JP2014527273A - 放射源及びリソグラフィ装置 - Google Patents

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Abstract

放射源は、燃料小滴（４００）の流れを軌跡に沿ってプラズマ形成位置に向かって誘導するように構成されたノズルと、レーザ放射をプラズマ形成位置に誘導してプラズマ形成位置における燃料小滴をプラズマに変換するように構成されたレーザと、を備える。レーザは、増幅器（３１０，３２０）と、増幅器を通過する放射のための発散ビーム経路を画定するように構成された光学素子（５００）と、を備える。
【選択図】図５

Description

関連出願への相互参照
[0001] 本願は、２０１２年９月２日に出願した米国仮出願第６１／５３０，７４１号の優先権を主張し、その全体を本願に参照によって組み込む。
[0002] 本発明は、放射源及びリソグラフィ装置に関する。
[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べき回路パターンを生成するために、マスク又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、ダイの一部又は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や他のデバイス及び／又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。しかしながら、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又は他のデバイス及び／若しくは構造を製造できるようにするためのより一層重要な要因になりつつある。
[0005] パターン印刷の限界の理論推定値を、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって得ることができる。
Figure 2014527273
[0006] 上の式で、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り、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（又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が、以下の３つの方法、すなわち、露光波長λを短縮することによって、開口数ＮＡを大きくすることによって、又は、ｋ１の値を低下させることによって達成することができる、と言える。
[0007] 露光波長を短縮するため、従って、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又は６．８ｎｍといったように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、又は電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源が挙げられる。
[0008] ＥＵＶ放射は、プラズマを用いて生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、プラズマを提供するために燃料を励起するレーザと、プラズマを収容する放射源コレクタモジュールと、を含んでよい。プラズマは、例えば、適切な材料（例えば、スズ）の粒子又は小滴などの燃料にレーザビームを向けることによって、若しくは、Ｘｅガス又はＬｉ蒸気などの適切なガス又は蒸気の流れにレーザビームを向けることによって生成することができる。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射である出力放射を放出し、出力放射は、放射コレクタを用いて集光される。放射コレクタは、放射を受けて放射をビームに合焦させるミラー法線入射放射コレクタであってよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支持するために真空環境を提供するように配置された閉鎖構造又はチャンバを含んでよい。そのような放射システムを、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ぶ。
[0009] 一連の移動小滴をパルスレーザビームで連続的かつ正確に当てることは難しいときもある。例えば、一部の大容量のＥＵＶ放射源は、直径約２０〜５０μｍを有しかつ速度約５０〜１００ｍ／ｓで移動する小滴の照射を必要とし得る。
[0010] 上記を考慮して、レーザビームをＥＵＶ放射源内の選択された配置に効果的に供給及び合焦させるためのシステム及び方法が提案されている。
[0011] 米国特許第７４９１９５４号は、光学利得媒体及びその光学利得媒体によって生成された放射を燃料材料の小滴上に誘導するように配置されたレンズを備えるＥＵＶ放射源について記載している。光学利得媒体及びレンズは、燃料材料の小滴が所定の配置にあるときに光学利得媒体がレーザ放射を生成するように配置され、それにより、燃料材料の小滴はＥＵＶ放射放出プラズマを生成する。光学利得媒体は、所定の位置における燃料材料の小滴の存在によって誘発されるため、シードレーザ（seed laser）は光学利得媒体の動作を誘発する必要はない。
[0012] 米国特許第７４９１９５４号に記載されたような種類のシステムに関する問題は、光子が燃料材料の小滴に反射されることによって光線がそれら自身に反射されることによりレーザ処理が開始されるため、構築されるモードが初期のトリガプロセスに強く依存しかつその周りに制限されることである。これは、結果として、以下の問題を引き起こす。すなわち、共振器が局所的にのみ使用されるので、利得媒体における飽和効果が、取得可能な絶対出力を制限する結果を招き、燃料材料の移動小滴が、レーザが跳ね返す初期のトリガポイントの近くを飛ぶので、次の反射が最善ではなく、望ましくない非対称モードの発生へと繋がり得る。
[0013] 周知の放射源と比較して新規性及び進歩性を有する放射源及びリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
[0014] 本発明の第１の態様によると、燃料小滴の流れを軌跡に沿ってプラズマ形成位置に向かって誘導するように構成されたノズルと、レーザ放射をプラズマ形成位置に誘導してプラズマ形成位置における燃料小滴をプラズマに変換するように構成されたレーザと、を備え、レーザは、増幅器と、増幅器を通過する放射のための発散ビーム経路を画定するように構成された光学素子と、を備える、放射源が提供される。
