JP2014523640A - レーザ生成プラズマ光源内の緩衝ガス流安定化のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

光学系と、ターゲット材料と、ビーム経路に沿って光学系を通過してターゲット材料を照射するレーザビームとを含む極紫外（ＥＵＶ）光源。ＥＵＶ光源は、ビーム経路に沿ってターゲット材料に向けて誘導されるガス流を発生させるためのシステムを更に含み、システムは、容積を取り囲むテーパ付け部材と各ラインが容積内にガス流れを出力する複数のガスラインとを有する。
【選択図】図１

Description

〔関連出願への相互参照〕
本出願は、代理人整理番号２０１０−００２０−０１である２０１１年６月８日出願の「レーザ生成プラズマ光源内の緩衝ガス流安定化のためのシステム及び方法」という名称の米国一般特許出願出願番号第１３／１５６，１８８号に対する優先権を主張するものであり、この特許の内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。

本出願は、原材料から生成されて集光され、かつ例えば約１００ｎｍ及びそれ未満の波長での例えば半導体集積回路製造フォトリソグラフィのためのＥＵＶ光源チャンバの外側での利用に向けて中間位置に誘導されるＥＵＶ光をプラズマから供給する極紫外（ＥＵＶ）光源に関する。

極紫外（ＥＵＶ）光、例えば、約５〜１００ｎｍ又はそれ未満の波長を有し、かつ約１３ｎｍの波長での光を含む電磁放射線（軟Ｘ線ということもある）をフォトリソグラフィ処理に使用して基板、例えば、シリコンウェーハ内の極めて小さな特徴部を生成することができる。

ＥＵＶ光を生成する方法は、以下に限定されるものではないが、輝線がＥＵＶ範囲にある元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有するターゲット材料をプラズマ状態に変換することを含む。

レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ぶことが多い１つのこのような方法において、所要のプラズマは、材料の液滴、流れ、又はクラスターの形態のターゲット材料をレーザビームで照射することによって生成することができる。この点に関して、中間赤外線波長、すなわち、約９．０μｍ〜１１．０μｍの範囲の波長で光を出力するＣＯ₂レーザは、ＬＰＰ処理におけるターゲット材料を照射する駆動レーザとしてのある一定の利点を呈する場合がある。これは、あるターゲット材料、例えば、錫を含む材料に対して特に真である場合がある。１つの利点は、駆動レーザ入力電力と出力ＥＵＶ電力の間に比較的高い変換効率を生成する機能を含むことができる。

ＬＰＰ処理に関して、プラズマは、典型的には、真空チャンバのような密封容器内で生成されて様々なタイプの測定機器を使用してモニタされる。ＥＵＶ放射線を発生させることに加えて、これらのプラズマ処理は、典型的には、熱、高エネルギイオン、及びプラズマ形成処理において完全にはイオン化されない原材料蒸気及び／又は原材料の塊／微細液滴のようなプラズマ形成からの散乱デブリを含む可能性がある望ましくない副産物もプラズマチャンバ内に発生させる。

残念ながら、プラズマ形成副産物は、以下に限定されるものではないが、垂直入射及び／又はかすり入射時のＥＵＶ反射が可能な多層ミラー（ＭＬＭ）を含むミラー、測定検出器表面、プラズマ形成処理を撮像するのに使用される窓、及び例えば窓又は集束レンズとすることができるレーザ入力光学系を含む様々なプラズマチャンバ光学要素の作動効率を潜在的に損なうか又は低減する可能性がある。

熱、高エネルギイオン、及び／又は原材料デブリは、光学要素に対してそれらを加熱し、光透過率を低減する材料でそれらを被覆し、それらに貫通して例えば構造的一体性及び／又は光学特性、例えば、このような短波長で光を反射するミラーの機能を損ない、それらを腐食又は侵蝕し、及び／又はそれらの中に拡散することを含むいくつかの点で有害である場合がある。

水素、ヘリウム、アルゴン、又はその組合せのような緩衝ガスの使用が提案されてきた。緩衝ガスは、プラズマ生成中にチャンバに存在することができ、かつプラズマ生成イオンを遅くするように作用して光学系劣化を低減し、及び／又はプラズマ効率を増大させることができる。例えば、イオンが光学系の表面に到達する前にプラズマ発生イオンのイオンエネルギを約１００ｅＶ未満まで低減するのに十分な緩衝ガス圧力をプラズマと光学系の間の空間に供給することができる。

一部の実施において、緩衝ガスは、真空チャンバ内に導入されて１つ又はそれよりも多くのポンプを使用してそこから除去することができる。これは、熱、蒸気、洗浄反応生成物、及び／又は粒子を真空チャンバから除去することを可能にすることができる。排出されたガスは、廃棄することができ、又は一部の場合には、ガスは、処理され、例えば、濾過、冷却などが行われて再利用することができる。緩衝ガス流を使用してミラー、レンズ、窓、検出器などの表面のような重要な表面から粒子を遠ざけることもできる。この点に関して、流体旋回を含んで逆流を伴う可能性がある渦を有するとして特徴付けることができる乱流は望ましくなく、その理由は、それらが重要表面に向けて誘導される流れを含む場合があるからである。これらの逆流の流れは、重要表面に材料を移送することによって表面堆積物を増大させる場合がある。乱流は、何らかのランダム方式でターゲット材料液滴流を不安定にする可能性もある。一般的に、この不安定化は、簡単に補償することはできず、結果として、正確に失敗なく比較的小さいターゲット材料液滴を照射する光源の機能に悪影響を与える場合がある。

