JP2013524525A - Ｅｕｖ放射源およびｅｕｖ放射生成方法 - Google Patents

Ｅｕｖ放射源およびｅｕｖ放射生成方法 Download PDF

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Abstract

ＥＵＶ放射源であって、燃料液滴をプラズマ生成位置（２０１）に送るように構成された燃料供給源（２００）と、プラズマ生成位置において燃料液滴に入射する第１レーザ放射ビーム（２０５）を供給し、それによって燃料液滴を気化させるように構成された第１レーザビーム源と、プラズマ生成位置においてその後第２レーザ放射ビーム２５０を供給するように構成された第２レーザビーム源と、を備え、第２レーザ放射ビームは、燃料液滴の不完全気化に起因するデブリ粒子（２５２）を気化させるように構成される、ＥＵＶ放射源。
【選択図】図４

Description

[関連出願の相互参照]
[0001] 本発明は、２０１０年４月８日に出願された米国仮出願第６１／３２２，１１４号および２０１０年７月１３日に出願された米国仮出願第６１／３６３，７２０号の利益を主張し、これら両方の仮出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、ＥＵＶ放射源およびＥＵＶ放射生成方法に関する。ＥＵＶ放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成し得る。
[0003] 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。
[0004] リソグラフィは、ＩＣならびに他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかし、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型ＩＣあるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするための、より重要な要因になりつつある。
[0005] パターンプリンティングの限界の理論的な推定値は、式（１）に示す分解能のレイリー規準によって与えることができる：
Figure 2013524525
ここで、λは、使用される放射の波長であり、ＮＡは、パターンを印刷するために使用される投影システムの開口数である。ｋ１は、レイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整係数であり、ＣＤは、印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンジョン）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は、３つの方法、すなわち露光波長λを短くすること、開口数ＮＡを大きくすること、またはｋ１の値を小さくすること、によって達成可能であるということになる。
[0006] 露光波長を短くし、ひいては最小印刷可能サイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３〜１４ｎｍの範囲内、例えば、６．７ｎｍや６．８ｎｍなどの５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源としては、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によって与えられるシンクロトロン放射に基づく放射源が含まれる。
[0007] ＥＵＶ放射は、プラズマを使用して生成することができる。ＥＵＶ放射を生成する放射システムは、燃料を励起してプラズマを供給するレーザと、プラズマを収容するソースコレクタモジュールとを含むことができる。プラズマは、例えば、レーザビームを適切な材料（例えば、スズ）の粒子、適切なガス流または蒸気流（Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気など）などの燃料に誘導することによって生成することができる。結果として得られるプラズマは、放射コレクタを使用して集光される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。放射コレクタは、ミラー垂直入射放射コレクタとすることができ、ミラー垂直入射放射コレクタは、放射を受け、その放射をビームに集束させる。ソースコレクタモジュールは、真空環境を提供してプラズマを支持するように配置された囲い構造またはチャンバを含むことができる。そのような放射システムは、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれる。
[0008] レーザビームが燃料に入射すると、燃料の気化が不完全になり得る。従って、燃料の一部が蒸気に変わるのではなく、デブリ粒子に変わる。デブリ粒子はリソグラフィ装置内のコレクタまたは他の光学表面に入射し得るので、望ましくなく、コレクタまたは他の光学表面の反射率を低減させる場合がある。
[0009] リソグラフィ装置のコレクタまたは他の光学表面に入射するデブリ粒子の量を低減させることが望ましい。
