JP2012138374A - デブリ粒子を抑制するための放射線源装置、リソグラフィ装置、照明システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線源から照明器へ放射線が進む領域内でのガスの個別の提供が、その領域内のデブリ粒子の抑制に関連してはるかに少ない放射線源装置を提供すること。
【解決手段】本発明のリソグラフィ装置は、放射線を発生するための放射線源と、放射線を調整するための照明システムと、調整された放射線にパターンを付与するためのパターン付与デバイスと、パターンが付与された放射線を基板のターゲット部分に投影するための投影システムとを含む。照明システムは、放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、放射線を収集するための光学システムとを含む。デブリ抑制システムは、放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置される。
【選択図】図2
【解決手段】本発明のリソグラフィ装置は、放射線を発生するための放射線源と、放射線を調整するための照明システムと、調整された放射線にパターンを付与するためのパターン付与デバイスと、パターンが付与された放射線を基板のターゲット部分に投影するための投影システムとを含む。照明システムは、放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、放射線を収集するための光学システムとを含む。デブリ抑制システムは、放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置される。
【選択図】図2
Description
本発明は、デブリ粒子を抑制するための放射線源装置、リソグラフィ装置、照明システム、および方法に関する。
リソグラフィ装置は、基板(通常は基板のターゲット部分)に、所望のパターンを適用するマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路(IC)の製造で使用することができる。その場合、(マスクまたはレチクルとも呼ばれる)パターン付与デバイスが、ICの個々の層に形成する回路パターンを生成するために使用される。このパターンを、基板(例えばシリコン・ウェハ)上の(例えば1つまたは複数のダイの一部を含む)ターゲット部分に転送することができる。通常、パターンの転送は、基板に提供された放射線感光材料(レジスト)の層への結像(イメージング)によって行われる。一般に、単一の基板は、隣接するターゲット部分のネットワークを含み、これらが連続的にパターン付与される。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分に全パターンを一度に露光することによって各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパと、放射線ビームによって所与の方向(「走査」方向)でパターンを走査し、それと同時に、この方向と平行または逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射するいわゆるスキャナとが挙げられる。また、基板上にパターンをインプリントすることによってパターン付与デバイスから基板にパターンを転送することも可能である。
リソグラフィ装置では、基板上に結像することができるフィーチャのサイズが、投影放射線の波長によって制限される。より高密度のデバイスを有する集積回路、したがってより高い動作速度を有する集積回路を製造するために、より小さなフィーチャを結像することが望まれる。大部分の現行のリソグラフィ投影装置は、水銀ランプまたはエキシマ・レーザによって発生される紫外光を採用しており、5〜20nmの範囲内、特に約13nmのより短い波長の放射線を使用することが提案されてきた。
そのような放射線は、極端紫外線(EUV)または軟X線と呼ばれ、可能な放射線源として、例えばレーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射線が挙げられる。これらのタイプの放射線は、ビームの散乱および吸収を回避するために、装置内のビーム経路が真空化されることを必要とする。EUV放射線のための屈折光学要素を作成するのに適した材料は知られておらず、したがってEUVリソグラフィ装置は、放射線(照明)および投影システム内でミラーを使用すべきである。EUV放射線のための多層ミラーでさえ、比較的低い反射率を有し、汚染を非常に受けやすく、このことがさらにミラーの反射率を低下させ、したがって装置のスループットを低下させる場合がある。これは、維持すべき真空レベルに対してさらなる仕様を課すことがあり、特に、炭化水素の分圧が非常に低く保たれることを必要とすることがある。
例えば放電プラズマ源などの放射線源装置では、プラズマが放電によって生成される。次いでプラズマを圧縮し、それによりプラズマのイオン化を高め、非常に高い温度に到達させ、EUV放射線の放出を引き起こすことができる。EUV放射線を発生させるために使用される材料は、典型的にはキセノン・ガスまたはリチウム蒸気であり、しかしクリプトン・ガスまたはスズもしくは水蒸気など他のガスまたは蒸気を使用することもできる。しかし、これらのガスは、EUV範囲内で比較的高い放射線吸収を有すること、および/または投影ビームのさらに下流で光学系に損傷を及ぼすことがあり、したがってそれらのガスの存在は、リソグラフィ装置の残りの部分で最小限にすべきである。放電プラズマ源は、例えば米国特許第5023897号および米国特許第5504795号で開示されており、それら両方の特許を参照として本明細書に組み込む。
