JP4567659B2 - リソグフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグフィ装置およびデバイスを製造するための方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、基板、一般的には基板のターゲット部分に所望のパターンを付与する機器である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に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ているパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成される。生成されたパターンが、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば部分的に１つまたは複数のダイからなっている）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供されている放射線感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターン化されるターゲット部分に隣接するネットワークが含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンし、かつ、基板をこの方向に平行または非平行に同期スキャンすることによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるスキャナがある。パターンを基板に転写することによってパターニングデバイスから基板へパターンを転送することも可能である。

[0003] より微小なフィーチャ（特徴：feature）をイメージングするために、リソグラフィ装置の露光放射として、波長の範囲が５〜２０ナノメートル、詳細には１３．５ｎｍの波長の極端紫外放射（ＥＵＶ）の使用、または荷電粒子線、たとえばイオンビームまたは電子ビームの使用が提案されている。これらのタイプの放射には、吸収を回避するために、装置内のビーム経路を排気する必要がある。ＥＵＶ放射のための屈折型光学エレメントを構築するための知られている材料は存在していないため、ＥＵＶリソグラフィ装置には、放射システム、照明システムおよび投影システム内にミラーが使用されている。このようなミラーは非常に汚染されやすく、そのためにミラーの反射率が減少し、ひいては装置のスループットを小さくしている。また、ＥＵＶ源は、照明システムへの流入を回避しなければならないデブリを生成することがある。

[0004] デブリが照明システムに流入する機会を少なくするために、汚染物質トラップの使用が知られている。このようなトラップは、放射源の下流側の放射システム内に配置されている。トラップは、デブリを付着させることができる表面を提供するエレメントを備えている。また、従来の放射システムは、放射ビームを集光するコレクタを備えることも可能である。デブリは、コレクタ内のエレメントにも付着することがあることが分かっている。コレクタにデブリが付着すると、コレクタを浄化しなければならなくなる以前に、その動作寿命が著しく短くなる。

[0005] 汚染の問題は、汚染物質トラップ内のエレメントの温度が高くなるほど大きくなり、したがってコレクタの寿命が短くなることが分かっている。これは、より高い温度では、汚染物質トラップのエレメントが二次汚染源になることによるものであることが分かっている。詳細には、エレメントに付着した特定のデブリが蒸発する。蒸発したデブリは、コレクタをさらに汚染することになる。

[0006] 従来の装置が抱えている問題に対処することが望ましい。詳細には、照明システムに流入するデブリの量を少なくし、コレクタの寿命を長くすることが望ましい。

[0007] 本発明の一態様によれば、放射源によって放出される放射から放射のビームを提供するための放射システムを備えたリソグラフィ装置が提供される。放射システムは、放射源から放出される物質をトラップするための汚染物質トラップ、および放射のビームを集光するためのコレクタのうちの少なくとも一方を備えている。汚染物質トラップおよびコレクタのうちの少なくとも一方は、放射ビームの経路に配置されたエレメントを備えており、放射ビームが放射システム内を伝搬している間に、このエレメントの上に、放射源から放出される物質を付着させることができる。放射ビームの経路に配置されているエレメントの少なくとも一部は、エレメントの表面に対して実質的に非平行の方向に伝搬する放射ビームの吸収を少なくし、エレメントが遭遇する熱負荷を低減するための、鏡面かすめ入射反射率が大きい表面を有している。また、装置は、放射ビームを条件付けるように構成された照明システムと、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を備えている。パターニングデバイスは、パターン化された放射ビームを形成するべく、放射ビームの断面にパターンを付与することができる。装置は、さらに、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン化された放射ビームを基板のターゲット部分に投射するように構成された投影システムとを備えている。

[0008] 本発明の一態様によれば、放射源によって放出される放射から放射のビームを提供するための放射システムが提供される。放射システムは、汚染物質トラップと、放射のビームを集光するためのコレクタとを備えている。汚染物質トラップおよびコレクタのうちの少なくとも一方は、放射ビームの経路に配置された、放射源から放出される物質が放射システムを超えて伝播するのを防止するためのエレメントを備えている。放射ビームの経路に配置されているエレメントの少なくとも一部は、エレメントの表面に対して実質的に非平行の方向に伝搬する放射ビームの吸収を少なくし、エレメントが遭遇する熱負荷を低減するための、鏡面かすめ入射反射率が大きい表面を有している。