[0010] 本発明の一態様によれば、燃料液滴をプラズマ生成位置に送るように構成された燃料供給源を備えるＥＵＶ放射源が提供される。第１レーザビーム源は、プラズマ生成位置において燃料液滴に入射する第１レーザ放射ビームを供給し、それによって当該燃料液滴を気化させてＥＵＶ放射放出プラズマを生成するように構成される。第２レーザビーム源は、プラズマ生成位置においてその後第２レーザ放射ビームを供給するように構成される。第２レーザ放射ビームは、燃料液滴の不完全気化に起因するデブリ粒子を気化させるように構成される。第２レーザビーム源は、１００ナノメートル以上の波長を有する第２レーザ放射ビームを生成するように構成され得る。
[0011] 本発明の第二の態様によれば、ＥＵＶ放射を生成する方法であって、燃料液滴をプラズマ生成位置に送ることと、第１レーザ放射ビームをプラズマ生成位置に誘導することによって燃料液滴を気化させてＥＵＶ放射放出プラズマを生成することと、その後、第２レーザ放射ビームをプラズマ生成位置に誘導することによって燃料液滴の不完全気化に起因するデブリ粒子を気化させることと、を含む、方法が提供される。
[0012] 第１レーザ放射ビームはパルス化されてよく、第２レーザ放射ビームはパルス化されてよい。第２レーザ放射ビームの放射パルスの始端は、第１レーザ放射ビームの放射パルスの始端から１００ナノ秒以上後にプラズマ生成位置１００に入射し得る。第２レーザ放射ビームの放射パルスが、プラズマが減衰した後にプラズマ生成位置に入射し得る。第２レーザ放射ビームは、ＥＵＶ放射源の光軸に対して３０°以下の角度を定め得る。
[0013] 本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明のさまざまな実施形態の構造および動作を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。なお本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されない。このような実施形態は、例示のためにのみ本明細書で示される。本明細書の教示に基づいて、追加の実施形態が当業者には明らかであろう。
[0014] 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。
[0015] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [0016] 図２は、図１のリソグラフィ装置をより詳細に示す。 [0017] 図３は、特定の時点におけるリソグラフィ装置のソースコレクタモジュールの一部分の概略図である。 [0018] 図４は、後の時点におけるソースコレクタモジュールの同一部分の概略図である。
[0019] 図１は、本発明の一実施形態に係る、ソースコレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
[0020] −放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）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と、
[0021] −パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構成され、かつパターニングデバイスを正確に位置決めす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、
[0022] −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、かつ基板を正確に位置決めす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、
[0023] −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、反射投影システム）ＰＳと、を備える。
[0024] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するための、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。
[0025] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、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ＭＡを保持する。サポート構造は、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。
[0026] 「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。放射ビームに付与されたパターンは、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場合がある。
[0027] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。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。
