JP4913808B2

JP4913808B2 - Ｅｕｖ光源測定のためのシステム及び方法

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Publication number: JP4913808B2
Application number: JP2008520314A
Authority: JP
Inventors: イゴーヴィーフォーメンコフ; ノルベルトエルボーヴェリンク; ジャージーアールホフマン
Original assignee: サイマーインコーポレイテッド
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: EP1904818A2; JP2009500624A; WO2007008470A3; JP2012054580A; EP1904818A4; JP5613130B2; WO2007008470A2; US7394083B2; US20070008517A1

Description

本発明は、極紫外線（ＥＵＶ）光源のための測定機器に関する。本発明は、ＥＵＶ光源によって発生するＥＵＶ光の流れの１つ又はそれよりも多くの特性を測定することに専らではないが特に有用である。

本発明は、２００５年７月８日に出願の「ＥＵＶ光源測定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１１／１７７、５０１号に対する優先権を請求するものである。
極紫外線（ＥＵＶ）光、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満、例えば５から５０ｎｍの波長を有し、かつ約１３．５ｎｍの波長の光を含む電磁放射線は、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に極小形態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、ある一定の元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有し、輝線がＥＵＶ範囲にあるプラズマ状態への材料の変換を含む。プラズマは、一般的に真空チャンバで形成され、チャンバで生成された光は、その後に集光して光源チャンバ外でのその後の利用、例えば半導体集積回路製造リソグラフィのために焦点に向けることができる。

多くの場合に放電生成プラズマ（ＤＰＰ）と称される１つのこのような方法では、プラズマは、１対の電極間での放電によって生成することができる。別の方法では、所要のプラズマは、所要の輝線放出元素を有する材料の液滴、流れ、又は塊のような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。この後者の処理は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれる。

これらの処理の各々に対して、生成されたＥＵＶ光は、一般的に様々な形式の測定機器を使用してモニタされる。このモニタリングは、多くの場合に、集光点、例えば焦点又は焦点の下流で行なわれ、例えば、光流の一部をサンプリングすることによってＥＵＶ光利用ツール、例えばリソグラフィツールがオンラインである（すなわち、光源からの光を使用している）間に行うことができる。更に、例えば、ＥＵＶ光利用ツールがオフラインである（すなわち、光源からの光を使用しない）間に、生成されたＥＵＶ光の大部分又は全てを分析することが望ましい場合がある。残念ながら、ＥＵＶ放射線のための実際的なビームスプリッタがないことが、これまでの測定努力を妨げてきた。測定努力を複雑にすると考えられる別の要素は、真空チャンバ内でプラズマによって発生する場合がある多量のデブリである。これらの望ましくない副産物は、電子、高エネルギイオン、及びプラズマ形成からの散乱デブリ、例えば、プラズマ形成処理において十分にイオン化されない原料物質の中性原子／分子又は塊を含むことができる。

これらの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、垂直入射ミラー又はグレージング角入射ミラーでのＥＵＶ反射が可能な多層ミラー（ＭＬＭ）を含むＥＵＶ光を検出器に向けるために使用されるミラー、及びフィルタリングホイルを含む測定検出器の露光面を含む、様々な測定構成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。高エネルギイオン及び／又は原料物質デブリは、光学要素を加熱する、光伝達量を低減する材料でそれらを被覆する、それらに貫入することを含むいくつかの点で光学要素を損ない、例えば、構造的一体性及び／又は光学特性、例えば、ミラーがこのような短波長で光を反射する機能を損ない、光学要素を腐食又は侵蝕し、光学要素内に拡散し、及び／又は表面材料をスパッタリングする場合がある。

デブリに加えて、比較的高い強度、例えば、集束したＥＵＶ光を測定又は誘導する時に考察する必要があると考えられる別の要素は、ＥＵＶ光が構成要素表面に接触した時に発生する熱である。この点に関して、ＥＵＶ放射線を反射及び／又は濾過するように機能することができるある一定の多層ミラー（ＭＬＭ）は、過度の熱に露出された場合に性能劣化を受けると考えられる。

