JP2006032340A - 放射線生成デバイス、リソグラフィ装置、デバイス製造方法およびそれによって製造したデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】放電発生プラズマ（ＤＰＰ）放射線生成デバイスまたはソースの利点を、レーザ発生プラズマ（ＬＰＰ）ソースの利点の多くと組み合わせるＤＰＰ放射線生成デバイスまたはソースを提供すること。
【解決手段】放電に基づいて放射線ソースを生成するデバイスは、陰極および陽極を含む。陰極および陽極の材料を流体の状態で供給する。材料は、デバイスの使用中にプラズマのピンチを形成する。任意選択で、ノズルを使用して材料を供給することができる。陰極および／または陽極は平坦な表面を形成してよい。材料の軌道は細長くてよい。レーザを使用して、放電をさらに容易に引き起こすことができる。レーザは、陰極または陽極へ、または陽極と陰極の間に配置された別個の材料へと誘導することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は放射線ソース、リソグラフィ装置、デバイス製造方法およびそれによって製造したデバイスに関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この状況で、マスクなどのパターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができ、このパターンを、放射線感光原料（レジスト）の層を有する基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を有する）に描像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。上述したようなリソグラフィ装置には、放射線を生成するデバイスまたは放射線ソースが存在する。

リソグラフィ装置では、基板上に描像できる形体のサイズは、投影放射線の波長によって制限される。デバイスの密度が上昇し、したがって動作速度が上昇した集積回路を生産するには、より小さい形体を描像できることが望ましい。大部分の現在のリソグラフィ投影装置は、水銀灯またはエキシマレーザによって生成された紫外線光を使用するが、約１３ｎｍというこれより短い波長の放射線を使用することが提案されている。このような放射線は極紫外線とされ、ＸＵＶまたはＥＵＶ放射線とも呼ばれる。「ＸＵＶ」という省略形は通常、軟Ｘ線と真空ＵＶ範囲とを組み合わせた１０分の数ナノメートルから数十ナノメートルの範囲の波長を指し、「ＥＵＶ」という用語は通常、リソグラフィと組み合わせて使用され（ＥＵＶＬ）、約５から２０ｎｍの放射線帯を指し、つまりＸＵＶ範囲の一部である。

２つの主要なタイプのＸＵＶ放射線生成デバイスまたはソースが現在追求されている。レーザ発生プラズマ（ＬＰＰ）および放電発生プラズマ（ＤＰＰ）である。ＬＰＰソースでは、１つまたは複数のパルス状レーザビームを、通常は液体または固体のジェット上に集束して、所望の放射線を放出するプラズマを生成する。ジェットは通常、適切な材料を高速でノズルに強制的に通すことによって生成される。このようなデバイスは米国特許第６，００２，７４４号に記載され、これはノズルを使用して液体のジェットが注入される真空室を含むＬＰＰ ＥＵＶソースを開示している。

概して、ＬＰＰソースはＤＰＰソースと比較して幾つかの利点を有する。ＬＰＰソースでは、高温プラズマとソース表面との間の距離が比較的大きく、ソースの構成要素への損傷を軽減し、したがって破片の生産を減少させる。高温プラズマとソース表面との間の距離が比較的大きく、これらの表面の温度を低下させ、したがって冷却の必要性を低下させて、ソースから放射される赤外線放射線の量を減少させる。構造の比較的開放的な幾何学的形状により、放射線を広範囲の角度にわたって収集することができ、ソースの効率が向上する。

