JP4966342B2 - 放射源、放射を生成する方法およびリソグラフィ装置 - Google Patents

放射源、放射を生成する方法およびリソグラフィ装置 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、放射源および放射を生成する方法に関する。
[0002] 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回路パターンを生成するために、マスクまた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、または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。
[0003] リソグラフィは、ＩＣならびに他のデバイスおよび／また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あるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするための最も重要な要因になりつつある。
[0004] パターンプリンティングの限界の理論的な推測は、式（１）で示される解像度についてのレイリー基準によって与えられ得る：
Figure 0004966342
 上の式で、λは、使用される放射の波長であり、ＮＡＰＳ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る。ｋ１は、レイリー定数とも呼ばれてい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（また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は、３つの方法：露光波長λを短くすることによって、開口数ＮＡＰＳを大きくすることによって、あるいはｋ１の値を小さくすることによって達成することができる、と言える。
[0005] 露光波長を縮小するため、したがって、最小印刷可能サイズを縮小させるためには、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放射源は、約１３ｎｍの放射波長を出力するように構成されている。したがって、ＥＵＶ放射源は、小さなフィーチャの印刷を達成するための重大なステップを構成し得る。そのような放射は、極限紫外線または軟Ｘ線と呼ばれ、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、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が挙げられる。
[0006] 放射は、プラズマを用いて生成されてもよい。プラズマは、例えば、適した材料（例えば、スズ）の小滴、あるいは、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気のような適したガスまたは蒸気の流れのような燃料に１つ以上のレーザビームパルスを誘導することによって生成されてもよい。結果として生じるプラズマは、放射、例えば、ＥＵＶ放射を放ち、これは、放射を受けて放射をビームへと集束させるミラーコレクタのようなコレクタを用いて集光される。放射放出プラズマおよびコレクタは、共に、放射源を含むと考えられてもよい。上述したようにレーザを燃料小滴へと誘導することによってプラズマを生成する放射源は、多くの場合、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ばれる。
[0007] 例えば、燃料の小滴がレーザビームパルスを通り抜けるためにかかる時間を増加させる方法および／または装置を提供することが望ましい。そのような時間の増加は、プラズマ、したがって、放射が生成され得る間の増加した時間という結果となる。あるいは、またはさらに、例えば、レーザビームと燃料の小滴の流れの動きの方向との間の角度の制御を可能にする方法および／または装置を提供することが望ましい。
[0008] 本発明の第１の態様によると、放射を生成するように構成された放射源であって、放射源は、プラズマ生成部位へと誘導される燃料の小滴の流れを生成するように構成された燃料小滴ジェネレータと、プラズマ生成部位へと誘導されるレーザビームを生成するように構成されたレーザであって、小滴の流れの動きの方向とレーザビームの方向との間の角度は９０℃より小さい、レーザと、放射ビームと小滴とが衝突した場合にプラズマ形成部位で形成されたプラズマによって生成される放射を集光するように構成されたコレクタであって、コレクタは、放射を実質的に放射源の光軸に沿って反射させるように構成されている、コレクタとを含み、レーザビームは、コレクタに設けられたアパーチャを通ってプラズマ生成部位へと誘導される、放射源が提供される。
[0009] 放射源は、レーザビームと小滴の流れとの間の角度を制御するためにレーザビームの方向および／または小滴の流れの動きの方向を制御するためのコントローラをさらに含んでもよい。コントローラは、レーザビームの方向と小滴の流れの動きの方向との間の角度を制御するために燃料小滴ジェネレータおよび／またはレーザの位置または配向を制御するように構成されてもよい。
[0010] 小滴の流れは、小滴の流れがコレクタから離れる方向に向いている放射源の光軸に沿った動きの成分(component of movement)を有するように誘導されてもよい。レーザビームおよび小滴の流れは、レーザビームおよび小滴の流れがコレクタから離れる方向に向いている放射源の光軸に沿った動きの成分(component of movement)を有するように誘導されてもよい。
[0011] 放射ビームは、プラズマ生成部位に向かって誘導されていない小滴を捕獲するための捕獲構成をさらに含んでもよい。
[0012] レーザビームは、放射源の光軸に沿って誘導されてもよい。
[0013] 小滴の流れは、放射源の光軸と垂直ではない方向において誘導されてもよい。
[0014] レーザビームおよび小滴の流れは、コレクタに設けられたアパーチャを通ってプラズマ生成部位へと誘導されてもよい。
[0015] コレクタは、法線入射コレクタであってもよい。
[0016] 放射源は、ＥＵＶ放射を生成するように構成されてもよい。
[0017] 本発明の第２の態様によると、放射を生成する方法であって、燃料の小滴の流れをプラズマ生成部位に誘導することと、レーザビームをプラズマ生成部位に誘導することであって、小滴の流れの動きの方向とレーザビームの方向との間の角度は約９０°より小さい、ことと、放射ビームと小滴が衝突した場合にプラズマ形成部位で形成されたプラズマによって生成される放射を集光するためにコレクタを使用し、放射を実質的に放射源の光軸に沿って反射させることとを含み、レーザビームおよび小滴の流れのうちの１つは、コレクタに設けられたアパーチャを通ってプラズマ生成部位へと誘導される、方法が提供される。
