JP5740106B2 - Ｅｕｖ放射発生装置 - Google Patents
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Description
[0001] 本発明は、ＥＵＶ放射発生装置、および、ＥＵＶ放射発生装置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。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みうる。
[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、式（１）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、ＮＡＰＳ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）放射システムを使用することが提案されている。ＥＵＶ放射システムは、約１３ｎｍの放射波長を出力するように構成される。したがって、ＥＵＶ放射システムは、小さいフィーチャのプリンティングの実現に向けて重要なステップを構成しうる。このような放射は、極限紫外線または軟Ｘ線と呼ばれ、可能なシステムとしては、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] レーザ生成プラズマ源は、動作時に、ある材料を、ＥＵＶ範囲における1つ以上の輝線を有する例えばＸｅ、ＬｉまたはＳｎといった元素を有するプラズマ状態に変換する。所望のプラズマは、例えば材料の小滴、ストリーム、またはクラスタの形態にあるターゲット材料をレーザビームで照射することにより生成されることが可能である。
[0007] このプロセスのために、プラズマは、通常、例えば真空チャンバであるが本文書においてはプラズマチャンバとも呼ぶ密閉容器内で生成され、様々なタイプのメトロロジ機器を用いてモニタリングされる。ＥＵＶ放射の発生に加えて、これらのプラズマプロセスは、通常、プラズマチャンバ内に、帯域外放射、ターゲット材料の原子および／または塊／微小小滴である高エネルギーのイオンおよびデブリを含みうる望ましくない副生成物も発生させる。
[0008] 上述したように、ＥＵＶ光を生成する1つの技術は、ターゲット材料を照射することが関与する。この点について、例えば１０．６μｍの波長の光を出力するＣＯ２レーザが、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）プロセスにおいてターゲット材料を照射する駆動レーザとして幾つかの利点を提示しうる。このことは、例えばスズを含む材料である特定のターゲット材料について特に言えることである。例えば、1つの潜在的な利点として、駆動レーザ入力パワーと出力ＥＵＶパワーとの間で比較的高い変換効率を生成する能力が挙げられうる。ＣＯ２駆動レーザの別の潜在的な利点としては、例えばスズデブリで被覆された反射型光学部品といった比較的粗い表面から比較的長波長の光（例えば、１９８ｎｍにおける深ＵＶに比べて）が反射する能力が挙げられうる。１０．６μｍ放射のこの特性は、例えば駆動レーザビームのステアリング、フォーカシング、および／またはその集光力を調節するためにプラズマの近くで反射型ミラーを用いることを可能にしうる。
[0009] 一連の移動している小滴をパルスレーザービームで一貫してかつ正確に当てることは困難である。例えば、一部の高容量ＥＵＶ光源では、約２０〜５０μｍの直径を有し、かつ約５０〜１００ｍ／ｓの速度で移動する小滴を照射しなくてはならない。
[0010] 上記を考慮しつつ、ＥＵＶ光源内の選択された場所にレーザビームを効果的に運ぶおよびフォーカシングするシステムおよび方法が提案されてきている。
[0011] 所定の位置に位置付けられたターゲット材料と、ターゲット材料とビーム経路を確立する少なくとも１つの光学部品と、ビーム経路に沿って位置決めされる光利得媒体とを含むＥＵＶ光源が提案されている。光利得媒体は、シードレーザがビーム経路に出力光子を与えることなく、ターゲット材料がＥＵＶ光放出プラズマを生成するようにターゲット材料と相互作用するための増幅光子ビームを生成するように構成される。光学部品は例えばミラーであってよい。動作時、光学部品とターゲット材料は発振器キャビティを生成しうる。
[0012] しかし、光利得媒体は、所定の位置に線放出材料がない場合に増幅器としても作用し、これは光利得媒体のポンピングを妨げてしまうことがある。
[0013] 所定の位置にターゲット材料がない場合の光利得媒体における放射の望ましくない増幅を回避するために、所定の位置以外の場所からの放射がビーム経路に入ることを減少することが望ましい。
[0014] 本発明の一態様では、ＥＵＶ放射放出プラズマを生成するためにターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成するように構成された、例えばＣＯ２レーザ光利得媒体である光利得媒体と、レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造を含むＥＵＶ放射発生装置が提供される。この構造は、レーザ放射を光利得媒体から離れるように誘導するように構成された外面を有する放射ガイドを含む。
[0015] この構造は、１つ以上のスクリーンを任意選択的に含む。構造の外面はテーパー付け（tapered）されてよい。テーパー付けられた構造は、それぞれの底面で互いに接続される２つの円錐台状（frustoconical）構造を含んでよい。構造は放射吸収面を含んでよく、この放射吸収面は、この放射吸収面がレーザ放射を吸収するのを助けるように構成された表面構造を有する。任意選択的に、表面構造は、三角形の断面を有する一連のリッジを含んでよい。