堆積した材料との化学的活性を有する１つ又はそれよりも多くの化学種を使用するＬＰＰ光源内の光学系からの堆積物の除去が提案されてきた。例えば、臭化物、塩化物などのような化合物を含むハロゲンの使用が開示されてきた。錫がプラズマターゲット材料内に含まれる時に、１つの有望な洗浄技術は、光学系から錫及び錫含有堆積物を取り除くために水素ラジカルの使用を伴うものである。１つの機構において、水素ラジカルは、堆積錫と結合して水素化錫蒸気を形成し、これは、次に、真空チャンバから除去することができる。しかし、水素化錫蒸気は分解し、例えば、それが乱流渦によって発生した逆流により光学系の表面に向けて戻された場合は、錫を再度堆積させる可能性がある。これは、逆に、光学系の表面から遠ざけられる乱流の低減した流れ（及び潜在的に層流）が、反応生成物分解物を洗浄することにより再堆積を低減する場合があることを示唆している。

米国特許第７，４３９，５３０号 米国特許出願出願番号第１１／１７４，２９９号明細書 米国特許第７，４９１，９５４号 米国特許出願出願番号第１１／５８０，４１４号明細書 米国特許第７，０８７，９１４号 米国特許出願出願番号第１０／８０３，５２６号明細書 米国特許第７，１６４，１４４号 米国特許出願出願番号第１０／９００，８３９号明細書 米国特許出願出願番号第１２／６３８，０９２号明細書 米国特許出願出願番号第２０１０／０２９４９５３Ａ１号 米国特許出願出願番号第１２／７２１，３１７号明細書 米国特許出願出願番号第２００９／０２３０３２６Ａ１号 米国特許出願出願番号第１２／２１４，７３６号明細書 米国特許出願出願番号第２００９／００１４６６８Ａ１号 米国特許出願出願番号第１１／８２７，８０３号明細書 米国特許出願出願番号第２００６／０２５５２９８Ａ１号 米国特許出願出願番号第１１／３５８，９８８号明細書 米国特許第７，４０５，４１６号 米国特許出願出願番号第／０６７，１２４号明細書 米国特許第７，３７２，０５６号 米国特許出願出願番号第１１／１７４，４４３号明細書 米国特許第７，４６５，９４６号 米国特許出願出願番号第１１／４０６，２１６号明細書 米国特許第７，８４３，６３２号 米国特許出願出願番号第１１／５０５，１７７号明細書 米国特許第７，６５５，９２５号明細書 特許出願番号第ＰＣＴ／ＥＰ１０／６４１４０号明細書

上記を念頭に置いて、本出願人は、レーザ生成プラズマ光源における緩衝ガス流安定化のためのシステム及び方法を開示する。

ガスを実質的に乱流がない状態に維持しながらほぼビーム経路に沿ってかつ照射領域に向けて光学系周りにガス流を案内するためのシステムを有する露光デバイスに結合したＥＵＶ光源の略字概略図である。 より詳細にガス流システムを示す図１に示すＥＵＶ光源の拡大部分を示す図である。 シュラウドを有するガス流システムの別の実施形態の略字概略図である。 テーパ付け部材からガス流内に拡張するフローガイドを有するガス流システムの別の実施形態の略字概略図である。 フローガイド及びガスラインを示す図４の線５−５に沿って見た時の断面図である。 フローガイド及びガスラインの代替配置を示す図４の線５−５に沿って見た時の断面図である。 シュラウド及びシュラウドからガス流内に拡張するフローガイドを有するガス流システムの別の実施形態の略字概略図である。 フローガイドを示す図６の線７−７に沿って見た時の断面図である。 円筒形ハウジング内の鋭いコーナを滑らかにするテーパ付け部材を有するガス流システムの別の実施形態の略字概略図である。

最初に図１を参照すると、実施形態の一態様による１０と全体的に指定されたＥＵＶフォトリソグラフィ装置の選択された部分の略字概略断面図が示されている。装置１０は、例えば、ＥＵＶ光のパターン化されたビームでレジスト被覆ウェーハ、フラットパネル加工物のような基板を露光するのに使用することができる。

装置１０に関して、例えば、パターン化されたビームを生成するレチクルのようなパターン化系を照らす１つ又はそれよりも多くの光学系、及び基板上へパターン化されたビームを投影する１つ又はそれよりも多くの縮小投影光学系を有するＥＵＶ光（例えば、ステッパ、スキャナ、ステップ・アンド・スキャンシステム、直接記録システム、接触及び／又は近接マスクを使用するデバイスのような集積回路リソグラフィツール）を利用する露光デバイス１２を設けることができる。基板とパターン化手段の間の制御された相対移動を発生させるための機械的アセンブリを設けることができる。

本明細書で使用する時の用語「光学系」及びその派生語は、以下に限定されるものではないが、入射光を反射及び／又は透過し及び／又は入射光で作動する構成要素を含み、かつ以下に限定されるものではないが、１つ又はそれよりも多くのレンズ、窓、フィルタ、くさび、プリズム、グリズム、勾配緩和器、透過ファイバ、エタロン、拡散器、ホモジナイザー、検出器、及び他の計器構成要素、開口、アキシコン、及び多層ミラー、近垂直入射ミラー、かすり入射ミラー、ミラー面反射器、拡散反射器、及びその組合せを含むミラーを含む。更に、特に断らない限り、本明細書で使用する時の「光学系」という用語もその派生語も、ＥＵＶ出力光波長、照射レーザ波長、測定に適する波長、又は何らかの他の特定の波長のような１つ又はそれよりも多くの特定の波長範囲で単独で作動するか又はそれを利用する構成要素に限定されるように意図していない。

