JP4689672B2

JP4689672B2 - Ｅｕｖ光源の内部コンポーネント上のプラズマ生成デブリの影響を減少させるためのシステム及び方法

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Publication number: JP4689672B2
Application number: JP2007523619A
Authority: JP
Inventors: アレクサンダーアイアーショフ; ウィリアムエフマークス; ノルベルトエルボーヴェリンク; ビョルンアーエムハンソン; オリーコーディキン; イゴーヴィーフォーメンコフ; ウィリアムエヌパートロ
Original assignee: サイマーインコーポレイテッド
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2025-07-15
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Description

［関連出願に対する相互参照］
本出願は、２００４年１１月１日に出願された、代理人生理番号第２００４−００８８−０１、ＬＰＰＥＵＶＬＩＧＨＴＳＯＵＲＣＥという表題の米国特許出願連続番号第１０／９７９，９４５号の一部継続出願である、２００５年６月２９日に出願された、ＳＹＳＴＥＭＡＮＤＭＥＴＨＯＤＳＦＯＴＲＥＤＵＣＩＮＧＴＨＥＩＮＦＬＵＥＮＣＥＯＦＰＬＡＳＭＡＧＥＮＥＲＡＴＥＤＤＥＢＲＩＳＯＮＴＨＥＩＮＴＥＲＮＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＯＦＡＮＥＵＶＬＩＧＨＴＳＯＵＲＣＥという表題の米国特許出願連続番号第１１／１７４，４４２号に基づく優先権を主張するものであり、２００４年７月２７日に出願された、代理人生理番号第２００４−００４４−０１号、ＥＵＶＬＩＧＨＴＳＯＵＲＣＥという表題の米国特許出願連続番号第１０／９００，８３９号の一部継続出願であり、２００４年３月１７日に出願された、代理人生理番号第２００３−０１２５−０１号、ＨＩＧＨＲＥＰＥＴＩＴＩＯＮＲＡＴＥＬＰＰＥＵＶＬＩＧＨＴＳＯＵＲＣＥという表題の米国特許出願連続番号第１０／８０３，５２６号の一部継続出願であり、２００４年３月１０日に出願された、代理人生理番号第２００３−００８３−０１号、ＣＯＬＬＥＣＴＯＲＦＯＲＥＵＶＬＩＧＨＴという表題の米国特許出願連続番号第１０／７９８，７４０号の一部継続出願であり、その各々の開示は、ここに引用により組み入れられている。

本発明は、源物質から生成され、収集されて、例えばおよそ５０ｎｍ及びそれより低い波長で、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ようなＥＵＶ光源生成チャンバ外での使用を対象とするように向けられるプラズマからＥＵＶ光を与える超紫外線（「ＥＵＶ」）光ジェネレータに関する。

超紫外線（「ＥＵＶ」）光、例えばおよそ５０ｎｍ又はそれより少ない波長を有し（時には軟Ｘ線とも呼ばれる）、約１３．５ｎｍの波長の光を含む電磁放射線は、例えばシリコン・ウェハといった基板に超小型形状を生成するために、フォトリソグラフィ処理において用いることができる。

ＥＵＶ光を生成する方法は、輝線がＥＵＶ域にある状態で、素子、例えばキセノン、リチウム又はスズを有するプラズマ状態に物質を変換することを含むが、これらに限定されるものではない。多くの場合、放電生成プラズマ（「ＤＰＰ」）と称される１つのそのような方法では、プラズマは一対の電極間の放電により生成することができる。別の方法では、必要なプラズマは、必要な線放射素子を有する物質の液滴、流れ又はクラスタといった対象物質を、レーザ・ビームで照射することにより生成することができる。この後者の処理は、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と称される。

これらの処理の各々に関しては、プラズマは通常、例えば真空チャンバといったシールされた容器において生成され、様々な種類の測定装置を用いて監視される。ＥＵＶ放射線を生成するのに加えて、これらのプラズマ処理は、さらに、典型的には、プラズマ形成による熱、高エネルギのイオン及び散乱デブリ、例えばプラズマ形成処理において完全に電離しなかった源物質の原子及び／又は塊を含むことがある、望ましくない副生成物をプラズマチャンバに生成する。

