JP2007201466A - 高平均出力のｅｕｖ放射線を発生する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、好ましくは半導体リソグラフィーに使用される１３．５ｎｍの波長領域のための高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる装置及び方法に関する。ソースモジュールに過負荷をかけず、機械部品の極めて高い回転速度を必要とせず、簡単に、複数のソースモジュール（４）の放射線の時間多重化を可能にする高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる。
【解決手段】本発明によれば、共通の光軸周りに配置された複数の同一に構成されたソースモジュールが、ソースモジュールのビーム束を光軸に沿って連続的に結合させる、回転可能に設置されたリフレクタ装置に指向する。リフレクタ装置はドライブユニットを有し、これにより反射光学要素はソースモジュール（４）のために定められる角度位置で一時的に停止するように要求に応じて調節でき、照射装置で放出される制御信号による照射の間のインターバルにおいて隣のソースモジュール（４’’）に向けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハのリソグラフィック照射（lithographic exposure）のための高平均出力のＥＵＶ放射線を発生する装置及び方法に関する。真空室内に真空室の光軸の周りに分配された同一に構成された複数のソースモジュールが、ＥＵＶ放射線を放出するプラズマからビーム束を発生させるために連続的に始動し、回転できるように設置されたリフレクタ装置によって共通の光軸方向にそれらのビーム束を結合する。本発明は、半導体リソグラフィー、好ましくは１３．５ｎｍの波長領域のための放射線源に適用される。

半導体リソグラフィーでは、３２ｎｍ以下の構造幅がＥＵＶ放射線（主に、１３．５ｎｍの波長領域）によって生じる。最近、このテクノロジーを用いる半導体産業において経済的に実現可能な１時間当たり１００ウェーハの処理量を実現するために、約６ｋＨｚのパルス繰り返し数（例えば、非特許文献１参照）と使用されるべきＥＵＶ源のために６００Ｗ／２πより大きい「帯域内」放射線出力が議論されてきた。

これらの出力要件は１００ｍＪ／２π・ｓｒ又は１６ｍＪ／ｓｒの初期パルスエネルギーに対応する。これらのエネルギー値は、低いパルス繰り返し数でキセノンガス放電源を用いて２００２年及び２００３年で既に実現されたが、これらの出力は既に６ｋＨｚの繰り返し率のソースモジュールのために相当な熱負荷を示した。ゆえに、ＥＵＶ源の準連続稼動のために、特許文献１及び２は、放射線を共通の中間焦点に連続的に結合させるために連続的に回転するミラーが個々のソースモジュールのコレクタの下流側に配置された、熱負荷を減少させるデブリフィルターと放射線コレクタを備えた完全なソースモジュールのマルチ装置を開示している。このミラーは、個々のソースモジュールのＥＵＶ放射線をアプリケーション（半導体リソグラフィーのための照射光学系）の方向に時間に関して絶え間なく連続して反射する。ソースコレクタモジュール当たりの平均熱負荷は、使用されるソースモジュールに等しい数分の１に減少する。

前記の出力要件（６００Ｗ／２π、約６ｋＨｚ）は、他の理由の中でも、達成できるレジスト感度（必要なフォトレジストアブレーションのために単位面積当たりに置くべきＥＵＶ放射線エネルギーの最小量）の過度に楽観的な見積もりと、約１π・ｓｒの受光角及び５５％以上の平均反射率（表１参照）を有するコレクタ光学系が実現できるという仮定とに基づくので、もはや十分ではない。

表１は、２０００年に定められた、幾何学的損失及び伝達損失（位置２〜６）を有するＥＵＶ源のための出力要件を示す。

１時間当たり１００ウェーハの処理量に必要な表１（１行）に従って定められる中間焦点におけるＥＵＶ放射線出力は、当時実現できると考えられたレジスト感度ＲＥ＝５ｍＪ／ｃｍ^２に基づいている。

しかしながら、最近の実現可能性の研究の結果によれば、半導体リソグラフィーにおける生産ラインに適したＥＵＶ放射線源のための要件は以下の主要なポイントに関連してかなり高くなっている。

１．入射角度（ミラー面に対する）が増加するに連れて、すれすれ入射を用いた反射光学系（すれすれ入射光学系）の反射率がかなり減少し、ゆえに収集効率が収集立体角と共に直線的に上昇しないことが知られている。π・ｓｒコレクタ（表１）の使用は、場合によっては５５％未満の反射率を伴う。ゆえに、将来、すれすれ入射コレクタは０．３〜０．５の収集効率に結びついて２ｓｒ〜π・ｓｒの収集立体角を有するだろう。

２．最近の研究（非特許文献２）は、ＥＵＶ放射線のためのレジスト感度は場合によっては５ｍＪ／ｃｍ^２〜１０ｍＪ／ｃｍ^２より大きい範囲になることを示す。従って、同じウェーハ処理量を実現するために、中間焦点の出力は２００Ｗの値まで高められなければならない。

