JP2004247293A - プラズマによる強力短波放射線の発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 プラズマによる強力短波放射線の発生装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、プラズマにより強力放射線、特に、軟Ｘ線放射線から極紫外線（ＥＵＶ）放射線までの、短波放射線を発生する装置に関する。本発明の目的は、プラズマから発生する放射線を発生する新たな可能性を見いだすことであり、ここで、質量制限ターゲットの利点が保持されるとともに、プラズマに変換される個別パルス・エネルギー、したがって使用可能な放射線出力がかなりの程度増加する。本発明によれば、この目的は、ターゲット発生器が、複数の別個のオリフィスを備えたマルチプル・チャネル・ノズル有することよって達成され、この場合、オリフィスが、複数のターゲット・ジェットを発生し、プラズマを発生する励起放射線が、同時に、少しずつ、ターゲット・ジェットに向けられる。
【選択図】 図１

Description

本出願は、独国特許出願第１０３０６６６８．３号（２００３年２月１３日出願）の優先権を主張し、その開示の内容全体を本明細書に援用している。

本発明は、プラズマにより強力短波放射線を発生する装置に関し、ここで、高エネルギー励起放射線を、真空チャンバ内のターゲット流に向けて、所定のパルス・エネルギーにより、ターゲット流の部分を高密度熱プラズマに完全に変換し、このプラズマが、極紫外線（ＥＵＶ）領域、すなわち、１ｎｍ〜２０ｎｍの波長領域の特に波長の短い放射線を放射する。

本発明は、集積回路の製造において、短波放射線、好ましくは、ＥＵＶリソグラフィの光源として用いられる。しかしながら、本発明はまた、軟Ｘ線領域から赤外線スペクトル領域までの、他のスペクトル領域におけるインコヒーレント光源として用いることができる。

集積回路をますます速く製造するためには、チップ上の個別構造の幅をますます小さくすることが必要である。光学的方法（光リソグラフィ）における解像度が、使用する光の波長に比例するため、ますます短い波長へと開発は向かっている。将来にとても大きな期待が持てる一分野として、ＥＵＶリソグラフィ（波長は約１３．５ｎｍ）がある。

経済性のためには、ウェハの所定のスループットを確保しなければならず、そのためには、結像オプティクスの所定の効率で、高い最小出力を有する光源が必要になる。現在のところ、約１３．５ｎｍの波長領域で、要求される出力を供給できるような光源は存在しない。また、可能性としてこの出力を供給できる光源の選択肢も、非常に限られている。

現在の知的状況に基づくと、レーザー生成プラズマ、放電プラズマおよびシンクロトロンが、ＥＵＶリソグラフィの最も有望な放射線源である。プラズマによる光源には、既存の製造プロセスに比較的容易に取り入れられるという利点がある。

「質量制限」ターゲットは、特にフロント・オプティクスの寿命を著しく減少させる可能性のある、レーザー生成プラズマ内の望ましくない粒子の放出を制限するために開発された。これらの質量制限ターゲットは、生成されるデブリの量を大幅に減少させる。この点に関し、質量制限とは、利用できるターゲット材料を、エネルギー・ビームとの相互作用によって、完全にプラズマに変換することを意味する。したがって放射線発生に利用できる材料の量が制限されるので、ビーム・パルスにおけるエネルギー量は、たとえばレーザー光子からＥＵＶ光子への最適な変換に必要なまさにその量である。したがって、エネルギー・ビームの所定のパルス反復率では、結合される平均出力は一定であり、所定の変換効率では、発生可能な最大ＥＵＶ出力もまた一定である。エネルギー・ビームの最大パルス反復率が与えられているのは、プラズマ生成によりターゲットが揺らぐためであり、このため、ターゲット流の移動スピードに依存した、個別レーザー・パルス間の最小時間間隔が必要になる。

すでに提案されているターゲット概念には、以下のものが含まれる。
−たとえば濃縮キセノンを含む連続材料ジェット（ターゲット・ジェット）（たとえば特許文献１参照）
−極微の液滴を含む液滴の濃霧（たとえば特許文献２参照）
−クラスタ・ターゲット（たとえば特許文献３参照）
−極微の液滴（たとえば特許文献４参照）
−スプレー使用による氷晶（特許文献５参照）

