JP2010045354A - 放射源、リソグラフィ装置、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射ビームを用いて高品質で安定した放射出力を発生することができる放射源を提供する。
【解決手段】放射源は、放射源の放射出力を生成するよう用いられる放射ビームを発生するビームジェネレータと、放射ビームをモニタするビームモニタを含む。リソグラフィ装置にこの放射源が含まれる。デバイス製造方法は、第１タイプの放射を第２タイプの放射ビームを用いて発生することと、第２タイプの放射の品質をモニタすることと、第１タイプのパターン付き放射ビームを基板上に投影することを含む。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明は、放射源、リソグラフィ装置、およびデバイス製造方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。

[0003] 小型化が進む構造を基板上に投影可能とするために、１０〜２０ｎｍの範囲、例えば１３〜１４ｎｍの範囲から選択される波長を有する電磁放射であるＥＵＶ放射を使用することが提案されている。更に、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった、例えば５〜１０ｎｍの範囲から選択される、１０ｎｍ未満の波長を有するＥＵＶ放射を用いうることも提案されている。

[0004] 放射は、プラズマを用いて放射源内で生成されうる。プラズマは、例えば、好適な材料（例えば、スズ）の粒子を含むまたはその粒子から構成されるプラズマ燃料にレーザビームを向けることによって、または、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気といった好適なガスまたは蒸気のストリーム（プラズマ燃料として作用する）にレーザを向けることによって作成されうる。結果として得られるプラズマは、放射を放出し、例えば、ＥＵＶ放射は、放射を受け取りまた放射をビームへと集束しうるコレクタを用いて集められうる。このような放射源は、一般に、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源、例えば、ＥＵＶ ＬＰＰ放射源と呼ばれる。

[0005] 改良された放射源を提供することが望ましい。特に、放射ビームを用いて高品質で安定した放射出力を発生することができる放射源を提供することが望ましい。

[0006] 本発明の一態様では、放射源が、該放射源の放射出力を生成すべく用いられる放射ビームを発生するビームジェネレータを含み、放射源は更に、放射ビームをモニタするビームモニタを含む。

[0007] 本発明の一態様では、パターニングデバイスからのパターンを基板上に投影するリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は、上述の放射源を含む。

[0008] 本発明の一態様では、パターン付き放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法が提供される。この放射は、上述の放射源によって発生される。

[0009] 本発明の一態様では、第１タイプの放射を第２タイプの放射ビームを用いて発生することと、第２タイプの放射ビームの品質をモニタすることと、更に第１タイプのパターン付き放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法が提供される。

[0010] 本発明の一態様では、放射源を含むリソグラフィ装置が提供される。この放射源は、放射源の放射出力を生成すべく放射ビームを発生するビームジェネレータと、放射ビームをモニタするビームモニタを含む。このリソグラフィ装置は、放射源による放射出力にパターンを付けるパターニングデバイスを支持するサポートと、パターン付き放射ビームを基板上に投影する投影システムを含む。

[0011] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0012] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0013] 図２は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の詳細な概略図を示す。 [0014] 図３は、本発明の一実施形態による放射源を概略的に示す。 [0015] 図４は、本発明の一実施形態によるビーム品質モニタを概略的に示す。 [0016] 図５は、本発明の別の実施形態によるビーム品質モニタを概略的に示す。 [0017] 図６Ａは、本発明の一実施形態によるビーム品質モニタのアナライザモジュールの詳細を概略的に示す。 [0018] 図６Ｂは、本発明の一実施形態によるビーム品質モニタのアナライザモジュールの詳細を概略的に示す。 [0019] 本発明の一実施形態によるビーム品質モニタのアナライザモジュールの動作原理を概略的に示す。 [0020] 図８は、別のアナライザモジュールの一部を概略的に示す。

[0021] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示している。例えば、リソグラフィ装置は、放射の放射ビームＢを調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬを備えてよい。リソグラフィ装置は更に、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置付けるように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折または反射投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[0022] 照明システムとしては、放射を誘導すること、整形すること、かつ制御することのうちの１つ以上のために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。

[0023] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持しうる。サポート構造ＭＴは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0024] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0025] パターニングデバイスは、反射型であってよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0026] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射に適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0027] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。

[0028] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0029] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからリソグラフィ装置へ（例えばイルミネータＩＬへ）、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを使って送られる。その他の場合においては、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムとともに、放射システムと呼んでもよい。一実施形態では、放射源ＳＯは、ＬＰＰ源であってよく、例えば、レーザビームを生成するＣＯ_２レーザまたは異なるタイプのレーザを含む。

