JP5393685B2

JP5393685B2 - リソグラフィ装置および放射源

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Publication number: JP5393685B2
Application number: JP2010524802A
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Inventors: デヴィホヴァー，ユリ，ヨハネス，ガブリエルヴァン; エンペル，ジャーコ，アドリアーン，ルドルフヴァン; スホート，ジャン，ベルナルド，プレヘルムスヴァン; スウィンケルズ，ゲラルドス，ヒューベルタス，ペトラス，マリア; シメール，ヘンドリカス，ジスバータス; ラベッツスキ，ドズミトリ
Original assignee: エーエスエムエルネザーランズビー．ブイ．
Priority date: 2007-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2014-01-22
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Also published as: US8115900B2; TWI394012B; US20120147348A1; KR101497595B1; NL1035943A1; JP2010539700A; US8749756B2; WO2009038460A1; TW200921292A; KR20100085045A; US20090073396A1; CN101802716B; CN101802716A

Description

[0001] 本発明は、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、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、ＮＡ_ＰＳ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、ｋ_１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_ＰＳ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ることができることが分かる。

[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る。したがって、ＥＵＶ放射源は、小さな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、可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源（ＬＰＰ源）、放電プラズマ源（ＤＰＰ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] 例えばＬＰＰ源である一部のタイプのＥＵＶ放射源は、ＥＵＶ放射と共に汚染物質も生成する。一部のＬＰＰ源は、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩといった化学物質を分子形態および／または酸形態で生成することが知られている。通常、ＥＵＶ放射源内の圧力は、かかる放射源がリソグラフィ装置の一部である場合、リソグラフィ装置内またはリソグラフィ装置の他の部分内の圧力に対して高いので、汚染物質は、リソグラフィ装置と共に用いられるまたはリソグラフィ装置の一部である照明システムに入り照明システムを汚染する傾向がある。

[0007] 例えば、放射源から生成される汚染物質を照明システムまたは他の構造から排除または低減することが望ましい。

[0008] 一態様では、パターニングデバイスからのパターンを基板上に投影するように構成された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、
放射源からの放射を調整するように構成された照明システムであって、放射源に向いていない内壁と、放射源に向く外壁とを有し、内壁および外壁は、放射源からの放射を照明システム内に送ることを可能にするアパーチャを有する、照明システムと、
アパーチャにまたはその付近に配置され、且つ、照明システムの内壁と外壁との間に、または、リソグラフィ装置が放射源を含む場合は、照明システムの内壁と放射源に向く放射源の内壁との間に且つ照明システムの内壁に隣接して配置されるアウトレットと、
アウトレットを通じて照明システムおよび／または放射源からガスを排出するように構成されたポンプシステムと、
放射の断面にパターンを付与して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保持するように構成されたサポート構造とを含む。
照明システムの外壁、または、リソグラフィ装置が放射源を含む場合は、放射源の内壁の一部は、焦点に向かう方向に先細にされてもよい。一部は、任意に、円錐形である。先細にされた一部は、焦点の半径０．１５ｍ以内であってもよい。
リソグラフィ装置の一実施形態において、リソグラフィ装置は、放射の方向において汚染パーティクルがアパーチャを通過することを防ぐことを支援するガス流を供給する抑制流システムをさらに含む。ガス流は、Ｈ _２、Ｈｅ、Ｎｅ、ＫｒおよびＡｒからなる群から選択される１つ以上のガスを含んでよい。
追加的に又は代替的に、リソグラフィ装置は、基板を保持する基板テーブルと、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投影システムと、を更に含んでもよい。
照明システムの内壁の一部は、放射の焦点に向かう方向に先細にされてもよい。内壁の先細にされた一部は、焦点の半径０．１５ｍ以内であってもよく、焦点の半径０．１０ｍ以内であってもよい。

[0009] 一態様では、放射を放出するように構成された放射源が提供される。この放射源は、
燃料液体の小滴を発生するように構成された小滴ジェネレータと、
レーザビームを生成するように構成され、レーザビームを小滴ジェネレータによって発生された小滴に、点火位置において、当てるべく向けるように構成されたレーザと、
点火位置が内部に配置され、放射源からの放射を送るためのアパーチャ付き内壁を有する放射源チャンバと、
アパーチャにまたはその付近に配置されまた内壁の外側に配置されたアウトレットと、
アウトレットを通じて放射源からガスを排出するように構成されたポンプシステムとを含む。
放射源は、放射の方向において汚染パーティクルがアパーチャを通過することを防ぐことを支援するガス流を供給する抑制流システムをさらに含んでもよく、ガス流は、Ｈ _２、Ｈｅ、Ｎｅ、ＫｒおよびＡｒからなる群から選択される１つ以上のガスを含む。抑制流システムは、ガス流を横断する方向における流れの均一性を高める流れ分配構造を含んでもよい。