汚れたか又は熱で損傷したプラズマチャンバ内の測定機器を含む光学要素にこれらの要素の洗浄又は交換のためにアクセスすることは、高価であり、労働集約的であり、かつ時間を消費する可能性があることは認められるものとする。特に、これらのシステムには、一般的に、プラズマチャンバを開いた後の再起動前にかなり複雑で時間を消費するプラズマチャンバのパージ処理及び真空ポンプダウンが必要である。この長期にわたる処理は、製造スケジュールに悪影響を与え、かつ休止時間がほんどないか又は全くなく作動することが一般的に望ましい光源の全体的な効率を減少させる可能性がある。
上述の考察事項を念頭に置いて、本出願人は、ＥＵＶ光源測定のためのシステム及び方法を開示する。

米国特許出願出願番号第１１／１７７、５０１号米国特許第６、８１５、７００号米国特許第６、６２５、１９１号米国特許第６、５４９、５５１号米国特許第６、５６７、４５０号Ｒ．Ｍｏｌｌｅｎｋａｍｐ及びＵ．Ｈｅｉｎｚｍａｎｎ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｅ１５、６９２（１９８２年）Ｕ．Ｈｅｉｎｚｍａｎｎ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｂ１１、３９９（１９７８年）

本発明の実施形態の第１の態様では、ＥＵＶ光源電力出力を測定するためのシステムを開示する。システムは、ＥＵＶ光に原料物質を露出させてある一定量の光電子を発生させるためにＥＵＶ光経路に沿って配置された光電子原料物質、例えば、ガス状ヘリウム又はアルゴンを含むことができる。システムは、光電子を検出してＥＵＶ電力を示す出力を生成するための検出器、例えば、電子増倍管検出器、チャンネルプレート検出器、又は真空フォトダイオードを更に含むことができる。一実施形態では、システムは、選択領域内の光電子を検出器に導いて領域外側の光電子の少なくとも一部が検出器に到達するのを防止するために、電界、例えば非対称の四極子電界を確立するように配置された複数の電極を含むことができる。この構造は、例えば、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）光源からのプラズマ生成デブリに露出される場合がある位置でのＥＵＶ光源出力電力の測定を、デブリからの測定の影響が殆どないか又は全くない状態で可能にする。この構造はまた、ＥＵＶ光源からの光の大部分が、下流側、例えばリソグラフィツールでの使用に向けて測定システムを通過することを可能にする。

本発明の実施形態の別の態様では、ＥＵＶ光強度を測定するためのシステムは、ＥＵＶ光経路に沿って配置可能な多層ミラー、例えば、Ｍｏ／Ｓｉ層で被覆された基板を含み、ミラーを露出させて光電流を発生さることができる。光電流を測定してＥＵＶ電力を示す出力を生成するために、電流モニタをミラーに接続することができる。特定的な実施形態では、システムは、ミラーに接触して光電流をモニタに伝達するリング電極を含むことができる。一部の場合には、リング電極をＥＵＶ光から遮蔽するために、絞りを配置することができる。ミラーから反射した光は、下流側、例えばリソグラフィツールによって使用することができる。

本発明の実施形態の更に別の態様では、ＥＵＶ光源のための測定システムは、光特性を測定するための計器と、少なくとも１つのＭｏＳｉ₂層及び少なくとも１つのＳｉ層を有する少なくとも１つの多層ミラーとを含むことができる。多層ミラーは、計器によって受光されるように、例えば、＞９Ｗ／ｃｍ²の熱的損傷のない光源からの高強度光ビームの少なくとも一部を反射する位置に移動可能とすることができる。１つの態様では、システムは、光源と加工物の間に帯域幅低減光路を有するリソグラフィツールと共に使用される光源に対して測定を行うことができる。この態様では、システムは、加工物に到達する光のスペクトル帯域幅と類似のスペクトル帯域幅を有する光を計器に有利に導くことができる。

最初に図１を参照すると、本発明の態様による例示的な製品ＥＵＶ光源、例えば、レーザ生成プラズマＥＵＶ光源２０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）を参照して示すが、本発明の態様は、本明細書において引用により組み込まれている本出願人所有の米国特許第６、８１５、７００号で代表的構成が開示されている放電生成プラズマ（ＤＰＰ）を含むプラズマを生成する他の形式の光源に等しく適用可能であることは認められるものとする。