これらのプラズマ形成の副産物は、垂直入射でＥＵＶ反射することができる多層ミラー（ＭＬＭ’ｓ）及びかすめ角入射ミラーを含むコレクタ・ミラー、測定検出器の表面、プラズマ形成処理を画像化するのに用いられるウィンドウ、及びＬＰＰの場合にはレーザ入力ウィンドウを含むがこれらに限定されるものではない様々なプラズマチャンバ光学素子を潜在的に損傷させる、又は動作効率を減少させる可能性がある。熱、高エネルギ・イオン及び／又は源物質デブリは、光学素子を加熱する、光透過を減少させる物質で、光学素子を覆う、それらに浸透する、及び例えば、構造の一体性及び／又は、例えば非常に短い波長で光を反射するミラーの能力のような光学的性質を損傷させる、それらを腐食させる又は浸食させる及び／又はそれらの内部に拡散することを含む多数の方法で、光学素子を損傷させる可能性がある。さらに、例えばレーザ入力ウィンドウのような幾つかの光学素子は真空チャンバの一部を形成し、従って、真空がプラズマチャンバに存在するときに応力下に置かれる。これらの素子に対し、堆積物と熱が組み合わさって素子を破壊（即ち亀裂）させる可能性があり、真空をなくして、費用のかかる修理を必要とする結果になる。

素子を清掃する又は交換する目的のために、プラズマチャンバ内の汚染された又は損傷された光学素子にアクセスすることは、高価で、手間がかかり、時間がかかる。具体的には、これらのシステムは通常、プラズマチャンバが開かれた後で再開する前に、幾分複雑で時間のかかるプラズマチャンバの浄化及び真空ポンプダウンを要する。この非常に長い処理は、製造計画に不利な影響を与え、通常ダウンタイムがほとんどない又は全くないように稼動するのが望ましい光源の効率全体を減少させる可能性がある。

上記を考慮して、出願人は、ＥＵＶ光源の内部コンポーネント上のプラズマ生成デブリの影響を減少させるためのシステム及び方法を開示する。

プラズマ形成によりデブリを生成するＥＵＶ光源のためのＥＵＶ測定モニタが開示される。モニタは、放射線検出器と、放射線をフィルタ処理し、フィルタ処理された放射線を検出器に向けるための、或る位置に配置された素子と、を含み、プラズマ形成により生成されたデブリが素子上に堆積し、堆積したデブリの少なくとも一部を除去するのに十分な温度に素子を加熱するヒータと、を含むことができる。

本発明の実施形態の別の態様では、プラズマ生成デブリをＥＵＶ光源コレクタ・ミラーから除去するためのデバイスが開示される。デバイスに関して、コレクタ・ミラーは、コレクタ・ミラー上の異なる区域において異なるデブリ堆積速度を生じさせるように、プラズマ形成場所に対して位置決めすることができる。デバイスは、コレクタ・ミラーの第１区域を第１温度Ｔ₁に加熱して、そこからデブリを除去するための第１加熱システムと、コレクタ・ミラーの第２区域をＴ₁≠Ｔ₂である第２温度Ｔ₂に加熱して、そこからデブリを除去するための第２加熱システムとを含むことができる。

本発明の実施形態のさらに別の態様では、ＥＵＶ光源検出器表面をプラズマ生成デブリから保護するためのシステムが開示される。システムは、管腔を取り囲む管壁を有する少なくとも１つの中空管を含むことができ、管は、プラズマ形成場所と検出器表面との間に置かれ、検出器表面の方向に向けられるデブリの少なくとも一部が表面に到達することを防ぐように方位付けられており、かつプラズマ形成場所において生成された光の少なくとも一部が管腔を通って検出器表面に到達することを可能にし、管壁を加熱して堆積したデブリを除去するためのヒータを含むことができる。

本発明の実施形態の１つの態様では、プラズマ形成によりＬｉデブリを生成するＥＵＶ光源と共に用いるためのコレクタ・ミラー・システムが開示される。コレクタ・ミラー・システムは、Ｌｉデブリと結びついてコレクタの表面上にＬｉＨを生成する水素源と、スパッタリング分子をコレクタ表面の方向に向けて、コレクタ表面からＬｉＨをスパッタさせるためのスパッタリング・システムとを含むことができる。

本発明の実施形態のさらに別の態様では、制御されたプラズマ・エッチング速度を用いてＥＵＶ光源コレクタ・ミラーの表面からデブリをエッチングするための装置が開示される。システムは、プラズマ・エッチング速度を変更する少なくとも１つの制御可能パラメータを有する、デブリをエッチングするためのプラズマ・エッチ・システムと、コレクタ・ミラー表面の少なくとも１つの区域と実質的に同量のデブリ蓄積を受けるように位置決めされた表面を有する基準物質と、基準物質表面からのエッチング・プラズマ放射を分析して、基準物質表面上のデブリ蓄積量を示す出力を生成するための機器と、出力に応答して、プラズマ・エッチング速度を制御するエッチング速度パラメータを変更するコントローラと、を含むことができる。