[0016] 本発明の一態様では、ＥＵＶ放射放出プラズマを生成するためにターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成するように構成された光利得媒体と、レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造であって、レーザ放射を光利得媒体から離れるように誘導するように構成された外面を有する放射ガイドを含む構造を含むＥＵＶ放射発生装置を含むリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置はさらに、プラズマにより放出されたＥＵＶ放射を放射ビームに調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを保持するように構成されたサポート構造であって、パターニングデバイスは、放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付き放射ビームを形成可能である、サポート構造と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムを含む。
[0017] 本発明の一態様では、放射源チャンバと、ターゲット材料を供給するように構成されたターゲット供給源と、ターゲット材料の小滴と、小滴が所定位置に位置付けられる場合に、ビーム経路を確立するように配置された光学部品と、ビーム経路に沿って位置決めされ、かつチャンバ内でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するためにターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成するように構成された、例えばＣＯ２レーザ光利得媒体である光利得媒体と、レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造を含むＥＵＶ放射システムを含むＥＵＶ放射システムを含むアセンブリが提供される。この構造は、レーザ放射をビーム経路から離れるように誘導するように構成された外面を有する放射ガイドを含む。アセンブリは、プラズマによって放出されたＥＵＶ放射を調整するように構成された照明システムを含む。
[0018] 本発明の一態様では、放射源チャンバと、ターゲット材料を供給するように構成されたターゲット供給源と、ターゲット材料の小滴と、小滴が所定位置に位置付けられる場合に、ビーム経路を確立するように配置された光学部品と、ビーム経路に沿って位置決めされ、かつチャンバ内でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するためにターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成するように構成された光利得媒体と、レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造を含むＥＵＶ放射システムを含むリソグラフィ装置が提供される。この構造は、レーザ放射をビーム経路から離れるように誘導するように構成された外面を有する放射ガイドを含む。リソグラフィ装置は、プラズマにより放出されたＥＵＶ放射を放射ビームに調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを保持するように構成されたサポート構造であって、パターニングデバイスは、放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付き放射ビームを形成可能である、サポート構造と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムを含む。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 図２は、図１のリソグラフィ装置の一実施形態のより詳細な概略図を示す。
[0022] 図３は、図１のリソグラフィ装置の一実施形態のより詳細な概略図を示す。
[0023] 図４は、図３のリソグラフィ装置のレーザシステムの一実施形態の詳細な概略図を示す。
[0024] 図５は、ＥＵＶ放射システムとイルミネータとの界面部分の従来技術の実施形態の詳細な概略図を示す。
[0025] 図６は、本発明の一実施形態による構造の一実施形態の詳細な概略図を示す。
[0026] 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。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（例えば反射投影レンズシステム）ＰＳを含む。
[0027] 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様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。
[0028] サポート構造は、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。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。