[0015] レーザは、増幅器から放出された光子が燃料小滴によって発散ビーム経路に沿って反射されたときにレーザ放射のパルスを生成するように構成されてよい。レーザは、燃料小滴によって反射された光子を反射するように配置された共振器ミラーを備え、光学素子は、増幅器と共振器ミラーとの間に設けられてもよい。
[0016] 増幅器は、複数の増幅器チャンバを備えてよい。光学要素は、共振器ミラーと共振器ミラーに最も近い増幅器チャンバとの間に設けられてもよい。
[0017] 第１の実施形態では、光学要素は位相格子を含む。
[0018] 第２の実施形態では、光学要素は散乱板を含む。
[0019] 放射源は、燃料小滴から形成されたプラズマによって生成される放射を集光及び合焦するように構成された集光ミラーをさらに備えてよい。
[0020] 燃料小滴の変換によって生成されるプラズマは、ＥＵＶ放射放出プラズマであることが好ましい。
[0021] レーザ放射は約９μｍ〜約１１μｍの波長を有してよい。
[0022] ノズルは、燃料小滴を単一の小滴として放出するように構成されてよい。代替として、ノズルは、後に小滴へと合体（coalesce）する燃料のクラウド（clouds）として燃料小滴を放出するように構成されてよい。
[0023] 燃料小滴は、Ｘｅ、Ｌｉ又はＳｎを含む、若しくは、Ｘｅ、Ｌｉ又はＳｎから構成されてよい。
[0024] レーザはＣＯ２レーザであることが好ましい。
[0025] 本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様に記載の放射源を備えるリソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構築されたサポートと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、を備える。
[0026] 本発明の第３の態様によると、燃料小滴の流れをノズルから軌跡に沿ってプラズマ形成位置に向かって放出し、かつ、レーザを使用してレーザ放射をプラズマ形成位置に誘導してプラズマ形成位置における燃料小滴をプラズマに変換することを含む方法が提供される。このレーザは増幅器と光学素子とを備える。さらに、方法は、光学素子を使用して、増幅器を通過する放射のための発散ビーム経路を画定することを含む。
[0027] 本発明のさらなる特徴及び利点、並びに、本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、本明細書では例示のためにのみ提示されている。本明細書に含まれる教示に基づき、当業者には追加の実施形態が明白になるであろう。
[0028] 明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示し、さらに、記述とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるように役立つ。
[0029] 本発明の一態様に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0030] ＬＰＰ源コレクタモジュールを含む図１の装置のより詳細な図である。 [0031] 従来技術による放射源を概略的に示す。 [0032] 図３の放射源の動作におけるステップを概略的に示す。 [0033] 本発明の一態様の第１の実施形態に係る放射源を概略的に示す。 [0034] 本発明の一態様の第２の実施形態に係る放射源を概略的に示す。
[0035] 本発明の特徴及び利点は、以下に述べる詳細な説明を図面と組み合わせて考慮することによりさらに明白になるであろう。ここで、同様の参照文字は全体を通して対応する要素を識別する。図面では、同様の参照番号は全体的に同一、機能的に類似する及び／又は構造的に類似する要素を示す。要素が最初に現れた図面を、対応する参照番号の最も左側の（１つ以上の）桁で示す。
[0036] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される（１つ以上の）実施形態は、本発明を例示にするに過ぎない。本発明の範囲は開示される（１つ以上の）実施形態に限定されない。本発明は添付の特許請求の範囲によって定義される。
[0037] 記載される（１つ以上の）実施形態、及び、「一実施形態」、「実施形態」、「例示的な実施形態」などへの本明細書における言及は、記載される（１つ以上の）実施形態が特定の特徴、構造又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造又は特性を含まないことを示す。さらに、そのようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、一実施形態に関連して特定の特徴、構造又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか記載されていないかにかかわらず、そのような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
[0038] 本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読取可能媒体に記憶した命令としても実施することができる。機械読取可能媒体は、機械（例えば計算デバイス）で読取可能な形態で情報を記憶するか又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読取可能媒体はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）及びその他のものを含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかしながら、そのような記述は便宜的なものにすぎず、そのような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
[0039] しかしながら、そのような実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実施され得る例示的環境を示すことが有益である。