[0018] 本発明の第２の態様は、必要に応じて、本発明の第１の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0019] 本発明の第３の態様は、放射を生成するように構成された放射源であって、放射源は、プラズマ生成部位へと誘導される燃料の小滴の流れを生成するように構成された燃料小滴ジェネレータと、プラズマ生成部位へと誘導されるレーザビームを生成するように構成されたレーザと、レーザビームと小滴の流れとの間の角度を制御するためにレーザビームの方向および／または小滴の流れの動きの方向を制御するためのコントローラとを含む、放射源が提供される。
[0020] コントローラは、レーザビームの方向と小滴の流れの動きの方向との間の角度を制御するために燃料小滴ジェネレータおよび／またはレーザの位置または配向を制御するように構成されてもよい。
[0021] レーザビームおよび／または小滴の流れの方向は、小滴の流れの小滴がレーザビームの少なくとも一部を通り抜けるためにかかる時間を制御するために制御されてもよい。レーザビームおよび／または小滴の流れの方向は、放射源によって生成される放射の性質を制御するために制御されてもよい。
[0022] 小滴の流れとレーザビームの方向との間の角度は、約９０°より小さくてもよい。
[0023] 本発明の第３の態様は、必要に応じて、本発明の第１または第２の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0024] 本発明の第４の態様によると、放射を生成する方法であって、燃料の小滴の流れをプラズマ生成部位に誘導することと、レーザビームをプラズマ生成部位に誘導することと、レーザビームと小滴の流れとの間の角度を制御するためにレーザビームの方向および／または小滴の流れの動きの方向を制御することとを含む、方法が提供される。
[0025] 本発明の第４の態様は、必要に応じて、本発明の第１、第２または第３の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0026] 本発明の第５の態様によると、放射を生成するようにも構成された燃料小滴−レーザビーム衝突時間増加装置であって、装置は、プラズマ生成部位へと誘導される燃料の小滴の流れを生成するように構成された燃料小滴ジェネレータと、プラズマ生成部位へと誘導されるレーザビームを生成するように構成されたレーザであって、小滴の流れの動きの方向とレーザビームの方向との間の角度は９０℃より小さい、レーザと含む、装置が提供される。
[0027] 本発明の第５の態様は、必要に応じて、本発明の第１、第２、第３または第４の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0028] 本発明の第６の態様によると、燃料の小滴とレーザビームの少なくとも一部との間の衝突時間を増加させる方法であって、衝突は放射の生成という結果となり、方法は、燃料の小滴の流れをプラズマ生成部位に誘導することと、レーザビームをプラズマ生成部位に誘導することであって、小滴の流れとレーザビームの方向との間の角度は約９０℃より小さい、こととを含む方法が提供される。
[0029] 本発明の第６の態様は、必要に応じて、本発明の第１、第２、第３、第４または第５の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0030] 本発明の第７の態様によると、本発明の第１または第３の態様による放射源、または本発明の第５の態様による燃料小滴−レーザビーム衝突時間増加装置と、パターニングデバイスを支持するように構成されたサポートであって、パターニングデバイスは、中間焦点を通り抜ける放射をパターン形成するように構成されている、サポートと、パターン形成された放射を基板上に投影するように構成された投影システムとを含む、リソグラフィ装置が提供される。
[0031] 本発明の第７の態様は、必要に応じて、本発明の第１、第２、第３、第４、第５または第６の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0032] 本発明の第８の態様によると、本発明の第２、第４または第６の態様による方法を用いて放射を生成することと、パターニングデバイスによって放射をパターン形成することと、パターン形成された放射を基板上に投影することとを含む、デバイス製造方法が提供される。
[0033] 本発明の第８の態様は、必要に応じて、本発明の第１、第２、第３、第４、第５、第６または第７の態様の１つ以上の特徴を含んでもよい。
[0034] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
[0035] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0036] 図２は、図１のリソグラフィ装置のさらなる詳細図を概略的に示す。 [0037] 図３は、放射源の一実施形態を概略的に示す。 [0038] 図４は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源の一実施形態を概略的に示す。 [0039] 図５は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源に関連した動作原理を概略的に示す。 [0040] 図６は、本発明の一実施形態に関連した動作原理を概略的に示す。 [0040] 図７は、本発明の一実施形態に関連した動作原理を概略的に示す。 [0041] 本発明の実施形態による放射源を概略的に示す。 [0041] 本発明の実施形態による放射源を概略的に示す。
[0042] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１を概略的に示している。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、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構成され、かつパターニングデバイスを正確に位置付けるように構成された第１ポジショナＰＭに連結されているサポート構造（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成され、かつ基板を正確に位置付けるように構成された第２ポジショナＰＷに連結されている基板テーブル（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ている投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬとを備える。