ここで図１を参照すると、本発明の態様による、例えばレーザ生成プラズマＥＵＶ光源２０のような例示的な生成ＥＵＶ光源の概略図が示されている。本発明の態様はレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）に関して示されているが、本発明は、ここに引用により組み入れられる共同所有の米国特許番号第６，８１５，７００号に開示される、代表的な構造が放電生成プラズマ（「ＤＰＰ」）を含むプラズマを生成する他の種類の光源にも等しく適用可能であることが理解される。

続けて図１を参照すると、ＬＰＰ光源２０は、高パワー及び高パルス反復率で動作するガス放電エキシマ又はフッ素分子レーザのようなパルス化レーザ・システム２２を含むことができ、例えば米国特許番号第６，６２５，１９１号、第６，５４９，５５１号、及び第６，５６７，４５０号に示すようなＭＯＰＡ設定のレーザ・システムであってもよい。光源２０は、さらに、目標物送給システム２４を含むことができ、これは例えば、液滴、液体流、固体粒子又はクラスタ、液滴内に含まれる固体粒子、又は液体流内に含まれる固体粒子の形態で目標物を送給する。目標物は、目標物送給システム２４によって、例えばチャンバ２６内部のプラズマ形成場所２８に送給されることができる。

レーザパルスは、パルス化レーザシステム２２から、レーザ光軸に沿ってレーザ入力ウィンドウ５７を通り、好適に合焦されたチャンバ２６の中の照射場所に送給されて、目標物の源物質に依存する特定の特性を有するプラズマを生成することができる。これらの特性は、生成されたＥＵＶの波長及びプラズマから放出されたデブリの種類及び量を含むことができる。

光源は、さらに、例えば切頭楕円形態の、例えばリフレクタのようなコレクタ３０を含むことができ、レーザ光は孔を通って点火場所２８に到達するようになっている。コレクタ３０は、例えば点火場所２８に第１合焦点、及びいわゆる中間点４０（中間合焦点４０とも呼ばれる）に第２焦点を有する楕円形ミラーとすることができ、ＥＵＶ光は、光源から出力され、例えば集積回路リソフラフィツール（図示せず）に入力される。

パルス化システム２２は、例えばマスタ発振電気増幅器（「ＭＯＰＡ」）といった二重チャンバと、例えば発振レーザ・システム４４及び増幅器レーザシステム４８を有するガス放電レーザ・システムとを含み、これは例えば、発振レーザ・システム４４のための磁気反応炉切替パルス圧縮及びタイミング回路５０と、増幅器レーザシステム４８のための磁気反応炉切替パルス圧縮及びタイミング回路５２と共に、発振器レーザシステム４４のためのパルス電力タイミング監視システム５４と、増幅器レーザシステム４８のためのパルス電力タイミング監視システム５６とをもつ。システム２０は、さらに、ＥＵＶ光源制御システム６０を含むことができ、これはさらに、例えば、レーザビーム位置決めシステム６６と併せて、目標物位置検出フィードバックシステム６２及び発火制御システム６５を含むことができる。

システム２０は、さらに、１つ又はそれ以上の液滴画像形成装置７０を含むことができる目標位置検出システムを含ことができ、これは、目標液滴の例えば点火場所に対する位置を示す出力を与え、この出力を目標位置検出フィードバック・システムに与えるものであり、該目標位置検出フィードバック・システムは、例えば、目標位置及び軌道を算出することができ、ここから液滴毎でなければ平均の目標エラーを算出することができる。目標エラーは次いで、入力としてシステム・コントローラ６０に与えられ、これは例えば、レーザ位置、方向及びタイミング修正信号を、例えばレーザビーム位置決めシステム６６に与えることができ、レーザビーム位置決めシステムは、例えば、レーザ・タイミング回路を制御するため、及び／又は、例えばレーザビームの合焦点を異なる点火点２８に変更するためのようにレーザ位置及び方向変換器６８を制御するために、これを用いることができる。

目標送給制御システム９０は、システム・コントローラ６０からの信号に応答して、例えば望ましい点火場所２８に到達する目標液滴のエラーを修正するために、目標送給機構９２により放出される目標液滴の放出点を修正する。ＥＵＶ光源検出器１００は、さらに、フィードバックをシステム・コントローラ６０に与えることができ、これは例えば、レーザパルスが、有効で効率的なＥＵＶ光生成のために、正しい場所及び時間において、目標液滴を適当に遮る際のタイミング及び合焦点のようなものにおけるエラーを示すことができる。