[0040] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１００を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、本発明の一実施形態によるＥＵＶ放射源を含む。この装置は、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、パターニングデバイス（例えば、マスク又はレチクル）ＭＡを支持するように構築され、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、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築され、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、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。
[0041] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、又は制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光コンポーネント、若しくは、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。
[0042] 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、及び、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、静電式又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、必要に応じて固定式又は可動式にすることができるフレーム又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。
[0043] 「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の機能層に対応することができる。
[0044] 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、及びプログラマブル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、レべンソン型（alternating）位相シフト及びハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスク型、並びに、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。傾斜させられたミラーは、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。
[0045] 投影システムは、照明システムのように、使われている露光放射にとって、若しくは、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、又はその他のタイプの光コンポーネント、若しくは、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。ガスは放射を吸収しすぎることがあるので、ＥＵＶ放射に対しては真空を使用することが望ましい場合がある。したがって、真空壁及び真空ポンプを用いてビームパス全体に真空環境を提供することができる。
[0046] 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）であってもよい。
[0047] 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（及び／又は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、又は予備工程を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。
[0048] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極端紫外線放射ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、材料を、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有する、例えばキセノン、リチウム又はスズなどの少なくとも１つの元素を有するプラズマ状態に変換することが挙げられるが、必ずしもこれに限定されない。そのような一方法では、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多い所要のプラズマを、所要の線発光元素を有する材料の小滴などの燃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。放射源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提供するための、図１に示されていないレーザを含むＥＵＶ放射源の一部分であってもよい。結果として生じるプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、出力放射は、放射源コレクタモジュールに配置された放射コレクタを用いて集光される。
[0049] 例えば、燃料励起のためのレーザビームを提供するためにＣＯ２レーザが使用される場合、レーザ及び放射源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、放射ビームは、レーザから放射源コレクタモジュールへ、例えば、適切な誘導ミラー及び／又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。レーザ及び燃料供給部は、ＥＵＶ放射源を含むとみなされてよい。
[0050] 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。通常、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれσ-outer及び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、ファセット視野及び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及び強度分布をもたせることができる。
