JP2006319328A - プラズマに基づく短波長放射線の生成におけるデブリの抑制のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマに基づく短波長放射線の生成におけるデブリの抑制のための方法および装置を提供する。
【解決手段】緩衝ガス５が、放射線を通過させるために設けられる開口部に対して横方向に、デブリフィルタのフィルタ構造の内側に注入されることで達成される。フィルタ構造はプラズマ１の方向および放射線の伝播方向において流れ抵抗を生成し、真空室における圧力に対して、緩衝ガス５の増大したガス圧力がデブリフィルタの所定の体積層に制限されたままであり、デブリフィルタのフィルタ構造から出る緩衝ガス５は真空ポンプによって真空室から吸引される。
【選択図】図３

Description

本発明は、プラズマに基づく短波長放射線源におけるデブリの抑制のための方法および装置に関し、この方法および装置では、プラズマから放出され、真空室にある短波長放射線は、短波長放射線が集光光学系に達する前に、少なくとも１つの機械的なフィルタ構造を備えたデブリフィルタを通過するように向けられる。本発明は、半導体リソグラフィ用のＥＵＶ源に用いられることが好ましい。

所望のＥＵＶ放射線のほかに、放射線放出ホットプラズマに基づくＥＵＶ放射線用の光源もまた、いわゆるデブリを生成する。デブリとは、本願明細書の意味では望ましくなく、プラズマを出し、本願明細書の構成要素の性能または安定性、特に光学面の寿命に悪影響を及ぼす粒子の任意の形態を指す。

ＥＵＶ源の枠組の中で、デブリの以下のタイプを識別することができる。
ａ）スパッタリングによって光学面に損傷を及ぼす高速の高エネルギの原子粒子／イオン（エネルギは通常１〜１０ｋｅＶである）；
ｂ）光学面に堆積することができる低速粒子（通常のエネルギは５０００Ｋ未満の温度または１ｅＶ未満に対応する）；
ｃ）電極材料による大きな巨視的粒子。

中間焦点（光のすれすれ入射を有する多層ミラーまたは金属ミラー）においてＥＵＶ放射線を集束するためにマイクロリソグラフィに用いられるような集光ミラーでは、タイプａ）のデブリは、感光性コーティングの破壊によって反射率の急激な損失を引き起こす。この作用は光学面におけるスパッタリングおよび結果として生じる材料の除去によって引き起こされるため、本発明による装置の決定的な機能は、高速粒子を排除すること、または高速粒子を著しく減速させて、もはやスパッタリングを行うことができない１０ｅＶをかなり下回る運動エネルギにすることのいずれかである。

タイプａ）のデブリを完全に排除することができないのは、適切な材料を使用することができないためである。適切な材料は、放射線およびデブリの両方による相当の負荷に対して等しく耐性を備えていなければならず、他方では、ＥＵＶ放射線のためにきわめて高い透明性を備えていなければならない。したがって、粒子流を低減するためのさまざまな異なる方法が、既に非常に多くの公報で示され、説明されている。

たとえば、特許文献１はデブリフィルタについて記載しており、この文献では、発散するＥＵＶビーム束の中央伝播方向に対して直交する電界を生成するための手段が真空室の出口開口部の下流に配置され、電界の方向に平行な粒子流に生じるガスシンクを生成するための手段が設けられる。

特許文献２は、放射線源および放射線源の放射線を処理するための処理機構を含むデバイスを開示している。点状放射線源から半径方向に向けられる複数の（平面状の）フォイルまたはプレートを含むフィルタが、放射線源と処理機構との間に配置される。

特許文献３は、源の汚染粒子流を抑制すると同時に、第１の室および第２の室を光学的に結合するための膜またはチャネル構造の形態のＥＵＶに透明な境界構造について記載している。粒子を付着させないようにために、室の内部では、不活性ガス流が源に対して横方向または源の方に向けられる。

特許文献４は、１組のプラズマピンチ電極が真空室内に配置される高エネルギ光子源に関する。ピンチ領域と放射線コレクタとの間のデブリコレクタは、多数の通路を備え、そのそれぞれが光ビームに向けられるため、放射線を通過し、より不規則な経路に沿って進むデブリを妨げる。さらに、デブリ粒子をさらに減速させるために、ガス流が放射線の源位置に向けられる。

さらに、特許文献５は、複数のブレードを備えるデブリフィルタについて記載している。ブレードは、１組の平行な縁を備える本質的に平面の形状を有し、放射線源の所与の光軸に対して半径方向に一様に分散されるように配置され、互いに平行に配置される内部包囲面と外部包囲面との間に直交し、かつ回転対称に配置され、光軸を中心にして所定の立体角でプラズマをアーチ状に曲げる。

同様に、ｘ線源からのデブリの放出は、吸着部が発光点を通過する軸に平行な吸着面を有する点で特許文献６によるデブリフィルタシステムによって回避される。さらに、デブリフィルタは、上記の軸を中心にして吸着部を回転する回転部を有する。

周知の装置にはすべてのタイプの粒子に対して等しく効果的ではないか、またはＥＵＶ放射線を吸収しすぎるという欠点がある。たとえば、プラズマからの中性粒子には、電磁界が作用しない。高速粒子に作用するために、高電圧と組み合わせた高い電磁界の強さが必要である。寄生ガス放電は、これらの電圧を印加することによって生じうる。シャドーイング効果の増大を別にすれば、回転ブレードフィルタは、きわめて高速の粒子は回転方向に対応して偏向されるだけに過ぎないという欠点がある。ガス流またはガスカーテンにおいて必要な高圧が達成されるのではなく、所望のＥＵＶ放射線の大部分もまた吸収される。

ＤＥ１０２ １５ ４６９ Ｂ４号明細書 米国特許第６，３５９，９６９ Ｂ１号明細書 米国特許第６，６８３，９３６号明細書 米国特許第６，５６６，６６８ Ｂ２号明細書 ＤＥ１０２ ３７ ９０１ Ｂ３号明細書 米国特許第６，８６７，８４３ Ｂ２号明細書

本発明の目的は、プラズマから粒子流（デブリ）を抑制し、プラズマから放出される所望の放射線を過度に減衰させることなく、下流に位置する主に光学部品からデブリを遠ざけるための新規な可能性を見つけることにある。

プラズマに基づく短波長放射線源においてデブリを抑制するための方法では、源位置としてのプラズマから真空室内に放出された短波長放射線は、この放射線が中間焦点に放射線を集束するための集光光学系に達する前に、少なくとも１つの機械的なフィルタ構造を有するデブリフィルタによって案内され、上述の目的は、本発明によれば、緩衝ガスが、放射線を通過させるために設けられる開口部に対して横方向に、デブリフィルタのフィルタ構造の内側に注入され、フィルタ構造はプラズマの方向および放射線の伝播方向において流れ抵抗を生成し、真空室における圧力に対して緩衝ガスの増大したガス圧力がデブリフィルタの所定の体積層に制限されたままであり、デブリフィルタのフィルタ構造から出る緩衝ガスは真空ポンプによって真空室から吸引されることで達成される。

緩衝ガスは、２つのフィルタ構造の間の中間空間に注入されることが好ましい。

特に好都合な態様において、緩衝ガスは、収縮チャネル（放射線の通過用の開口部）を備えた２つのフィルタ構造の間の中間空間に注入される。

さらに、特に高エネルギのデブリ粒子の予備減速を達成するために、さらなる緩衝ガスがデブリフィルタの前で副室に向けられる場合が好都合である。副室は残留ガスで満たされることが好ましく、残留ガスはプラズマを生成するための放電室から流出し、緩衝ガスの大部分をこの領域に配置する。緩衝ガスは、フィルタ構造によって副室から流出する緩衝ガスを最小限に抑えるために、出口開口部を通って副室から真空室に吸引されることができるか、または１０Ｐａ程度の副室内の所定のガス圧力を調整するために、個別の吸引ポンプによって直接、副室から吸引されることができると好都合である。