[0028] 照明システムなどの投影システムは、使われている露光放射にとって、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切な、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。ＥＵＶ放射に対して真空を用いることが望ましいことがある。というのは、ガスは放射を吸収し過ぎる場合があるからである。従って、真空壁および真空ポンプを用いて、真空環境をビーム経路全体に提供することができる。
[0029] 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。
[0030] 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、追加のテーブルは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。
[0031] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、ソースコレクタモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームを受ける。ＥＵＶ放射を生成する方法としては、ＥＵＶ範囲の１つ以上の発光線を用いて材料を少なくとも１つの元素、例えばキセノン、リチウム、またはスズを有するプラズマ状態に変換することが含まれるが、必ずしもこれに限定されない。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多いそのような方法において、燃料をレーザビームで照射することによって、必要なプラズマを生成することができる。燃料は、例えば、必要な線発光素子を有する材料の液滴、流れ、またはクラスタとすることができる。ソースコレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを供給するための図１に示されないレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部であってよい。結果として得られるプラズマは、出力放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、この出力放射は、ソースコレクタモジュール内に配置された放射コレクタを使用して集光される。例えば、ＣＯ２レーザを使用して燃料励起のためのレーザビームを供給する場合、レーザおよびソースコレクタモジュールは、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、レーザは、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、レーザからソースコレクタモジュールへ、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、例えば、放射源が、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は、ソースコレクタモジュールの一体部分とすることもできる。
[0032] 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、ファセット視野ミラーデバイスおよびファセット瞳ミラーデバイス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。
[0033] 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（例えば、マスク）ＭＡから反射された後、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ＰＳ２（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の経路内に位置決めするように、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ＰＳ１を使い、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスク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。
[0034] 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。
[0035] １．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）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。
[0036] ２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）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（例えば、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（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。
[0037] 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（例えば、マスクテーブル）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。