[0051] 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から反射した後、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及び位置センサシステムＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサを用いて）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及び別の位置センサ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及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１及びＭ２と、基板アライメントマークＰ１及びＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
[0052] 例示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
[0053] 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及び基板テーブル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方向及び／又は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。
[0054] 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及び基板テーブル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の速度及び方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率及び像反転特性によって決めることができる。
[0055] 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を移動させる又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、又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。
[0056] 上述の使用モードの組合せ及び／又はバリエーション、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。
[0057] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯ、照明システムＩＬ及び投影システムＰＳを含む装置１００をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、放射源コレクタモジュールの閉鎖構造２２０内で真空環境を維持することができるように構築及び配置される。
[0058] レーザＬＡは、燃料供給部２００から提供されるキセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）又はリチウム（Ｌｉ）の燃料小滴などの燃料にレーザビーム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、それによって数十ｅＶの電子温度を有する高電離プラズマ２１０をプラズマ形成位置２１１に生成する。これらのイオンの逆励起及び再結合中に生成されるエネルギー放射はプラズマから放出され、近法線入射放射コレクタＣＯによって集光されて合焦される。レーザＬＡ及び燃料供給部２００は、合わせて、ＥＵＶ放射源を含むものと考えることができる。ＥＵＶ放射源は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ぶことができる。
[0059] 第２のレーザ（図示せず）が設けられてもよい。この第２のレーザは、燃料にレーザビーム２０５が入射される前にその燃料を予熱するように構成される。この手法を用いるＬＰＰ源をデュアルレーザパルス（ＤＬＰ）源と呼ぶことができる。
[0060] 放射コレクタＣＯによって反射された放射は仮想光源点ＩＦで合焦される。仮想光源点ＩＦを一般的に中間焦点と呼び、放射源コレクタモジュールＳＯは、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０内の開口部２２１に又はその近くに配置されるように構成される。仮想光源点ＩＦは放射放出プラズマ２１０のイメージである。
[0061] その後、放射は照明システムＩＬを通り抜け、この照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１の所望の角度分布、及び、パターニングデバイスＭＡにて放射強度の所望の均一性を提供するように位置されたファセット視野ミラーデバイス２２及びファセット瞳ミラーデバイス２４を含んでもよい。サポート構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１が反射すると、パターン付きビーム２６が形成され、このパターン付きビーム２６は、投影システムＰＳによって反射要素２８及び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。
[0062] 燃料小滴の流れは、例えば直径１９ミクロンを有し、例えば速度１００ｍ／ｓを有し、かつ、例えば距離間隔１ｍｍを有する燃料小滴を含む。この例示的な速度及び距離間隔は周波数１００ｋＨｚに対応する。したがって、この特定の例では、直径１９ミクロンを有する燃料小滴は、周波数１００ｋＨｚによってプラズマ形成位置に運ばれる。これは、レーザビーム２０５（図２を参照）によって燃料小滴がプラズマへ変換されることによるＥＵＶ放射の効率的な生成の観点から望ましいことがある。
[0063] この例示的な実施形態では、燃料小滴サイズ及び燃料小滴周波数は関連し合っており、その両方は、小滴が放出されるノズルの直径に関連する。ノズルの直径は、例えば３ミクロン以上であってよい。ノズルの直径は、所望の直径（従って、燃料材料の所望の体積）を有する燃料小滴を提供するように選択されてよい。およそ２０ミクロンの直径を有する燃料小滴を提供することが望ましいことがある。この直径の燃料小滴は、レーザビーム２０５が燃料小滴に当たらないというリスクが非常に小さくなるように十分に大きく、さらに、燃料のほとんどがレーザビームによってプラズマに変換され、かつ、気化されていない燃料材料による汚染が少なくなるように十分に小さい。ノズルは、例えば１０ミクロン以下の直径を有する。
[0064] ノズルは、例えば、レイリー分裂を介して所望の直径を有する燃料小滴を発生させる直径を有してよい。あるいは、ノズルは、後で合体して所望の直径を有する燃料小滴を形成するようなより小さな燃料小滴を発生させる直径を有してもよい。