中央隔膜を装備している一般に用いられる機械的なフィルタ構造では、特に自己集束電子ビームのために、隔膜の腐食を抑制するために、デブリフィルタの中央隔膜に緩衝ガスを導入することが望ましい。

少なくとも１つのフィルタ構造を通って真空室内に流れ込む緩衝ガスの結果として、連続的に降下するデブリフィルタ内のガス圧力を増大させるために、緩衝ガス圧力は、フィルタ構造へのパルス流入によってパルス放射線生成に同期するバーストによって増大されることが好都合である。

さらに、プラズマに基づく短波長放射線源におけるデブリの抑制のための装置において、中間焦点において放射線を集束するための集光光学系の前で、少なくとも１つの機械的なフィルタ構造を有するデブリフィルタが、真空室において、放出される短波長放射線の源位置としてのプラズマの間に配置され、上述の目的は、本発明によれば、緩衝ガスをフィルタ構造に注入するための入口ノズルが、放射線の通過用に設けられる開口部に対して横方向に、デブリフィルタのフィルタ構造の内部に配置され、フィルタ構造がプラズマの方向および放射線の伝播方向において流れ抵抗を有し、デブリフィルタの所定の体積層が真空室における圧力に比べて、緩衝ガスの増大したガス圧力を有することと、真空室を真空にするための少なくとも１つの真空ポンプはまた、デブリフィルタのフィルタ構造から出る緩衝ガスを吸引するために設けられることで達成される。

デブリフィルタは、少なくとも１つのブレード構造を有することが好都合である。これに関連して、デブリフィルタは、集光光学系の光軸に対して半径方向に向けられることが好ましい近くに隣接するブレードと、源位置に向かって円錐形状に向けられるブレード用に少なくとも２つの支持リングと、を含む。

デブリフィルタは、異なる組の支持リングの間で数量の異なる半径方向に向けられるブレードを有することができれば望ましく、ブレードの数量は光軸から外側に向かって増大する。デブリフィルタは少なくとも２組の支持リングを有することが望ましく、外側に向かって遠い方に位置する１組の支持リングの間のブレードの数量は、内側に向かって最も近い組の支持リングの間のブレードの数より多い。好ましい構成において、支持リングの間のブレードの数は、内側に向かって最も近い支持リングの間のブレードの数の約２倍であるため、隣接するブレードの間の角距離は常に１ｍｍ程度である。

デブリの特に好都合なフィルタ機能では、デブリフィルタは２つのフィルタ構造を有し、その間に緩衝ガスを注入するための平行な体積層が位置する。

フィルタ構造は、放射線の通過用の開口部の減少した直径のために、緩衝ガスに関してより大きな流れ抵抗を有することが望ましい。このように、フィルタ構造の間でより高い緩衝ガス圧力を調整することができる。増大した緩衝ガス圧力は、デブリフィルタの効率を実質的に向上し、増大するガス圧力のために供給される緩衝ガスの量を増大しなくても、緩衝ガス密度および経路（デブリ粒子と相互作用する経路）の積が増大する。（デブリフィルタに供給され、真空下で流出する）緩衝ガスの量が増大しないため、真空システムはまた、さらに経済的な寸法に形成することができる。

フィルタ構造は、プラズマからの放射線の方向において構造深さがより小さいことが好都合であり、フィルタ構造の間で緩衝ガスの同程度の供給を維持しながら、より高い緩衝ガス圧力を調整することができ、その結果、減少した構造深さはデブリ粒子経路および緩衝ガス密度の積の減少を生じることもフィルタ作用を減じることもない。

流れ抵抗を増大するために、フィルタ構造は、六角形構造として構成されることができれば好都合であり、円錐形または円筒形の孔が六角形の要素に導入される。

別の好都合な構成において、増大した流れ抵抗を有するフィルタ構造は、フィルタプレートとして構成されることができ、孔はプラズマによって放出される放射線を通過させるために、フィルタプレートに適切に配置される。

特に好都合な態様において、半径方向に向けられた細長い孔またはスロットが、フィルタプレートに導入される。

デブリフィルタのフィルタ構造は、円形の中央隔膜を有することが好都合である。この中央隔膜は、プラズマに対して開放し、デブリによる腐食および隔膜の破壊を防止するために、緩衝ガスが導入される隔膜カップとして構成されることが好都合である。さらに、電気レンズ（電界または磁界の生成）は、荷電粒子、特に電子を偏向するための中央隔膜の開口部の周囲に配置されることができる。

別の好都合な構成において、中央隔膜は、固体であり、光軸に対して対称に導入される円錐形のポケット孔を備える。

（放射線およびデブリによって）プラズマからデブリフィルタに作用する熱のために、ブレードは、１つの支持リングにのみ強固に固定されることが好ましく、他の支持リングでは摺動式に案内され、反りを生じることなく、ブレードの熱膨張を可能にする。冷却構造もまた、ブレードが強固に固定される支持リングに配置することができる。

さらに、緩衝ガスの密度をさらに増大させるために、冷却回路によってデブリフィルタのフィルタ構造を能動的に冷却することが有用である。

デブリフィルタのフィルタ構造は、通常の状態で固体であり、かつ真空室で少なくとも部分的に気化された状態である材料の凝結温度を上回る最小値で温度が維持されるように、冷却回路によって冷却されることができれば好都合である。フィルタ構造の表面温度が通常の状態で固体である利用される対象材料の凝結温度（露点）を上回るように、温度が制御される最小値を有意に調整することができる。

デブリフィルタのフィルタ構造は、（放射線エネルギおよびデブリ粒子からの運動エネルギによる）高い熱負荷のために、良好な熱伝導率を有する耐熱材料から構成されることが望ましい。フィルタ構造は、タングステン、モリブデンまたはその合金などの金属の少なくとも１つから構成されることが好ましい。

真空室におけるガス負荷を増大することなく、デブリフィルタにおける緩衝ガス密度を増大するために、少なくとも１つの弁がデブリフィルタのフィルタ構造に緩衝ガスを注入するために設けられることが好都合である。プラズマからのパルス放射線生成と同期するように、この弁はバーストによって動作する。パルス弁は、プラズマからのすべての個別の放射線パルスと同期するか、またはプラズマからの放射線パルスによるバーストによって同期した態様で能動的に連続的に切り替えられるかのいずれかであってもよい。

フィルタ構造の中間空間への緩衝ガスの超音速ノズルジェットジェット膨張に適した入口ノズルは、高圧下で横方向に緩衝ガスを注入するために設けられることが好ましい。

不活性ガス、好ましくは希ガスが、緩衝ガスとして用いられる。緩衝ガスは、より高速の注入およびより良好な熱伝導率を実現するために、少なくとも重いガスおよび軽いガスの混合物であることが好都合である。

デブリフィルタのブレード構造は、高電圧パルスを印加することによって帯電したデブリ粒子のさらなる偏向が可能であるように絶縁するように構成されることが好都合である。特に好都合な態様において、ブレード構造は、帯電したデブリ粒子を偏向するためのフィルタ構造の帯電が中央隔膜に当たる自己集束電子ビームによって行われるように絶縁される。

さらに、ブレード構造は、異なる電位を用いてパルス態様に隣接するブレードを帯電することができるように構成されることができる。さらに、真空室における寄生放電を防止するために、所定の電位（たとえばアース）を少なくとも時々ブレード構造に印加することが望ましい。

放射線源にデブリがないことに関する特に厳密な要件を伴う用途では、デブリをさらに減少させるために、中間焦点の付近で同様に構成されるデブリフィルタを配置することが有用である場合がある。