周知のターゲット概念全てにおいて、励起パルスに対する、利用できる材料の量は小さいので、個別パルスの最大エネルギーは制限される。ターゲット材料の移動スピードおよびターゲット・ジェットの直径も、物理的理由（流体力学）により、無制限に増大することができず、その結果、エネルギー・ビームのパルス反復率もまた制限される。平均出力は、個別パルス・エネルギーの産出量と励起信号の反復率によって与えられるので、発生可能なＥＵＶ出力には上限がある。したがって、従来のターゲットを用いて、半導体産業によって必要とされるＥＵＶスペクトル領域における、高い平均出力に達するのは不可能である。

国際公開第９７／４０６５０Ａ１号パンフレット 国際公開第０１／３０１２２Ａ１号パンフレット 米国特許第５，５７７，０９２号明細書 欧州特許第０ １８６ ４９１ Ｂ１号明細書 米国特許第６，３２４，２５６号明細書

本発明の主な目的は、プラズマから発生する放射線、特にＥＵＶ放射線を発生する新たな可能性を見いだすことであり、ここで、質量制限ターゲットの利点を保持するとともに、プラズマに変換される個別のパルス・エネルギー、したがって、使用可能な放射線の出力が、かなりの程度増加する。

プラズマ生成用のターゲット流を定量供給し、方向づけるためのノズルを備えたターゲット発生器と真空チャンバとを含み、プラズマにより強力放射線を発生する装置において、高エネルギー励起放射線が真空チャンバ内でターゲット流に向けられ、ターゲット流が、励起放射線の所定のパルス・エネルギーによって少しずつ完全にプラズマに変換され、また、このプラズマが、所望の波長領域で強力放射線の高変換効率を有している。この装置で上記の目的は、ターゲット発生器のノズルが、複数の別個のオリフィス備えたマルチプル・チャネル・ノズルであり、オリフィスが、複数のターゲット・ジェットを発生し、プラズマを生成するための励起放射線が、同時に、少しずつターゲット・ジェットに向けられているという点で、本発明によって満足させられる。

ノズルから出る全てのターゲット・ジェット上に、励起放射線により集光された放射線スポットが、平行ターゲット・ジェットにより、空間的には本質的に均質に塞がれ、全てのターゲット・ジェットがその径にわたり完全に照射されるように、ノズルの個別オリフィスが有利に配列されている。

ノズルの個別オリフィスは、少なくとも一列で配列するのが望ましい。

ターゲット・ジェットが、隙間も重畳もなく、励起放射線の放射線スポットを満たすように、ノズルの個別オリフィスを配列することは、励起放射線の結合損失を最小にする点で、特に有利であり、ここで、ノズルのオリフィスは、放射線スポット内で互いに隣接して現れるターゲット・ジェットへの、励起放射線の方向に対して、オフセット配列されている。

この目的のために、ノズルの個別オリフィスは、励起放射線の投射方向に対して、４５度〜９０度の角度をなす直線に沿って配列するのが好ましい。

別の有利な構成においては、ノズルの個別オリフィスは、互いにオフセットとなるように、複数の列に配列する。これに関して、オリフィスは、ノズルのオリフィス間に等しい間隔を備えた平行列として設けるのが望ましく、ここで、列は、励起放射線の投射方向に対して前後になるように置かれ、前後になるように配列された列の数量に依り、オリフィス間の間隔の一部分だけ、互いにオフセット配列される。ノズルのオリフィスは、２つの平行列に配列するのが好ましく、これらの列は、励起放射線の方向に対して直角となる向きにあり、オリフィスの間隔の半分だけ、互いにオフセット配列されている。

別の適切な構成においては、オリフィスの列が交差し、交差する列は、それらの最初または最後のオリフィスを、交差ポイントを示す共通のオリフィスとして共有し、交差部の同じ角度で、励起放射線の投射方向に対して鏡面対称の向きにある。

オリフィスの２つの交差する列が、励起放射線の投射方向に対してＶ字形の向きにあることは、特に望ましい。Ｖ字形は、先端が励起放射線の投射方向にあるような向きにすることもできるし、あるいは開口部が、励起放射線の投射方向にあるようにもできる。

所望の方法でパルスしたエネルギー・ビームを、ターゲット・ジェットへのエネルギー入力用の励起放射線として供給するのが有利であり、ここで、エネルギー・ビームが有する焦点の断面積が、隣接する全ターゲット・ジェットの幅に同時に及ぶ。エネルギー・ビームは、パルス・レーザーで発生するのが好ましい。しかしながら、粒子ビーム、特に、電子ビームまたはイオン・ビームもまた、適切な方法で用いることができる。レーザー・ビーム形状のエネルギー・ビームは、ターゲット・ジェットの方向に対して直角の向きにある焦点線上のターゲット・ジェットに、円筒状オプティクスを通して、集光するのが望ましい。