[0029] 用語「パターニングデバイス」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付与す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の機能層に対応することになる。
[0030] 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与する。
[0031] 用語「投影システム」は、使われている露光放射に、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。ＥＵＶまたは電子ビーム放射には真空を用いることが望ましく、これは、他のガスは過度に放射または電子を吸収してしまうことによる。したがって、真空環境が、真空壁および真空ポンプを用いてビーム経路全体に設けられうる。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 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んでもよい。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んでもよい。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。
[0035] 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上にビームの焦点を合わせる。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、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ＩＦ１を使って、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とを使って位置合わせされてよい。
[0036] 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。
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、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
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。
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。
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、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
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。
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、リソグラフィ装置の一実施形態をより詳細に示し、放射システム４２、照明システムＩＬ、および投影システムＰＳを含む。放射システム４２は、放電プラズマから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って生成されてよく、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引き起こすことにより生成される。例えば、１０Ｐａの分圧のＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気、または任意の他の好適なガスもしくは蒸気が、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、Ｓｎを使用してＥＵＶ放射放出プラズマが生成される。
[0039] 放射源ＳＯによって放出される放射は、光学ガスバリアまたは汚染材料トラップ４９（場合によっては、汚染材料バリアまたはフォイルトラップとも呼ばれる）を介して通過する。汚染材料トラップ４９はチャネル構造を含んでよい。汚染材料トラップ４９はさらにガスバリア、または、ガスバリアとチャネル構造の組み合わせを含んでもよい。
[0040] 放射システム４２は、放射源チャンバ４７を含み、この中に放射コレクタ５０が設けられうる。放射コレクタ５０はかすめ入射コレクタであってよい。放射コレクタ５０は、上流放射コレクタ側５０ａおよび下流放射コレクタ側５０ｂを有する。放射コレクタ５０によって集められる放射は、放射ビーム５６として、放射源チャンバ４７内のアパーチャにおける中間集光点５２に焦合される。放射ビーム５６は、中間集光点５２に到達する前に、格子スペクトルフィルタ５１から反射されうる。
[0041] 放射源チャンバ４７から出る放射ビーム５６は、図２に示すように、いわゆる法線入射リフレクタ５３、５４を介して照明システムＩＬを横断する。法線入射リフレクタは、放射ビーム５６を、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）上に誘導する。パターン付きビーム５７が形成され、このパターン付きビームは投影システムＰＳによって反射要素５８、５９を介して、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴが担持する基板上に結像される。通常は図示するよりも多くの要素が照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内にありうる。
