JP5878120B2 - Ｅｕｖ放射システムおよびリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２００９年８月１４日に出願した米国仮出願第６１／２３４，０６１号および２００９年１２月１１日に出願した米国仮出願第６１／２８５，５５６号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。

[0002] 本発明は、極端紫外線（「ＥＵＶ」）放射システムおよびそのようなＥＵＶ放射システムを含むリソグラフィ投影装置に関する。

[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。

[0004] リソグラフィは、ＩＣや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、リソグラフィは、小型ＩＣあるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするための最も重要な要因になりつつある。

[0005] パターン印刷の限界の理論推定値は、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって与えられることができる。

上の式で、λは使用される放射の波長であり、ＮＡ_ＰＳ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り、ｋ_１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、以下の３つの方法、露光波長λを短縮することによって、開口数ＮＡ_ＰＳを増加させることによって、あるいはｋ_１の値を低下させることによって達成することができる、と言える。

[0006] 露光波長を短縮するため、したがって、最小印刷可能サイズを縮小するためには、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放射は、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。さらに、１０ｎｍより小さい波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったように５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射が使用されてもよいことが提案されている。そのような放射を極端紫外線または軟Ｘ線と呼ぶこともでき、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。

[0007] ＥＵＶ放射は、プラズマを用いて生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、プラズマを提供するために燃料を励起するレーザと、プラズマを収容する放射源コレクタモジュールを含んでよい。プラズマは、例えば、適切な材料（例えば、スズ）の粒子などの燃料にレーザビームを向けることによって、あるいはＸｅガスまたはＬｉ蒸気などの適切なガスまたは蒸気の流れにレーザビームを向けることによって生成することができる。結果として生じるプラズマは、放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、これは、放射コレクタを用いて集光される。放射コレクタは、放射を受けてその放射をビームへと集束させるミラー法線入射放射コレクタであってよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支持するために真空環境を提供するように構成された筐体構造またはチャンバを含んでよい。そのような放射システムを、一般的にレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ぶ。

[0008] プラズマは、通常、密封容器（例えば、真空チャンバ、本明細書中ではプラズマチャンバとも呼ぶ）内に生成され、かつ様々な種類のメトロロジ器具を用いて監視される。ＥＵＶ放射を生成することに加えて、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望ましくない副産物を生成する。この副産物としては、帯域外放射、高エネルギーイオンおよびデブリ、例えば、ターゲット材料の原子および／またはクランプ／微小滴が挙げられる。

[0009] これらのプラズマ形成副産物は、法線入射および／またはかすめ入射でのＥＵＶ反射を可能とする多層ミラー（ＭＬＭ）を含む集光ミラー、メトロロジ検出器の表面、プラズマ形成プロセスをイメージするために用いられるウィンドウおよびレーザ入力ウィンドウを含むがこれらに限定されない様々なプラズマチャンバ光学要素を潜在的に加熱するか、損害を与えるか、またはその作業効率を減少し得る。熱、高エネルギーイオンおよび／またはデブリは、多数の方法によって光学要素にダメージを与え得る。その方法としては、光透過を減少させる材料によって光学要素をコーティングすること、光学要素内へと入り込んで構造的完全性および／または短い波長で光を反射することができるミラーの性能などの光学的性質に損害を与え得ること、光学要素を腐食または浸食させること、および／または光学要素内へと散乱することが挙げられる。スズなどの一部のターゲット材料に対しては、例えばＨＢｒなどのエッチング剤をプラズマチャンバ内に導入して材料（例えば、光学要素上に堆積したデブリ）をエッチングすることが望ましい場合がある。さらに、影響を受けた要素の表面を加熱してエッチング剤の反応速度を上げてもよいことが考えられる。