図１に概略的に示され、以下にさらに詳細に説明されるように、本発明の実施形態の態様は、プラズマチャンバ光学素子の表面をプラズマ形成場所２８で生成されたデブリから保護するための遮蔽システム１０２を含むことができる。遮蔽システム１０２は、ＥＵＶ光源検出器１００の表面を保護するように位置決めされて示されているが、遮蔽システム１０２は、チャンバ２６内の他の光学素子を保護するために使用可能であることが理解される。

図２は、例えばＥＵＶ光検出器１００といった光学素子の表面１０４を、プラズマ生成デブリから保護するためのシステム１０２をさらに詳細に表す。図示のように、システム１０２は、例えば、各々が管腔（即ちボア）を取り囲む管壁を有する、いわゆるキャピラリ管といった複数の中空管１２６を含むことができる。管１２６は、例えばガラス、金属又はセラミックといった物質、例えばかすめ入射反射角が小さい（＜１０度）かすめ入射角であるようなかすめ入射角でＥＵＶ光を反射するホウケイ酸塩物質で作ることができ、平滑表面のＥＵＶ反射率は殆どの物質に対して相対的に高い。図示のように、管１２６は互いにまとめられて、管１２６と同様な形状を有するステンレス鋼ハウジング管１２８内に収容されることができる。例示的な実施形態では、約５０の曲げガラスのキャピラリ管１２６（外径１ｍｍ、内径０．７８ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を、曲げステンレス鋼管１２８の内側に取り付けることができる。図３に示すように、管１２６は、管端部１３４、１３６により定められた管軸１３２から、横方向にオフセットされることができる中央部分１３０を有して成形される。具体的には、中央部分１３０は、管１２６の内径より大きい距離１３８だけオフセットされることができる。

図３は、管１２６をプラズマ形成場所２８と検出器表面１０４との間に置くことができることを示す。図３は、さらに、ＥＵＶ光線の例示的経路１４０とデブリ粒子の例示的経路１４２とを示す。図示のように、ＥＵＶ光線は、管１２６の内壁表面から１つ又はそれ以上の小さいかすめ角入射反射の後で、管１２６の管腔（即ちボア）を通り、表面１０４に到達する。一方、図示のように、デブリ粒子は、中空管の内壁に当たり、内壁にくっつくことができる。さらに、場合によっては、内壁上にデブリが蓄積することにより、かすめ入射角において適切にＥＵＶ光を反射するのに十分に滑らかな表面がもたらされる。管１２６は、光を管の端部の方向に向け、向け直しミラーの場合におけるような、どのような複雑な位置合わせも必要としないので、光を検出器に向けるのに平坦なミラーを用いることに対して利点を有することができる。

使用にあたり、管１２６はプラズマチャンバ２６の内側に位置決めされ（図１を参照されたい）、プラズマ形成場所２８と、例えば検出器１００といった光学素子との間に配置されることができ、その結果、デブリが一時的に管１２６の内壁表面に堆積することができるようにする。図示のように、検出器１００は、１つ又はそれ以上の薄いＥＵＶフィルタ・ホイル１４６、多層ミラー１４８、及び光ダイオード検出器１５０を含むことができる。

引き続き図２を参照すると、システム１０２は、各管１２６の一部を加熱するヒータ１５４をむみことができ、又は場合によっては、各管は全体として、例えば、１つ又はそれ以上の堆積種の一部又は全てを除去するためのように、堆積デブリの少なくとも一部を除去するのに十分な温度まで加熱されることができる。熱の適用は堆積物を滑らかにする機能もあり、これによってかすめ角反射を増加させる。例えばヒータは、堆積した物質の少なくとも一部を気化させるのに十分な温度に管１２６を加熱することができる。Ｌｉを含むプラズマ源物質に関しては、ヒータ１５４は、管表面からＬｉを気化させるために、約４００から５５０℃までの範囲の温度にシールド１０８’を加熱するように設計することができる。

場合によっては、ヒータは、堆積物質と管１２６に導入されたエッチング剤ガスとの間の化学反応を開始させるのに十分な温度に管１２６を加熱することができる。図２は、システム１０２が、各管１２６にエッチング剤が流れ込むように放出するためのサブシステム１４４を含むことができることを表す。図示のように、サブシステム１４４は、エッチング剤が管１２６を通り検出器１００からチャンバ２６の方向に移動するように、該エッチング剤を放出するように位置決めすることができる。好適なエッチング剤は、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、ＨＣＦ₃、及びこれらの組み合わせを含むことができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。例えば数トールのＨＢｒ濃度を用いることができる。

Ｓｎを含むプラズマ源物質に関しては、ヒータ１５４は、Ｓｎ堆積物と、例えばＨＢｒといったガス状エッチング剤との間の反応を開始させて、管内壁から除去されることができる反応生成物を生成するために、約２００から３２５℃までの範囲の温度に管１２６（又はその部分）を加熱するように設計することができる。