別の構成的な変形例において、エネルギー・ビームはまた、複数の個別エネルギー・ビームで構成することができ、これら複数の個別エネルギー・ビームは、適切な光学素子により準連続的な焦点線に合わせて、ターゲット・ジェットの方向と直角の列に配列され、ターゲット・ジェットに同時に当たる。

プラズマ励起の別の望ましい配列において、エネルギー・ビームは、複数の個別エネルギー・ビームより構成され、各個別エネルギー・ビームが、１つのターゲット・ジェットに集光されて、全てのターゲット・ジェットが同時に照射される。ビーム分割光学素子を備えたレーザーまたは複数の同時に動作するレーザーを、個別エネルギー・ビームの列を発生するために、設けることができる。

上記の、励起における各変形例において、エネルギー・ビームは、プレパルス（予備パルス）およびメイン・パルス、あるいはマルチ・パルスを含む二重パルスを用いてエネルギーを結合する効率に関し、最適化するのが望ましい。

励起ビームとの相互作用領域において、マルチプル・チャネル・ノズルのオリフィスから発するターゲット・ジェットは、連続的な液体ジェットであるか、遅くとも励起放射線との相互作用領域において液滴形状になる液体ジェットか、またはノズルから真空チャンバへ出るとき、固体集合状態になるジェットであることが好ましい。

ターゲット・ジェットは、濃縮キセノンから生成するのが好ましい。しかしながら、金属塩の水溶液を含むターゲット・ジェットもまた適している。

プラズマから発生する放射線の発生装置は、軟Ｘ線放射線と赤外線スペクトル領域との間の波長領域における放射線源として用いると有利である。この装置は、半導体リソグラフィの装置用に１ｎｍ〜２０ｎｍ間の波長領域で、特に、ＥＵＶリソグラフィ用に１３．５ｎｍの領域でＥＵＶ放射線を発生するために使用するのが好ましい。

半導体リソグラフィで必要とされる、プラズマによる放射線からの放射線出力は、特に、ターゲットの質量制限および必要なターゲット・トラッキング（ターゲット流）のために、従来のターゲット調製では達成できない、という基本的な考えから本発明は発した。ノズルを出た後で放射線発生のために利用できる材料の量は限られ、ターゲット・サイズを所望の程度まで拡大することもできないので、励起放射線エネルギーの限られた量のみが、所望の放射線を放射するプラズマへと最適に変換される。

本発明によれば、この一見克服しがたい、限られたエネルギー変換の障害が、複数の個別オリフィスを備えたノズルの構成により克服されるが、ここで、励起エネルギーがプラズマに結合される効率が高まり、同時に伝播損失が最小化される。ノズルには複数のチャネルが含まれ、これらのチャネルは、相互作用チャンバ（真空チャンバ）中に複数の個別ターゲット・ジェットを発生し、個別ジェットを、高エネルギー励起放射線（たとえば、レーザー・ビーム、電子ビームなど）で同時に照射して、空間的に拡大した均質のプラズマを生成するように働く。

本発明の装置にあっては、プラズマから発生する放射線、特にＥＵＶ放射線を、高い平均出力で発生することが可能であり、ここで、プラズマに結合できる個別パルス・エネルギー、したがって使用可能な放射線出力が、ターゲットの質量制限にもかかわらず、かなりの程度増加する。

本発明を、実施形態を参照して、以下により詳細に説明する。

基本的な変形例において、本発明による装置には、真空チャンバ１と、複数の個別オリフィス２２を有するノズル２１によって、平行ターゲット・ジェット３の束を発生するターゲット発生器２と、ターゲット・ジェット３上に直角に集光され、全てのターゲット・ジェット３の上に放射線スポット４１を形成する励起放射線源４とが含まれる。

ターゲット・ジェット３は、ノズル２１の個別オリフィス２２を通過して、真空チャンバ１に入る。真空チャンバ１において、ターゲット・ジェット３は、エネルギー・ビーム４２（レーザー・ビーム、電子ビームまたはイオン・ビーム）を投射して、ターゲット・ジェット３の全てを同時に照射する放射線源１からの高エネルギー励起放射線のボンバードメントによってプラズマに変換される。このプラズマは、関連するスペクトル領域、好ましくは、極紫外線（ＥＵＶ）領域の光を放出する。