[0010] 一態様では、パターニングデバイスからのパターンを基板上に投影するように構成された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、
放射源からの放射を調整するように構成された照明システムであって、放射源からの放射を照明システム内に送ることを可能にするアパーチャ付きの壁を有する、照明システムと、
放射の方向において汚染パーティクルがアパーチャを通過することを防ぐことを支援するガス流を供給するように構成され、ガス流を横断する方向における流れの均一性を高めるように構成された流れ分配構造を含む、抑制流システムと、
放射の断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能な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とを含む。ガス流は、Ｈ_２、Ｈｅ、Ｎｅ、ＫｒおよびＡｒからなる群から選択される１つ以上のガスを含んでよい。

[0011] 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。
[0012] 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。 [0013] 図２は、図１の一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の側面図を概略的に示す。 [0014] 図３ａは、レーザ生成プラズマ源の組立てを概略的に示す。 [0014] 図３ｂは、レーザ生成プラズマ源の組立てを概略的に示す。 [0015] 図４は、図１のリソグラフィ装置の放射システムとイルミネータとの界面を概略的に示す。 [0016] 図５は、図１のリソグラフィ装置の放射システム、イルミネータおよびポンプシステムを概略的に示す。 [0017] 図６は、図４の界面を概略的に示す。 [0018] 図７は、所定のパラメータを変化させる際に放射源圧とペクレ数との相対差の推定結果を示す。 [0019] 図８は、図４の界面の更なる実施形態を概略的に示す。 [0019] 図９は、図４の界面の更なる実施形態を概略的に示す。 [0019] 図１０は、図４の界面の更なる実施形態を概略的に示す。 [0019] 図１１は、図４の界面の更なる実施形態を概略的に示す。 [0020] 図１２は、図５の放射システム、イルミネータおよびポンプシステムの変形を概略的に示す。

[0021] 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（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 「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してよい。

[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。

[0026] 「投影システム」という用語は、使われている露光放射に、または液浸液の使用もしく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。ガスが過度に放射または電子を吸収してしまうので、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い。したがって、真空壁および１つ以上の真空ポンプを使用してビーム経路全体に真空環境が与えられうる。

[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（例えば反射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つ以上のパターニングデバイスサポート構造）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」機械においては、追加のテーブルおよび／またはサポート構造は並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブルおよび／またはサポート構造上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルおよび／またはサポート構造を露光用に使うこともできる。

[0029] 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。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、また放射ビームは、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ＢＤ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。

[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ように構成されたアジャスタＡＤ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も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、パターニングデバイス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もよい。

[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、それによって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。上述の使用モードの組合せおよび／もしくはバリエーション、または完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0036] 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、放電プラズマであってよい放射源ＳＯを含む。ＥＵＶ放射が、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範囲における放射が放出される。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、ＥＵＶ源としてＸｅ、Ｌｉ、またはＳｎ源が適用される。少なくとも部分的にイオン化されたプラズマは、例えばＳｎに適切なレーザビームを当てることにより生成されうる。このような実施形態では、例えば０．７５Ｐａの分圧で、１２００℃の温度のＸｅ、Ｌｉ、または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。放射源ＳＯから放出される放射は、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汚染物質バリア４９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もよい。汚染物質トラップ４９は追加的にまたは汚染物質トラップの代わりにガスバリアを含んでよい。汚染物質トラップ４９は、ガスバリアとチャネル構造の組み合わせであってもよい。汚染物質バリア４９は更に本明細書において、当技術において知られているようにチャネル構造を少なくとも含むものとして示される。

[0037] コレクタチャンバ４８は、かすめ入射コレクタでありうる放射コレクタ５０（本明細書中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によって送られる放射は、格子スペクトルフィルタ５１から反射されて、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と呼ばれる焦点に合わされることが可能である。コレクタチャンバ４８からは、放射ビーム５６が、照明システム４４内で、法線入射反射要素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、基板テーブルＷＴ上に結像される。図示するよりも多くの要素が照明システム４４および／または投影システムＰＳ内に存在してよい。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存在してよい。更に、図示するよりも多くの反射要素が存在してもよく、例えば、反射要素５８、５９以外に投影システム内には１〜４個より多い反射要素が存在してもよい。

