JP5027192B2 - 放射源および極端紫外線放射を発生させる方法 - Google Patents

放射源および極端紫外線放射を発生させる方法 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源、およびそのような放射源を含むリソグラフィ装置に関する。
[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。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いわゆるステッパ、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いわゆるスキャナが含まれる。
[0003] 小型化が進む構造を基板上に投影可能とするために、１０〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射であるＥＵＶ放射を使用することが提案されている。更に、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった、例えば５〜１０ｎｍの範囲内の、１０ｎｍ未満の波長を有するＥＵＶ放射を用いうることも提案されている。
[0004] 放射は、プラズマを用いて生成されうる。プラズマは、例えば、好適な材料（例えば、スズ）の粒子といった燃料、または、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気といった好適なガスまたは蒸気のストリームにレーザを向けることによって作成されうる。結果として得られるプラズマは、例えば、ＥＵＶ放射である放射を放出し、この放射は、放射を受け取りまた放射をビームへと集束するミラー付きコレクタといったコレクタを用いて集められる。放射を放出するプラズマとコレクタは共に放射源を構成するとみなされることもある。上述したように、レーザを燃料粒子に向けることによってプラズマを発生させる放射源は、多くの場合、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれる。
[0005] プラズマ放射源によってプラズマを発生させると、放射に加えて、熱化された原子、イオン、ナノクラスタ、および／またはマイクロ粒子といった粒子状の汚染も生成される。この汚染は、所望の放射と共に、プラズマからコレクタに向かって出力され、コレクタ、および／または、放射源の他の部分、および／または、リソグラフィ装置の他の部分に損傷を引き起こしてしまうことがある。
[0006] 放射源の面および／またはリソグラフィ装置の他の部分上に汚染が入射することを低減することが望ましい。
[0007] 本発明の一態様では、極端紫外線放射を発生させるように構成された放射源が提供される。この放射源は、燃料小滴を発生させる小滴ジェネレータと、小滴ジェネレータによる燃料小滴の発生に続いて燃料小滴を加熱することで、燃料小滴中にある燃料の質量を低減する、および／または、燃料小滴の密度を低減するヒータと、ヒータによって加熱された燃料小滴上に放射を誘導することで、極端紫外線放射を発生させる放射エミッタを含む。
[0008] 本発明の一態様では、極端紫外線放射を発生させる方法が提供される。この方法は、燃料小滴を発生させることと、燃料小滴を加熱することで、燃料小滴中にある燃料の質量を低減する、および／または、燃料小滴の密度を低減することと、続いて、極端紫外線放射が発生されるように燃料小滴上に放射を誘導することを含む。
[0009] 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。
[0010] 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。 [0011] 図２は、本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の詳細を概略的に示す。 [0012] 図３は、本発明の一実施形態による放射源を概略的に示す。 [0013] 図４は、本発明の一実施形態による放射源を概略的に示す。
[0014] 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している。リソグラフィ装置は、放射の放射ビームＢ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。リソグラフィ装置は更に、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付けるように構成された第１ポジショナＰＭに連結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、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２ポジショナＰＷに連結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、屈折または反射投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
