JP6480339B2 - 放射源およびリソグラフィのための方法 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２０１２年１１月１５日に出願した米国仮出願第６１／７２６，８４３号および２０１２年１２月１８日に出願した米国仮出願第６１/７３８，７００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、デバイス製造のためのリソグラフィ用途に使用する放射を生成するための方法および装置に関する。

[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より一層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を、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって得ることができる。

上の式では、λは使用される放射の波長であり、ＮＡ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ション）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させるためには、極端紫外線（ＥＵＶ）放射原を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５〜２０ｎｍ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。１０ｎｍ未満の波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったような５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を使用できることがさらに提案されている。そのような放射を極端紫外線または軟Ｘ線放射と呼ぶ。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によって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源が挙げられる。

[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（例えば、赤外線レーザ）などの励起ビームと、プラズマを収容する放射源とを含んでよい。プラズマは、例えば、適切な燃料材料（例えば、スズ）の粒子（通常、小滴）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などといった燃料にレーザビームを向ける（例えば、放射を開始する）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、出力放射、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、放射を受けて放射をビームに合焦させるミラー法線入射放射コレクタ（近法線入射放射コレクタとも呼ぶ）であってよい。放射コレクタは、他の任意の適した形態、例えば斜入射型コレクタであってもよい。放射源は、プラズマを支持するために真空または低圧環境を提供するように配置された閉鎖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、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ぶ。励起ビームとしてレーザを使用し得る別のシステムでは、放射を、放電の使用によって形成されるプラズマ（放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源）によって生成することができる。放電生成プラズマ（ＤＰＰ）放射源は、放電によって形成されるプラズマから極端紫外線（ＥＵＶ）などの放射を生成し、特に、レーザビームなどの励起ビームを金属燃料に向かって誘導させることによって放射の生成のための金属燃料の高温蒸発を伴い得る。通常溶融形態を有する金属を、プラズマ励起電極の放電表面に供給し、レーザビームなどの励起ビームによる照射によって蒸発させることにより、その後、蒸発した金属燃料から電極にわたる高電圧放電によって高温プラズマを励起させることができる。

[0008] ＤＰＰ放射源装置は、プラズマを支持するために真空または低圧環境を提供するように配置された閉鎖構造またはチャンバを含んでよい。結果として生じるプラズマは、放射源装置の一部を形成し得るミラード法線入射放射コレクタなどの放射コレクタを用いて集光される出力放射、例えばＥＵＶ放射を放出する。そのような場合、放射源装置を放射源コレクタ装置と呼ぶことができる。

[0009] 本明細書中に使用されるように、蒸発という用語はガス化も包含するとみなし、蒸発後の燃料はガス（例えば、個別の原子として）および/または蒸気（小滴を含む）の形態を有してよい。本明細書中に使用される「粒子」という用語は、固体粒子および液体（すなわち、小滴）粒子の両方を含む。

[0010] プラズマの生成は、燃料からの微粒子デブリによって引き起こされる放射源の汚染という結果となり得る。例えば、液体スズが燃料源として用いられるところでは、一部の液体スズはプラズマに変換されるが、液体スズの粒子はプラズマ形成配置から高速で放出され得る。本明細書中、そのような燃料粒子を一次デブリ粒子と呼ぶ。液体燃料粒子は放射源内の他のコンポーネント上で凝固し、放射生成プラズマを生成するまたはプラズマから放射ビームを提供する放射源の性能に影響を与える。一次デブリによる放射源内の光学活性面の汚染を減少または防止するために、デブリ受取面は、そのような一次デブリ粒子を偏向または捕捉するように放射源内に位置決めされてよい。本明細書中、「光学活性」という用語は、単に、ミラー、レンズ、表示ポート、センサなどといった光学的役割を有する表面を示すために使用され、偏光放射の光軸の変形（当該技術分野では「光学活性」という用語の別の意味として理解される）に関するあらゆる光学活性を意図しない。

[0011] 放射生成プラズマのために液体燃料を用いる放射源では、ＥＵＶ放射源内の表面上に位置する液体燃料層からの燃料粒子の排出が燃料デブリの二次源として機能し得ることが分かった。本明細書中、この現象をスピッティング(spitting)と呼び、放射源の使用中に粒子が液体燃料層から液体燃料層の外面に実質的に垂直の方向に排出されるという結果が通常見られた。

[0012] 本明細書中またはそれ以外で特定された従来技術の少なくとも１つの問題を取り除くかまたは緩和すること、あるいは、放射源のための既存の装置または方法の代替案を提供することが望ましい。特に、液体燃料層からのスピッティングによって二次デブリとして発生し得る燃料粒子による光学活性面の汚染を減少または防止することが本発明の１つの課題である。本明細書中で使用される「層」という用語は、その文脈においては、スピッティングを発生させるための十分な体積および／または面積を有する液体燃料のあらゆる部分を包含する。

[0013] 科学理論にとらわれず、スピッティング作用は液体燃料層内のガス気泡の核形成の結果として生じることが分かった。ここでは、ガス気泡はガスフリーラジカルが燃料と反応することから生じ、反応生成物はその後分解してガス気泡を液体燃料層内に形成する。低温の液体からのガス拡散は、液体燃料内のガス気泡の核形成を防止するには遅すぎる。液体燃料層からのそのようなガス気泡の噴出はスピッティング現象へと繋がると考えられる。そのようなガスフリーラジカルは、水素などのラジカル形成ガスが放射源の閉鎖空間内に存在するときに形成され、フリーラジカルは、ガスとプラズマおよび／または放射、例えばプラズマによって生成されるＥＵＶ放射との相互作用から生じる。

[0014] 意外にも、スピッティングを引き起こすメカニズムは液体燃料層の温度を上昇させることによって抑制することができ、それによって、燃料層温度を液体燃料の融点より高い温度に十分に上昇させることによって液体燃料層からのスピッティングを減少または完全に防止することが可能であることが分かった。

[0015] 本明細書を通して、「備えている」または「備える」という用語は、特定した（１つ以上の）コンポーネントを含むが他の存在を除外しないことを意味する。「本質的に〜から成っている」または「本質的に〜から成る」という用語は、特定したコンポーネントを含むが、不純物として存在する材料、コンポーネントを提供するために使用されたプロセスの結果として存在する不可避の材料および本発明の技術的効果を達成すること以外の目的のために追加されたコンポーネント以外のコンポーネントを除外することを意味する。一般的には、本質的にコンポーネントのセットから成る組成物は、５重量％未満、一般的には３重量％未満、より一般的には１重量％未満の非特定成分を含む。

[0016] 適切な場合、「備える」または「備えている」という用語の使用は、「本質的に〜から成る」または「本質的に〜から成っている」といった意味を包含してもよく、あるいは「から成る」または「から成っている」といった意味を包含してもよい。

[0017] 本明細書中に述べる任意および/または好ましい特徴は、適切な場合に個別にまたは互いに組み合わせて、特に特許請求の範囲で述べた組み合わせで用いてよい。本明細書中に述べる本発明の各態様に対する任意および／または好ましい特徴は、適切な場合に本発明の他のあらゆる態様に適用してもよい。