より詳細な構造においては、図２に示すように、ヒータ１５４は、管１２６の周りに巻かれた加熱素子１５６と、加熱素子１５６に電流を通すための電流源１５８とを含むことができる。加熱素子１５６は導体材料からできており、従って、電流フローの間オーム加熱により加熱される。管１２６を加熱する他の手段は、放射ヒータ、マイクロ波ヒータ、ＲＦヒータ、及びこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

図４は、例えばパルス・エネルギ又は磁束といったＥＵＶ光パラメータを測定する検出器１５０’を有するＥＵＶ測定モニタ１００’を含むことができる、本発明の実施形態の別の態様を示す。幾つかの用途においては、検出器が、約１３．５ｎｍの波長及び約２％又はそれより少ない帯域幅を有する光を測定することが望ましい。この目的のために、ＥＵＶ光源からの光は、モニタ１００’でフィルタ処理されることができる。具体的には、図示のように、モニタ１００’は、１つ又はそれ以上のフィルタ・ホイル１４６ａ’１４６ｂ ’、１４６ｃ’及び１４６ｄ’と、１つ又はそれ以上のＣａＦ₂ウィンドウ１６０ａ、ｂと、垂直入射で１３．５ｎｍに中心が寄せられた光の帯域を反射できる１つ又はそれ以上の多層ミラー１４８’とを含むことができる。例えばＭｏＳｉ₂及びＳｉの交番層を有する多層ミラーといった多層ミラー１４８’は、例えば１３．５ｎｍに中心が寄せられた２％帯域外の光といった光を吸収でき、従って、帯域通過光フィルタとして機能することができる。一方、ＣａＦ₂ウィンドウ１６０ａ、ｂがビーム経路に沿って間に置かれた場合には、ＥＵＶ光は吸収されることができ、ＵＶ及び可視光はウィンドウ１６０ａ、ｂを通して透過されることができる。従って、ＣａＦ₂ウィンドウ１６０ａ、ｂは、さらに、光フィルタとしても働くことができる。同様に、アンチモンの薄層で構成されるとすることができるフィルタ・ホイル１４０ａ’ないしｄ’は、ＥＵＶ放射線を透過する間に可視光を吸収するか又は反射することができる。

図４はさらに、モニタ１００’が一対の直線運動作動装置を含んで、１つ又はそれ以上のフィルタ１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂを選択的にビーム経路に沿って間に置くことができることを示す。モニタ１００’はさらに、入口孔１６６及び高速シャッタ１６８を含むことができる。この配置においては、１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂは、入口孔１６６を通じてモニタ１００’に入るプラズマ生成デブリに曝されるため望ましくない。場合によっては、デブリの堆積物は、フィルタ１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂの動作効率を下げる可能性がある。これを考慮し、モニタ１００’はヒータ１７０を含むことができ、図示されるモニタ１００’においては、フィルタ１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂを加熱して、一時的に堆積したプラズマ生成デブリを除去する放射ヒータとすることができる。フィルタ１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂを加熱する他の手段は、以下に限定されるものではないが、オーム・ヒータ、放射ヒータ、マイクロ波ヒータ、ＲＦヒータ、及びこれらの組み合わせを含むことができる。

Ｌｉを含むプラズマ源物質に関しては、ヒータ１７０は、フィルタ表面からＬｉを気化させるために、約４００から５５０℃までの範囲の温度に、フィルタ１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂを加熱するように設計することができる。Ｓｎを含むプラズマ源物質に関しては、ヒータ１７０は、Ｓｎ堆積物と例えばＨＢｒといったガス状エッチング剤との間の反応を開始させて、フィルタ表面から除去することができる反応生成物を生成するために、フィルタ１４６ａ’ないしｄ’、１６０ａ、ｂを、約２００から３２５℃までの範囲の温度に、加熱するように設計することができる。ガス状エッチング剤は、直接モニタ１００’に導入されてもよいし、又はチャンバ２６に導入されてもよい（図１を参照されたい）。