３．１３０ｎｍ〜４００ｎｍのスペクトル範囲の特にキセノン及びスズエミッタのための一般に強い輝線は、スペクトルフィルタ（スペクトル純度フィルタ）の使用を必要とする。しかしながら、この種のフィルタもＥＵＶ範囲の放射線出力を減少させる（非特許文献３）。

前記の全てのポイントは、生産ラインにおいて使用するのに適したＥＵＶ源は１２００Ｗ／２πより大きい源位置における平均放射線出力を発しなければならないことを示す。最新式のソースモジュールのＥＵＶ初期パルスエネルギーは実質的に増加されないという事実から、２倍以上の平均出力を実現するための解決法は、６ｋＨｚ〜１２ｋＨｚ以上に増加したパルス繰り返し数によってのみ実現される。

前記のタイプの技術的解決法は特許文献１の従来技術から知られている。前記の１２ｋＨｚ以上の高パルス繰り返し数では、連続回転するミラーによる複数のＥＵＶソースモジュールの個々のパルスの多重化（マルチプレクシング）は、極度の高回転速度（＞７２００００ｒｐｍ／（ソースモジュールの数））を有する回転ミラードライブを要する。２０００００ｒｐｍ以上の回転速度を有するドライブは原則として利用できるが、回転ミラー装置の機械精度のための必要要件に加えて、このような速度で必要となる回転ミラーの冷却によりかなりの問題が生じる。

ＵＳ６９４６６６９Ｂ２ ＤＥ１０３０５７０１Ｂ４ ＥＰ１４０１２４８ V. Banine et al., Proc. of SPIE 3997 (2000) 126 V. Banine, EUVL Symposium, San Diego, Nov. 7-10, 2005 L. Smaenok, EUVL Symposium, San Diego, Nov. 7-10, 2005 U. Stamm et. el., EUVL Symposium, San Diego, Nov. 7-10, 2005

本発明の目的は、ソースモジュールに過負荷をかけず、機械部品の極めて高い回転速度を必要とせず、簡単に、複数のソースモジュールの放射線の時間多重化を可能にする高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる新規な可能性を見出すことである。

ウェーハのリソグラフィック照射のために高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる装置が、放射線発生のための真空室を有する。この真空室は、真空室を出る際のＥＵＶ放射線のための光軸を有する。複数の同一に構成されたソースモジュールが真空室の光軸周りに分配されて配置され、そのソースモジュールから、ＥＵＶ放射線放出プラズマから発生したビーム束が光軸との共通の交差点に誘導され、回転可能に設置されたリフレクタ装置がビーム束の共通交差点に配置され、このリフレクタ装置はソースモジュールで調製されたビーム束を連続的に光軸に結合させる。本発明によれば、前記の目的はこの装置において達成される。すなわち、リフレクタ装置が反射光学要素を有し、反射光学要素は光軸と同軸の回転軸周りに回転するように設置され、ドライブユニットと連絡し、ソースモジュールのために定められる角度位置で一時的に停止するように要求に応じて調節できる。また、照射装置で放出される制御信号による照射の間のインターバルにおいて反射光学要素を隣のソースモジュールに向けるために、リフレクタ装置はリソグラフィック照射のための照射装置と連絡する。

ドライブユニットは段階的に（インクリメントだけ）光軸周りに回転できるロータを有すると有利であり、反射光学要素はロータに直接連結している。反射光学要素は好ましくは平面鏡又は平坦な光学格子である。しかしながら、ソースモジュールのビーム束のさらなるフォーカスのための反射光学要素として、湾曲ミラー又は湾曲光学格子を使用しても好ましい。反射光学要素は適切な溝深さと格子定数を有する曲折格子（meandering grating）として構成されると好ましい。

反射光学要素が光学格子として形成されるとき、それは下流の光学系により伝わるＥＵＶ放射線の所望の帯域幅のためにスペクトルにより選択されるように設計されても良い。

リフレクタ装置はドライブユニットとしてステッパモータ又はサーボモータを有すると好ましい。リフレクタ装置は、照射装置からの制御信号に加えて位置感知検出器の制御信号によって制御されると有利である。この目的のために、反射光学要素の回転角度を検出・調節するためのソースモジュールと結合した位置感知検出器と予備レーザビームが設けられると有利である。

有利な構成では、リフレクタ装置は２つの反射光学要素、メインミラーと予備ミラーを有する。メインミラーは光軸に沿ってアクティブソースモジュールのＥＵＶ放射線を結合させるように設けられ、予備ミラーは休止した（passive）ソースモジュールのＥＵＶ放射線を出力パラメータを測定する検出器に反射するように設計される。

それぞれのソースモジュールに含まれるコレクタ光学系はすれすれ入射光学系であると好ましいが、ネストされたウォルタコレクタ（nested Wolter collector）でもよい。

それぞれのソースモジュールに使用されるコレクタ光学系が多層光学系であるとシャドーイングを減少させるのに有利であることが判明した。シュワルツシルド光学系がこの目的のために使用されると好ましい。

