、図５および図６では第１のミラー２２におけるピーク強度間の差は明らかではない。しかし、本発明の実施形態を用いた場合、第１のミラー２２に亘る半径方向強度はよりゆっくりと減衰するので、所与の総放射強度に対して、第１のミラー２２に入射するピーク放射は減少されることになる。第１のミラー２２に入射する放射のピーク強度を減少することは、ミラーが放射によって損傷される可能性を低くするので有利である。

[0070] 図６に示す強度プロファイルは均一ではないが、図５に示す強度プロファイルに比べると均一性が向上されている。均一性が向上された強度プロファイルを与えることは、イルミネータＩＬによってより均一な放射ビームが形成可能となるので、有利である。イルミネータＩＬの主目的は、パターニングデバイスＭＡにおいて滑らかな強度プロファイルを有する放射を与えることである。本発明は、イルミネータＩＬに入る放射の強度プロファイルを向上させることによって、イルミネータＩＬがパターニングデバイスＭＡにおいてより滑らかな強度プロファイルを有する放射を与えることを可能にする。これは、パターンがパターニングデバイスＭＡから基板Ｗ上に投影される（図２を参照）精度を向上することを助けうる。

[0071] 別の手法では、パターニングデバイスＭＡにおける放射の均一性が所定の閾値内に収まりさえすればよければ、本発明は、イルミネータＩＬの光学部品をあまり複雑ではない光学部品と取り替えてもこの要件を満たし続けることを可能としうる。例えば、第１のミラー２２を構成するフィールドファセットミラーの数および第２のミラー２４を構成する瞳ファセットミラーの数を少なくすることができる。

[0072] コレクタの反射面のプロファイルが、楕円体形状から変更される程度は、コレクタＣＯと第１のミラー２２との間に配置されたアパーチャ２５０によって制限されうる（例えば図３ａを参照）。コレクタ形状を完全な楕円体形状から変更することの効果を図３ａに概略的に示す。コレクタＣＯの外側部分から反射された光線は、アパーチャ２５０において合焦されておらず、代わりに放射ビームは、アパーチャにおいて有限直径を有する。この直径は、アパーチャ２５０の直径よりも小さくなるよう制御されうる。アパーチャにおける放射ビームの直径は、式１の定数Ａの振幅を介して制御されうる（定数Ａを減少すると、放射ビームの直径も減少する）。

[0073] 一実施形態では、アパーチャ２５０は所与の直径を有し、また、実質的に全ての放射がアパーチャ２５０を通過することがリソグラフィ装置の要件でありうる。このことは、コレクタの反射面の半径方向のプロファイルが完全な楕円体形状から変更されうる程度を制限しうる（完全な楕円体形状は最強の合焦を与える）。これは、翻って、第１のミラー２２における半径方向強度プロファイルの均一性が向上されうる度合いを制限しうる。

[0074] 幾つかの場合では、放射ビームの一部をアパーチャ２５０によってクリッピング可能とすることが可能でありうる。例えば放射ビームの１〜１０％（またそれ以上）をアパーチャ２５０によってクリッピングしてもよい。放射ビームの一部をクリッピング可能とすることによって、（クリッピングがない場合の半径方向強度プロファイルと比べて）第１のミラー２２における半径方向強度プロファイルの均一性が向上されうる。これは、クリッピングによって、完全な楕円体形状からのコレクタの反射面の形状の更なる変更が可能となるからである。

[0085] 一般に、光学的効果を有するアパーチャ２５０について、より大きい直径を有するアパーチャが、コレクタの反射面の形状を完全な楕円体形状からさらに変更することを可能にする。このことは、翻って、第１のミラー２２においてより良好な強度均一性を達成することを可能にする。例えば１２ｍｍの直径を有するアパーチャは、６ｍｍの直径を有するアパーチャに比べて第１のミラー２２においてかなり向上された強度プロファイルを可能にしうる。図７は、１２ｍｍの直径を有するアパーチャについて、シミュレーションを用いて計算された第１のミラー２２における強度プロファイルを示す。著しいピークが、強度プロファイルの中心の近くに依然として存在するが、プロファイル全体に亘って（すなわち、第１のミラーに亘って）強度のはるかに大きい部分がより均等に広がっていることが分かるであろう。

[0076] アパーチャ２５０は、例えば２ｍｍ以上の直径を有しても、１５ｍｍより大きい直径を有してもよい。アパーチャ２５０は、例えば３０ｍｍ以下の直径を有しても、例えば１５ｍｍ未満の直径を有してもよい。

[0077] 幾つかの場合では、アパーチャ２５０は十分に大きくて、著しい光学的効果がないことがある（例えば２０ｍｍ超の直径）。この場合、コレクタの反射面の形状は、アパーチャ２５０の効果を考慮に入れることなく、第１のミラー２２における所望の放射強度プロファイルを与えるように選択されうる。

[0078] 本発明の実施形態は、上述したようにアパーチャ２５０における放射の幾らかの合焦ずれを与える。瞳面におけるこの合焦ずれは、リソグラフィ装置内の他の瞳面においても放射の焦点がずれるという利点を与えうる。例えば図２を参照するに、放射はイルミネータＩＬの第２のミラー２４においてその焦点がずれうる。これは、第２のミラー２４を高い強度の放射が損傷する可能性を低くしうる。