引き続き図１を参照すると、ＬＰＰ、ＥＵＶ光源２０は、ＣＯ₂ガス放電エキシマレーザ又は分子フッ素レーザを含むことができ、高電力及び高パルス繰返し数で作動するパルスレーザシステム２２、例えばＣＯ₂ガス放電レーザ、又は分子フッ素レーザを含むことができ、かつ米国特許第６、６２５、１９１号、米国特許第６、５４９、５５１号、及び米国特許第６、５６７、４５０号に示すようなＭＯＰＡ構成レーザシステムとすることができる。光源２０はまた、例えば、液滴、液流、固体粒子又はクラスター、液滴内に含まれた固体粒子、又は液流内に含まれた固体粒子の形態でターゲットを送出するターゲット送出システム２４を含むことができる。ターゲットは、ターゲット送出システム２４によって、例えば、チャンバ２６の内部の中へプラズマ形成サイト２８まで送出することができる。

レーザパルスは、パルスレーザシステム２２から入力ウィンドウを通るレーザ光軸に沿ってチャンバ２６の中へ照射サイトまで送出され、適切に集束されて、ターゲットの原料物質に依存するある一定の特性を有するプラズマを作成することができる。これらの特性としては、生成されたＥＵＶ光の波長、及びプラズマ形成中及び／又は形成後の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。

光源はまた、例えば、レーザ光が通過して形成サイト２８に至ることを可能にする開口を有する先を切り取った楕円の形態の集光装置３０、例えば、反射体を含むことができる。集光装置３０は、例えば、形成サイト２８に第１の焦点、及びＥＵＶ光が光源から出力されて、例えば、集積回路リソグラフィツール（図示せず）に入力することができるいわゆる中間点４０（中間焦点４０とも呼ばれる）に第２の焦点を有する楕円ミラーとすることができる。

パルスシステム２２は、二重チャンバ、例えば、発振レーザシステム４４のためのパルス電力タイミングモニタリングシステム５４と増幅レーザシステム４８のためのパルス電力タイミングモニタリングシステム５６と共に、例えば、発振レーザシステム４４のための磁気反応器切換え式パルス圧縮及びタイミング回路５０と増幅レーザシステム４８のための磁気反応器切換え式パルス圧縮及びタイミング回路５２とを備えた、例えば、発振レーザシステム４４及び増幅レーザシステム４８を有する主発振器−電力増幅器（ＭＯＰＡ）ガス放電レーザシステムを含むことができる。システム２０はまた、例えば、レーザビーム位置決めシステム６６と共に、例えば、ターゲット位置検出フィードバックシステム６２及び発射制御システム６５も含むことができるＥＵＶ光源制御システム６０を含むことができる。

システム２０はまた、例えば、点火サイトに対するターゲット液滴の位置を示す出力を送出する１つ又はそれよりも多くの液滴撮像器７０ａからｃを含むことができるターゲット位置検出システムを含むことができ、ターゲット位置検出フィードバックシステムは、例えば、液滴単位ではないならば平均でターゲット誤差を計算することができる元になるターゲット位置及び軌道を計算することができる。次に、ターゲット誤差は、システムコントローラ６０への入力として送出することができ、システムコントローラ６０は、例えば、レーザタイミング回路を制御し、及び／又はレーザ位置及び方向変更器６８を制御して、例えばレーザビームの焦点を異なる点火点２８に変えるためにレーザビーム位置決めシステムが使用することができる例えばレーザビーム位置決めシステム６６に、例えば、レーザ位置、方向、及びタイミング補正信号を供給することができる。

ターゲット送出制御システム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、ターゲット送出機構によって放出されるようなターゲット液滴放出点を修正し、望ましい点火点２８に到達するターゲット液滴内の誤差を修正することができる。また、ＥＵＶ光源検出器（図示せず）は、有効かつ効率的なＥＵＶ光生成に適正な位置及び時間でターゲット液滴を確実に捕捉するように、レーザパルスのタイミング及び焦点のような事柄における誤差を示すフィードバックをシステムコントローラ６０に送出することができる。

ここで図２及び図３を参照すると、図１に示す光源２０のような光源によって生成された光電力を測定するシステム１００が示されている。システム１００は、中間焦点４０及び／又は中間焦点の上流側で光電力を測定するように位置決めすることができる。代替的に又は追加的に、このシステムは、例えば、走査ツール（図示せず）で中間点４０の下流側で光電力を測定するように位置決めすることができる。図２に示すように、システム１００は、原料物質をＥＵＶ光に露出させるためにＥＵＶ光経路１０４に沿ってガスの存在を確立するように位置決めすることができる光電子原料物質、例えば、ガス状ヘリウム、アルゴン、水素、重水素、及び／又は１つ又はそれよりも多くの他の希ガスの供給１０２を含むことができる。一部の場合には、例えば、ミリトル範囲の比較的低い圧力でのガス状原料物質を使用することができる。この構成では、例えば、リソグラフィツールでのＥＵＶ光の比較的大きな部分のその後の使用を考慮して、入射ＥＵＶ光の一部のみを原料物質によって吸収することができる。一部の場合には、光電子原料物質は、例えば、背景ガスとして望ましい測定位置に既に存在している場合があり、従って、付加的な原料物質を光電子生成に向けて供給する必要がないであろう。例えば、緩衝ガスをプラズマチャンバ内で採用し、プラズマ生成イオンを偏向又は減速させてイオンが内部構成要素を損傷するのを防止することができる。この場合、緩衝ガスはまた、原料物質の役目をすることができる。