それぞれのソースモジュールのソースユニットはガス放電源として構成されると好ましい。回転電極を備えた放電装置を有するガス放電源を使用すると特に有利である。

それぞれのソースモジュールは別個の高電圧充電モジュールにより稼動するか、共通の高電圧充電モジュールを共有すると好ましい。

さらに、真空室の光軸周りに一様に分配されて真空室内に配置された複数の同一に構成されたソースモジュールが連続的に始動して、ＥＵＶ放射線放出プラズマのビーム束を発生し、回転できるように設置されたリフレクタ装置によって光軸の方向にビーム束を結合させる、ウェーハのリソグラフィック照射のために高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる方法において、本発明の目的は以下のステップで達成される。
１）リフレクタ装置が回転して、リソグラフィック照射装置におけるウェーハの第１照射フィールドの調節と同時に第１ソースモジュールのビーム束を光軸に沿って結合させ、
２）第１ソースモジュールが高いパルス繰り返し数と十分なパルスによってバースト体制で始動し、それで第１照射フィールド全体が第１ソースモジュールからのパルスによって完全に照射され、
３）リフレクタ装置が回転して、ある照射フィールドの先行照射の後の照射の間のインターバル内における隣の照射フィールドの調節と同時に隣のソースモジュールと結合し、
４）隣の結合したソースモジュールが第１ソースモジュールと同じパルス繰り返し数及びパルス数によってバースト体制で始動し、それで現在の照射フィールドがこのソースモジュールからのパルスによって完全に照射され、
５）ステップ３）及び４）が繰り返され、ウェーハの最後の照射フィールドが照射されるまで、全てのソースモジュールがそれぞれの照射フィールドの完全な照射のために次々に結合する。

本発明は、ＥＵＶ源の熱負荷を減少させるためにリフレクタ装置による複数の完全なソースモジュールの時間多重化を実行することが不可欠であるという基本的アイデアに基づく。個々のソースモジュールの適度な熱負荷によって源全体の平均ＥＵＶ出力の増加を実現するために、ソースモジュールの個々のパルスは高速回転ミラーにより同じ光路に連続的に結合される。

しかしながら、技術的理由によって、増加したパルス繰り返し数（＞１２ｋＨｚ）が必要なためにソース全体の出力要件が増加するため、ソースモジュールの個々のパルスを結合して高頻度のパルスシーケンスを形成することがもはやできないという事実から見て、回転ミラーは一定速度で連続的に回転せず、本発明によればリフレクタ装置を単純化するために、所望の増分で制御できるドライブユニットによる個々の照射シーケンス（バースト）の後の照射の間のインターバルにおいてのみ隣のソースモジュールの位置まで回転する。

本発明に従う解決法により、高いパルス繰り返し数で高い平均出力のＥＵＶ放射線を発生することが可能になり、ソースモジュールの過度の熱負荷も機械部品の極めて速い回転速度もなく簡単に複数のソースモジュールの放射線の時間多重化が実現される。

本発明を実施例に関連して以下により完全に説明する。

図１に示される基本バリエーションでは、本発明に従う装置は、従来どおりに（Ｚピンチ−、ホローカソードトリガーピンチ−、又はプラズマフォーカス−装置）それぞれの場合に独立してＥＵＶ放射線を発生する複数の（この場合、２つの）ソースモジュール４を有する。例えば、特許文献３から知られるような回転電極を有する放電装置の使用は、ＥＵＶ源の寿命に有利である。さらに、当該装置は、真空室１内に、回転ミラー３１及びドライブユニット３２を有するリフレクタ装置３を有する。リフレクタ装置は、それぞれのソースモジュール４の連続するパルス４５全体が結合した後、全てのソースモジュール４のビーム束を連続して段階的に照射装置６の方向に光軸２上に結合させる。

これらのソースモジュール４のそれぞれがそれ自体、１０００以上のパルス４５のパルスシーケンス（バースト）より少なくとも大きい許容できる熱負荷のために、１２ｋＨｚ以上のパルス繰り返し数で稼動することができる。このバーストの持続時間は数百分の一秒（例えば、０．１３秒）に限られる。

プラズマ５を発生させるソースユニット４１に加えて、各ソースモジュール４はデブリ抑制装置（ＤＭＴ）４２とコレクタ光学系４３を有する。すれすれ入射のためのネストマルチシェル光学系（すれすれ入射光学系）がコレクタ光学系４３として使用されると好ましい。しかしながら、この種のコレクタ光学系４３は、コレクタシェルの端面で引き起こされるシャドウィングとコレクタシェルの線細工構造から生じる複雑な冷却構造のために、ある不都合を有する。ゆえに、例えばカセグレン光学系又はシュワルツシルド光学系の形式の多層ミラーを備えた光学系が、これらのより好ましい冷却可能性のために高出力ＥＵＶ源のために有利に使用される。回転ミラー３１と組み合わせると、多層ミラーを有するこれらのコレクタ４３は、スペクトルにより選択されて反射し、ゆえに実質的にＥＵＶ放射線成分だけが回転ミラー３１に到達し、それでミラーの熱負荷が軽減されるという利点を有する。

