JP4805997B2 - ミラー、リソグラフィ機器、及びデバイスの製造方法 - Google Patents

ミラー、リソグラフィ機器、及びデバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、リソグラフィ機器及びデバイスの製造方法に関する。
リソグラフィ機器は、基板の目標部分に所望のパターンを投影する機械である。リソグラフィ機器は、例えばＩＣ（集積回路）の製造に使用することができる。この状況では、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するのに、マスクなどのパターン化手段を使用し得る。このパターンは、放射感受性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウエハ）上の（例えば、ダイの一部或いは１つ又は複数のダイを含む）目標部分に結像させることができる。一般に、１枚の基板は、次々に露光される隣接した網目状の目標部分を含む。周知のリソグラフィ機器の例には、１回で目標部分にパターン全体を露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）に投影ビームを通過してパターンを走査し、この方向と平行又は逆平行に基板を同期走査することによって各目標部分が照射される、いわゆるスキャナが含まれる。
近い将来、ＥＵＶ（極紫外）源は、おそらくはスズその他の金属蒸気を使用してＥＵＶ放射を生成することになろう。このスズが、リソグラフィ機器内に漏れ出すことがあり、リソグラフィ機器内のミラー、例えば放射集光器のミラーに被着することになる。このような放射集光器のミラーは、多層構造になることが予想され、Ｒｕ（ルテニウム）のＥＵＶ反射上部層を有し得る。反射Ｒｕ層上に約１０ｎｍよりも厚くＳｎ（スズ）の層が被着すると、バルクのＳｎの場合と同じようにＥＵＶ放射が反射されることになる。ＳｎベースのＥＵＶ源の近くでは、極めて迅速に１０ｎｍのＳｎ層が被着すると予想される。スズの反射係数がルテニウムの反射係数よりもはるかに低いので、この集光器の総伝達率は大きく減少することになる。
本発明の目的は、ミラーの総ＥＵＶ伝達率をできるだけ高く維持するミラーその他の手段及び方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、所望の波長の放射を提供する放射源を備えるリソグラフィ機器で使用するミラー上で所定の金属の上部層を使用して、動作中の放射源により生成される望ましくない金属粒子流によってこのミラー上に形成される金属被着物を減少させる。この所定の金属は、リソグラフィ機器が動作しているときに、この所定の金属と金属被着物が所定の温度範囲で相互拡散するように選択する。
本発明の基礎となる全体的な考え方は以下のとおりである。このミラーは、極めて高い反射率を有する金属の上部層を備えることができ、例えばＲｕの上部層を備えた多層ミラーとし得る。望ましくない金属粒子流が存在しない状態では、このようなミラーを備えた放射集光器のＥＵＶ伝達率は７７％になる。しかし、このような望ましくない金属粒子がミラーに集まると、反射率及び伝達率は極めて大きく減少する。例えば、望ましくない金属粒子がスズを含み、このスズが１０ｎｍ以上の層として被着する場合、このような多層ミラーのＥＵＶ伝達率は２１％に減少し得る。本発明によれば、この上部層は、望ましくない金属粒子が上部層に被着したときに、上部層の金属と相互拡散するように選択する。例えば、望ましくない金属粒子がＳｎであるとき、上部層はＡｕ製とし得る。こうすると、Ａｕ／Ｓｎ合金被膜がＡｕの上部層上に生じることになる。このようなミラーを有する集光器伝達率は約０．４０になり得る。これは、Ｓｎ層だけのミラーの伝達率である０．２１よりもかなり大きい。
Ａｕの代わりに、Ｉｂ族の他の元素を使用し得る。Ｐｄも使用することができる。
別の実施例では、本発明は、所望の波長の放射を提供する放射源を備えるリソグラフィ機器で使用するミラー上での、１つ又は複数の所定の材料の上部層の使用に関連する。この放射源は、動作時に望ましくない金属粒子流を生成し、それによってこのミラー上に金属被着物が形成されて、金属被着物の核生成段階での核の寿命が延びる。この核は、リソグラフィ機器が動作しているときに、金属粒子が上部層に被着するときに形成される。
この１つ又は複数の所定の材料が、金属被着物の核生成段階での核の寿命を延ばすように選択されると、薄膜成長が可能な限り長く核生成段階にあり、かつ凝集プロセスが可能な限り遅らされることになり、その結果、ミラー上での連続被膜の形成が可能な限り回避される。
別の実施例では、本発明は、所望の波長の放射を提供し、かつ動作時に望ましくない金属粒子流を生成してミラー上に金属被着物が形成される放射源を備えるリソグラフィ機器で使用するミラーに関連する。このミラーは、少なくとも部分的に１つ又は複数の所定の材料の上部層で覆われ、この１つ又は複数の所定の材料は、上部層の所定の区域上でのみ金属被着物のぬれ性を増強するように選択される。
ここで、「ぬれ性」とは、ある表面の上で液体が広がる傾向と定義する。液体によるぬれ性が高いほど、液体と表面の接触角が小さくなる。ここでは、金属被着物は液体の形態をとる。
この１つ又は複数の所定の材料により、上部層の所定の区域においてのみ金属被着物のぬれ性が増強されると、このミラーに望ましくない金属粒子が集まっても、これらの所定の区域においてのみ核生成が促進され、その結果、これら所定の区域外のミラーが可能な限り清浄に保たれる。そのため、これら所定の区域外の区域では、ＥＵＶ放射が可能な限り良好に反射され得る。
