JP2007511869A - 有向ビームのプラズマ源とマイクロリソグラフィーへのその応用 - Google Patents
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Abstract
Description
より詳しくは、本発明は、下記工程を含む、所望波長範囲の放出放射波を所定方向に発生させる方法に関する:
−波長が該所望範囲を含んでいる初期放射波を放射波供給源により作り出し、
−該初期放射波を、波長が該所望範囲の範囲外である初期放射波の部分を実質的に除去するように濾波(フィルタリング)する。
例えば、1つの(制限を意図しない)実施態様は、感光性基板上でのリソグラフィー用途のために、光学連鎖を意図した所望波長で放射波を発生させることに関する。例えば、図1は順に下記要素からなる光学システム100を模式的に示す:
−所望の波長範囲の放射波の発生器10、
−発生器10からくる放射波を受け入れてそれを加工する(例、そのビームの平行化及び/又は集束により)レンズアセンブリ11、
−レンズアセンブリからくる加工された放射波を受け入れるマスク12、このマスクは、透過パターン120を通ってマスクに到達したビームだけを選択的に通過させ、放射波の残りはマスクにより停止させられる、
−マスクを通過したビームを受け入れる基板(または基体)13、放射波に曝されるその表面はフォトレジスト性または感光性物質を有する。
発生器10の所望の波長範囲は特に紫外(UV)スペクトルまたは極紫外(EUV)スペクトルに位置することができる。
EUVビームは、非常な短波長(100nm以下、例えば数十nmのオーダー、1つの応用は13.5nmの波長に対応する)と関連する。これは、このビームにより描かれるパターンを対応して非常に小さい寸法のものとすることができるので、特にフォトリソグラフィーの用途には有利である。特に、これは同じサイズの基板上により多量のパターンを形成することを可能にする。
実際、場合によっては、特に波長がEUV範囲である放射波発生器にとって、発生器はプラズマ供給源型の放射波供給源を備えている。
−その波長が所望範囲と一致しない放射波、及び/又は
−プラズマとこのプラズマが配置されているチャンバの固体部分(ターゲット、チャンバ壁面等)との相互作用により生ずる固体デブリ(固体のチリ)、
も放出する。
このような多層ミラーは従ってバンドパス(帯域通過)フィルタとして機能する。
しかし、このような公知形態に付随する1つの欠点は、供給源により放出される固体デブリが濾波手段のミラーを傷つける可能性があることである。
しかし、この場合には、濾波手段により回収される放射波束が著しく減少し、従って光学システム全体の性能に悪影響を及ぼす。
特に、この難点は所望波長がEUV領域にある応用に関係する。
この目的を達成するため、第1の側面に係る本発明は、所望波長範囲の放射波を所定の放出方向に発生させる方法を提案し、該方法は、
−その波長が該所望範囲を含んでいる初期放射波を放射波供給源により作り出し、
−該初期放射波を、波長が該所望範囲外である初期放射波のビームを実質的に除去するように濾波する;
ことを含み、
該濾波が、初期放射波のビームをその波長に応じて選択的に偏向させて、所望波長のビームを回収するように、初期放射波が通過するコントロール領域においてビームの屈折率の制御された分布を導入することにより行われることを特徴とする。
−該ビームの屈折率の制御された分布が該コントロール領域内の電子密度分布を制御することにより得られる。
−該コントロール領域を含む該プラズマそれ自体が該放射波供給源に付随するチャンバ内に収容されている。
−該初期放射波放出中間線が直線状の初期放射波ラインであり、該初期放射波は、該直線状初期放射波ラインの周囲にほぼ軸対称(線対称)で該放射波供給源により作られる。
−該エネルギーインプットが、該初期放射波放出中間線に沿ったプラズマのイオン化により行われる。
・プラズマを収容したチャンバの端子間の電圧の確保、これらの端子は該初期放射波放出中間線により一般に規定される方向において離間している、
・該初期放射波放出中間線へのエネルギービームの印加。
−各ウインドウを、偏向した所望波長範囲内の該ビームと該初期放射波放出中間線との交差場所に対応する横座標位置で該初期放射波放出中間線上に配置する。
−該所望波長範囲がEUVスペクトルの範囲内に含まれる。
別の側面によると、本発明は、所望波長範囲の放射波を所定の放出方向に発生させる装置を提案し、該装置は、
−その波長が該所望範囲を含んでいる初期放射波の供給源、
−その波長が該所望範囲外である初期放射波のビームを実質的に除去するように、該初期放射波を濾波する手段;
を含み、