[0018] 本発明の第１態様は、ガスを含む閉鎖空間内の燃料から生成されたプラズマから放射を生成するように配置された放射源を提供する。生成されたプラズマは一次デブリの放出をもたらす。この放射源は、光学活性面を有するコンポーネントと、デブリ受取面であって、使用中、一次デブリの放出が燃料層によってデブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされる、デブリ受取面とを備え、デブリ受取面は、燃料層を液体として維持するために、かつ燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持されるように配置される。本明細書中に記載する本発明の第１態様およびさらなる態様による放射源は、放射をリソグラフィ装置などのプロセシングツールに提供するのに適し得る。

[0019] デブリ受取面の汚染は、一次デブリの放出から直接生じ得る。つまり、一次デブリは、放射源内の別の表面に一旦入射することなく、デブリ受取面に直接入射し得る。デブリ受取面の汚染は、一次デブリの放出の間接的な結果として追加的または代替的に生じ得る。例えば、デブリ受取面の汚染は、放射源内の別の表面からデブリ受取面上へのデブリ散乱または滴下の結果として生じ得る。

[0020] デブリ受取面は、より大きい表面の一部を含むことができる。

[0021] 一般的に、リソグラフィ放射源用のデブリ受取面は、燃料の融点を上回る温度で維持されることがあるが、不要な加熱を回避するために、温度は燃料の融点を約２０℃または５０℃あるいはそれ以下上回る温度であり得る。これにより、デブリ受取面の不要な加熱を回避する一方で燃料を液状または溶融状態に維持するための十分な温度を維持し、収集された一次燃料デブリは、凝固および任意の再利用のためにデブリ受取面から流出し得る。さらに、スピッティング作用はある沸騰または核形成メカニズムから生じると考えられており、よって、温度の上昇は、従来の温度が上昇するにつれて化学反応速度が増した結果としてのスピッティング現象による二次デブリ粒子の増加へと繋がるとも考えられていた。

[0022] より高い温度は、一般に、放射源の閉鎖空間内の燃料の高い蒸気圧のリスクを減少させるためにも回避されてきた。これは、蒸着の結果として燃料がより冷たい光学活性面に堆積するリスクを潜在的に与えると考えられていた。

[0023] したがって、本発明を具体化する前の一般的な温度は、燃料融点を約２０℃上回る温度、例えばスズ燃料に対しては約２５０℃であった。燃料の融点を約５０℃上回る範囲にわたって、燃料に対する温度を融点より当該５０℃範囲上昇させることは、スピッティングの減少に対する影響は小さいことが分かった。しかしながら、より上昇した温度では、スピッティング減少の速度は著しく上昇する。例えば、スズに対する融点が２３２℃で１００Ｐａの水素ガス圧で維持された閉鎖空間内のスズ燃料に対して、３５０℃で固定の表面積に対して１分ごとに生成される二次デブリ粒子の数は、２５２℃（すなわち、融点より２０℃高い温度）で同じ表面積によって生成される数より９０％少ない。１０％以上のそのような減少は、本明細書中ではかなりの減少として考えられる。５５０℃の温度では、この燃料およびガスの構成に対して、スピッティング作用はゼロに減少された（１００％減少）。一般に、燃料の融点を約１００℃上回る温度、好ましくは燃料の融点を少なくとも１５０℃上回る温度、より好ましくは燃料の融点を少なくとも２００℃上回る温度の適用は、スピッティング作用に対してかなりの減少を与えると考えることができる。

[0024] デブリ受取面を上昇温度で維持するために、デブリ受取面は、電気ヒータなどのヒータまたは熱伝達流体によって加熱される加熱パイプを含んでよい。

[0025] 例えば、本発明の第１態様による放射源は、使用中、３００℃上回る温度、例えば３５０℃上回る温度、４００℃上回る温度、約５００℃または５５０℃上回る温度で維持されるように配置されたデブリ受取面を有してよい。デブリ受取面は、放射源の閉鎖空間内の燃料の高蒸気圧を回避するとともにデブリ受取面の熱駆動腐食を防止するためにガスの存在下で燃料融点より低い温度、例えば１０００℃未満で維持されるように配置されることが好ましい。

[0026] 本発明で使用される高温での腐食をさらに防ぐために、デブリ受取面は、モリブデンを含む合金剛から形成されるかまたは本質的にモリブデンから成る合金から形成されてもよい。

[0027] デブリ受取面は、使用中に液体燃料層内のガスの気泡の形成を防止するために十分に高い温度で維持されるように配置されることが好ましい。例えば、デブリ受取面は、使用中に５５０℃以上の温度で維持されるように配置されてよい。そのような構成は、５０Ｐａ以上の圧力、例えば５００Ｐａまでの圧力、例えば１００Ｐａ〜１５０Ｐａの圧力の水素ガスにおけるスズ燃料層に対するスピッティングを防止するために効果的となり得る。

[0028] 放射源は、例えばＤＰＰ放射源またはＬＰＰ放射源であってよく、あるいはいずれの型の放射源特有の要素の組み合わせを含んでよい。例えば、放射源は、斜入射型コレクタおよび/または一次デブリ収集のためのフォイルトラップと組み合わされたＬＰＰ源特有の燃料小滴ジェネレータを含んでよい。また、後者はＤＰＰ源に特有である。放射源は、使用中、励起ビームがプラズマ形成位置で燃料に入射してプラズマを生成するように励起ビームを受けるように配置され、デブリ受取面および光学活性コンポーネントは、デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線がコンポーネントの光学活性面と交差しないように互いに位置決めおよび/または方向付けされてよい。

[0029] このようにして、デブリ受取面から法線に沿って（すなわち、デブリ受取面と実質的に垂直に）スピッティングすることによって排出されるデブリは、コンポーネントの光学活性面に入射されない。したがって、本明細書中で二次デブリと呼ぶデブリは、コンポーネントの光学活性面に入射されない。

[0030] 放射源は、燃料がプラズマ形成位置に移動する間に燃料を遮断するためのシュラウド（shroud）を含んでよく、デブリ受取面は、シュラウドの表面の少なくとも一部を含む。

[0031] 放射源は、光学活性面を有するコンポーネントとして、プラズマ形成位置でプラズマによって放出された放射を収集してそこから放射ビームを形成するように配置された放射コレクタを含んでよい。

[0032] 上記のいずれかに記載の放射源は、プラズマによって生成されたデブリ（すなわち、一次デブリ）の伝搬を減少させるように配置された汚染物質トラップを含んでよく、デブリ受取面は、汚染物質トラップの表面の少なくとも一部を含んでよい。

[0033] 光学活性面を有するコンポーネントはセンサを含んでよい。例えば、コンポーネントは、励起ビームまたは放射の特性パラメータを検出および／または解析するためのセンサを含んでよい。例えば、センサは、励起ビームとプラズマ形成位置の燃料との間のアライメントを検出するためのものであってもよい。

[0034] 光学活性面を有するコンポーネントはビューポート(viewport)を含み、コンポーネントの光学活性面はビューポートのウィンドウを含んでよい。例えば、ビューポートは、放射源に対する問題の診断に役立つために放射源の一部にウィンドウを含んでもよい。

[0035] 放射源は、プラズマによって生成されたデブリの伝搬を減少させるように配置された汚染物質トラップを含んでよい。デブリ受取面は、汚染物質トラップの表面の少なくとも一部を含んでよい。

[0036] 汚染物質トラップは複数の羽根を含んでよく、デブリ受取面の少なくとも一部は複数の羽根のうちの１つの少なくとも一部を含んでよい。汚染物質トラップは、例えば、回転フォイルトラップまたは静的トラップを含んでよい。