ターゲット・ジェット３は、真空チャンバ１に入るときには液体だが、エネルギー・ビーム４２との相互作用領域では、液体、連続体（ジェット）、非連続体（液滴流）または固体（凍結）とすることができる。１つの可能性は、ＥＵＶを発生するために、液化ガス、好ましくはキセノンを使用することにある。他の可能なターゲット材料は、水溶液中の金属塩である。固体ターゲット・ジェット３は、適切に冷却されたターゲット材料により生成される。この場合、ターゲット・ジェットは、真空チャンバ１に入るときに凍結され、エネルギー・ビームとの相互作用領域で固体にされる。エネルギー・ビーム４２の個別パルスに対して利用できるターゲット材料の量、したがってＥＵＶ放射線を発生するための最適な個別パルス・エネルギーは、従来のシングル・チャネル・ノズルに比較して同一の、ターゲット材料の放出スピードと、個別オリフィス２２の同一直径の場合における、ノズル２１の個別オリフィス２２の数量に対応する要素だけ高くなる。この例では、オリフィス２２は、投射エネルギー・ビーム４２の伝播損失が最小になるように配列されている。すなわち、集光された放射線スポット４１の全体が、隙間を置いて配列されたターゲット・ジェット３により完全に塞がれている。このことは、たとえば、個別オリフィスが空間的にオフセット配列されていることにより、達成することができる。

原則として、オリフィス２２を所定の方法で配列した、一種の「じょうろ状ノズル」が、本発明によって使用されている。しかしながら、本発明の特色は、エネルギー・ビーム４２の方向に対し、１つが他の背後に隠れたり、あるいはほぼ重なるように配列されるノズル・オリフィス２２がないという点にある。プラズマへの変換中に、ターゲット・ジェット３の直径が拡大するために、エネルギー・ビーム４２の放射線スポット４１の投射時に、ターゲット・ジェット３間に一様で小さな隙間が残ることができる。

図２は、部分図ａ〜ｄにおいて、ノズル２１のオリフィス２２の配列における４つの本質的な変形例を示す。

図２ａは、２つの平行な列２３の配列としてオリフィス２２のパターンを示す平面図であり、これらの列２３は、各列２３内のオリフィス２２の間隔の半分の間隔で、互いにオフセット配列されている。３つの平行列２３に関しては、図４を参照しながら以下により詳細に説明するように、オフセットは、オリフィス２２の間隔の１／３に減らすことができるであろう。

図２ｂによる別の変形例では、２つの列２３が、エネルギー・ビーム４２の投射方向４３に対し、反対角度で配列されている。２つの列２３は、ノズル２１のオリフィス２２を共有し、２つの列２３の交差部２４が、同時にこのオリフィス２２によって与えられている。エネルギー・ビーム４２の投射方向４３に対する角度は、角度量に関しては、両方の列２３にとって同一であり、オリフィス２２の直径および（おそらく意図的な）隙間形成や（図１に示すように）放射線スポット４１投射時の放射ターゲット・ジェット３のわずかな重なりによって変化する。オリフィス２２のパターンはＶ字形に対応し、このＶ字形は、図２ｂに示すように、列２３の交差部２４（すなわちＶの先端）がエネルギー・ビーム４２の方向になるようにすることもできるし、あるいは投射エネルギー・ビーム４２と反対の向きにすることもできる。

図２ｃは、オリフィス２２をただ１つの列２３に配列する可能性を示す。ターゲット・ジェット３間の隙間を避けるために、列２３は、図２ｂと同じ規準に従って、エネルギー・ビーム４２の投射方向４３に対しある角度だけ傾斜している。ターゲット・ジェット３の隙間が許容可能であるか望ましい場合（たとえば、図６に関する説明を参照されたい）には、角度をきわめて大きくしたり、ちょうど９０度にすることもできる。そうでなければ、選択する角度は、約４５度が好ましい。