最適なフィルタ動作の調整および監視のために、感知センサがデブリフィルタのすぐ下流に配置されることが好都合である。このセンサは、波長可変水晶共振器を備えたフィルムセンサ、小型質量分析計または飛行時間型分析計であれば望ましい。センサは、デブリ抑制のためのアクティブフィルタ変数、好ましくは緩衝ガス圧力、注入角、電圧またはパルス同期などを調整するために用いられることが好都合である。しかし、センサはまた、プラズマ生成または上位のリソグラフィシステムの制御のためのエラーレポートを生成するために用いることができる。

本発明の背後にある基本的概念は、静止状態の機械的デブリフィルタが依然として、相当のデブリを通過させることと、フィルタ作用を改善するために、デブリフィルタが（好ましくは集光光学系の光軸を中心とした回転において）移動するとき、光学部品に及ぼされる他の望ましくない汚染物質の影響が増すことを検討することから進められた。しかし、粒子の減速に効果的な領域はブレードの長さをはるかに越えて延在するため、逆流する緩衝ガスのデブリフィルタ構造の開口部からの周知の噴出により、放出されたＥＵＶ放射線が相当吸収され、シャドーイング効果を生じる。

したがって、本発明の基本原理は、所定の態様で制限される緩衝ガスの体積がデブリフィルタ装置の周知のブレード状の構造の内部に導入され、光学部品に達する前に、フィルタ構造の表面に堆積されるように、望ましくないデブリ粒子を減速または偏向することにある。したがって、プラズマから放出される放射線を遮断し、集束する集光光学系の反射率がより長い期間にわたって維持されることから、維持費および運転費が削減される。さらに、デブリフィルタの寿命も長くなる。

本発明による解決策により、プラズマに基づく放射線源の源位置から粒子流（デブリ）を抑制することができ、プラズマから放出される所望の放射線を過度に減衰させることなく、下流に配置される主に光学部品に有害なデブリを効果的に遠ざけるようにすることができる。

本発明は、実施形態の実施例を参照して以下にさらに詳細に説明される。

本発明の基本原理は、図１に示されているように、デブリフィルタ４が放射線を放出するプラズマ１と源位置（プラズマ１）の共役撮像として集光光学系３によって生成される中間焦点２との間に配置されることにある。適切な緩衝ガス５の増大したガス圧力が、デブリフィルタ４の体積の中に生成される。デブリフィルタ４の（機械的な）フィルタ構造４１の流れ抵抗が、真空室６（図４にのみ示す）を包囲するためのガス負荷を制限するために用いられる。フィルタ構造４１の内側で、緩衝ガス５は、放射線の通過方向に対して横方向に注入される。高エネルギのデブリ粒子に対する制動効果がより優れているため、任意の希ガスを緩衝ガス５として用いることができるが、原子量の大きい希ガス（アルゴンまたはクリプトンなど）が好ましい。特に熱伝導率を増大するために、他の不活性ガス、または不活性ガスおよび／または希ガスの混合物もまた、用いることができる。

プラズマ１と集光光学系との間の距離に沿って所定の体積の緩衝ガス５を用いて、高速のデブリ粒子が、緩衝ガス５のガス粒子と数多く衝突することによって著しく減速されて、ようやく緩衝ガス５の平均熱速度に達し、（たとえば、集光光学系３の）光学面におけるスパッタリング工程に関して弱すぎるようになるという点で、デブリは効果的に遠ざけられる。減速に関する決定変数は、経路に緩衝ガスの密度を掛けて積分したものである。

式中、ρは緩衝ガスの密度［粒子／ｃｍ^３］であり、γはプラズマ１から放出されるデブリ粒子が進む距離である。

プラズマ１は真空室６で生成され、適用先までの生成されたＥＵＶ放射線の光路に沿った放射線吸収を防止するために、真空雰囲気（通常＜２Ｐａ）もまた必要であるため、緩衝ガス区域は、デブリフィルタ４の内側の所定の限定された体積で形成される。その流れ抵抗（但し、従来の構造では小さい）のために、デブリフィルタ４のフィルタ構造４１は、フィルタ構造４１の内部で高い緩衝ガス密度の領域Ｂからフィルタ構造４１の左右（図１の下）にそれぞれ位置する真空室６（図４参照）の領域ＡおよびＣへの移行部を構成する。緩衝ガスの圧力曲線は、図１では純粋に定性的な（強調された）態様に示されている。

以下では、プラズマ１と集光光学系３との間に上述したタイプの緩衝ガス体積を導入するための複数の装置が、本発明によるフィルタ特性を最適化するために提案されている。

十分な密度の緩衝ガス体積および原則的にはＤＥ１０２ ３７ ９０１ Ｂ３号明細書から既に周知であるようなブレード構造４２の組み合わせが、この目的に非常に適している。この種のブレード構造４２では、図１の改変形態で再び示されているように、横方向に注入される緩衝ガス５によるデブリ粒子の偏向は、小さくても、ブレード構造４２に粒子を吸収するのに十分である。これに関連して、ブレード構造４２は、その流れ抵抗によって所定の体積内で高い密度の緩衝ガス５を維持する役割を果たす。

図２に示されているように、適切に改変された基本構造（ＤＥ１０２ ３７ ９０１ Ｂ３号明細書に基づく）は、各ブレード４３によって投じられる影が最小となるように、（略点状の）放射線源（プラズマ１）に対して向けられる薄いブレード４３（フォイル）からなる装置を備える。ブレード構造４２が、プラズマ１から放出され、次に偏向または減速されるデブリ粒子に関する凝結（接着）する可能性を提供する大きな面を有することは、デブリフィルタ４の有効性に関して不可欠である。

一般性を制限することなく、本発明を実現するために、用いられるデブリフィルタ構造４２では、図２において平面図および側面図で示されているように、きわめて薄い（厚さ約１００μｍ）ブレード４３が（集光光学系３の）光軸３１に対して半径方向に向けられる。このブレード構造４２は、光源（たとえばＺピンチプラズマ）がフィルタの対称軸（集光撮像の光軸３１と同一）に沿って一定の拡がりを有する場合には、さらなるシャドーイングを生じないことから、特に望ましい。

外側円錐面として形成される少数の支持リング４４によって、デブリフィルタ４の外側領域により大量のブレード４３を挿入することができ（たとえば、外側領域で３６０個のブレード４３またはさらに外側に位置する１組の支持リングでは７２０個ものブレード４３に比べて、内側領域では１８０個のブレード４３）、その結果、フィルタ深さｌ（＝ブレード長さ）およびブレード間隔の比（この比はデブリの抑制では重要である）はまた、外側領域で大きく保たれる。フィルタ長さｌに関して約４０〜１５０ｍｍの値が選択され、ブレード４３の間隔に関しては約１ｍｍが好ましい。これは、隣接するブレード４３の間の約１／２〜２°の角度に対応する。

本質的に周知の上述のデブリフィルタ４に基づき、所定の緩衝ガス体積（放射線伝播に対して比較的薄い層構造である）が導入される（図３）。緩衝ガス５は、適切な位置、好ましくはブレード構造４２の曲率中心に対して（円の）接線方向のブレード長さｌの中心で、破線で示される線に沿って外側からブレード４３の間の中間空間に注入される（図３）。ノズル５１（図４のみ示す）の正確な位置および方向は変化してもよい。一般に、ブレード深さｌの中心に正確に注入することが最も好都合である。ブレード構造４２が（プラズマに対して半径方向に）分割されない場合には、緩衝ガスは、各ブレードの間隙に同時に注入される。選択されたブレード構造４２の幾何構成のために光軸３１の周囲の領域は透過性ではなく、図３で仮定される（しかし、図４にのみ示す）ように、光のすれすれ入射用の集光ミラー３２もまたこの領域から放射線を集光しないため、緩衝ガス５はまた、さらなるシャドーイング効果を生じることなく、光軸３１（デブリフィルタの対称軸）からブレード４３の中間空間に注入されることができる。緩衝ガス５は、両方の外側方向においてプラズマ位置に対して半径方向にブレード構造４２から出て、真空室６に接続される真空ポンプ６１（いずれの真空ポンプ６１も図４にのみ示す）によって排出される。したがって、緩衝ガス５の球面シェル層はブレード構造４２の内部を形成し、圧力はブレード構造４２の中心から図８ａに対応する両側で外側でかなり急激に低下する。