[0037] 放射源は、燃料小滴流を軌道に沿ってプラズマ形成位置に向かって誘導するように構成されたノズルをさらに含んでよい。デブリ受取面はノズルの表面の少なくとも一部を含んでよい。

[0038] 本発明による特に適した一構成では、放射源は、第１デブリ受取面および第２デブリ受取面を備えてよく、第１デブリ受取面および第２デブリ受取面は、使用中、一次デブリの放出がそれぞれの燃料層によってデブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされ、第１デブリ受取面は本発明の一態様のデブリ受取面であり、第２デブリ受取面は、それぞれの燃料層を液体として維持するために十分に高い温度で維持されるように配置され、第２デブリ受取面および光学活性面を含むコンポーネントは、第２デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線がコンポーネントの光学活性面と交差しないように互いに位置決めおよび/または方向付けされる。

[0039] そのような構成では、例えば、第２デブリ受取面が使用中に加熱するのが困難または不都合であるか、または上昇温度で維持するのが困難または不都合となり得る表面、例えば回転トラップであった場合、二次デブリによる光学活性面の汚染の減少は、スピッティングを減少または排除するために必要な温度に第２デブリ受取面を加熱する必要なくこの構成によって達成することができる。

[0040] 本発明の第１態様の別の適した構成では、放射をリソグラフィ装置に提供するのに適した放射源は、使用中、励起ビームがプラズマ形成位置で燃料に入射して一次デブリの放出をもたらすように励起ビームを受けるように配置された放射源であってよい。この放射源は、デブリ受取面であって、使用中、一次デブリの放出がデブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされる、デブリ受取面と、光学活性面を有するコンポーネントとを備え、デブリ受取面およびコンポーネントは、デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線がコンポーネントの光学活性面と交差しないように位置決めおよび/または方向付けされる。

[0041] 言い換えると、この構成に対して、デブリ受取面は、必ずしも、燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持されるように配置されない。代わりに、デブリ受取面および光学活性面を有するコンポーネントの位置決めまたは方向付けは、デブリ受取面に垂直の実質的に全ての線がコンポーネントの光学活性面と交差しないように位置決めおよび／または方向付けされる。

[0042] この構成に対して、放射源は燃料がプラズマ形成位置に移動する間に燃料を遮断するためのシュラウドを含み、デブリ受取面はシュラウドの表面の少なくとも一部を含んでよい。

[0043] 光学活性面を有するコンポーネントは、プラズマ形成位置でプラズマによって放出された放射を収集してそこから放射ビームを形成するように配置された放射コレクタを含んでよい。コンポーネントはセンサを含んでよい。コンポーネントはビューポートを含み、コンポーネントの光学活性面はビューポートのウィンドウを含んでよい。

[0044] 放射源は、プラズマによって生成されたデブリの伝搬を減少させるように配置された汚染物質トラップを含んでよい。デブリ受取面は、汚染物質トラップの表面の少なくとも一部を含んでよい。汚染物質トラップは複数の羽根を含んでよく、デブリ受取面は複数の羽根のうちの１つの少なくとも一部を含んでよい。

[0045] この構成に対して、放射源はガスバリアをさらに含み、特にガスバリアは水素ガスバリアを含んでよい。

[0046] この構成の放射源は、燃料小滴流を軌道に沿ってプラズマ形成位置に向かって誘導するように構成されたノズルをさらに含んでよく、デブリ受取面はノズルの表面の少なくとも一部を含む。

[0047] 本発明の第２態様は、例えばリソグラフィ装置のための放射を生成する方法を提供する。この方法は、本発明の第１態様による放射源の閉鎖空間内の燃料からプラズマを生成することを含み、閉鎖空間はガスを含み、放射はプラズマから放出され、デブリ受取面は、使用中、燃料層を液体として維持するために、かつ燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持される。

[0048] 本発明の第１態様で提示した任意および好ましい特徴は、本発明の第２態様にも適用することができる。

[0049] ガスは水素を含むかまたは本質的に水素から成ることが好ましい。ガスは、一般的には、５０〜５００Ｐａの分圧、例えば８０〜２００Ｐａ、１００〜１５０Ｐａの分圧で存在することができる。リソグラフィ用の放射の生成のための放射源、例えばＬＰＰ源の閉鎖空間内に水素ガスが存在することは普通であり、放射生成プラズマは、ガスと相互に作用して水素フリーラジカルを形成する。この水素フリーラジカルは、放射源内の光コンポーネントに対してクリーンな光学活性面を維持するために有用である。さらに、水素ガスなどのガスを用いて放射源の光学活性面から一次デブリを方向転換させるために使用するガス流、ガスバリアまたはガスカーテンを提供することができる。そのようなガス流またはガスバリア／カーテンは、放射源の閉鎖空間内のガスの存在へと繋がる。放射源が使用中のときにガスによるＥＵＶ放射などの生成された放射の過度の吸収を回避するために、ガス圧を５００Ｐａ以下、例えば２００Ｐａ以下または１５０Ｐａ以下で維持することが好ましい。

[0050] 本発明の第２態様の方法に対して、デブリ受取面は、使用中３００℃以上の温度、例えば３５０℃を上回る温度、例えば４００℃を上回る温度、約５５０℃を上回る温度または７００℃を上回る温度で維持されてよい。通常、燃料の融点を約１００℃上回る温度、好ましくは燃料の融点を少なくとも１５０℃上回る温度、より好ましくは燃料の融点を少なくとも２００℃上回る温度の適用は、スピッティング作用のかなり減少を与えると考えることができる。

[0051]デブリ受取面は、使用中に液体燃料層内にガスの気泡が形成されるのを防ぐのに十分に高い温度で維持されてよい。例えば、デブリ受取面は、使用中、５５０℃以上、例えば７００℃以上の温度で維持されてよい。そのような方法は、５０Ｐａ以上の圧力、例えば５００Ｐａまでの圧力、例えば１００Ｐａ〜１５０Ｐａの圧力の水素ガスにおけるスズ燃料層に対するスピッティングを防止するために効果的となり得る。上記したスピッティング作用の回避または軽減に関して、液体燃料層における気泡の生成も液体燃料層によって覆われた表面が十分に滑らかであることを確実にすることによって軽減できることについても言及する。したがって、本発明のある実施形態では、適用されるデブリ受取面は、研磨またはマイクロ研磨処理を受けている。

[0052] スピッティング作用を軽減するさらなる別の方法は、液体燃料層の上に炭素層を提供することである。そのような炭素層の適用は、スピッティング作用を広範囲に防止するということが分かった。

[0053] 好ましくは、プラズマから生成された放射はＥＵＶ放射を含み、より好ましくは、本質的にＥＵＶ放射から成る（例えば、放射電力の９５％）。燃料はスズなどの金属燃料であることが好ましく、これはプラズマ状態に励起されたときにＥＵＶ放射の生成に対してかなり効果的である。

[0054] 本発明の第３態様は、調整された放射ビーム（例えば、パターニングデバイスによってパターン付けされた放射ビーム）を基板上に投影するように配置された装置を提供する。このリソグラフィ装置は、本発明の第１態様による放射源を含む。

[0055] 本発明の第３態様の装置は、放射源によって生成された放射を調整して調整された放射ビームを形成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支持するように構築されたサポートと、基板を保持するように構築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とをさらに備えてよい。