別の実施例では、本発明は、所望の波長の放射を提供し、かつ動作時に望ましくない金属粒子流を生成する放射源を備えるリソグラフィ機器で使用するミラーに関連する。このミラーは、リソグラフィ機器が動作しているときにこれらの金属粒子がミラー上に被着すると、キャピラリ作用によってこれらの金属粒子を集め、かつ除去するように設計される。
これらの望ましくない金属粒子を集め、かつ除去するために、このミラーは、ミラー中に、好ましくはぬれ性材料を被覆したトレンチ及びホールを少なくとも１つ含み得る。これらのトレンチ及びホールは、望ましくない金属粒子の核を集め、それらを反射ミラー面から離れるように案内する。
本発明は、上記で定義したミラーを１つ又は複数個備えるか、或いは、上記で定義したミラーのうち１つ又は複数のミラー上で上部層を使用するリソグラフィ機器にも関連する。
このようなリソグラフィ機器は、ミラーを加熱し、このミラー上で望ましくない金属粒子の表面移動度を増加させるための加熱源を備えることができる。それによって、これらの被着した望ましくない金属粒子が、より容易に蒸発することになる。さらに、ミラーの表面に所定のハロゲン・ガスを供給することによって、望ましくない金属粒子の蒸発が促進される。
別の実施例では、本発明は、上記で定義したリソグラフィ機器によって製造されるデバイスに関連する。
別の実施例では、本発明は、請求項２０に記載のリソグラフィ機器に関連する。請求項２０に記載のリソグラフィ機器は、ミラーを加熱し、ミラー上で金属粒子の表面移動度を増加させるための加熱源を備える。それによって、ミラーからのこれらの金属粒子の蒸発が促進される。
ある実施例では、このような蒸発した金属粒子をポンプによって吸い出すことができる。
このようなリソグラフィ機器は、放射集光器として配置された複数のミラーを含み得る。少なくとも１つのミラーが、別のミラーの前面に面する裏面を有し、この少なくとも１つのミラーの裏面が、この別のミラーの前面から蒸発した金属粒子を受け取り、かつ凝結面として働くように配置される。このような凝結面は、この少なくとも１つのミラー背後の別のユニットによって形成することもできるし、この少なくとも１つのミラー自体の裏面とすることもできる。この凝結面は、蒸発した金属粒子を冷却する物体として機能し、それによって凝結が促進される。
このリソグラフィ機器では、所定のハロゲン・ガスも使用し得る。
このリソグラフィ機器を使用して、基板などのデバイスを製造することもできる。
本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ機器の使用を具体的に参照することがあるが、本明細書で説明するリソグラフィ機器は、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導／検出パターン、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、薄膜磁気ヘッドの製造など、他の応用が可能であることを理解されたい。このような代替応用例の状況では、本明細書で用いる「ウエハ」又は「ダイ」という用語は、それぞれより一般的な用語である「基板」又は「目標部分」と同義とみなし得ることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（一般に、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）の中で、或いは計測又は検査ツール内で露光前又は露光後に処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示を上記その他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために２回以上処理することがある。そのため、本明細書で用いる基板という用語は、複数の処理済み層をすでに含む基板を指すこともある。
本明細書で用いる「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）ＵＶ（紫外）放射、及び（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ＥＵＶ（極紫外）放射、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含めて、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。
本明細書で用いる「パターン化手段」という用語は、投影ビームの横断面にパターンを付与して、基板の目標部分にパターンを生成するのに用いることができる手段を指すものと広く解釈すべきである。投影ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分内の所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般に、投影ビームに付与されるパターンは、目標部分に生成される集積回路などのデバイス中の特定の機能層に相当する。
パターン化手段は、透過型又は反射型とすることができる。パターン化手段の例には、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィにおいて周知のものであり、その例には、バイナリ型、交互配置位相シフト型、及びハーフトーン位相シフト型などのマスク・タイプだけでなく、様々なハイブリッド型マスク・タイプが含まれる。プログラム可能なミラー・アレイの例では、入射する放射ビームが様々な方向に反射されるように、それぞれ個別に傾けることができるマトリックス配置の小ミラーを利用する。このようにして、反射ビームがパターン化される。パターン化手段のそれぞれの例では、支持構造は、例えばフレーム又はテーブルとすることができ、それらは、必要に応じて固定又は移動可能とし、例えば投影システムに対してパターン化手段が所望の位置にくるようにすることができる。本明細書で用いる「レチクル」又は「マスク」という用語は、「パターン化手段」というより一般的な用語と同義とみなし得る。