該濾波手段が、初期放射波のビームをその波長に応じて選択的に偏向させて、所望波長のビームを回収するように、初期放射波が通過するコントロール領域においてビームの屈折率の制御された分布を導入する手段を備えることを特徴とする。
−屈折率の制御された分布を導入する手段が、該コントロール領域内の電子密度分布を制御するための手段を備える。
−該コントロール領域を含む該プラズマそれ自体が該放射波供給源に付随するチャンバ内に収容されている。
−該初期放射波放出中間線が直線状の初期放射波ラインであり、該電子密度分布を制御するための手段は、該直線状初期放射波ラインの周囲にほぼ軸対称な電子密度を達成することができる。
−該エネルギー注入手段が、該初期放射波の中間放出線に沿ったプラズマのイオン化のための手段を備える。
・プラズマを収容したチャンバの端子間の電圧の確保、これらの端子は該初期放射波放出中間線により一般に規定される方向において離間している、
・該初期放射波放出中間線へのエネルギービームの印加。
−各ウインドウが、偏向した所望波長範囲内の該ビームと該初期放射波放出中間線との交差場所に対応する横座標位置で該初期放射波放出中間線上に配置される。
−装置が、それぞれ初期放射波の供給源および付随する濾波手段を備えた複数のモジュール、ならびに濾波を受けた放射波を、それを装置の外側に再び向けるために集めるのに使用することができる光学手段を備える。
−該所望波長範囲が[0〜100nm]の波長範囲内に含まれる。
−該所望波長範囲がEUVスペクトルの範囲内に含まれる。
本発明の他の側面、目的および利点は、既に上述した図1以外の添付図面を参照した本発明の以下の説明を読むとより明らかとなろう。
この放射波発生器はチャンバ21を備え、このチャンバは全体的には閉鎖されているが、チャンバにより放出されたビームを通過させるように1つの側面210が開いている。
典型的には、これはプラズマを含んだ供給源である。
初期放射波はその波長が所望の波長範囲に対応するビームを含んでいる。
従って、この所望波長範囲はEUVスペクトルに位置することができる。
しかし、既に述べたように、供給源からの放出には下記の望ましくない作用を伴うことがある可能性がある:
・初期放射波は、その波長が望ましい範囲に正確には対応していないビームも含有しうる;
・供給源211が初期放射波と共にいくらかの量の固体デブリも放出する場合がある。
この濾波手段は、初期放射波のビームをその波長に応じて選択的に偏向させるように、初期放射波が横切るコントロール領域212内にビームの屈折率の制御された分布を導入することができる。
すなわち、本発明は、例えば、空気の屈折率の勾配の存在下で(特に高い温度勾配を持つ空気の場合)光ビームの偏向を引き起こすのに似た物理的原理を利用するものである。
このコントロール領域を、チャンバ21の外部で、その下流側の初期放射波の軌道(行路)上に配置することも可能であることに留意されたい。
これに関して、屈折率ηを電子密度neに結びつける下記の関係を活用することが実際可能である:
η=(1−ne/nc)1/2、
式中、ncは、それを超えるとビームが通過することができなくなる臨界電子密度を意味する。このncの値は関係するビームの波長に関係する。
コントロール領域内の電子密度分布の制御により、初期放射波の個々のビームの軌道に対してこれらのビームの波長に応じた影響を及ぼすことが可能となる。これは、下記2種類のビームの2つの一般的な軌道を示す図2に例示されている:
−第1の波長λ1のビーム。このビームは軌道R1を有する。
ここに図示した本発明の好ましい適用例では、初期放射波の放出中間線上より、該初期放射波の放出中間線から離れた方が、電子密度がより大きくなるように、電子密度分布をコントロール領域内に確立する。
この図では、チャンバのエッジ部(直線Aから離間している)の方が、このチャンバの中央部(直線Aに近接している)より、電子密度の値が大きいことを見ることができる。
このような電子密度分布は、放射波供給源のチャンバ内で普通に観察することができる電子密度分布とは反対であることは理解されよう。
図3に示した密度形態は、従って特異的であり、ここに説明した本発明の適用のための設計により創出されたものである。コントロール領域内にこのような電子密度分布を創出するために、該直線Aに沿ってチャンバ21のプラズマ中にエネルギーを注入する。
このエネルギーのインプットに先立って、プラズマを収容するチャンバの端子に電圧を確立することが可能であった。これらの端子は、該初期放射波放出中間線により規定される一般方向に沿って離間している。
こうして、図3に示したような種類の電子密度分布を創出することができる。
このような分布は、チャンバの中心部の方がより密度が高い公知種類の密度分布から出発して得ることができることに留意されたい。