[0009] 本発明の一態様によれば、放射システムを使用して、放射源によって放出される放射から放射のビームを提供するステップと、放射ビームの経路に配置された、放射源から放出される物質が放射システムを超えて伝播するのを防止するためのエレメントを放射システム内に配置するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。放射ビームの経路に配置されているエレメントの少なくとも一部は、エレメントの表面に対して実質的に非平行の方向に伝搬する放射ビームの吸収を少なくし、エレメントが遭遇する熱負荷を低減するための、鏡面かすめ入射反射率が大きい表面を有している。この方法には、さらに、放射ビームを条件付けるステップと、パターニングデバイスを支持するステップと、パターン化された放射ビームを形成するべく、パターニングデバイスを使用して放射ビームの断面にパターンを付与するステップと、基板を基板テーブルの上で保持するステップと、パターン化された放射ビームを基板のターゲット部分に投射するステップが含まれている。

[0010] 以下、本発明の実施形態について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。

[0023] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を条件付けるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ、パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構築された、特定のパラメータに従って該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のポジショナＰＭに接続された支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴ、基板（たと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た、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴ、およびパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイが含まれている）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折型投影レンズ系）ＰＳを備えている。

[0024] 照明システムは、放射を誘導し、整形し、あるいは制御するための、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントまたは他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。

[0025] 支持構造はパターニングデバイスを支持している。つまり、支持構造はパターニングデバイスの重量を支えている。支持構造は、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他の条件、たとえばパターニングデバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターニングデバイスを保持している。支持構造には、パターニングデバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法または他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定または移動させ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。支持構造は、パターニングデバイスをたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

[0026] 本明細書に使用されている「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、たとえばそのパターンに移相フィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャ（特徴：feature）が含まれている場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。

[0027] パターニングデバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。パターニングデバイスの実施例には、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パネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、Alternating位相シフトおよび減衰移相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知られている。プログラマブルミラーアレイの実施例には、マトリックスに配列された、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう個々に傾斜させることができる微小ミラーが使用されている。この傾斜したミラーによって、ミラーマトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。

[0028] 本明細書に使用されている「投影システム」という用語は、たとえば使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気光学系、電磁光学系および静電光学系、またはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

[0029] 図に示すように、この装置は、反射型（たとえば反射型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置であってもよい。

[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／または複数のマスクテーブル）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」装置の場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つまたは複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。

[0031] また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体、たとえば水で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を与えることも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書に使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、単に、露光の間、投影システムと基板の間に液体が置かれることを意味しているにすぎない。

[0032] 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取っている。放射源ＳＯは、放射システムＲＳの中に備えることができる（図２参照）。放射源がたとえばエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、たと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備えたビームデリバリシステムを使用して放射源からイルミネータＩＬへ供給される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素にすることができる。

[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタを備えることができる。通常、イルミネータの瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

[0034] 支持構造（たとえばマスクテーブルＭＴ）の上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）に放射ビームＢが入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。マスクＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（たとえば干渉計デバイス、直線エンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に配置することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよびもう１つの位置センサＩＦ１を使用して、たとえばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に配置することができる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成してい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）を使用し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のポジショナＰＷの一部を形成してい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用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナではなく）、マスクテーブルＭＴは、短ストロークアクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図には専用ターゲット部分を占有している基板アライメントマークが示されているが、基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメントマークは、スクライブレーンアライ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上に提供される場合、ダイとダイの間にマスクアライメントマークを配置することができる。

[0035] 図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。

[0036] １．ステップモード：マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光で結像するターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0037] ２．スキャンモード：放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。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の倍率（縮小率）および画像反転特性によって決まる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向の幅）が制限され、また、スキャン運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャン方向の高さ）が決まる。

[0038] ３．その他のモード：プログラマブルパターニングデバイスを保持するべくマスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、スキャン中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用してい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。

[0039] 上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態、あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