本明細書で用いる「投影システム」という用語は、例えば、露光に用いられる放射光、或いは浸漬液の使用又は真空の使用など他のファクタに応じて適宜、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含めて、様々なタイプの投影システムを包含すると広く解釈すべきである。本明細書で用いる「レンズ」という用語は、「投影システム」というより一般的な用語と同義とみなし得る。
照明システムも、放射投影ビームを方向づけ、整形し、また制御する屈折型、反射型、及び反射屈折型光学コンポーネントを含めて、様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。このようなコンポーネントも、以下では総称して或いは単独で「レンズ」と称することがある。
リソグラフィ機器は、２つ（複式ステージ）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）を有するタイプのものとし得る。このような「複数ステージ」型の機械では、追加のテーブルを並列で使用し、すなわち準備ステップを１つ又は複数のテーブル上で実施しながら、１つ又は複数の他のテーブルを使用して露光を行うことができる。
リソグラフィ機器は、比較的高屈折率の液体、例えば水の中に基板を浸して、投影システムの最終要素と基板の間のスペースを満たすタイプのものとすることもできる。浸漬液は、リソグラフィ機器内の他のスペース、例えばマスクと投影システムの第１要素の間に用いることもできる。投影システムの開口数を大きくする液浸技術は、当技術分野では周知のものである。
次に、添付の概略図面を参照して、単なる例として本発明の実施例を説明する。図面では、対応する参照記号はそれに対応する部分を示す。
実施例では、同じ参照数字は同じコンポーネント又は要素を指す。
図１に、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ機器を概略的に示す。この機器は、
−放射投影ビーム（例えば、ＵＶ又はＥＵＶ放射）ＰＢを提供する照明システム（照明器）ＩＬと、
−パターン化手段（例えば、マスク）ＭＡを支持し、要素ＰＬに対してパターン化手段を正確に位置決めする第１位置決め手段ＰＭに連結された第１支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板（例えば、レジストを塗布したウエハ）Ｗを保持し、要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２位置決め手段ＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウエハ・テーブル）ＷＴと、
−基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに、パターン化手段ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを結像する投影システム（例えば、反射型投影レンズ）ＰＬと、を備える。
ここで示すように、この機器は、（例えば、反射性マスク又は上記で言及したタイプのプログラム可能なミラー・アレイを用いる）反射タイプのものである。或いは、この機器は、（例えば、透過性マスクを用いる）透過タイプのものとし得る。
照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。この放射源及びリソグラフィ機器は、例えば放射源がプラズマ放電源のときは別々の要素となり得る。このような場合、放射源はリソグラフィ機器の一部を形成するとはみなさず、一般に放射ビームは、放射源ＳＯから、例えば適当な集光ミラー及び／又はスペクトル純化フィルタを備える放射集光器を用いて照明器ＩＬに至る。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプのとき、放射源は機器に一体化された部分になり得る。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、放射システムと称することがある。
照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節手段を含み得る。一般に、照明器の瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径方向範囲（一般に、それぞれ外側σ及び内側σと称する）を調節することができる。この照明器により、ビーム断面において所望の均一性及び強度分布を有する調節された放射ビームが得られる。この調節された放射ビームを投影ビームＰＢと称する。
投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。投影ビームＰＢは、マスクＭＡによって反射され、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬによって基板Ｗの目標部分Ｃに結像する。第２位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計装置）を用いて、基板テーブルＷＴを正確に移動させて、例えば、ビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを位置決めすることができる。同様に、第１位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を用いて、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、或いは走査中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成する（粗い位置決め用の）長ストローク・モジュール及び（精密位置決め用の）短ストローク・モジュールを用いて実現される。ただし、（スキャナと異なり）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータだけに連結するか、或いは固定することができる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせすることができる。