[0010] 上記したように、ＥＵＶ光を生成する１つの技術としては、ターゲット材料に照射することが挙げられる。この点に関して、例えば、光を１０．６μｍ波長で出力するＣＯ_２レーザは、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に照射するドライブレーザとしてある利点を示し得る。これは、あるターゲット材料、例えばスズを含む材料に対して特に本当であり得る。例えば、１つの潜在的利点としては、ドライブレーザ入力パワーと出力ＥＵＶパワーとの間に比較的高い変換効率を生成できることが挙げられる。ＣＯ_２ドライブレーザの別の潜在的利点としては、比較的長い波長の光（例えば、１９８ｎｍの深ＵＶと比較して）がスズデブリによってコーティングされた反射光学素子などの比較的粗い表面から反射できることが挙げられる。この１０．６μｍ放射の性質は、例えば、ドライブレーザビームの集光力を誘導し、合焦させ、および／または調整するために反射ミラーをプラズマの近くで採用させる。しかしながら、１０．６μｍドライブレーザに対しては、プラズマチャンバ内にレーザを入力するウィンドウは、一般的に、ＺｎＳｅから作られており、反射防止コーティングによってコーティングされる。望ましくないことに、これらの材料は、特定のエッチング剤、例えば臭化物に対して敏感であり得る。

[0011] プラズマ生成デブリによってもたらされる課題に加えて、従来のレーザ生成プラズマ源は、ミラーおよびレンズの両方を用いてレーザビームをターゲット材料上に合焦させる。レンズは、かなりの量の後方反射を与え得る。さらに、レーザビームは、約１０ｋＷのパワーを有してよく、一部の場合ではより高いパワーを有してもよい。これは、レンズの加熱、また場合によると、加熱されたレンズの品質を低下させ得る変形をもたらし得る。後方反射を減らすためにレンズ上に反射防止コーティングを用いることが示唆されたが、これらのコーティングは、放射の吸収を増加させ、それによってレンズがさらに過熱されることをもたらし得る。

[0012] レーザビームをターゲット材料上に合焦させる光学系の後方反射を減少させることが望ましく、これは光学系を許容温度で維持している間に行われることが望ましい。

[0013] 本発明の一態様によると、ＥＵＶ放射システムが提供されており、ＥＵＶ放射システムは、放射源チャンバと、ターゲット材料を所定のプラズマ形成位置に供給するように構成された供給源と、ターゲット材料が所定のプラズマ形成位置に配置された場合、ターゲット材料に延在するビームパスを確立するように構成された３つ以上のミラーによって形成された光学システムと、ターゲット材料との相互作用のためにビームパスに沿ってレーザビームを提供してチャンバの中でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するように構成されたレーザシステムとを含む。

[0014] 少なくとも１つのミラーまたは全てのミラーが放射源チャンバの外に配置されてよい。放射源チャンバは、ビームパスが中で延在するウィンドウを有してよく、このウィンドウはビームパスに対して垂直ではない。そのようなウィンドウは、例えば、ウィンドウから反射したあらゆる放射が光学システムを通って戻らないようにある角度でビームパスに傾けられてよい。レーザシステムは、少なくとも、約９μｍ〜約１１μｍの範囲の波長から選択された波長を有する放射を生成するように構成されてよい。この波長は、約９．４μｍまたは１０．６μｍであってよい。

[0015] 本発明の一態様によると、ＥＵＶ放射システムが提供されており、ＥＵＶ放射システムは、放射源チャンバと、ターゲット材料を所定のプラズマ形成位置に供給するように構成された供給源と、所定のプラズマ形成位置に延在するビームパスを確立するように構成された３つ以上のミラーによって形成された光学システムと、所定のプラズマ形成位置におけるターゲット材料との相互作用のためにビームパスに沿ってレーザビームを提供してチャンバの中でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するように構成されたレーザシステムとを含む。