この新規なフィルタ構造の利点は、緩衝ガスがＥＵＶ放射線の伝播に対して横方向に注入される方向にあり、その結果、緩衝ガス５のきわめて限定された「層厚」のみが、用いられる立体角領域全体の内部に形成されることにある。したがって、著しい放射線吸収をほとんど生じない緩衝ガス原子との衝突のために、高速の超熱デブリ粒子の場合にきわめて良好な制動効果が達成される。

本発明によれば、別の動作機構は、フィルタ構造４１の開口部に対して直交方向に、したがってデブリ粒子の移動方向に対して横方向に緩衝ガス５をデブリフィルタ４に注入することによって行われ、ブレード４３の面におけるデブリ粒子の堆積を改善する。放射線（プラズマ１）の源位置の方向においてフィルタ構造４１の開口部を通って流出する緩衝ガス５の逆流のために、緩衝ガス５のフィルタ作用の第３の（より小さい）成分が生じ、その結果、高速のデブリ粒子の制動効果がさらに増大する。

図４に示される本発明の特に改良された変形例では、デブリフィルタ４は、２つの同心ブレード構造４２および４２’（構造深さは図２に示されるタイプの深さｌの約１／２）を備えるため、球面シェル層は依然として緩衝ガス５を充填するためにその間が自由である。この自由体積、すなわち中間空間５２は、緩衝ガス５を充填するために用いられる。

既に上述したように、破線で示される線（球面シェルを３次元で表す）に沿って緩衝ガス５を注入することができるように、緩衝ガスノズル５１は中心で接線方向に配置される。緩衝ガス５を注入する場合には、ブレード構造４２および４２’の開口部を通って真空室６にゆっくり逃れることができるだけにするために、ブレード４３の間の中間空間５２のみに注入するように注意を払わなければならない。緩衝ガス５はブレード構造４２および４２’の流れ抵抗を対抗して連続的に流出するが、このように中間空間５２で所定の（擬似静的）圧力を調整することができる。緩衝ガスノズル５１がブレード構造４２および４２’の一方の開口部の方向において相当な範囲に向けられる場合には、緩衝ガス５は真空室６におけるガス負荷の不可避の増大（増大したガス圧力）中に、デブリ粒子の効果的な吸収を著しく少なくする原因になる。

自由中間空間５２に対するブレード４３の間の流れ抵抗のために、真空室の圧力（一般に＜２Ｐａ）に対する緩衝ガス圧力が相当増大する（約１０Ｐａ）。（半導体リソグラフィでは通常の光路長を約１ｍと仮定すると、）真空室６の圧力が低くなければ、生成されたＥＵＶ放射線の吸収がきわめて高くなることから、真空室６では低い圧力が必要である。緩衝ガス５は、真空室６に接続される真空ポンプ６１（いずれの真空ポンプ６１も図４にのみ示す）によって、プラズマ１の側のブレード構造４２およびブレード構造４２’を通って半径方向に排出される。

図４によるこの変形例で達成される（すべてのデブリ粒子に対する）フィルタ作用の向上は、ブレード構造４２と４２’との間の中間空間５２の内部に緩衝ガス５の（比較的薄い）球面シェル層によって成し遂げられる。図８ｂの概略図から分かるように、より高い緩衝ガス圧力およびより高い圧力勾配もまた、調整することができる。

緩衝ガス５は周囲のブレード構造４２および４２’の流れ抵抗のために一様に分散されることから、自由体積（ブレード構造４２と４２’との間の球面シェル層）のために、（真空室６に対する）緩衝ガス圧力の所定の増大が中間空間５２に生じる。本件の場合には、周囲のフィルタ構造４１に関して、緩衝ガス圧力は、以下の変数、すなわち
緩衝ガス供給線を通るガスの質量流量、
真空ポンプ（図４にのみ示す）の吸引力および
ブレード構造のコンダクタンス（流れ抵抗の逆数）
によって与えられる。

一般に、周囲のフィルタ構造４１の中により高い圧力の緩衝ガス層を形成することに関して、真空ポンプ６１の吸引力および２つのブレード構造４２および４２’のコンダクタンスの比が大きくなればなるほど、デブリフィルタ４内の圧力および真空室６内の圧力の比も大きくなる。言い換えれば、真空室６内の所与の圧力で、コンダクタンスに対する吸引力の比が大きくなればなるほど、デブリフィルタ４にさらに高い圧力を実現することができる。真空ポンプ６１の吸引力は限定されるため、比はコンダクタンスを減少させる（フィルタ構造４１の全体的な流れ抵抗を増大させる）ことによって本質的に調整される。

したがって、完全なフィルタ構造４１が、図６ａの下部に示されているように、増大した流れ抵抗を有する２つのフィルタ構造を備えるように、上述した装置をさらに改良することができる。

図５は、図４によるデブリフィルタ４の構造に基づき、活性作動ガスに加えて、放電室において緩衝ガスの混合剤も用いるガス放電（ＧＤＰＰ源）に基づくＥＵＶ源に特に適した本発明の別の改変を示す。

この構造において、放電室（図５では出口として概略的に示されるだけに過ぎない）から流れ出て、ガス放電に用いられる緩衝ガス６３は、デブリフィルタ４の前に配置される副室６２において、デブリ粒子の第１の減速のために増大されたガス密度を構成するために用いられる。

「Ａ］として示される変形例では、副室６２は出口開口部６４を有することが好都合であり、デブリフィルタ４のブレード構造４２を通って出るのを大幅に抑制するために、出口開口部６４を通ってガス放電から発生する緩衝ガス６３（放電による残留ガスの割合）が真空室６に流れ込む。

変形例「Ｂ」において、副室６２は少なくとも１つの吸引ポンプ６５を有し、少なくとも１つの吸引ポンプ６５は出口開口部に直に接続され、副室６２で（真空ポンプ６１から個別に）１〜２０Ｐａの所定のガス圧力を調整することができるようにする。このように、監視態様で次のデブリフィルタ４の作用を強化して、最適化することができる。

２つのフィルタ構造４２および４２’の中で横方向に注入される緩衝ガス５は、図４に示された構造に関して上述したように、デブリフィルタ４の内部の所定の体積層の原理に基づき、デブリフィルタ４においてデブリ粒子を主に減速する。

図６ａに関して記載される好ましい構成において、出て行く緩衝ガス５によって真空室６におけるガス負荷を増大させることなく、２つの周囲のフィルタ構造４１内部のガス体積のフィルタ作用をさらに増大することができる。この目的のために、２つの平行なフィルタプレート５３および５４が、緩衝ガス５に対する増大した流れ抵抗を提供するために設けられる。

これらのフィルタプレート５３および５４は、必ずしも平坦である必要はなく、（図４に示される中間空間５２の構造の場合のように）互いから一定の距離を有し、この実施例では、ガスセル５５と呼ばれる平行な包囲された体積を形成する。というのは、ガスセル５５に位置する緩衝ガス５は、フィルタプレート５３および５４の増大した流れ抵抗のためにさらに一様に分散されることができ、さらに高い緩衝ガス圧力を調整することができるためである。