[0065] 図３は、図２に示すレーザ放射２０５を生成するためにレーザＬＡとして使用することができる従来のレーザを概略的に示す。図３の従来のレーザＬＡは、２つの増幅器チャンバ３１０及び３２０を有する増幅器３００を含む。増幅器チャンバ３１０及び３２０のそれぞれは、ビーム経路３３０に沿って位置決めされた光学利得媒体を含んでよい。レーザＬＡは、波長選択共振器ミラー３４０、例えば、リトロー型回折格子をさらに備える。この共振器ミラー３４０は、ビーム経路３３０上の位置から共振器ミラー３４０に入射した放射を反対方向に反射させるように構築及び配置される。共振器ミラー３４０は、例えば、リトロー型回折格子、平面ミラー、曲面ミラー、位相共役ミラー又はコーナ反射器であってもよい。
[0066] 図４を参照すると、燃料小滴４００がプラズマ形成位置に到達したとき、増幅器チャンバ３１０及び３２０内の光学利得媒体から自然放出された光子４１０は小滴４００によって散乱される。これらの散乱した光子４２０の一部は増幅器３００へと戻される。これらの光子４２０は、増幅器３００によって増幅され、共振器ミラー３４０によって反射４３０され、その後、増幅器３００によって再度増幅される。これにより、レーザ放射ビーム２０５が生成され、このビームは、燃料小滴４００と相互に作用してＥＵＶ放射放出プラズマを生成する。
[0067] レーザビーム２０５は約９μｍ〜約１１μｍの波長を有してよい。ＥＵＶ放射放出プラズマを生成するのに特に効果的であることが証明されたため、約１０．６μｍの波長の放射が使用されてよい。増幅器チャンバ３１０及び３２０の光学利得媒体は、例えば、ヘリウムガス、窒素ガス、二酸化炭素ガスの混合又は他の適したガスの組み合わせを含んでよい。
[0068] 図３及び図４に示す従来のレーザに関する問題は、構築されるモードが初期のトリガプロセスに強く依存しかつその周りに制限され、結果的に共振器が局所的（図４の狭い楕円形部分４４０を参照）にのみ使用されることである。これは、取得可能な絶対出力を制限する利得媒体の飽和という結果を招く。さらに、燃料材料の移動小滴は、レーザを跳ね返す初期のトリガポイントの近くを飛び、その結果、次の反射は最善ではなく、望ましくない非対称モードの発生へと繋がり得る。
[0069] 上記の問題は、本発明の一態様の一実施形態に係る放射源ＬＡを用いて対処することができる。第１の実施形態は図５に示されており、第２の実施形態は図６に示されている。
[0070] 図５は、図３及び図４に示す従来の放射源ＬＡと同様の一般構成を有する放射源ＬＡを示しているが、位相格子５００の形態を有する光学素子が「利得」増幅器チャンバ３１０と共振器ミラー３４０との間に設けられる。位相格子５００は、燃料小滴４００からの入射光線４２０が他の線形経路（図示せず）から共振器ミラー３４０へと発散５１０されるように構成される。その後、発散光線５１０は、共振器ミラー３４０によって反射され、位相格子５００へと戻る線形経路５２０を辿り、位相格子５００では、他の線形経路からさらに発散されて増幅器３００を介して複数の発散経路４５０及び４６０を辿る。位相格子５００が光線に増幅器を介して発散経路を辿らせた結果、レーザビームは、増幅器３００のチャンバ３１０及び３２０のうちの１つ以上内の利得媒体のより大きい体積（図５では、拡大された楕円４４０’として概略的に示す）を使用するように効果的に拡大される。このように、図５に示す本発明の一態様の第１の実施形態によるレーザＬＡは、初期のレーザトリガ衝撃にあまり依存せず、より高い出力のより安定したビームを提供する。位相格子の使用は、格子ピッチを制御することによってビームの広がり及びレーザＬＡ内の他の構成要素からの分離を最適化する機会を与えることができる。ビームの発散があるレベルの電力損失へとなり得る一方、これは、少なくともチャンバ３１０のみの中で利得媒体のより大きな体積を用いて得られるかなりの増加した電力利得により、補償をはるかに上回ることが予想される。
[0071] 図６は、図５に示す放射源ＬＡと同様の構成を有する放射源ＬＡを示しているが、位相格子５００が、散乱板６００の形態を有する光学素子と置き換えられている。散乱板６００もまた、「利得」増幅器チャンバ３１０と共振器ミラー３４０との間に設けられる。散乱板６００は、燃料小滴４００からの入射光線４２０が他の線形経路（図示せず）から共振器ミラー３４０まで位相格子５００より大きい範囲に発散５１０するように構成される。さらに、散乱板６００が、散乱板６００に戻る反射した光線５２０を他の線形経路から位相格子より大きい範囲に発散させることを目的としており、それによって、光線が増幅器３００を介してより多い数の発散経路４５０、４６０及び６１０を辿る。結果的に、レーザビームはまた、増幅器３００のチャンバ３１０及び３２０のうちの１つ以上内の利得媒体のより大きい体積（図６では、拡大された楕円形４４０’’として概略的に示す）を使用するように効果的に拡大される。これは、図５に示す実施形態に関して述べられた利点と同様のものを提供する。
[0072] 本発明の上記した実施形態では、燃料小滴の速度は１００ｍ／ｓである。燃料小滴は、任意の所望の速度によって提供することができる。燃料小滴が高速度であることが望ましい場合がある。これは、なぜなら、速度が大きいほど、（プラズマ形成位置における燃料小滴供給の所定の周波数に対して）燃料小滴間の距離間隔が大きいからである。より大きい距離間隔が望ましい。なぜなら、これは、先行する燃料小滴によって生成されるプラズマが次の燃料小滴と相互に作用する、例えば、その燃料小滴の軌跡の変形を引き起こすというリスクが減少されるからである。プラズマ形成位置に供給される小滴間の１ｍｍ以上の距離間隔が望ましい場合がある（しかしながら、あらゆる距離間隔を用いてもよい）。
[0073] 小滴形成のタイミングは、圧電アクチュエータによるノズルの作動によって制御することができる。したがって、小滴形成のタイミングは、圧電アクチュエータに供給される駆動信号の位相を調整することによって調整することができる。コントローラは、燃料小滴の速度及び／又は小滴形成のタイミングを調整するように構成されてよい。
[0074] 燃料小滴速度、燃料小滴サイズ、燃料小滴距離間隔、リザーバ内の燃料圧力、圧電アクチュエータによって加えられる変調の周波数、ノズルの直径及び開口部の幅の値は、単なる例である。他のあらゆる適切な値を使用することもできる。
[0075] 本発明の上記の実施形態では、燃料小滴は液体スズであるが、燃料小滴は、１つ以上の他の材料（例えば、液状）から形成されてもよい。
[0076] 放射源によって生成される放射は、例えば、ＥＵＶ放射であってもよい。ＥＵＶ放射は、例えば５〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍ又は６．８ｎｍといったように５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有してもよい。