これに対して、ＤＰＰソースは、陽極と陰極の間で気体または蒸気などの物質内で放電させてプラズマを生成し、その後にプラズマを通って流れるパルス状電流によって引き起こされるオーム加熱によって高温の放電プラズマを生成することができる。この場合、高温放電プラズマによって所望の放射線が放射される。このようなデバイスは、出願人の名前で２００３年９月１７日に出願された欧州特許出願第０３２５５８２５．６号に記載されている。この出願は、ＥＵＶ範囲の電磁スペクトル（つまり５〜２０ｎｍの波長）の放射線を提供する放射線ソースについて記載している。放射線ソースは、幾つかのプラズマ放電素子を含み、各素子は陰極および陽極を含む。動作中、ＥＵＶ放射線は、欧州特許第０３２５５８２５．６号の図５Ａから図５Ｅに記載されたようなピンチによって生成される。この出願は、電位を使用するか、レーザビームを適切な表面に照射する、あるいはその両方を使用してピンチをトリガすることを開示している。使用するレーザは通常、ＬＰＰソースで使用するレーザより出力が低い。

しかし、概してＤＰＰソースは、ＬＰＰソースと比較すると幾つかの利点を有する。ＤＰＰソースでは、入力電源に対するソースの効率が、ＬＰＰの０．０５％と比較すると、ＤＰＰでは約０．５％高い。ＤＰＰソースの方が費用も少なく、必要な部品交換も数が少なく、価格が低い。

ＤＰＰ放射線生成デバイスまたはソースの利点を、ＬＰＰソースの利点の多くと組み合わせるＤＰＰ放射線生成デバイスまたはソースを提供することが、本発明の態様である。ソースは、ＥＵＶ放射線の生成に特に適しているが、例えばＸ線など、ＥＵＶ範囲外の放射線の生成に使用してもよい。

本発明の実施形態によると、放射線生成デバイスは、第一材料の第一ジェットを提供するように構成された第一ノズルを含み、第一材料の第一ジェットは、第一電極として機能するように構成され、さらに第二電極、および第一電極と第二電極との間の放電をトリガするように構成された点火ソースを含む。

本明細書では、「電極」は陽極および／または陰極を指すものとする。本発明による放射線生成デバイスは、電極の腐食を減少させる。これは、安定した回復電極構成、つまり安定した連続的放射線ソースを提供するという意味である。発生した熱を除去するために、余分な措置が必要ではない。ジェットがこれに対応するからである。その結果、さらに安定した電極の幾何学的構成になる。ジェットは、固体状態の比較的小さい材料を含む流体状態またはキャリア流体の材料を含む。放電をトリガするためにレーザを使用することが望ましい。というのは、主要な、または追加のトリガ電極に電圧パルスによって誘導された放射線ソースと比較して、この方法では、放電の位置がさらに正確に決定され、より高い変換率（ＣＥ）が獲得されるからである。安定した電極の幾何学的構成と放電位置のさらに正確な決定との組み合わせの結果、電力が比較的一定で、さらに均質である放射線を放出する放射線ソースになる。ノズルは、容易に入手可能であり、電極材料の流れによって効果的に冷却することができる。現在入手可能なプロトタイプは、フッ素含有材料の流れを使用する。しかし、フッ素は、フッ素の気化熱が例えばＳｎ、ＩｎまたはＬｉなどと比較すると小さいので、冷却目的には使用することができない。後者を本発明に使用することができる。

さらなる実施形態では、点火ソースは、第一材料の気化によって放電をトリガするように構成される。この実施形態では、放電材料と電極材料は同じである。したがって、追加の材料は必要ない。

さらなる実施形態では、デバイスは第二ノズルを含み、ノズルは第二ジェットを提供するように配置構成され、第二ジェットは第二材料を含み、第二ジェットは、第二電極として機能するように構成され、点火ソースは、第一材料と第二材料のうち少なくとも一方を気化することによって放電をトリガするように構成される。陽極と陰極との両方がジェットによって形成されるので、放射線生成デバイスは、熱の除去をさらに効果的に処理し、さらに安定した幾何学的構成を有する。この実施形態も、上記で検討した形体を提供する。