[0015] 照明システムとしては、放射を誘導、整形、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。
[0016] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの配向、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。サポート構造ＭＴ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ＭＴ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ＭＴ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。
[0017] 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。
[0018] パターニングデバイスは、反射型であってよい。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、レベンソン型(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。
[0019] 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。
[0020] 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）であってよい。
[0021] 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つ以上のパターニングデバイステーブル）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。
[0022] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。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。
[0023] 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。
[0024] 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ＭＡを通り抜けた後、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、パターニングデバイス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、サポート構造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）、サポート構造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。
[0025] 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。
[0026] １． ステップモードにおいては、サポート構造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。
[0027] ２． スキャンモードにおいては、サポート構造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。
[0028] 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、サポート構造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。
[0029] 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。
[0030] 図２は、放射源ＳＯ、イルミネータＩＬ、および投影システムＰＳを含む図１のリソグラフィ装置をより詳細に示す。放射源ＳＯは、プラズマ２からＥＵＶ放射を発生させる。プラズマ２は、小滴ジェネレータ２０によって発生されるＳｎまたはＧｄといった好適な材料の複数の小滴上に、レーザビーム５を向けることによって作成される。レーザビーム５は、小滴を蒸発させ、それによりプラズマ２を発生させる。
[0031] プラズマ２によって放出される放射は、コレクタ３によって集められ、格子スペクトルフィルタ７上へ向けられる。放射は、次に、格子スペクトルフィルタ７から中間焦点８へと送られる。中間焦点８は、放射源ＳＯにおけるアパーチャの仮想放射源点８として機能する。放射ビーム９は、放射源ＳＯからイルミネータＩＬ内において第１法線入射リフレクタ１０および第２法線入射リフレクタ１１を介して、サポート構造ＭＴ上に配置されたパターニングデバイス（例えば、マスク）へと反射される。パターン付き放射ビーム１２が形成され、このビームは、投影システムＰＬ内において第１反射素子１３および第２反射素子１４を介して、基板テーブルＷＴ上に保持される基板（図示せず）上に結像される。イルミネータＩＬおよび投影システムＰＳ内には、通常、図示するものより多くの素子が存在してよい。
[0032] 図３は、本発明の一実施形態による放射源を概略的に示す。本発明の本実施形態および他の実施形態は、上述したリソグラフィ装置内に設けられてよい。放射源ＳＯは、例えば、ＳｎまたはＧｄである液化燃料（ターゲット材料）を燃料小滴に変換するように構成且つ配置された小滴ジェネレータ２０を含む。小滴ジェネレータ２０は、プレート２１内に設けられた開口（図示せず）を含んでよく、このプレートは、ピエゾアクチュエータ２２に取り付けられている。このピエゾアクチュエータ２２は、燃料小滴が開口から出るようにプレート２１をパルス動作で動かすよう配置されてよい。この小滴発生機構は、インクジェットプリンタに用いられる小滴発生機構に類似する。
[0033] 小滴ジェネレータ２０は、定間隔で連続する燃料小滴２４ａ〜ｇを、相互作用領域２６に供給する。小滴ジェネレータ２０は、図３では、相互作用領域２６の上方にあるように示すが、小滴ジェネレータ２０は、例えば、相互作用領域２６の側部にあってもよい。燃料小滴は、重力の影響下で小滴ジェネレータ２０から落下するだけではなく、小滴ジェネレータから発射されて、例えば、毎秒２０から６０メートルの範囲の速度で進行しうる。
[0034] 燃料小滴２４ａ〜ｇは、相互作用領域２６に到達すると、レーザといった放射エミッタ３０によって供給される放射ビーム５が当たる。レーザ３０は、例えば、１０．６マイクロメートルの波長の放射を供給するＣＯ２レーザであってよい。あるいは、１乃至１１マイクロメートルの範囲の波長を有する他の好適な放射エミッタまたはレーザを用いてもよい。放射ビーム５は、好適な光学システム（図示せず）を用いて、相互作用領域２６内にフォーカスされうる。放射ビーム５と相互作用すると、燃料小滴２４ａ〜ｇは、６．７ｎｍ放射、１３．５ｎｍ放射、または任意の他のＥＵＶ放射（例えば、５乃至２０ナノメートルの範囲内）を放出しうるプラズマ状態にされる。ＥＵＶ放射の放出に加えて、プラズマは更に、ＥＵＶスペクトル外の波長を含みうる広い波長範囲に亘っての放射も放出しうる。ＥＵＶ放射３２は、コレクタ３（楕円形に成形されうる）によって集められ、ＥＵＶ放射ビームとして、中間焦点８（図２に示す）に向けて誘導されうる。
[0035] プラズマ発生は、熱化された原子、イオン、ナノクラスタ、および／またはマイクロ粒子といった粒子状の汚染を生成する。この汚染は、コレクタ３および／またはリソグラフィ装置の他の部分に損傷を引き起こしてしまう場合がある。この理由から、放射源ＳＯはバッファガスを含むことがある。バッファガス分子と衝突するデブリ粒子は、そのエネルギーをこれらの分子に伝達し、それにより、デブリ粒子が進行する距離が短くされる。バッファガスの密度が十分に高い場合（バッファガス分子との十分な数の衝突が行われる）、デブリ粒子は、コレクタ３および／またはリソグラフィ装置の他の部分に到達する前にそのエネルギーがなくなることがある。バッファガスに加えて、汚染トラップ３４が放射源内に設けられてよく、この汚染トラップは、相互作用領域２６から出るデブリ粒子を集めるかまたは偏向させるように構成されている。
[0036] 通常、バッファガスは、デブリ粒子がコレクタ３に到達するのを阻止することにおいて１００％効果があるわけではない。したがって、デブリ粒子はコレクタ３上に入射し、時間と共にコレクタの反射性が低減する。これは、基板Ｗ上への誘導に利用可能であるＥＵＶ放射の強度を低減するので、リソグラフィ装置のスループットを低減してしまいうる。したがって、コレクタ３上へのデブリ粒子の入射を低減することが望ましい。
[0037] 小滴ジェネレータ２０は、通常、５０μｍ以上の直径を有する燃料小滴を発生させるように構成される。燃料小滴の直径は、小滴ジェネレータのプレート２１における開口の直径によって決定される。５０μｍ未満の直径の開口を設けることも可能であるが、このことは、通常、行われていない。何故なら、このように細い開口は、デブリが詰まる可能性が実質的に高いからである。開口が詰まると、燃料小滴の発生が停止し、それにより、リソグラフィ装置の動作が中断されてしまう。したがって、実際のシステムでは、５０μｍ以上の直径を有する開口を用いて燃料小滴を発生させることが好適でありうる。
[0038] 燃料小滴における材料の全てが、ＥＵＶ放射発生に寄与するわけではない。ＥＵＶ放射発生に寄与しない材料は、デブリ粒子に変換される。Ｓｎの例を考えると、放射ビーム５が、５０μｍのＳｎ小滴上に入射すると、相当な割合のＳｎがＥＵＶを発生させるプラズマを形成せず、その代わりにＳｎ粒子を形成する。このことは、放射ビームによって蒸発可能であるＳｎの質量には限界があり、この質量の余剰となるＳｎがＳｎ粒子を形成してしまうことによって生じる。これらのＳｎ粒子は、通常、５０乃至１００ｎｍの直径で、（他のデブリ粒子と比較して）相対的に高い質量と、高いエネルギーを有する。したがって、デブリ粒子がコレクタ３上に入射することを阻止することは困難である。