[0016] 本発明の一態様によると、ＥＵＶ放射システムが設けられたリソグラフィ投影装置が提供されており、ＥＵＶ放射システムは、放射源チャンバと、ターゲット材料を所定のプラズマ形成位置に供給するように構成された供給源と、ターゲット材料が所定のプラズマ形成位置に配置された場合、ターゲット材料に延在するビームパスを確立するように構成された３つ以上のミラーによって形成された光学システムと、ターゲット材料との相互作用のためにビームパスに沿ってレーザビームを提供してチャンバの中でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するように構成されたレーザシステムとを含む。

[0017] 本発明の一態様によると、ＥＵＶ放射システムが設けられたリソグラフィ投影装置が提供されており、ＥＵＶ放射システムは、放射源チャンバと、ターゲット材料を所定のプラズマ形成位置に供給するように構成された供給源と、ターゲット材料が所定のプラズマ形成位置に配置された場合、ターゲット材料に延在するビームパスを確立するように構成された３つ以上のミラーによって形成された光学システムと、ターゲット材料との相互作用のためにビームパスに沿ってレーザビームを提供してチャンバの中でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するように構成されたレーザシステムとを含む。リソグラフィ投影装置は、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と、放射ビーム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することができ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、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とをさらに含む。

[0018] 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。
[0019] 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。 [0020] 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。 [0021] 図３は、図１および図２のリソグラフィ装置の放射源コレクタモジュールのより詳細な図である。 [0022] 図４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５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６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より詳細な概略図を示す。

[0025] 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、（ＥＵＶ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とを備える。

[0026] 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、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。

[0027] 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。

[0028] 「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の機能層に対応することができる。

[0029] 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。

[0030] 「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、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切なあらゆるタイプの投影システムを含むことができる。ガスは放射を吸収しすぎることがあるので、ＥＵＶに対しては真空を使用することが望ましい場合がある。したがって、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に真空環境を提供することができる。

[0031] 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。

[0032] 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。

[0033] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、材料を、ＥＵＶ範囲内の１つ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などの少なくとも１つの元素を有するプラズマ状態に変換することが挙げられるが必ずしもこれに限定されない。そのような一方法では、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多い所要のプラズマを、所要の線発光要素(line-emitting element)を有する材料の小滴、流れまたはクラスタなどの燃料にレーザビームを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である、図１に図示されていないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部分であってもよい。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、これは、放射源コレクタモジュールに配置された放射コレクタを用いて集光される。例えば、燃料励起のためのレーザビームを提供するためにＣＯ_２レーザが使用される場合、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もよい。

[0034] そのような場合には、レーザは、リソグラフィ装置の一部分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。その他の場合においては、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。

[0035] 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。

[0036] 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。

[0037] 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．ステップモードにおいては、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．スキャンモードにおいては、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（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。

[0038] 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。

[0039] 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、真空環境が放射源コレクタモジュールＳＯの筐体構造２２０内で維持されるように構成される。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源によって形成されてよい。ＥＵＶ放射は、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てよい。このガスまたは蒸気では、非常に高温のプラズマ２１０が放電生成プラズマ源によって生成されてよい。ＥＵＶ放射は、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てよい。このガスまたは蒸気では、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するために非常に高温のプラズマ２１０が生成される。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば放電によって生成され、これは少なくとも部分的にイオン化されたプラズマをもたらす。例えば、１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気あるいは任意の他の適したガスまたは蒸気の分圧は、放射の効率的な生成のために必要とされる場合がある。一実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起されたスズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。

[0040] 高温のプラズマ２１０によって放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１における開口部内またはその後方に位置決めされた任意選択のガスバリアまたは汚染物質トラップ２３０（一部の場合、汚染物質バリアまたはフォイルトラップとも呼ばれている）を介してコレクタチャンバ２１２へと進む。汚染物資トラップ２３０は、チャネル構造を含んでもよい。汚染トラップ２３０は、ガスバリア、またはガスバリアとチャネル構造との組み合わせも含んでもよい。本明細書中にさらに述べる汚染物質トラップまたは汚染物質バリア２３０は、当該技術分野で公知であるように、少なくともチャネル構造を含む。