最後に、これ以上可能性がないことを意味するわけではないが、図２ｄは、図２ａおよび図２ｂのノズル・パターンの組み合わせを示す。この配列は、オリフィス２２間に異なる距離を置いて、前後になるように配列されている平行列２３ということもできるし、あるいはまた、エネルギー・ビーム４２に対して横断方向に延びるＶ字形ということもできる。しかしながら、本質的には、このパターンは、より正確には、エネルギー・ビーム４２の投射方向４３に対して横断方向に向いたジグザグパターンということができる。ここで、エネルギー・ビーム４２の投射方向４３に対し、反対方向に配列されている、オリフィス２２の２つの平行集合２５および２６は交差し、交差ポイント２４は、Ｖ字形に関してすでに説明したように、共有オリフィス２２である。

エネルギー結合の可能性は、マルチプル・チャネル・ノズル２１によって発生されるターゲット・ジェット３が、エネルギー・ビーム４２としてのレーザーにより照射されるという点にあるが、この場合、レーザー焦点（しばしばレーザー・ウエストwaistとも呼ばれる）に一致する放射線スポット４１は、ターゲット・ジェット３の束全体（図３に示す）と少なくとも同じ大きさであるようにする。

上記のような場合において、図４は、前後になるように配列された、オリフィス２２の３つの平行列２３を備えたノズル２１と、エネルギー・ビーム４２の集光部分であるレーザー・ウエストの衝突時の光円錐４４との概略的な平面図を示す。

はっきりと示されているように、列２３は、それぞれ、オリフィス２２間の（均一な）距離の約１／３だけ平行に位置を移され、オリフィス２２から出るターゲット・ジェット３が、光円錐４４の中で、重なることはない。しかしながら、ターゲット・ジェット３は、プラズマに変換される時に、直径が拡大するので、エネルギー・ビーム４２の放射線スポット４１の投射時に、ターゲット・ジェット３間に小さな隙間が残ることができる。このことにより、全てのターゲット・ジェット３は、エネルギー・ビーム４２の同じ放射線出力を得ることになり、したがって最適に励起され、プラズマに変換できることが確実になる。

厳密にいうと、ターゲット・ジェット３の励起は、擬似同時的である。なぜなら、ノズル・オリフィス２２の後列２３からのターゲット・ジェット３には、エネルギー・ビーム４２の伝播方向では、エネルギー・ビーム４２のパルスが実際には遅れて到達するからである。しかしながら、それはプラズマ発生に関することなので、無視してもよく、以後は、同時であるとして説明する。

ターゲット・ジェット３から生成されるプラズマ（図示せず）が、全ターゲット・ジェット３の同時励起の結果、膨張プラズマに溶解し、所望の波長領域（たとえばＥＵＶ放射線）に増殖した放射線出力（ターゲット・ジェット３の数量に対応する）が得られるが、これは、個別質量制限ターゲット・ジェット３のためのエネルギー入力における他の周知の要素（ターゲット質量上の放射線出力、適切なタイミングのパルス波形による最適な励起など）が存在するときである。

図５において、ターゲット・ジェット３の束全体におけるプラズマ生成用の放射線スポット４１は、空間多重によって発生させるが、この空間多重においては、励起放射線には、線状配列４６の複数の個別ビーム４５が含まれる。これらのビームは、複数の同一レーザーを組み合わせたものか、あるいは、１つから数個のレーザーを分割したものであり、時間的には同時にターゲットをボンバードする。この点には、個別レーザーのパルス・エネルギーが、集光された放射線スポット４１の大きな直径を備えたレーザーと同じほどの高さになる必要がないという利点がある。その結果、個別ビーム４５の焦点は、空間的に互いに上に重なるように配列され、一種の線状焦点４７を形成する。

他方、どのターゲット・ジェット３も、正確に１つの個別ビーム４５によって照射され、その結果、ターゲット・ジェット３の隙間のない配列がノズル２１の設計において重要性を減じ、オリフィス２２をただ一列で配列できる範囲において、レーザーの個別ビーム４５の隣接した集光も、考慮に値する（図６に対応）。このことは、結果として放射線を得るために、ポイント光源の特質を無視できない適用例には特に重要である。この場合、所望の放射線は、ターゲット・ジェット３の方向および個別ビーム４５の投射方向４３に対して直角のプラズマから結合すべきである。その結果として、伝播損失、したがってノズル２１におけるオリフィス２２の個別列２３の結合損失は、個別ターゲット・ジェット３が、（レーザーの）それぞれの個別ビーム４５によって同時に照射されるという点で、最小化することができる。