[0030] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、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。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0031] 本実施例では、放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0032] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。

[0033] １． ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0034] ２． スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造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ＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

[0035] ３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

[0036] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0037] 図２は、リソグラフィ装置１の一例をより詳細に示し、本例は、放射源ＳＯ、照明光学ユニットＩＬ、および投影システムＰＬを含む。放射源ＳＯは、放射エミッタ２を含む。図２では、エミッタは、プラズマを含む。ＥＵＶ放射が、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気といったガスまたは蒸気によって生成されうる。このガスまたは蒸気中で、非常に熱いプラズマが作成されて電磁スペクトルのＥＵＶ放射範囲における放射が放出される。本実施形態では、この非常に高温の（放射を放出する）プラズマは、放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上に崩壊させることによって生成される。放射の効率的な生成には、例えば、ＸｅもしくはＬｉ蒸気、または任意の他の好適なガスもしくは蒸気の分圧１０Ｐａが望ましい。一部の実施形態では、スズを用いてよい。放射エミッタ２によって放出される放射は、放射源チャンバ３からコレクタチャンバ４内へと渡される。一実施形態では、放射源ＳＯは、放射源チャンバ３およびコレクタチャンバ４を含む。あるいは、放射源は、ＬＰＰ源であってもよい（ＬＰＰ源は、プラズマを崩壊させるために放電を利用しない）。ＬＰＰ源の一例を、図３に示す。

[0038] 図２に示すように、コレクタチャンバ４は、汚染トラップ５およびかすめ入射コレクタ６（概略的に矩形として図示する）を含む。あるいは、リソグラフィ装置は、放射源ＳＯ（例えば、放射源がＬＰＰ源である場合）からの放射を集めるべく法線入射コレクタを含んでもよい。コレクタ６を通過可能にされた放射は、格子スペクトルフィルタ７から反射されて、コレクタチャンバ４におけるアパーチャにて仮想放射源点８内にフォーカスされる。コレクタチャンバ４から、放射ビーム９は、照明光学ユニットＩＬ内で第１法線入射リフレクタ１０および第２法線入射リフレクタ１１を介して、サポート構造ＭＴ上に配置されたパターニングデバイス（例えば、マスク）へと反射される。パターン付き放射ビーム１２が形成され、このビームは、投影システムＰＬ内で第１反射素子１３および第２反射素子１４を介して、基板テーブルＷＴ上に保持される基板（図示せず）上に結像される。照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＬ内には、通常、図示されている以上の素子が存在し得る。

[0039] 図３は、本発明の一実施形態による放射源を概略的に示す。例えば、放射源ＳＯは、放射源ＳＯの放射出力３２ａを生成すべく用いられる、特に、コヒーレント放射である放射の放射ビーム２８を発生するように構成されたビームジェネレータ３０を含んでよい。本実施形態では、ビームジェネレータ３０は、レーザビーム２８を放出するように構成されたレーザである。以下に説明するように、本発明の一実施形態では、放射ビーム２８をモニタするように構成されたビームモニタ４０が設けられる。ビームモニタ４０の非限定的な例を図４乃至図８に示す。

[0040] 例えば、放射源ＳＯの動作は、デバイス製造方法の一部であってよい。この方法には、第１タイプの放射３２ａ（すなわち、例えば、ＥＵＶ放射である放射出力）を発生することと、第２タイプの放射ビーム２８（例えば、レーザ光）を使用することと、第１タイプのパターン付き放射ビームを基板Ｗ上に投影することと、第２タイプの放射ビーム２８の品質をモニタすることを含むことができる。一実施形態では、ビーム品質をモニタすることは、パターン付き放射ビームを基板Ｗ上に投影するデバイス製造方法の間に実行することができ、放射は放射源ＳＯによって発生される。

[0041] より具体的には、図面から分かるように、放射源ＳＯは、燃料点火位置２６にプラズマ燃料を供給するように構成された燃料サプライヤ２０を含んでよい。放射源ＳＯは、点火位置２６にある燃料を点火して、プラズマＱ（図４および５参照）を放出する放射を発生すべくレーザビーム２８を放出するように構成されたレーザ３０を含んでよい。