さらなる実施形態では、デバイスは第二ノズルを含み、ノズルは、第二ジェットを提供するように構成され、第二ジェットは、第二電極として機能するように構成され、デバイスはさらに、第三材料の物質を含み、点火ソースは、第三材料の気化によって放電をトリガするように配置構成される。これによって、第三（放電）材料とは異なる陽極および／または陰極の材料を選択することができる。

さらなる実施形態では、第一ノズルは、ほぼ直線の軌道に沿って第一材料を提供するように構成される。電極から生じ得る破片粒子は、この直線軌道に沿ってインパルスを有する。しかし、生成された放射線は、多少等方性であり、有意の量の放射線が直線軌道に沿って配向されない。その結果、大部分の放射線は、含む破片が少なくなる。さらなる実施形態では、デバイスは、少なくとも１つのさらなるジェットを提供するように配置構成された少なくとも１つのさらなるノズルを含み、第一ジェットおよび少なくとも１つのさらなるジェットは、ほぼ平坦な形状の電極を提供するように構成される。これは、レーザを効果的にトリガする平坦な（幅および長さと比較すると高さが比較的小さい）電極表面と、電極システムの小さいインダクタンスとを提供するので有利であり、これによってジェットの材料の許容可能な全体的消費量にて、１パルスで少量の電気エネルギで作業することができる。

さらなる実施形態では、第一材料は、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）、およびその任意の組み合わせのうち少なくとも１つを含む。材料は、実践で良好に機能することが証明されている。

本発明の別の実施形態では、リソグラフィ装置は放射線を生成するデバイスを含み、デバイスは、第一材料の第一ジェットを提供するように構成された第一ノズルを含み、第一材料の第一ジェットは、第一電極として機能するように構成され、さらに第二電極、および第一電極と第二電極との間で放電をトリガするように構成された点火ソースを含む。リソグラフィ装置は、放射線を生成するデバイスによって生成された放射線から放射線のビームを提供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支持するように構成された支持体とも含み、パターニングデバイスは、放射線のビームの断面にパターンを与えるように構成され、さらに基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成したビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを含む。

本発明のさらに別の実施形態では、デバイス製造方法は、第一材料の第一ジェットを提供するように構成された第一ノズルを有するデバイスを使用することによって、放射線を生成することを含み、第一材料の第一ジェットは、第一電極、第二電極、および第一電極と第二電極との間で放電をトリガするように構成された点火ソースとして機能するように構成され、さらに生成した放射線から放射線のビームを提供することと、放射線のビームの断面にパターンでパターン形成することと、パターン形成した放射線のビームを基板の目標部分に投影することとを含む。

本発明のさらなる実施形態では、デバイスはデバイス製造方法によって製造される。

本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。

本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。

本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分にパターンを生成するよう、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスまたは構造を指すものとして広義に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。このようにして、反射されたビームはパターン形成される。

支持構造は、パターニングデバイスを支持し、例えばその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持体は、機械的締め付け、真空、または他の締め付け技術、例えば真空状態での静電締め付けを使用することができる。支持体は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となり、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。

本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。

照明システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う屈折、反射、および反射屈折光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素も含むことができ、こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。

リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。

リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板例えば、ウェファとの間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第一要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるため、当技術分野で周知である。

本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。

図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置１を概略的に示したものである。装置１は、放射線、例えばＵＶまたはＥＵＶ放射線などのビームＰＢを供給するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬを含む。支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、かつ、投影システムＰＬに対して正確にパターニングデバイスの位置決めを行う第一位置決めデバイスＰＭに連結を行う。基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴは、基板（例えばレジスト塗布したシリコンウェハ）を支持し、かつ投影システムＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決めデバイスＰＷに連結を行う。投影システム（例えば反射性投影レンズ）ＰＬは、パターニングデバイスＭＡによってビームＰＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に描像する。

ここで示しているように、本装置は反射タイプである（例えば反射マスクまたは上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する）。あるいは、装置は透過タイプでもよい（例えば透過マスクを使用する）。