次に、ＥＵＶ光と原料物質の相互作用によって、ＥＵＶ電力を示すある一定量の光電子１０６を生成することができる。図示のように、光電子１０６は、ＥＵＶ光電力を示す電気信号１１０を出力する検出器１０８に導くことができる。例えば、検出器１０８は、電子増倍管検出器、チャンネルプレート検出器、又は真空フォトダイオードとすることができる。一部の場合には、比較的高い繰返し数、例えば、数ｋＨｚでパルス化されたパルスＥＵＶ電力に対して、増幅によって（例えば、電子増倍管検出器を使用して）電気パルスを検出することができる。一般的に、電子信号は、次のＥＵＶ光パルスが到着した時にイオン衝撃によって生成された一部の散乱電子のために小さな背景信号しかないような十分に急速に（マイクロ秒時間尺度で）減衰する場合がある。この背景は、次に、パルス信号から差し引くことができる。一部の実施例に対しては、原料ガスは、光電子が生成されるのが深ＵＶ、可視、又は赤外線放射線によってではなくＥＵＶ放射線によってのみであるように、比較的高いイオン化閾値を有するように選択することができる。

図１に示すシステムに対しては、光は、多層被覆垂直入射ミラーとすることができる集光ミラー３０による反射後に中間焦点４０に導くことができる。この構成により、中間焦点４０に到達する光は、大部分帯域内のＥＵＶ放射線とすることができる。代替的に、その後にスペクトル純度フィルタを備えたグレージング入射ミラー構成を例えばＤＰＰ源において使用し、大部分帯域内のＥＵＶ放射線を中間焦点に導くことができる。これらの状況に対しては、光電子に基づくシステム１００は、帯域内ＥＵＶ放射線を検出する。一部の場合には、他のＥＵＶ放射線（帯域内以外）がＩＦに存在する場合もある（例えば、スペクトル純度フィルタなしのグレージング入射集光手法の場合のように）。この場合に対しては、帯域内ＥＵＶ放射線によって生成された光電子は、例えば、電子エネルギフィルタリング（例えば、電子分光）を用いて残りの光電子から隔離することができる。

約９２ｅＶのエネルギに相当する１３．５ｎｍ波長に対応するＥＵＶ放射線エネルギは、ガス原子から２つ又はそれよりも多くの光電子を生成するほど十分に高いものとすることができる（すなわち、例えば、二重イオン化が可能）。しかし、システム１０は、中間焦点でＥＵＶ出力電力の変化をモニタするのに相対信号のみが必要であると考えられるために、ＥＵＶ光電力を示す有用な信号を依然として出力することができる。

ガス圧は、図３に示すように、ガスモニタ１１１によって測定することができる。この構成により、次に、検出光電子信号は、ガス圧による信号変動を排除するためにガス圧に対して正規化することができる。代替的に又は追加的に、ガス圧は、所定の範囲にガス圧を制御するために、供給１０２（図２に示す）と共に制御ループ内に入力することができる。

図２及び図３は、光電子を検出器１１０に偏向させるために使用することができる帯電電極１１２ａからｇの配置を示している。注：電極１１２ｂ及び１１２ｃの後部部分は、電極１１２ｆを示すために図２では離している。以下でより詳細に説明するように、図示の独立して帯電させた電極の配置は、ＥＵＶ光が光電子原料物質と相互作用する位置で生成される（又は近くに存在する）光電子に最終的に検出器１０８に到着する光電子を限定することができる。図示のように、各電極１１２ａからｇは、独立して帯電させて（帯電回路は図示せず）サドル１１４を有する非対称の四極子電界構成を確立することができる。図示のように、非対称四極子電界を確立する適切な電極電圧は、電極１１２ａ＝０Ｖ、電極１１２ｇ＝＋１００Ｖ、電極１１２ｃ＝＋２４０Ｖ、及び電極１１２ｂ＝電極１１２ｄ＝電極１１２ｅ＝電極１１２ｆ＝−５２０Ｖとすることができる。代表的な力線を１１５ａからｃと付して例示的な等ポテンシャル力線を示している。他の電極電圧の組合せも可能である。図示のように、光路１０４（光電子は、原料物質とＥＵＶ光間の相互作用によって生成される）は、サドル１１４と検出器１０８の間に位置決めすることができる。