[0038] 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。
[0039] 図２は、ソースコレクタモジュールＳＯと、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを備えるリソグラフィ装置１００をより詳細に示している。ソースコレクタモジュールＳＯは、真空環境をソースコレクタモジュールＳＯの囲い構造２２０内に維持することができるように構築および配置される。
[0040] レーザＬＡは、燃料供給源２００から供給されるキセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、またはリチウム（Ｌｉ）などの燃料内に、レーザビーム２０５を介してレーザエネルギーを堆積させるように配置され、それによって電子温度が数１０ｅＶの高電離プラズマ２１０が生成される。イオンの脱励起および再結合中に生成されたエネルギー放射は、プラズマから放出され、近垂直入射コレクタＣＯによって集光され、集束される。
[0041] コレクタＣＯによって反射された放射は、仮想放射源点ＩＦに集束される。仮想放射源点ＩＦは、一般に中間焦点と呼ばれ、ソースコレクタモジュールＳＯは、中間焦点ＩＦが囲い構造２２０の開口２２１に、または開口２２１の付近に位置するように配置される。仮想放射源点ＩＦは放射放出プラズマ２１０の像である。
[0042] その後、放射は照明システムＩＬを横切る。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおける放射ビーム２１の所望の角度分布およびパターニングデバイスＭＡにおける放射強度の所望の均一性を与えるように配置されたファセット視野ミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含むことができる。パターニングデバイスＭＡで放射ビーム２１が反射されると、パターン形成されたビーム２６が形成され、パターン形成されたビーム２６は、投影システムＰＳによって、反射エレメント２８および３０を介して、基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。
[0043] 一般に、図示されたエレメントより数の多いエレメントが照明システムＩＬおよび投影システムＰＳに存在してよい。さらに、図示されたミラーより数の多いミラーが存在してよい。例えば、図２に示すものと比較して、投影システムＰＳ内に追加の１つ〜６つの反射エレメントが存在してよい。
[0044] 図３は、図２のソースコレクタモジュールＳＯの一部分のより大きい概略図である。図３を参照すると、燃料供給源２００は、燃料の液滴（例えば、スズ）を、コレクタＣＯの焦点に位置決めされるプラズマ生成位置２０１に供給している。レーザビーム２０５は、燃料液滴に入射し、それによって燃料液滴を気化させる。結果として得られるプラズマ２１０は、コレクタＣＯによって集光されて中間焦点ＩＦ（コレクタの第２焦点）に集束されるＥＵＶ放射を放出する。ＥＵＶ放射は、中間焦点ＩＦからリソグラフィ装置の照明システム内に進む（図２を参照）。ソースコレクタモジュールの光軸ＯＸは、図３の破線によって示されている。
[0045] 図３は、レーザビーム２０５が燃料液滴に入射し、当該燃料液滴がプラズマ２１０を形成し始めた時点の状況を概略的に示すことを試みている。
[0046] 図４は、図３と同様であるものの、後の時点における装置を示している。図４において、レーザビーム２０５は、もはやプラズマ生成位置に入射しない。しばらくの時間が経っているので、プラズマは減衰しており、もはや存在しない。レーザビーム２０５（以降、第１レーザビーム２０５と呼ぶ）は、もはやプラズマ生成位置２０１に入射しない。しかし、今度は、第２レーザビーム２５０が、プラズマ生成位置２０１に入射する。図４から分かるように、第２レーザビーム２５０は、プラズマ生成位置を越えて進み、中間焦点ＩＦに隣接して配置されるビームストップ２５１に入射する。
[0047] 第２レーザビーム２５０は、図３に示す第１レーザビーム２０５より大きい直径を有する。本実施形態において、第２レーザビーム２５０は、光軸ＯＸ上に位置せず、光軸に対する角度を定める。第２レーザビーム２５０の目的は、第１レーザビーム２０５による燃料液滴の不完全な気化中に生成されたデブリ粒子を気化させることである。デブリ粒子２５２は、図４に概略的に示されている。デブリ粒子のサイズは、目に見えるように図４において誇張されている。
[0048] 第２レーザビーム２５０は、かなりの割合のデブリ粒子２５２を気化させるために十分なパワーおよび十分な直径を有し得る。デブリ粒子の気化は有利である。というのは、デブリ粒子はいったん気化すると、リソグラフィ装置のコレクタＣＯまたは他の光学表面上に汚染を生じさせないからである。
[0049] 第２レーザビーム２５０をパルス化することができ、それによって（レーザビームが継続的に供給された場合と比較して）より高強度の放射をプラズマ生成位置２０１に射出することができる。より高強度の放射は、より低強度の放射と比べてデブリ粒子のより完全な気化をもたらす。第２レーザビーム２５０は、例えば、１０ナノ秒以上のパルス長を有し得る。第２レーザビームは、例えば、１０マイクロ秒以下のパルス長を有し得る。