当技術分野で知られているような照明装置ＩＬは、放射線生成ソースＳＯから放射線を受け取り、放射線を調整する。放射線生成デバイスとリソグラフィ装置１とは、例えば放射線生成デバイスがプラズマ放電ソースである場合に、別個の存在でよい。このような場合、放射線生成デバイスはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線は、例えば適切な集光ミラーおよび／またはスペクトル純度フィルタなどを含む放射線集光器の助けにより、放射線生成デバイスＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えば放射線生成デバイスが水銀ランプの場合は、放射線生成デバイスが装置の一体部品でもよい。放射線生成デバイスＳＯおよび照明装置ＩＬは、放射線システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節デバイスを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する調整された放射線ビームＰＢを提供する。

ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡで反射して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＬを通過する。第二位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴは、ビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決めデバイスＰＭおよび位置センサＩＦ１（例えば干渉計デバイス）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。しかし、ステッパの場合、スキャナとは対照的に、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

ここに表した装置は以下のモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、ビームに与えたパターン全体が１回の作動（すなわち１回の静止露光）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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ＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。

図２は、例えば米国特許第６，００２，７４４号に記載されているような先行技術による放射線ソースＳＯ’を示す。放射線ソースＳＯ’はハウジング２０１を含む。ハウジング２０１内には、ノズル２０３、レーザ２０７およびリザーバ２１７が配置される。ノズル２０３はホース２１９または他の供給源に接続する。材料２０５のジェットが、ハウジング２０１内のノズル２０３によって供給される。レーザ２０７は、ジェット２０５に放射線ビーム２０９を供給する。さらに下流では、ジェット２０５は小滴２１５に分解し、リザーバ２１７によって収集される。プラズマ２１１が、所望のタイプの放射線２１３（例えば軟Ｘ線／ＥＵＶ）を生成するレーザ２０７によって生成される。

図３ａおよび図３ｂを参照すると、図１のリソグラフィ装置で使用可能な本発明による放射線生成デバイスＳＯ”は、コンデンサを含むことができる高圧電源４１に接続された２本のノズル３１があるハウジング３２を含む。ノズル３１は、例えばＳｎ、ＩｎまたはＬｉまたはその組み合わせなどの流体の小さい導電性ジェット３３ａ、３３ｋを提供する。本明細書では、流体とは液体状態の材料を指し、キャリアとして流体中に巻き込まれる微小な固体粒子も指す。

Ｓｎ、ＩｎまたはＬｉまたはその組み合わせのような導電性材料を使用することにより、ジェット３３ａ、３３ｋは電圧源４１と電気的に接触して、電極を形成する。一方のジェット３３ａにはプラスの電圧が提供されて、陽極として機能し、他方のジェット３３ａにはマイナスの電圧が提供されて、陰極として機能する。ジェット３３ａ、３３ｋはそれぞれ、個々のリザーバ３５ａ、３５ｋ最終的に流体が収集されることになる。ジェット３３ａ、３３ｋの長さは十分に長く、例えば０．１〜１ｍｍのジェットの厚さでは約３〜３０ｃｍになるように選択し、したがってジェット３３ａ、３３ｋはリザーバ３５ａ、３５ｋそれぞれの近傍で別個の小滴４８、４７に分解する。これによって、リザーバ３５ａ、３５ｋと高電圧源４１との直接的な電気的接触が回避される。図３ａに示した２つの別個のリザーバ３５ａ、３５ｋの代わりに１つの共通のリザーバを設けてよいことを理解されたい。