図５は、モニタ（通常、モニタ１００”と指定される）の代替的な配置を示す。図示のように、ＥＵＶ測定モニタ１００”は、例えばパルス・エネルギ又は磁束といったＥＵＶ光パラメータを測定する検出器１５０”を有することができ、１つ又はそれ以上のフィルタ１４６ａ”、１４６ｂ”、１４６ｃ”、１４６ｄ”を含むことができ、これらのうちの１つ又はそれ以上をビーム経路１６４’に沿って選択的に間に置くことができる。モニタ１００”は、さらに、１つ又はそれ以上の多層ミラー１４８”を含むことができる。モニタ１００”は、さらに、孔１６６’及び高速シャッタ１６８’も含むことができることが理解できる。この配置においては、多層ミラー１４８”は、孔１６６’を通ってモニタ１００”に入るプラズマ生成デブリに曝されるため望ましくない。場合によっては、デブリの堆積物はミラー１４８”の動作効率を下げる可能性がある。これを考慮し、モニタ１００”はヒータ１７０’を含むことができ、図示されるモニタ１００”は、ミラー１４８’を加熱して一時的に堆積したプラズマ生成デブリを除去するオーム・ヒータとすることができる。ミラー１４８”を加熱する他の手段は、放射ヒータ、マイクロ波ヒータ、ＲＦヒータ、及びこれらの組み合わせを含むことができるが、これらに限定されるものではない。

Ｌｉを含むプラズマ源物質に関しては、ヒータ１７０’は、ミラー表面からＬｉを気化させるために、約４００から５５０℃までの範囲の温度に、ミラー１４８”を加熱するように設計することができる。Ｓｎを含むプラズマ源物質に関しては、ヒータ１７０’は、Ｓｎ堆積物と例えばＨＢｒといったガス状エッチング剤との間の反応を開始させて、ミラー表面から除去することができる反応生成物を生成するために、ミラー１４８”を約２００から３２５℃までの範囲の温度に加熱するように設計することができる。ガス状エッチング剤は、直接モニタ１００’に導入されてもよいし又はチャンバ２６に導入されてもよい（図１を参照されたい）。

本発明の実施形態の１つの態様では、図１に示すように、リチウムを含む目標物質は、プラズマ形成場所２８でプラズマを生成するのに用いることができる。この配置により、リチウム及びリチウム化合物を含むデブリが、コレクタ・ミラー３０に堆積できることになる。本質的に、リチウムは非常に反応しやすい物質であり、コレクタ表面上のほとんど全ての汚染物質と反応し、従ってリチウム化合物を生成する。通常は化合していないリチウムは、コレクタ・ミラー３０を例えば３５０ないし４５０℃といった高い温度に加熱することによって気化することができる。具体的には、その温度は、リチウムの蒸発速度がリチウムデブリの堆積速度よりも高いことを確実にするように選択することができる。残念ながら、幾つかのリチウム化合物は、これらの緩和された温度（即ち３５０ないし４５０℃）では、気化しない。例えば、Ｌｉ₂Ｏ又はＬｉ₂ＣＯ₃といった化合物は、気化するのにより高い温度が必要であり、コレクタ３０の表面から容易にスパッタしない。リチウム化合物を気化させるには、コレクタを非常に高い温度（６００ないし７００℃より上）に加熱することが必要とされ、これは典型的な多層ミラーの反射性を減少させるか又はなくすことがある。従って、リチウム化合物の気化又はスパッタリングには問題がある。

以上を考慮し、図１は、例えば分子の源といった水素源２００又は遠隔プラズマ源からの原子状水素といった原子状水素が与えられて、水素をチャンバ２６に導入し、リチウムと反応させてＬｉＨを生成することができる状態を示す。スパッタリング・システム２０２は、スパッタリング・イオン及び／又は分子を生成して、ＬｉＨをスパッタするのに十分なエネルギを用いてそれらをコレクタの表面に向けるように与えることができる。例えば、スパッタリング・システムは、例えば、スパッタリング物質としてヘリウム又はアルゴンと容量又は誘電結合されたＲＦ洗浄プラズマを確立することができる。図示のように、コレクタ３０は、コレクタ３０上に堆積したイオン衝撃デブリのエネルギを選択的に制御するようにＲＦバイアスをかけることができる。一般に、コレクタ表面からは、Ｌｉ₂Ｏ又はＬｉ₂ＣＯ₃よりも、ＬｉＨをスパッタする方が著しく容易である。さらに、ＬｉＨ堆積物はＬｉ₂Ｏより透明である。この方法によるスパッタリングは、リチウムとリチウム化合物をスパッタするために単独で用いてもよいし、又は、リチウムを気化させるために熱と及び／又はプラズマ・エッチングと組み合わせて用いてもよい。