[0039] 本発明の実施形態は、燃料小滴中の燃料量を低減しうる。これにより、より大きい割合で燃料小滴が、ＥＵＶ放射を発生させるプラズマに寄与することが可能となり、また、発生されるデブリ粒子量を低減しうる。これは、翻っては、コレクタ３（及びリソグラフィ装置の他の部分）の汚染を低減する。
[0040] サーマルヒータ４０を用いて、燃料小滴が生成された後に燃料小滴２４中の燃料量が低減される。サーマルヒータ４０は、小滴上に熱を当てるように配置された１つ以上のヒータ素子を含む。図示するサーマルヒータ４０は円筒形であり、小滴が相互作用領域２６に向かって進行する際に加熱されるように、小滴が小滴ジェネレータ２０から相互作用領域２６に進行する経路の一部を囲む。サーマルヒータの一般的な長さは、放射源ＳＯ内で、例えば１０ｃｍであり、また放射源ＳＯ内で、小滴ジェネレータ２０と相互作用領域２６との間の距離は約１５ｃｍである。しかし、サーマルヒータは、例えば最大で２０ｃｍ長、最大で１５ｃｍ長、最大で１０ｃｍ長、最大で５ｃｍ長、または任意の他の好適な長さであってもよい。通常、サーマルヒータの長さは、燃料小滴の進行速度を考慮しつつ、燃料小滴が、相互作用領域２６に入る前に、その燃料の相当部分がなくなるように十分に加熱されるように選択されうる。
[0041] サーマルヒータ４０は、例えば、適切な温度に加熱された金属の円筒から形成されてよく、円筒から内側に向かって熱が発せられ、それにより小滴２４ａ〜ｇを加熱する。絶縁体（図示せず）をサーマルヒータの外面に設けて、放射源ＳＯの他の部分に向けて外側に向かって発せられる熱量を低減することができる。サーマルヒータは円筒として記載されているが、サーマルヒータは任意の好適な形状（例えば、互いに向かい合う1対のプレート、または、断面が四角形、矩形、または他の形状である管）であってよい。
[0042] 図３は、燃料小滴２４ａ〜ｇのそれぞれが、先行する燃料小滴よりサイズが小さいことを示す（すなわち、燃料小滴が相互作用領域２６に向かって進行するにつれて、そのサイズが小さくなることを示す）。これは、燃料小滴から燃料（本実施例ではＳｎ）が蒸発することによるものでありうる。蒸発は、燃料小滴の外面上の燃料分子が熱を介して十分なエネルギーを受け取ることで、それらの分子が燃料小滴の外面から離脱することにより生じる。燃料小滴からの燃料の蒸発は、燃料小滴がサーマルヒータから出た後も生じ続けうる（これは、燃料小滴にすでに伝達された熱によるものである）。図３は、このことを、燃料小滴２４ｅ〜ｇがサーマルヒータを出た後もサイズが小さくなり続けていることを示すことによって表している。
[0043] 燃料小滴から燃料を蒸発させることによって、サーマルヒータは、相互作用領域２６に燃料小滴が到達するときの燃料小滴中にある燃料量を低減する。上述したように、放射ビーム５によって蒸発可能である燃料（例えば、Ｓｎ）の質量には限界があり、この質量の余剰の燃料は不所望のデブリ粒子を代わりに形成してしまいうる。小滴中にある燃料量を低減することによって、発生されるデブリ粒子の数を低減しうる。小滴中にある燃料質量は、例えば、燃料質量が放射ビームによって蒸発可能である質量以下となるように低減されうる。あるいは、燃料質量は、例えば、燃料質量が放射ビームによって蒸発可能である質量に近い（が依然としてより多い）ように低減されうる。
[0044] サーマルヒータ４０内にガス流（矢印４２によって表す）を設けてもよい。ガス流は、蒸発された燃料を放射源内の１つ以上の出口ポート（図示せず）に運び、それにより、蒸発された燃料をリソグラフィ装置から除去する。ガス流を与えるガスは、サーマルヒータ４０の壁に設けられたポート（図示せず）を介して導入されてよい。ガス流は、軽減システムの一例であるとみなしてよい。ガス流、または、他の軽減システムは、本発明の任意の実施形態に設けられてよい。
[0045] 図３は、小滴ジェネレータ２０から相互作用領域２６へと進行するにつれて、燃料小滴２４ａ〜ｇの直径が小さくなることを示すが、これは常に起きるわけではない。燃料小滴から燃料が蒸発しない場合、燃料小滴は、加熱することによって膨張しうる。蒸発と膨張の両方が起こるので、燃料小滴の直径は、膨張効果が蒸発効果より大きい場合に増加し、蒸発効果が膨張効果より大きい場合に減少する。
[0046] 燃料小滴の直径が増加される場合であっても、本発明の実施形態は、依然として、ＥＵＶ放射発生時に発生されるデブリ粒子の量を低減しうる。これは、燃料小滴中の燃料量が低減しているからである。
[0047] 燃料小滴を加熱するとその密度が低減する。燃料小滴の密度を低減することによって、放射ビーム５が燃料小滴内に侵入しやすくなり、それにより、ＥＵＶ発生プラズマに変換される燃料小滴の割合を増加することができる。