ハウジング３２内にパルス状レーザソース３７を設ける。典型的なパラメータは次の通りである。つまり、パルス当たりのエネルギＱは、Ｓｎの放電では約１０〜１００ｍＪ、Ｌｉの放電では約１〜１０ｍＪで、パルスの継続時間τ＝１〜２００ｎｓ、レーザ波長λ＝０．１５〜１０μｍ、周波数は１〜１００ｋＨｚである。レーザソース３７は、ジェット３３ｋへと誘導されるレーザビーム３８を発生し、ジェット３３ｋの導電性材料に点火する。これによって、ジェット３３ｋの材料が気化し、明確に決定された位置、つまりレーザビーム３８がジェット３３ｋに当たる位置にて予電離する。その位置から、ジェット３３ａに向かう放電４０が発生する。放電４０の正確な位置は、レーザソース３７によって制御することができる。これは放射線生成デバイスの安定性、つまり均質性にとって望ましく、放射線生成デバイスの放射線出力の一定性に影響を及ぼす。この放電４０は、ジェット３３ｋとジェット３３ａの間に電流を生成する。電流は磁界を誘発する。磁界はピンチ、つまり圧縮部４５を生成し、ここでは衝突によってイオンおよび自由電子が発生する。一部の電子は、ピンチ４５中の原子の伝導帯より低い帯域へと低下し、したがって放射線３９を発生する。ジェット３３ａ、３３ｋの材料をＳｎ、ＩｎまたはＬｉまたはその組み合わせから選択すると、放射線３９は大量のＥＵＶ放射線を含む。放射線３９は全方向に発散し、図１の照明装置ＩＬ内の放射線集光器によって収集することができる。レーザ３７は、パルス状レーザビーム３８を供給することができる。

試験によると、放射線３９は少なくともＺ軸に対してある角度で等方性であり、角度はθ＝４５〜１０５°である。Ｚ軸は、ピンチと整列し、ジェット３３ａ、３３ｋを通る軸線を指し、角度θはＺ軸に対する角度である。放射線３９は、他の角度でも等方性である。ノズル３１によって提供される圧力ｐは、周知の関係式ｐ＝１／２ρｖ²に従い、ここでρはノズルによって放出される材料の密度を指し、ｖは材料の速度を指す。したがって、速度ｖ＝１０〜１００ｍ／ｓのＳｎまたはＩｎではｐ＝４〜４００気圧になり、速度ｖ＝１０〜１００ｍ／ｓのＬｉではｐ＝０．２〜２０気圧になる。

ノズル３１は、直径０．３〜３ｍｍの円形の断面を有してよい。しかし、ノズル３１の特定の形態に応じて、図３ｂで示すような正方形の断面、または他の多角形断面のジェット３３ａ、３３ｋを有することが可能である。また、図４で示すような平坦な形状の表面を有する一方または両方のジェット３３ａ、３３ｋを使用することが望ましい。

図４は、前方から見た幾つかのジェット３３ｋを示す。ジェット３３ｋは、平坦な形状の電極表面が効果的に生じるよう、相互に近く配置される。これは、幾つかのノズル３１を相互に近く装着することによって実行される。平坦な形状の陰極表面を使用してよいが、平坦な形状の陽極表面も可能である。試験によると、平坦な陰極表面は、平坦な陽極表面と比較すると優れた、ほぼ２倍の変換効率（ＣＥ）を有する。他方で、円形断面のジェット３３ａ、３３ｋは、放射線の方向における液体小滴（破片）の数を最少限に抑える。これは、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲でリソグラフィ装置の放射線ソースを作動する場合に望ましい。破片が少ない、または破片がないＥＵＶ放射線を獲得することは困難である。他の点では、平坦な形状の電極が望ましい。例えば幅が６ｍｍ、厚さが０．１ｍｍで、間の距離が３ｍｍなどの２本の平行で平坦な形状かつ広いジェット３３ａ、３３ｋは、非常に小さいインダクタンスＬを有する。これによってレーザ３７によって提供される１つのパルスで小さいエネルギを使用することができ、これはＱ≒１／２Ｌ＊Ｉ²によって定義され、ここでＱは、例えばコンデンサ４１からの１パルス当たりのエネルギであり、Ｉは放電電流であって、Ｉは良好なＣＥのＳｎ放電では約５〜２０ｋＡであり、Ｌはインダクタンスである。Ｌは通常、５〜２０ｎＨであり、この間隔の境界は、通常は延長することができる。特に、大きいエネルギ放電パルスが小さいＣＥを有するＬｉ放電の場合は、これが望ましい。