[0038] 一実施形態では、コレクタ５０は、本明細書により詳細に説明されるように、例えば図２に概略的に示すようにリフレクタ１４２、１４３、および１４６を有する入れ子型コレクタであり、本明細書では、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。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５０はさらに、通常のコレクタとして、また、一実施形態では法線入射コレクタとしてみなしてよい。

[0039] コレクタ５０としてかすめ入射ミラーの代わりに、法線入射コレクタ５０’を、図３ａに示すように利用してもよい。図３ａでは、プラズマは、小滴ジェネレータ５１を用いて供給されるＳｎに、例えばＣＯ_２レーザＬＡである好適なレーザビームＬＡを当てることによって生成される。このような配置は一般にレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源ＳＯとして知られている。法線入射コレクタ１４０をＬＰＰ源ＳＯと組み合わせて用いることが望ましい。

[0040] 図３ｂは、図３ａと全体的に同じ配置を示す。しかし、図３ｂには、図２を参照して開示した汚染物質バリア４９に類似する汚染物質バリア４９が示される。

[0041] 図２に概略的に示したような格子スペクトルフィルタ５１に追加してまたはその代替として、透過型光学フィルタを利用してもよく、または、一実施形態ではフィルタを全く用いなくてもよい。ＥＵＶを透過し、且つ、ＵＶ放射はあまり透過しないか更には実質的に吸収する光学フィルが当技術では知られている。本明細書では「格子スペクトルフィルタ」は、格子および／または透過型フィルタを含む「スペクトルフィルタ」としても示される。図２には示していないが、任意選択の光学素子として、例えばコレクタ５０の上流に配置されるＥＵＶ透過型光学フィルタ、または、照明システム４４および／または投影システムＰＳ内の光学ＥＵＶ透過型フィルタが含まれてよい。

[0042] 図４は、リソグラフィ装置１の一実施形態の放射源ＳＯの一部とイルミネータＩＬの一部との間の界面６０を示す。界面６０は、放射システム４２の内壁６２とイルミネータＩＬの内壁６４を含む。放射システム４２の内壁６２はイルミネータＩＬの外壁であってよく、または、イルミネータＩＬの内壁６４は放射システム４２の外壁であってよいことは理解されよう。仮想放射源点５２の付近にある壁６２の一部は、図４に示す実施形態の場合のように、この仮想放射源点５２に向かう方向に先細になるようにされてよい。この壁６２の一部は円錐形であってよい。仮想放射源点５２の付近にあるイルミネータＩＬの壁６４の一部も、仮想放射源点５２に向かう方向に先細になるようにされてよい（図４参照）。この壁６４の一部も円錐形であってよい。本実施形態では、壁６２の一部と壁６４の一部は共に、仮想放射源点５２の半径０．１５ｍ内にある。壁６４の一部は、仮想放射源点５２の半径０．１０ｍ内にある。図４では、円錐形部分は、管状部６５によって互いに接続される。

[0043] リソグラフィ装置１の動作中、放射システム４２内の圧力は通常約４０Ｐａである一方で、イルミネータＩＬ内の圧力は約３Ｐａであってよい。放射システム４２とイルミネータＩＬとでの圧力差によって、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩといった特に化学物質である汚染パーティクルがイルミネータＩＬ内に入り、法線入射リフレクタ５３、５４といった照明光学部品を汚染してしまうことがある。

[0044] この汚染を抑制するために、界面６０にはガス供給源６６といった抑制流システムが設けられうる。ガス供給源６６は、好適には、仮想放射源点５２の近くの場所にガス流６８を供給して、汚染パーティクルが放射ビームの方向に界面６０を通過することを阻止することを支援する。ガス流は、Ｈ_２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、およびＫｒからなる群から選択される１つ以上のガスを含んでよい。あるいはまたは追加的に、１つ以上の他の好適なガスを用いてよい。一実施形態では、Ｈ_２はＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、およびＫｒよりもＥＵＶ放射を吸収する度合いが低いので、ガス流は実質的にＨ_２からなる。