図に示す機器は、下記の好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは本質的に固定したまま、投影ビームに付与されたパターン全体を目標部分Ｃに１回で投影する（すなわち、１回の静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向に移動して、異なる目標部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、１回の静止露光で画像形成される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．スキャン・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期して走査し、投影ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する（すなわち、１回の動的な露光）。マスク・テーブルＭＴに対する相対的な基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの倍率（縮小率）及び像の反転特性によって決まる。スキャン・モードでは、露光領域の最大サイズが、１回の動的な露光における目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動長により、目標部分の（走査方向の）高さが決まる。
３．別のモードでは、プログラム可能なパターン化手段を保持するマスク・テーブルＭＴを本質的に固定したまま、基板テーブルＷＴを移動すなわち走査し、投影ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する。一般に、このモードでは、パルス化された放射源を用い、基板テーブルＷＴの各移動動作後に、或いは走査中に連続放射パルス間で、プログラム可能なパターン化手段が必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどのプログラム可能なパターン化手段を利用するマスクなしリソグラフィに容易に適用し得る。
上記で説明した使用モードの組合せ及び／又は変形、或いは全く異なる使用モードを用いることもできる。
図２に、放射システム４２、照明光学ユニット４４、及び投影光学システムＰＬを備える投影機器１をより詳細に示す。放射システム４２は、放電プラズマによって形成し得る放射源ＳＯを備える。ＥＵＶ放射は、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気又はＳｎ蒸気などのガス又は蒸気によって生成することができる。これらのガス又は蒸気では、極めて高温のプラズマが生成されて、ＥＵＶ電磁スペクトル範囲の放射が放出される。この極めて高温のプラズマは、部分的にイオン化された電気放電によるプラズマを光軸Ｏと一致するように倒すことによって生成される。このような放射を効率よく生成するには、分圧が１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気その他の適切なガス又は蒸気が必要とされることがある。放射源ＳＯから放出される放射は、放射源チャンバ４７から、ガス障壁構造又は汚染物トラップ４９を介して集光器チャンバ４８に至る。ガス障壁構造４９は、例えば、欧州特許出願ＥＰ−Ａ−１ ２３３ ４６８号及びＥＰ−Ａ−１ ０５７ ０７９号に詳細に記載されているチャネル構造を備える。参照によりこれらの特許出願を本明細書に組み込む。
集光器チャンバ４８は、グレージング入射集光器によって形成し得る放射集光器５０を備える。集光器５０を通過した放射は、グレーティング型スペクトル・フィルタ５１で反射して、集光器チャンバ４８中の開口のところで仮想放射源点５２に集光する。集光器チャンバ４８から、投影ビーム５６は、照明光学ユニット４４内で垂直入射反射器５３、５４によって反射されて、レチクル・テーブル又はマスク・テーブルＭＴ上に配置されたレチクル又はマスク上に至る。パターン化されたビーム５７が形成され、このビーム５７が、投影光学システムＰＬ内で、反射要素５８、５９によってウエハ・ステージ又は基板テーブルＷＴに結像する。一般に、照明光学ユニット４４及び投影システムＰＬ内には、図に示すよりも多くの要素が存在する。
放射集光器５０は、従来技術では周知のものである。本発明で用いることができる放射集光器の一例が、例えば、特許出願ＥＰ ０３０７７６７５．１号に記載されている（特に図３及び図４を参照されたい）。次に、Ｓｎ蒸気中の放電プラズマに基づく放射源ＳＯを参照して本発明を説明する。ただし、本発明の全体的な考え方は、他の金属蒸気でも役立ち得ることを理解されたい。
図３に、図１及び図２に示す配置で用いることができるミラーの一部を示す。図３に示すミラーは、放射集光器５０内のミラーの１つとして有利に使用し得る。当業者には周知のこのようなミラーは、層２上に上部層４を有する多層ミラーとして作製し得る。層２の下により多くの層を設けてもよい。層２はＮｉ製とし、上部層４はＲｕ製とし得る。