[0050] 図３および図４から推認され得るように、プラズマ生成位置に入射する第１レーザビーム２０５とプラズマ生成位置に入射する第２レーザビーム２５０との間の時間遅延が生じ得る。時間遅延は、燃料液滴が第１レーザビーム２０５によって気化する態様に起因するさまざまな要因を考慮に入れ得る。燃料液滴が気化する正確な態様は十分に分かっていないが、気化プロセスは以下のとおりであり得ると考えられている。第１レーザビーム２０５は、燃料液滴（この例では、燃料はスズである）の一方側に入射する。スズの小粒子は燃料液滴の表面からアブレーションされ、燃料液滴から離れるように進む。エネルギーが燃料液滴によって吸収され、それにより燃料液滴が温度上昇し膨張する。燃料液滴は、膨張し続け、そして分解する。燃料液滴が分解するにつれて、燃料液滴の一部は気化し、ＥＵＶ放射放出プラズマを形成する。気化しない燃料液滴の一部は、さまざまなサイズを有するスズのデブリ粒子２５２を形成する。
[0051] 第１レーザビーム２０５が燃料液滴に入射しなくなった後に燃料液滴が砕けて気化する場合があり得る。これは、第１レーザビーム２０５のパルス長次第であり得る。
[0052] 小さいデブリ粒子は、より大きいデブリ粒子と比べてより早く進む。これらの小さいデブリ粒子は、燃料液滴の最初のアブレーション中に生成されている場合がある。小さいデブリ粒子の早期形成および高速度（例えば、最高１０００ｍ／ｓ）に起因して、所与の時点において、これらの液滴は、より大きいデブリ粒子と比べてプラズマ生成位置２０１からより遠くに位置する。より大きいデブリ粒子は、より後に生成され、より低い速度を有することになる。
[0053] デブリ粒子は、すべての方向に等しくプラズマ生成位置２０１から広がるのではないと考えられている。むしろ、（他の方向と比較して）より高い割合のデブリ粒子が中間焦点ＩＦの通常の方向に進み得ると考えられている。このため、第２レーザビーム２５０は、ソースコレクタモジュールの光軸ＯＡにかなり重なる向きを有している。このことは図４に概略的に示されており、プラズマ生成位置２０１を通過し、プラズマ生成位置を越えて光軸ＯＡとのかなりの重なりをもたらす第２レーザビーム２５０を示している。本発明の別の実施形態において、第２レーザビーム２５０は、任意の向きでプラズマ生成位置２０１に誘導され得る。ただし、一部の向きは、説明した実施形態（または第２レーザビーム２５０の光軸ＯＡとのかなりの重なりをもたらす他の実施形態）によってもたらされる気化と比較してデブリ粒子の少ない気化をもたらすことがある。
[0054] 一実施形態において、第２レーザビーム２５０は、第１レーザビーム２０５と同軸であり得る。しかし、このことを達成するためには、プラズマ生成位置２０１に入射する第１レーザビーム２０５の望ましくないパワーの減少を引き起こし得るビームスプリッタまたは他の光学系を第１レーザビーム２０５のビーム経路に設けることが必要になり得る。図４に示すように、第２レーザビーム２５０は、ソースコレクタモジュールの光軸ＯＡに対して小さい角度で供給される場合があり、それによって第２レーザビーム２５０を第１レーザビーム２０５のビーム経路に導く光学系を設ける必要を回避する。光軸に対する小さい角度は、例えば、３０°未満、２０°未満、または１０°未満とすることができる。
[0055] ソースコレクタモジュールの光軸ＯＡに対して小さい角度で第２レーザビーム２５０を設けることは、中間焦点ＩＦに向かって（従って、照明システムＩＬのリフレクタまで）進んでいるデブリ粒子２５２が第２レーザビーム内で最長時間を過ごすという利点をもたらす。特にこれらのデブリ粒子が照明システムＩＬのリフレクタに入射しないように、また、リフレクタの反射率を低下させないように、デブリ粒子を気化させることが望ましい。
[0056] 第１レーザビーム２０５がプラズマ生成位置２０１において燃料液滴に最初に入射する時点と、第２レーザビーム２５０がプラズマ生成位置２０１に入射する時点との間に遅延が存在する。時間遅延は、第１レーザビーム２０５のパルスの始端から第２レーザビーム２５０のパルスの始端まで測定され得る。時間遅延は、例えば、１００ナノ秒以上とすることができる。時間遅延は、例えば、５マイクロ秒とすることができる。時間遅延は、第２レーザビーム２５０がプラズマ生成位置２０１に入射する前に、燃料液滴の気化によって生成されたプラズマが減衰し得るという点で有益であり得る。プラズマは、第２レーザビーム２５０を吸収し得る。従って、存在する場合、デブリ粒子に入射する第２レーザビーム２５０の放射の強度を低減させ得る。時間遅延の更なる利点は、時間遅延によって、燃料液滴が砕け、砕けたものが互いにある程度分離する時間が与えられることである。断片の分離は、第２レーザビーム２５０に関して、第２断片が第１断片の影内に位置する可能性を低減させ、従って、第２レーザビームが第２断片に入射しない可能性を低減させるので、望ましい。
[0057] 第１レーザビーム２０５および第２レーザビーム２５０は、パルスレーザビームである。上述のとおり、第１レーザビーム２０５のパルスの始端と第２レーザビーム２５０のパルスの始端との間の遅延は、例えば、１００ナノ秒以上である。場合により、第１レーザビーム２０５のパルス長は、１００ナノ秒より長くてよい。この場合、第１レーザビーム２０５は、第２レーザビーム２５０がプラズマ生成位置２０１に入射するときにプラズマ生成位置２０１に依然として入射し得る。