図４で示すような平坦な形状の電極の場合、レーザビームは、ジェット３３ａ、３３ｋの一方、例えばジェット３３ｋの縁部にも誘導し、したがってジェット（陰極）３３ｋの縁部と陽極の縁部との間で放電４０を発生することができる。これは、図４ではレーザビーム３８ｚとして図示されている。その結果、この場合は放射線３９にてほぼ２πの集光角（図示せず）を獲得することができる。

相互の距離が約３〜５ｍｍの１ミリメートルの丸いジェット３３ａ、３３ｋでは、原則的にほぼ４πの集光角が可能である。また、平坦な形状のジェットと丸いジェット３３ａ、３３ｋとの任意の組み合わせが可能である。ジェット３３ａ、３３ｋの直径は、丸い電極の場合のノズルのそれに近い。

約１０〜１００ｍ／ｓという高速のジェットを使用することができる。このような速度によって、十分に長い０．３〜３ｃｍの安定性の長さが可能になる。ノズル３１から例えば５〜３０ｃｍなどの大きい距離では、ジェットではなく線状の小滴４７、４８が発生する。したがって、高圧のジェット３３ａ、３３ｋと、１つの共通のリザーバ３５内で収集できる小滴４７、４８との間には電気的接触がない。薄く平坦なジェットは、丸いジェットより高速で分解する。ジェット３３ａ、３３ｋが、このような共通リザーバ３５に衝突しても分解しなかった場合は、別個に、つまり図３ａで示すような別個のリザーバ３５ｋ、３５ａでそれぞれ収集し、短絡を防止しなければならない。ジェット３３ａ、３３ｋが適切な方法で分解する状態が獲得された後にのみ、つまり放電作用または特別に導入した制御可能なジェットの外乱などの性で共通のリザーバに到達する前にのみ、電圧をオンに切り換えることが可能である。この外乱は、例えばノズル３１内の圧力を変調することによって生成することができる。

図３ａの実施形態は、同じ方向に流れる細長い２つの平行なジェット３３ａ、３３ｋを示しているが、本発明は、異なる幾何学的構成、つまり角度がついたジェット３３ａ、３３ｋおよび／または反対方向に流れるジェット３３ａ、３３ｋにも等しく良好に当てはまる。しかし、特定の幾何学的構成は、システムのインダクタンスに影響を及ぼす。

以上の説明では、「点火レーザ」とも呼ばれるレーザビーム３８がジェットの表面に誘導され、電離気体の小さい雲を局所的に生成する。ジェット３３ａ、３３ｋは、例えばＳｎ、ＩｎまたはＬｉなどの作業材料（プラズマ材料）を供給して、放射線３９を発生する。

図５ａを参照すると、レーザビーム３８は、ジェット３３ｋとジェット３３ａの間のギャップ４６に配置された物質４４へと誘導することができる。この物質４４は、レーザビーム４８の影響で、気化して、場合によっては部分的に電離した小さい粒子／小滴を形成する。物質４４の材料は、ジェット３３ａ、３３ｋの材料と同じ、または異なるように選択することができる。レーザビーム３８は、放電４０がほぼ所望の位置で発生するのを補助する。放電電流は、放電４０の位置で、電極３３ａ、３３ｋ間のギャップ４６を通して流れる。このように誘発された磁界がピンチ４５を引き起こす。ピンチ４５は、物質４４の材料のジェットおよび／または粒子／小滴を含む。放射線３９がピンチ４５から発散する。