[0041] コレクタチャンバ２１１は、いわゆるかすめ入射コレクタであり得る放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１および下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを通り抜けた放射は、格子スペクトルフィルタ２４０から反射して仮想放射源ポイントＩＦで合焦することができる。仮想放射源ポイントＩＦを一般的に中間焦点と呼び、放射源コレクタモジュールは、中間焦点ＩＦが筐体構造２２０内の開口部２２１にまたはその近くに配置されるように構成される。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。

[0042] その後、放射は照明システムＩＬを通り抜け、この照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１の所望の角分布ならびにパターニングデバイスＭＡにて放射強度の所望の均一性を提供す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を含んでよい。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にて放射ビーム２１が反射すると、パターン付けされたビーム２６が形成され、このパターン付けされたビーム２６は、投影システムＰＳによって反射エレメント２８および３０を介してウェーハステージまたは基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。

[0043] 照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＳ内には、通常、図示されたものよりも多くのエレメントが存在し得る。格子スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置のタイプに依存し、任意的に存在してもよい。さらに、図示されているものより多くのミラーがあってもよく、例えば、図２に示す投影システムＰＳ内に存在する反射エレメントより１〜６個多くの反射エレメントが存在してもよい。

[0044] 集光系ＣＯは、単なるかすめ入射コレクタ（またはかすめ入射集光ミラー）の一例として、リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子化されたコレクタとして示される。しかしながら、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が適用されてもよい。したがって、適用可能な箇所においては、かすめ入射コレクタとしての集光系ＣＯは、一般的にコレクタとしても解釈されてもよい。

[0045] さらに、図２に概略的に示されるような格子２４０の代わりに、透過型光フィルタが適用されてもよい。ＥＵＶを透過させ、かつＵＶ放射をあまり透過させず、またはＵＶ放射を実質的に吸収までもする光フィルタは、当該技術分野では公知である。したがって、「格子スペクトル純度フィルタ」は、本明細書中、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」としてさらに示される。図２には示されていないが、例えば集光系ＣＯの上流に構成されたＥＵＶ透過型光フィルタ、または照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳにおける光ＥＵＶ透過型フィルタが、任意選択の光学素子としても含まれてもよい。

[0046] 集光系ＣＯは、通常、放射源ＳＯまたは放射源ＳＯのイメージの近傍に配置される。各リフレクタ２５３、２５４および２５５は、少なくとも２つの隣接する反射面を含んでもよく、放射源ＳＯから離れたほうに位置する反射面は、放射源ＳＯに近いほうに位置する反射面よりも、光軸Ｏに対して小さな角度で配置される。このようにして、かすめ入射コレクタＣＯは、光軸Ｏに沿って伝搬する（Ｅ）ＵＶ放射ビームを生成するように構成される。少なくとも２つのリフレクタは、実質的に同軸に配置され、光軸Ｏの周りで実質的に回転対称に延在してもよい。コレクタＣＯが、外側リフレクタ２５５の外面上にさらなるフィーチャ、または外側リフレクタ２５５の周りにさらなるフィーチャ、例えば保護ホルダやヒータなどを有することもあることを理解されたい。参照番号２５６は、２つのリフレクタの間、例えば、リフレクタ２５４と２５５との間の空間を示している。各リフレクタ２５３、２５４および２５５は、少なくとも２つの隣接する反射面を含んでもよく、放射源ＳＯから離れたほうに位置する反射面は、放射源ＳＯに近いほうに位置する反射面よりも、光軸Ｏに対して小さな角度で配置される。このようにして、かすめ入射コレクタＣＯは、光軸Ｏに沿って伝搬する（Ｅ）ＵＶ放射ビームを生成するように構成される。少なくとも２つのリフレクタは、実質的に同軸に配置され、光軸Ｏの周りで実質的に回転対称に延在してもよい。