[0058] 一実施形態において、遅延は、第１レーザビーム２０５によるプラズマの点火後に経過した時間の観点から測定され得る。遅延は、例えば、第１レーザビーム２０５によるプラズマの点火後の約２マイクロ秒未満であり得る。
[0059] 第２レーザビーム２５０のパルス長は、デブリ粒子２５２がプラズマ生成位置２０１から離れるように進む速度の理解に基づいて選択され得る。例えば、第２レーザビーム２５０のパルス長は、すべてのデブリ粒子２５２が第２レーザビームの直径の外側を進むための（すなわち、第２レーザビームを超えて進むための）所要時間より長い場合がある。
[0060] 第２レーザビーム２５０は、第１レーザビーム２０５のパルスの後にプラズマ生成位置２０１に入射する単一のパルスを含み得る。あるいは、第２レーザビーム２５０は、第１レーザビーム２０５のパルスの後にプラズマ生成位置２０１に入射する複数のパルスを含み得る。デブリ粒子による第２レーザビーム２５０の吸収は、第２レーザビームのピーク強度とともに非線形に増加し得る。第２レーザビーム２５０の強度は、第２レーザビームのパルス長を低減させることによって増加し得る。しかし、上述のとおり、すべてのデブリ粒子２５２が第２レーザビームの直径の外側を進むための所要時間より長い時間、第２レーザビーム２５０でプラズマ生成位置を照明することが望ましい場合がある。第２レーザビーム２５０は、パルス列として設けられ得る。パルス列は、デブリ粒子２５２が第２レーザビームの直径の外側を進むためにかかる時間にわたってプラズマ生成位置２０１においてデブリ粒子２５２を照明するという観点から望ましい持続時間を有し得る。パルス長は、例えば、パルス列の持続時間の１０分の１以下とすることができ、パルス列の持続時間の１００分の１以下とすることができ、または、パルス列の持続時間の１０００分の１以下とすることができる。
[0061] 第２レーザビーム２５０は、例えば、１０ナノ秒以上のパルス長を有し得る。第２レーザビームは、例えば、１０マイクロ秒以下のパルス長を有し得る。
[0062] デブリ粒子２５２に入射する第２レーザビーム２５０の放射のエネルギー密度は、例えば、４Ｊ／ｃｍ２以上であり得る。このことは、０．５ミクロンの直径を有するデブリ粒子（例えば、スズ）を８ナノ秒以内に気化させるために十分であり得る。デブリ粒子２５２に入射する第２レーザビーム２５０の放射のエネルギー密度は、例えば、１６Ｊ／ｃｍ２以上であり得る。このことは、２ミクロンの直径を有するデブリ粒子（例えば、スズ）を３３ナノ秒以内に気化させるために十分であり得る。
[0063] 第２レーザビーム２５０は、例えば、１０マイクロ秒以下の長さを有するパルス列を供給し得る。
[0064] 第２レーザビーム２５０のパルスは、時間の関数としての従来の形状、例えば、ガウス形状を有し得る。あるいは、第２レーザビーム２５０のパルスは、従来にない形状、例えば、パルスの立ち上がりエッジがパルスの立ち下がりエッジより長い非対称形状を有し得る。より長い立ち上がりエッジの作用としては、より低い強度の放射がデブリ粒子に最初に入射するということになる。上述のとおり、最初に生成されたデブリ粒子は、燃料液滴からのアブレーションに起因する小粒子であり得る。放射パルスの立ち上がりエッジにおける比較的低強度は、これらの小さいデブリ粒子を気化させるために十分であり得る。
[0065] 第１レーザビーム２０５のパルスの始端と第２レーザビーム２５０のパルスの始端との間の遅延、および第２レーザビーム２５０のパルス長は、第１レーザビーム２０５の次のパルスがプラズマ生成位置２０１に入射する前に、第２レーザビームのパルスが終了しているようにされ得る。第１レーザビーム２０５の連続するパルスは、例えば、２０マイクロ秒以上ごとに区切られ得る。
[0066] 第１レーザビーム２０５のパルスと第２レーザビーム２５０のパルスとの間の時間遅延を示すことに加えて、図３および図４は、第１レーザビーム２０５と第２レーザビーム２５０の直径の違いを概略的に示している。第１レーザビームの燃料液滴に入射する割合を最大にするために、第１レーザビーム２０５は、プラズマ生成位置２０１に密に集束される（説明を容易にするために、集束光学系は省略されている）。燃料液滴は、例えば、１０ミクロン程度の直径を有し得る。第１レーザビーム２０５も同様の直径を有し得る。これに対して、第２レーザビーム２５０は、プラズマ生成位置において密な集束を有する必要はない。むしろ、第２レーザビーム２５０は、第２レーザビーム２５０がかなりの割合のデブリ粒子に入射する程度に十分に大きい直径を有し得る。
[0067] 第２レーザビーム２５０は、例えば、プラズマ生成位置２０１において０．４ｍｍ以上の直径を有してよく、例えば、プラズマ生成位置において１ｍｍ以上の直径を有してよく、また、例えば、プラズマ生成位置において２ｍｍ以上の直径を有してよい。第２レーザビーム２５０は、例えば、プラズマ生成位置２０１において６ｍｍ以上の直径を有してよい。第２レーザビーム２５０は、例えば、プラズマ生成位置２０１において約１ｍｍ２であってよい。
[0068] 第２レーザビーム２５０の波長は、デブリ粒子が気化する効率に対して影響を及ぼし得る。この場合であるかどうか確かでないが、デブリ粒子が第２レーザビーム２５０の波長よりかなり小さい直径を有する場合、そのデブリ粒子による第２レーザビームの吸収効率は低減することがある。従って、第２レーザを用いて気化させることが望ましい最小のデブリ粒子の直径より短い、またはそのような直径と実質的に等しい波長で第２レーザビーム２５０を供給することが有利であり得る。