[0042] 格子スペクトルフィルタ５１は、リソグラフィ装置のタイプに依存して任意選択的にあってよい。反射型の格子スペクトルフィルタの代わりに、透過型フィルタを用いてもよい（図示せず）。このようなフィルタは、中間集光点５２の近くに位置付けられてよい。反射型スペクトル格子フィルタ５１の使用を回避することによって、放射源ＳＯを低い位置にすることが可能となる。ＥＵＶを透過するがＵＶ放射をあまり通さないか実質的に吸収する光学フィルタが当該技術分野において知られている。したがって、「格子スペクトル純度フィルタ」は、本明細書において、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」としても示される。概略図２には示さないが、任意選択の光学要素として含まれるのは、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か、または、照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳ内の光学ＥＵＶ透過型フィルタであってよい。
[0043] 図２に示すものより多くのミラーがあってよい。例えば、投影システムＰＳ内に１つ、２つ、３つ、さらには４つ以上の反射要素があってよい。
[0044] 放射コレクタ５０は、従来技術から知られている放射コレクタと同様であってよい。放射コレクタ５０は、本明細書では、リフレクタ１４２、１４３、および１４６を有する入れ子式のコレクタとして記載される。図２に概略的に示すように、入れ子式の放射コレクタ５０は、本明細書では、かすめ入射コレクタ（またはかすめ入射コレクタミラー）の一例としてさらに用いられる。しかし、かすめ入射ミラーを含む放射コレクタ５０の代わりに、法線入射コレクタを含む放射コレクタを適用してもよい。したがって、適用可能である場合には、かすめ入射コレクタとしてのコレクタミラー５０は、通常のコレクタとしても解釈されてよい。
[0045] 放射コレクタ５０は、通常、放射源ＳＯまたは放射源ＳＯのイメージの近くに配置される。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から離れている反射面は、放射源ＳＯに近い反射面より光軸Ｏに対して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放射ビームを発生す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象に延在しうる。放射コレクタ５０は、外側リフレクタ１４６の外面上に更なる特徴をまたは外側リフレクタ１４６周りに更なる特徴を有してもよいことは理解されよう。例えば更なる特徴は保護ホルダまたはヒータであってよい。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。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から離れている反射面は、放射源ＳＯに近い反射面より光軸Ｏに対して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放射ビームを発生す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象に延在しうる。放射コレクタ５０は、外側リフレクタ１４６の外面上に更なる特徴をまたは外側リフレクタ１４６周りに更なる特徴を有してもよいことは理解されよう。例えば更なる特徴は保護ホルダまたはヒータであってよい。
[0046] 使用中、外側リフレクタ１４６および内側リフレクタ１４２および１４３のうちの１つ以上のリフレクタ上に堆積物があることがある。放射コレクタ５０は、そのような堆積物によって劣化してしまう（放射源ＳＯからの例えばイオン、電子、クラスタ、小滴、電極腐食であるデブリによる劣化）。例えば、Ｓｎ放射源によるＳｎの堆積は、数単一層の後、放射コレクタ５０または他の光学要素の反射に悪影響を及ぼしうるので、かかる光学要素を洗浄することが必要となる。
[0047] 図３は、投影装置の別の実施形態を詳細に示す。照明システムＩＬおよび投影システムＰＳは、図２の投影装置の照明システムＩＬおよび投影システムＰＳに非常に類似している。しかし、放射システム４２は、放射源ＳＯとしてレーザ生成プラズマを使用する。放射システムは放射源チャンバ４７を含み、この放射源チャンバは、本実施形態では、放射源ＳＯだけではなく、図３の実施形態では例えば多層ミラーである法線入射ミラー５０であるコレクタミラー５０も実質的に囲む。
[0048] 放射システム４２には、レーザビーム６３を与えるように構成されたレーザシステム（図３には図示せず）が設けられる。レーザビーム６３は、ミラー（または他の光学部品）６５によって反射されてコレクタミラー５０内に設けられたアパーチャ６７を通る。放射システム４２はさらに、ターゲット材料供給源７１によって供給されるＳｎまたはＸｅといったターゲット材料６９を含む。ミラー６５は、ターゲット材料６９の小滴が所定位置７３に位置付けられている場合に、ターゲット材料の小滴と交わるレーザビーム６３用のビーム経路を生成するように配置される。
[0049] 動作中、ターゲット材料６９は、ターゲット材料供給源７１によって小滴の形態で供給される。このようなターゲット材料６９の小滴が所定位置７３に到達すると、小滴は、レーザシステムによってレーザ放射が放出されるようにするミラーとして作用する。このレーザ放射は、ターゲット材料の小滴を気化し、放射源チャンバ４７の中からＥＵＶ放射放出プラズマを発生させる。所定位置７３から放出されるＥＵＶ放射は、法線入射コレクタミラー５０によって集束されて、中間集光点５２を有するＥＵＶ放射ビーム５６を形成する。このＥＵＶ放射ビームは、反射型スペクトル格子フィルタ５１（または他のフィルタ）を介して通過してよい。