[0056] この装置は、例えば照明システム内にさらなるデブリ受取面を備えてよく、デブリ受取面は、使用中、一次デブリの放出が燃料層によってデブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされ、デブリ受取面は、燃料層を液体として維持するために、かつ燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持されるように配置される。

[0057] 本発明の第４態様は、本発明の第３態様の装置を用いて放射を生成することを含むデバイス製造方法を提供する。

[0058] 本発明の第４態様の方法は、放射源を用いてＥＵＶ放射ビームを生成することと、照明システムにおいて放射ビームを調整し、かつ放射ビームをサポート構造によって支持されたパターニングデバイス上に誘導することと、投影システムを用いてパターン付き放射ビームを基板テーブルによって保持された基板上に投影することとをさらに含む。

[0059] 本発明のさら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、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書で説明する特定の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、本明細書では例示のためにのみ提示されている。本明細書に含まれる教示に基づき、当業者には追加の実施形態が明白になるであろう。

[0060] 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。
[0061] 図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0062] 図２は、本発明のある実施形態によるＬＬＰ放射源を含む図１の装置のより詳細な図である。 [0063] 図３は、本発明のある実施形態による放射源の一部を概略的に示す。 [0064] 図４は、図３の放射源の一部を概略的に示す。 [0065] 図５は、別の実施形態による図４の放射源の一部を概略的に示す。 [0066] 図６は、より詳細な図３の放射源の一部を概略的に示す。 [0067] 図７は、別の実施形態による図６の放射源の一部を概略的に示す。

[0068] 本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同じ参照記号は、全体を通じて対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、基本的に、同一の、機能的に同様な、および／または構造的に同様な要素を示す。ある要素が初めて登場する図面は、対応する参照番号における左端の数字によって示される。

[0069] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだいくつかの実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

[0070] 説明される実施形態、および明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」、「いくつかの実施形態」等への言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、必ずしもすべての実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を含んでいなくてもよい。また、かかる表現は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、かかる特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連においてもたらすことは、それが明示的に説明されているか否かにかかわらず、当業者の知識内のことであると理解される。

[0071] 図１は、本発明のある実施形態による放射源ＳＯを含むリソグラフィ装置ＬＡＰ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築され、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築され、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。

[0072] 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。

[0073] 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など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。

[0074] 「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することになる。

[0075] 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。

[0076] 投影システムは、照明システムのように、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、屈折、反射、磁気、電磁気、静電型または他の種類の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またはこれらの組合せを包含することができる。ガスは放射を吸収しすぎることがあるので、ＥＵＶ放射に対して真空または少なくとも低ガス圧環境を用いることが望ましいことがある。したがって、真空または低ガス圧環境を、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に提供することができる。

[0077] 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。

[0078] 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。

[0079] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）ビームを受ける。ＥＵＶ放射を生成する方法としては、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つの要素を有するプラズマ状態に材料を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」）と呼ぶことが多い所要のプラズマは、所要のＥＵＶ発光要素を有する材料の小滴、流れ、集団または噴流などの燃料を赤外レーザビームなどのレーザビームで照射することによって生成することができる。放射源ＳＯは、燃料を励起するためのレーザビームを提供するために燃料流および／またはレーザ（いずれも図１に図示せず）を生成するための燃料流ジェネレータを含む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、放射源の閉鎖空間内に配置された放射コレクタを用いて収集された放射（例えばＥＵＶ放射）を放出する。レーザおよび／または燃料流ジェネレータおよびコレクタモジュールは、放射源からの別個の構成要素であってもよく、または放射源はこれらの整数を含んでもよい。

[0080] 例えば、ＣＯ_２ＩＲレーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供した場合、これは残りの放射源とは別とみなすことができ、放射源はＩＲレーザからのレーザビームを受け入れるように配置される。

[0081] そのような場合には、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、例えば、放射源がＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、励起ビーム源は、放射源の一体部分とすることもできる。

[0082] 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および瞳ミラーデバイス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。

[0083] 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。

[0084] 図２は、放射源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ＬＡＰをより詳細に示している。放射源ＳＯは、真空または低ガス圧環境を放射源の閉鎖構造２の中で維持できるように構築および配置される。

[0085] レーザ４は、燃料流ジェネレータ８から供給されるスズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料にレーザビーム６を介してレーザエネルギーを付与するように配置される。液体（すなわち、溶融）スズまたは液体形態を有する別の金属が好ましい。燃料トラップ９は、プラズマ生成中に使われない燃料を受け取るように配置される。燃料へのレーザエネルギーの付与は、数十の電子ボルト（ｅＶ）の電子温度を有するプラズマ形成位置１２において高電離プラズマを生成する。これらのイオンの脱励起および再結合中に生成されるエネルギー放射は、プラズマ１０から放出され、近法線入射放射コレクタ１４（より一般的には法線入射放射コレクタと呼ぶことがある）によって収集および合焦される。コレクタ１４は多層構造を有してよく、例えば、特定の波長の放射（例えば、特定のＥＵＶ波長の放射）を反射、より容易に反射または優先的に反射するように調整される。コレクタ１４は、２つの自然楕円焦点を有する楕円構成を有してよい。下記に述べるように、一方の焦点はプラズマ形成位置１０にあり、他方の焦点は中間焦点にある。

[0086] レーザ４および／または放射源および／またはコレクタ１４は共に、放射源、特にＥＵＶ放射源を含むとみなされてよい。ＥＵＶ放射源をレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ぶことができる。閉鎖構造２におけるコレクタ１４は、（この例では）放射源の一部を形成するコレクタモジュールを形成してよい。

[0087] 第２レーザ（図示せず）を設けてもよく、第２レーザは、レーザビーム６が燃料に入射する前にその燃料を予熱するように構成される。この方法を用いるＬＰＰ源をデュアルレーザパルス（ＤＬＰ）源と呼ぶことができる。そのような第２レーザは、例えば、ターゲットの特性を変化させて変形したターゲットを提供するために、燃料ターゲットにプレパルスを提供するものとして記述することができる。特性の変化は、例えば、温度、サイズ、形状等の変化であってよく、通常、ターゲットの加熱によって引き起こされる。

[0088] 図示していないが、燃料流ジェネレータ８は、一般的には、燃料を軌道に沿ってプラズマ形成位置１２に向かって誘導するように構成されたノズルを含むかまたはそのノズルと接続されている。

[0089] 放射コレクタ１４によって反射された放射Ｂは、放射源イメージ１６に合焦される。放射源イメージ１６を一般的に中間焦点と呼び、放射源ＳＯは、中間焦点１６が閉鎖構造２内の開口部１８にまたはその近くに配置されるように構成される。放射源イメージ１６は、放射放出プラズマ１０のイメージである。

[0090] 続いて、放射Ｂは照明システムＩＬを横断する。この照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビームＢの所望の角度分布ならびにパターニングデバイスＭＡにおいて放射強度の所望の均一性を提供するように配置されたファセット視野ミラーデバイス２０およびファセット瞳ミラーデバイス２２を含んでよい。サポート構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビームが反射すると、パターン付きビーム２４が形成され、このパターン付きビーム２４は、投影システムＰＳによって反射要素２６，２８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。