[0069] 最小閾値直径未満の直径を有するデブリ粒子を気化させることが望ましくない場合があり得る。最小閾値直径は、例えば、３００ナノメートルであり得る。ガス流デブリ緩和システム、またはフォイルトラップなどの他の機構は、これらの小さいデブリ粒子をリソグラフィ装置のコレクタＣＯまたは他の光学表面に近づけないために使用され得る。使用され得るフォイルトラップの例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３５９，９６９号に記載されている。
[0070] 場合により、第２レーザビーム２５０は、一部のデブリ粒子を完全に気化させないことがあり、代わりに、それらのデブリ粒子のサイズを単に縮小する場合がある。このことが起こる場合、他の機構が、サイズが縮小されたデブリ粒子をリソグラフィ装置のコレクタＣＯまたは他の光学表面に近づけないようにする。
[0071] 第２レーザビーム２５０の波長は、例えば、１００ナノメートル以上であり得る。第２レーザビーム２５０の波長は、例えば、１０ミクロン以下であり得る。第２レーザビーム２５０の波長は、第１レーザビーム２０５の波長と異なり得る。第２レーザビームは、例えば、エキシマレーザ（例えば、１５７ナノメートルの波長を有する）、ＡｒＦレーザ、ＫｒＦレーザ、ＮｄＹＡＧレーザ、または他の適切なレーザによって生成され得る。レーザは、例えば、０．１ｋＷ以上のパワーを有するレーザビームを生成することが可能であり得る。レーザは、例えば、最高１０ｋＷのパワーを有するレーザビームを生成することが可能であり得る。
[0072] 第１レーザビーム２０５によって用いられる一部の光学系は、第２レーザビーム２５０によっても用いられ得る。このことによって、多少の収差が第２レーザビーム２５０に持ち込まれ得る。しかし、（上述のとおり）第２レーザビームは密に集束されないので、この収差は、第２レーザビームにあまり影響を及ぼさない場合がある
[0073] 第１レーザビーム２０５および第２レーザビーム２５０は、それぞれ第１レーザビーム源および第２レーザビーム源を用いて生成され得る。各レーザビーム源は、例えば、レーザを備えることがあり、さらに、レーザビームを放射生成位置２０１に射出するように構成された１つ以上の光学コンポーネントを備えることがある。
[0074] 一実施形態において、第１レーザビーム２０５および第２レーザビーム２５０は、同一のレーザを用いて生成され得る。このことは、例えば、レーザの利得媒体の第１遷移を用いて第１レーザビーム２０５を生成し、レーザの利得媒体の第２遷移を用いて第２レーザビーム２５０を生成することによって達成され得る（第１および第２遷移は、異なるエネルギーの光子を生じさせる）。この実施形態において、同一のレーザは、第１レーザビーム源の一部を形成してよく、第２レーザビーム源の一部を形成してよい。
[0075] 一実施形態において、ビームストップ２５１は、第２レーザビーム２５０を反射するように構成されたミラー（例えば、集束ミラー）と置き換えられ得る。ミラーは、デブリ粒子２５２によって吸収されない第２レーザビーム２５０の一部を反射してプラズマ生成位置２０１の方に戻し得る。従って、第２レーザビーム２５０は、デブリ粒子に２回目の入射をすることになる。一実施形態において、第２ミラーは、第２レーザビーム２５０が第２ミラーによって反射されて再びプラズマ生成位置２０１を通過して戻るように位置決めされ得る。２つのミラーは、例えば、第２レーザビーム２５０がプラズマ生成位置２０１を複数回通過することを提供し得る。第２レーザビーム２５０がプラズマ生成位置を通過する回数は、例えば、２回以上、５回以上、または１０回以上であり得る。２つのミラーは、例えば、開放型共振器であり得る。
[0076] 本発明の実施形態は、プラズマ生成位置において燃料材料の照射を行ってプラズマ生成位置に存在する燃料材料を気化させる、または当該燃料材料のサイズを縮小するように構築および配置された照射システムを設けるとみなされ得る。照射システムは、第２レーザビームを生成するレーザを備えるとみなされ得る。
[0077] 気化するデブリ粒子への言及は、デブリ粒子の蒸発を含むとみなされ得る。
[0078] 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が、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。
[0079] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
[0080] 「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。
[0081] 「ＥＵＶ放射」という用語は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３〜１４ｎｍの範囲内、または例えば、６．７ｎｍや６．８ｎｍなどの５〜１０ｎｍ範囲内の波長を有する電磁放射を包含していると考えるとよい。