近い将来、放射源ＳＯは、ＥＵＶ（極紫外）放射を生成するためにＳｎを用いる可能性がある。これは、Ｓｎ（スズ）蒸気を用いることによって実施し得る。このＳｎの一部が、放射源チャンバ４７から集光器チャンバ４８内に漏れることになる。汚染物トラップ４９を使用しても、おそらくは、放射源チャンバ４７から漏れ出すＳｎを減少させる他の手段及び方法を用いても、このＳｎの一部が放射集光器５０のミラーに達する恐れがある。放射集光器５０内で、参照数字５で示すように、放射集光器ミラーのＲｕ反射層上にＳｎが被着することになる。このようにして、Ｓｎ層６がＲｕ層４上に形成される。Ｒｕ層４の上部のＳｎ層６により、ミラー１の伝達率が減少する。集光器の伝達率は、反射面に対する入射角が１０°の２回反射の作用として定義する。したがって、伝達係数は、１回反射の反射係数の２乗に等しい。この２回反射は、集光器の挙動を近似したものである。このように定義すると、純粋なＲｕを有するこのような放射集光器５０のＥＵＶ伝達率は７７％になる。しかし、Ｓｎ層６が１０ｎｍ以上ある場合、放射集光器５０のＥＵＶ伝達率は２１％に減少する。
本発明の一実施例によれば、ミラー１の上部層の反射率に対するＳｎの影響は、Ｓｎとミラー１の上部層に用いる所定の光学材料との相互拡散を増加させることによって小さくなる。
ミラー上の光学被覆のＥＵＶ反射率は、構成元素によってのみ決まり、化学的な影響は無視し得る（Ｓｐｉｌｌｅｒ、Ｓｏｆｔ ｘ−ｒａｙ ｏｐｔｉｃｓ、７頁、ＳＰＩＥ Ｐｒｅｓｓ、Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ、１９９４年）。混合物の光学定数は、その混合物を構成する元素の光学定数をそれらの原子密度で重み付けしたものの和に等しい。したがって、「良好な反射が得られる」原子をできるだけ多くし、ミラー１の反射面の近くでＳｎ原子をできるだけ少なくすると有益である。ゆえに、ミラー１の反射率に対するＳｎの影響を小さくするために、ミラー１上の上部層として光学的な被覆を設けることを提案する。この光学被覆がＳｎと混ざり、それによって、適度な反射率を得るのに十分な量の反射材料を有する混合物がミラー表面に生成される。
例えば１３．５ｎｍのＥＵＶ放射に対して「良好な反射が得られる」原子は、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、及び他の原子である。これらの原子とＳｎが相互に混合するかどうかは温度によって決まる。このことにより、制御すべきパラメータが１つ得られる。別のパラメータは、光学被覆層を作製する材料である。Ａｕ、Ａｇ、及びＣｕを含むＩｂ属元素は、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、ＳｎなどのＩＩＩｂ属及びＩＶｂ属のホスト金属に極めて急速に拡散し得ることがわかっている（Ｎａｋａｈａｒａら、Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、８４、１８５〜１９６頁、１９８１年。これらの属の命名には、欧州元素属標示方式を用いたことに留意されたい）。さらに、Ａｕ／Ｓｎ薄膜中の相互拡散及び相形成は広範囲に研究されている（Ｈｕｇｓｔｅｄら、Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、９８、８１〜９４頁、１９８２年）。これらの相互拡散は室温でも極めて大きいことがわかっている。したがって、Ｓｎが被着する環境では、ＥＵＶ反射体としてミラー１上に金を被覆すると有利である。Ａｕ／Ｓｎ合金の融点付近では、相互拡散が極めて大きくなる。Ａｕを８０％、Ｓｎを２０％含む標準のハンダの融点は５５４Ｋ（２８１℃）と極めて低い。しかし、Ｓｎと他の元素の組合せでは、例えば、室温〜２８００Ｋの範囲で他の融点が見つかるであろう。Ａｕ／Ｓｎ合金の場合、融点の温度範囲は室温〜１３３７Ｋである。
したがって、本発明のある実施例では、図４ａに示すように、Ａｕでできている上部被覆８を有するミラー３を提供することを提案する。この上部Ａｕ被覆８は、Ｎｉ層２の上部に配置し得る。
図４ｂに示すように、上部Ａｕ被覆８上に参照数字５で示すＳｎが被着する。上部Ａｕ被覆８上にＳｎ原子が被着する過程で、図４ｂに示すようにＳｎの薄い層１０が形成されることになる。矢印１２で示すように、上部Ａｕ被覆８のＡｕ原子はこのＳｎの薄い層中に拡散する。このようにして、Ａｎ／Ｓｎの層１４が、上部Ａｕ被覆８の上部に形成されることになる。これを図４ｃに示す。ミラー３は、ミラー３に入射する（図４ｂには示さない）ＥＵＶ放射によって加熱されることになるので、室温での作用に比べて、拡散速度が速くなる。
この合金被膜１４は、ミラー３上の反射体層として使用し得る。このようなミラー３は、例えば放射集光器５０内で使用し得る。Ａｕ／Ｓｎ合金被膜１４を有するミラー３の集光器伝達率は約０．４０である。これは、Ｓｎ層６しかないミラーの伝達率０．２１よりもかなり大きい。
Ａｕを用いることの欠点は、初期伝達率、すなわちミラー表面上にＳｎが被着する前の伝達率が、純粋なＲｕの場合の０．７７に比べて０．４６しかないことである。しかし、ミラー３の伝達率は、はるかに長い期間を通じて純粋なＳｎの場合の０．２１よりもかなり高く保たれる。
これを図４ｄに示す。図４ｄには、被着したＳｎ層の厚さの関数として、ミラーの伝達率の計算値を示す。図４ｄには２つの状況を示す。第１の状況では、Ｒｕ層４上にＳｎが被着する（図３）。第２の状況では、上部Ａｕ被覆８上にＳｎが被着する（図４ａ〜図４ｃ）。（図４ｃの）Ａｕ／Ｓｎ合金の場合、Ａｕ／Ｓｎ合金層１４は、１００ｎｍのＡｕ層とＳｎ層の均質な混合物であると仮定する。Ｓｎ層の厚さは対数目盛で示されていることに留意されたい。