[0040] 図２は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ投影装置のＥＵＶ放射システム、照明システムおよび投影光学系の側面図を示したものである。図２には、放射システムＲＳ、イルミネータＩＬおよび投影システムＰＳが示されている。放射システムＲＳは、ソース−コレクタモジュールすなわち放射ユニット３を備えている。放射ユニット３は、放電プラズマによって形成することができる放射源ＳＯを備えている。ＥＵＶ放射源ＳＯは、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気などのガスまたは蒸気を使用することができる。また、放射源ＳＯは、スズを使用して動作させることも可能である。放射源ＳＯによって放出された放射は、汚染物質トラップすなわち「フォイルトラップ」９を介してソースチャンバ７からコレクタチャンバ８へ引き渡される。汚染物質トラップ９は、高度に反射性の表面を備えたプレートレットなどのエレメントを備えている。汚染物質トラップの構造については、図４および５に関連してより詳細に説明する。コレクタチャンバ８は、かすめ入射コレクタによって形成することができる放射コレクタ１０を備えている。コレクタ１０を通過した放射は、回折格子スペクトルフィルタ１１すなわちミラーで反射し、コレクタチャンバ８内の開口の仮想ソースポイント１２に集束する。チャンバ８から入射した投影ビームＢは、ミラー１３、１４で反射してイルミネータＩＬを通過し、マスクＭＡによってパターン化されたビームＰＢがミラー１８、１９で反射して投影システムＰＳを通過し、従来の方法で基板Ｗに入射する。

[0041] 図３は、図２に示す放射システムを詳細に示したものである。図３から分かるように、かすめ入射コレクタ１０は、放射コレクタ１０を備えている。放射コレクタ１０は、高度に鏡面反射性の表面を有する１つまたは複数のエレメント２１、２２、２３を備えている。詳細には、かすめ入射コレクタ１０は、複数の入れ子リフレクタエレメント２１、２２、２３を備えている。本発明の実施形態によるコレクタについては、図１０〜１２を参照してより詳細に説明する。汚染物質トラップ９は、高度に鏡面反射性の表面を有する１つまたは複数のエレメント２４を備えている。詳細には、エレメント２４はプレートレットである。通常、プレートレット２４は金属でできており、たとえばモリブデンでできている。本発明の一実施形態による汚染物質トラップについては、図４〜９を参照してより詳細に説明する。以下で説明するように、本発明は、汚染物質トラップ９およびコレクタ１０のうちの少なくとも一方のエレメントに対するアプリケーションを有している。

[0042] 図４は、本発明の一実施形態による汚染物質トラップを備えた放射システムを詳細に示したもので、また、図５は、図４に示す汚染物質トラップの線Ａ−Ａに沿った断面を示したものである。汚染物質トラップ９は、放射源ＳＯの近くに配置されている。トラップ９は、デブリ、つまり放射源によって放出される、粒子を始めとする汚染物質が、放射システムの光学コンポーネント、たとえばコレクタ１０およびイルミネータＩＬへ到達するのを防止するように構築されている。図４には汚染物質トラップ９の断面が示されており、また、図５には汚染物質トラップ９の平面図が示されている。汚染物質トラップ９は、プレートレット２４（フォイルとも呼ばれている）の第１のセット９１および第２のセット９２を備えている。これらのセットは、放射源ＳＯによって放出されるビームＢの光軸Ｏの周りに放射状に配置されている。トラップ９は、軸２０および支持構造２８を備えており、それらの間にプレートレット２４が配置されている。第１のセット９１および第２のセット９２のプレートレット２４は、それぞれ第１のセットのチャネル２５および第２のセットのチャネル２７を画定している。分かり易くするために、図４には、第１のセットのチャネル２５のうちの２つのチャネル、および第２のセットのチャネル２７のうちの２つのチャネルのみが示されている。これらの２つのセットのチャネル２５、２７は、間隔を隔てて配置されている。この隙間を通してフラッシングガスを提供することができる。ビームＢは、第１のセットのチャネル２５および第２のセットのチャネル２７を連続的に通過する。ビームから吸収される放射の量を最少化するためには、プレートレット２４は薄いことが好ましく、金属箔を使用して構築することができる。一実施形態では、第１のセットのチャネル２５は、第２のセットのチャネル２７に対して整列している。