上述した図２を参照すると、図６ｂに概略的に示されているように、複数の円錐形シェル形状支持リング４４が（少なくとも部分的に）半径方向に配置されるブレード（図２）と同様（または類似）の材料厚さで構成されて配置されることによって、そこで用いられるブレード構造４２が狭められことで、増大した流れ抵抗を有する上述したタイプのフィルタプレート５３および５４が生じ得る。したがって、同様に密な間隔（半径方向に分散するブレードのように、好ましくは１〜２ｍｍ）で、ブレード構造４２を配置することができる。

この場合には、このように（ブレード構造４２の小さくした開口部として）形成されるチャネル５７は、プラズマ１から放出される放射線を集光ミラー３２（図４にのみ示す）に透過し、同時に緩衝ガス５をブレード構造４２の内部から流れ出すようにすることができ、全体として２つの発散面によって平面に対して画定されるほか、源位置（プラズマ１）からの距離の増大と共に増大する略矩形断面を有することから、全体として角錐台の形状を有する。これにより、デブリフィルタのある程度貧弱な光学的透過率で緩衝ガス５に関して相当増大した流れ抵抗を生じる。

その結果、デブリフィルタ４の緩衝ガスノズル５１を通る緩衝ガス流を依然として同じ状態に維持しながら、ガスセル５５においてより高い緩衝ガス圧力を調整することができる。これは、（図８ｄを参照すると）経路長およびガス密度の積に関する積分において所望の増大を導く。

図８は、図２および図３、４、図５、図６および図７に示されるフィルタ変形例の異なるフィルタ構造に関する動作分布の比較を示す。図６および図７の装置は、デブリフィルタ４のセル５５（または中間空間５２）の中で緩衝ガス体積の最適な一様性によって識別される。

一般に、デブリ粒子（帯電の有無、速度の高低に関係なく）は、デブリフィルタ４の２つのフィルタ構造４２と４２’との間または５３と５４との間の緩衝ガス体積で最適な態様で妨害される。さらに、緩衝ガス５の作用は（集光光学系３の前の）所望の領域に依然として空間的に限定され、光学ビーム経路にわたって持続するとき、ＥＵＶ放射線の消失を引き起こすことはない。

必要に応じて、フィルタ構造４１の流れ抵抗を増大させることによって、高圧における緩衝ガス５の体積をさらに限定することができる。

図６ｃに示される六角形構造５６に抽象化することによって、薄い管における流れ抵抗Ｗ_Ｒに関する周知の関係を用いて、デブリフィルタ４の全体的なコンダクタンスＬを以下のように推定することができる。

分子流の場合には関数ｆ（ｐ，ｄ）は値１を採用し、より高い圧力（遷移流、粘性流）では１より大きい値の圧力に左右される。

六角形構造５６の管状チャネル５７の一般的な寸法が１ｃｍであり、一般的な圧力が０．１ミリバール（ｍｂ）であれば、ｐ・ｄ＝０．１ｍｂ・ｃｍであるとき、系は分子流と層流との間の遷移領域内にある。この場合には、六角形構造５６のコンダクタンスは既にわずかに圧力に左右され、純粋な分子流の場合より高い。したがって、寸法を小さくして、分子流の領域に完全に変化させることによって、コンダクタンスの減少を達成することができる。

しかし、チャネル５７が削減されるとき、コンダクタンスは変更される幾何構成によってさらに変化する。この場合には、Ｌ〜ｄ^３である。個別のチャネルの数量（〜１／ｄ^２）の増大を可能にするために、結局、コンダクタンスが減少される（〜ｄ）。これを用いて、構造プレート５３および５４の深さｌ（構造深さまたは厚さ）を低減することができる。したがって、全体として考えると、コンダクタンスのわずかな減少に合わせて、全体的なフィルタ構造４１をさらに小さいチャネルに縮小することができる。これは、緩衝ガス体積、すなわちガスセル５５のより厳密な制限の一因となり、経路とガス密度の積の全体積分の増大につながる。

好ましい構成において、図７のフィルタプレート５３、５４の１つの平面図に示されているように、上述した種類のフィルタ構造４１の機能は、フィルタ構造４１が個別のブレード（図２または図６ｂの場合）または六角形構造５６（図６ｃの場合）から構成されるのではなく、微小材料機械加工法（腐食、エッチング、レーザ穿孔、レーザ切削など）によって固体の金属プレート（厚さ約２ｍｍであることが好ましい）から形成されることで実現される。これに関連して、プラズマ１から放出される放射線に関するシャドーイング効果を制限するために、細長い孔５８が回転対称のチャネル５７（図６ｃ）の代わりに配置されることが好ましい。装置は、細長い孔の間に十分な支持材料を保持するために、安定性を鑑みて実現される。細長い孔５８またはチャネル５７の一般的な寸法は、１００μｍ（細長い孔の幅）である。妥当な壁の厚さに関しては、依然として約１０μｍである必要がある。

図６ａに示されているように、狭めたチャネル５７の実装は、対応して細いチャネル５７によってＥＵＶ放射線の入口側および出口側で終端するガスセル５５に似た中間空間を生じる結果となる。このガスセル５５に導入される緩衝ガス５は、体積がさらに厳密に制限されることから、均等かつ一様に分散される。セル５５と真空室６との間の圧力の全体的な低下は約２ｍｍの経路長にわたって生じるため、系において同様のガス負荷を維持すると同時に、今度は経路と密度の積の積分は従来のデブリフィルタ４（比較のため、図８参照）に比べて２倍まで増大しうる。

放出される放射線における最小限のシャドーイング効果のために、チャネル５７の向き、源点（プラズマ１）における画定する壁および集光光学系３の軸３１に関する上述の仮定のすべてが依然として、この種のフィルタ構造４１に例外なく適用される。

円筒形または円錐形のチャネル５７の六角形構造５６における穿孔プレートは、図６ｃおよび図６ａに示されるフィルタ構造４１では最も簡素な位置関係を生じ、たとえばｒ_１／ｒ_２＝０．９５である場合には、このように約８０％の透明度を達成することができる。

図６ｃに示される六角形構造５６に比べて、後者は円筒形チャネル５７を有するが、図７に示されるフィルタプレート５３および５４の場合の別の有用な位置関係は、個別の半径方向に向けられる細長い孔（たとえばレーザ切削によって形成される）によって形成され、特に光源（たとえば、Ｚピンチプラズマ１）はフィルタ構造４１の中央の面法線（＝対称軸＝光軸３１）に沿って相当の範囲まで延在する場合には、透過率を増大するという利点がある。

一般に、図１０に示されているように、真空室６に接続される真空ポンプ６１の最大許容吸引力が制限されるため、バーストで動作される弁５９によって（パルス態様で通常生成されるプラズマ１の）放射線パルスに同期して、緩衝ガス５がデブリフィルタ４に導入される。プラズマ１の放射線放出中に限り、一時的により高い圧力がデブリフィルタ４で実現され、その結果、真空室６における平均圧力およびガス負荷があまり増大せず、したがって真空ポンプ６１の吸引性能を増大する必要がない。

デブリフィルタ４の流れ力学およびＥＵＶ源が動作する繰返し率に応じて、各個別の放射線パルスに同期するか、またはリソグラフィに一般に用いられるパルス列（バースト）に同期して、弁５９を始動することができる。放射線パルス（またはバースト）の間の遅延および弁５９の始動は、最大の可能なデブリ削減を結果として生じるように選択される。

動作中、緩衝ガス５が加熱され、放射線吸収によって放射線パルスごとに（部分的に）電離される。加熱および電離はいずれも膨張を引き起こし、したがって、フィルタ構造４１の内部で緩衝ガス雲の密度の損失を引き起こす。「失われた」緩衝ガスは、新たな緩衝ガス５によって取り替えられなければならない。緩衝ガス５（一般にアルゴンなどの重い希ガス）が軽いガス（たとえば、ヘリウム）と混合されるとき、超音速ノズルジェット膨張の場合には、入口ノズル５１からのこのガス混合物の膨張はさらに高速に行われる。したがって、緩衝ガス５は、より迅速に入手可能である。高い繰返し頻度でも、これは緩衝ガスで充填されるデブリフィルタ４の吸収挙動に有利な影響を及ぼす。