[0091] 通常、示されているもの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内に存在してよい。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い。例えば、図２に示す投影システムＰＳ内に存在する反射要素より１〜６個（またはそれ以上）多くの反射要素が存在してもよい。

[0092] 上記したように、燃料は、液体スズなどの液体燃料の形態で提供される。しかしながら、液体燃料の使用から問題が生じ得る。特に、液体燃料の一部がプラズマに変換される一方、かなりの量の液体燃料が微粒子デブリとして排出され得る。液体燃料の排出は、プラズマ自体への変換の結果として、かつ既に生成されたプラズマと後続の燃料小滴との相互作用を介して小滴燃料ターゲットが使用されるところで生じ得る。そのような一次微粒子デブリは、高速で排出され、かつ放射源ＳＯ内の多数の問題へと繋がり得る。例えば、高速微粒子デブリの衝撃は、液体燃料が排出されるノズルおよびコレクタ１４の光学活性面などの放射源ＳＯの他のコンポーネントを腐食し得る。燃料デブリはそのような表面上に堆積し得る。放射源ＳＯ内の問題に加えて、そのようなデブリが、他の高感度のコンポーネントにダメージを与え得る残りのリソグラフィ装置に移動することを防止することがさらに望ましい。

[0093] 図３は、本発明のある実施形態における放射源ＳＯの一部を示している。図１および図２と共通する図３のフィーチャには、便宜上、同じ参照番号が使用されている。図３に示す実施形態では、１つ以上のデブリ受取面を与えるために汚染物質トラップが提供される。いくつかの実施形態では、汚染物質トラップは、放射源ＳＯの筐体の外側の周りの複数の羽根の形態を有する。２つの羽根３３ａ，３３ｂを図３に示している。羽根３３ａ，３３ｂは、プラズマによって放出された一次デブリを捕捉しかつ１つ以上のデブリ収集トラップ（図示せず）に誘導するように配置される。本発明のいくつかの実施形態では、羽根３３ａ，３３ｂは、他のデブリ軽減デバイス、例えばガスバリアなどと組み合わされる。ガスバリアは、適切なガス（例えば、アルゴン、水素またはヘリウム）および／またはガス流の低いバックグラウンド圧力を放射の経路にわたって含む。本発明のある実施形態におけるガスバリアは、デブリの機械的抑制を提供するためだけに使用され得るが、放射源内の表面の化学掃気に用いる水素フリーラジカルなどのフリーラジカルを生成するガスが好ましい。

[0094] 図３には示していないが、いくつかの実施形態では、汚染物質トラップは１つ以上の回転フォイルトラップを含むことができる。回転フォイルトラップは、放射源ＳＯの光軸３４と位置合わせされた軸の周りを回転するように駆動する複数の間隔を介して配置されたフォイルを含む。回転フォイルトラップの回転速度は、プラズマから放出された一次デブリ粒子がフォイルによって一掃されるように決定される。ギャップが回転フォイルによって一掃される前にデブリ粒子がフォイルとフォイルとの間を通過する十分な時間はない。トラップはプラズマ形成位置における放射源点から見ると非常に小さい領域を表すので、電磁放射は回転フォイルトラップによって実質的に影響されない。

[0095] 汚染物質トラップは、本発明のいくつかの実施形態では、他のデブリ軽減デバイス、例えばガスバリアなどと組み合わされる。ガスバリアは、適切なガス（例えば、アルゴン、水素またはヘリウム）および／またはガス流の低いバックグラウンド圧力を放射の経路にわたって含む。本発明のある実施形態におけるガスバリアは、デブリの機械的抑制を提供するためだけに使用される。したがって、幅広い選択の適切なガスが可能である。いくつかの実施形態では、回転フォイルトラップを静止フォイルトラップと組み合わせるかまたは置き換えることができる。

[0096] 図３では、燃料小滴３１をプラズマ形成位置１２に、続いて燃料トラップ９に誘導する燃料流ジェネレータ８に接続されたノズル３０も示している。さらに、図３の実施形態では、シュラウド３２は、燃料流ジェネレータ８とプラズマ形成位置１２との間に位置決めされ、それによってノズル３０から出る燃料小滴３１はシュラウド３２を通り抜けてプラズマ形成位置１２の少し前でシュラウド３２から出る。シュラウド３２は燃料小滴３１を接触から守るように機能する。例えば、シュラウド３２は、燃料小滴３１をプラズマ形成中に生成される一次デブリとの相互作用から守るように機能する。光学素子３５は、レーザビーム６をプラズマ形成位置１２に合焦させるようにコレクタ１４の前に（レーザビーム６の伝搬方向に対して）位置決めされる。図３では、光学素子３５はレンズとして示しているが、当然のことながら、光学素子３５はレーザビーム６をプラズマ形成位置１２に合焦させるのに適したあらゆる光学素子であってもよい。

[0097] 本発明のいくつかの実施形態では、放射源ＳＯは、レーザビーム６の焦点と燃料小滴との間の相対的なアライメントを決定するために１つ以上のセンサ（図示せず）を含む。燃料と燃料に向けられたレーザビーム６の焦点との間の相対的なアライメントについて何らかの表示を示す性能は、放射源からの放射出力が所望の分布を有するように放射源ＳＯを制御することが望ましい場合があるという事実により有益となり得る。代替的にまたはそれに加えて、燃料の位置と燃料に向けられた放射の焦点の位置との両方が外部擾乱を受け得るという事実により、燃料と燃料に向けられたレーザビーム６の焦点との間の相対的なアライメントについての表示を示すことが望ましい場合がある。例えば、燃料に向けられた放射の焦点位置および燃料の位置（よって、燃料と燃料に向けられた放射の焦点との間のアライメント）は、リソグラフィ装置のシステムダイナミックス、例えばリソグラフィ装置の部分の動作によって影響され得る。燃料と燃料に向けられた放射の焦点との間の相対的なアライメントについての表示を示す性能は、燃料と燃料に向けられた放射の焦点との間のあらゆるミスアライメントを補正することができることを意味する。複数の目的のために追加のセンサをリソグラフィ装置内に設けることができる。

[0098] 放射源ＳＯのメンテナンスに役立つために、放射源ＳＯに１つ以上のビューポート（図示せず）を設けて放射源ＳＯ／リソグラフィ装置のユーザが装置に対する問題をより簡単に見て診断することができる。

[0099] 液体スズデブリは、入射する表面上で凝固することがあり、それによって放射源ＳＯ内でさらなる問題を引き起こす。例えば、コレクタ１４のスズ汚染は、コレクタ１４がプラズマによって生成される放射を収集かつ合焦できる効率を下げ得ることが理解される。同様に、光学素子３５の汚染は、光学素子３５がレーザビーム６をプラズマ形成位置１２に合焦させる性能を影響し得る。さらに、スズなどの液体金属燃料の冷却は、放射源モジュール内の表面上に石筍および鍾乳石状の構造を形成することが分かった。そのような構造は、放射源ＳＯからのＥＵＶ放射の放出を妨げるかまたはプラズマ形成位置１２への液体燃料の供給を阻害し得る。さらに、羽根３３ａ，３３ｂ上のスズの凝固は、羽根３３ａ，３３ｂが放射源ＳＯからデブリを除去できる有効性を減少させる。したがって、通常、液体スズ（または別の液体燃料源）による放射源ＳＯおよびリソグラフィ装置の感光面の汚染は、リソグラフィ装置の他のコンポーネントに提供されるＥＵＶ放射の量を減少し得る。