[0050] 図４では、図３の放射システム４２のレーザシステムを概略的に示す。図４のレーザシステム６１は、３つの増幅器チャンバ７７、７９、８１を有する増幅器７５を含む。増幅器チャンバ７７、７９、８１には、それぞれ、ビーム経路８３に沿って位置決めされる光利得媒体が設けられる。レーザシステム６１はさらに、第１増幅器チャンバ７７を出て増幅器チャンバに戻る（それによりビーム経路８３が形成される）放射を反射するように構成されたミラー８５（または他の反射型光学部品）を含む。ミラー８５は、例えば、フラットミラー、湾曲ミラー、位相共役ミラー、またはコーナーリフレクタであってよい。ミラー８５は波長選択性であってよい。さらに図４には、ターゲット材料が所定位置に位置付けられる場合に、ビーム経路８３がターゲット材料の小滴（図４には図示せず）と交わるようにビーム経路８３を誘導するように配置されたミラー６５を示す。レーザシステム４２は、ターゲット材料の小滴によってトリガされるので、シードレーザを必要としない。
[0051] レーザシステム６１は例えばＣＯ２レーザを含んでよい。この場合、増幅器チャンバ７７、７９、８１内に設けられた光利得媒体はＣＯ２ガスでありうる。他のガスも増幅器チャンバ内に与えられてよい。レーザシステム６１はパルスレーザを含んでもよい。レーザシステム６１は、例えば１０．６ミクロンの波長または１．０６ミクロンの波長を有する赤外線放射を発生しうる。
[0052] ターゲット材料６９の小滴（図３参照）は、レーザシステム６１の動作をトリガする。ターゲット材料６９の小滴が所定位置７３に到達すると、増幅器チャンバ７７、７９、８１内の光利得媒体から自発的に放出される光子が小滴によって散乱されうる。一部の散乱された光子は、増幅器７５を通過するようにビーム経路８３に沿って進行しうる。増幅器チャンバ７７、７９、８１内の光利得媒体は、これらの光子によって刺激されて追加の光子を放出し、それによりレーザビームが形成される。レーザビームは、ミラー８５によって反射されて増幅器チャンバ７７、７９、８１を通って戻り、それにより、レーザビームのパワーが増加される。
[0053] 図３を再び参照するに、レーザビーム６３は、ターゲット材料６９の小滴に入射し、ターゲット材料を気化させる。したがって、ターゲット材料はＥＵＶ放射を放出するプラズマに変換される。
[0054] レーザビーム６３は、例えば約９．４μｍと約１０．６μｍの間の波長を有してよい。波長は、例えば約１０．６μｍであってよい。約１０．６μｍのレーザ放射は、ターゲット材料小滴を気化してプラズマを生成するのに効果的である。
[0055] 図５に示すように、放射システム４２とイルミネータＩＬとの間の界面部分８７が、例えば二重円錐（double cone）８９として実質的に成形されうる。ＥＵＶ放射ビーム５６はこの二重円錐８９を通過する。この二重円錐８９はＥＵＶ放射ビームに合わせられた寸法にされる。ＥＵＶ放射ビーム５６の中間集光点は、二重円錐８９の中心に位置付けられる。二重円錐８９は、集束されたＥＵＶ放射のみが照明システムに入ることを確実にするアパーチャとして作用する。
[0056] ＥＵＶ放射ビームに加えて、ある割合のレーザビーム６３（図３参照）も二重円錐８９内へと通過しうる。レーザビームの光子が二重円錐８９の表面から散乱し（矢印Ｆにより示す）、増幅器７５（図４参照）内へと戻る可能性がかなりある。このことが起きる場合、光子は上述したような方法でレーザシステム６１の動作をトリガしうるが、ターゲット材料の小滴はない。これは、増幅器チャンバ７７、７９、および８１内の光利得媒体のポンピングを妨げ（利得媒体はレーザシステムの時期尚早のトリガリングによって枯渇してしまう）、それにより、レーザビーム６３が次にターゲット材料の小滴に入射する際のレーザビーム６３の強度が減少する。場合によっては発振器キャビティが形成され、それにより光利得媒体の任意のポンピングを完全に効果的に妨げうる。
[0057] 生じうる問題としては、二重円錐８９がレーザビームにより損傷を受けうる点がある（レーザのパワーは非常に高い場合がある）。
[0058] 二重円錐８９は、レーザシステム６１の望ましくないトリガリングを引き起こしうるアパーチャ構造の一例に過ぎない。従来の環状アパーチャ構造といった他のアパーチャ構造も、レーザシステム６１の望ましくないトリガリングを引き起こしうる。
[0059] 光子がアパーチャから増幅器７５内へと散乱して戻る可能性を少なくするために、アパーチャを画定しかつ放射をビーム経路から離れた場所に誘導するように構成された放射ガイドをさらに含む構造が設けられる。このような構造９３の一例を図６に示す。構造９３は、放射システム４２とイルミネータＩＬとの界面部分８７に設けられてよい。構造９３は、例えば二重円錐８９の代わりに設けられても、または他のアパーチャの代わりに設けられてもよい。
[0060] 図６に示すように、そこから増幅器７５内へと光子が散乱して戻りうる二重円錐の表面がない。代わりに、アパーチャ９５ａ、９５ｂが、それぞれの底面で互いに接続される２つの円錐台状（frustoconical）構造９６ａ、９６ｂ（以下、円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂと呼ぶ）によって画定される。各円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂの外側エッジが、各アパーチャ９５ａ、９５ｂを画定する。各外側エッジは、鋭いエッジ９７ａ、９７ｂ（レイザーエッジと呼ぶ）を含んでよい。鋭いエッジ９７ａ、９７ｂは、（外側エッジが鋭くない場合に見られる散乱量に比べて）円錐台状アパーチャ構造の外側エッジからの光子の散乱量を少なくする。