以下では、リフレクタ装置３の制御を示す図１に加えて、図５を参照されたい。１つのソースモジュールだけが明瞭のために図５に示される。

ウェーハ７の第１照射フィールド７１（ダイ）を照射するために、回転ミラー３１のドライブユニット３２は、照射装置６からの信号によって、ソースモジュール４’のＥＵＶ放射線が光軸２に沿って照明装置６の方向に反射される角度位置に回転する。照射装置６によるコマンドの際、ソースモジュール４’は、十分高い繰り返し数（≧１２ｋＨｚ）で所定の照射期間にわたってＥＵＶ放射線パルスを放出する。

照射フィールド７１のために照射時間Ｔ＝０．１３ｓが、照射フィールド７１（例えば、図２参照）の領域（ｈ×ｗ）〜２６ｍｍ×３３ｍｍ、レジスト感度ＲＥ＝１０ｍＪ／ｃｍ^２及びウェーハ７の表面に必要なＥＵＶ放射線出力（Ｐ＝０．６２Ｗ）により、Ｔ＝ｗ／ν＝（ｈ・ｗ・ＲＥ）／Ｐから得られる。ここで、νは、照射フィールド７１の表面上を方向ｈに移動する線状焦点７１（図２及び付随する説明参照）の移動速度を表す。１２ｋＨｚの体制により、照射時間は１５６０のパルス４５を有するパルスシーケンス（バースト４４）に対応する。

ウェーハ７が、リソグラフィック照射装置６を用いてＥＵＶ放射線による照射のための第１照射フィールド７１を決定するＸ−Ｙテーブル装置６２のスタート位置に非常に正確に位置決めされ、回転ミラー３１が第１ソースモジュール４’の結合のために同時に照射装置６の方向に向けられると、ソースモジュール４’は前記のようにして計算されたパルスシーケンス（バースト）のＥＵＶ放射線を放出するためのスタート信号を受信する。

第１照射フィールド７１の照射の後、Ｘ−Ｙテーブル装置６２はウェーハを第２照射フィールド７１の位置に移動させる。同時に、ドライブユニット３２は、隣のソースモジュール４’’のＥＵＶ放射線が照明装置６の方向に反射される角度位置に回転ミラー３１を回転させるコマンドを受信する。この位置で、ドライブユニット３２は停止し、結合したソースモジュール４’’は、第２照射フィールド７１を照射するために（所定の平均出力、パルス繰り返し数及び持続時間で）隣のバースト４４を放出するための制御コマンドを（正確なウェーハ位置決めのための時間が終えると）受信する。次いで、ウェーハ７と回転ミラー３１は隣のソースモジュール４’’により第３照射フィールド７１を照射するために再位置決めなどされる。

回転ミラー３１のドライブユニット３２の実際の回転は、ウェーハ７がとにかく２つの照射フィールド７１の間で移動する（ダイからダイへのシフト）照射と照射の間隔の間だけ行われる。ドライブユニット３２と回転ミラー３１は照射の間固定されている。

以下では、１時間当たり１００ウェーハの処理量に必要な１０ｍＪ／ｃｍ^２のレジスト感度を有する３００ｍｍウェーハのＥＵＶ照射の例を用いて、本発明に従う操作体制を説明する。

１００ウェーハ／ｈの必要処理量におけるウェーハ７への必要なＥＵＶ放射線出力Ｐは、レジスト感度ＲＥ、ウェーハ７当たりの効率的に照明されるべき面積（個々の照射フィールド７１の面積の和）、及び有効な照射期間（照射フィールド７１当たりの照射時間の和）によって決定される。しかしながら、ウェーハ７当たりの有効な照射期間は、ウェーハ７のための「ステージオーバヘッドタイム」としても知られた、（照射フィールド７１から照射フィールド７１へのシフト、オーバレイ制御などの）ウェーハ７のＸ−Ｙテーブル制御部６３全体のための期間Ｔ_ｗｏｈと重なる。３００ｍｍウェーハのための期間Ｔ_ｗｏｒは一般に２７ｓである（表２参照）。従って、ウェーハ当たりの有効な照射期間は３６ｓ−Ｔ_ｗｏｒ＝９ｓである。

３００ｍｍウェーハの場合、通常全ウェーハ面積の８０％が照射されなければならないので、１００ウェーハ／ｈの処理量を維持するために、レジスト感度ＲＥ＝１０ｍＪ／ｃｍ^２を有するウェーハ７への必要なＥＵＶ放射線出力はＰ＝０．６２Ｗである。以下の表２は、３００ｍｍウェーハのＥＵＶ照射プロセスのための境界条件の全てのあらましを示す。