ガス混合物の熱伝導率はまた、軽いガス（たとえば、ヘリウム）を重い緩衝ガス（たとえば、アルゴン）に加えることにより、向上される。これは、図１０に同様に示されるデブリフィルタ４の冷却を促進する。

デブリフィルタ４を冷却する必要性は、２つの理由から生じる。緩衝ガス５の密度（体積当たりの粒子数）がデブリフィルタ４の効率に関する決定量である。運動ガス理論の一般法則によれば、密度および温度は反比例する。圧力が同じままである場合には、絶対温度の２倍が粒子密度の２分の１に等しい。システムは、市販のリソグラフィシステムにおける対象出力で劇的な加熱に曝される。したがって、デブリフィルタ４の冷却は、システムの寿命を長くするために不可欠である。

さらに、フィルタ構造４１の構造的安定性に関して、対策を講じなければならない。この目的のために、デブリフィルタ４のフィルタ構造４１は、一般性を制限することなく、図１１のブレード４３として示され、一方の側で環状ホルダに接続される。この保持リング４６は、追加された冷却構造４７で適切な冷却剤（たとえば、水）によって能動的に冷却される。したがって、放射線の冷却に加えて、ブレードはブレードからリングへの熱伝導によって冷却される。この目的のために、フィルタ構造４１は、タングステン、モリブデンまたはその合金などの良好な熱伝導特性を備えた耐熱材料から構成される。

既に上述したように、デブリフィルタの冷却は、良好な熱伝導率を備えた軽いガス、好ましくはヘリウムまたは水素が原子量の大きい緩衝ガスと混合されることで改善される。

ブレード４３の熱膨張によるフィルタの反りを防止するために、ブレード４３は、冷却される側でのみ冷却される支持リング４４に固定するように接続され、対向する側では摺動ガイド４９のスロットに案内される（図１１参照）。摺動ガイドは、別の支持リング４４またはデブリフィルタ４の中央隔膜４５に組み込まれてもよい。

図９は、フィルタ構造４１の熱安定性にも関連するデブリフィルタ４の別の改変を示す。ビーム経路の下流に配置される集光光学系３は、軸３１上または軸３１に対して小さな角度ではＥＵＶ放射線を遮断しないため、デブリフィルタ４は一般に、隔膜４５のそばの中央領域で終端する。その結果、この領域は、中央隔膜４５によって吸収されなければならない大きな粒子流に曝される。これは必然的にスパッタリング作用を生じる。すなわち、隔膜４５は、材料が除去される粒子流によって切削される。この除去される材料は、二次デブリとして光学部品などに対する脅威をもたらし、続いて隔膜４５の制御不可能な破壊を引き起こす。電子の自己集束の流れが放射線源の光軸で生じるために、相当長時間を経た後、厚さ２ｍｍの隔膜４５のプレートに孔が形成されることが実験で分かった。他方、プラズマ１からのイオンの流れは、略等方性であると仮定される。

図９ａによれば、プラズマ１に向かって開いた隔膜カップ４６の形態でデブリフィルタ４の中央領域を構成することによって、上述した中央隔膜４５の材料の破壊を防止することができる。この隔膜カップ４６が十分な圧力下でガス、好ましくはフィルタ構造４１に注入するために形成される緩衝ガス５によって満たされる場合には、粒子流が吸収され、ガス相で減速される。続いて、粒子流からの粒子は大部分が中性化され、低い熱速度を有するために、粒子のスパッタリング作用がゼロまで削減される。

図９ｂによる中央隔膜４５に関する別の改変は（コイルまたは電気的に帯電したピンホール隔膜の形態の）電気レンズ４７によって補足される入力領域を有する隔膜カップ４６としての構造を示す。プラズマ１からの電子流は、このレンズ４７によって広げられ、隔膜カップ４６の下部におけるそのスパッタリング作用が実質的に低減される。

図９ｃは、円錐形のポケット孔４８が隔膜４５に導入される隔膜４５の別の有用な改変を示す。これもまた、自己集束電子および他のデブリ粒子のスパッタリング作用を相当低減することができる。この場合には、粒子は、面に対して平たい角度で隔膜４５の本体に衝突する。ポケット孔４８の壁から除去される材料は再び壁に落ち着くことから、除去される材料および堆積される材料は平均して互いに均衡を保ち、中央隔膜４５の寿命が相当増大される。

プラズマ１から放出され、デブリフィルタ４を通過する多くの粒子は、電気的に帯電される。ＤＥ１０２ ３７ ９０１ Ｂ３号明細書で既に提案されているように、デブリフィルタ４または個別のブレード４３をある電位に設定することが有用である。

図１１によって実現することができるが、明確に示されていない装置では、帯電したデブリ粒子のフィルタ機能を向上させるために、異なるように帯電したブレード４３もまた用いることができる。この目的のために、摺動部材４９が電気的に絶縁されるように構成され、異なる極性の隣接するブレード４３が「噛合する」態様で固定される（すなわち絶縁態様の摺動部材４９に案内され、対向する極性の異なる支持部材４４で交互に保持される）。この目的のために、図１１の概略平面図は、冷却構造７１、支持リング４４、摺動部材４９で鏡像を成すブレード４３を備える装置によって、オフセット態様でさらに散在するガイドに配置されなければならない。

デブリ粒子の運動エネルギは数ｋｅＶに達することができるため、粒子を偏向または減速するために、数十ｋＶまでの対応する直流電圧を印加しなければならない。真空室６内の残留ガスのために予想される寄生放電を防止するために、電圧は、絶縁されるように案内されるブレード４３にパルス態様でのみ印加される。きわめて短い時間（一般的な時間は数百ナノ秒）電圧を印加してデブリフィルタ４の周囲で真空室６においてガス放電が生じないようにするために、１マイクロ秒未満のパルス長が選択されることが望ましい。デブリフィルタ４の代わりに、下流に配置される集光光学系３もまた、同様の電気接点を備えることができる。

デブリフィルタ４が電気的に絶縁されるように真空室６に装着される場合には、プラズマ１からの自動調心電子ビーム（図９に関する注釈参照）を用いて、放射線パルスに同期してデブリフィルタ４を電気的に帯電することができる。

集光光学系３で吸収される高エネルギ電磁放射線は、光電子の放出を引き起こす。このように、集光光学系３を高電圧に帯電して、真空室６における他の粒子に対する寄生放電を結果として生じる可能性がある。したがって、対象の態様で電荷を分散することができるように、光学系を接触または接地することが望ましい。これは、真空室６において集光光学系３から他の構成要素への放電を防止する。他の構成要素は、必要に応じて接地されてもよく、または別の所定の電位に接続してもよい。

プラズマ１を生成するために通常の状態で固体である対象材料（たとえば、スズ）が用いられるとき、デブリフィルタ４および下流に配置される集光光学系３は、表面温度が材料の凝結温度（露点）を上回るまで、加熱（温度制御）される必要がある。これは、対象材料が望ましくない位置に堆積しないようにして、特に、集光光学系３およびデブリフィルタ４の動作を減じないようにする。

ＥＵＶ放射線源における集光光学系３の目的は、中間焦点２においてプラズマ１から放出される放射線の大部分を集束することである。したがって、適用先の下流でデブリの移動をさらに削減するために、この中間焦点２の周囲に（さらなる）デブリフィルタ４を配置することが望ましい場合がある。