[0061] アパーチャ９５ａ、９５ｂを通過しないレーザ放射は、代わりに第１円錐台状アパーチャ構造９６ａの外面に入射しうる。第１円錐台状アパーチャ構造９６ａの外面は反射性であり、したがって、レーザ放射は、円錐台状アパーチャ構造から反射される。第１円錐台状アパーチャ構造９６ａは、レーザ放射が、増幅器７５に向かって反射して戻るのではなく放射吸収面１００に向かって（または構造の内部９９内の他の場所に向かって）反射されるように配置されたテーパー角を有する。第１円錐台状アパーチャ構造９６ａの反射面は、その反射面からの乱反射が回避されるように滑らかであってよい。
[0062] 図６に、第１円錐台状アパーチャ構造９６ａの外面からのレーザ放射の反射の一例を示す。レーザ放射６３ａは、第１円錐台状アパーチャ構造９６ａの外面から放射吸収面１００に向けて反射される。レーザ放射は、放射吸収面１００によって吸収されて、それにより、レーザ放射が増幅器７５に向かって反射して戻ることが阻止される。
[0063] 円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂによって画定されるアパーチャ９５ａ、９５ｂは、例えば数ミリメートル（例えば４ミリメートル以上、例えば最大１０ミリメートル）の直径を有してよい。
[0064] 構造９３はさらに円錐台状であるスクリーン９８ａ、９８ｂ（以下、円錐台状スクリーニング構造９８ａ、９８ｂと呼ぶ）を含む。各円錐台状スクリーニング構造９８ａ、９８ｂは、増幅器７５から、円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂから反射されたレーザ放射を遮断するように構成される。円錐台状スクリーニング構造９８ａ、９８ｂは内側に向いている（すなわち、円錐台状アパーチャ構造９５ａ、９５ｂに向かってテーパー付けられる）。円錐台状スクリーニング構造９８ａ、９８ｂはレーザ放射を放射吸収面１００に向けて反射するように方向付けられる。
[0065] 図６に、円錐台状スクリーニング構造９８ａ、９８ｂがどのように作用するのかその一例を示す。レーザ放射６３ｂは、第１円錐台状アパーチャ構造９６ａの外面から、円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂを定位置に保持するサポート１０１に向けて反射される。レーザ放射６３ｂは、サポート１０１から円錐台状スクリーニング構造９８ａに向けて反射される。レーザ放射６３ｂは、円錐台状スクリーニング構造９８ａから放射吸収面１００に向けて反射され、放射吸収面１００にてレーザ放射は吸収される。このことは、レーザ放射６３ｂが反射して増幅器７３に戻ることが防止される。この構造は、光子を吸収することに加えて、さもなければ中間集光点を通過しうる粒子を、離れるように導く効果を有しうる。
[0066] 別の実施形態では、円錐台状スクリーニング構造９８ａは、反射型ではなく吸収型であり、したがって、レーザ放射６３ｂを反射するのではなくて吸収する。場合によっては、円錐台状スクリーニング構造９８ａは部分的に吸収型であってもよく、したがって、円錐台状スクリーニング構造９８ａは、レーザ放射６３ｂの一部を吸収し残りを反射する。
[0067] 構造９３は、追加の構造（図示せず）を含んでもよい。追加の構造は、レーザ放射の吸収および／またはレーザ放射の放射吸収面１００に向けての誘導を助けるように構成されうる。追加の構造は、例えば、反射型構造であっても吸収型構造であってもよく、それらの一部は互いに接続されていてもよい。追加の構造は、キャビティの「ラビリンス（labyrinth）」を与えてもよく、各キャビティはレーザ放射の一部を吸収しおよび／またはレーザ放射の一部を構造９３へと誘導する。
[0068] 放射吸収面１００は、例えば、円筒形の断面であっても、矩形の断面であっても、または任意の他の好適な形状であってもよい。
[0069] 構造９３は、アパーチャ９５ａ、９５ｂを通過しないレーザ放射が構造９３の内部９９に入り、増幅器７３から離れるように誘導されるように構成されてよい。これにより、レーザ放射が構造９３から増幅器７５内へと散乱する可能性が著しく少なくなり、したがって、増幅器の光利得媒体のポンピングが妨げられる可能性が少なくなる。用語「内部」とは、円錐台状スクリーニング構造９８ａの外側エッジと、隣接する円錐台状アパーチャ構造９６ａの外側エッジ９７ａとの間を通過して入る容積を意味するものとみなされうる。
[0070] 円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂは、反射性でかつ高い融点（すなわち、リソグラフィ装置の動作時に材料が溶解しないように十分に高い）を有する材料から形成されてよい。円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂは、モリブデン、タングステン、または任意の他の好適な材料から形成されてよい。
[0071] 構造９３の少なくとも一部は、セラミック材料から形成されてよい。例えば、スクリーニング構造９８ａ、９８ｂはセラミック材料から形成されるかまたはセラミック材料から形成された表面が設けられてもよい。放射吸収面１００は、セラミック材料から形成されるかまたはセラミック材料から形成された表面が設けられてもよい。