図１は、装置１０が基板露光に向けてＥＵＶ光を生成するＬＰＰ光源２０を含む特定の例を示している。図示のように、一連の光パルスを生成して光源チャンバ２６へ光パルスを供給するためのシステム２１を設けることができる。装置１０に関して、光パルスは、システム２１から１つ又はそれよりも多くのビーム経路に沿って進み、露光デバイス１２における基板露光に向けてＥＵＶ光出力を生成するように照射領域４８で原材料を照らすためにチャンバ２６に入ることができる。

図１に示すシステム２１に使用される適切なレーザは、パルスレーザデバイス、例えば、比較的高電力、例えば、１０ｋＷ又はそれより高く、かつ高いパルス繰返し数、例えば、５０ｋＨｚ又はそれよりも高いもので作動する例えばＤＣ又はＲＦ励起で９μｍと１１μｍの間の範囲で放射線を発生させるパルスガス放電ＣＯ₂レーザデバイスを含むことができる。１つの特定の実施において、レーザは、複数の段の増幅を有する発振器増幅器構成（例えば、主発振器／電力増幅器（ＭＯＰＡ）又は電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ））を有し、かつ例えば１００ｋＨｚの作動ができる比較的低いエネルギ及び高い繰返し数でＱスイッチ式発振器により開始されるシードパルスを有する軸流ＲＦ励起ＣＯ₂レーザとすることができる。発振器から、次に、レーザパルスを増幅、成形、及び集束することができ、次に、レーザパルスは、照射領域４８に入る。連続励起ＣＯ₂増幅器は、レーザシステム２１に使用することができる。例えば、発振器及び３つの増幅器（０−ＰＡ１−ＰＡ２−ＰＡ３構成）を有する適切なＣＯ₂レーザ装置は、現在は２００８年１０月２１日に付与された米国特許第７，４３９，５３０号であり、代理人整理番号２００５−００４４−０１号である２００５年６月２９日出願の「ＬＰＰ−ＥＵＶ光源駆動レーザシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／１７４，２９９号明細書に開示されており、この特許の開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。

代替的に、レーザは、液滴が光キャビティの１つのミラーとして機能するいわゆる「自己ターゲット式」レーザシステムとして構成することができる。いくつかの「自己ターゲット式」配置では、発振器は不要とすることができる。自己ターゲット式レーザシステムは、現在は２００９年２月１７日に付与された米国特許第７，４９１，９５４号であり、代理人整理番号２００６−００２５−０１である２００６年１０月１３日出願の「ＥＵＶ光源のための駆動レーザ送出システム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５８０，４１４号明細書に開示かつ特許請求され、この特許の開示内容全体は、引用により本明細書に組み込まれている。

用途により、他のタイプのレーザ、例えば、高電力及び高パルス繰返し数で作動するエキシマ又は分子フッ素レーザも適切とすることができる。他の例には、例えば、ファイバ、ロッド、スラブ、又はディスク状の活性媒体を有する固体レーザ、１つ又はそれよりも多くのチャンバ、例えば、発振器チャンバ及び１つ又はそれよりも多くの増幅チャンバ（増幅チャンバは並列に又は直列）、主発振器／電力発振器（ＭＯＰＯ）配置、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）配置、主発振器／電力リング増幅器（ＭＯＰＲＡ）配置を有する他のレーザアーキテクチャがあり、又は１つ又はそれよりも多くのエキシマ又は分子フッ素増幅器又はＣＯ₂増幅器又は発振器チャンバにシード光を供給する固体レーザが適切とすることができる。他の設計も、適切とすることができる。

一部の事例では、ターゲットは、最初にプレパルスによって照射し、次に、主パルスによって照射することができる。プレパルスシード光及び主パルスシード光は、単一の発振器又は２つの別々の発振器によって生成することができる。一部の設定において、１つ又はそれよりも多くの共通増幅器を使用して、プレパルスシード光及び主パルスシード光を増幅することができる。他の配置に関して、別々の増幅器を使用して、プレパルスシード光及び主パルスシード光を増幅することができる。例えば、シードレーザは、高周波（ＲＦ）放電により励起されて準大気圧、例えば、０．０５〜０．２ａｔｍでＣＯ₂を含む密封ガスを有するＣＯ₂レーザとすることができる。この配置では、シードレーザは、波長１０．５９１０３５２μｍを有する１０Ｐ（２０）線のような優勢な線の１つに自己同調することができる。一部の場合には、Ｑスイッチングを使用してシードパルスパラメータを制御することができる。

増幅器は、固有のチャンバ、活性媒体、及び励起源、例えば、励起電極を各々有する２つの（又はそれよりも多くの）増幅ユニットを有することができる。例えば、上述したようにシードレーザがＣＯ₂を含む利得媒体を含む場合に対して、増幅ユニットとして使用される適切なレーザは、ＤＣ又はＲＦ励起により励起されるＣＯ₂ガスを含有する活性媒体を含むことができる。１つの特定の実施において、増幅器は、約１０〜２５メートルの利得全長を有し、かつ比較的高い電力、例えば、１０ｋＷ又はそれよりも高いもので協調して作動する３〜５つのような複数の軸流ＲＦ励起連続又はパルスＣＯ₂増幅ユニットを含むことができる。他のタイプの増幅ユニットは、スラブ幾何学形状又は同軸幾何学形状を有することができる（ガス媒体に対して）。一部の場合には、ロッド又はディスク状の利得モジュールを使用して固体活性媒体、又はファイバベースの利得媒体を使用することができる。