これらの3曲線はチャンバの中心領域(直線Aに近接した領域)ではほぼ重なっているが、チャンバの壁面近傍では異なる値の密度を有する。
このようなイオン化の最後には、コントロール領域の周辺部で既に電子密度がより高くなっていることが見られる。
図2は軌道R2上のビームの焦点に位置するウインドウ222を具体的に示している。
初期放射波R0により放出された個々のビームは、コントロール領域内に存在していた電子密度分布によって、その波長に応じて異なる具合に偏向されたことを上で見た。
直線A上の焦点の位置(該直線Aにリンクされたマーカーの曲線横座標により定義することができる位置)は、従ってこの焦点に関係する波長に依存する。
従って、ウインドウ222は焦点F2に位置する。このウインドウの機能はほぼこの焦点F2上で直線Aに到達するビーム(すなわち、波長λ2のビーム)だけを通過させることである。この目的のために、ウインドウ222は好ましくは直線A上に中心のある開口2220を備える。
このように、隔離したい波長に応じて直線A上の任意の所望の位置にウインドウを設けることが可能である。
また、本発明の場合、多層ミラーのような濾波手段を、それを損傷する傾向のあるデブリに曝すことがない。
ウインドウのような回収手段の実現により、デブリの量をさらに一層低減することが可能となる。
回収する必要があるビームの焦点より下流では、これらの濾波されたビームにより形成されたビームの光学コンディショニングのための手段を創出することが可能であることに留意されたい。
回収されたビームは従ってリソグラフィーマスクに直接送ることができる。
このような追加の濾波手段は、現在公知の濾波手段を構成するもののような多層ミラーを備えることができる。
この図では、既に述べたチャンバ21に似た複数のチャンバ21iが、それらのそれぞれの放射波をそれぞれの中間線Aiに沿って送り込んでおり、これらの中間線は中心光学素子(オプティクス)23に向かって集束している。
光学素子23と各チャンバとの間の距離を調整して、各活性チャンバに付随する放射波濾波波長を選択する。
いずれの場合も、光学素子23は、受け入れたビームを外部に向かって、従って、例えば、他の光学処理手段(リソグラフィーマスクなど)に向かって再び送り出すことができる。
Claims (30)
- 下記を含む、所望波長範囲の放射波を所定の放出方向に発生させる方法であって、
−その波長が該所望範囲を含んでいる初期放射波を放射波供給源により作り出し、
−該初期放射波を、波長が該所望範囲外である初期放射波のビームを実質的に除去するように濾波する;
該濾波が、初期放射波のビームをその波長に応じて選択的に偏向させて、所望波長のビームを回収するように、初期放射波が通過するコントロール領域にビームの屈折率の制御された分布を導入することにより行われることを特徴とする方法。 - 前記ビームの屈折率の制御された分布が、前記コントロール領域内の電子密度分布を制御することにより得られることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記コントロール領域がプラズマ内に位置することを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記コントロール領域を含む前記プラズマそれ自体が前記放射波供給源に付随するチャンバ内に収容されていることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 電子密度の制御が、初期放射波の放出中間線上より、該初期放射波の放出中間線から離れた方がより大きな電子密度を得るように行われることを特徴とする、請求項3または4に記載の方法。
- 前記初期放射波放出中間線が直線状の初期放射波のラインであり、前記初期放射波は、前記直線状初期放射波ラインの周囲にほぼ軸対称に前記放射波供給源により作り出されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記電子密度分布を得るために、前記プラズマに前記初期放射波の放出中間線に沿ってエネルギーのインプットを印加することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記エネルギーのインプットが、前記初期放射波の放出中間線に沿ったプラズマのイオン化により行われることを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記イオン化を行うために、下記操作を必要とすることを特徴とする、請求項8に記載の方法:
・プラズマを収容したチャンバの端子間の電圧の確保、これらの端子は前記初期放射波放出中間線により一般に規定される方向において離間している、