デブリフィルタ機能の長期安定性のさらなる向上は、デブリフィルタ機能の品質を連続的に監視することによって達成される。この目的のために、実際のデブリ削減を検出するためのセンサ８は、デブリフィルタの下流に設置される。このセンサ８は、通過されるデブリの実際の量を表す測定量を捕捉する。この目的のために、センサ８は、いわゆるフィルムセンサであってもよく、共振周波数をきわめて正確に測定することができる水晶共振器がビーム経路に挿入される。デブリが通過した結果、堆積物がその表面に形成されるか、またはスパッタリングがその表面で生じる場合には、その共振周波数が離調される。したがって、その共振周波数における変化率（ｄｆ／ｄｔ）は、放出されるデブリの量に関する測定値である。

本発明の意味における別のタイプのセンサは、エネルギ（速度）、タイプ（帯電状態）または放出される粒子の量を測定するセンサ８である。このタイプのセンサとしては、粒子分析器、たとえば、質量分析計、飛行時間型分析計および関連デバイスが挙げられる。

異常に激しい離調が生じる場合には、放射線源および／または上位のリソグラフィシステムの制御は、デブリフィルタの欠陥（貧弱なデブリフィルタ機能）または源機能の欠陥（デブリの著しい生成）に対する警告を発する。

次に、本発明の枠組の中でこの種のセンサの信号を用いて、動作中に変化しうるデブリフィルタ４の変数（たとえば、緩衝ガス流または印加される電圧など）を閉制御ループの態様で追跡することができる。

緩衝ガス体積が通過する本発明によるデブリフィルタを備えたプラズマに基づく源を概略的に示す。 平面図（放射線源から見た場合）および断面の側面図のブレード構造を備えたデブリフィルタの構造を示す。 緩衝ガスがデブリフィルタにおいてブレード長さ（フィルタ深さ）の中央にある半径ブレードの間の各個別の中間空間に導入されるデブリフィルタの断面図を示す。 一直線に配置される２つのブレード構造を備え、その中間空間に緩衝ガスが接線方向に注入されるデブリフィルタを備えたＥＵＶ源の概略全体図を示す。 ２つの同心フィルタ構造の間に緩衝ガスが注入され、たとえば、ガス放電源の作用ガスおよび緩衝ガスからなる混合物によって供給される別のより高圧の副室を備えたデブリフィルタの変形例を示す。 デブリフィルタの改変構造を示し、収縮された開口部（チャネル）のための増大した流れ抵抗を有する２つのフィルタプレートが、所定の態様で空間的に制限される実質的に増大した緩衝ガス圧力を生成するための一種のガスセルを形成する。 ２つの平行な金属プレートを備えるデブリフィルタ用の考えられるフィルタ構造の平面図を示す。 注入されるガスに関する異なるフィルタ構造の圧力分布の概略図を示す。ａ）図３による一体型のブレード構造における圧力分布、ｂ）図４による２つの同心ブレード構造の間の圧力分布、ｃ）図１１による別のより高圧の副室を備えた２つのフィルタ構造の間の圧力分布、ｄ）図６による収縮チャネルを備えた２つのフィルタ構造の間の増大した緩衝ガス圧力の圧力分布である。 主に指向電子流の吸収に関して、ａ）ガス体積、ｂ）電気レンズまたはｃ）円錐形のポケット孔を有する改変した中央隔膜を備えるデブリフィルタの変形例を示す。 緩衝ガスのパルス注入のために、真空室におけるガス負荷を制限するための手段およびフィルタ構造を冷却する手段を備えたデブリフィルタを示す。 （断面）側面図におけるデブリフィルタ構造の断面および半径断面を示し、ブレードは一方の側で冷却される円錐形の保持リングに固定され、他方の側で別のホルダ（または中央隔膜）に摺動式に案内され、引張状態でない状態でブレードの熱膨張を可能にする。

符号の説明

１ プラズマ
２ 中間焦点
３ 集光光学系
３１ 光軸
３２ 集光ミラー
４ デブリフィルタ
４１（任意の）フィルタ構造
４２、４２’ ブレード構造
４３ ブレード
４４ 支持リング
４５ 中央隔膜
４６ 隔膜カップ
４７ 電気レンズ
４８ 円錐ポケット孔
４９ 摺動ガイド
５ 緩衝ガス
５１ 緩衝ガスノズル
５２ 中間空間
５３ フィルタプレート
５４ フィルタプレート
５５ ガスセル
５６ 六角形構造
５７ チャネル
５８ 細長い孔
５９（パルス）弁
６ 真空室
６１ 真空ポンプ
６２ （デブリフィルタの前の）副室
６３ （放電室から流れ出る）緩衝ガス
６４ 出口開口部
６５ 吸引ポンプ
７ 冷却回路
７１ 冷却構造
８ センサ

Claims (49)