レーザシステム２１は、レーザ光源システム２１と照射部位４８間でビームを拡張、ステアリング、及び／又は成形するなどのためのビーム調整に向けて１つ又はそれよりも多くの光学系を有するビーム調整ユニットを含むことができる。例えば、１つ又はそれよりも多くのミラー、プリズム、レンズなどを含むことができるステアリングシステムを与えかつ配置して、チャンバ２６において異なる位置にレーザ焦点をステアリングすることができる。１つの設定において、ステアリングシステムは、２次元で独立して第１のミラーを移動することができる先端上向きアクチュエータ上に取り付けられた第１の平坦なミラーと２次元で独立して第２のミラーを移動することができる先端上向きアクチュエータ上に取り付けられた第２の平坦なミラーとを含むことができる。この配置では、ステアリングシステムは、ビーム伝播の方向と実質的に直交する方向に焦点を制御可能に移動することができる。

照射部位４８にビームを集束させてビーム軸線に沿って焦点の位置を調節する集束アセンブリを設けることができる。集束アセンブリに関して、ビーム軸線に沿って焦点を移動するためのビーム軸線に沿った方向の移動に向けてステッパモータ、サーボ電動機、圧電変換器のようなアクチュエータ５２（図２に図示）に結合された集束レンズ又はミラーのような光学系５０を使用することができる。１つの配置において、光学系５０は、光学等級ＺｎＳｅで製造され、かつ約１３５ｍｍの有効径を有する１７７ｍｍのレンズとすることができる。この配置では、約１２０ｍｍの直径を有するビームは、容易に集束させることができる。ビーム調整システムに関する更なる詳細は、現在は２００６年８月８日に付与された米国特許第７，０８７，９１４号であり、代理人整理番号２００３−０１２５−０１である２００４年３月１７日出願の「高繰返し数レーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１０／８０３，５２６号明細書と、現在は２００７年１月１６日に付与された米国特許第７，１６４，１４４号であり、代理人整理番号２００４−００４４−０１である２００４年７月２７日出願の「ＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１０／９００，８３９号明細書と、代理人整理番号２００９−００２９−０１である２００９年１２月１５日出願の「極紫外光源のためのビーム移送システム」という名称の米国特許出願出願番号第１２／６３８，０９２号明細書とに示されており、これらの特許の各々の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

図１に更に示すように、ＥＵＶ光源２０は、例えば、チャンバ２６の内部へ照射領域４８まで錫のようなターゲット材料の液滴を送出するターゲット材料送出システムを含むことができ、照射領域では、液滴は、１つ又はそれよりも多くの光パルス、例えば、ゼロ、１つ、又はそれよりも多くのプレパルス、次に、システム２１からの１つ又はそれよりも多くの主パルスと相互作用し、最終的にプラズマを生成して露光デバイス１２においてレジスト被覆ウェーハのような基板を露光するためにＥＵＶ光を発生させる。様々な液滴分注器構成及び相対的な利点に関する更なる詳細は、代理人整理番号２００８−００５５−０１であり、２０１０年３月１０日出願の米国特許出願出願番号第２０１０／０２９４９５３Ａ１号として２０１０年１１月２５日公開の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１２／７２１，３１７号明細書と、代理人整理番号２００６−００６７−０１であり、米国特許出願出願番号第２００９／０２３０３２６Ａ１号として２００９年９月１７日公開の２００８年６月１９日出願の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源内ターゲット材料送出のためのシステム及び方法」という名称の米国特許出願出願番号第１２／２１４，７３６号明細書と、代理人整理番号２００７−００３０−０１であり、米国特許出願出願番号第２００９／００１４６６８Ａ１号として２００９年１月１５日公開の「変調済み攪乱波を使用して生成した液滴流を有するレーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１１／８２７，８０３号明細書と、代理人整理番号２００５−００８５−０１であり、米国特許出願出願番号第２００６／０２５５２９８Ａ１号として２００６年１１月１６日公開の２００６年２月２１日出願の「プレパルスによるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１１／３５８，９８８号明細書と、現在は２００８年７月２９日に付与された米国特許第７，４０５，４１６号であり、代理人整理番号２００４−０００８−０１である２００５年２月２５日出願の「ＥＵＶプラズマ源ターゲット送出の方法及び装置」いう名称の米国特許出願出願番号第／０６７，１２４号明細書と、現在は２００８年５月１３日に付与された米国特許第７，３７２，０５６号であり、代理人整理番号２００５−０００３−０１である２００５年６月２９日出願の「ＬＰＰ−ＥＵＶ原材料ターゲット送出システム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／１７４，４４３号明細書とに見ることができ、これらの特許の各々の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

ターゲット材料は、錫、リチウム、キセノン、又はその組合せを含む材料を含むことができるが、必ずしもこれらに限定されない。ＥＵＶ放射元素、例えば、錫、リチウム、キセノンなどは、液滴内に含まれた液滴及び／又は固体粒子の形態とすることができる。例えば、元素錫は、純粋な錫として、錫化合物、例えば、ＳｎＢｒ₄、ＳｎＢｒ₂、ＳｎＨ₄として、又は錫合金、例えば、錫ガリウム合金、錫インジウム合金、錫インジウムガリウム合金、又はこれらの合金のあらゆる組合せとして使用することができる。使用する材料に基づいて、ターゲット材料は、室温を含む様々な温度で又は室温の近くで（例えば、錫合金、ＳｎＢｒ₄）、高温で（例えば、純粋な錫）、又は室温よりも低い温度で（例えば、ＳｎＨ₄）照射領域４８に呈示することができ、一部の場合には、比較的揮発性のもの、例えば、ＳｎＢｒ₄とすることができる。ＬＰＰ−ＥＵＶ光源におけるこれらの材料の使用に関する更なる詳細は、現在は２００８年１２月１６日に付与された米国特許第７，４６５，９４６号であり、代理人整理番号２００６−０００３−０１である２００６年４月１７日出願の「ＥＵＶ光源のための代替燃料」という名称の米国特許出願出願番号第１１／４０６，２１６号明細書に示されており、この特許の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