[0042] 図３乃至図５から分かるように、放射源ＳＯは、レーザビーム２８の少なくとも一部をフォーカススポット２６（このフォーカススポットは、上述した燃料点火位置である）上にフォーカスするように構成されてよい。この場合、ビームモニタ４０は、以下に説明するように、フォーカススポット２６におけるレーザビーム２８のサイズ、形状、強度、および位置のうちの１つ以上に関連するレーザビーム２８の品質を判定するように構成されることが可能である。（例えば、リソグラフィデバイス製造方法の間に）ビーム品質を判定することによって、所望の高ビーム品質を達成することができ、これは、プラズマＱを放出する所望の安定した且つ効率のよい放射、したがって、所望の高品質の放出出力につながる。

[0043] 本実施形態（図４参照）では、放射源ＳＯは、フォーカススポット２６上に放射ビームの少なくとも一部をフォーカスするように構成された光学システムＰＦＬ、４２を含む。光学フォーカスユニットは、様々な方法で構成することができ、また、１つ以上の光学素子（例えば、１つ以上のミラー、１つ以上のレンズ）によって与えられることができる。本例では、フォーカスユニットは、レーザ３０により放出された光をフォーカスするように構成されたポンプレーザフォーカスレンズＰＦＬを含む。フォーカスユニットは、放射ビームの少なくとも一部をフォーカススポット２６上にフォーカスするミラーも含むことができる。例えば、フォーカスユニットＰＦＬは、レーザデバイス３０の一部であっても、または、別個のコンポーネントであってもよい。一実施形態では、例えば、ミラーといった１つ以上のレーザービームステアリングデバイスが、レーザビーム２８の方向を変えるべく設けられてよい。図４は、ポンプレーザフォーカスユニットＰＦＬに対して下流に位置付けられ、入射レーザ光の方向を所望の燃料点火位置２６に向けるよう変更する、１つのそのようなビームステアリングデバイス、即ち、リフレクタ４２を示す。

[0044] 別の実施形態では、例えば、上述したビームステアリングデバイスは、フォーカスユニットＰＦＬに対して上流に位置付けられることが可能である。その場合、ビームステアリングデバイスは、レーザ光の方向を、フォーカスレンズに向け、レーザ光をフォーカススポット２６上にフォーカスすべく変更するように構成されることが可能である。

[0045] 更に、放射源ＳＯは、プラズマ燃料２４を燃料点火位置２６に供給するように構成された燃料サプライヤ２０を含んでよい。

[0046] 例えば、燃料サプライヤ２０は、例えばＳｎまたはＧｄといった液化ターゲット材料２２（すなわち、プラズマ燃料）が入れられた容器を含んでよい。容器２０には、領域２６（すなわち、点火位置）にＳｎまたはＧｄの液体小滴２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを供給するように構成された好適な機構または開口（図示せず）が配置されてよい。小滴は、レーザ３０により供給されるレーザビーム２８が衝突するように構成される。レーザビーム２８は、例えば、１０．６マイクロメートルまたは９．４マイクロメートルの各（赤外線）波長を有するＣＯ_２レーザに関連しうる。あるいは、例えば、１〜１１マイクロメートルの範囲内の各波長を有する他の好適なレーザを用いてもよい。レーザビーム２８は、好適な光学システムＰＦＬ、４２、１４２（例を図４および図５に示す）を用いて領域２６内にフォーカスされることが望ましい。小滴２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、レーザビーム２８と相互に作用するとプラズマ状態にされ、このプラズマ状態は、例えば、６．７ｎｍ放射、または、５〜２０ｎｍの範囲から選択された任意の他のＥＵＶ放射、または、異なるタイプの放射を放出しうる。

[0047] 放出されるビーム３２は、汚染トラップ５といった、領域２６から放出される粒子デブリを収集または偏向させるように構成された好適なデブリ軽減システム３４によってインターセプトされうる。その結果、実質的にデブリのないビーム３２ａが、放射源またはリソグラフィ装置の後続の光学システム３６に入る。この光学システムは、例えば、ビーム３２ａを好適に調整するように構成された、リソグラフィ装置の照明システムＩＬである。放射源ＳＯは、レーザ生成プラズマ源と協働するためのバッファガスを含んでもよい。バッファガスは、ＥＵＶ放射に対して少なくとも５０％の透過率を有し、２次放射に対して少なくとも７０％の吸収率を有しうる。望ましくは、バッファガスは、ＥＵＶ放射に対して少なくとも９０％または少なくとも９５％の透過率を有する。バッファガスは、２次放射に対して少なくとも９０％の吸収率を有することが望ましい。