例えばレーザ生成プラズマ源などの放射線源装置では、例えば(クラスター化した)キセノンのジェットを、ノズル(例えばインクジェット状のノズル)から、小滴または細いワイヤとして噴出することができる。ノズルからいくらか離れた位置で、プラズマを生成するのに適した波長のレーザ・パルスによってジェットが照射され、その後、そのプラズマがEUV放射線を放射する。水滴、氷粒子、リチウムまたはスズなど他の材料をノズルから噴出して、EUV発生のために使用することもできる。代替のレーザ生成プラズマ源では、EUV放射線のためのプラズマを生成するために、拡張固体(または液体)材料が照射される。レーザ生成プラズマ源は、例えば米国特許第5459771号、米国特許第4872189号、および米国特許第5577092号に開示されており、それらの特許全てを参照として本明細書に組み込む。
EUV放射線の発生中、粒子が解放される。本明細書で以後、デブリ粒子と呼ぶこれらの粒子には、イオン、原子、分子、および小滴が含まれる。これらの粒子は、リソグラフィ装置、特に照明および投影システムの性能および寿命に粒子が及ぼし得る有害な影響を最小限に抑えるという意味で、抑制すべきである。本明細書に参照として組み込む欧州特許出願公開第1223468A1号は、放射線源から照明器へ放射線が伝播する領域内に提供されるガスをイオン化するためのイオン化手段を含む汚染物質障壁を有するリソグラフィ装置を記述している。このガスは、イオン化されるために提供される。
放射線源から照明器へ放射線が伝播する領域内でのガスの個別の提供が、その領域内のデブリ粒子の抑制に関連してはるかに少ない放射線源装置を提供することが望ましい。
さらに、放射線源から照明器へ放射線が伝播する領域内でのガスの個別の提供が、その領域内のデブリ粒子の抑制に関連してはるかに少ないリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
さらに、放射線が放射線源から照明器へ伝播する領域内でのガスの個別の提供が、その領域内のデブリ粒子の抑制に関連してはるかに少ない照明システムを提供することが望ましい。
さらに、欧州特許出願公開第1223468A1号に記載される方法に比べて、ガスの提供への依存がはるかに小さい、デブリ粒子を抑制するための方法を提供することが望ましい。
本発明の1つの観点によれば、
放射線を発生するための放射線源と、
放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、
放射線を収集するための光学システムと
を有する放射線源装置であって、
デブリ抑制システムは、放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置されている放射線源装置が提供される。
放射線を発生するための放射線源と、
放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、
放射線を収集するための光学システムと
を有する放射線源装置であって、
デブリ抑制システムは、放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置されている放射線源装置が提供される。
本発明の1つの観点によれば、
放射線を調整するための照明システムと、
調整された放射線にパターンを付与するためのパターン付与デバイスと、
パターンが付与された放射線を基板のターゲット部分に投影するための投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、このリソグラフィ装置が、放射線を送達するために放射線源装置を有し、この放射線源装置が、
放射線を発生するための放射線源と、
放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、
放射線を収集するための光学システムと
を有し、
デブリ抑制システムは、放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置されているリソグラフィ装置が提供される。
放射線を調整するための照明システムと、
調整された放射線にパターンを付与するためのパターン付与デバイスと、
パターンが付与された放射線を基板のターゲット部分に投影するための投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、このリソグラフィ装置が、放射線を送達するために放射線源装置を有し、この放射線源装置が、
放射線を発生するための放射線源と、
放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、
放射線を収集するための光学システムと
を有し、
デブリ抑制システムは、放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置されているリソグラフィ装置が提供される。