[0043] 本発明の一実施形態によれば、汚染物質トラップが遭遇する熱負荷が、トラップの幾何構造またはトラップの位置を修正することなく小さくなる。汚染物質トラップの温度、詳細にはプレートレット２４の温度が十分に高くなると、トラップ内にトラップされた汚染物質が蒸発し、そのためにトラップが二次汚染物質源になることが分かっている。本発明は、ＥＵＶ源を使用している、汚染物質、詳細には汚染物質トラップ構造からのスズが大量に蒸発するだけの十分な高さの温度になる可能性のあるリソグラフィ装置に対する特定のアプリケーションを有している。二次汚染は、場合によってはコレクタ１０に付着するようになることが分かっている。また、場合によってはコレクタ１０に付着するようになる汚染物質が同様に蒸発し、したがって汚染物質がイルミネータＩＬなどの下流側の他の光学系に到達する機会が増える可能性のあるコレクタ１０にも同様の問題が生じることが分かっている。熱負荷を低減することによって汚染物質トラップの温度が低くなり、ひいてはコレクタ１０へ向かう汚染物質蒸気、詳細にはスズ蒸気のフラックスが減少することが分かっている。本発明の一実施形態によれば、この方法により、コレクタのシェルの浄化、詳細にはスズの浄化を必要としない寿命である動作寿命が長くなる。コレクタ１０の動作寿命は、反射率を改善することによって少なくとも１桁長くすることができることが分かっている。本発明の一実施形態によれば、汚染物質トラップ９の温度を低くするための手段としてプレートレット２４の鏡面反射が改善されている。詳細には、図５の用紙の平面に垂直、つまり図４に示すビームの軸Ｏの方向に沿って展開している壁２４ａである側壁２４ａの鏡面反射を改善することにより、プレートレット２４に対して非平行に導かれる放射の吸収が少なくなる。その結果、汚染物質トラップの温度が低くなり、ひいては二次汚染が抑制される。以下でより詳細に説明するように、本発明の一実施形態によれば、エレメント２１〜２４は、スズなどの若干の金属物質が配置される表面を備えることができる。高度に鏡面反射性の表面を達成するために、装置は、さらに、エレメント２１〜２４の温度を、金属物質がエレメントの表面の少なくとも一部に液体層を形成する所定の温度に制御するための熱制御回路３０を備えることができる。詳細には、この液体層は、エレメントのうちの放射ビーム中に配置されている部分を実質的に覆うことになる。この方法によれば、汚染物質トラップ上での放射ビームの拡散反射が減少し、鏡面反射が改善される。また、ビームがそれぞれ汚染物質トラップおよびコレクタから射出するまでの間に汚染物質トラップおよび／またはコレクタ内で遭遇する平均反射回数が減少する。他の実施形態では、熱制御回路３０は、エレメント２１〜２４を所定の温度に加熱および冷却するための加熱および冷却エレメント３２を備えることができる。この方法によれば、エレメント２１〜２４の温度を所望の温度に正確に制御することができる。所望の温度および所望の温度の制御の効果については、以下でより詳細に説明する。

[0044] 代替実施形態では、エレメント２１〜２４の高度に鏡面反射性の表面は、表面を研磨することによって達成される。エレメントの表面を研磨し、かつ、エレメントの表面に金属の液体層を提供することにより、表面の表面粗さが改善される。

[0045] 汚染物質トラップ９のプレートレットの反射率および吸光度を予測するために、汚染物質トラップ９のモリブデン（Ｍｏ）プレートレット２４の表面粗さが決定され、かつ、表面粗さに対する反射率および吸光度が計算された。

[0046] 図６は、汚染物質トラップのプレートレットのスキャンを示したものである。詳細には、図６は、図２〜５に示す汚染物質トラップ９に使用されている典型的なＭｏプレートレット２４のＡＦＭ（原子間力顕微鏡）スキャンを示したものである。このＡＦＭスキャンから、構造が滑らかではなく、７０〜８０ｎｍの表面粗さを有している、と結論付けることができる。

[0047] 図７は、表面粗さを関数としたＥＵＶ反射をグラフで示したものである。オングストロームの単位の表面粗さに対するパワー反射係数がプロットされている。詳細には、図７は、１３．５ｎｍにおけるＥＵＶ反射に対するモリブデンプレートレット２４の表面粗さの影響を示したもので、曲線４０で示すように、表面粗さが粗くなると、ＧＩ ＥＵＶ反射が急激に減少し、７０ｎｍの表面粗さで事実上ゼロになり、一方、直線４２で示すように、垂直入射反射は、常にゼロであることが明確に示されている。