Ｓｎの被着は連続したプロセスなので、動作時にはＡｕ／Ｓｎ上部被覆１４はＳｎで覆われることになる。そのため、Ｓｎが被着することによってＳｎを過剰に含む合金にならないように、かつ被着したＳｎが、Ａｕ／Ｓｎ合金層１４の上部に残ったままとならず、Ａｕと混合するように注意を払わなければならない。ミラー３が対処し得るＳｎの被着量は、Ａｕ／Ｓｎ合金層１４の厚さによって決まる。このことは、ミラー３の伝達率が減少し始めるＡｕ／Ｓｎ合金層１４の厚さ（図４ｄでは約２０ｎｍ）が、Ａｕ層８の初期の厚さによって決まると解釈される。Ａｕ層８のこの初期厚さを厚くすると、より多くのＳｎを吸収することができる。一般に、このＡｕ層は、１０ｎｍ〜１０μｍの範囲とし得る。
Ｓｎが連続して被着するので、Ａｕ層８からＳｎを除去する必要がある。これを行う１つの方法は、「焼出し」すなわちＡｕ／Ｓｎ合金層１４の温度を上げて、（図４ｃの）Ｓｎ蒸気１６としてＳｎの蒸発を促すことによるものである。後で、図８を参照してミラー３を加熱する配置を論じる。
Ａｕ／Ｓｎ合金層１４の欠点は、Ａｕ／Ｓｎ合金のＳｎ蒸気圧が、純粋なＳｎのものよりも低いことである。そのため、Ａｕ／Ｓｎ合金層１４からＳｎを除去するのに必要とされる温度は、純粋なＳｎを表面から除去するのに必要な温度よりも高い。ミラー表面からの蒸発により、Ａｕ／Ｓｎ合金層１４の上面でのＳｎの濃度がわずかに減少することから、反射率がより高くなる。というのは、このために、上部表面近くに存在するＡｕ原子の割合がより高くなるからである。このことは、相互拡散が行われない組合せに比べて有益である。より多くのＳｎを蒸気相にするために、Ｃｌ２、Ｂｒ２、又はＩ２などのハロゲン・ガスを添加することも可能である。通常、ハロゲン化金属の蒸気圧は、純粋な金属の蒸気圧よりも高い。そのため、ハロゲン・ガスを添加すると、蒸発プロセスが促進される。
ミラー３上に被着するＳｎの量に応じて、反射材料を様々に選択し得る。本発明の発明者は、（１）（例えばＲｕの）初期高反射に相互拡散を組み合わせない場合と、（２）（例えばＡｕの）初期低反射に極めて大きい相互拡散を組み合わせる場合の２つの場合について相互拡散の影響を計算した。Ｓｎのドーズ量が極めて低い場合には、Ｒｕミラーが有利である。しかし、図４ｄを参照してすでに説明したように、Ｒｕを被覆したミラーの反射は、Ｓｎ層が極めて薄い場合には極めて急激に減少する。一方、やはり図４ｄを参照して説明したように、Ａｕを被覆したミラーは、はるかに長い期間を通じてその初期伝達率を維持することができる。他の材料では、その中間の性能が期待される。例えば、ＰｄはＡｕよりも初期反射率が高いが、Ｐｄのほうが相互拡散しにくい。
図４ａ〜図４ｄを参照して説明した方法は、Ｓｎ蒸気だけでなく他の金属蒸気に対しても役立ち、かつ、融点がより低い元素では相互拡散がより大きくなることに留意されたい。Ｓｎの融点は、５０４．８Ｋ（２３１．８℃）と極めて低いことに留意されたい（Ｍａｒｉｎｋｏｖｉｃら、Ｔｈｉｎ Ｓｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、２１７、２６〜３０頁、１９９２年も参照されたい）。
他の実施例によれば、本発明では、２種類の方法で、ミラーの反射率に対するＳｎの影響を小さくすることを提案する。第１に、反射ミラー面の１つ又は複数の部分をＳｎが被着しないように保ち、その結果、これらの部分に入射するＥＵＶ放射がＲｕ（又は別の良好なＥＵＶ反射体）に直接入射する。第２に、この表面からＳｎを除去する。
まず、図５ａ〜図５ｄを参照して、表面上でどのように薄膜が成長するかを説明する。図５ａ〜図５ｄには、薄膜が成長するミラーの上面図を示す。通常、以下の段階を経て薄膜が表面上に成長する。
１．小さな核が形成される核生成段階。図５ａを参照すると、Ｒｕ層４上にこれらの小さなＳｎの核１８が示されている。これらの核１８は、それらが互いに接触するまで成長を続ける。このような接触は、一般に飽和密度と称する密度で生じる。この核生成は、欠陥により誘起されることもあるし、ランダムに生じることもある。
２．図５ｂに示すように、接触する核が単一のより大きな核２０に転化して、表面自由エネルギーが減少する凝集段階。より大きな核２０は継続して成長する。この移動機構は主に表面拡散によるものである。
３．これらのより大きな核２０が個々に、凝集プロセス時よりも速く成長し、それによって、空隙及び粒界を伴うより連続的なチャネル２２が生成されるチャネル段階。図５ｃを参照されたい。
４．図５ｄに示すように、連続被膜６で全域が覆われる連続被膜段階（図５ｄは、図３の上面図である）。この被膜は、粒界によって結合した結晶粒からなる。
飽和密度をできるだけ高くし、この薄膜成長をできるだけ長く核生成段階に保つことを提案する。これは、例えば、以下の方法で実現し得る。
一実施例では、ミラー表面上でのＳｎの表面移動度は、図６に示すように、Ｒｕ（その他の）層４の上部に、例えばＣ（炭素）の保護被覆２４を塗布することによって大きくなる。この保護被覆２４は、Ｒｕ（その他の）層４とＳｎの化学反応を少なくするのにも利用し得る。したがって、保護被覆２４により、Ｓｎ連続被膜の形成が妨げられ、大部分のＲｕ（その他の）層４が清浄に保たれる助けとなる。好ましくは、保護被覆２４は、Ｓｎによって容易にぬれない材料から選択する。
他の実施例では、成長（核生成）部位を人工的に生成する。核生成段階中に被着するＳｎは、これらの核生成部位上に集まることになる。図７に示すように、これは、例えば、Ｒｕ（その他の）層４上に、ＥＵＶによる照明に適した所望の密度パターンで、所定の材料の成長部位２８を「ドット」の形態で被着させることによって実施し得る。他の核生成部位としては、ホール、トレンチ、ラインその他の形状が可能である。成長部位２８は、Ｓｎによって容易にぬれる材料、例えばＣｕ（銅）でできていることが好ましい。成長部位２８は、概ね平坦なライン形状又はドット形状とし得る。こうすると、被着するＳｎにより、成長部位２８の上部に同様な形状の被着部位２６が形成される。