本発明の1つの観点によれば、リソグラフィ装置内で放射線を調整するように構成された照明システムが提供される。照明システムは、放射線が発生されるときに解放される少なくともいくらかのデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、放射線を収集するための光学システムとを含む。デブリ抑制システムは、放射線を発生する放射線源から光学システムへ放射線が伝播する経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させるように、デブリ粒子を直接荷電するように、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置される。
本発明の1つの観点によれば、放射線源から光学システムへ放射線が伝播する経路内で、放射線の発生中に解放される少なくともいくらかのデブリ粒子を抑制するための方法が提供される。この方法は、その経路内で、デブリ粒子を直接蒸発させること、デブリ粒子を直接荷電すること、またはデブリ粒子からプラズマを直接発生させること、あるいはそれらの任意の組合せを行うことを含む。
本発明の1つの観点によれば、放射線を発生するための放射線源と、放射線を調整するための照明システムと、調整された放射線にパターンを付与するためのパターン付与デバイスと、パターンが付与された放射線を基板に投影するための投影システムとを含むリソグラフィ装置が提供される。照明システムは、放射線の発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、放射線を収集するための光学システムとを含む。デブリ抑制システムは、デブリ粒子とは別に他のガスを使用することなくデブリ粒子を抑制するように構成および配置される。
本発明の上述した各観点によれば、デブリ粒子を、直接蒸発させること、直接荷電すること、または直接プラズマに変えることができ、少なくともこの観点からは、デブリ粒子自体とは異なる別のガスを提供する必要はない。
上述の本発明の全ての観点によれば、粒子は、直接蒸発され、直接荷電され、または直接荷電されてプラズマになり、粒子がより小さくなり得、それによって光学構成要素に衝突する際の衝撃が小さくなり、ならびに/または電気および/または磁気機構によって元の進路から簡単に偏向され、したがって粒子を抑制することができる。
以下、本発明の実施例を単に例として、添付の概略図面を参照しながら説明する。図面中、対応する参照符号は、対応する部分を示す。
図1に、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。本装置は、放射線ビームB(例えばUV放射線またはEUV放射線)を調整するように構成された照明システム(照明器)ILと、パターン付与デバイス(例えばマスク)MAを支持するように構築された支持構造であって、いくつかのパラメータに従ってパターン付与デバイスを正確に位置決めするように構成された第1の位置決め手段PMに接続された支持構造(例えばマスク・テーブル)MTと、基板(例えばレジスト被覆ウェハ)Wを保持するように構築された基板テーブルであって、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第2の位置決め手段PWに接続された基板テーブル(例えばウェハ・テーブル)WTと、放射線ビームBに与えられたパターンを、パターン付与デバイスMAによって基板Wのターゲット部分C(例えば1つまたは複数のダイを含む)に投影するように構成された投影システム(例えば屈折投影レンズ・システム)PSとを含む。
照明システムは、放射線を方向付け、成形し、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、もしくは他のタイプの光学構成要素、またはそれらの任意の組合せなど様々なタイプの光学構成要素を含んでいてもよい。
支持構造は、パターン付与デバイス(すなわちパターン付与デバイスの重量)を支承する。支持構造は、パターン付与デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、およびその他の条件、例えばパターン付与デバイスが真空環境内に置かれているか否かなどに応じた様式でパターン付与デバイスを保持する。支持構造は、パターン付与デバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、またはその他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、例えばフレームまたはテーブルとすることができ、必要に応じて固定することも可動にすることもできる。支持構造は、パターン付与デバイスが、例えば投影システム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。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」の使用は、より一般的な用語「パターン付与デバイス」と同義と考えることができる。