引き続き図１を参照すると、装置１０はまた、ＥＵＶコントローラ６０を含むことができ、ＥＵＶコントローラ６０は、システム２１において１つ又はそれよりも多くの利得モジュール（例えば、ＲＦ発生器ランプ、）及び／又は他のレーザデバイスへの電力入力をトリガしてそれによってチャンバ２６への送出に向けて光パルスを生成し、及び／又はビーム調整ユニット５０内の光学系の移動を制御する駆動レーザ制御システム６５を含むことができる。装置１０は、例えば、照射領域４８に対して１つ又はそれよりも多くの液滴の位置を示す出力を供給する１つ又はそれよりも多くの液滴撮像器７０を含むことができる液滴位置検出システムを含むことができる。撮像器７０は、液滴位置検出フィードバックシステム６２にこの出力を供給することができ、液滴位置検出フィードバックシステム６２は、例えば、液滴単位で又は平均して液滴誤差を計算することができ。例えば、液滴位置及び軌道を計算することができる。液滴誤差は、次に、コントローラ６０への入力として供給することができ、コントローラ６０は、ソースタイミング回路を制御するために、及び／又は例えばチャンバ２６内の照射領域２８に送出された焦点位置及び／又は集束力を変えるようにビーム調整ユニット５０内の光学系の移動を制御するために、例えば、位置、方向、及びタイミング補正信号をシステム４２に供給することができる。また、ＥＵＶ光源２０に関して、ターゲット材料送出システム９０は、例えば、望ましい照射領域４８に到達する液滴の誤差を補正するように放出点、放出タイミング、及び／又は液滴変調を修正するために、コントローラ６０からの信号（一部の実施において、上述の液滴誤差又はそこから導出した何らかの量を含むことができる）に応答して作動可能な制御システムを有することができる。

引き続き図１に関して、装置１０は、例えば、モリブデン及びシリコンの交互層を有する漸変多層コーティング、及び一部の場合には、１つ又はそれよりも多くの高温拡散障壁層、平滑化層、キャップ層、及び／又はエッチストップ層を有する長球面（すなわち、長軸回りに回転した惰円）の形態の反射面を有する近垂直入射集光ミラーのような光学系２４を含むことができる。図１は、システム２１によって生成された光パルスが通過して照射領域４８到達することを可能にする開口を光学系２４に形成することができることを示している。図示のように、光学系２４は、例えば、照射領域４８内又はその近くに第１の焦点、及びいわゆる中間領域４０に第２の焦点を有する長球ミラーとすることができ、ＥＵＶ光は、ＥＵＶ光源２０から出力されて、ＥＵＶ光を利用する露光デバイス、例えば、集積回路リソグラフィツールに入力することができる。光学系２４を選択的に加熱及び／又は冷却するために温度制御システム３５を光学系２４の裏面上又はその近くに位置決めすることができる。例えば、温度制御システム３５（図２に図示）は、熱媒液を流すことができる通路が形成された導電ブロックを含むことができる。長球ミラーの代わりに、ＥＵＶ光を利用するデバイスへのその後の送出に向けて光を集光して中間位置に誘導する他の光学系を使用することもでき、例えば、この光学系は、長軸回りに回転したパラボラとすることができ、又は中間位置に環状の断面を有するビームを送出するように構成することができることが認められ、例えば、代理人整理番号２００６−００２７−０１であり、現在は２０１０年１１月３０日に付与された米国特許第７，８４３，６３２号である２００６年８月１６日出願の「ＥＵＶ光学系」という名称の米国特許出願出願番号第１１／５０５，１７７号明細書を参照することができ、この特許の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

引き続き図１に関して、図示のように、ガス３９をライン１０２ａ、ｂを通じてチャンバ２６内へ導入することができる。また、図示のように、ガス３９を矢印１０４の方向に光学系５０周りに誘導して、ほぼビーム経路２７に沿った流れが得られるように光学系２４内に形成された開口に通して矢印１０６の方向に照射領域４８に向けて誘導することができる。この配置では、ガス３９の流れは、照射部位から光学系２４に向う方向のプラズマによって生成されたデブリの流れ／拡散を低減することができ、一部の場合には、光学系２４の表面から水素化錫のような洗浄反応生成物を有益に移送することができ、洗浄反応生成物が分解して光学系の表面上に原材料を再堆積させることが防止される。

一部の実施において、ガス３９は、水素、ヘリウム、アルゴン、又はその組合せのようなイオン減速緩衝ガス、ハロゲンを含むガスのような洗浄ガス、及び／又は洗浄種を生成するように反応するガスを含むことができる。例えば、ガスは、水素又は水素ラジカル洗浄種を生成するように反応する水素を含む分子を含むことができる。以下でより詳述するように、ガス３９と同じか又は異なる組成とすることができるガスを他の位置でチャンバ３９内に導入し、流動パターン及び／又はガス圧力を制御することができ、かつガスをポンプ４１ａ、ｂのような１つ又はそれよりも多くのポンプを通じてチャンバ２６から除去することができる。ガスは、プラズマ放電中にチャンバ２６に存在することができ、かつ光学系劣化を低減し、及び／又はプラズマ効率を増大させるようにプラズマ生成イオンを遅くするように作用することができる。代替的に、磁場（図示せず）を単独で又は緩衝ガスと組み合わせて使用して急速なイオン損傷を低減することができる。更に、緩衝ガスの排出／補充を行って温度を制御し、例えば、チャンバ２６において熱を除去するか、又はチャンバ２６内の１つ又はそれよりも多くの構成要素又は光学系を冷却することができる。１つの配置で、照射領域４８から最短距離ｄで隔てられた光学系２４に関して、緩衝ガスは、プラズマと光学系２４の間に流され、距離ｄにわたって作動するのに十分なガス密度レベルを確立し、イオンが光学系２４に到達する前に約１００ｅＶよりも低いレベルまでプラズマ発生のイオンの移動エネルギを低減することができる。それによってプラズマ発生のイオンによる光学系２４ｃの損傷を低減又は排除することができる。