[0048] 鏡面反射と拡散反射を区別するために、Ｍｏプレートレット２４のＥＵＶ反射が１０度のかすめ入射角で画像化された。詳細には、図８は、入射角１０度、波長１３．５ナノメートルに対するＥＵＶ反射を示したものである。図８は、画像化されたＭｏプレートレット２４からの反射は、画像化されたルテニウム（Ｒｕ）サンプルからの反射より著しく広いことを示している。これは、大量のＥＵＶ放射がＭｏプレートレット２４で拡散反射していることを示している。詳細な解析から、
[0049] Ｍｏプレートレットによる鏡面反射は３５％であり（全反射は６６％）、プレートレット２４の側面における拡散反射が３１％であること、また、ＥＵＶ放射の３４％が吸収されることを示している（かすめ角１０度の場合）、と結論付けることができる。

[0050] Ｍｏプレートレットでの鏡面反射が一度だけ生じると仮定し、かつ、拡散反射したビームが、最終的には完全に吸収されることになる多くの反射に遭遇すると仮定すると、プレートレットに対して１０度の角度で汚染物質トラップに入射するＥＵＶ放射の６５％が汚染物質トラップによって吸収される、と結論付けることができる。

[0051] プレートレット２４の側壁２４ａの熱負荷を計算する場合、ＥＵＶ放射の６５％が吸収されると仮定することが妥当である。

[0052] 上記の解析に基づいて、また、ＥＵＶ放射に対して見出された結果が他の波長に対しても等しく適用可能であると仮定すると、汚染物質トラップは、プレートレットに対して非平行の放射の６５％を吸収する、と結論付けることができる。プレートレット２４ｂの前面に衝突する放射はほぼ完全に吸収され、垂直入射角に対しては鏡面反射しない。

[0053] 放射源によるフォイルトラップに対する熱負荷に関しては、
[0054] １．汚染物質トラップの前面２４ｂに衝突する放射は、ほぼ完全に吸収される。
[0055] ２．プレートレットに対して非平行（たとえば変形のために）の放射の６５％がプレートレット２４によって吸収される。
と結論付けることができる。

[0056] 相俟った効果によって汚染物質トラップの温度が上昇する。汚染物質トラップの温度が高くなると、上で言及したように、スズの蒸発などの多くの問題が生じ、デブリの抑制が損なわれることになる。

[0057] 本発明の一実施形態によれば、プレートレットに対して非平行の放射の吸収を少なくし、ひいては汚染物質トラップの温度を低くするために、プレートレットの側壁２４ａの鏡面かすめ入射反射率が大きくなっている。

[0058] 上で言及したように、本発明の一実施形態では、モリブデンプレートレット２４が研磨されている。詳細には従来のプレートレットの程度より高い程度まで研磨されている。この方法によれば、表面粗さが改善される結果として、プレートレットに対して非平行の放射の吸収度が小さくなる。この方法によれば、汚染物質トラップに対する熱負荷を低減することができる。

[0059] 上で言及したように、代替実施形態によれば、プレートレット上への薄いスズの層の付着が意図されている。Ｓｎ層を付着させることによってＭｏプレートレットの粗い表面が覆われる。この実施形態によれば、製造中に薄いＳｎ層をプレートレットに付着させ、次にプレートレットをＳｎの融解温度（２３０℃）以上まで加熱することによってＳｎ層がリフローされる。この方法によれば、より粗い表面粗さとのインタフェースが提供される。ＥＵＶを照射している間、温度がＳｎを融解させるだけの十分な高さの温度（２３０℃）になり、Ｓｎ層が流動することになる。汚染物質トラップに付着するＳｎはすべてこのＳｎ層に組み込まれ、小さい表面粗さが維持される。また、プレートレットにはイオンのエッチングによって必ずいくつかの孔が形成されることになるが、液体Ｓｎによってこれらの孔が充填されるため、小さい表面粗さが維持される。スズ層には、アプリケーションに応じて、１００ナノメートルから１００マイクロメートルの範囲の厚さを持たせることができる。上で言及したように、プレートレットを所定の温度に維持するために、加熱および冷却エレメントを備えることができる温度制御回路を提供することができる。

[0060] 図９は、モリブデン基板上の表面粗さ２ｎｍの２０ｎｍスズに対する５度かすめ入射光の反射をグラフで示したものである。このグラフには、ナノメートルの単位の波長に対する反射率がプロットされている。図９は、Ｍｏプレートレットの頂部のＳｎ層によって鏡面反射が著しく改善されることを明確に示している。図９に示すグラフには、５度かすめ入射角および表面粗さが小さい（２ｎｍ以下）ことが仮定されている。

[0061] 図９から、Ｓｎで覆われたＭｏフォイルの鏡面反射は約７０％であることが分かる。これは、フォイルに対して非平行の放射の吸収が６５％から３０％まで減少したことを意味している。