表２は、１００ウェーハ／ｈの処理量での３００ｍｍウェーハのためのリソグラフィック照射プロセスのためのパラメータを示す。

表２によれば、照明光学系の透過率τ_Ｂ〜８％、マスクの反射率Ｒ〜６５％及び画像光学系の透過率τ_Ａ〜７％の結果、およそ１．２の出力リザーブファクタによって、ソース位置（プラズマ５）における前記の見積もりによれば１２００Ｗ／２π・ｓｒ以上のＥＵＶ帯域内放射線出力を必要とする中間焦点において、Ｐ≧２００ＷのＥＵＶ放射線出力が必要である。

約１０００の放射線パルス４５の短いパルスシーケンス（バースト４４）内で５ｋＨｚの繰り返し率でターゲット部材としてスズ（Ｓｎ）を用いるガス放電ソースにおいて８００Ｗ／２π・ｓｒより大きい出力が達成される事実から見て（非特許文献４）、またリソグラフィックスキャナー（照射装置６）でのウェーハ照射がバースト体制で常に実行されることから、複数のソースモジュール４を有する前記の多重化体制は製造ラインに適したＥＵＶ源の連続稼動でうまく使用でき、ソースモジュール４はいわゆるバースト体制で稼動する。

図４に示されるように、１２ｋＨｚより大きいパルス繰り返し数を有するバースト４４が放出されるソースモジュール４のバースト体制では、それぞれのバースト４４内でそれぞれのソースモジュール４の熱過負荷なしで、１２００Ｗ／２π以上の平均放射線出力が達成される。これは、運び出すべき過度の熱のために別なソースモジュール４，’４’’又は４’’’がアクティブな（図４参照）照射位相、及び照射と照射の間隔において利用できる十分な時間があるからである。

従来のウェーハ照射体制は図２に概略的に示される。照射フィールド７１の照射の間、寸法ｈ×ｓの線状焦点７２（移動スリット）が速度ν＝Ｐ／（ＲＥ・ｈ）でウェーハ７の小さい長方形領域ｈ×ｗの上を移動する。このプロセスでは、この照射フィールド７１はパルスシーケンス（バースト４４）のＥＵＶ放射線パルス４５で照射される。次いで、Ｘ−Ｙテーブル装置６２（図５参照）はウェーハ７を隣の照射フィールド７１の位置に移動させる。

回転ミラー３１のためのドライブユニット３２の角度調節精度は、光軸２に垂直に±０．１ｍｍより小さいＥＵＶ放出ボリュームの放出セントロイドを調節する精度の要件で決定される（概略図の図１参照）。従って、それは±０．１ｍｍ／Ｌである。ここで、放出ボリュームのセントロイドは回転ミラー３１の回転軸２から垂直距離Ｌを有する。距離Ｌは好ましくは５００ｍｍの範囲に選択され、従って±０．２ｍｒａｄの角度調節精度を与える。

回転ミラー３１のドライブユニット３２のステップ解像度は±０．０５ｍｒａｄ（許容される角度不確定性の２５％）より良く調節されるか、又はドライブユニット３２を停止するために、回転ミラー３１の基準位置に到達したときに報告する図３に従う別な検出器３３が設けられなければならない。

この目的のために、図３に従う全てのソースモジュール４’，４’’はそれぞれ位置感知検出器３３’，３３’’を有する。図３に示されるように、回転ミラー面で反射する別な予備レーザビーム３４’，３４’’が設けられると好ましい。これらビームは回転ミラー３１の対応する角度位置で位置感知検出器３３’又は３３’’に衝突し、よって回転ミラー３１のドライブユニット３２を停止する電気信号を発生し、同時に、結合したソースコレクタモジュール４’又は４’’により放射線放出を開始する。

例えば、サーボモータが以下のそれらの特徴的な性質のためにドライブユニット３２として適する；
−大きい角加速度（サーボモータはゼロから定格回転速度まで数ミリ秒で加速し、同様に速くブレーキをかけることができる）；
−一般の定格回転速度３０００〜６０００ｒｐｍ＝５０〜１００ｒｐｓ（例えば、１２０°で一様に分配して配置された３つの全てのソースモジュールにおいて、隣のソースモジュールの位置に回転するために、数ミリ秒だけ必要となる）；
−角度位置のための高い解像力（現代メカトロニクスでは、角度測定装置［コードディスクの光学式読み取り］を備えたサーボモータの回転当たり２^１６＝６５５３６ステップ［２^１８のピーク値］より大きい解像度を実現することができる。０．６秒角に上る解像度はサイン−コサインエンコーダによっても可能である）。

図４は、ソースモジュール４’，４’’及びドライブユニット３２の多重モードを制御するためのフローグラフを示す。これは、以下のように説明される。

８０％有効な照射フィールド（５６５２０ｍｍ^２）を有する３００ｍｍウェーハの照射のために、６６の照射フィールド７１（ダイ）（それぞれは２６ｍｍ×３３ｍｍの表面を有する）が照射されなければならない。照射フィールド７１のための基本照射時間は０．１３ｓである。この目的のために、それぞれのウェーハ７に対して、ウェーハ制御（ダイからダイへのシフト）及び位置モニタリングのために２７ｓの期間があり、それでそれぞれの照射ステップに３００ｍｍウェーハのための照射フィールド７１当たり２７ｓ／６６＝０．４１ｓの制御時間が追加される。