加えて、エネルギーの結合は、メインのエネルギー・パルスよりも時間的に前に、より小さなプレパルスがターゲット・ジェット３に照射されるという点で、改善され、その結果、いわゆるプリプラズマが、互いに距離を置いて配列されているターゲット・ジェット３の幅全体に渡り、「スミア」される。メイン・パルスのエネルギーは、このプリプラズマにとても効果的に結合することができ、その結果、励起放射線の伝播損失は、個別ターゲット・ジェット３の使用にもかかわらずに最小化され、プラズマからの放射線の発生は、広範囲にわたって均質になる。

図７から見て取れるように、ターゲット・ジェット３の照射に本当の線状焦点４７を用いることも同様に可能であり、有用である。線状焦点４７は、レーザー励起の間に、たとえば単に円筒状のオプティクスによって発生させることができる。特に、大領域プラズマを生じる、ターゲット・ジェット３の大領域束用のこの種の線状焦点４７は、プラズマの均質性が放射線の発生にとって重要なときには、かなりの重要性があることもある。なぜなら、各ターゲット・ジェット３への均質なエネルギー入力は、この構成で実行されるからである。

図８は、図２ｃに従い、ノズル２１を使用したターゲット・ジェット３における配列のさらに別の変形例を示し、ここで、個別エネルギー・ビーム４２における励起放射線の伝播損失は存在しない。ノズル２１にオリフィス２２の単一列２３しかなく、オリフィス２２間の列２３には、必須のものとしてスペースがなければならないけれども、この場合、ターゲット・ジェット３の束において隙間をなくすには、ノズル・オリフィス２２の列２３が、投射エネルギー・ビーム４２の法平面４８と角度αをなし、その結果、ノズル２１のオリフィス２２間に本質的に存在する間隔が、この方法で回転するターゲット・ジェット３の束上における励起放射線の放射線スポット４１の投射時に、現れないようにする。したがって、角αの選択により、伝播損失は、適切な方法で最小にすることができ、あるいは、領域依存性のエネルギー結合を最大へと調節することができる。さらに追加的な利点として、放射プラズマの大きな領域がまた、ターゲット・ジェット３およびエネルギー・ビーム４２の方向と直角になる。

本発明の他の設計の変形例（特に、図２ａ〜２ｄによるノズルの変形例に関して）が、本発明の枠組から逸脱することなく、容易に可能となる。上記の例は、隙間がないように配列され、質量制限を保持しながら比較的大きなターゲット質量を可能とする平行ターゲット・ジェット３に基づいている。さらに、交差もしくは重なり合うターゲット・ジェット、または様々に配置されたノズルからの、ターゲット・ジェット３の複数の束を備えた他の可能性のある構成も、本発明の範囲外のものではない。特に、図面に明確に示されず、説明されていないノズルの形状およびターゲット配列もまた、もしそれらが、複数の質量制限ターゲットおよびその同時励起を用いたことによる放射線量の増加原理に依存し、発明的な営みがないならば、本発明による教示に明確に属するものだと考慮されたい。

前述の説明および図面は本発明を示すものであるが、その中で様々な変更が本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく可能であることは、当業者には明らかであろう。