[0062] ＥＵＶ波長レンジ、詳細には１３．５ナノメートルで動作するリソグラフィ装置内で実施される汚染物質トラップの温度の第１次解析によれば、汚染物質トラップの温度は約９００Ｋである。Ｍｏプレートレットの側壁２４ａおよびプレートレットの前端２４ｂの両方が１０％を吸収すると仮定すると、プレートレットの側壁による吸収が６５％から３０％に減少することによって、吸収されるパワーが２０％から１４．６％に減少する。これは、８３４Ｋの汚染物質トラップ温度および２０倍以上の動作寿命の延長に対応している。これらの計算から、コレクタをＳｎの層で覆うことにより、コレクタ１０の動作寿命を著しく長くすることができることが分かる。

[0063] 上で言及したように、代替実施形態では、コレクタ１０のエレメントは、大きい鏡面かすめ反射率を備えている。この実施形態については、図１０〜１２を参照して、本明細書においてさらに説明する。

[0064] 純粋にスズ上で動作するＥＵＶ源が意図されている。スズは、表面から除去することができる利点を有している。また、スズはその融解温度が低いため、上で言及したように、液体コーティングをかすめ入射リフレクタとして使用することができることが分かっている。スズのもう１つの利点は、いくつかの物質に対する固着係数が大きいことである。スズのこれらの特性は、たとえばＥＵＶ装置に使用されるコレクタ１０のデブリ抑制スキームに組み込むことができる。この実施形態では、コレクタ１０は、かすめ角のＥＵＶ放射に対して反射性である液体スズ表面を備えることができる。ＥＵＶ放射に対するスズの反射係数はそれほど大きくないため、一実施形態では、かすめ反射率が大きいコレクタ１０が提供されている。この構造の利点は、スズをベースとする表面が低圧で動作し、デブリが液体スズの表面層を備えたコレクタ１０のオプティカルコーティングに当たるため、再生的であること、また、ＥＵＶ放射に対する反射係数が依然として大きいことである。従来のウォルタ型設計のコレクタ１０、つまり図２〜４を参照して説明した入れ子コレクタは、ＥＵＶ汚染物質トラップ９の下流側に配置される。

[0065] 図１０は、かすめ角を関数とした、１３．５ｎｍ放射に対するスズの反射率を示したものである。図１０から分かるように、スズは、かすめ角２度で入射放射の８６％を反射する。

[0066] 一実施形態では、コレクタ１０の実質的に双曲部分全体をスズで覆うことができる。楕円部分は、スズが存在しないことが仮定されている。その場合、コレクタ１０の総合平均反射率は、７７％から４０％に低下する。したがって、スズは、透過率が５３％のコンポーネントに類似した余分の損失をもたらしている。

[0067] 他の実施形態では、コレクタ１０は、図２および３に示すように、内側で反射する入れ子双曲線を有している。内側の表面で反射する双曲表面２１〜２３は、実ソースの背後、つまり放射ビームＢの上流側の方向に仮想ソースイメージを生成する特性を有している。図１１からこのことが分かる。図１１は、本発明の一実施形態によるコレクタ１０の設計の一部を示したものである。図１１には、放射を集光する８つの双曲シェル２１〜２３を備えたコレクタ１０が示されている。仮想ソースイメージは、１１度から４５度までの範囲の極角の放射を放出している。かすめ角は、Ｓｎオプティカルコーティングの場合、平均反射率が５５％になるようになっている。仮想ソースイメージは、約−４６ｍｍに位置していることに留意されたい。コレクタ１０は、拡大ソースイメージを生成している。コレクタ１０は、もっと多くのシェルを使用し、かつ、ソースまでの他の最大距離を使用することによってさらに最適化することができる。もっと多くのシェルを有することにより、仮想ソースを実ソースのより近くへ移動させる可能性が得られる。光学表面のかすめ角が小さくなり、また、コレクタ１０の透過率が大きくなるため、これは有利である。コレクタ１０は、ｘ軸の周りに回転対称になるように設計することができる。