ポンプ４１ａ、ｂは、ターボポンプ及び／又はルーツ送風機とすることができる。一部の事例において、排出されたガスを装置１０に再び再循環させることができる。例えば、閉ループ流れシステム（図示せず）を使用して、排出されたガスを装置内に再度経路指定することができる。閉ループは、１つ又はそれよりも多くのフィルタ、熱交換器、分解器、例えば、水素化錫分解器、及び／又はポンプを含むことができる。閉ループ流路に関する更なる詳細は、代理人整理番号２００７−００３９−０１である２０１０年２月２日に付与された「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源のガス管理システム」という名称の米国特許第７，６５５，９２５号明細書と、代理人整理番号２０１０−００２２−０２である２０１０年９月２４日出願の「ソースコレクタ装置リソグラフィ装置及びデバイス製造方法」という名称の特許出願番号第ＰＣＴ／ＥＰ１０／６４１４０号明細書とに見ることができ、これらの特許の各々の内容は、引用により本明細書に組み込まれている。

図２で最も分るように、ある容積１５０を取り囲むテーパ付け部材１００を設けることができる。同じく図示のように、複数のガスライン１０２ａ、ｂは、容積１５０にガス流れを出力するように配置することができる。容積１５０に入った状態で、流れは、テーパ付け部材１００により光学系５０（図示の実施形態に対しては集束レンズである）の周りに案内され、実質的に乱流がない流れが生成され、この流れは、光学系２４内に形成された開口を通過し、矢印１０６の方向にほぼビーム経路２７に沿ってかつ照射領域４８に向けて流れる。一部のガス流に関して、テーパ付き部材の作動可能な表面は、バリを取り除き、鋭い縁部を無くし、約１００ミクロン（μｍ）を超えない、好ましくは１０ミクロン（μｍ）を超えない表面粗度Ｒ_aを有するように滑らかに研磨するか又は他の方法で調製することができる。

１つの配置において、上述のビーム経路に沿って上述のターゲット材料に向けて誘導されるガス流を生成するためのシステムは、ビーム経路２７に沿って進むレーザビームを阻止することなく１５０ｍｍよりも大きい直径を有するレンズ（すなわち、光学系５０）の周りに誘導される毎分４０標準立方リットル（ｓｃｌｍ）を超える大きさを有する水素ガスを流すことができる。本明細書で使用する時の「水素」という用語及びその派生語は、異なる水素同位元素（すなわち、水素（プロチウム）、水素（重水素）、及び水素（トリチウム））を含み、「水素ガス」という用語は、同位元素の組合せ（すなわち、Ｈ₂、ＤＨ、ＴＨ、ＴＤ、Ｄ₂、及びＴ₂）を含む。

図３は、光学系５０（図示の実施形態に対しては集束レンズである）の周りにかつレーザビーム経路２７に沿って照射領域４８に向けて誘導されるガス流を生成するためのシステムの別の例を示している。図示のように、システムは、容積１５０を取り囲むテーパ付け部材１００と、容積１５０内にガス流れを出力するように配置された複数のガスライン１０２ａ、ｂとを含むことができる。図３に示す配置に関して、シュラウド２００を光学系２４の開口１５２内に配置し、そこから照射領域４８に向けて延びるように位置決めすることができる。シュラウド２００は、照射領域４８に向う方向にテーパ付きとすることができ、一部の場合には、円筒形とすることができる。シュラウド２００は、照射領域４８から容積１５０への光学系５０上に堆積する可能性があるデブリの流れを低減するように機能することができ、及び／又は容積１５０から照射領域４８に向けてガスの流れを誘導するか又は案内するように機能することができる。ビーム経路２７に沿ったシュラウド２００の長さは、数センチメートルから１０センチメートル又はそれよりも長くまで変動する場合がある。使用時には、ガスをガスライン１０２ａ、ｂにより容積１５０内に導入することができる。容積１５０に入った状態で、流れは、開口１５２及びシュラウド２００を通過する実質的に乱流がない流れを生成するテーパ付け部材１００により光学系５０周りに案内される。シュラウド２００から、ガスは、次に、ほぼビーム経路２７に沿ってかつ矢印１０６の方向に照射領域４８に向けて流れることができる。

図４は、光学系５０（図示の実施形態に関しては集束レンズである）の周りにかつレーザビーム経路２７に沿って照射領域４８に向けて誘導されるガス流を生成するためのシステムの別の例を示している。図示のように、システムは、容積１５０を取り囲むテーパ付け部材１００と、容積１５０にガス流れを出力するように配置された複数のガスライン１０２ａ、ｂとを含むことができる。図４及び図５に示す配置に関して、複数のフローガイド３００ａ〜ｈは、テーパ付け部材１００に取り付けるか又はこれと一体に形成することができる。図示のように、各フローガイド３００ａ〜ｈは、テーパ付け部材１００の内壁から容積１５０内に突出することができる。８つのフローガイドが示されているが、フローガイドが使用される時に、８個よりも大きいフローガイド及び僅か１つのフローガイドを使用することができることは認められるものとする。また、一部の構成（すなわち、図２）において、フローガイドは使用されないことに注意されたい。フローガイドは、比較的短く、例えば、テーパ付け部材１００の表面の近くの流れだけに影響を与える１〜５センチメートルとすることができ、又はより長くすることができ、一部の場合には、光学系５０から発する集束光円錐まで又はその近くに延びる。一部の構成において、フローガイドは、光円錐に適合するように成形することができる。図５Ａは、比較的長い矩形フローガイド３００ａ’〜ｃ’が使用される別の例を示している。フローガイドを均一にテーパ付け部材の周囲周りに配分することができ、又は配分は不均一とすることができる。一部の場合には、均一な配分は、図２に示すアクチュエータ５２のような非対称の流れ障害物周りの流れに適合させ、及び／又は滑らかにするように修正することができる。