[0047] 使用中、１つ以上の外側リフレクタ２５３および内側リフレクタ２５４および２５５の上には、堆積物が発見され得る。コレクタＣＯは、そのような堆積物（放射源ＳＯからのデブリ、例えば、イオン、電子、クラスタ、小滴、電極腐食による劣化）によって劣化され得る。例えば、Ｓｎ源によるＳｎの堆積物は、いくつかの単層の後、コレクタＣＯまたは他の光学素子の反射に悪影響を及ぼすことがある。これは、そのような光学素子の洗浄を必要とし得る。

[0048] 図４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と非常に似ているが、放射システム４２は、レーザ生成プラズマを放射源ＳＯとして使用する。放射システム４２は放射源チャンバ４７を含んでおり、本実施形態では、放射源チャンバ４７は、実質的に、放射源ＳＯだけではなく、図３の実施形態では法泉入射コレクタ５０、例えば多層ミラーである集光ミラー５０も囲う。

[0049] さらに、放射システム４２は、一般的に、レーザビーム６３を提供するように構成されたレーザシステム６１が設けられており、レーザビーム６３は光学システム６５によって反射されて集光ミラー５０内に設けられたアパーチャ６７を通る。レーザシステム６１は、ＣＯ_２レーザであってよい。レーザシステムは、少なくとも、約９μｍ〜約１１μｍの範囲の波長から選択された波長、特に、約９．４μｍまたは約１０．６μｍの波長を有する放射を生成するように構成されてよい。それに加えて、またはその代替として、レーザはパルスレーザであってよい。ＣＯ_２レーザのレーザビーム６３は、一般的に、約１０ｋＷまたはそれ以上のパワーを有する。

[0050] 放射システムは、ターゲット材料供給源７１の中にＳｎまたはＸｅなどのターゲット材料６９を含む。ターゲット材料供給源７１は、ターゲット材料６９を所定のプラズマ位置７３に供給するように構成される。光学システム６５（本実施形態では、反射面Ｓ１、Ｓ２およびＳ３のそれぞれを有する３つのミラーＭ１、Ｍ２およびＭ３によって形成されるスリーミラーシステム（図５を参照））は、所定のプラズマ位置７３へと延在するビームパスを確立するように構成されており、それによって、ビームパスは、ターゲット材料６９の小滴が一般的に光学システム６５の焦点と一致する所定のプラズマ位置７３に配置された場合、その小滴へと延在する。レーザシステムは、レーザビーム６３がターゲット材料との相互作用のためにビームパスに沿って提供されて放射源チャンバ４７の中で所定のプラズマ位置７３にＥＵＶ放出プラズマを生成するように構成される。

[0051] 図５では、光学システム６５が「スリーミラーアナスティグマート(three-mirror anastigmat)」として一般的に知られている種類のものであることが分かる。通常、「アナスティグマート」という単語は、非点収差を有さない、または実質的に有さない光学システムを指す。本発明では、光学システムが非点収差を有さないことを必要としていない。その代わりに、レーザビーム６３がプラズマ生成位置でターゲット材料と一致する体積に集中することが望ましい。ビームのパワーは、ターゲット材料粒子または小滴のサイズと同程度またはそれより小さい体積内で集中されるべきである。ビームフォーカスの方が大きい場合、効率損失があり、これは最小であることが望ましい。３つの非球面ミラーの使用は、光学システムのデバイス性能が経済的に構成されることを可能にし、透過喪失を最小限にする。光学システム６５はミラーによって形成されているため、レーザビーム６３が延在するビームパス内のあらゆるレンズの必要性は防がれ、よって、ビームパスに沿ってレンズがないことを可能とする。したがって、通常、レンズによって生じるあらゆる後方反射は、レンズ過熱とともに回避される。本発明の適切に適用すると、反射防止コーティングの過熱も回避するであろう。