[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及び検出パターン、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、ＬＥＤ、フォトニックデバイス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」又は「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」又は「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、及び／又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及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、及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つ又はこれらの組合せを指すことができる。
[0079] 本発明の具体的な実施形態を上記で説明したが、当然のことながら、説明したもの以外でも本発明を行ってもよい。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。
[0080] 「発明の概要」及び「要約書」の項は、発明者が考える本発明の１つ以上の例示的実施形態を記載できるがそのすべては記載できないため、本発明及び添付の特許請求の範囲を決して限定するものではない。
[0081] 特定の機能及びそれらの関係の実施態様を示す機能ビルディングブロックを使用して本発明の実施形態について説明した。本明細書においては、これらの機能ビルディングブロックの境界は、説明の便宜上、任意に画定されている。特定の機能及びそれらの関係が適切に実施される限り、代替境界を画定することも可能である。
[0082] 特定の実施形態についての上記説明は、本発明の一般的な性質を余すところなく開示しており、したがって当業者は、当分野における知識を適用することにより、不適切な過度の実験作業を必要とすることなく、また、本発明の一般概念から逸脱することなく、様々な用途のためにこのような特定の実施形態に容易に修正を加え、及び／又は適合させることができる。したがって、このような適合及び修正は、開示されている実施形態の、本明細書において示されている教示及び手引きに基づく同等物の意味及び範囲内に含まれることが意図されている。本明細書における表現又は用語は、説明を目的としたものであって本発明を限定するためのものではなく、したがって本明細書の用語又は表現は、当業者によって、教示及びガイダンスに照らして解釈されるべきものであることを理解されたい。
[0083] 本発明の広さ及び範囲は、上述したいずれの例示的実施形態によっても限定されず、唯一添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物によってのみ定義されるものとする。

Claims (15)

  1. 燃料小滴の流れを軌跡に沿ってプラズマ形成位置に向かって誘導するノズルと、
    レーザ放射、例えば約９μｍ〜約１１μｍの波長を有する放射を前記プラズマ形成位置に誘導して前記プラズマ形成位置における前記燃料小滴をプラズマに変換するレーザと、を備え、
    前記レーザは、増幅器と、前記増幅器を通過する放射のための発散ビーム経路を画定する光学素子と、を備える、放射源。
  2. 前記レーザは、前記増幅器から放出された光子が燃料小滴によって前記発散ビーム経路に沿って反射されたときにレーザ放射のパルスを生成する、請求項１に記載の放射源。
  3. 前記レーザは、燃料小滴によって反射された光子を反射する共振器ミラーを備え、前記光学素子は、前記増幅器と前記共振器ミラーとの間に設けられる、請求項２に記載の放射源。
  4. 前記増幅器は複数の増幅器チャンバを備える、請求項１〜３のいずれかに記載の放射源。
  5. 前記光学要素は、前記共振器ミラーと前記共振器ミラーに最も近い前記増幅器チャンバとの間に設けられる、請求項４に記載の放射源。
  6. 前記光学要素は位相格子を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の放射源。
  7. 前記光学要素は散乱板を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の放射源。
  8. 前記放射源は、前記燃料小滴から形成された前記プラズマによって生成される放射を集光及び合焦する集光ミラーをさらに備える、請求項１〜７のいずれかに記載の放射源。
  9. 前記燃料小滴の変換によって生成された前記プラズマはＥＵＶ放射放出プラズマである、請求項１〜８のいずれかに記載の放射源。
  10. 前記ノズルは、燃料小滴を単一の小滴として放出する、請求項１〜９のいずれかに記載の放射源。
  11. 前記ノズルは、後に小滴へと合体する燃料のクラウドとして燃料小滴を放出する、請求項１〜９のいずれかに記載の放射源。
  12. 前記燃料小滴は、Ｘｅ、Ｌｉ又はＳｎを含む、若しくは、Ｘｅ、Ｌｉ又はＳｎから構成される、請求項１〜１１のいずれかに記載の放射源。
  13. 前記レーザはＣＯ２レーザである、請求項１〜１２のいずれかに記載の放射源。
  14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の放射源と、
    放射ビームを調整する照明システムと、
    放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するサポートと、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン付き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. 燃料小滴の流れをノズルから軌跡に沿ってプラズマ形成位置に向かって放出し、かつ、増幅器と光学素子とを備えたレーザを使用して、レーザ放射を前記プラズマ形成位置に誘導して前記プラズマ形成位置における前記燃料小滴をプラズマに変換することと、
    前記光学素子を使用して、前記増幅器を通過する放射のための発散ビーム経路を画定することと、を含む、方法。
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