図４及び図５を相互参照すると、容積１５０にガスを出力するように複数のガスライン１０２ａ〜ｈを配置することができるということも見出される。８つのガスラインが示されているが、８つよりも多いガスライン及び僅か１つのガスラインを使用することができることは認められるものとする。ガスラインをテーパ付け部材の周囲周りに均一に配分することができ、又は配分は、ガスライン１０２ａ’〜ｃ’に対して図５Ａに示すように不均一とすることができる。複数のガスラインが使用される時に、各ガスラインを通る流れは、他のガスラインと同じか又は異なるものとすることができる。一部の場合には、図２に示すアクチュエータ５２のような非対称の流れ障害物周りの流れに適合させ、及び／又は滑らかにするように、ガスラインの均一な配分を修正することができ、及び／又はガスライン間の相対的な流量を修正することができる。使用時には、ガスをガスライン１０２ａ〜ｈにより容積１５０内に導入することができる。容積１５０に入った状態で、流れは、テーパ付け部材１００により光学系５０の周りに案内され、フローガイド３００ａ〜ｈは、実質的に乱流がない流れを生成し、これは、開口１５２を通過し、次に、ほぼビーム経路２７に沿ってかつ矢印１０６の方向に照射領域４８に向けて流れる。

図６は、光学系５０’（図示の実施形態に関しては窓である）の周りにかつレーザビーム経路２７に沿って照射領域４８に向けて誘導されるガス流を生成するためのシステムの別の例を示している。図示のシステムに関して、窓が設けられ、レーザシステム２１からのレーザを密封されたチャンバ２６に入力することを可能にすることができる。照射領域で焦点にレーザを集束させるようにチャンバ２６の外側にレンズ４００を配置することができる。一部の配置（図示せず）において、レンズ４００は、例えば、１つ又はそれよりも多くの集束ミラーで置換することができ、軸外放物面ミラーを使用することができる。図示のように、システムは、容積１５０を取り囲むテーパ付け部材１００と、容積１５０にガス流れを出力するように配置された複数のガスライン１０２ａ、ｂとを含むことができる。図６に示す配置に関して、シュラウド２００’を光学系２４の開口に配置し、そこから照射領域４８に向けて延びるように位置決めすることができる。シュラウド２００’は、照射領域４８に向う方向にテーパ付きとすることができ、一部の場合には、円筒形とすることができる。シュラウド２００’は、照射領域４８から容積１５０への光学系５０’上に堆積する可能性があるデブリの流れを低減するように機能することができ、及び／又は容積１５０から照射領域４８に向けてガスの流れを誘導するか又は案内するように機能することができる。ビーム経路２７に沿ったシュラウド２００’の長さは、数センチメートルから１０センチメートル又はそれよりも長く変動する場合がある。

図６及び図７に示す配置に関して、複数のフローガイド４０２ａ〜ｄは、シュラウド２００に取り付けるか又はこれと一体に形成することができる。図示のように、各フローガイド４０２ａ〜ｄは、シュラウド２００の内壁から突出することができる。４つのフローガイドが示されているが、フローガイドが使用される時に、４つよりも多いフローガイド及び僅か１つのフローガイドを使用することができることは認められるものとする。また、一部の配置（すなわち、図３）において、フローガイドは使用されないことに注意されたい。フローガイドは、比較的短く、例えば、典型的には、レンズ４００から発する収束光円錐よりも僅かに大きいだけであるように設計されたシュラウド２００の表面近くの流れだけに影響を与える１〜５センチメートルとすることができる。一部の配置において、フローガイドは、光円錐に適合するように成形することができる。フローガイドは、均一にシュラウドの周囲の周りに配分することができ、又は配分は、不均一とすることができる。

使用時には、ガスをガスライン１０２ａ、ｂにより容積１５０内に導入することができる。容積１５０に入った状態で、流れは、シュラウド２００及びフローガイド４０２ａ〜ｄを実質的に乱流がないままで通過する実質的に乱流がない流れを生成するテーパ付け部材１００により光学系５０’周りに案内される。シュラウド２００から、ガスは、次に、ほぼビーム経路２７に沿ってかつ矢印１０６の方向に照射領域４８に向けて流れることができる。

図８は、光学系５０（図示の実施形態に関しては集束レンズである）の周りにかつレーザビーム経路２７に沿って照射領域４８に向けて誘導されるガス流を生成するためのシステムの別の例を示している。図示のように、システムは、容積１５０を取り囲んで比較的とがったコーナ５０２を有する円筒形ハウジング５００を含むことができる。このガス流システムに関して、コーナ５０２の近くでガス流を滑らかにするようにテーパ付け部材１００’を位置決めすることができる。図８は、ガスがチャンバ２６内の他の位置で導入することができることを示している。図示のように、マニホルド５０４を光学系２４の周囲も周りに設けて、矢印５０６の方向に光学系２６の表面に沿ったガスの流れを与えることができる。

図２〜図８のガス流システム特徴の１つ又はそれよりも多くを組み合わせることができることは認められるものとする。例えば、フローガイド３００ａ（図４）は、シュラウド２００（図３）又はフローガイド４０２ａ〜ｄを有するシュラウド２００’などと共に使用することができる。