[0048] 一実施形態では、燃料小滴の発生後、各燃料小滴の直径は、例えば約５０μｍと約１００μｍの間であってよい。蒸発によって、燃料液滴の直径は、例えば、約１０μｍから約２５μｍに低減されうる。膨張の場合、燃料小滴は大きくなるが、密度は小さくなる。燃料小滴中にある燃料量は、例えば５％よりも大きく、１０％よりも大きく、２０％よりも大きく、４０％よりも大きく、６０％よりも大きく、または８０％よりも大きく減少しうる。
[0049] 図４に示す一実施形態では、ヒータは、燃料小滴２４ａ〜ｇに光学エネルギーを与えるように構成且つ配置されたレーザ５０である。レーザ５０は、小滴ジェネレータ２０と相互作用領域２６との間で燃料小滴２４ａ〜ｇが進行する経路の一部を通るようにレーザビーム５２を向けるように構成される。レーザビームは、燃料小滴２４ａ〜ｇを加熱し、それにより図３に関連して上述した効果を発揮する。ビームダンプ５４がレーザビーム５２を受け取ってよく、このビームダンプはレーザビームを吸収するように配置され、それにより、レーザビームが、リソグラフィ装置の他の部分へと散乱することを回避または低減する。図４では、レーザ５０が燃料小滴ジェネレータ２０に隣接するように示すが、レーザ５０は、ミラー、光ファイバ、またはレーザビーム５２を適切な位置にするように用いられる装置と共にどこに位置付けてもよい。
[0050] 燃料小滴に与えられる熱量は、燃料小滴がレーザビーム５２と相互作用する経路の長さに部分的に依存する。したがって、レーザビームは、燃料小滴の進行方向に対して鋭角で供給されうる。この角度は、例えば、２０度未満、１０度未満、または５度未満であってよい。レーザビームは、燃料小滴がレーザビームと相互作用する位置において一定のビーム直径（または実質的に一定のビーム直径）を与えるべくコリメートされうる。レーザ５０は、例えば、赤外線波長のレーザビームを供給してもよい。例えば、レーザは、２μｍ以上、５μｍ以上、例えば、１０．６μｍまたは９．４μｍの波長のレーザビームを供給してもよい。レーザ５０は、例えば、ＣＯ２レーザであってよい。
[0051] レーザ５０は、連続モードまたはパルスモードで動作しうる。レーザがパルスモードで動作される場合、パルスと小滴発生とのなんらかの同期化が必要となりうる。
[0052] レーザの代わりにランプを用いてもよい。ランプによって発生される電磁放射は、例えば赤外線放射であってよい。ランプによって発生される電磁放射の波長は、例えば２μｍ以上、５μｍ以上であってよい。
[0053] ランプおよびレーザは、電磁放射ジェネレータの例として考えてよい。しかし、任意の好適な電磁放射ジェネレータを用いてよい。電磁ジェネレータの電力は、燃料小滴中の燃料質量の所望の低減を達成すること、および／または、燃料小滴の密度の所望の低減を達成することを目的として制御されうる。
[0054] 電磁放射ビームが燃料小滴の経路を横断すると、電磁放射ビームは燃料小滴の経路を横断して反射して戻るように電磁放射リフレクタ（例えば、ミラー）を用いてもよい。これは、燃料小滴が電磁放射と相互作用する経路長を増加しうる。
[0055] 図３および図４は、それぞれ、サーマルヒータを用いて燃料小滴を加熱することと、電磁放射を用いて燃料小滴を加熱することとを、２つの別個の実施形態として示すが、燃料小滴がヒータおよび電磁放射ビームによって加熱されるように組み合わされてもよい。
[0056] 一実施形態では、ヒータは、燃料小滴を加熱するよう燃料小滴上に電子を向けるように構成且つ配置された電子銃（ｅ銃）である。一実施形態では、ヒータは、燃料小滴に向けられる無線周波数またはマイクロ波周波数を発生させてそれにより小滴を加熱するように構成且つ配置される。例えば、無線周波数またはマイクロ波周波数は、１ＭＨｚから３ＧＨｚの周波数範囲内であってよい。
[0057] 燃料小滴から燃料を少なくとも部分的に蒸発させるように構成された任意の他の好適な燃料小滴ヒータを用いてよい。小滴中の燃料の密度を低減するように構成された任意の他の好適な燃料小滴ヒータを用いてよい。本発明の実施形態は、本明細書に記載された燃料小滴ヒータに限定されない。
[0058] ヒータによって与えられる液体小滴の部分蒸発を、蒸発時に放出される蒸気の軽減と組み合わせてもよい。例えば、図３に関連して上述したガス流を、本発明のいずれかの実施形態に関連して用いてもよい。
[0059] 蒸発時に放出される燃料蒸気の軽減には、ペクレ（Peclet）型の蒸気の抑制を用いてよい。ペクレ効果は、流れの移流速度を、その拡散、多くの場合は熱拡散の速度に対して記述する。これは、熱拡散の場合、レイノルズ（Reynolds）数とプラントル（Prandtl）数との積に等しく、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、動流体を有する保存特性である。一実施形態では、ガス流を供給するように適応されたガス供給システムがペクレ効果を利用して、小滴の還元によって発生された蒸気がコレクタミラーに堆積することを効果的に阻止しうる。一実施形態では、ガス流は水素を含む。