図４に概略的に示されるように、ダイの照射は１２ｋＨｚのパルス繰り返し数を有する１５６０のパルス４５のバースト４４により実行される。バースト４４はＥＵＶソースモジュール４の１つから全部放出される。図４は、３つのソースモジュール４のマルチプレックス装置のこの種の照射体制を示す。それぞれのソースモジュール４’，４’’，４’’’の切替は、完全なバースト４４の後、すなわち照射フィールド７１（ダイ）の完全な照射の後にのみ行われる。

図５によれば、照射順序は以下のようである。制御は簡単に示されているので、図５は１つのソースモジュール４のみを示している。別なソースモジュール４’，４’’の説明のために再び図３を参照されたい。

照射装置６は、ウェーハ７の第１照射フィールド７１を照射するための開始位置にある。回転ミラー３１のためのドライブユニット３２は、ウェーハ７のＸ−Ｙ位置決めに責任のあるＸ−Ｙテーブル制御部６３から「移動」コマンドを受け取る。回転ミラー３１は、位置感知検出器３３’（図３）が「位置到達」信号を発するまでドライブユニット３２により回転する。次いで、Ｘ−Ｙテーブル制御部６３は「停止」信号をドライブユニット３２に送り、同時に「照射」信号をソースモジュール４に送る。次いで、第１照射フィールド７１が完全に照射されるまで、ソースモジュール４は所望のパルス繰り返し数（例えば、１０ｋＨｚ）でＥＵＶ放射線パルス４５を発する。

さらに、「照射」信号は、検出器６５によりウェーハ７の放射線パルス４５をカウントする照射装置６のパルス制御ユニット６４を始動させる。検出器６５は、例えば発生するＥＵＶ散乱光を検出し、ＥＵＶ放射線パルスカウンタとして働く。検出器６５の信号は、照射フィールド７１のスキャンの間に既に実行された照射パルス４５の数に関する情報をパルス制御ユニット６４に与える。さらに、パルス制御ユニット６４は、まだ放出されるべき放射線パルス４５についての情報を中央制御ユニット（これは照射装置６に一体化もできるが、図５では示されていない）に供給する。

対応する数（例えば、１３００パルス）が到達すると、Ｘ−Ｙテーブル制御部６３は照明ユニット６１を停止し、「停止」信号をソースモジュール４に送る。Ｘ−Ｙテーブル制御部６３は、Ｘ−Ｙテーブル装置６２により第２照射フィールド７１の開始位置までウェーハ７を移動させ、同時に「移動」信号を回転ミラー３のドライブユニット３２に供給する。回転ミラーは、位置感知第２検出器３３’’（図３）からの「位置到達」信号を受け取るまで回転する。次いで、隣の光学的に連結したソースモジュール４’’は例えば０．１３ｓの期間にわたって「照射」コマンドにより始動し、ウェーハ７の隣の照射フィールド７１を先に照射するためのソースモジュール４’と同じパルス繰り返し数でＥＵＶ放射線パルス４５のバースト４４を発する、などする。

図６は、ソースモジュール４のための別なモニタリング機能を有する本発明の別な特別な構造を示す。図を簡単にするために、ＥＵＶ源全体が一般原則を制限せずに２つのソースモジュール４’，４’’によってのみ示されている。しかしながら、それは３つ以上のソースモジュール４、好ましくは４つのソースモジュール４で構成されても良い。

この場合、反射光学要素３１は２つの部分を有し、本照射例ではソースモジュール４’からの放射線を光軸２の方向に中間焦点に反射するメインミラー３５と、ソースモジュール４’による照射プロセスの間にメインミラー３５（これが必要又はルーチンである限り）を介してモニタリング検出器３７の方向にソースモジュール４’’からの放射線を反射するように配置された予備ミラー３６とからなる。ソースモジュール４’’（例えば、アクティブソースモジュール４’から離れて位置したソースモジュール）による照射の間のインターバルでは、ソースモジュール４’’の状態（例えば、コレクタ４３の後のパルスエネルギーの測定）が、モニタリング検出器３７によりそれを短時間に稼動させることでモニターされる。その後、リフレクタ装置３を始動させ、メインミラー３５を指向させた後（一方、予備ミラー３６は同時にそれに沿って回転する）、ソースモジュール４’’は照射のために使用される。

メインミラー３５のための予備ミラー３６及びソースモジュール４’，４’’が回転軸（光軸２）に対して互いに正確に向かい合って固定されると、モニタリング検出器３７は「アクティブでない」ソースモジュール４’’の短時間の稼動によって位置感知検出器３３’として同時に構成できる。それで、それはメインミラー３５のアクティブソースモジュール４’に対する正確な方向を決定し、対応する「停止」信号をリフレクタ装置３のドライブユニット３２に送り、「照射」信号をアクティブソースモジュール４’に送る。