・前記初期放射波放出中間線へのエネルギービームの印加。 - 所望波長のビームを回収するために、前記コントロール領域の下流側に所望波長範囲内のビームを選択的に通すための少なくとも1つのウインドウが存在することを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- 各ウインドウを、偏向した所望波長範囲内の前記ビームと前記初期放射波放出中間線との交差場所に対応する横座標位置で前記初期放射波放出中間線上に配置することを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記所望波長範囲が[0〜100nm]の波長範囲内に含まれることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかに記載の方法。
- 前記所望波長範囲がEUVスペクトルの範囲内に含まれることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 下記を含む所望波長範囲の放射波を所定の放出方向に発生させる装置であって、
−その波長が該所望範囲を含んでいる初期放射波の供給源、
−その波長が該所望範囲外である初期放射波のビームを実質的に除去するように該初期放射波を濾波する手段;
前記濾波手段が、初期放射波のビームをその波長に応じて選択的に偏向させて、所望波長のビームを回収するように、初期放射波が通過するコントロール領域にビームの屈折率の制御された分布を導入する手段を備えることを特徴とする装置。 - 屈折率の制御された分布を導入する手段が、前記コントロール領域内の電子密度分布を制御するための手段を備えることを特徴とする、請求項14に記載の装置。
- 前記コントロール領域がプラズマ内に位置することを特徴とする、請求項15に記載の装置。
- 前記コントロール領域を含む前記プラズマそれ自体が前記放射波供給源に付随するチャンバ内に収容されていることを特徴とする、請求項16に記載の装置。
- 電子密度分布の制御のための手段が、初期放射波の放出中間線上より、該初期放射波の放出中間線から離れた方がより大きな電子密度を達成することができることを特徴とする、請求項16または17に記載の装置。
- 前記初期放射波放出中間線が直線状の初期放射波ラインであり、前記電子密度分布を制御するための手段は、前記直線状初期放射波ラインの周囲にほぼ軸対称な電子密度を達成することができることを特徴とする、請求項18に記載の装置。
- 前記電子密度分布を制御するための手段が、前記初期放射波放出中間線に沿って前記プラズマにエネルギーを注入するための手段を備えることを特徴とする、請求項19に記載の装置。
- 前記エネルギー注入手段が、前記初期放射波中間放出線に沿ったプラズマのイオン化のための手段を備えることを特徴とする、請求項20に記載の装置。
- 前記エネルギー注入手段が、下記のための手段を備えることを特徴とする、請求項21に記載の装置:
・プラズマを収容したチャンバの端子間の電圧の確保、これらの端子は前記初期放射波放出中間線により一般に規定される方向において離間している、
・前記初期放射波放出中間線へのエネルギービームの印加。 - 前記コントロール領域の下流側に、装置が、所望波長範囲内のビームを選択的に通すための少なくとも1つのウインドウを備えることを特徴とする、請求項14〜22のいずれかに記載の装置。
- 各ウインドウが、偏向した所望波長範囲内の前記ビームと前記初期放射波放出中間線との交差場所に対応する横座標位置で前記初期放射波放出中間線上に配置されることを特徴とする、請求項23に記載の装置。
- 装置が、少なくとも一部のウインドウに付随して追加の多層濾波ミラーを備えることを特徴とする、請求項23または24に記載の装置。
- 装置が、それぞれ初期放射波の供給源および付随する濾波手段を備えた複数のモジュール、ならびに濾波を受けた放射波を、それを装置の外側に再び向けるために集めるのに使用することができる光学手段を備えることを特徴とする、請求項25に記載の装置。
- 前記光学手段が前記放射波の濾波を仕上げることもできる多層ミラーであることを特徴とする、請求項26に記載の装置。
- 前記所望波長範囲が[0〜100nm]の波長範囲内に含まれることを特徴とする、請求項14〜27のいずれかに記載の装置。
- 前記所望波長範囲がEUVスペクトルの範囲内に含まれることを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 請求項14〜29のいずれかに記載の発生装置を備えたリソグラフィー装置。
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