[0072] 場合によっては、構造９３は、水冷却（または他の冷却形態）を用いて冷却されうる。構造９３がセラミック材料を含む場合、例えば構造を水冷却する必要が低減されうる。
[0073] 構造９３の少なくとも一部は、クオーツ、または、レーザビームに対して吸収性である任意の他の材料（例えば、他の好適な非導電性材料）から形成されてよい。
[0074] 放射吸収面１００は、表面によるレーザ放射の吸収を助けるように構成された表面構造を含んでよい。例えば、放射吸収面１００は、図６に概略的に示すように三角形の断面を有する一連のリッジ１０２を含んでよい。この一連のリッジは、例えば、ネジ山と同様に配置されてよい。リッジの急勾配（steepness）は、リッジに入射するレーザ放射が、向かい合うリッジに向かって反射し易いように選択されうる。放射は次に例えば、放射が最初に入射したリッジに向かって反射して戻されてよい。一例では、９０％超の放射の強度が反射毎に吸収され、それにより２回の反射後には９９％超の放射が吸収されたことになる。したがって、放射が２回の反射後に放射吸収構造１００を通過して出る場合でも、その放射の強度は相当に減少されていることになる。
[0075] 放射吸収面１００には、放射吸収面のレーザ放射の吸収を助けるように構成された他の構造が設けられていてもよい。
[0076] 構造９３の他のコンポーネントは、放射吸収面のレーザ放射の吸収を助けるように構成された表面構造が含まれうる。
[0077] 円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂを用いてアパーチャ９５ａ、９５ｂを形成しているが、他の形状を有する構造を用いてもよい（例えば、テーパー付けられた構造）。構造は、構造から反射したレーザ放射が放射吸収面に向けて、または、レーザ放射を放射吸収面に向けて誘導する反射面に向けて（これは、１つ以上の追加の反射面を介しうる）誘導されるように構成されうる。構造はテーパー付けられていてもよい。
[0078] スクリーン９８ａ、９８ｂは、円錐台状スクリーニング構造９８ａ、９８ｂから形成されるが、他の形状を有する構造を用いてこれらのスクリーンを形成してもよい。これらの構造は、そこから反射されたレーザ放射が構造９３の内部９９内に維持されるように構成されうる。構造は、円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂに向けて角度が付けられていてもよい。この文脈において、「〜に向けて角度が付けられる」とは、これらの構造が円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂを直接指さなければならないことを意味するものではなく、これらの構造が円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂから外れる方向ではなくて円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂの大体の方向を指すことを意味することを意図するものである。
[0079] スクリーン９８ａ、９８ｂは、構造９３の両側にあるように示すが、場合によっては、増幅器７３から最も離れているスクリーンは省略されてもよい。この場合、レーザ放射はイルミネータＩＬ内に漏れることもある。
[0080] 上述の記載では、用語「レーザ放射」を用いた。この用語は、レーザシステム６１が振動していないが、それでも放射を放出している場合にレーザシステム６１から放出される放射を含むものとして解釈されうる。
[0081] 構造９３は、従来のアパーチャよりもＥＵＶ放射ビーム５６の存在下での（例えば過熱による）損傷をあまり受けないという利点を提供しうる。構造９３は、したがって、図２に関連してさらに説明したように放射源を有するリソグラフィ装置に使用されうる。
[0082] 上述の記載は、ＥＵＶリソグラフィ装置の中間集光点に構造９３を設けることに関する。しかし、構造９３は他の好適な場所に設けられてもよい。例えば、構造９３は、レーザシステム６１内の好適な場所（例えば、レーザビームのビームウェストまたは焦点）に設けられてもよい。この場合、円錐台状アパーチャ構造９６ａ、９６ｂによって画定されるアパーチャ９５ａ、９５ｂは、例えば、数ミリメートル（例えば１ミリメートル以上）の直径を有しうる。
[0083] 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。
[0084] 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。
[0085] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、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。
[0086] 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。
[0087] 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 (15)
- ＥＵＶ放射放出プラズマを生成するためにターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成する光利得媒体と、
前記レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造であって、前記レーザ放射を前記光利得媒体から離れるように誘導する外面を有する放射ガイドを含む構造と、