図３に示す場の構成に対しては、正イオンは、負に帯電したプレートの方向に引いてそこで捕捉することができる。光路１０４の外側の領域に（例えば、負に帯電した場のプレートで）生成された２次光電子は、一般的に、検出器に到達するには不十分なエネルギを有する。例えば、位置１１８ａの光電子は、一般的に、サドルを上って検出器１０８に到達するのに不十分なエネルギを有する。位置１１８ｂの光電子はまた、一般的に、場の強度を克服して検出器１０８に到達するのに不十分なエネルギを有する。代わりに、場は、検出器１０８に到達しない軌道上にこれらの光電子を配置する。四極子構成に関する更なる詳細は、Ｒ．Ｍｏｌｌｅｎｋａｍｐ及びＵ．Ｈｅｉｎｚｍａｎｎ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｅ１５、６９２（１９８２年）、及びＵ．Ｈｅｉｎｚｍａｎｎ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｂ１１、３９９（１９７８年）に見ることができる。一部の場合には、光路１０４／その近くで生成された全ての光電子を検出することができるとは限らない。しかし、これらの場合に対しては、ＥＵＶ光電力に比例し、従ってそれを示す出力信号を依然としてもたらすことができる。

図２は、更に、光電子偏向に悪影響を与える場合がある漂遊磁界からシステム１００の各部又は全てを遮蔽することができることを示している。これらの漂遊磁界は、鋼製システム構成要素、地球の磁場、及び／又は他の発生源から生じる場合がある。漂遊磁界の影響を最小にするために、システム１００は、比較的高い透磁率μを有する材料で製造されたハウジング１１６を含むことができる。例えば、ミュー金属として公知である材料を使用して、７７％ニッケル、１５％鉄、及び様々な量の銅及びモリブデンのようなニッケル−鉄合金を含めることができる。

光電子に追加して又は光電子の代わりに、他の形態のエネルギ、例えば、エネルギビーム、光、高エネルギ粒子などを適切な原料物質とＥＵＶ放射線の間の相互作用を通じて生成かつ使用してＥＵＶ光電力を測定することができる。これらの他のエネルギビームとしては、以下に限定されるものではないが、蛍光、イオン、及び材料とＥＵＶ光の間の相互作用によって生成することができる当業技術で公知のあらゆる他の粒子及び／又は光照射を含むことができる。更に、原料物質は、必ずしもガス状である必要はない。これらの他のエネルギ形態は、適切な検出器（例えば、ＣＣＤアレイ、ファラデーカップなど）を使用して測定し、ＥＵＶ光電力の表示を行うことができる。一部の場合には、光電子の方がイオンよりも軽く、高速であり、かつ偏向させやすいと考えられるので、イオンではなく光電子を検出することが有利であろう。

図４は、図１に示す光源２０のような光源によって生成された光電力を測定する全体的にシステム１００’と指定した本発明の別の実施形態の態様を示している。図４に示すように、システム１００’は、ＥＵＶ光経路１０４’に沿ってガスの存在を確立し、原料物質をＥＵＶ光に露出させるように位置決めすることができる原料物質、例えば、ガス状ヘリウム、アルゴン、水素、重水素、及び／又は１つ又はそれよりも多くの希ガスの供給１０２’を含むことができる。

次に、ＥＵＶ光と原料物質の間の相互作用は、ＥＵＶ電力１０６’を示すある一定量の光電子を生成することができる。また、ＥＵＶ電力を示すある一定量のイオン１０７’をＥＵＶ光と原料物質の間の相互作用によって生成することができる。システム１００’は、例えば、１０から３０Ｖの電圧に帯電された複数の正電極１２０ａからｄ及び電圧計１２２から成る検出システムを更に含むことができる。ＥＵＶ光と原料物質の間の相互作用によって生成された光電子１０６’は、電極１２０ａからｄに引き付けられてそこに到達し、電圧計１２２にＥＵＶ光電力を表す電圧を示すことができる。代替的に、例えば、１０から３０Ｖに帯電された負電極１２４ａからｄを電圧計に接続し、ＥＵＶ光と原料物質の間の相互作用によって生成されたイオン１０７’を測定することができ、ここでもまた、電圧計出力は、ＥＵＶ光電力を示している。代替的に、システム１００、１００’に入る光の大部分は、システム１００、１００内では悪影響を受けず、かつ下流側、例えばリソグラフィツールで使用することができる。