[0048] 領域２６にフォーカスされるレーザビーム２８の品質が劣化すると、フォーカススポットにおけるビームのサイズが増加し、それにより、変換効率が下がる。更に、レーザビームの劣化には、フォーカススポットにおけるビーム形状およびビーム強度の低下、および／または、所望のフォーカススポットに対するビームのずれが関連しうる。この結果、放射源ＳＯの出力パワーが減少する、および／または、不安定性が増加してしまいうる。本発明の一態様は、上述したレーザビームモニタ４０を設けることにより、この問題を解決または低減する。

[0049] 本実施形態では、放射源ＳＯの光学システムの少なくとも一部が、レーザビームモニタの一部である。本実施形態では、フォーカスユニットＰＦＬとビームステアリングデバイス４２の両方が、アナライザモジュール４４、１４４、２４４によって分析されるレーザビーム２８を制御する。

[0050] 実施例（図４および図５を参照）では、レーザビームフォーカスユニットＰＦＬは、レーザビーム２８の少なくとも一部２８ａを第１フォーカススポット２６上にフォーカスして、放射出力を生成するように構成されうる。本実施形態では、フォーカスユニットＰＦＬは更に、レーザビーム２８の少なくとも一部２８ｂ、１２８ｂを、第１フォーカススポットとは別個の第２フォーカススポットＦ２上にフォーカスするように構成され、この第２フォーカススポットＦ２は、アナライザ４４、１４４と関連付けられている。本実施形態では、フォーカスユニットＰＦＬはビームステアリングデバイス４２と協働して様々なフォーカススポット２６、Ｆ２を提供することができる。

[0051] 例えば、本実施形態では、ビームステアリングデバイス４２は、レーザビーム８の少なくとも一部を、プラズマ燃料点火位置２６に向けるように構成される。ビームステアリングデバイス４２は更に、レーザビーム２８の少なくとも一部を、分析されるビーム分析位置（すなわち、アナライザ４４）に向けるように構成される。

[0052] ビームステアリングデバイスは、様々な方法で構成することができる。例えば、ビームステアリングデバイスには、例えば可動リフレクタである可動ビームコントローラが設けられうる。例えば、ビームコントローラは、第１位置、すなわちレーザビーム２８の経路内へと可動であり、それによりレーザビームを第１方向に向けて（例えば、燃料点火位置に向けて）方向変更する。次に、例えば、ビームコントローラは、第２位置、例えばレーザビーム２８の経路外へと、方向変更されることなく通過し、例えば、ビームアナライザ４４に到達するように可動でありうる。あるいは、例えば、可動ビームコントローラは、レーザビーム２８の経路内の第２位置に動かされて、レーザビーム２８の方向を第１方向とは異なる第２方向に（例えば、ビームアナライザに到達するために）変更することもできる。

[0053] 本実施例では、ビームステアリングデバイスは、固定ビームコントローラ４２（図４および図５参照）によって与えられる。例えば、ビームステアリングデバイスは、入射レーザビーム２８の少なくとも一部を、第１ビーム部２８ａと１つ以上の第２ビーム部２８ｂ、１２８ｂとに少なくとも分割するように構成されたビームスプリッタ４２を含むことができる（第１ビーム部２８ａと第２ビーム部２８ｂは、通常、相互に異なる方向に沿って伝播する）。本実施例では、ビームスプリッタ４２は、第１ビーム部２８ａを反射し、第２ビーム部２８ｂ、１２８ｂを通過させる。しかし、ビームスプリッタ４２は、例えば、両方のビーム部を通過させるが、異なる方向に通過させる、または、２つのビーム部を異なる方向に反射させるといったように異なる方法で構成されることも可能である。

[0054] あるいは、例えば、ビームステアリングデバイスおよびフォーカスユニットは、互いに一体にされることが可能である。例えば、フォーカスユニットは、半透明の放射リフレクタであってよく、このリフレクタは、入射レーザ放射の第１部分を反射して第１フォーカススポット２６上にフォーカスし、また、入射レーザ放射の一部が放射アナライザに向かって当該リフレクタを通過することを可能にする。

[0055] 更に、一実施形態では、フォーカスユニットＰＦＬは、所望のビームステアリングを与えるべく可動であってもよい。一例として、フォーカスユニットＰＦＬは、放射ビームの少なくとも一部をプラズマ燃料点火位置に向けるように第１位置へと可動であり、そこで、フォーカスユニットＰＦＬは、第１位置から第２位置へと調節されて、放射ビームの少なくとも一部をビーム分析位置に向けることができる。