[0079] 有利な効果を与えるコレクタ形状を計算しうる１つの方法は、マスワークス（Mathworks）から入手可能であるマットラブ（Matlab）といったプログラム上でのシミュレーションランを用いることである。このシミュレーションは、遠視野における半径方向強度プロファイルを、コレクタ収差ベクトルの関数として計算するように構成され、コレクタ収差ベクトルは、完全な楕円体からのコレクタの偏差ｄＺのフーリエ係数である。シンプレックス（Simplex）法を用いてメリット関数を計算しうる。メリット関数は、４乗にされた、アパーチャ２５０を通る透過率によって除算された標準偏差プロファイルでありうる。プラズマの位置は、このシミュレーションにおいて光軸ＯＡに沿って移動可能にされうる。

[0080] 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。

[0081] 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。

[0082] 「レンズ」という用語は、文脈によって、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。

[0083] 用語「ＥＵＶ放射」は、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内といった５〜２０ｎｍの範囲内、または、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含しているとみなしてよい。

[0084] 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。上記の説明は、限定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

ＥＵＶ放射源であって、
プラズマ形成位置に燃料の液滴を送るように構成された燃料供給源と、
前記プラズマ形成位置におけるプラズマによって放出されたＥＵＶ放射を集めおよび反射するように構成され、それにより前記放射源の壁にあるアパーチャを横断するＥＵＶ放射ビームを与えるコレクタと、
を含み、
前記コレクタは、対応する完全な楕円体形状に関連して変形された楕円体形状を有する反射面を有し、それにより前記変形された楕円体形状は、前記完全な楕円体形状を有するコレクタで得られる強度均一性と比較して、３＊ｄ／ＮＡ_ａｐより大きい、前記ＥＵＶ放射ビームの伝播方向に沿った前記アパーチャからある距離において、集められたＥＵＶ放射の向上された強度均一性を与え、ここでｄは前記アパーチャの直径であり、ＮＡ_ａｐは前記ＥＵＶ放射ビームの開口数である、ＥＵＶ放射源。
前記コレクタの前記反射面の前記変形された楕円体形状は、前記完全な楕円体形状に対して外側に湾曲する内側部分と、前記完全な楕円体形状に対して内側に湾曲する外側部分とを含む、請求項１に記載のＥＵＶ放射源。
前記完全な楕円体形状からの前記コレクタの偏差は、最大で、前記コレクタの前記直径の１００分の１であり、前記偏差は前記コレクタの前記反射面に実質的に垂直な方向において測定される、請求項１または２に記載のＥＵＶ放射源。
完全な楕円体形状からの前記コレクタの偏差は、前記コレクタの前記直径の１００００分の１以上であり、前記偏差は前記コレクタの前記反射面に実質的に垂直な方向において測定される、請求項１から３のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
前記コレクタの形状は、前記ＥＵＶ放射源の光軸を中心とする余弦級数に従って前記完全な楕円体形状から偏差し：

ここで、ｄＺ（ｒ）は前記楕円体形状からの前記コレクタ形状の偏差であり、Ａ_ｉおよびｋ_ｉは定数であり、ｒは前記光軸からの半径方向距離である、請求項１から４のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
前記コレクタの形状は、前記ＥＵＶ放射源の光軸を中心とする余弦関数に従って前記完全な楕円体形状から偏差する、請求項１から４のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
前記プラズマ形成位置は、前記コレクタの焦点に対して変位しており、前記変位は前記コレクタの方向にある、請求項１から７のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
請求項１から７のいずれか一項に記載の前記ＥＵＶ放射源と、
放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
前記放射ビームの断面にパターンを付与しそれによりパターン付き放射ビームを形成可能である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、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板のターゲット部分上に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、
を含むリソグラフィ装置。
前記リソグラフィ装置はアパーチャを含み、前記コレクタ形状は、前記コレクタが前記アパーチャを通過させる、前記プラズマによって放出された放射の十分な合焦を与えるように構成される、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
前記リソグラフィ装置はアパーチャを含み、前記コレクタ形状は、前記集められた放射の少なくとも９０％が前記アパーチャを通過し、残りは前記アパーチャによってクリッピングされるように前記プラズマによって放出された放射の十分な合焦を与えるように構成される、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
前記アパーチャは、前記ＥＵＶ放射源と前記照明システムとの間に配置される、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
ＥＵＶ放射を発生させる方法であって、
燃料供給源を用いてプラズマ形成位置に燃料の液滴を送ることと、
コレクタを用いて前記プラズマ形成位置におけるプラズマによって放出されたＥＵＶ放射を集めてＥＵＶ放射ビームを与えることと、
前記ＥＵＶ放射ビームを、アパーチャを通るように案内することと、
を含み、
前記コレクタは、対応する完全な楕円体形状に関連して変形された楕円体形状を有する反射面を有し、それにより前記変形された楕円体形状は、前記完全な楕円体形状を有するコレクタで得られる強度均一性と比較して、３＊ｄ／ＮＡ_ａｐより大きい、前記ＥＵＶ放射ビームの伝播方向に沿った前記アパーチャからある距離において、集められたＥＵＶ放射の向上された強度均一性を与え、ここでｄは前記アパーチャの直径であり、ＮＡ_ａｐは前記ＥＵＶ放射ビームの開口数である、方法。
前記コレクタの前記反射面に、完全な楕円体形状に対して外側に湾曲する内側部分と、前記完全な楕円体形状に対して内側に湾曲する外側部分と設けることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。