励起ビームに対して空間的にオフセットされ、隙間を置いて配列された複数の平行ターゲット・ジェットを発生するためのマルチプル・チャネル・ノズルを備えた、本発明による装置の基本構成を示す。 図２ａは、ターゲット・ジェットを発生するための、本発明によるマルチプル・チャネル・ノズルの平面図であり、これらターゲット・ジェットは、励起放射線の方向に関して互いにオフセット配列となるように、前後に隙間を置いて配列され、励起放射線の伝播損失を最小にしながら、ノズル内のチャネル間の距離をより大きくすることができる。図２ｂは、ターゲット・ジェットを発生するための、本発明によるマルチプル・チャネル・ノズルの平面図であり、これらターゲット・ジェットは、励起放射線の方向に関して互いにオフセット配列となるように、前後に隙間を置いて配列され、励起放射線の伝播損失を最小にしながら、ノズル内のチャネル間の距離をより大きくすることができる。図２ｃは、ターゲット・ジェットを発生するための、本発明によるマルチプル・チャネル・ノズルの平面図であり、これらターゲット・ジェットは、励起放射線の方向に関して互いにオフセット配列となるように、前後に隙間を置いて配列され、励起放射線の伝播損失を最小にしながら、ノズル内のチャネル間の距離をより大きくすることができる。図２ｄは、ターゲット・ジェットを発生するための、本発明によるマルチプル・チャネル・ノズルの平面図であり、これらターゲット・ジェットは、励起放射線の方向に関して互いにオフセット配列となるように、前後に隙間を置いて配列され、励起放射線の伝播損失を最小にしながら、ノズル内のチャネル間の距離をより大きくすることができる。 オリフィスの複数の列を備えたマルチプル・チャネル・ノズルの斜視図を示し、これら複数の列は、互いにオフセット配列され、全てのターゲット・ジェットが、大きな直径を有するエネルギー・ビームによって、励起される。 オリフィス（チャネル）の複数の平行列を備えた、本発明によるマルチプル・チャネル・ノズルの出口側の平面図であり、励起エネルギー・ビーム（図３と類似）により、ターゲット・ジェット間の間隔を通して、他列のさらに背後に配列されたターゲット・ジェットの全てを照射することが可能となる。 互いにオフセットとなるように２列に配列されたチャネルを備えたマルチプル・チャネル・ノズルの斜視図であり、ターゲット・ジェットは、線形状の照射を形成するために結合された複数のレーザー・ビームにより、励起される。 ターゲット・ジェットの単一の線状配列を備えたマルチプル・チャネル・ノズルの斜視図を示し、互いに隣り合って列に配列されたレーザー・ビームは、ターゲット・ジェット上に集光される。 互いにオフセットになるように２列に配列されたチャネルを備えたマルチプル・チャネル・ノズルの斜視図であり、ターゲット・ジェットは、円筒状オプティクスを介して成形されたレーザー・ビームの線形状照射によって励起される。 ノズル・オリフィスの単一の列を備えたマルチプル・チャネル・ノズルの斜視図であり、ターゲット・ジェットの線形状配列は、励起放射線（大径のレーザー・ビーム）の法平面４８に対して回転することにより、隙間なく励起スポットを塞ぐ。

符号の説明

１ 真空チャンバ
２ ターゲット発生器
２１ ノズル
２２ オリフィス
２３ 列
２４ 交差部
２５ 平行集合
２６ 平行集合
３ ターゲット・ジェット
４ 励起放射線源
４１ （励起放射線の）集光された放射線スポット
４２ エネルギー・ビーム
４３ 投射方向
４４ 光円錐
４５ （励起放射線の）個別ビーム
４６ （個別ビーム焦点の）線状配列
４７ 線状焦点
４８ （エネルギー・ビームの）法平面

Claims (30)