本明細書で使用する用語「パターン付与デバイス」は、基板のターゲット部分にパターンを作成する目的で放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用することができる任意のデバイスを表すものと広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフト・フィーチャまたはいわゆる補助フィーチャを含む場合、放射線ビームに与えられるパターンは、基板のターゲット部分での所望のパターンに正確には対応していない場合があることに留意すべきである。一般に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などターゲット部分に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応している。
パターン付与デバイスは、透過型または反射型とすることができる。パターン付与デバイスの例として、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、およびプログラム可能LCDパネルが挙げられる。マスクはリソグラフィの分野においてよく知られており、バイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスク、およびハーフトーン型位相シフト・マスクなどのマスク・タイプ、ならびに様々なハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの一例は、小さなミラーのマトリックス配列を採用したものであり、各ミラーは、入射放射線ビームを異なる方向に反射するように個別に傾けることができる。傾けられたミラーが、ミラー・マトリックスによって反射される放射線ビームにパターンを与える。
本明細書で使用する用語「投影システム」は、使用される露光放射線、または浸液の使用もしくは真空の使用など他の因子のために、適宜、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、および静電気光学システム、またはそれらの任意の組合せを含めた任意のタイプの投影システムを包含するものと広く解釈すべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。
本明細書で示す際、本装置は反射型(例えば反射マスクを採用する)である。別法として、装置を透過型(例えば、透過マスクを採用する)にすることもできる。
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つ以上のマスク・テーブル)を有するタイプのものにすることができる。そのような「マルチ・ステージ」のマシンでは、追加のテーブルを並行して使用することができ、あるいは、1つまたは複数のテーブルで準備ステップを行い、同時に、1つまたは複数の他のテーブルを露光用に使用することができる。
また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、比較的高い屈折率を有する液体(例えば水)によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものにすることができる。浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を高める技術分野でよく知られている。本明細書で使用する用語「液浸」は、基板などの構造を液体中に浸漬しなければならないことを意味するのではなく、露光中に投影システムと基板との間に液体が存在していることを単に意味する。
図1を参照すると、照明器ILが、放射線源SOから放射線ビームを受ける。例えば放射線源がエキシマ・レーザであるとき、放射線源とリソグラフィ装置とを別個の実体とすることができる。そのような場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているものとはみなされず、放射線ビームは、例えば適切な方向付けミラーおよび/またはビーム拡大器を含むビーム送達システムを用いて、放射線源SOから照明器ILに進められる。他の場合、例えば放射線源が水銀ランプであるときには、放射線源をリソグラフィ装置の一部分とすることができる。放射線源SOと照明器ILを、必要であればビーム送達システムと共に、放射線システムと呼んでもよい。通常、放射線源から照明器または光学システムへ放射線が伝播する経路内に、リソグラフィ装置の一部として、放射線源の一部として、または別個の実体としてデブリ抑制システムDが位置付けられる。また、放射線源SOおよびデブリ抑制システムDを放射線システムの一部とみなすこともできる。
照明器ILは、放射線ビームの角度強度分布を調節するための調節器を含んでいてもよい。一般に、照明器のひとみ平面での強度分布の少なくとも外側および/または内側ラジアル範囲(通常、それぞれσアウターおよびσインナー呼ばれる)を調節することができる。さらに、照明器ILは、積分器および集光器など様々な他の構成要素を含むこともある。照明器を使用して、断面で所望の一様性および強度分布を有するように放射線ビームを調整することができる。