図６は、レーザ３００がチャンバ２６’内のプラズマ形成場所２８’に合焦された、本発明の実施形態の態様を示す。例えば、プラズマ形成場所に又はその近くに第１合焦点を有し、及び中間合焦点に第２合焦点を有する楕円形コレクタといったコレクタ３０’を与えることができる（図１を参照されたい）。この配置により、プラズマ形成デブリは、コレクタ・ミラー３０’上の異なる区域に異なる速度で堆積することができる。例えば、デブリは、位置３０２ｂよりも位置３０２ａに堆積する（楕円形コレクタでは、位置３０２ｂは、位置３０２ａよりもプラズマ形成場所２８’から遠いことに留意すべきである）。従って、コレクタ３０’からデブリを除去するのにプラズマ・エッチングを用いる図６に示すシステムに関しては、位置ａにおいては、位置ｂよりも速いエッチング速度が望ましいとすることができる（堆積したデブリが除去された後で、ミラーの一部のエッチングを続けることは、ミラーを損傷させる）。このために、システムは、図示のように、プラズマ・エッチング剤の源１４４’と、個別制御可能で、それぞれがコンデンサにより取り付けられてＲＦ電極３０６ａ、ｂを分離するようにされたＲＦ電源３０４ａ、ｂとを含むことができる。それぞれが実質的に環状形状のコレクタ区域上で動作する２つのＲＦシステムが示されているが、２つより多いＲＦシステムを採用することができ、ＲＦシステムの用途は、図示のような環状形状といったいずれかの特定の形状を有する区域に限定されるものではないことが理解される。

適切なエッチング剤は、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、ＨＣＦ₃及びその組み合わせといったエッチング剤を含むがこれらに限定されるものではない。例えばアルゴン又はヘリウムといった非エッチング・ガスを導入して、エッチング・プラズマを確立することができる。ここに用いられる「プラズマ・エッチング」という用語は、１）プラズマにおいて反応種を生成する、２）これらの種をエッチングされている物質の表面に拡散させる、３）これらの種を表面に吸収させる、４）種とエッチングされている物質との間で１つ又はそれ以上の化学反応を発生させて、揮発性副生成物を形成する、５）副生成物を表面から脱着する、６）脱着した副生成物をガスのバルクに拡散させる、という処理ステップの１つ又はそれ以上を含む処理を意味する。図６に示す実施形態は、リチウム、スズ、キセノン及び／又は他の物質を含む目標物質に用いることができる。

図７は、コレクタ３０”の異なる区域が異なる速度で加熱されることができる、本発明の実施形態の別の態様を示す。具体的には、エッチング速度は温度に強く依存する。例えば、ＨＢｒ及び／又はＢｒ₂を用いたスズの除去速度は、１５０ないし４００℃までの範囲の温度に強く依存することがわかっている。例示的な楕円形コレクタ３０”の裏側を示す図７に示すように、オーム加熱システムを用いて選択加熱を採用し、異なるコレクタ区域に異なるエッチング速度を確立することができる。具体的には、各々の加熱システムは、それぞれの成形されたコンダクタ４０２ａ、ｂに接続された電源４００ａ、ｂを含む。コレクタ区域を異なる温度に加熱する他の種類のヒータは、放射ヒータ、マイクロ波ヒータ、ＲＦヒータ、及びこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されるものではない。図７に示す実施形態は、リチウム、スズ、キセノン及び／又は他の物質を含む目標物質に用いることができる。

図８は、制御されたプラズマ・エッチング速度を用いて、ＥＵＶ光源コレクタ・ミラー３０’’’の表面からデブリをエッチングするための装置が与えられた、本発明の実施形態の別の態様を示す。図示のように、この装置は、例えば水準プレート７００といった基準物質を含むことができ、これは、コレクタ３０’’’の表面上の位置７０２と実質的に同量のデブリ蓄積を受けるよう配置された表面を有する。例えば、小さな（約１×１ｃｍ）犠牲水準プレート７００は、ＭＬＭコレクタ３０’’’の隣りに置くことができ、Ｉｎ又はＳｂといった緩和ハロゲン・エッチング速度を有する物質からできている。この配置により、プラズマ・エッチ・システムは、およそ同じエッチング速度で、プレート７００及びコレクタ３０’’’上の位置７０２から、デブリをエッチングするように配置することができる。図示のように、プラズマ・エッチ・システムは、図示のように、プラズマ・エッチング剤の源１４４”と、コンデンサによりＲＦ電極３０６’に取り付けられた制御可能なＲＦ電源３０４’とを含むことができる。