図５ａを参照すると、ビーム３８は物質４４を電離し、プラス電荷の粒子４４ｐおよびマイナス電荷の粒子４４ｎになる。これらの粒子は、ジェット３３ａ、３３ｋに引き寄せられる。放電４０がジェット３３ａ、３３ｋの間で発生し、これは最終的に上記で説明したようなピンチ４５を形成する。物質４４はジェットの近傍に配置される。ノズル３１は、ジェット材料の連続的供給、つまり安定した電極の幾何学的構成を保証し、放射線３９はパルスエネルギ内で非常に安定する。放射線プロセスで生成される熱は、ジェット３３ａ、３３ｋの液体流の速度が例えば約１０〜１５ｍ／ｓより大きい場合に、その流れによって連続的に除去される。

ジェット３３ａ、３３ｋの材料は小滴タイプの破片を含むことができる。ノズル３１はこの材料に、したがって破片に特定の方向で、例えば直線の軌道に沿って衝撃を与える。放射線３９が多少等方的に発散するので、ほぼ破片がない大量の放射線３９がある。

ジェット３３ａ、３３ｋの小さいサイズは、小さいサイズおよび大きい集光角を有する放射線生成デバイスを画定する。放射線生成デバイスＳＯ”のサイズは、主にジェット３３ａ、３３ｋのサイズによって制限される。ジェット３３ａ、３３ｋの典型的な寸法は、厚さが約０．１〜１ｍｍ、幅が約１〜３ｍｍ、長さが約１〜３０ｃｍ、ギャップが約３〜５ｍｍである。これらのパラメータの結果、集光可能な角度が比較的大きくなる。

以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。本説明は本発明を制限する意図ではない。

例えば、上述した実施形態では、両方のジェット３３ｋおよび３３ａが導電性の流体ジェットとして発生する。しかし、陽極は固定陽極でよい。しかし、これで陽極材料はソースを囲むスペースに入ってよい。

ジェット３３ｋと３３ａ間の放電の点火は、上記ではレーザビーム３８によってトリガされるように説明されている。しかし、このような点火は、放射線（例えばレーザ）ビームまたは粒子（例えば電子、イオン）ビームまたは他の適切な点火ソースなどの高エネルギビームによってトリガすることができる。

実施形態は、Ｓｎ、Ｉｎおよび／またはＬｉを使用するＥＵＶを指向しているが、例えばＨｇ、Ｂｉ、ＳｂおよびＰｂなど、適切な融点を有する他の材料を使用して、別の波長の放射線を発生してよいことが当業者には認識される。

ＥＵＶを発生するには、これらの材料の幾つかのＳｎ、ＩｎまたはＬｉに追加して、ジェットの特性を改良すると、さらに有利である。

本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。 先行技術による放射線ソースを示したものである。 本発明の実施形態による放射線ソースを示したものである。 図３ａのジェットの線ＩＩＩｂ−ＩＩＩｂに沿った断面図を示したものである。 本発明による放射線ソースの実施形態におけるジェットの幾何学的構成の断面図を示したものである。 本発明の別の実施形態による放射線ソースを示したものである。 図５ａの線Ｖｂ−Ｖｂに沿った断面図を示したものである。

Claims (20)