放射線ビームBは、支持構造(例えばマスク・テーブルMT)上に保持されたパターン付与デバイス(例えばマスクMA)に入射し、パターン付与デバイスによってパターンを付与される。マスクMAを通った後、放射線ビームBは投影システムPSを通過し、投影システムPSが、ビームを基板Wのターゲット部分Cに集束する。第2の位置決め手段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、または容量センサ)を用いて、例えば放射線ビームBの経路内に様々なターゲット部分Cを位置決めするように、基板テーブルWTを正確に移動させることができる。同様に、第1の位置決め手段PMおよび別の位置センサIF1を使用して、マスクMAを、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、または走査中に、放射線ビームBの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルMTの移動は、第1の位置決め手段PMの一部を成す長行程モジュール(粗い位置決め)および短行程モジュール(精密な位置決め)を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルWTの移動は、第2の位置決め手段PWの一部を成す長行程モジュールおよび短行程モジュールを使用して実現することができる。(スキャナとは対照的に)ステッパの場合には、マスク・テーブルMTを、短行程アクチュエータのみに接続してもよく、あるいは固定してもよい。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。図示した基板アラインメント・マークは特定のターゲット部分に位置しているが、それらをターゲット部分間の空間内に位置付けることもできる(これらは、スクライブ・レーン・アラインメント・マークとして知られている)。同様に、複数のダイがマスクMA上に提供される状況では、マスク・アラインメント・マークをダイの間に位置付けてもよい。
図示の装置は、以下のモードの少なくとも1つで使用することができる。
(1)ステップ・モードでは、マスク・テーブルMTおよび基板テーブルWTは本質的に静止して保たれ、放射線ビームに与えられた全パターンが一度にターゲット部分Cに投影される(すなわち、ただ1回の静的露光)。次いで、異なるターゲット部分Cを露光することができるように、基板テーブルWTがXおよび/またはY方向に移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ1回の静的露光で結像されるターゲット部分Cのサイズを制限する。
(2)走査モードでは、放射線ビームに与えられたパターンがターゲット部分Cに投影されている間に、マスク・テーブルMTと基板テーブルWTとが同期して走査される(すなわち、ただ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PSの拡大(縮小)およびイメージ反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ1回の動的露光におけるターゲット部分の(非走査方向での)幅を制限し、走査運動の長さが、ターゲット部分の(走査方向での)高さを決定する。
(3)別のモードでは、放射線ビームに与えられたパターンがターゲット部分Cに投影されている間に、マスク・テーブルMTが、プログラム可能パターン付与デバイスを保持して本質的に静止して保たれ、基板テーブルWTが移動または走査される。このモードでは、通常、パルス放射線源が採用され、プログラム可能パターン付与デバイスは、基板テーブルWTの毎回の移動後に、または走査中に、連続する放射線パルスの合間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどプログラム可能パターン付与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。
上述した使用モードの組合せおよび/または変形態様、あるいは全く異なる使用モードを採用することもできる。
図2に、放射線を発生するための放射線源SOと、放射線の発生により解放される少なくともいくらかのデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムDと、放射線を集めるための光学システムOSとを含む放射線源装置の一部をより詳細に示す。図2に示されるデブリ抑制システムDは、放射線源から光学システムへ放射線が伝播する経路内で、デブリ粒子の少なくともいくらかを直接蒸発させるように配置されている。この経路の方向は、矢印A1によって概略的に示されている。デブリ抑制システムDは、デブリ粒子を加熱するための加熱器Hを含む。加熱器はオーブンを含むことができる。デブリ抑制システムDは、放射線源から光学システムへ放射線が伝播する経路がオーブンを通って延びるように構成することができる。さらに、デブリ抑制システムDは、加えられる熱が効率良く使用されるように断熱材料を利用することもできる。加熱器は、経路内でデブリ粒子に熱エネルギーを供給するように配置され、それによりこれらの粒子、特にナノメートルからマイクロメートルまでのオーダーの寸法を有する粒子が蒸発する。
本発明による1つの放射線源装置を図3に概略的に示す。この実施例では、デブリ抑制システムDが、電磁放射線を発生するためのEM発生器EMGを含む。EM発生器は、フラッシュ・ランプ、レーザ、またはI線ランプを含む場合がある。特定の実施例によるデブリ抑制システムDは、EM発生器EMGが約100ワットから約4000ワットの範囲内で、またはより具体的には約200ワットでパワーを供給することができるように構成される。Sn(スズ)のマイクロサイズの粒子は、約200ワットを提供する熱エネルギー源によって加熱されたとき、1マイクロ秒未満で蒸発することが判明している。粒子がより小さい場合、そのような粒子の完全な蒸発に必要な時間はさらに短い。