[0056] 図４から分かるように、ビームスプリッタ４２は、複数の（比較的細い）第２ビーム部２８ｂを供給するように構成されてよい。特に、本ビームスプリッタは、入射レーザビーム２８の少なくとも一部を（分析されるべき）複数の部分２８ｂに分割するビームデバイダとして機能しうる。

[0057] 一実施形態では、図５に示すように、ビームスプリッタ１４２は、例えば、当該ビームスプリッタが半透明リフレクタ１４２によって与えられる場合に、単一の第２ビーム部１２８ｂを供給するように構成されることができる。例えば、ビームスプリッタは、単層または複数層ミラー１４２（例えば、レーザビーム放射に対して実質的に透過性であるミラー基板を有する）によって与えられることが可能であり、このミラー１４２は、レーザビーム２８の第１部分は反射し、第２ビーム部１２８ｂはミラーを透過するように構成される（第２ビーム部１２８ｂは、好適には１％未満、より好適には多くても０．１％の入射ビーム２８を含む）。半透明リフレクタ１４２は、入射放射ビーム２８の波面全体を分析することを可能にする。更に、例えば、半透明リフレクタ（ビームスプリッタとして機能する）とアナライザモジュール１４４との間にあるか、または、アナライザモジュール１４４の一部であることによって、（単一の第２ビームを複数の第２ビームに分割する）オプションのビームデバイダを利用可能としてもよい。

[0058] 一実施形態では、ビームモニタ４０は、放射ビームにおける波面のずれを判定するように構成された波面センサを含んでよい。波面センサは、様々な方法で構成することができる。本実施例では、波面センサは、アナライザモジュール４４、１４４の一部である（図６Ａ、図６Ｂも参照）。例えば、アナライザモジュール４４、１４４は、所定の（所望の）波面に対する（レーザビーム２８の）波面位相のずれを検出するように構成されてよく、所定の波面は、点火位置に焦点が合わされたビームに関連付けられる。

[0059] 例えば、本発明の一実施形態では、ビーム品質モニタ４０は、ＬＰＰ放射源内に設けられるか、または、ＥＵＶ ＬＰＰ放射源といった各放射源に関連付けられてよい。一実施形態では、レーザビーム２８のビーム品質は、いわゆるシャック・ハルトマン（Shack-Hartmann）干渉計４０によって測定することができ、この干渉計は、図４および図５に一般的に且つ概略的に示す。このようなシャック・ハルトマンデバイス４０は、様々に異なる方法で構成することができる。

[0060] 図４を参照するに、例えば、レーザビーム２８はサンプリングされて、例えば、異なる半径方向または横方向のビーム位置（ビームの光軸から見た場合、図４参照）から発する複数のビーム部２８ｂがもたらされうる。本実施形態では、レーザビーム２８は、上述したビームデバイダ（ビームスプリッタ）４２によってサンプリングされる。本実施例では、ビームデバイダは、小型アパーチャを有するミラー４２である。各アパーチャは、レーザビーム２８の入射波面の一部を通過させる。したがって、ミラー４２に入射する放射の少なくとも一部は、複数の個々のビームレット２８ｂを形成し、各ビームレットは、各ミラーアパーチャに対応する。一実施形態では、ミラー４２は、プログラマブルミラーアレイであってよく、そのアレイのうちの選択されたミラーは、ビームの一部をアナライザモジュール４４に向けて偏向する。ビームデバイダの別の例は、上述してある。一実施例では、ビーム分割ミラー４２におけるアパーチャの総面積は、１％未満に、好適には０．１％以下に維持され、それにより、レーザビーム２８のエネルギー損失が最小限にされる。例えば、ビームデバイダ４２は、１％未満、好適には０．１％以下の入射放射２８からなる第２ビーム部２８ｂを供給するように構成されることができる。上述したように、図５は、レーザビーム２８がビームスプリッタによってサンプリングされない一例を示す。

[0061] 本実施例では、第２ビーム２８ｂ、１２８ｂは、アナライザモジュール４４、１４４内のディテクタ上に入射する。例えば（図４および図５を参照）、ビームレット２８ｂまたは第２ビーム１２８ｂは集束していてよく、フォーカスポイントＦ２上にフォーカスされてよい。本実施例では、第２ビーム２８ｂ、１２８ｂのフォーカシングは、ポンプレーザフォーカスユニットＰＦＬのフォーカシング動作の結果である。実施例は、第２ビーム２８ｂ、１２８ｂを平行にするように配置されたコリメータ、特にレンズ４６を含む。この目的のために、第２フォーカスポイントＦ２は、（図４に示すように）レンズ４６の焦点と一致してよい。