[0052] 一実施形態では、ミラーＭ１、Ｍ２およびＭ３の表面５１、５２および５３は、回転対称円錐面のオフアクシス部分である。光学システム６５は、単一の対称軸を有してよい。ミラーＭ１およびＭ３は、実質的に同一平面上であってもよい。

[0053] 光学システム６５のミラーＭ１、Ｍ２およびＭ３のうちの１つ、好ましくは、ビームパス内の最も下流のミラーＭ３は、焦点の配置を移動できるように、光学システム６５の残りの部分に対して回転可能となるようにさらに取り付けられてよい。一実施形態では、回転可能ミラー、例えばミラーＭ３は、光学システムの焦点を所定の点に設定するために装置の較正および／またはメンテナンス中に調整される。別の実施形態では、回転可能ミラーは、ビームがターゲット材料上に入射することを確実にするために、動作中に動的に調整可能である。本実施形態では、センサ８１は、ターゲット材料７２の粒子または小滴の位置を検知する。アクチュエータ８２は、ミラーＭ３を駆動して焦点の位置がターゲット材料７２の粒子または小滴と一致するように調整する。アクチュエータ８２は、センサ８１によって検知される位置に応答するコントローラ８３によって制御される。

[0054] 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７２の形態で供給される。そのようなターゲット材料６９の小滴が所定のプラズマ形成位置７３に到達した場合、レーザビーム６３は小滴６９上の衝突し、ＥＵＶ放射放出プラズマが放射源チャンバ４７の中に形成される。図４のこの実施形態では、所定のプラズマ形成位置７３から放出されるＥＵＶ放射は、法線入射コレクタミラーによって合焦され、任意選択として、反射スペクトル格子フィルタ５１を介して中間焦点５２上に合焦される。

[0055] 過剰な加熱を防ぐために、反射面Ｓ１、Ｓ２およびＳ３のうちの１つ以上には、例えば、金含有コーティングなどといったコーティングが設けられてよい。一実施形態では、コーティングは、実質的に金から成る。一実施形態では、光学システム６５の１つ以上のミラーには、動作中に冷却を行うために冷却システム８４が設けられる。冷却システム８４は能動冷却システム（例えば、冷却媒体がミラーと外部熱交換器との間で循環される）あるいは熱パイプまたはラジエータなどの受動冷却システムであってよい。

[0056] 一実施形態では、１つ以上の追加のミラーが光学システム内に設けられる。例えば、より好都合な配置を可能にするために平坦な折り畳みミラーが設けられてもよい。

[0057] 図６では、ＥＵＶ放射システム４２で使用され得るレーザシステム６１を概略的に示す。図６のレーザシステムは、レーザビーム６３を形成する増幅光子ビーム８５を生成するように構成されたシードレーザ７５および４つの光学利得媒体７７、７９、８１および８３を含む。光学利得媒体７７、７９、８１および８３のうちの少なくとも１つは、増幅光子ビーム８５を透過させるように構成されたウィンドウを有するチャンバ内に含まれてよい。図５のレーザシステムでは、全ての光学利得媒体７７、７９、８１および８３はチャンバ７７’、７９’、８１’および８３’のそれぞれに含まれ、各チャンバは増幅光子ビームを透過させるように構成されたウィンドウを有する。そのようなウィンドウは増幅光子ビームに沿って存在し得るが、例えば、放射源チャンバ４７の壁および／または光学システム６５を含む壁においてレーザビーム６３が透過されるビームパスにも存在し得る。そのような壁は、後方反射による不利点が最小になるように増幅光子ビームまたはレーザビームに対して傾いていることが好ましい。チャンバ８３’のウィンドウのうちの１つを透過した増幅光子ビーム８５は、レーザビーム６３を形成し、かつ光学システム６５のミラーＭ１上に直接入射する。光学利得媒体７７、７９、８１および８３がチャンバに含まれてない場合、光学利得媒体によって生成される増幅光子ビーム８５は、光学システム６５のミラーＭ１上に直接入射する。