図５は、多層ミラー２０２内で生成される光電流を測定してミラー２０２に入射するＥＵＶ光（例示的な光線２０４ａからｃによって図示）の強度を判断することができる全体的にシステム２００と指定した本発明の別の実施形態の態様を示している。構造的により詳細には、システム２００は、多層ミラー、例えば、Ｓｉと交互するＭｏのような複数の交互層を有するミラーを含むことができる。図示のように、ミラー２０２は、接地底板２０６に装着することができ、絶縁体２０８をミラー２０２と底板２０６の間に挿入してミラー２０２を接地から絶縁することができる。一実施形態では、絶縁体２０８は、セラミック材料で製造することができる。図５は、更に、システム２００が、図示のようにミラー２０２の外縁と電気的に接触して配置することができる導電材料で製造されたリング電極２１０を含むことができることを示している。絞り２１２は、リング電極２１０をＥＵＶ光から遮蔽するように位置決めすることができる。システム１０の場合、電流モニタ２１４をリング電極２１０に電気的に接続することができる。例えば、ピコアンペア計のような敏感な電流モニタ又は当業技術で公知の他のパルス式電流検出計器を使用することができる。

使用面においては、ミラー２０２は、ミラーを露出させてミラー２０２内に光電流を生成するようにＥＵＶ光経路に沿って位置決めすることができる。次に、光電流は、リング電極２１０を通過して電流モニタ２１４に到達する。次に、電流モニタ２１４は、ＥＵＶ電力を示す出力を生成する。システム２００を使用して、ＥＵＶ光を光強度モニタに導いて及び／又はフィルタリングするのに使用されるミラーを含むＥＵＶ光源又はリソグラフィツールのような光学システム内に既に存在する多層ミラーをある程度容易に適応させることができる。代替的に、システム２００に入る光の大部分は、システム内では影響を受けないので、下流側、例えばリソグラフィツールで使用することができる。

図６は、平均強度が比較的高い（例えば、＞９Ｗ／ｃｍ²）ＥＵＶ光１９８を測定検出器２００に導くシステムを示している。図示のように、システムは、光を検出器２００に導くようにビーム路に沿って位置決めされた１対の背面冷却多層ミラー２０２ａ、ｂを含むことができる。例えば、ミラー２０２ａ、ｂは、例えばＥＵＶ検出器２００の前に「ジグザグ構成」で５°の入射角（８５°のグレージング角に対応）で位置決めすることができる。２つのミラー２０２が示されているが、２つよりも多いミラー２０２及び僅か１つのミラー２０２を使用して、強度が比較的高いＥＵＶ光を測定検出器２００に導くことができることは認められるものとする。１つの応用においては、本発明のシステムを使用して、中間焦点４０又はその近くの位置（図１を参照されたい）から検出器２００まで光を導くことができる。一部の光源に対しては、中間焦点４０での光（図１を参照されたい）は、９Ｗ／ｃｍ²よりも大きく、例えば、９から１１Ｗ／ｃｍ²という平均強度を有する可能性があり、従って、一部の場合には、標準的なＭｏＳｉ多層ミラー（ＭＬＭ）を品質低下させる場合がある。

パルス放射線の場合、平均強度は、平均パルスエネルギにパルス繰返し数を掛け、それを露出面積で割ったものに等しい。この誘導システムの場合、ミラー２０２ａ、ｂは、各々、少なくとも１つのＭｏＳｉ₂層と、少なくとも１つのＳｉ層とを有するＭＬＭとすることができる。一例示的実施形態では、各ミラー２０２ａ、ｂは、５０を超える複層、例えば、６０と８０の間又はそれよりも多い複層を含むことができ、各複層は、ＭｏＳｉ₂層とＳｉ層を有する。他の形式の層、例えば、拡散障壁及び保護コーティングをミラー２０２ａ、ｂ内に組み込むことができることは認められるものとする。ＭｏＳｉ₂／Ｓｉ構造では、ミラー２０２ａ、ｂは、劣化が殆ど又は全くなく最大約６００℃までの温度に耐えることができる。更に、図５に示すように、冷却サブシステム２０４ａ、ｂを各ミラー２０２ａ、ｂの非反射側に取り付けることができる。例えば、各冷却サブシステム２０４ａ、ｂは、水冷銅板を含むことができる。