1. プラズマに基づく短波長放射線源におけるデブリを抑制するための方法であって、源位置としての前記プラズマから真空室内に放出された前記短波長放射線は、この放射線が中間焦点に放射線を集束するための集光光学系に達する前に、少なくとも１つの機械的なフィルタ構造を有するデブリフィルタによって案内される、方法において、
   緩衝ガス（５）が、前記放射線を通過させるために設けられる開口部に対して横方向に、前記デブリフィルタの前記フィルタ構造の内側に注入され、そこで前記フィルタ構造（４１）は前記プラズマ（１）の方向および放射線の伝播方向にて流れ抵抗を生成し、前記真空室（６）での圧力に対して、緩衝ガス（５）の増大したガス圧力が前記デブリフィルタ（４）の所定の体積層（５２；５５）に制限されたままであり、前記デブリフィルタ（４）の前記フィルタ構造（４１）から出る前記緩衝ガス（５）は真空ポンプ（６１）によって前記真空室（６）から吸引されることを特徴とする方法。
2. 前記緩衝ガス（５）は、２つのフィルタ構造（４２、４２’）の間の中間空間（５２）に注入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記緩衝ガス（５）は、収縮チャネル（５７）を有する２つのフィルタ構造（５３、５４）の間の中間空間（５５）に注入され、前記収縮チャネル（５７）は前記プラズマ（１）から放出される前記放射線のために適切に形成される開口部であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. さらなる緩衝ガス（６３）が、前記デブリフィルタ（４）の前の副室（６２）に向けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記副室（６２）は、前記プラズマ（１）を生成するための前記放電室から流出する残留ガスで充填され、一定の割合の緩衝ガス（６３）を含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記フィルタ構造（４１；４２、４２’；５３、５４）に通って前記副室（６２）から流れ出る前記緩衝ガス（６３）を最小限に抑えるために、前記緩衝ガス（６３）は前記副室（６２）から前記真空室（６）に出口開口部（６４）を通って吸引されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記副室（６２）の所定のガス圧力を１０Ｐａ程度に調整するために、前記緩衝ガス（６３）は、個別の吸引ポンプ（６５）によって所定の態様で吸引されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記緩衝ガス（５）は前記デブリフィルタの中央隔膜（４５）に導入され、前記隔膜（４５）の腐食を防止することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記少なくとも１つのフィルタ構造（４１；４２、４２’；５３、５４）を通って前記真空室に流れこむ前記緩衝ガス（５）の結果として、前記デブリフィルタ（４）にて連続低下する前記緩衝ガス（５）の前記圧力が、前記パルス放射線生成に同期して前記フィルタ構造（４１；４２、４２’；５３、５４）への緩衝ガスのパルス流入のバーストによって増大されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. プラズマに基づく短波長放射線源におけるデブリの抑制のための装置であって、少なくとも１つの機械的なフィルタ構造を有するデブリフィルタが、真空室にて、中間焦点にて放射線を集束するための集光光学系の前で、前記放出される短波長放射線の源位置として前記プラズマの間に配置されている、装置において、
    緩衝ガス（５）を前記フィルタ構造（４１）に注入するための入口ノズル（５１）が、前記放射線の通過用に設けられる開口部に対して横方向に、前記デブリフィルタ（４）の前記フィルタ構造（４１）の内部に配置され、前記フィルタ構造（４１）が前記プラズマ（１）の方向および前記放射線の伝播方向にて流れ抵抗を有し、前記デブリフィルタ（４）の所定の体積層が前記真空室（６）での圧力に比べて、前記緩衝ガス（５）の増大したガス圧力を有することと、
    前記真空室（６）を真空にするための少なくとも１つの真空ポンプ（６１）がまた、前記デブリフィルタ（４）の前記フィルタ構造（４１）から出る前記緩衝ガス（５）を吸引するために設けられることを特徴とする装置。
11. 前記デブリフィルタ（４）は、少なくとも１つのブレード構造（４２；４２’）を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記デブリフィルタ（４）は、前記集光光学系（３）の光軸（３１）に対して半径方向に向けられる近くに隣接するブレード（４３）と、前記源位置に向かって円錐形状に向けられる前記ブレード（４３）用の少なくとも２つの支持リング（４４）と、を有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記デブリフィルタ（４）は、支持リング（４４）の異なる組の間に異なる量の半径方向に向けられたブレード（４３）を有し、ブレード（４３）の前記量は前記光軸（３１）から外側に増大することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記デブリフィルタ（４）は、少なくとも２組の支持リング（４４）を有し、外側に向かって遠い方に位置する１組の支持リング（４４）の間のブレード（４３）の前記量は内側に向かって最も近い組の支持リング（４４）の間のブレード（４３）の数より大きいことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記デブリフィルタ（４）は、中間空間（５２）に緩衝ガスを注入するために、その間に位置する平行な体積層を備えた２つのフィルタ構造（４２、４２’）を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
16. 前記フィルタ構造（４２、４２’；５３、５４）は、放射線の通過用の前記開口部の減少した直径のために、前記緩衝ガス（５）に関してより大きな流れ抵抗を有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記フィルタ構造（４２、４２’；５３、５４）は、前記プラズマ（１）から前記放射線の方向にてより小さな構造深さ（ｌ）を有し、前記フィルタ構造（４２、４２’；５３、５４）の間に緩衝ガスの同程度の供給を維持しながら、より高い緩衝ガス圧力を調整することができ、その結果、減少した構造深さ（ｌ）は、デブリ粒子経路および緩衝ガス密度の積の減少を生じることもフィルタ作用を減じることもないことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 少なくとも１つのフィルタ構造（４１）は、比較的近くに隣接する支持リング（４３）を有する密接ブレード構造（４２）として構成され、前記フィルタ構造（４２、４２’）は略四角形のチャネル（５７）を有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
19. 少なくとも１つのフィルタ構造（４１）はフィルタプレート（５３；５４）として構成され、前記フィルタプレート（５３；５４）に適切に配置される孔（５７；５８）は、前記プラズマ（１）から放出される前記放射線の通過用の開口部として導入されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
20. 少なくとも１つのフィルタ構造（４１）は、穿孔を有する六角形構造（５６）として構成されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 少なくとも１つのフィルタ構造（４１）はフィルタプレート（５３；５４）として構成され、半径方向に向けられる複数の細長い孔（５８）は前記フィルタプレート（５３；５４）に導入されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
22. 前記フィルタ構造（４１）は、円形の中央隔膜（４５）を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
23. 前記中央隔膜（４５）は、前記プラズマ（１）に向かって開き、緩衝ガス（５）を導入することができる隔膜カップ（４６）として構成されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記中央隔膜（４５）は前記プラズマに向かって開く隔膜カップ（４６）として構成され、電気レンズ（４７）が荷電粒子、特にエレクトロンを偏向するため前記開口部の周囲に配置されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
25. 前記中央隔膜（４５）は固体であり、前記光軸（３１）に対して対称に導入される円錐形のポケット孔（４８）を備えることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
26. 前記ブレード（４３）は１つの支持リング（４４）にのみ強固に固定され、別の支持リング（４４）では摺動式に案内され、反ることなく前記ブレード（４３）の熱膨張を可能にすることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
27. 前記ブレード（４３）が強固に固定される前記支持リング（４４）に冷却構造（７１）が配置されることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 前記デブリフィルタ（４）の前記フィルタ構造（４１）は、冷却回路（７）によって能動的に冷却され、前記緩衝ガス（５）の密度をさらに増大することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
29. 前記デブリフィルタ（４）の前記フィルタ構造（４１）は、通常の状態で固体であり且つ前記真空室（６）にて少なくとも部分的に気化された状態である材料の凝結温度を上回る最小値で温度が維持されるように、冷却回路（７）によって能動的に冷却されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
30. 前記フィルタ構造（４１）の表面温度が、通常の状態で固体である対象材料の凝結温度を上回るように、温度制御の最小値が調整されることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
31. 前記デブリフィルタ（４）のフィルタ構造（４１）は、良好な熱伝導率を有する耐熱材料から構成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
32. 前記フィルタ構造（４１）は、タングステンおよびモリブデンまたはその合金からなる金属の少なくとも１つから構成されることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
33. 少なくとも１つの弁（５９）が、前記デブリフィルタ（４）のフィルタ構造（４１）に前記緩衝ガス（５）を注入するために設けられ、当該弁（５９）は、前記プラズマ（１）によるパルス放射線生成と同期するようにバーストによって動作されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
34. バーストによって前記緩衝ガス（５）を注入するための前記パルス弁（５９）は、前記プラズマ（１）からの個別の放射線パルスごとに同期されることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
35. バーストによって前記緩衝ガス（５）を注入するための前記パルス弁（５９）は、前記プラズマ（１）からの放射線パルスのバーストに同期されるように連続的に作動されることを特徴とする請求項３３に記載の装置。
36. 高圧下で横方向に前記緩衝ガス（５）を注入するために、前記ブレード構造（４２）のブレード（４３）の間の間隙への前記緩衝ガス（５）の超音速ノズルジェット膨張に適した入口ノズル（５１）が設けられることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
37. 不活性ガス、好ましくは希ガスが緩衝ガス（５）として用いられることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
38. より高速の流入およびより良好な熱伝導率を達成するために、前記緩衝ガス（５）は、少なくとも重い希ガスおよび軽い希ガスからなる混合物であることを特徴とする請求項３７に記載の装置。
39. 前記ブレード構造（４２）は、帯電したデブリ粒子のさらなる偏向が高電圧パルスを印加することによって行われるように、絶縁構成されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
40. 前記フィルタ構造（４１）は、帯電したデブリ粒子を偏向するための前記フィルタ構造（４２）の帯電が前記中央隔膜（４５）に当たる自己集束電子ビームによってもたらされるように、絶縁構成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
41. 前記ブレード構造（４２）は、隣接するブレード（４３）を異なる電位によってパルス態様で帯電することができるように、絶縁構成されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
42. 前記真空室（６）での寄生放電を防止するために、所定の電位が前記フィルタ構造（４１）に印加されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
43. デブリのさらなる削減のために、同様に構成されたデブリフィルタ（４）が前記中間焦点（２）の付近に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
44. 最適なデブリ抑制の監視または制御のための感知センサ（８）が、前記デブリフィルタ（４）の下流に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
45. 前記センサ（８）は、波長可変水晶共振器を備えたフィルムセンサであることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
46. 前記センサ（８）は、小型質量分析計であることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
47. 前記センサ（８）は、小型飛行時間型分析計であることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
48. 前記センサ（８）は、プラズマ生成または上位のリソグラフィシステムの制御のためのエラーレポートを生成するために設けられることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
49. 前記センサは、アクティブフィルタ変数、好ましくは緩衝ガス圧力、注入角、電圧またはパルス同期などを調整するために設けられることを特徴とする請求項４４に記載の装置。
    

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