結論として、本発明に従う方法は以下のプロセス体制によって説明される。

回転ミラー３１は従来のように連続的（一定速度で）ではなく、それぞれのソースモジュール４’，４’’，４’’’の位置に適合した所定のステップなどで回転する。

要求に応じて所定の増分回転角度を調節できるドライブユニット３２（例えば、前記の特徴的な特性を有するサーボモータ又はステッパモータ）は、回転ミラー３１を回転させるのに使用される。

照射の間（例えば、１３００のパルス４５のバースト４４の間）、回転ミラー３１はソースモジュール４’，４’’，４’’’の１つの方向にある角度で固定される。

ソースモジュール４’のバースト４４による第１照射フィールド７１のための照射プロセスの終わりに、すなわち隣の照射フィールド７１の照射の開始前の照射の間のインターバルの間、ドライブユニット３２が始動し、回転ミラー３１は隣のソースモジュール４’’の位置に達するまで回転し、隣の照射フィールド７１の照射プロセスを可能にするためにこの位置でブレーキをかけられる（停止する）。ウェーハ７を隣の照射フィールド７１を照射するための位置に移動させる制御信号も同様に照射の間のインターバルにおいてＸ−Ｙテーブル装置６２に送られるので、リソグラフィック照射装置６のパルス制御部６４によって照射プロセスと回転プロセスの同期が実行される。従って、ドライブユニット３２の段階的な回転運動はウェーハ７の直線運動に同期して行われる。ウェーハ７の移動は、回転ミラー３１の回転角度の調節よりもかなりより厳格な照射フィールド７１の調節及びモニタリングを要するので、これは容易に可能である。

数百分の１秒の時間間隔にわたるソースモジュール４の非常に短いストレスのため、他のソースモジュール４’’，４’’’の照射時間の間と照射フィールド７１のためのそれぞれの照射プロセスの間のオーバヘッド時間の間との十分長い時間のために、高いパルス繰り返し数（＞１２ｋＨｚ）による短い温度ピークが得られるので、それぞれのソースモジュール４’の熱負荷は適度に小さい。ソースモジュール４の平均熱負荷はこのようにしてかなり減少する。すなわち、より多くのソースモジュール４が回転ミラー３１の軸２の周りに分配されて配置されると益々減少する。

回転運動の間に比較的長い休止を有する回転ミラー３１の低い回転速度はたいていの冷却方法の顕著な問題を生じない。リフレクタ装置３全体にとってさらに利点がある、すなわち、回転速度はそれぞれのパルス多重化を有する連続的ミラー回転の場合よりかなり小さく、既存のドライブタイプ（ステッパモータ、サーボモータ）もこの目的のために使用できる。Ｘ−Ｙテーブル装置６２によってそれぞれのバースト４４の後にリソグラフィック照射装置６において高速かつ非常に正確にウェーハ７を移動させるステッパモータも同様に、回転ミラー３１の段階的回転に適し、ミラー回転は調節精度に関して比較的低い要件を有する。

リフレクタ装置の２つの角度調節を備えた２つのソースモジュールを有する本発明の概略図である。 半導体リソグラフィーにおけるウェーハ照射を示す概略図である。 ２つのソースモジュール、予備レーザビーム及び２つの位置感知検出器を有する本発明の構成を示す。 ３つのソースモジュールを有する装置における３００ｍｍウェーハのための照射スケジュールを示す。 照射装置及び位置感知検出器の制御信号で制御される回転ミラー及びＥＵＶ源を示す。 受動回路における別なソースモジュールテストのための予備ミラー及びモニタリング検出器を有する本発明の構成を示す。

符号の説明

１ 真空室
２ 光軸、回転軸
３ リフレクタ装置
３１ 回転ミラー
３２ ドライブユニット
３３，３３’，３３’’ 位置感知検出器
３４，３４’３４’’ 予備レーザビーム
３５ メインミラー
３６ 予備ミラー
３７ モニタリング検出器
４，４’，４’’，４’’’ ソースモジュール
４１ ソースユニット
４２ デブリ抑制装置（ＤＭＴ）
４３ コレクタ光学系
４４ バースト
４５ パルス
５ プラズマ
６ 照射装置（スキャナー）
６１ 照明ユニット
６２ Ｘ−Ｙテーブル装置
６３ Ｘ−Ｙテーブル制御部
６４ パルス制御部
６５ 検出器（パルスカウンタ）
７ ウェーハ
７１ 照射フィールド
７２ 線状焦点７２（移動スリット）

Claims (21)