システムは、さらに、水準プレート７００からのエッチング・プラズマ放射を分析する機器７０４を含むことができる。例えば機器７０４は分光計とすることができる。図示のように、例えば光ファイバ・ケーブルといった光ファイバ７０６を用いて、エッチング・プラズマ放射を水準プレート７００から機器７０４伝送することができる。エッチング・プラズマ放射を水準プレート７００から機器に効率的に伝送するための他の適当な技術は、例えばレンズ（図示せず）といった集束光学部品を含むことができる。エッチ制御システムに関しては、機器は、水準プレート７００上のデブリ蓄積量を示す出力を生成することができる。この出力は、次いで、コントローラ７０８により受け取られ、これは次いで、この出力を用いてエッチング速度パラメータを変更し、プラズマ・エッチング速度を制御する。例えばコントローラ７０８は、ＲＦ電力又はチャンバ２６のエッチング剤濃度を変更することができる。

水準プレート７００上のデブリ蓄積量を測定するためには、機器は、例えばＩｎ又はＳｂといった水準プレート物質のスペクトル線強度を測定することができる。水準物質線強度が予め選択した値の最大許容値を超えた場合には、エッチング効率が、例えばＳｎ磁束といったデブリの磁束を超えたという表示になる。この場合には、ＲＦ電力又はエッチング剤濃度は、コントローラ７０８により減少されることができる。或いは、水準物質線強度が指定の最小値より小さい場合には、エッチング器の洗浄力が、例えばＳｎ磁束といった到来するデブリの磁束には不十分であるという表示になり、ＲＦ力又はエッチング剤濃度は増加させることができる。

水準プレート物質のスペクトル線強度は、水準プレート物質のスペクトル線強度（機器７０４により測定される）を、指定のレベル又は指定の範囲内に保持するためにフィードバックとして用いられて、ＲＦ電力及び／又はエッチング濃度を制御することができる。或いは、例えばスズといったＥＵＶプラズマ目標線と水準物質線のスペクトル強度比率は、指定の目標値又は指定範囲内に保つことができる。

当業者であれば、上に開示された本発明の実施形態の態様は、好ましい実施形態であるに過ぎず、本発明の開示をいかなる方法にも、とりわけ特定の好ましい実施形態のみに限定することを意図するものではないことを理解するであろう。開示された本発明の実施形態の開示された態様に多くの変更及び修正を行うことができ、当業者に理解され認識されるであろう。添付の特許請求の範囲は、その範囲及び意味において、本発明の実施形態の開示された態様のみでなく、さらに、当業者に明らかな等価物及び他の修正及び変更を対象とすることを意図している。

本発明の態様によるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源の全体的な広義概念の概略図を示す。プラズマチャンバ光学素子をプラズマ源物質デブリから保護するための遮蔽システムの実施形態の態様の概略側面図を示す。中空管を通る例示的な光線の経路と、中空管により捕らえられた例示的なデブリ粒子の経路とを示す複数の中空管の概略側面図を示す。ＥＵＶ測定モニタが、堆積したプラズマ生成デブリを除去するためにフィルタ・ホイルを加熱するヒータを含むことができる、本発明の実施形態の態様の概略断面図を示す。ＥＵＶ測定モニタが、堆積したプラズマ生成デブリを除去するために多層ミラーを加熱するヒータを含むことができる、本発明の実施形態の別の態様の概略断面図を示す。コレクタ・ミラーの異なる区域が異なるエッチング速度でエッチングされてプラズマ生成デブリを除去する、本発明の実施形態の態様を示す。コレクタ・ミラーの異なる区域が異なる速度で加熱されて、異なる除去速度でプラズマ生成デブリを除去することができる、本発明の実施形態の別の態様を示す。制御されたプラズマ・エッチング速度によりＥＵＶ光源コレクタ・ミラーの表面からデブリをエッチングするための装置を与えることができる、本発明の実施形態の別の態様を示す。

Claims

プラズマ形成により生成されたデブリを、コレクタ・ミラー上の異なる区域において異なるデブリ堆積速度を生じさせるようにプラズマ形成場所に対して位置決めされたＥＵＶ光源コレクタ・ミラーから除去するためのデバイスであって、
前記コレクタ・ミラーの第１区域を第１温度Ｔ₁に加熱して、前記第１区域からデブリを除去するための第１加熱システムと、
前記コレクタ・ミラーの第２区域をＴ₁≠Ｔ₂である第２温度Ｔ₂に加熱して、前記第２区域からデブリを除去するための第２加熱システムと、
を含み、
前記コレクタ・ミラーはチャンバ内に配置され、該チャンバにエッチング剤が導入されることを特徴とするデバイス。
前記第１加熱システムが放射ヒータを含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
前記プラズマがＳｎを含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
前記第１温度Ｔ₁及び前記第２温度Ｔ₂の各々が、堆積したＳｎと前記エッチング剤と間の化学反応を開始させるように、１５０から４００℃までの範囲にあることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
前記エッチング剤が、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂及びこれらの組み合わせからなるエッチング剤の群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。