[0062] コリメータ４６は、様々な構成を有することができる。例えば、コリメータは、レンズまたはミラーであってよい。図中、コリメータは、第２フォーカスポイントＦ２の後に配置された正（集束）レンズとして示す。別の実施形態では、コリメータは、第２フォーカスポイントＦ２と一致する焦点を有する負（発散）レンズであってもよく、この負レンズは、第２フォーカスポイントＦ２の前に配置され、第２ビーム２８ｂ、１２８ｂを、第２フォーカスポイントに実際に到達する前に平行にする。

[0063] 平行にされたビームレット２８ｂ（またはビーム１２８ｂ）は、アナライザモジュール４４、１４４の放射検出部ｃｐａに向かって伝播する。アナライザモジュールは、様々な方法で構成されて入射ビームレットを検出することができる。図６Ａを参照するに、アナライザモジュール４４は、例えば、電荷結合ディテクタ（ＣＣＤ）である１つ以上の放射ディテクタｃｐａを含む。当然ながら、他のタイプのディテクタを用いてもよい。一実施形態では、アナライザモジュールは、小型ピクセルを有する単純なＣＣＤの２次元アレイを含み、各ＣＣＤは、ミラー４２からのレーザビーム２８の各ビーム部２８ｂに対応する。オプションとして、ＣＣＤの損傷を制限または阻止するために、アテニュエータを、レーザビームの経路においてＣＣＤの前に配置してもよい。図６Ａから分かるように、各放射ディテクタは、例えば、レンズ４７といった、（コリメータレンズ４６から出る）ビームレット２８ｂを放射ディテクタｃｐａ上にフォーカスするように構成されたビームフォーカスデバイスにそれぞれ関連付けられてよい。図６Ｂは、図５の構成に関連するモジュール１４４の別の実施形態を示し、この実施形態では、１つのまたは各放射ディテクタは、入射第２ビーム１２８ｂの少なくとも一部を放射ディテクタｃｐａ上にフォーカスするように構成されたビームフォーカスシステム１４７に個々に関連付けられる。図６Ｂでは、フォーカスシステム１４７は、第２ビーム１２８ｂの複数のビーム部１２８ｂ’を、放射ディテクタｃｐａ上の各焦点上にフォーカスするように構成される。

[0064] 本実施例では、レーザビーム２８の波面の一部が歪んでいると、アナライザモジュール４４、１４４において検出される適用可能なビーム部２８ｂ／ビームレット１２８ｂの位置（この場合、焦点位置）のシフトにつながる。レーザビーム２８の異なるビーム部／ビームレットの全てのシフトを用いて、入射波面を再構成することができるか、または、少なくとも推定することができる。

[0065] 図７は、上述したような焦点位置のシフトを概略的に示し、図７の上部は、アナライザモジュール４４の測定面に入射する正しい波面ＣＷＦ(correct wave front)を示し、図７の下部は、測定面に入射する歪んだ波面ＤＷＦ(distorted wave front)であって、測定面上の位置が、波面の歪みによって、図７の上部に示す正しい波面に対し、横方向にシフトしていることを示す。

[0066] したがって、測定された波面が、理想の波面からのずれを有する場合、このずれは、測定面上の理想波面の集束位置からの測定された波面の集束位置の位置的なずれとして現れうる。したがって、波面は、（ミラー４２からのビームの）各個々のビーム２８ｂ、１２８ｂ’の位置の位置的なずれに基づき測定することができる。

[0067] アナライザモジュール４４、１４４のキャリブレーションを、アナライザモジュールに、（放射源ＳＯ内の）フォーカススポット２６における最適な焦点に対応するビーム（例えば、レーザ３０によって発生されるレーザビーム）を供給することによって行うことができる。各ディテクタｃｐａ上のレーザビーム２８のビーム部２８ｂ、１２８ｂ’のそれぞれの位置を基準位置として用いることができ、この基準位置から、歪んだ波面による位置におけるシフトを判定することができるので、ディテクタｃｐａと１つ以上の関連付けられた光学素子（例えば、レンズ４６、４７）との精密なアライメントが不要となる。