[00100] 図３および上記で述べた詳細を参照すると、光学活性面を有するコンポーネントは、例えば、コレクタ１４、光学素子３５、放射源ＳＯおよびリソグラフィ装置内のセンサおよびビューポートを含んでよい。当然のことながら、本発明は上記で例として挙げられたコンポーネントへの適用に限定されない。実際には、本考察の文脈においては、光学活性面を有するコンポーネントは、放射源ＳＯおよびリソグラフィ装置のあらゆる表面を含んでよい。この表面とスズデブリとの相互作用は、ターゲット（すなわち、ウェーハ）に提供されるＥＵＶ放射の量を直接的または間接的に減少させるという結果を生じさせ得る。例えば、間接的な減少は、燃料デブリ堆積または腐食によってビューポートが使用できなくなることにより放射源ＳＯまたはリソグラフィ装置を正しく維持することができないことにより発生し得る。

[0100] 液体燃料デブリがそのデブリが（直接的または間接的に）入射する表面上で凝固することを防止するために、放射源ＳＯ内の一部の表面を、燃料材料の融点より高い温度で維持することができる。例えば、液体スズが燃料材料であるところでは、放射源ＳＯ内の選択された表面は、２３２℃またはそれより高い温度で維持されて入射デブリが凝固することを防止できる。特に、図３を参照すると、シュラウド３２および羽根３３ａ，３３ｂの表面は、２３２℃またはそれより高い温度で維持されてよい。このようにして、シュラウド３２および羽根３３ａ，３３ｂの表面上で凝固する代わりに、液体スズデブリはそれらの表面から１つ以上のデブリコレクタ（図示せず）へと流し出されることを意図する。さらに、本発明によると、そのようなデブリ受取面のうちの１つ以上は、燃料層を液体として維持するために、かつ燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の液体燃料層内のガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持されるように配置されてよい。

[0101] 上記したように、羽根３３ａ，３３ｂによって提供される汚染物質トラップに加えて、ガスバリアを用いてデブリがリソグラフィ装置の他の部分に移動することを防止する。本発明のいくつかの実施形態では、水素を用いてガスバリアを提供する。水素ガスバリアなどのガスバリアの存在下では、気泡が放射源ＳＯ内の液体スズの表面内に形成され得ることが分かった。液体スズの表面の気泡によって引き起こされる上昇圧力は、スピッティングと呼ぶ現象においてそれらの表面からの微粒子デブリの排出という結果となる。排出は、通常、スズの表面に実質的に垂直である。そのようなスピッティングは、比較的薄いスズ層（例えば、約１０μｍの厚さを有する）およびより深い液体スズ層（例えば、約３ｍｍの深さの厚さを有する）の両方で行われることが分かった。上記した影響によって生成されるスズ粒子は、直径１００μｍ（これより小さくても大きくてもよい）を有しかつ約３ｍ／ｓの速度（これより速くても遅くてもよい）を有してよい。本発明のある実施形態によると、スピッティング現象は、上記したようにデブリ受取面を使用中に十分な温度に適切に加熱することよって減少または排除することもできる。

[0102] プラズマから直接排出されるスズデブリを一次デブリとして考えることができる一方、一次デブリ（一次汚染）の結果として形成される、燃料層によって汚染されたデブリ受取面からスピッティングによって排出されるスズデブリを二次デブリとして考えることができる。当然のことながら、さらなる次数のデブリおよび汚染も可能である。例えば、二次デブリ（二次汚染）によって汚染された表面は、三次デブリなどを引き起こし得る。さらに、第１表面に入射するデブリは第２表面上に滴下または散乱し得る。これは第２表面を覆うスズにおける気泡の形成およびそのスズからのデブリの排出へと繋がり得る。したがって、放射源ＳＯのスズで被覆された表面からの粒子の排出は、放射源ＳＯの高感度コンポーネントがスズデブリで被覆されかつスズデブリによってダメージを受けるというさらなる作用を与え、結果として、上記したようなＥＵＶ放射生成の不利点となる。

[0103] 図４は、シュラウド３２を通って光軸３４と垂直の方向から見た図３の構成の一部を概略的に示している。図４では、シュラウド３２の表面３２ａ，３２ｂは、プラズマ（図示せず）からの一次デブリの結果として生じる液体スズの層３６ａ，３６ｂによってコーティングされている。上記したように、シュラウド上での一次デブリの凝固を回避するために、シュラウド３２は、スズの溶融点より高い温度で維持される。したがって、スズ層３６ａ，３６ｂは液体のままであり、よってガス気泡がスズ層３６ａ，３６ｂ内に形成され得る。液体スズ内に形成されるそのような気泡は、表面３２ａ，３２ｂと実質的に垂直な方向の二次デブリの後続の排出という結果となる。したがって、図４からは、二次デブリがコレクタ１４に向かって排出されて結果的にコレクタ１４の二次汚染３６ａ’，３６ｂ’となることが分かる。本発明によると、スピッティングから生じるこの二次デブリを、シュラウド３２の十分な加熱（例えば、ヒータ（図示せず））によって減少または排除することができる。

[0104] 図５は、図３に示す実施形態の変形である本発明の別の実施形態を示している。図５に示す実施形態では、シュラウド３２は、表面３２ａ，３２ｂからの法線がコレクタ１４の表面と交差しないように放射源ＳＯ内に位置決めされている。したがって、表面３２ａ，３２ｂと垂直な方向に（すなわち、表面３２ａ，３２ｂからの法線によって定義される経路に沿って）排出される二次デブリは、コレクタ１４に入射されない。このようにして、コレクタ１４は、二次デブリによる汚染を含まないように保たれる。本発明の他の実施形態では、シュラウド３２の位置を変更することに加えてまたはその代わりに、シュラウド３２の形状は、シュラウド３２の表面から延在する法線とコレクタ１４との間のあらゆる交差を除去または最小限にするように変更することもできる。例えば、シュラウド３２が図４および図５で中空三角プリズムとして示されるが、シュラウド３２はあらゆる適切な形状を有してもよい。これを、十分な温度にシュラウド３２を加熱することと組み合わせてスピッティングから生じる二次デブリのかなりの減少へと繋げることができる。

[0105] さらなる実施形態を図６および図７を参照して説明する。図６は、より詳細な図３の実施形態の一部を（図３と同じ視点から）概略的に示している。特に、リフレクタ１４および羽根３３ｂを示している。羽根３３ｂの一部は、一次デブリの結果により液体スズ層３７で被覆されている。層３７で被覆された羽根３３ｂの表面から延在する法線はコレクタ１４と交差し、それによって層３７により放出された二次デブリはコレクタ１４に入射し、コレクタ１４をスズ層３８で被覆する。したがって、本発明によると、図６に示す構成に対しては、スズスピッティングから生じる二次デブリは、上記で述べた羽根３３ｂの十分な加熱によって減少（およそ３５０℃で）または排除（およそ５５０℃で）除去することができる。

[0106] 通常、燃料の融点を約１００℃上回る温度、好ましくは燃料の融点を少なくとも１５０℃上回る温度、より好ましくは燃料の融点を少なくとも２００℃上回る温度の適用は、スピッティング作用のかなりの減少を提供すると考えることができる。上記したスピッティング作用の回避または軽減に対して、液体燃料層によって覆われた表面が十分に平らであること確実にすることによって液体燃料層内の気泡の生成も軽減することができることについても言及しておく。したがって、本発明ある実施形態では、適用されるデブリ受取面は研磨処理またはマイクロ研磨処理を受けている。