[0045] 放射システム４２とイルミネータＩＬを適切な圧力に維持することを支援するために、図５に示すようにポンプシステム７０が設けられる。図５では、ポンプシステムは、４つのポンプを含むとして示されている。しかし、より少ないまたはより多いポンプを設けてもよい。本実施形態では、２つのポンプ７２、７４が放射システム４２におけるガスを排出し、１つのポンプ７６がイルミネータにおけるガスを排出し、１つのポンプ７８が界面６０（例えば仮想放射源点５２）にまたはその付近にあるガスを排出する。本実施例では、ポンプ７８は、別個の管状構造７９を介してガスを排出する。図４に示すように、管状構造７９の出口は壁６４と壁６２との間にある。したがって、例えば、アウトレットは、放射源に向いていない照明システムの内壁６４と放射源に向く照明システムの外壁６２との間に、もしくは、放射源の内壁６２と放射源に向いていない放射源の外壁６４との間に、または、放射源と照明システムが共にある場合、照明システムの内壁６４と放射源の内壁６２との間に配置されてよい。このようにして、ガスは、イルミネータと、放射源ＳＯを含む放射システム４２とから排出される。界面におけるポンプ能力によって、放射システムの圧力仕様が緩和される。例えば、一構成では、界面６０に１つの小型ターボポンプを加えることで、放射源ＳＯにおける４つの大型ブロワーを省略することができる。

[0046] 汚染物質トラップ（例えば固定フォイルトラップ）８０を、放射システム４２内で放射源ＳＯと界面６０または仮想放射源点５２との間に含んで、プラズマから界面６０または仮想放射源点５２に向かうガス負荷を軽減することを支援してもよい。あるいはまたは追加的に、ＥＵＶ放射を実質的に透過する別の構造を用いて、同様にガス通過を制限することを支援してもよい。このような構造は、汚染物質トラップ８２と同様に、通常、放射源ＳＯと界面６０または仮想放射源点５２との間に配置される。

[0047] 図６は、図４に類似する図である。しかし、図６では幾つか寸法を示している。例えば、いわゆる外側ＮＡを定義する角度φ、管状部６５の直径Ｄ_ＩＦ、仮想放射源点５２と仮想放射源点５２の放射源側の円錐の頂点との間の距離Ｌ_{top source cone IF}、仮想放射源点５２と仮想放射源点の放射線側の円錐の底面との間の距離Ｌ_{base source cone IF}である。

[0048] 表１は、例示的な寸法と他のパラメータを示す。表１では、Ｑ_{ｃｏｕｎｔ}は、図６にも示す抑制対向流である。Ｓ_ＩＦはポンプ７８のポンプ速度であり、Ｐ_ＩＦは仮想放射源点５２におけるまたその付近の圧力であり、Ｐ_ＩＬはイルミネータＩＬ内の圧力であり、Ｔは温度であり、Ｌ_{top illuminator cone IF}は仮想放射源点５２と仮想放射源点５２のイルミネータ側の円錐の頂点との間の距離であり、Ｌ_{base illuminator cone IF}は仮想放射源点５２と仮想放射源点５２のイルミネータ側の円錐の底面との間の距離であり、Ｃ_{illuminator cone}、Ｃ_ＩＦ、Ｃ_{source cone}はそれぞれイルミネータ側の壁の円錐形部分、管状部６５、および放射システム側の壁の円錐形部分の伝導率であり、Ａ_{source cone}は放射システム側の壁の円錐形部分の有効断面積であり、外側ＮＡは、屈折率ηが単位元にほぼ等しいため、

に等しい。望ましくは、

である。

[0049] さらに、以下の式、

が得られる。Ｐ_ｓは、放射源圧であり、Ｐｅは、汚染パーティクルの質量拡散の抑制量の尺度であるいわゆるペクレ（Peclet）数である。式２および式３を用いると、入力パラメータのうちの1つを、例えば、５％増加することで僅かに変化させる際にどのように放射源圧Ｐ_ｓとペクレ数Ｐｅが変化するかを推定することができる。

[0050] 図７に結果が示される。ポンプ速度Ｓ_ＩＦと仮想放射源点５２におけるまたはその付近における圧力Ｐ_ＩＦの増加は、放射源圧Ｐ_ｓを増加し、ペクレ数Ｐｅを減少することが分かる。これを補償するために抑制対向流Ｑ_{ｃｏｕｎｔ}が増加されるべきである。管状部６５の直径Ｄ_ＩＦの減少は、放射源圧Ｐ_ｓと抑制を増加する。