[0068] 好適には、分析された信号を用いて所望のビーム品質を達成および／または維持する。例えば、分析された信号は、レーザ３０にフィードバックされ、それにより、レーザ３０は、例えば、最大に維持されるべき各ビーム品質を調節する。例えば、レーザの調節には、レーザの１つ以上の（光学）コンポーネントを調節することが含まれうる。例えば、分析された信号を、ビームの品質に関連付けられる１つ以上の調節可能なコンポーネントにフィードバックし、それにより、最大のビーム品質を達成するようにそれらのコンポーネントを調節してもよい。更に、専用のビーム品質アジャスタ（図示せず）が含まれてもよく、このアジャスタは、分析された信号を用いて制御でき、それにより、所望のビーム品質が維持される。ビーム品質が向上すると、より高く且つより安定した放射源出力（例えば、ＥＵＶ出力）がもたらされうる。

[0069] 図８は、上述した実施形態のいずれかのアナライザ内にあってよいシャック・ハルトマン型アナライザモジュール２４４の一部の実施形態を示す。具体的には、図８は、アナライザモジュールのディテクタ部分の一例を示す。アナライザモジュール２４４には、（アナライザモジュールの各フォーカスシステム４７、１４７から放出する）第２ビームまたはビームレット２８ｂ、１２８ｂ’を実質的に吸収するように構成されたビームアブゾーバ２８１が設けられてよい。更に、アナライザモジュール２４４には、放射吸収率を検出するように構成されたディテクタ２８２が設けられる。

[0070] 例えば、ディテクタ２８２は、例えば、ビームアブゾーバ２８１を撮像し、その上／その中のホットスポットＨＳを検出するように構成されたカメラ（例えば、各撮像光学部品２８８を含むかまたはそれらに関連付けられる）である、赤外線放射ディテクタであってよい。あるいは、例えば、ディテクタは、例えば、ビームアブゾーバ２８１と一体にされることによって、ビームアブゾーバ２８１と熱接触する熱センサのグリッドであってよい。

[0071] ビームアブゾーバ２８１は、様々に異なる方法で構成することができる。例えば、ビームアブゾーバは、放射吸収プレートといった放射吸収素子であってよい。更に、アブソーバ２８１は、基板２８１ｂといった好適なサポート上に設けられた１つ以上の放射吸収層２８１ａによって与えられてよい。非限定的な例において、放射アブソーバ２８１は、ＵＬＥといった熱伝導係数が小さい材料２８１ａを含み、第２ビーム２８ｂ、１２８ｂ’の放射を吸収する。

[0072] 更に、好適には、冷却システムが設けられて、ビームアブゾーバ２８１から熱が除去される。冷却システムは、様々な方法で構成することができ、例えば、冷却システムには、ビームアブゾーバ２８１から熱を除去するように構成された１つ以上のペルチェ（Peltier）素子（図示せず）が設けられてよい。本実施形態では、冷却システムは、冷却流体（例えば、冷却されたまたは比較的冷たいガスまたは液体、例えば、冷却水）をビームアブゾーバ２８１に供給する冷却路２８３を含む。冷却流体の流れを矢印ＣＦにより示す。そのような冷却路は、様々な方法で構成することができる。本実施例では、冷却路２８３は、ビームアブゾーバ２８１の放射受け面の前に位置付けられる。したがって、動作中、吸収されるべき放射２８ｂ、１２８ｂ’は、アブゾーバ２８１により受け取られる以前に冷却路２８３（および冷却流体）を通過する。路壁２８４が、アブゾーバ２８１の放射受け面の反対に位置付けられる。路壁２８４は、吸収されるべき放射２８ｂ、１２８ｂ’に対して実質的に透過性である（同様のことが冷却流体についても言える）。

[0073] 図８に示すアナライザ２４４の動作中、ビームアブゾーバ２８１を、（冷却路２８３を流れる）冷却流体を用いて連続的に冷却することができる。１つ以上の上述した第２ビーム２８ｂ、１２８ｂ’は、本実施例では、透明の路壁２８４と（冷却路２８３内の）冷却流体を通過して、アブゾーバ２８１に向かって入射する。好適には、各第２ビームまたはビーム部は、フォーカスユニット４７、１４７によってそれぞれビームアブゾーバ２８１上にフォーカスされ、それにより、各ローカルホットスポットＨＳがもたらされる。

[0074] 各ホットスポットＨＳ（１つだけ図示）の位置は、ディテクタ２８２によって連続的にモニタされることが可能である。図中、各ホットスポットＨＳから出る熱放射ｈｓｒは、ディテクタ２８２に向かって（本実施例では、基板２８１ｂを介して）伝えられる。例えば、基板２８１ｂは、熱放射に対して少なくとも部分的に、好適には実質的に透過性である材料から形成されてよい。ディテクタ２８２は、ホットスポットＨＳ、特に、アブゾーバ２８１内または上のホットスポットＨＳの位置を検出する。