[00101] スピッティング作用を軽減するさらなる別の方法は、液体燃料層の上に炭素層を設けることである。そのような炭素層の適用は、スピッティング作用を大幅に防止できると分かった。

[0107] 図７は、図６の構成の変形である本発明の別の実施形態を示している。図７では、層３７で被覆された羽根３３ｂの表面からの法線がもはやコレクタ１４と交差しないように羽根３３ｂが位置決めされていることが分かる。したがって、層３７から放出された二次デブリはコレクタ１４に入射せず、それによってコレクタ１４の汚染を防止する。本発明の他の実施形態では、図５および図７の構成を組み合わせて、シュラウド３２の表面および羽根３３の表面がコレクタ１４に対する二次デブリの影響を減少させるように配置される放射源を提供することができる。さらに、図４〜図６ではシュラウド３２、汚染物質トラップの羽根３３ａ，３３ｂおよびコレクタ１４のみが示されているが、本発明の他の実施形態では、一次汚染を受ける他の表面の向きおよび位置は、それらの表面からの法線と放射源ＳＯの他の高感度のコンポーネントとの交差を減少または排除するように構成されてよく、あるいは、そのような表面は、燃料スピッティング現象の大幅な減少または除去を提供するための十分な温度に加熱されてもよい。

[0108] このようにして、本発明によると、デブリ受取面に対して上昇温度を使用することによって、二次デブリの影響を最小限に抑えることができ、性能の向上、メンテナンス要件の削減およびより長い放射源ＳＯの有用な寿命へと繋がる。さらに、二次（および三次）汚染を受ける一部の表面の向きおよび位置は、それらの表面からの法線と放射源ＳＯのコンポーネントの光学活性面との交差を減少または排除するように選択することができる。

[0109] 図３〜図７に関する上記の記載は水素ガスの存在下のスズの液体燃料源に対して詳細に説明したが、上記で述べた問題および発明を他の液体燃料源にも同様に適用できると理解したい。例えば、燃料の組成は、さらに低い温度での動作に対して選択されてもよい。この場合、燃料は、例えば、スズとガリウムとの合金またはスズとインジウムとの合金といったような共晶合金であってもよい。さらに、本発明は、放射源自体、例えばイルミネータ内に加えて、リソグラフィ装置の他の部分内の光学活性面の保護用にも適用することができる。

[0110] 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、ＬＥＤ、太陽電池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。当業者にとって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。

[0111] リソグラフィ装置の関連での本発明の実施形態について本明細書中で具体的な言及がなされたが、本発明の実施形態は、他の装置に使われてもよい。本発明の実施形態は、リソグラフィ装置、マスク検査装置、メトロロジ装置、あるいはウェーハ（または他の基板）またはマスク（または他のパターニングデバイス）などの物体を測定または処理するあらゆる装置などのプロセシングツールの一部を形成してよい。これらの装置を一般的にリソグラフィツールと呼ぶ。そのようなリソグラフィツールは、真空条件または周囲（非真空）条件を使用してよい。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、以下の項目および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。
項目
１．放射をリソグラフィ装置に提供する放射源であって、前記放射源はガスを含む閉鎖空間内の燃料から生成されたプラズマから放射を生成するように構成され、前記生成されたプラズマは一次デブリの放出をもたらし、前記放射源は、
光学活性面を有するコンポーネントと、
燃料層を有しかつ一次デブリを受け取るように構成されたデブリ受取面とを備え、
前記デブリ受取面は、前記燃料層を液体として維持するために、かつ前記燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の前記液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持される、放射源。
２．前記デブリ受取面はヒータを含む、前項１に記載の放射源。
３．前記ヒータは、電気ヒータまたは熱伝達流体によって加熱される加熱パイプである、前項２に記載の放射源。
４．前記デブリ受取面は、使用中に３００℃上回る温度で維持されるように配置される、前項１に記載の放射源。
５．前記デブリ受取面は、使用中に前記液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成を防止するために十分に高い温度で維持されるように配置される、前項１に記載の放射源。
６．前記デブリ受取面は、使用中に５５０℃以上の温度で維持されるように配置される、前項１に記載の放射源。
７．前記放射源は、使用中、励起ビームがプラズマ形成位置で前記燃料に入射して前記プラズマを生成するように前記励起ビームを受けるように構成され、
前記デブリ受取面および光学活性面を含むコンポーネントは、前記デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線が前記コンポーネントの前記光学活性面と交差しないように互いに配置される、前項１に記載の放射源。
８．前記放射源は、前記プラズマ形成位置に移動する前記燃料を遮断するためのシュラウドを含み、
前記デブリ受取面は、前記シュラウドの表面の少なくとも一部を含む、前項１に記載の放射源。
９．前記コンポーネントは、光学活性コンポーネントとして、前記プラズマ形成位置で前記プラズマによって放出された放射を収集してそこから放射ビームを形成するように配置された放射コレクタを含む、前項１に記載の放射源。
１０．前記放射源は、前記プラズマによって生成されたデブリの伝搬を減少させるように配置された汚染物質トラップを含み、
前記デブリ受取面は、前記汚染物質トラップの表面の少なくとも一部を含む、前項１に記載の放射源。
１１．前記一次デブリの放出を受け取るように構成された第２デブリ受取面をさらに備え、
前記第２デブリ受取面は、それぞれの燃料層を液体として維持するために十分に高い温度で維持されるように配置され、
前記第２デブリ受取面および光学活性面を含むコンポーネントは、前記第２デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線が前記コンポーネントの前記光学活性面と交差しないように互いに位置決めおよび/または方向付けされる、前項１に記載の放射源。
１２．放射をリソグラフィ装置に提供するのに適した放射源であって、前記放射源は、使用中、励起ビームがプラズマ形成位置で燃料に入射して一次デブリの放出をもたらすように前記励起ビームを受けるように配置され、前記放射源は、
前記一次デブリの放出を受け取るように構成されたデブリ受取面と、
光学活性面を有するコンポーネントとを備え、
前記デブリ受取面およびコンポーネントは、前記デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線が前記コンポーネントの前記光学活性面と交差しないように配置される、放射源。
１３．前記放射源は、前記燃料が前記プラズマ形成位置に移動する間に前記燃料を遮断するためのシュラウドを含み、
前記デブリ受取面は、前記シュラウドの表面の少なくとも一部を含む、前項１２に記載の放射源。
１４．前記コンポーネントは、前記プラズマ形成位置でプラズマによって放出された放射を収集してそこから放射ビームを形成するように配置された放射コレクタを含む、前項１２に記載の放射源。
１５．前記コンポーネントはセンサを含む、前項１２に記載の放射源。
１６．前記コンポーネントはビューポートを含み、前記コンポーネントの前記光学活性面は前記ビューポートのウィンドウを含む、前項１２に記載の放射源。
１７．前記放射源は、プラズマによって生成されたデブリの伝搬を減少させるように配置された汚染物質トラップを含み、前記デブリ受取面は、前記汚染物質トラップの表面の少なくとも一部を含む、前項１２に記載の放射源。
１８．前記汚染物質トラップは複数の羽根を含み、前記デブリ受取面は前記複数の羽根のうちの１つの少なくとも一部を含む、前項１７に記載の放射源。
１９．前記放射源はガスバリアをさらに含む、前項１２に記載の放射源。
２０．前記ガスバリアは水素ガスバリアを含む、前項１９に記載の放射源。
２１．燃料小滴流を軌道に沿ってプラズマ形成位置に向かって誘導するように構成されたノズルをさらに含み、前記デブリ受取面は前記ノズルの表面の少なくとも一部を含む、前項１２に記載の放射源。
２２．リソグラフィ装置のための放射を生成する方法であって、前記方法は、
前項１〜２１のいずれかに記載の放射源内のプラズマ形成位置に励起ビームを提供することと、
前記プラズマ形成位置に燃料を提供することとを含み、
前記励起ビームは、前記燃料が放射放出プラズマを形成するように前記燃料を励起する、方法。
２３．前記プラズマ形成位置に燃料を提供することは、前記燃料をシュラウドに沿って誘導することを含む、前項２２に記載の方法。
２４．前記放射放出プラズマから生成された放射は、前記放射を中間焦点に誘導するように配置された放射コレクタによって収集される、前項２２に記載の方法。
２５．前記放射放出プラズマから生成された前記放射はＥＵＶ放射である、前項２２に記載の方法。
２６．リソグラフィ装置のための放射を生成する方法であって、方法は、前項１に記載の放射源の閉鎖空間内の燃料からプラズマを生成することを含み、前記閉鎖空間はガスを含み、前記放射は前記プラズマから放出され、前記デブリ受取面は、使用中、前記燃料層を液体として維持するために、かつ前記燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の前記液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持される、方法。
２７．前記燃料はスズである、前項２６に記載の方法。
２８．前記ガスは水素を含むかまたは本質的に水素から成る、前項２６に記載の方法。
２９．前記デブリ受取面は、使用中、３００℃以上の温度で維持される、前項２６に記載の方法。
３０．前記デブリ受取面は、使用中、前記液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成を防止するために十分に高い温度で維持される、前項２６に記載の方法。
３１．前記デブリ受取面は、使用中、５５０℃以上の温度で維持される、前項２６に記載の方法。
３２．前記プラズマから生成された前記放射はＥＵＶ放射を含む、前項２６に記載の方法。
３３．調整された放射ビームを基板上に投影するように配置されたリソグラフィ装置であって、前項１に記載の放射源を含む、リソグラフィ装置。
３４．前記放射源によって生成された前記放射を調整して調整された放射ビームを形成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支持するように構築されたサポートと、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
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ように構成された投影システムと
をさらに備える、前項３３に記載のリソグラフィ装置。
３５．前記リソグラフィ装置は、さらなるデブリ受取面を備え、前記デブリ受取面は、使用中、前記一次デブリの放出が燃料層によって前記デブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされ、
前記デブリ受取面は、前記燃料層を液体として維持するために、かつ前記燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の前記液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度を提供するために十分に高い温度で維持されように配置される、前項３４に記載のリソグラフィ装置。
３６．前項３３に記載のリソグラフィ装置を用いて放射を生成することを含む、デバイス製造方法。
３７．前記放射源を用いてＥＵＶ放射ビームを生成することと、
前記照明システムにおいて前記放射ビームを調整し、かつ前記放射ビームを前記サポート構造によって支持されたパターニングデバイス上に誘導することと、
前記投影システムを用いてパターン付き放射ビームを前記基板テーブルによって保持された基板上に投影することと
をさらに含む、前項３５に記載のデバイス製造方法。