１つの実施例においては、ミラー２０２ａ、ｂの一方又は両方は、光源が「オンライン」であって光の大部分又は全部がミラー２０２ａ、ｂに接触することなく下流側の使用に向けてシステムを通過する第１の位置（図示せず）から、光１９８の大部分又は全部がミラー２０２ａ、ｂによって検出器２００に導かれる第２の「オフライン」（図５に示す）位置まで移動可能とすることができる。例えば、光源がオンラインである時、光１９８は、リソグラフィツールに導くことができる。

本発明の１つの態様では、図５に示すシステムを使用して、検出器２００に到達するＥＵＶ光を約２％のスペクトル帯域幅を有する光に限定し、下流側リソグラフィツールのウェーハ面で予想されるＥＵＶ光のスペクトル帯域幅を模擬することができる。より詳細には、図１に示す中間焦点４０から、光源によって生成されたＥＵＶ光をリソグラフィツール（図示せず）内で典型的なＭｏＳｉＭＬＭの約８から１０倍だけ反射することができる。ＭｏＳｉＭＬＭからの毎回の反射は、反射光の帯域幅に影響を与えることができる。従って、リソグラフィツールは、光源と加工物（例えば、ウェーハ面）の間に帯域幅低減光路を確立することができる。

図７は、Ｍｏ／Ｓｉ多層ミラーからの単一反射の反射率と波長の計算に基づくプロット２０６を示している。図示のように、反射は、約１３．５ｎｍでのピーク及び約５％の半値全幅（ＦＷＨＭ）帯域幅、例えば、０．６から０．７ｎｍを有する。一方、プロット２０８は、Ｍｏ／Ｓｉ多層ミラーからの１０回の反射の影響を示している。図示のように、１０回の反射は、約１３．５ｎｍでのピーク及び約２％のＦＷＨＭ帯域幅、例えば、０．２７ｎｍを有する光ビームをもたらす。図７のプロット２１０は、ＭｏＳｉ₂／Ｓｉ多層ミラー、例えば、ミラー２０２ａからの単一反射の影響を示している。具体的には、プロット２１０は、約Ｎ＝６０からＮ＝８０の複層を有するＭｏＳｉ₂／ＳｉのＭＬＭに対応する。これは、ＭｏＳｉ₂／ＳｉのＭＬＭが、ほぼ垂直入射でそれらの最適反射率に近い反射率を有する複層の数に対応する。約Ｒ〜４５％のピーク反射率を有し、例えば、測定ツール及び撮像に十分な光を供給するＭｏＳｉ₂／ＳｉのＭＬＭは、最上層としてＳｉ、５．８ｇ／ｃｃｍのＭｏＳｉ₂密度、６．８５７ｎｍの周期、０．４５のガンマ比、０．４ｎｍのシグマ層粗度、０の偏光（すなわち、非偏光）、及び８５°の入射角、例えばグレージング角を有することができる。

プロット２１０は、約１３．５ｎｍでのピークと、２％を若干下回る、例えば、０．２５ｎｍのＦＷＨＭ帯域幅とを有し、プロット２０８と多少類似のものであることが図７から分る。この類似点が意味することは、ＭｏＳｉ₂／Ｓｉ多層ミラー、例えばミラー２０２ａを使用して、リソグラフィツールを出てウェーハと交差する光の帯域幅に近い例えば約２％の帯域幅を有する光（すなわち、Ｍｏ／ＳｉのＭＬＭから８回から１０回反射される光）を検出器に導くことができるという点である。１つの実施例においては、ＭｏＳｉ₂／ＳｉのＭＬＭシステムは、サンプル光の帯域幅をリソグラフィツールの光路を出る例えば約０．３０ｎｍ未満まで低減された光の帯域幅の±１０％内に低減することができるように配置することができる。