別の実施例では、Ｒｕ層４の温度を上げて、Ｒｕ層４上でＳｎの表面移動度を増加させる。こうすると、ミラーに入射するＳｎの核生成が生じ得る各部位が比較的大きく離れるように保たれる。Ｓｎはこれらの核生成部位に集まり、そのため大部分のＲｕ層４は清浄に保たれる。その結果、このミラーの総伝達率は高いレベルのままになる。これは、例えば、図８に示す配置によって実施し得る。
図８に、コントローラ４０によって制御される加熱源３８を概略的に示す。加熱源３８は、結合部分３１によってミラー３０（１）に結合し得る。結合部分３１は、熱伝導体とすることができる。コントローラ４０は、適切なプログラム式コンピュータ又は適切なアナログ及び／又はデジタル回路を備えたコントローラとして実施し得る。加熱源３８は、矢印３７で示す熱を生成する。この熱は、放射集光器５０の第１ミラー３０（１）に方向づけられる。放射集光器５０は、第２ミラー３０（２）を備えるように示されている。当業者には周知のように、この放射集光器は、ＥＵＶ放射３５を集光し、かつ投影ビーム５６を生成するために３つ以上のミラーを含み得る。
ミラー３０（２）の背後にはコールド・ユニット３３が設けられ、ミラー３０（１）の前面、すなわちミラー３０（１）がＥＵＶ放射３５を受け取る表面に対向して配置される。コールド・ユニット３３は、ＥＵＶ放射３５の範囲外、すなわちミラー３０（２）の陰になっているところに配置されるために「コールド」と称する。したがって、コールド・ユニット３３は、ＥＵＶ放射３５によって加熱される恐れはない。破線により、どのようにＥＵＶ放射３５がミラー３０（１）に向かって方向づけられ、かつミラー３０（１）から反射するかを示す。これらの破線により、コールド・ユニット３３が、ミラー３０（１）で反射するＥＵＶ放射をも受け取らないところも示されている。そのため、参照数字３２、３４で示すコールド・ユニット３３に隣接する区域は、ＥＵＶ放射が存在しない光が入射しない区域である。コールド・ユニット３３は、ミラー３０（２）に取り付けることができるが、ミラー３０（２）からコールド・ユニット３３に向かって熱の移動が生じないことが好ましい。ミラー３０（１）及び３０（２）中の参照数字３６は、可能なスルー・ホールを示す。
代替実施例では、例えばミラー３０（２）の裏面に結合されたペルチェ素子によってミラー３０（１）を能動的に冷却することができるはずである。このペルチェ素子は、ミラー３０（１）に対向してコールド面を有し、かつミラー３０（２）に対向して熱を取り去る面を有するべきであり、それによってミラー３０（１）が冷却され、ミラー３０（２）が加熱される。
動作時には、加熱源３８によって生成された熱が、Ｓｎがミラー３０（１）上に被着した後でそのＳｎを加熱し、その結果、ミラー３０（１）の表面からのＳｎの蒸発１６が促される。蒸発したＳｎは、概ねコールド・ユニット３３に向かって方向づけられ、コールド・ユニット３３の表面上で凝結することになる。なんらかの所定の動作時間後、コールド・ユニット３３を清浄なものに交換し得る。コールド・ユニット３３は、ｉｎ−ｓｉｔｕ又はｅｘ−ｓｉｔｕで清浄化することができる。図８の構成のさらなる利点は、Ｓｎの蒸発によってミラー３０（１）がさらに冷却されることである。もちろん、他方のミラー３０（２）を同じように加熱し、別のコールド・ユニットに対向させてもよい。蒸発したＳｎは、コントローラ４０に接続され、かつ制御されるポンプ２９によって吸い出すことができる。
スルー・ホール３６は、それらがミラー表面上のＳｎに対してキャピラリ作用を有するように、すなわち、それらがＳｎを集め、これらのＳｎをＥＵＶ放射を受け取らないミラーの裏面に送り出すように設計される。そのために、スルー・ホール３６には、例えばＡｇ又はＣｕでできているぬれ性被覆を設けることができ、それによってＳｎによるぬれ性が改善され、すなわち、Ｓｎがこの被覆と接触する場合には、Ｓｎがこの被覆の表面全体に広がるように表面が構成される。この裏面のところに、（図示しない）Ｓｎ用のシンクを設けることができる。
或いは、又はそれに加えて、図９に示すように、前面上又は裏面上或いはその両方の上に、おそらくはぬれ性被覆を備えたキャピラリ・トレンチ３９を設けることができる。これらのキャピラリ・トレンチ３９は、Ｓｎを集め、例えばミラーの縁部にＳｎを送り出し、そこで（図示しない）Ｓｎ用シンクによって集められる。キャピラリ・トレンチ３９は、（スルー・ホール３６が用いられる場合には）スルー・ホール３６に結合することができ、それによって、前面で集められたＳｎがこれらのスルー・ホールを通って裏面に搬送され、そこからＳｎ用シンクに搬送される。
図８の構成は、図３〜図７に示すミラーの有無にかかわらず適用し得ることに留意されたい。
また、図８の構成では、（他の実施例の場合と同様に）より多くのＳｎ含有蒸気を得るために、システム内にハロゲン化物を導入することができる。
以上、本発明の特定の実施例を説明してきたが、上記で説明した以外の形で本発明を実施し得ることを理解されたい。この説明は本発明を限定するためのものではない。
本発明の実施例によるリソグラフィ機器を示す図である。 図１のいくつかの部分をより詳細に示す図である。 例えば図２によるシステム内の放射集光器で使用し得るミラーの一部を示す図である。 本発明の第１実施例によるミラーの一部を示す図である。 本発明の第１実施例によるミラーの一部を示す図である。 本発明の第１実施例によるミラーの一部を示す図である。 被着したＳｎ層の厚さの関数として、ミラーのＥＵＶ伝達率を示すグラフである。 本発明の第２実施例の前置きとして、ミラー表面上での薄膜成長の段階を示す図である。 本発明の第２実施例の前置きとして、ミラー表面上での薄膜成長の段階を示す図である。 本発明の第２実施例の前置きとして、ミラー表面上での薄膜成長の段階を示す図である。 本発明の第２実施例の前置きとして、ミラー表面上での薄膜成長の段階を示す図である。 本発明のミラーの実施例を示す図である。 本発明のミラーの別の実施例を示す図である。 本発明による放射集光器の一部を示す図である。 本発明によるミラーの前面を示す図である。