「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」を満足するために必要とされる詳細において本特許出願において説明しかつ例示した特定の実施形態は、上述の実施形態の１つ又はそれよりも多くの上述の目的を、及び上述の実施形態により又はその目的のあらゆる他の理由で又はその目的のために解決すべき問題を完全に達成することができるが、上述の実施形態は、本出願によって広く考察された内容を単に例示しかつ代表することは、当業者によって理解されるものとする。単数形での以下の請求項における要素への言及は、解釈において、明示的に説明していない限り、このような要素が「１つ及び１つのみ」であることを意味するように意図しておらず、かつ意味しないものとし、「１つ又はそれよりも多い」を意味する意図とし、かつ意味するものとする。当業者に公知か又は後で公知になる上述の実施形態の要素のいずれかに対する全ての構造的及び機能的均等物は、引用により本明細書に明示的に組み込まれると共に、特許請求の範囲によって包含されるように意図されている。本明細書及び／又は本出願の請求項に使用され、かつ本明細書及び／又は本出願の請求項に明示的に意味を与えられたあらゆる用語は、このような用語に関するあらゆる辞書上の意味又は他の一般的に使用される意味によらず、その意味を有するものとする。実施形態として本明細書で説明したデバイス又は方法は、それが特許請求の範囲によって包含されるように本出願において説明した各及び全て問題に対処又は解決することを意図しておらず、また必要でもない。本発明の開示内容におけるいかなる要素、構成要素、又は方法段階も、その要素、構成要素、又は方法段階が特許請求の範囲において明示的に詳細に説明されているか否かに関係なく、一般大衆に捧げられることを意図したものではない。特許請求の範囲におけるいかなる請求項の要素も、その要素が「〜のための手段」という語句を使用して明示的に列挙されるか又は方法の請求項の場合にはその要素が「行為」ではなく「段階」として列挙されていない限り、「３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」第６項の規定に基づいて解釈されないものとする。

１０ ＥＵＶフォトリソグラフィ装置
２４、５０ 光学系
４８ 照射領域
９０ ターゲット材料送出システム
１００ テーパ付け部材

Claims (20)

1. 光学系と、
   ターゲット材料と、
   ビーム経路に沿って前記光学系を通過して前記ターゲット材料を照射するレーザビームと、
   前記ターゲット材料に向けて前記ビーム経路に沿って誘導されるガス流を発生させ、容積を取り囲むテーパ付け部材と各ラインが該容積内にガス流れを出力する複数のガスラインとを有するシステムと、
   を含むことを特徴とする極紫外（ＥＵＶ）光源。
2. 前記部材は、内壁を有し、かつ該内壁から突出する複数のフローガイドを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光源。
3. 前記光学系は、窓であることを特徴とする請求項１に記載の光源。
4. 前記光学系は、前記ビームを前記ビーム経路上の焦点に集束させるレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光源。
5. 前記テーパ付け部材は、前記ビーム経路を取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の光源。
6. 前記ガス流は、水素（プロチウム）、水素（重水素）、及び水素（トリチウム）から構成されるガスの群から選択されたガスを含むことを特徴とする請求項１に記載の光源。
7. 前記テーパ付け部材は、前記レーザビーム内に延びないことを特徴とする請求項１に記載の光源。
8. 前記ガス流は、毎分４０標準立方リットル（ｓｃｌｍ）を超える流量の大きさを有することを特徴とする請求項１に記載の光源。
9. 開口を有する極紫外線ミラーを更に含み、
   前記ガス流は、前記開口を通って誘導される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源。
10. ターゲット材料液滴の流れを生成する液滴発生器を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の光源。
11. 前記光学系は、１５０ｍｍよりも大きい直径を有するレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光源。
12. 光学系と、
    ターゲット材料と、
    ビーム経路に沿って前記光学系を通過して前記ターゲット材料を照射するレーザビームと、
    前記ターゲット材料に向けて前記ビーム経路に沿って誘導されるガス流を発生させ、容積を取り囲む内壁を有するテーパ付けガイド部材を有するシステムであって、少なくとも１つのガスラインが、該容積内にガス流れを出力し、複数のフローガイドが、該内壁から突出する前記システムと、
    を含むことを特徴とする極紫外（ＥＵＶ）光源。
13. 前記光学系は、窓であることを特徴とする請求項１２に記載の光源。
14. 前記光学系は、前記ビームを前記ビーム経路上の焦点に集束させるレンズであることを特徴とする請求項１２に記載の光源。
15. 前記ガス流は、毎分４０標準立方リットル（ｓｃｌｍ）を超える流量の大きさを有することを特徴とする請求項１２に記載の光源。
16. 前記光学系は、１５０ｍｍよりも大きい直径を有するレンズであることを特徴とする請求項１２に記載の光源。
17. 極紫外（ＥＵＶ）光出力を生成する方法であって、
    光学系を与える行為と、
    ターゲット材料を与える行為と、
    ビーム経路に沿って前記光学系にレーザビームを通過させて前記ターゲット材料を照射する行為と、
    前記ターゲット材料に向けて前記ビーム経路に沿って誘導されるガス流を発生させる行為であって、システムが、容積を取り囲む内壁を有するテーパ付けガイド部材を有し、少なくとも１つのガスラインが該容積内にガス流れを出力し、複数のフローガイドが該内壁から突出する前記発生させる行為と、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 前記光学系は、窓であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記光学系は、前記ビームを前記ビーム経路上の焦点に集束させるレンズであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記ガス流は、毎分４０標準立方リットル／分（ｓｃｌｍ）を超える流量の大きさを有し、前記光学系は、１５０ｍｍよりも大きい直径を有するレンズであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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