「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実施形態の特定の態様は、上述の実施形態の態様のあらゆる上述の目的、及び上述の実施形態の態様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に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、本発明の上述の実施形態のここで説明した態様は、本発明による広義の主題を示しかつ表すことを当業者は理解すべきである。実施形態のここで説明しかつ主張する態様の範囲は、本明細書の教示内容に基づいて当業者に現在明らかであると考えられるか又は明らかになると考えられる他の実施形態を漏れなく包含するものである。本発明の範囲は、単独にかつ完全に特許請求の範囲によってのみ限定され、いかなるものも特許請求の範囲の詳細説明を超えるものではない。単数形でのこのような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実施形態の上述の態様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。実施形態のいずれかの態様として本明細書で説明した装置又は方法は、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開示する実施形態の態様によって解決するように求められる各及び全て問題に対処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「作用」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。

上記で開示した本発明の実施形態の態様は、好ましい実施形態であることのみを意図しており、いかなる点においても本発明の開示内容を限定するものではなく、特に、特定の好ましい実施形態だけに限定するものではないものとすることが当業者によって理解されるであろう。開示した発明の実施形態の開示した態様には、当業者によって理解及び認められるような多くの変更及び修正を行うことができる。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した態様だけではなく、当業者には明らかになると思われる均等物及び他の修正及び変更も包含するものとする。

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の概念の概略図である。後部電極を明らかにするために上部及び側部電極部分の除去後に示す、光電子が生成されてＥＵＶ光源出力電力を判断するために測定される本発明の実施形態の態様を示す斜視図である。光電子を検出器に導く電界構成を示す断面図である。荷電粒子が原料物質とＥＵＶ光の間の相互作用によって生成され、ＥＵＶ光源出力電力を判断するために測定される本発明の実施形態の別の態様を示す断面図である。多層ミラーに発生した光電流を測定してＥＵＶ光強度を判断することができる本発明の実施形態の態様を示す断面図（周辺構成要素を概略的に示す）である。強度が比較的高いＥＵＶ光を検出器に導く１対の背面冷却多層ミラーを有する光学的構成を示す図である。ＭｏＳｉ₂／Ｓｉ多層ミラーからの単一反射に関する反射率対波長、Ｍｏ／Ｓｉ多層ミラーからの単一反射に関する反射率対波長、及びＭｏ／Ｓｉ多層ミラーからの１０回の反射に関する反射率対波長の計算されたプロットを示す図である。

符号の説明

２０レーザ生成プラズマＥＵＶ光源
２２パルスレーザシステム
２４ターゲット送出システム
２８プラズマ形成サイト

Claims

電力出力を測定するためのシステムを有するＥＵＶ光源であって、
チャンバと、
前記チャンバ内のプラズマサイトで、プラズマ生成イオンを生成するＥＵＶ光放射プラズマを生成するための手段と、
前記プラズマ生成イオンを減速させる、前記チャンバ内に設けられた緩衝ガスと、
原料物質をＥＵＶ光に露出してＥＵＶ電力を示すある一定量の光電子を発生させるために前記チャンバ内にＥＵＶ光経路に沿って配置可能な、前記緩衝ガスと同じ物質からなる光電子原料物質と、
前記光電子を検出して前記ＥＵＶ電力を示す出力を生成するための検出器と、
を含むことを特徴とするＥＵＶ光源。
前記システムは、
選択された領域内の光電子を前記検出器に誘導し、該領域の外側の光電子の少なくとも一部分が該検出器に到達するのを防止する電界を確立するように配置された複数の電極を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ光源。
前記電界は、非対称四極子によって生成されたものであることを特徴とする請求項２に記載のＥＵＶ光源。
前記領域は、該領域の磁場強度を低減するために比較的高い透磁率を有するシールドによって少なくとも部分的に囲まれていることを特徴とする請求項２に記載のＥＵＶ光源。
前記シールドは、ミュー金属を含むことを特徴とする請求項４に記載のＥＵＶ光源。
前記四極子は、サドルを形成し、前記領域は、該サドルと前記検出器の間に位置決めされていることを特徴とする請求項３に記載のＥＵＶ光源。
前記光電子原料物質は、水素、重水素、及びその組合せから成る気体の群から選択された気体であることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。
前記光電子原料物質は、気体であり、
システムは、前記ＥＵＶ光に露出された気体の量を測定するガスモニタを更に含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。
前記ＥＵＶ光に露出された前記気体の量を所定のレベルに維持する制御システムを更に含むことを特徴とする請求項８に記載のＥＵＶ光源。
前記ＥＵＶ光源は、プラズマサイトでデブリを発生し、
システムは、前記デブリに露出された位置でＥＵＶ光源出力電力を測定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。