符号の説明
１ 投影機器、ミラー
２ 層、Ｎｉ層
３ ミラー
４ 上部層、Ｒｕ層
５ Ｓｎの被着
６ 連続被膜、Ｓｎ層
８ 上部被覆、Ａｕ層
１０ Ｓｎの薄い層
１２ Ａｕ原子の拡散
１４ 合金被膜、Ａｕ／Ｓｎ層
１６ Ｓｎ蒸気
１８ 小さな核
２０ 大きい核
２２ 連続チャネル
２４ 保護被覆
２６ 被着部位
２８ 成長部位
２９ ポンプ
３０（１） 第１ミラー
３０（２） 第２ミラー
３１ 結合部分
３２ 光が入射しない区域
３３ 冷却ユニット
３４ 光が入射しない区域
３５ ＥＵＶ放射
３６ スルー・ホール
３７ 熱
３８ 加熱源
３９ キャピラリ・トレンチ
４０ コントローラ
４２ 放射システム
４４ 照明光学ユニット
４７ 放射源チャンバ
４８ 集光器チャンバ
４９ ガス障壁構造、汚染物トラップ
５０ 放射集光器
５１ グレーティング型スペクトル・フィルタ
５２ 仮想放射源点
５３ 垂直入射反射器
５４ 垂直入射反射器
５６ 投影ビーム
５７ パターン化されたビーム
５８ 反射要素
５９ 反射要素
Ｃ 目標部分
ＩＦ１ 位置センサ
ＩＦ２ 位置センサ
ＩＬ 照明システム、照明器
ＭＡ パターン化手段
ＭＴ 第１支持構造
Ｍ１ マスク位置合わせマーク
Ｍ２ マスク位置合わせマーク
Ｏ 光軸
ＰＢ 放射投影ビーム
ＰＬ 投影システム、レンズ
ＰＭ 第１位置決め手段
ＰＷ 第２位置決め手段
Ｐ１ 基板位置合わせマーク
Ｐ２ 基板位置合わせマーク
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (10)

  1. 所望の波長の放射を提供し、かつ動作時に望ましくない金属粒子流を生成して前記ミラー上に金属被着物が形成される放射源（ＳＯ）を備えるリソグラフィ機器で使用するミラーであって、
    前記金属被着物のぬれ性を増強するＡｇ又はＣｕを含む濡れ性材料のパターンが前記ミラーの表面に部分的に形成されている、
    ミラー。
  2. 前記濡れ性材料のパターンは、ドット及びラインの少なくとも１つからなるパターン（２８）である、
    請求項１に記載のミラー。
  3. 前記濡れ性材料のパターンは、トレンチ（３９）及びホール（３６）の少なくとも１つからなるパターンである、
    請求項１に記載のミラー。
  4. 放射投影ビームを提供する照明システムと、前記投影ビームの横断面にパターンを付与する働きをするパターン化手段を支持する支持構造と、基板を保持する基板テーブルと、前記基板の目標部分に前記パターン化されたビームを投影する投影システムと、を備えるリソグラフィ機器であって、
    前記リソグラフィ機器が、所望の波長の放射を提供し、かつ動作時に望ましくない金属粒子流を生成する放射源（ＳＯ）を備え、
    前記照明システムが、前記リソグラフィ機器が動作しているときに、前記望ましくない金属粒子の少なくとも一部を受け取るように配置されたミラーを備え、
    前記リソグラフィ機器が、前記ミラーを加熱し、前記ミラー上で前記金属粒子の表面移動度を増加させるための加熱源をさらに備え、
    前記金属粒子のぬれ性を増強するＡｇ又はＣｕを含む濡れ性材料のパターンが前記ミラーの表面に部分的に形成されている、
    リソグラフィ機器。
  5. 前記濡れ性材料のパターンは、ドット及びラインの少なくとも１つからなるパターン（２８）である、
    請求項４に記載のリソグラフィ機器。
  6. 前記濡れ性材料のパターンは、トレンチ（３９）及びホール（３６）の少なくとも１つからなるパターンである、
    請求項４に記載のリソグラフィ機器。
  7. 前記ミラーから蒸発した望ましくない金属蒸気を吸い出すポンプ（２９）を備える、
    請求項４〜６のいずれかに記載のリソグラフィ機器。
  8. 前記リソグラフィ機器が、放射集光器として配置された複数のミラーを備え、
    少なくとも１つのミラーが、別のミラーの前面に面する裏面を備え、
    前記少なくとも１つのミラーの前記裏面が、前記別のミラーの前記前面から蒸発した金属粒子を受け取り、かつ凝結面として動作するように配置される、
    請求項４〜７のいずれかに記載のリソグラフィ機器。
  9. 前記ミラーの表面に所定のハロゲン・ガスを供給するように構成される、
    請求項４〜８までのいずれかに記載のリソグラフィ機器。
  10. 基板を提供するステップと、照明システムを使用して放射投影ビームを提供するステップと、パターン化手段を使用して前記投影ビームの横断面にパターンを付与するステップと、前記基板の目標部分に前記パターン化された放射ビームを投影するステップと、を含むデバイスの製造方法であって、
    前記投影ビームを生成するために所望の波長の放射を提供し、かつ動作時に望ましくない金属粒子流を生成する放射源（ＳＯ）を提供することと、
    前記照明システム内で、前記望ましくない金属粒子の少なくとも一部を受け取るように配置され、前記金属粒子のぬれ性を増強するＡｇ又はＣｕを含む濡れ性材料のパターンが表面に部分的に形成されているミラーを提供することと、
    前記ミラーを加熱し、前記ミラー上で前記金属粒子の表面移動度を増加させることと、
    を特徴とする、
    方法。
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