1. 放射線を生成するデバイスであって、
   第一材料の第一ジェットを提供するように構成された第一ノズルを有し、第一材料の第一ジェットは、第一電極として機能するように構成され、さらに、
   第二電極と、
   第一電極と第二電極との間で放電をトリガするように構成された点火ソースとを有するデバイス。
2. 点火ソースが、第一材料の気化によって放電をトリガするように構成される、請求項１に記載のデバイス。
3. さらに、
   第二材料の第二ジェットを提供するように構成された第二ノズルを有し、第二ジェットは、第二電極として機能するように構成され、点火ソースが、第一材料と第二材料のうち少なくとも一方の気化によって放電をトリガするように構成される、請求項１に記載のデバイス。
4. さらに、
   第二材料の第二ジェットを提供するように構成された第二ノズルを有し、第二ジェットが第二電極として機能するように構成され、さらに、
   第三材料の物質を有し、点火ソースが、第三材料の気化によって放電をトリガするように配置構成される、請求項１に記載のデバイス。
5. 第一ジェットが約３ｃｍから３０ｃｍの長さ、および約０．１ｍｍから１ｍｍの厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
6. 点火ソースが、放射線ビーム、粒子ビーム、およびその任意の組み合わせのうち少なくとも１つを有するビームを生成するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
7. 第一ノズルが、直線軌道に沿った方向で第一材料を提供するように構成される、請求項１に記載のデバイス。
8. さらに、
   少なくとも１つのさらなるジェットを提供するように構成された少なくとも１つのさらなるノズルを有し、第一ジェットおよび少なくとも１つのさらなるジェットが、ほぼ平坦な形状の電極を提供するように配置構成される、請求項７に記載のデバイス。
9. 第一材料が、錫、インジウム、リチウム、水銀、ビスマス、アンチモン、鉛およびその任意の組み合わせのうち少なくとも１つを有する、請求項１に記載のデバイス。
10. リソグラフィ装置であって、
    第一材料の第一ジェットを提供するように構成された第一ノズルを有する放射線生成装置を有し、第一材料の第一ジェットが第一電極として機能するように構成され、さらに第二電極、および第一電極と第二電極との間で放電をトリガするように構成された点火ソースを有し、さらに、
    放射線生成装置からの放射線ビームを調整するように構成された証明システムと、
    パターニングデバイスを支持するように構成された支持体とを有し、パターニングデバイスが、放射線ビームの断面にパターンを与えるように構成され、さらに、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    パターン形成したビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムとを有する装置。
11. 点火ソースが、第一材料の気化によって放電をトリガするように構成される、請求項１０に記載の装置。
12. さらに、
    第二材料の第二ジェットを提供するように構成された第二ノズルを有し、第二ジェットが第二電極として機能するように構成され、点火ソースが、第一材料と第二材料のうち少なくとも一方の気化によって放電をトリガするように構成される、請求項１０に記載の装置。
13. さらに、
    第二材料の第二ジェットを提供するように構成された第二ノズルを有し、第二ジェットが第二電極として機能するように構成され、さらに、
    第三材料の物質を有し、点火ソースが、第三材料の気化によって放電をトリガするように配置構成される、請求項１０に記載の装置。
14. 第一ジェットが約３ｃｍから３０ｃｍの長さ、および約０．１ｍｍから１ｍｍの厚さを有する、請求項１０に記載の装置。
15. 点火ソースが、放射線ビーム、粒子ビーム、およびその任意の組み合わせのうち少なくとも１つを有するビームを生成するように構成される、請求項１０に記載の装置。
16. 第一ノズルが、直線軌道に沿った方向で第一材料を提供するように構成される、請求項１０に記載の装置。
17. さらに、
    少なくとも１つのさらなるジェットを提供するように構成された少なくとも１つのさらなるノズルを有し、第一ジェットおよび少なくとも１つのさらなるジェットが、ほぼ平坦な形状の電極を提供するように配置構成される、請求項１６に記載の装置。
18. 第一材料が、錫、インジウム、リチウム、水銀、ビスマス、アンチモン、鉛およびその任意の組み合わせのうち少なくとも１つを有する、請求項１０に記載の装置。
19. デバイス製造方法であって、
    第一材料の第一ジェットを提供することを含み、第一材料の第一ジェットが、第一電極として機能するように構成され、さらに、
    放射線のビームを生成するために、第一電極と第二電極との間で放電をトリガすることと、
    放射線ビームの断面にパターンを形成することと、
    パターン形成した放射線のビームを基板の目標部分に投影することとを含む方法。
20. 請求項１９の方法で製造したデバイス。

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