1. 放射線発生のために真空室が設置された、ウェーハのリソグラフィック照射のために高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる装置であって、
   真空室は、真空室を出る際のＥＵＶ放射線のための光軸を有し、複数の同一に構成されたソースモジュールが真空室の光軸周りに分配して配置され、ソースモジュールから、ＥＵＶ放射線放出プラズマから発生したビーム束が光軸との共通の交差点に誘導され、回転可能に設置されたリフレクタ装置がビーム束の共通の交差点に配置され、リフレクタ装置はソースモジュールで調製されたビーム束を連続的に光軸に結合させる、装置において、
   リフレクタ装置（３）が反射光学要素（３１）を有し、当該反射光学要素は光軸（２）と同軸の回転軸周りに回転するように設置され、ドライブユニット（３２）と連絡し、ソースモジュール（４）のために定められる角度位置で一時的に停止するように要求に応じて調節でき、
   照射装置（６）で放出される制御信号による照射の間のインターバルにおいて反射光学要素（３１）を隣のソースモジュール（４’’）に向けるために、リフレクタ装置（３）がリソグラフィック照射のための照射装置（６）と連絡していることを特徴とする装置。
2. ドライブユニット（３２）が段階的に光軸（２）の周りに回転できるロータを有し、反射光学要素（３１）はロータに直接連結していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 平面鏡が反射光学要素（３１）として設置されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 適度に湾曲したミラーがソースモジュール（４）のビーム束をさらにフォーカスする反射光学要素（３１）として設置されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 平坦な光学格子が反射光学要素（３１）として設置されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
6. 湾曲した光学格子が、ソースモジュール（４）のビーム束のさらなるフォーカスのために反射光学要素（３１）として設置されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
7. 反射光学要素（３１）の回転角度を検出し調節するために、ソースモジュール（４’，４’’）と連結した別な予備レーザビーム（３４’，３４’’）と位置感知検出器（３３’，３３’’）が設けられることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 反射光学要素（３１）が適切な溝深さと格子定数を有する曲折格子として構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
9. 反射光学要素（３１）が、下流の光学系により伝わるＥＵＶ放射線の所望の帯域幅のためにスペクトルにより選択されるように構成されることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
10. リフレクタ装置（３）がドライブユニット（３２）としてステッパモータを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. リフレクタ装置（３）が、照射装置からの制御信号に加えて位置感知検出器（３３’，３３’’）の制御信号によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
12. リフレクタ装置（３）が２つの反射光学要素、メインミラー（３５）と予備ミラー（３６）を有し、メインミラー（３５）はアクティブソースモジュール（４’）のＥＵＶ放射線を光軸（２）に沿って結合させるように設けられ、予備ミラー（３６）は休止ソースモジュール（４’’）のＥＵＶ放射線を出力パラメータを測定するモニタリング検出器（３７）に反射するように設計されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. それぞれのソースモジュール（４）で使用されるコレクタ光学系（４３）がすれすれ入射光学系であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
14. コレクタ光学系（４３）がネストされたウォルタコレクタであることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. それぞれのソースモジュール（４）で使用されるコレクタ光学系が多層光学系であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
16. シュワルツシルド光学系がコレクタ光学系（４３）として使用されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. それぞれのソースモジュール（４）におけるソースユニット（４１）がガス放電源として構成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
18. ガス放電源が回転電極を備えた放電装置を有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. それぞれのソースモジュール（４）が別個の高電圧充電モジュールを有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
20. それぞれのソースモジュール（４）が共通の高電圧充電モジュールを共有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
21. 真空室の光軸周りに一様に分配されて真空室内に配置された複数の同一に構成されたソースモジュールが連続的に始動して、ＥＵＶ放射線放出プラズマのビーム束を発生し、回転できるように設置されたリフレクタ装置によって光軸の方向にビーム束を結合させる、ウェーハのリソグラフィック照射のために高平均出力のＥＵＶ放射線を発生させる方法において、
    １）リフレクタ装置（３）が回転して、リソグラフィック照射のための照射装置（６）におけるウェーハ（７）の第１照射フィールド（７１）の調節と同時に第１ソースモジュール（４’）のビーム束を光軸（２）に沿って結合させ、
    ２）第１ソースモジュール（４’）が高いパルス繰り返し数と十分なパルス（４５）によってバースト体制で始動し、それで第１照射フィールド（７１）全体が第１ソースモジュール（４’）からのパルス（４５）によって完全に照射され、
    ３）リフレクタ装置（３）が回転して、ある照射フィールド（７１）の先行照射の後の照射の間のインターバル内において隣の照射フィールド（７１）の調節と同時に隣のソースモジュール（４’’）を結合させ、
    ４）隣の結合したソースモジュール（４’’，４’’’）が第１照射フィールド（７１）のためのソースモジュールと同じパルス繰り返し数及びパルス数によってバースト体制で始動し、それで現在の照射フィールド（７１）がこのソースモジュール（４’’，４’’’）からのパルス（４５）によって完全に照射され、
    ５）ステップ３）及び４）が繰り返され、ウェーハ（７）の最後の照射フィールド（７１）が照射されるまで、全てのソースモジュール（４’，４’’，４’’’）がそれぞれの照射フィールド（７１）の完全な照射のために次々に結合する、
    ステップを特徴とする方法。