[0068] 代替実施形態では、コレクタ１０は、外側で反射する入れ子双曲線を備えることができる。この実施形態は、双曲線の外側の表面が反射する点を除き、図１１を参照して説明した実施形態と類似している。したがって仮想ソースは、実ソースの前、つまり投影ビームの下流側に位置している。仮想ソースイメージは、１１度から４５度までの範囲の極角の放射を放出している。図１２は、本発明の代替実施形態によるコレクタ１０の設計の一部を示したものである。図１２に具体化されている、外側に反射表面を備えた設計は、反射角がより小さいため、７５％の平均反射が達成される利点を提供している。仮想ソースは、約＋２５ｍｍに位置している。このコレクタは、ソースの縮小イメージを生成し、したがってソース近くの集光角がコレクタの後側より小さいことに留意されたい。もっと多くのシェルを有することにより、仮想ソースを実ソースのより近くへ移動させる可能性が得られる。光学表面のかすめ角が小さくなり、また、コレクタ１０の透過率が大きくなるため、これは有利である。

[0069] 集光可能な立体角内のすべての放射は、コレクタ１０の光学表面に衝突することになる。ソース体積から放出されるすべてのデブリについても同様である。一実施形態によるコレクタ１０は、Ｓｎの固着およびオプティカルコーティングの再生特性と相俟って、上で説明した汚染物質トラップ９に対する追加または代替として提供することができる耐デブリ汚染物質トラップとして機能している。コレクタ１０をスズで湿らすために、たとえばスズによる浸潤が容易な銅または他の物質でコレクタ１０にコーティングを施すことができる。また、多孔性構造を使用してオプティカルコーティングを湿らせることも可能である。

[0070] 図１１および１２に示す実施形態によれば、かすめ入射コレクタ１０は、上で説明した汚染物質トラップ９と組み合せることができる。かすめ入射コレクタ１０の準備は、コレクタを介した視覚視野の直接のラインが存在しないこと、つまり光子とデブリの両方の粒子がコレクタ１０のオプティカルコーティングに衝突することに基づいている。オプティカルコーティングを再生的にすることによって、つまりコレクタ１０に液体コーティングを提供することにより、汚染によって光学性能が損なわれることはない。このコレクタ１０は、比較的密閉されており、また、従来のコレクタから分離されている。Ｓｎで覆われた層に入射する角度が極めて小さいため、システムの透過率が最適化される。

[0071] 本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明した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のため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）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を付け、かつ、露光済みの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中で、露光前または露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

[0072] また、本発明による実施形態の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で参照されているが、本発明は、他のアプリケーション、たとえば転写リソグラフィに使用することができ、コンテキストが許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。転写リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターニングデバイスのトポグラフィによって画定される。パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せが与えられる。レジストが硬化すると、パターニングデバイスがレジストから除去され、後にパターンが残される。

[0073] 本明細書に使用されている「放射」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長あるいはその近辺の波長の放射）、および極端紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

[0074] コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。

[0075] 以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。たとえば本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数の機械読取可能命令シーケンスを含んだコンピュータプログラムの形態を取ることができ、あるいはこのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（たとえば半導体記憶装置、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態を取ることができる。

[0076] 以上の説明は例示を意図したものであり、本発明を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。

[0011]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0012] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ投影装置のＥＵＶ放射システム、照明システムおよび投影光学系の側面図である。 [0013]図２に示す放射システムの詳細を示す図である。 [0014]本発明の一実施形態による汚染物質トラップを備えた放射システムの詳細を示す図である。 [0015]図４に示す汚染物質トラップの線Ａ−Ａに沿った断面図である。 [0016]原子間力顕微鏡法によって得られた汚染物質トラップのプレートレットの広域スキャンを示す図である。 [0017]表面粗さを関数とした計算ＥＵＶ反射を示すグラフである。 [0018]入射角１０度、波長１３．５ナノメートルに対するＥＵＶ反射のイメージを示す図である。 [0019]モリブデン基板上の表面粗さ２ｎｍの２０ナノメートルのスズに対する５度かすめ入射光の反射を示すグラフである。 [0020]１３．５ナノメートル放射に対するスズの反射率を示すグラフである。 [0021]本発明の一実施形態によるコレクタの設計の一部を示す図である。 [0022]本発明の他の実施形態によるコレクタの設計の一部を示す図である。

Claims (15)