[0058] 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。

[0059] 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。

[0060] 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。

[0061] 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 (13)

1. ＥＵＶ放射システムであって、
   放射源チャンバと、
   ターゲット材料を所定のプラズマ形成位置に供給する供給源と、
   前記ターゲット材料が前記所定のプラズマ形成位置に配置された場合、前記ターゲット材料に延在するビームパスを確立する３つの非球面ミラーのみによって形成された光学システムと、
   前記ターゲット材料との相互作用のために前記ビームパスに沿ってレーザビームを提供して前記チャンバの中でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するレーザシステムと
   を含み、
   前記３つの非球面ミラーは、前記光学システムの焦点における非点収差の量を少なくとも減少させるアナスティグマートを形成する、
   ＥＵＶ放射システム。
2. 前記ミラーのうちの１つ以上は、配置を前記焦点に移動させるために回転可能である、請求項１に記載のＥＵＶ放射システム。
3. 前記ターゲット材料の前記位置を検知するセンサと、前記センサによって検知された前記ターゲット材料の前記位置に応答して前記１つ以上の回転可能なミラーに取り付けられたアクチュエータを制御するコントローラとをさらに含む、請求項２に記載のＥＵＶ放射システム。
4. 前記ビームパス上の最後にある前記ミラーは回転可能である、請求項２または３に記載のＥＵＶ放射システム。
5. 前記焦点は、前記所定のプラズマ形成位置と実質的に一致する、請求項１〜４のいずれかに記載のＥＵＶ放射システム。
6. 前記ミラーのうちの少なくとも１つは、コーティングが設けられた反射面を有する、請求項１〜５のうちのいずれかに記載のＥＵＶ放射システム。
7. 前記コーティングは、金を含むか、または金によって実質的に形成される、請求項６に記載のＥＵＶ放射システム。
8. 前記ミラーのうちの少なくとも１つは、前記放射源チャンバの外に配置されている、請求項１〜７のうちのいずれかに記載のＥＵＶ放射システム。
9. 前記レーザシステムは、前記レーザビームを形成する増幅光子ビームを生成する１つ以上の光学利得媒体を含み、前記増幅光子ビームは、前記光学システムのミラーに直接入射する、請求項１〜８のうちのいずれかに記載のＥＵＶ放射システム。
10. 前記レーザシステムは、前記レーザビームを形成する増幅光子ビームを生成する１つ以上の光学利得媒体を含み、前記光学利得媒体のうちの少なくとも１つは、前記増幅光子ビームを透過させるウィンドウを有するチャンバに含まれており、前記ウィンドウを透過した前記増幅光子ビームは、前記光学システムの前記ミラーに直接入射する、請求項１〜９のうちのいずれかに記載のＥＵＶ放射システム。
11. ＥＵＶ放射システムであって、
    放射源チャンバと、
    ターゲット材料を所定のプラズマ形成位置に供給する供給源と、
    前記所定のプラズマ形成位置に延在するビームパスを確立する３つの非球面ミラーのみによって形成された光学システムと、
    前記所定のプラズマ形成位置における前記ターゲット材料との相互作用のために前記ビームパスに沿ってレーザビームを提供して前記チャンバの中でＥＵＶ放射放出プラズマを生成するレーザシステムと
    を含み、
    前記３つの非球面ミラーは、前記光学システムの焦点における非点収差の量を少なくとも減少させるアナスティグマートを形成する、
    ＥＵＶ放射システム。
12. 請求項１〜１１のうちのいずれかに記載のＥＵＶ放射システムが設けられた、リソグラフィ投影装置。
13. 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、
    放射ビーム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することができるパターニングデバイスを保持するサポート構造と、
    前記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
    をさらに含む、請求項１２に記載のリソグラフィ投影装置。
    
    
    

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