1. プラズマにより強力放射線を発生する装置であって、
   プラズマ生成のためのターゲット流を定量供給し、方向づけるためのノズルを備えたターゲット発生器と、
   真空チャンバとを含み、
   高エネルギー励起放射線が真空チャンバ内の前記ターゲット流に向けられて、前記ターゲット流が、前記励起放射線の所定のパルス・エネルギーによって、所望の波長領域における強力放射線のための高変換効率を有するプラズマに少しずつ完全に変換され、
   前記ターゲット発生器の前記ノズルが、複数の個別オリフィスを備えたマルチプル・チャネル・ノズルであり、前記オリフィスが、複数のターゲット・ジェットを発生し、プラズマを生成するための前記励起放射線が、同時に、少しずつ前記ターゲット・ジェットに向けられている装置。
2. 前記ノズルから出る全ての前記ターゲット・ジェット上に前記励起放射線により集束された放射線スポットが、平行ターゲット・ジェットにより、空間的には本質的に均一に塞がれ、全ての前記ターゲット・ジェットがその径にわたり完全に照射されるように、前記ノズルの前記個別オリフィスが配列されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記ノズルの前記個別オリフィスが、少なくとも一列に配列されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記ターゲット・ジェットが、隙間も重畳もなく、前記励起放射線の前記放射線スポットを満たすように、前記ノズルの前記個別オリフィスが配列され、前記ノズルの前記オリフィスが、前記放射線スポットにおいて互いに隣接して現れる前記ターゲット・ジェットへの前記励起放射線の方向に対して、オフセット配列されている、請求項２に記載の装置。
5. 前記ノズルの前記個別オリフィスが一列に配列され、オリフィスの前記列が、前記励起放射線の投射方向に関し、４５度〜９０度の角度をなす、請求項２に記載の装置。
6. 前記ノズルの前記個別オリフィスが、互いにオフセットとなるように、複数の列で配列されている、請求項４に記載の装置。
7. 前記オリフィスが、前記ノズルの前記オリフィス間で等しい間隔を備えた平行列として設けられ、前記列が、前記励起放射線の前記投射方向に対して前後になるように配列され、前記列が、前後になるように配列された列の数量に依って、前記オリフィス間の間隔の一部だけ互いにオフセット配列されている、請求項６に記載の装置。
8. 前記ノズルの前記オリフィスが２つの平行列で配列され、これらの列が、前記励起放射線の方向に直角になるような向きにされ、前記オリフィスの間隔の半分だけ互いにオフセットされている、請求項７に記載の装置。
9. 前記オリフィスの列が交差し、交差する列が、それらの最初または最後のオリフィスを共通の交差部として共有し、前記励起放射線の投射方向に対して、交差部の等しい角度で、鏡面対称の向きにある、請求項６に記載の装置。
10. オリフィスの２つの交差する列が、前記励起放射線の投射方向に対してＶ字形の向きにある、請求項９に記載の装置。
11. 前記Ｖ字形が、その先端を、前記励起放射線の投射方向に向けている、請求項１０に記載の装置。
12. 前記Ｖ字形が、その開口部を、前記励起放射線の投射方向の反対に向けている、請求項１０に記載の装置。
13. パルス・エネルギー・ビームが励起放射線として供給され、前記エネルギー・ビームが有する焦点の断面積が、隣接する全ターゲット・ジェットの幅に同時に及んでいる、請求項１に記載の装置。
14. 前記エネルギー・ビームが、パルス・レーザーによって発生される、請求項１３に記載の装置。
15. 前記エネルギー・ビームが、粒子ビーム、特に電子ビームである、請求項１３に記載の装置。
16. 前記エネルギー・ビームが、粒子ビーム、特にイオン・ビームである、請求項１３に記載の装置。
17. 前記エネルギー・ビームが、適切なオプティクスを介して、前記ターゲット・ジェットの方向と直角の向きにある焦点線上のターゲット・ジェット上に集束される、請求項１３に記載の装置。
18. 前記エネルギー・ビームが複数の個別エネルギー・ビームより構成され、前記エネルギー・ビームが、適切な光学素子による準連続的な焦点線に合わせて、前記ターゲット・ジェットの方向と直角の列に配列され、前記ターゲット・ジェットに同時に当たる、請求項１３に記載の装置。
19. 前記エネルギー・ビームが複数の個別エネルギー・ビームより構成され、前記個別エネルギー・ビームのそれぞれが、１つのターゲット・ジェット上に集束され、全てのターゲット・ジェットが同時に照射される、請求項１３に記載の装置。
20. ビーム分割光学素子を備えたレーザーが、個別エネルギー・ビームの列を発生するために設けられている、請求項１８に記載の装置。
21. 複数の同時に動作するレーザーが、個別エネルギー・ビームの列を発生するために設けられている、請求項１８に記載の装置。
22. 前記エネルギー・ビームが、プレパルスおよびメイン・パルスを含むマルチ・パルス、特に二重パルスの使用によりエネルギーを結合する効率に関し、最適化される、請求項１８に記載の装置。
23. 前記マルチプル・チャネル・ノズルの前記オリフィスから発する前記ターゲット・ジェットが、前記励起放射線との相互作用領域において、連続的なジェットである、請求項１に記載の装置。
24. 前記マルチプル・チャネル・ノズルの前記オリフィスから発する前記ターゲット・ジェットが、遅くとも前記励起放射線との相互作用領域において、液滴になる、請求項１に記載の装置。
25. 前記ターゲット・ジェットが、液体ジェットである、請求項１に記載の装置。
26. 前記ターゲット・ジェットが、前記ノズルから前記真空チャンバに出るとき、凍結固体ジェットである、請求項１に記載の装置。
27. 前記ターゲット・ジェットが、濃縮キセノンから生成される、請求項２３に記載の装置。
28. 前記ターゲット・ジェットが、金属塩の水溶液から生成される、請求項２３に記載の装置。
29. 請求項１に記載の装置を用いる方法であって、ソフトＸ線放射線と赤外線スペクトル領域との間の波長領域において、プラズマから発生する放射線を発生するステップを有する方法。
30. 請求項１に記載の装置を用いる方法であって、半導体リソグラフィ、特に１３．５ｎｍ領域におけるＥＵＶリソグラフィのデバイス用に、１ｎｍ〜２０ｎｍの波長領域のＥＵＶ放射線を発生するステップを有する方法。
    

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