Claims (10)

1. 水素ガスを含む閉鎖空間内の燃料から生成されたプラズマから放射を生成する放射源であって、前記生成されたプラズマは一次デブリの放出をもたらし、前記放射源は、
   光学活性面を有するコンポーネントと、
   デブリ受取面であって、使用中、前記一次デブリの放出が燃料層によって前記デブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされる、デブリ受取面とを備え、
   前記デブリ受取面は、前記燃料の融点を少なくとも１５０℃上回る温度であって５５０℃以上の温度で維持され、かつ前記燃料の融点を２０℃上回る温度の液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度より実質的に低い使用中の前記液体燃料層内の前記ガスの気泡の形成速度を提供するように配置され、
   前記閉鎖空間内の前記水素ガスの圧力は、５０Ｐａから５００Ｐａの範囲内にある、放射源。
2. 前記デブリ受取面はヒータを含む、請求項１に記載の放射源。
3. 前記ヒータは、電気ヒータまたは熱伝達流体によって加熱される加熱パイプである、請求項２に記載の放射源。
4. 前記放射源は、使用中、励起ビームがプラズマ形成位置で前記燃料に入射して前記プラズマを生成するように前記励起ビームを受けるように配置され、
   前記デブリ受取面および光学活性面を含むコンポーネントは、前記デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線が前記コンポーネントの前記光学活性面と交差しないように互いに位置決めおよび/または方向付けされる、請求項１〜３のいずれかに記載の放射源。
5. 前記コンポーネントは、光学活性コンポーネントとして、前記プラズマ形成位置で前記プラズマによって放出された放射を収集してそこから放射ビームを形成する放射コレクタを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の放射源。
6. 前記放射源は、前記プラズマによって生成されたデブリの伝搬を減少させる汚染物質トラップを含み、
   前記デブリ受取面は、前記汚染物質トラップの表面の少なくとも一部を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の放射源。
7. 前記放射源は、第２デブリ受取面をさらに備え、前記第２デブリ受取面は、使用中、前記一次デブリの放出がそれぞれの燃料層によってデブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされ、
   前記第２デブリ受取面は、それぞれの燃料層を液体として維持するために十分に高い温度で維持されるように配置され、
   前記第２デブリ受取面および光学活性面を含むコンポーネントは、前記第２デブリ受取面に垂直な実質的に全ての線が前記コンポーネントの前記光学活性面と交差しないように互いに位置決めおよび/または方向付けされる、請求項１〜６のいずれかに記載の放射源。
8. 水素ガスを含む閉鎖空間内の燃料から生成されたプラズマから放射を生成する放射源であって、前記生成されたプラズマは一次デブリの放出をもたらし、前記放射源は、
   光学活性面を有するコンポーネントと、
   デブリ受取面であって、使用中、前記一次デブリの放出が燃料層によって前記デブリ受取面の汚染を引き起こすように位置決めおよび／または方向付けされる、デブリ受取面とを備え、
   前記デブリ受取面は、液体燃料内の前記ガスの気泡の形成を減少させるように前記燃料の融点を少なくとも１５０℃上回る温度であって５５０℃以上の温度で維持されるように配置され、
   前記閉鎖空間内の前記水素ガスの圧力は、５０Ｐａから５００Ｐａの範囲内にある、放射源。
9. 放射を生成する方法であって、前記方法は、
   請求項１〜８のいずれかに記載の放射源内のプラズマ形成位置に励起ビームを提供することと、
   前記プラズマ形成位置に燃料を提供することとを含み、
   前記励起ビームは、前記燃料が放射放出プラズマを形成するように前記燃料を励起する、方法。
10. 調整された放射ビームを基板上に投影するリソグラフィ装置などの装置であって、前記装置は請求項１〜８のいずれかに記載の放射源を含む、装置。
    

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