[0051] 内壁６２、６４の円錐形部分内のガス流における不安定性の形成を防ぐことを支援するために、上述した抑制流システムは、場合により供給源６６に加えて、流れを横断する方向における流れの均一性を高めるように構成された流れ分配構造を含む。このような流れ分配構造は、１つ以上の多孔質媒体、ふるい、および／または任意の他の好適なコンポーネントまたは構造を含んでよい。

[0052] 図８は、１つの可能な流れ分配構造８４を示す。供給源６６によってガスが流れ分配構造８４に供給される。本実施例では、流れ分配構造は、流れを横断する方向Ｔにおける均一性および平滑性を向上させるように構成された１組のノズル８６を含む。したがって、流れの層流性（laminarity）が向上されうる。流れ分配構造８４を出る際にガスにおける不安定性の出現を回避するために、構造８４に供給されるガスは、そのガス中の音速より低い流速を有する。壁６２の円錐形部分は、この円錐形部分に入る際のガス圧が、この円錐形部分を出る際のガス圧とほぼ同じとなるように低い流れ抵抗を有するように構成されてよい。

[0053] 図１０の実施例では、ガスを音速または超音速で供給することにより超音速流をディフューザ内に用いてよい。これは、壁６２の円錐形部分における高速を可能にして大幅な抑制をもたらす。さらに、高流速は、生じうる汚染物質が通過困難となる衝撃波をもたらしうる。

[0054] 図９は、可能な流れ分配構造８４の一実施形態を示す。壁６２の円錐形部分は仮想放射源点５２ではなくて放射源ＳＯに向かって先細になっている。本実施例では、流れ分配構造８４には、流れを放射源に向ける１組のノズル８６が設けられる。１組のノズル８６は、流れ方向に対して横断する方向に延在する。構造８４はディフューザであった図８の実施例にあるように、ここでも、流れ分配構造８４の１組のノズルは、流れを横断する方向Ｔにおける均一性および平滑性を向上させることを支援する。したがって、流れの層流性が向上されうる。ディフューザ内の流速は、ガス中の音速より小さいことが望ましい。

[0055] 図１０の実施形態では、仮想放射源点５２から放射源ＳＯを見た場合に、壁６２の断面は階段状に増加することが分かる。各階段において、一方で流速の低下を補償するために、他方で不安定性の存在を最小限にすることを支援するためにガス流が供給される。このような構成によって、放射源ＳＯに向けて一定で層流状の高速流を提供しうる。さらに、壁６２に沿った汚染物質の拡散の追加の抑制が阻止されうる。

[0056] 更なる実施形態では、図１１に示すようないわゆるパージフード構成が提供される。これは平壁６２を考慮に入れることになる。壁６２には多孔質材料を用いることができ、この材料が流れ分配構造８４を形成する。このような構成は低流速（small flow velocity）を、流れ分配構造８４を通る高質量流量率を組み合わせることを可能にする。低流速は、流れが、流れ分配構造８４を離れた後迅速に層流となることを可能にし、また、高質量流量率は、大幅な抑制、すなわち、高いペクレ数Ｐｅを可能にする。

[0057] 通常、上述したような流れ分配構造８４があることにより、放射システム４２とイルミネータＩＬとの間の界面のサイズを小さくすることができる。放射源から照明システムへの放射を可能とすべくアパーチャにおけるまたはその付近におけるガスを排出するように構成されたポンプシステムなしで流れを横断する方向における流れ均一性を高めるように構成された流れ分配構造を、抑制流システムが含んでよい。

[0058] 図１２に、リソグラフィ装置の実施形態の変形を示す。図１２では、上述したポンプ７２、７４、７６、および７８の全部ではなくて１つのポンプを示す。図１２に示すリソグラフィ装置は、放射システム内の少なくとも２つの場所間に温度差を維持するように構成された熱制御システムを含む。このような温度差を維持することによって、放射システム４２内により高い圧力が可能となりうる。図１２の実施例では、この制御システムは、コントローラＣ、第１温度センサ８８、第２温度センサ９０、および熱交換器９２を含む。この実施例では、コントローラＣは、第１温度センサ８８および第２温度センサ９０によって測定された温度に基づいて熱交換器９２をアクティブにするように構成される。望ましくは、第１温度センサ８８によって測定される温度は、第２温度センサ９０によって測定される温度に対して低く維持される。こうすると、放射源ＳＯとコレクタミラー５０’との間の比較的低い温度によって高速イオンが止められる一方で、放射システム４２の残りの部分における温度が、良好な透過を可能にするために高く維持されることが可能となる。