1. 放射源によって放出される放射からの放射ビームを提供するための放射システムであって、
   前記放射システムが、前記放射源から放出される物質をトラップするための汚染物質トラップ、および前記放射ビームを集光するためのコレクタのうちの少なくとも一方を備え、前記汚染物質トラップおよび前記コレクタのうちの前記少なくとも一方が、前記放射ビームの経路に配置されたエレメントを備え、前記放射ビームが前記放射システム内を伝搬している間に、前記エレメントの上に、前記放射源から放出される前記物質を付着させることができ、前記放射ビームの経路に配置されている前記エレメントの少なくとも一部が、前記エレメントの表面に対して実質的に非平行の方向に伝搬する前記放射ビームの吸収を少なくし、前記エレメントが遭遇する熱負荷を低減するための、鏡面かすめ入射反射率が大きい表面を有し、前記エレメントが、金属物質が配置される表面を備える、放射システムと、
   前記放射ビームを条件付けるように構成された照明システムと、
   パターン化された放射ビームを形成するべく前記放射ビームの断面にパターンを付与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、
   前記パターン化された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投射するように構成された投影システムと、
   前記エレメントの温度を、前記金属物質が前記エレメントの前記表面の少なくとも一部に液体層を形成する所定の温度に制御するための熱制御回路と
   を備えるリソグラフィ装置。
2. 前記大きい鏡面かすめ入射反射率により、前記放射ビームが前記放射システムを通過する際に前記放射ビームが前記エレメントで反射する回数が低減される、
   請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記熱負荷を低減することにより、前記エレメントの温度が、前記エレメントに付着した前記物質が蒸発する温度まで上昇することが防止される、
   請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記エレメントが、前記汚染物質トラップ内に包含された１つまたは複数のプレートレットである、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記表面が、前記放射ビームが伝搬する方向に実質的に平行の方向に展開している前記プレートレットの側壁である、
   請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記エレメントが、前記コレクタ内に包含された双曲シェルである、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記エレメントが小さい表面粗さを有する、
   請求項１乃至６の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記エレメントが高度に研磨された表面を有する、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記エレメントがモリブデンを含む、
   請求項１乃至８の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記液体層が、前記エレメントのうちの前記放射ビーム中に配置されている部分を実質的に覆う、
    請求項１乃至９の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記熱制御回路が、前記エレメントを前記所定の温度に加熱および冷却するための加熱および冷却エレメントを備える、
    請求項１乃至１０の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記金属がスズである、
    請求項１乃至１１の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記エレメントの前記表面が、前記表面の拡散反射率が抑制されるように処理された、
    請求項１乃至１２の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
14. 放射源によって放出される放射から放射ビームを提供するための放射システムであって、
    汚染物質トラップと、
    前記放射のビームを集光するためのコレクタと
    を備え、前記汚染物質トラップおよび前記コレクタのうちの少なくとも一方が、前記放射ビームの経路に配置された、前記放射源から放出される物質が前記放射システムを超えて伝播するのを防止するためのエレメントを備え、
    前記放射ビームの経路に配置されている前記エレメントの少なくとも一部が、前記エレメントの表面に対して実質的に非平行の方向に伝搬する前記放射ビームの吸収を少なくし、前記エレメントが遭遇する熱負荷を低減するための、鏡面かすめ入射反射率が大きい表面を有し、前記エレメントが、金属物質が配置される表面を備え、
    前記エレメントの温度を、前記金属物質が前記エレメントの前記表面の少なくとも一部に液体層を形成する所定の温度に制御するための熱制御回路をさらに備える放射システム。
15. 放射システムを使用して、放射源によって放出される放射から放射のビームを提供するステップと、
    前記放射ビームの経路に配置された、前記放射源から放出される物質が前記放射システムを超えて伝播するのを防止するためのエレメントを前記放射システム内に配置するステップであって、前記放射ビームの経路に配置されている前記エレメントの少なくとも一部が、前記エレメントの表面に対して実質的に非平行の方向に伝搬する前記放射ビームの吸収を少なくし、前記エレメントが遭遇する熱負荷を低減するための、鏡面かすめ入射反射率が大きい表面を有し、前記エレメントが、金属物質が配置される表面を備え、熱制御回路を使用して、前記エレメントの温度を、前記金属物質が前記エレメントの前記表面の少なくとも一部に液体層を形成する所定の温度に制御するステップと、
    前記放射ビームを条件付けるステップと、
    パターニングデバイスを支持するステップと、
    パターン化された放射ビームを形成するべく、前記パターニングデバイスを使用して前記放射ビームの断面にパターンを付与するステップと、
    基板を基板テーブルの上で保持するステップと、
    前記パターン化された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投射するステップと、を含むデバイス製造方法。