前記構造内に配置される放射吸収面であって、前記放射ガイドの前記外面により誘導された前記レーザ放射を吸収する放射吸収面と、
を含む、
ＥＵＶ放射発生装置。 - 前記放射ガイドの前記外面はテーパー付けられる、請求項１に記載の装置。
- 前記テーパー付けられた外面は、前記テーパー付けられた外面がレーザ放射を前記光利得媒体に向けて反射して戻さないように配置されたテーパー角を有する、請求項２に記載の装置。
- 前記放射ガイドの前記外面は、前記レーザ放射が前記放射吸収面に向けて反射されるように配置されたテーパー角を有する、請求項２または請求項３に記載の装置。
- 前記放射ガイドは１つ以上の鋭い外側エッジを有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
- 前記放射ガイドの前記外面は、前記アパーチャを通過しない前記レーザ放射が、前記放射吸収面に向けて、または、前記レーザ放射を前記放射吸収面に向けて誘導する反射面に向けて誘導されるように構成される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
- 前記構造は、１つ以上のスクリーンをさらに含み、前記１つ以上のスクリーンは、前記１つ以上のスクリーンがレーザ放射を前記放射吸収面に向けて反射するように方向付けられる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の装置。
- 前記構造は、１つ以上のスクリーンをさらに含み、前記１つ以上のスクリーンは、前記放射ガイドの前記外面から誘導された前記レーザ放射が前記光利得媒体に戻ることを阻止する構造を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
- 前記構造は、１つ以上のスクリーンをさらに含み、前記１つ以上のスクリーンは、前記１つ以上のスクリーンから反射された前記レーザ放射が前記放射ガイドの内部内に維持されるように構成される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
- 前記構造は、前記放射吸収面を有する１つ以上のスクリーンをさらに含む、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
- 前記構造の少なくとも一部がセラミック材料から形成される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
- 前記アパーチャは、前記装置の中間集光点に位置付けられる、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。
- 前記アパーチャは、前記光利得媒体によって発生された前記レーザ放射のビームスポット径の最小部分または焦点に位置付けられる、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置。
- 放射源チャンバと、
ターゲット材料を供給するターゲット供給源と、
前記ターゲット材料の小滴と、前記小滴が所定位置に位置付けられる場合に、ビーム経路を確立するように配置された光学部品と、
前記ビーム経路に沿って位置決めされ、かつ前記チャンバ内でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するために前記ターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成する光利得媒体と、
前記レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造であって、前記レーザ放射を前記ビーム経路から離れるように誘導する外面を有する放射ガイドを含む構造と、
前記構造内に配置される放射吸収面であって、前記放射ガイドの前記外面により誘導された前記レーザ放射を吸収する放射吸収面と、
を含むＥＵＶ放射システムと、
前記プラズマによって放出された前記ＥＵＶ放射を調整する照明システムと、
を含むアセンブリ。 - リソグラフィ装置であって、
ＥＵＶ放射システムであって、
放射源チャンバと、
ターゲット材料を供給するターゲット供給源と、
前記ターゲット材料の小滴と、前記小滴が所定位置に位置付けられる場合に、ビーム経路を確立するように配置された光学部品と、
前記ビーム経路に沿って位置決めされ、かつ前記チャンバ内でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するために前記ターゲット材料と相互作用するためのレーザ放射を生成する光利得媒体と、
前記レーザ放射がその中を通過しうるアパーチャを画定する構造であって、前記レーザ放射を前記ビーム経路から離れるように誘導する外面を有する放射ガイドを含む構造と、
前記構造内に配置される放射吸収面であって、前記放射ガイドの前記外面により誘導された前記レーザ放射を吸収する放射吸収面と、を含むＥＵＶ放射システムと、
前記プラズマにより放出された前記ＥＵＶ放射を放射ビームに調整する照明システムと、
パターニングデバイスを保持するサポート構造であって、前記パターニングデバイスは、前記放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付き放射ビームを形成可能である、サポート構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
を含むリソグラフィ装置。
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