[0059] この原理は、次式

を用いて理解することができる。Ｔｒは極端紫外線に対するガスの透過率であり、Ｐは特定の吸収ガスの分圧であり、σはガスの吸収断面であり、Ｌは透過率が決定される放射経路の長さであり、ｋはボルツマン（Boltzman）定数であり、Ｔは温度である。式４から、透過率はＰそれ自体ではなくＰ／Ｔ比に依存することが分かる。したがって、放射システム４２内の幾つかの場所間に特定の温度差を維持することによって、放射源ＳＯによって放出された放射の光路に沿った総透過率を適切なレベルに維持することができる一方で、比較的高い圧力が望まれる場所では比較的高い圧力にすることが可能となる。

[0060] したがって、放射源ＳＯとコレクタ５０’との間で温度が低いレベルに維持される場合、高い圧力は高速イオンを止めることを支援する一方で、透過率における損失が、高温を用いて高圧が補償される第２温度センサ９０の付近において補償される。

[0061] このような制御システムは、放射源から照明システム内への放射を可能とすべくアパーチャにおけるまたはその付近におけるガスを排出するように構成されたポンプシステムなしで用いられてよい。熱交換器９２に加えてまたはその代わりに、加熱構造を、例えば、第２温度センサ９０の付近の位置に設けてもよい。

[0062] 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。

[0063] 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。

[0064] 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。

[0065] 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

パターニングデバイスからのパターンを基板上に投影するリソグラフィ装置であって、
放射源からの放射を調整する照明システムであって、前記放射源に向いていない内壁と、前記放射源に向く外壁とを有し、前記内壁および前記外壁は、前記放射源からの放射を前記照明システム内に送ることを可能にするアパーチャを有する、照明システムと、
前記放射の焦点にまたはその付近に配置され、且つ、前記照明システムの前記内壁と前記外壁との間に、または、前記リソグラフィ装置が前記放射源を含む場合は、前記照明システムの前記内壁と前記放射源に向く前記放射源の内壁との間に且つ前記照明システムの前記内壁に隣接して配置されるアウトレットと、
前記アウトレットを通じて前記照明システムおよび／または前記放射源からガスを排出するポンプシステムと、
前記放射の方向において汚染パーティクルが前記アパーチャを通過することを防ぐことを支援するガス流を供給する抑制流システムと、
前記放射の断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能である前記パターニングデバイスを保持するサポート構造と、
を含み、
前記抑制流システムは、前記ガス流を横断する方向における流れの均一性を高める多孔質材料からなる多孔質媒体を含む流れ分配構造を備える、
リソグラフィ装置。
前記放射源と、前記放射源によって放出された放射を焦点内に集束させるコレクタとをさらに含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記照明システムの前記外壁、または、前記リソグラフィ装置が放射源を含む場合は、前記放射源の前記内壁の一部は、前記焦点に向かう方向に先細にされる、請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
前記アウトレットは、前記一部の中を延在する、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
前記照明システムの前記内壁の一部は、前記放射の焦点に向かう方向に先細にされる、請求項１〜４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
前記照明システムの前記内壁の前記一部は、円錐形である、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
前記アウトレットは、前記照明システムの前記内壁の前記一部の中を延在する、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
放射を放出する放射源であって、
燃料液体の小滴を発生させる小滴ジェネレータと、
レーザビームを生成し、前記レーザビームを前記小滴ジェネレータによって発生させた前記小滴に、点火位置において、当てるべく向けるレーザと、
前記点火位置が内部に配置され、前記放射源からの前記放射を送るためのアパーチャ付き内壁を有する放射源チャンバと、
前記放射の焦点にまたはその付近に配置され、また、前記内壁の外側に配置されたアウトレットと、
前記アウトレットを通じて前記放射源からガスを排出するポンプシステムと、
前記放射の方向において汚染パーティクルが前記アパーチャを通過することを防ぐことを支援するガス流を供給する抑制流システムと、
を含み、
前記抑制流システムは、前記ガス流を横断する方向における流れの均一性を高める多孔質材料からなる多孔質媒体を含む流れ分配構造を備える、
放射源。
前記内壁の一部は、前記放射の焦点に向かう方向に先細にされる、請求項８に記載の放射源。
前記内壁の前記一部は、円錐形である、請求項９に記載の放射源。
前記放射源チャンバは、前記内壁に対向する外壁を有し、前記外壁の一部は、前記放射の焦点に向かう方向に先細にされる、請求項８〜１０のいずれかに記載の放射源。