[0075] このようにして、レーザビーム２８の波面のずれ（図４および５参照）は、ホットスポット検出と、アブゾーバ材料上／内の各ホットスポット位置のシフトによって、正確にモニタすることができる。熱は、ホットスポットＨＳから効率よく除去されることができ、それにより、ホットスポットのぼやけを阻止し、ホットスポットのシフトが高速に検出される。

[0076] 本発明の実施形態は、材料小滴を使用する放射源に限定されない。本発明の一実施形態は、例えば、材料小滴ではなくガスからプラズマを発生させてもよい。これらは共に、プラズマ発生物質の例としてみなしてよい。本発明の実施形態は、任意の他の適用可能なタイプの放射（例えば、ＥＵＶ放射）源に用いてよいことは理解できよう。しかし、本発明の実施形態は、ＬＰＰ放射源に特に適している。

[0077] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0078] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0079] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (15)

1. 放射源であって、
   前記放射源の放射出力を生成すべく用いられる放射ビームを発生するビームジェネレータと、
   前記放射ビームをモニタするビームモニタと、
   を含む放射源。
2. 前記ビームモニタは、前記放射ビームにおける波面のずれを判定する波面センサを含む、請求項１に記載の放射源。
3. 前記波面センサは、シャック・ハルトマン干渉計である、請求項２に記載の放射源。
4. 前記放射源は、前記放射ビームの少なくとも一部をフォーカススポット上にフォーカスし、前記ビームモニタは、前記フォーカススポットにおける前記ビームのサイズ、形状、強度、および位置のうちの１つ以上に関連する前記放射ビームの品質を判定する、先行する請求項のいずれかに記載の放射源。
5. 前記放射源は、燃料点火位置にプラズマ燃料を供給する燃料サプライヤを含み、また前記放射源は、前記点火位置にある燃料を点火して放射放出プラズマを発生すべく前記放射ビームを用いる、いずれかの先行する請求項に記載の放射源。
6. 前記放射源は、前記ビームジェネレータによって発生された前記放射ビームを用いて極端紫外線（ＥＵＶ）放射を生成する、いずれかの先行する請求項に記載の放射源。
7. 前記放射ビームの少なくとも一部をフォーカススポット上にフォーカスする光学システムを更に含み、該光学システムの少なくとも一部が、前記ビームモニタの一部である、先行する請求項のいずれかに記載の放射源。
8. 前記光学システムは、前記放射ビームの少なくとも一部を第１フォーカススポット上にフォーカスして放射出力を生成し、また前記光学システムは更に、前記放射ビームの少なくとも一部を前記第１フォーカススポットとは別個の第２フォーカススポット上にフォーカスし、該第２フォーカススポットは、前記ビームモニタと関連付けられる、請求項７に記載の放射源。
9. 前記放射ビームの少なくとも一部をプラズマ燃料点火位置に向けるビームステアリングデバイスを更に含み、該ビームステアリングデバイスは更に、前記放射ビームの少なくとも一部を、分析されるべきビーム分析位置に向ける、先行する請求項のいずれかに記載の放射源。
10. 前記ビームステアリングデバイスは、前記入射ビームを少なくとも第１ビーム部と第２ビーム部とに分割するビームスプリッタである、請求項９に記載の放射源。
11. 前記ビームモニタは、前記放射ビームの少なくとも一部を複数の部分に分割するビームデバイダを含み、または前記ビームモニタは、歪んでいない波面に関連した前記複数の部分の位置に対して、前記ビームの波面の歪みによる前記複数の部分の位置シフトを判定する、先行する請求項のいずれかに記載の放射源。
12. 前記放射源は、前記放射ビームを用いることで放射放出プラズマを生成する、先行する請求項のいずれかに記載の放射源。
13. 前記ビームモニタは、放射アブゾーバと、該放射アブゾーバから熱を除去する熱調整システムとを含む、先行する請求項のいずれかに記載の放射源。
14. パターニングデバイスからのパターンを基板上に投影するリソグラフィ装置であって、先行する請求項のいずれかに記載の放射源を含む、リソグラフィ装置。
15. パターン付き放射ビームを基板上に投影することを含むデバイス製造方法であって、前記放射は、請求項１乃至１３のいずれかに記載の放射源によって、または、請求項１４に記載のリソグラフィ装置によって発生される、デバイス製造方法。