この実施例では、デブリ抑制システムは、電磁放射線を反射するためのEM放射線反射器EMRを採用することができ、それにより電磁放射線は、経路を一度横切った後に、経路に向けて戻される。
この実施例は以下のように作用する。電磁放射線発生器EMGが電磁放射線を発生し、矢印A1によって表される経路内に存在するデブリ粒子に電磁放射線を吸収させて、デブリ粒子を蒸発させる。デブリ粒子と相互作用しなかったために、デブリ粒子によって吸収されていない電磁放射線は、電磁放射線反射器EMRによって反射することができ、したがってデブリ粒子によって吸収されるように新たな機会を得る。図3に示されるように、電磁放射線反射器の相互の向き、および電磁放射線反射器EMRに対するEM発生器EMGの位置は、矢印A1によって表される経路内で電磁放射線がデブリ粒子によって吸収される可能性を高めるために、電磁放射線ができるだけ長く電磁放射線反射器EMR間に保たれるように選択することができる。図3で、電磁放射線は、矢印EMによって表されている。
加熱器Hを採用する実施例と、EM発生器EMGを採用する実施例との両方に関して、通常は毎秒約数十メートルの速度で経路に沿って移動するデブリ粒子(粒子がより小さい場合は、さらに毎秒数百メートルまで)を1マイクロ秒以内に蒸発させることができるということが当てはまる。したがって、約1センチメートルの距離を進んだときに粒子が蒸発され得る。これは、放射線源SOの近くでのデブリ粒子の抑制を可能にする。
電磁放射線は、光イオン化のプロセスによってデブリ粒子が荷電されるように選択することができることを理解されたい。以下にさらに説明するように、荷電粒子は、簡単に抑制することができる。
図4に、本発明の一実施例による放射線源装置を概略的に示す。この実施例では、デブリ抑制システムDが、電子ビームを発生させるためのEB発生器EBGを含む。電子は、矢印A1によって表される経路内に存在するデブリ粒子をイオン化することができ、したがって電子ビームは、これらの粒子を荷電することができる。この実施例では、デブリ抑制システムDは、電子を反射するためのEB反射器EBRを採用することができ、それにより電子は、経路を一度横切った後に、経路に向けて再び戻される。電子ビーム反射器は、電子ビームができるだけ長く電子ビーム反射器間に閉じ込められるように互いに対して向けられる。電子ビームは、図4で矢印EBによって表されている。
この実施例では、デブリ抑制システムは、荷電粒子が光学システムに向けて偏向されるように、電場および/または磁場を発生させるための電場および/または磁場発生器を含むこともできる。電場および/または磁場発生器は図4に示されていない。電場および/または磁場を発生させるための任意の機構を適用することができる。電場および/または磁場は、図4で点線の矢印A2によって表されている。電場および/または磁場の強度、ならびに電場および/または磁場の方向は、荷電デブリ粒子が光学システムに到達する可能性が低くなるように選択することができる。また、図2および図3の実施例にも矢印A2が示されており、これは、放射線の発生中に解放されたデブリ粒子の中に存在する荷電粒子、または光イオン化によって生成された荷電粒子を偏向するために電場および/または磁場を適用することができることを表している。
電場および/または磁場を適用するために、当業者は、電極、磁石、永久磁石または電磁石、あるいは当技術分野でよく知られている任意の他のシステムを使用することができる。
図5に、本発明の一実施例による放射線源装置を示す。この実施例では、デブリ抑制システムDが、デブリ粒子からプラズマPを発生させるためのプラズマ発生器PGを含む。プラズマ中に荷電粒子も生成される。この実施例も、荷電粒子が光学システムに向けて偏向されるように、電場および/または磁場を発生させるための電場および/または磁場発生器を含むことができる。有用なプラズマ発生器は当技術分野でよく知られている。
図6に、本発明の一実施例による放射線源装置を概略的に示す。この実施例では、放射線源SOから光学システムOSへ放射線が伝播する経路の一部が2つの部分I、IIに分割される。第1の部分では、デブリ抑制システムが、デブリ粒子を蒸発させるように配置された加熱器を含む。第2の部分IIでは、デブリ抑制システムDは、EM発生器EMGおよび/またはEB発生器EBGを含むことができる。また、第2の部分は、EB反射器および/または電磁放射線反射器EMRを含んでいてもよい。経路の第1の部分では、粒子を蒸発させることができ、それゆえ、粒子は、より小さな粒子、すなわち非常に小さな分子または原子になる。経路の第2の部分では、電場および/または磁場による偏向を可能にするように、これらの粒子を荷電することができる。
デブリ抑制システムDが、(i)デブリ粒子を直接蒸発させること、(ii)デブリ粒子を直接荷電すること、および(iii)デブリ粒子からプラズマを直接発生させることのうち1つのみを行うことができる場合もあることを理解されたい。別法として、図2〜5に示される実施例の組合せが、抑制プロセスのさらなる最適化を可能にすることがある。図6は、実現可能な組合せの一例を示している。例えば、プラズマ発生器を、他の実施例の任意のものと組み合わせることができる場合もある。