[0082] 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。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこ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、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。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. ＥＵＶ放射源であって、
    燃料液滴をプラズマ生成位置に送る燃料供給源と、
    前記プラズマ生成位置において前記燃料液滴に入射する第１レーザ放射ビームを供給し、それによって当該燃料液滴を気化させてＥＵＶ放射放出プラズマを生成する第１レーザビーム源と、
    前記プラズマ生成位置においてその後第２レーザ放射ビームを供給する第２レーザビーム源と、を備え、当該第２レーザ放射ビームは、前記燃料液滴の不完全気化に起因するデブリ粒子を気化させるように構成される、ＥＵＶ放射源。
  2. 前記第１レーザビーム源は、パルスビームとしての前記第１レーザ放射ビームを供給し、前記第２レーザビーム源は、パルスビームとしての前記第２レーザ放射ビームを供給する、請求項１に記載のＥＵＶ放射源。
  3. 前記第１レーザビーム源および前記第２レーザビーム源は、前記第２レーザ放射ビームの放射パルスの始端が、前記第１レーザ放射ビームの放射パルスの始端から１００ナノ秒以上後に前記プラズマ生成位置に入射するようにさらに構成される、請求項２に記載のＥＵＶ放射源。
  4. 前記第２レーザビーム源は、前記第２レーザ放射ビームの放射パルスが、前記燃料液滴の気化によって生成されたプラズマが減衰した後に前記プラズマ生成位置に入射するように構成される、請求項２または３に記載のＥＵＶ放射源。
  5. 前記第１レーザビーム源および前記第２レーザビーム源は、前記第１レーザ放射ビームの後続の放射パルスが前記プラズマ生成位置に入射する前に、前記第２レーザ放射ビームの放射パルスが終了しているように構成される、請求項２〜４のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
  6. 前記第２レーザビーム源は、放射パルス列としての前記第２レーザ放射ビームを供給する、請求項２〜４のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
  7. 前記第１レーザビームおよび前記第２レーザビーム源は、前記第１レーザ放射ビームの後続の放射パルスが前記プラズマ生成位置に入射する前に、前記第２レーザ放射ビームの前記放射パルス列が終了しているようにさらに構成される、請求項６に記載のＥＵＶ放射源。
  8. 前記第２レーザビーム源は、前記第２レーザ放射ビームの放射パルス長が前記放射パルス列の長さの１０分の１以下であるように構成される、請求項６または７に記載のＥＵＶ放射源。
  9. 前記第２レーザビーム源は、前記第２レーザ放射ビームが前記プラズマ生成位置において０．４ｍｍ以上の直径を有するように構成される、請求項１〜８のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
  10. 前記第２レーザビーム源は、前記第２レーザ放射ビームが前記プラズマ生成位置において０．６ｍｍ以下の直径を有するように構成される、請求項１〜９のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
  11. 前記第２レーザビーム源は、前記第２レーザ放射ビームが当該ＥＵＶ放射源の光軸に対して３０°以下の角度を定めるように構成される、請求項１〜１０のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
  12. 前記第２レーザ放射ビームが前記プラズマ生成位置を２回以上通過するように前記第２レーザ放射ビームを反射するミラーをさらに備える、請求項１〜１１のいずれかに記載のＥＵＶ放射源。
  13. 前記第２レーザ放射ビームが前記プラズマ生成位置を３回以上通過するように前記第２レーザ放射ビームを反射する追加のミラーをさらに備える、請求項１２に記載のＥＵＶ放射源。
  14. リソグラフィ装置であって、
    請求項１〜１３のいずれかに記載のＥＵＶ放射源と、
    前記ＥＵＶ放射源によって生成されたＥＵＶ放射ビームを調整する照明システムと、
    前記ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを与えてパターン形成された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するたサポートと、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン形成されたＥＵＶ放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、を備える、リソグラフィ装置。
  15. ＥＵＶ放射を生成する方法であって、燃料液滴をプラズマ生成位置に送ることと、第１レーザ放射ビームを前記プラズマ生成位置に誘導することによって前記燃料液滴を気化させてＥＵＶ放射放出プラズマを生成することと、その後、第２レーザ放射ビームを前記プラズマ生成位置に誘導することによって前記燃料液滴の不完全気化に起因するデブリ粒子を気化させることと、を含む、方法。
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