[0060] 本発明の実施形態は、燃料粒子（例えば、Ｓｎ粒子）といったデブリ粒子の生成を少なくしうる。これは、リソグラフィ装置内の軽減することが難しいあらゆる場所におけるデブリの蓄積を低減しうる。これによって、コレクタの耐用年限が長くなり、および／または、デブリ軽減システムがあることによってリソグラフィ装置内の伝送損失が少なくなる。
[0061] 本発明の実施形態はＳｎ燃料小滴に関連して説明したが、本発明は、他の燃料の小滴にも適用してよい。
[0062] 上に用いた極端紫外線（ＥＵＶ）放射という用語は、２０ｎｍ未満、例えば１０〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４の範囲内、例えば５〜１０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍである波長を有する電磁放射を意味するものとして解釈してもよい。
[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は、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] 「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。
[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。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 (14)

  1. 極端紫外線放射を発生させる放射源であって、
    燃料小滴を発生させる小滴ジェネレータと、
    前記小滴ジェネレータによる前記燃料小滴の発生に続いて前記燃料小滴を加熱することで、前記燃料小滴中にある燃料の質量を低減するおよび／または前記燃料小滴の密度を低減するヒータと、
    前記小滴が前記ヒータにより加熱される際に発生される燃料蒸気を軽減する軽減システムと、
    前記ヒータによって加熱された前記燃料小滴上に放射を誘導することで、前記極端紫外線放射を発生させる放射エミッタと、
    を含む放射源。
  2. 極端紫外線放射を発生させる放射源であって、
    燃料小滴を発生させる小滴ジェネレータと、
    前記小滴ジェネレータによる前記燃料小滴の発生に続いて前記燃料小滴を加熱することで、前記燃料小滴中にある燃料の質量を低減するおよび／または前記燃料小滴の密度を低減するヒータと、
    前記ヒータによって加熱された前記燃料小滴上に放射を誘導することで、前記極端紫外線放射を発生させる放射エミッタと、
    を含み、
    前記ヒータは、１０％よりも大きく前記燃料小滴中にある燃料量を低減する、
    放射源。
  3. 前記ヒータは、前記燃料小滴を熱的に加熱するサーマルヒータである、請求項１又は２に記載の放射源。
  4. 前記サーマルヒータは、前記小滴上に熱を当てる１つ以上のヒータ素子を含む、請求項３に記載の放射源。
  5. 前記ヒータは、前記燃料小滴上に電磁放射を誘導する電磁放射源である、請求項１又は２に記載の放射源。
  6. 前記電磁放射源は、前記燃料小滴の進行方向に対して鋭角をなす電磁放射ビームを発生させる、請求項５に記載の放射源。
  7. 前記ヒータは、電子銃である、請求項１又は２に記載の放射源。
  8. 前記ヒータは、前記燃料小滴に誘導される無線周波数またはマイクロ波周波数を発生させる、請求項１又は２に記載の放射源。
  9. 前記小滴が前記ヒータにより加熱される際に発生される燃料蒸気を軽減する軽減システムを更に含む、請求項２に記載の放射源。
  10. 前記軽減システムは、前記小滴を実質的に囲む円筒を含み、また前記軽減システムは、ペクレ効果を利用して前記蒸気を軽減する、請求項１又は９に記載の放射源。
  11. 前記ヒータは、４０％よりも大きく前記燃料小滴中にある燃料量を低減する、請求項１又は２に記載の放射源。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載される放射源を含み、且つ、極端紫外線放射を含む放射ビームにパターンを付けるパターニングデバイスを支持するサポートと、前記パターン付き放射を基板上に投影する投影システムとを更に含む、リソグラフィ装置。
  13. 極端紫外線放射を発生させる方法であって、
    燃料小滴を発生させることと、
    前記燃料小滴を加熱することで、前記燃料小滴中にある燃料の質量を１０％よりも大きく低減することと、
    続いて、極端紫外線放射が発生されるように前記燃料小滴上に放射を誘導することと、
    を含む方法。
  14. 前記燃料小滴中にある燃料量は、４０％よりも大きく低減される、請求項１３に記載の方法。
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