本明細書では、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かもしれないが、本明細書で説明したリソグラフィ装置が、集積光システム、磁区メモリ用の誘導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)、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の用途を有していてもよいことを理解されたい。そのような他の用途の文脈では、本明細書における用語「ウェハ」または「ダイ」の使用を、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義と考えることができることを当業者は理解されよう。本明細書で言及した基板は、露光前または露光後に、例えばトラック(典型的には、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール)、測定ツールおよび/または検査ツールで処理することができる。該当する場合には、本明細書における開示を、そのような基板処理ツール、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、例えば多層ICを作成するために基板を複数回加工することもでき、したがって、本明細書で使用する用語「基板」は、複数回加工された層をすでに含む基板を表す場合もある。
上では、光リソグラフィの文脈での本発明の実施例の使用に特に言及してきたが、本発明は、他の用途、例えばインプリント・リソグラフィで使用することもでき、文脈が許す限り、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン付与デバイスのトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを画定する。パターン付与デバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジストの層にプレスすることができ、その後、レジストは、電磁放射線、熱、圧力、またはそれらの組合せを加えることによって硬化される。レジストが硬化した後に、パターン付与デバイスがレジストから外され、レジストにパターンが残る。
本明細書で使用する用語「放射線」および「ビーム」は、紫外(UV)放射線(例えば、波長が約365、355、248、193、157、または126nm)および極端紫外(EUV)放射線(例えば、波長が5〜20nmの範囲内)を含めた全てのタイプの電磁放射線を包含する。
用語「レンズ」は、文脈が許す限り、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気光学構成要素を含めた様々なタイプの光学構成要素の任意の1つまたは組合せを表す場合がある。
本発明の特定の実施例を上述してきたが、説明した以外の形で本発明を実施することもできることを理解されたい。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述するマシン可読命令の1つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、または内部にそのようなコンピュータ・プログラムが記憶されたデータ記憶媒体(例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク)の形態とすることができる。
上の説明は例示の意図のものであり、限定を加えるものではない。したがって、特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、説明した本発明に変更を加えることができることは当業者に明らかであろう。
B 放射線ビーム
IL 照明システム、照明器
MA パターン付与デバイス、マスク
PM 第1の位置決め手段
MT 支持構造、マスク・テーブル
W 基板
PW 第2の位置決め手段
WT 基板テーブル、ウェハ・テーブル
C ターゲット部分
PS 投影システム
SO 放射線源
D デブリ抑制システム
OS 光学システム
H 加熱器
EM 電磁放射線
EMG EM発生器、電磁放射線発生器
EMR EM放射線反射器
EB 電子ビーム
EBG EB発生器
EBR EB反射器
P プラズマ
PG プラズマ発生器
IL 照明システム、照明器
MA パターン付与デバイス、マスク
PM 第1の位置決め手段
MT 支持構造、マスク・テーブル
W 基板
PW 第2の位置決め手段
WT 基板テーブル、ウェハ・テーブル
C ターゲット部分
PS 投影システム
SO 放射線源
D デブリ抑制システム
OS 光学システム
H 加熱器
EM 電磁放射線
EMG EM発生器、電磁放射線発生器
EMR EM放射線反射器
EB 電子ビーム
EBG EB発生器
EBR EB反射器
P プラズマ
PG プラズマ発生器
Claims (21)
- 放射線を発生するための放射線源と、
放射線の前記発生によって解放されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、
前記放射線を収集するための光学システムと
を有する放射線源装置であって、
前記デブリ抑制システムは、前記放射線源から前記光学システムへ前記放射線が進む経路内で、前記デブリ粒子を直接蒸発させるように、前記デブリ粒子を直接荷電するように、または前記デブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置されている放射線源装置。 - 前記デブリ抑制システムが、(i)前記デブリ粒子を直接蒸発させること、(ii)前記デブリ粒子を直接荷電すること、および(iii)前記デブリ粒子からプラズマを直接発生させることのうち1つのみを行うことができる請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが、前記デブリ粒子を加熱するための加熱器を有している請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記加熱器がオーブンを有している請求項3に記載の放射線源装置。
- 前記加熱器が放熱器を有している請求項3に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが断熱材料を有している請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが、電磁放射線を発生するためのEM発生器を有している請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記EM発生器がフラッシュ・ランプを有している請求項7に記載の放射線源装置。
- 前記EM発生器がレーザを有している請求項7に記載の放射線源装置。
- 前記EM発生器がI線ランプを有している請求項7に記載の放射線源装置。
- 前記EM発生器が、約100ワットから約1000ワットの範囲内でパワーを供給することができる請求項7に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが、電磁放射線を反射するためのEM放射線反射器を有し、それによって前記経路を一度横切った後の前記電磁放射線が前記経路に向けて戻される請求項7に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが、電子ビームを発生させるためのEビーム発生器を有している請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが、電子を反射するためのEビーム反射器を有し、それによって前記経路を一度横切った後の前記電子が前記経路に向けて戻される請求項13に記載のリソグラフィ装置。
- 前記デブリ抑制システムが、前記デブリ粒子からプラズマを発生させるためのプラズマ発生器を有している請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記デブリ抑制システムが、電場および/または磁場をそれぞれ発生させるための電場および/または磁場発生器をさらに有し、それによって荷電粒子が前記光学システムに向かって偏向される請求項1に記載の放射線源装置。
- 前記放射線を調整するための照明システムと、
前記調整された放射線にパターンを付与するためのパターン付与デバイスと、
前記パターンが付与された放射線を基板のターゲット部分に投影するための投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、
前記放射線を送達するために請求項1に記載の放射線源装置を有しているリソグラフィ装置。 - リソグラフィ装置内で放射線を調整するように構成された照明システムであって、
前記放射線が発生されるときに解放される少なくともいくらかのデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムと、
前記放射線を収集するための光学システムと
を有する照明システムにおいて、
前記デブリ抑制システムは、前記放射線を発生する放射線源から前記光学システムへ前記放射線が進む経路内で、前記デブリ粒子を直接蒸発させるように、前記デブリ粒子を直接荷電するように、または前記デブリ粒子からプラズマを直接発生させるように、あるいはそれらの任意の組合せを行うように配置されている照明システム。 - 前記デブリ抑制システムが、(i)前記デブリ粒子を直接蒸発させること、(ii)前記デブリ粒子を直接荷電すること、および(iii)前記デブリ粒子からプラズマを直接発生させることのうち1つのみを行うことができる請求項18に記載の照明システム。
- 放射線源から光学システムへ放射線が進む経路内で、前記放射線の発生中に解放される少なくともいくらかのデブリ粒子を抑制するための方法であって、前記経路内で、前記デブリ粒子を直接蒸発させること、前記デブリ粒子を直接荷電すること、または前記デブリ粒子からプラズマを直接発生させること、あるいはそれらの任意の組合せを行うことを含む方法。
- (i)前記デブリ粒子を直接蒸発させること、(ii)前記デブリ粒子を直接荷電すること、および(iii)前記デブリ粒子からプラズマを直接発生させることのうち1つのみを含む請求項20に記載の方法。
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