[0043] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、かつ／または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるい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。
[0044] サポート構造は、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、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を保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式また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、必要に応じて固定または可動式にす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。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。
[0045] 「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機能層に対応することになる。
[0046] 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、およびプログラマブル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、レベンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、なら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。
[0047] 「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用また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、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含することができる。ＥＵＶまたは電子ビーム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。というのは、他のガスは放射または電子を吸収しすぎてしまう場合があるからである。したがって、真空環境は、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に提供され得る。
[0048] 本明細書に示されているとおり、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）である。また、装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0049] 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、または予備工程を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。
[0050] 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る。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0051] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよび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、インテグレータおよびコンデンサ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および強度分布をもたせることができる。
[0052] 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および位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）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の経路内に位置付けるように、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および別の位置センサＩＦ１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付けることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
[0053] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
[0054] １． ステップモードでは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブル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（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／または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。
[0055] 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および基板テーブル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の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
[0056] 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を動かす、また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、また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。
[0057] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、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。
[0058] 図２は、図１の装置をより詳細に示し、放射源ＳＯ、イルミネータＩＬおよび投影システムＰＳを含む。放射源ＳＯは、プラズマ２からＥＵＶ放射を生成する。プラズマ２は、小滴ジェネレータ６によって生成されるＳｎまたはＧｄのような適した材料の小滴にレーザビーム４を誘導することによって生成される。レーザビーム５は、小滴が蒸発する原因となり、それによって、プラズマ２を生成する。
[0059] プラズマ２によって放たれる放射７は、コレクタ８によって集光され、格子スペクトルフィルタ１０へと誘導される。次いで、放射７は、格子スペクトルフィルタ１０から中間焦点１２へと渡る。中間焦点１２は、放射源ＳＯ内のアパーチャにおける仮想放射源ポイント１２として働く。放射７は、放射源ＳＯから、イルミネータＩＬ内で第１のおよび第２の法線入射リフレクタ１６および１８を介し、サポート構造ＭＴ上に位置付けされたパターニングデバイス（例えば、マスク）へと反射される放射ビーム１４を形成する。パターン付きビーム２０が形成され、これは、投影システムＰＳ内で第１のおよび第２の反射エレメント２２および２４を介し、基板テーブルＷＴ上で保持されている基板（図示せず）へと結像される。示されているより多いエレメントがイルミネータＩＬおよび投影システムＰＳ内に通常存在してもよい。
[0060] 図２に示されているより多いまたは少ないエレメントがイルミネータＩＬおよび投影システムＰＳ内に通常存在してもよい。例えば、図２に示されているものより多いまたは少ないミラーが存在してもよい。
[0061] 図３は、法線入射コレクタ８を含む放射源ＳＯの一実施形態を断面図で示す。コレクタ８は、２つの自然楕円焦点Ｆ１およびＦ２を有する楕円状の構成を有する。特に、法線入射コレクタは、楕円体の部分の形状を有する単一の放射集光面３０を有するコレクタを含む。楕円放射集光面部分３０は、仮想楕円体（図面において点線Ｅで示されている部分）に沿って延在する。
[0062] 当業者に理解されるように、集光ミラー８が楕円状（すなわち、楕円体に沿って延在する反射放射集光面３０を含む）であるため、集光ミラー８は、１つの焦点Ｆ１から別の焦点Ｆ２へと放射を合焦させる。焦点は、楕円の中心から距離ｆ＝（ａ２−ｂ２）１／２において楕円体の長軸上に配置され、ここで、「ａ」および「ｂ」は、それぞれ、長軸および短軸に沿った楕円の寸法である。楕円体の長軸は、放射源ＳＯに対する光軸ＯＡを画定する。
[0063] 図１に示される実施形態がレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源ＳＯを含む場合、コレクタ８は、図３に示されるような単一の楕円ミラーであってもよく、ここでは、プラズマ形成部位３２は１つの焦点（Ｆ１）に位置付けされ、中間焦点ＩＦはミラーの他方の焦点（Ｆ２）で確立される。放射７は、第１の焦点（Ｆ１）に配置されたプラズマ形成部位３２で生成されるプラズマから反射放射集光面３０に向かって放出され、その表面に反射して第２の焦点Ｆ２に向かうように示されている。例えば、一実施形態によると、上述の中間焦点ＩＦは、リソグラフィ装置のコレクタとイルミネータと（図１または図２を参照）の間に配置されてもよく、あるいは、望ましい場合、イルミネータ内に配置されてもよい。
[0064] 本実施形態では、放射源ＳＯは、所定の波長を有するコヒーレント光のレーザビームを生成するように構成されたレーザ源に関連したＬＰＰ源である。レーザからの放射ビーム（例えば、光）は、燃料（例えば、燃料小滴を含む、例えば、燃料または小滴ジェネレータのような燃料供給器によって供給される燃料）へと合焦され、それにより、そこからレーザ生成プラズマプロセスによってプラズマおよび放射を生成する。この実施形態では、結果として生じる放射は、ＥＵＶ放射であってもよい。当業者に理解されるように、非限定的な一実施形態では、レーザ源はいわゆるＣＯ２レーザであってもよく、燃料は、スズ（Ｓｎ）または別のタイプの燃料であってもよい。
[0065] プラズマ形成部位３２で形成されるプラズマは、発散放射を放つように構成されてもよく、コレクタ８は、中間焦点へと向かって放射源の光軸に沿って収束する収束放射ビーム（図３に示されるように）を提供するためにその発散放射を反射させるように構成されてもよい。
[0066] 一実施形態では、プラズマは、小滴の形を有する標的の燃料へと放射ビームを放つ（すなわち、誘導するように構成された）パルス状の高エネルギーＣＯ２レーザ源によって生成される。図４は、小滴３４が（例えば、スズ）小滴ジェネレータ６によって形成され得ることを示す。一実施形態では、デブリ緩和システムとも呼ばれてもよく、かつホイルトラップの形を有してもよい汚染バリア（図示せず）が、プラズマ形成部位３２とコレクタ８との間に存在してもよい。図４に示される実施形態では、全ての利用可能なレーザパルスエネルギーが燃料小滴３４を放射に変換するために使用できないように、燃料の小滴３４は、より速い小滴速度および長いレーザパルスに対しては、レーザビーム４の焦点からはずれることがある。小滴３４およびレーザビームパルス４は、望ましくは、放射源の効率が向上するように、時間内に同期される。光学的理由のためにプラズマの位置を経時的にきわめて安定させることが望ましい。例えば、放射源の光学的に下流である他の光エレメントとともに、コレクタ８の反射面の位置付けは、プラズマの位置が経時的に安定している場合、より最適に位置付けすることができ、これは、放射源およびリソグラフィ装置の効率を向上し得る。時間同期およびプラズマの位置安定性の両方のために進化したフィードバックループが望まれ得る（これらのフィードバックループは、望ましくは、結合されている）。制御システムが適切な位置にあったとしても、より早い小滴および／またはより長いレーザパルスに対して光の損失が生じることがある。
[0067] 図５は、レーザビームパルス４および燃料小滴３４を示す。小滴３４は、レーザビームパルス４の方向に対して垂直である方向においてレーザビームパルス４に向かって動いているように示されている。小滴３４からのプラズマを生成することができる時間は、
Figure 0004966342
 によって与えられる。
[0068] ｔｐｌａｓｍａはプラズマが持続できる時間であるところ、ｌｄｒｏｐｌｅｔ−ｌａｓｅｒは、（十分な強度の）レーザビームパルス４を通る小滴３４のパスの長さであり、ｖｄｒｏｐｌｅｔは、小滴３４の速度であり、ｔｌａｓｅｒ＿ｐｕｌｓｅは、レーザビームパルス４の持続時間である。
[0069] 図６は、レーザビームパルス４が、直径ｄｌａｓｅｒおよびレーザビームパルスの方向における有効な長さｌｌａｓｅｒを有する円筒として近似され得ることを示す。図６は、レーザビームパルス４の方向と垂直ではない方向においてレーザビームパルス４に向かって動いている小滴３４も示す。以下に説明するように、これは有利であり得る。
[0070] 図７は、再度、レーザビームパルス４の方向と垂直ではない方向３６においてレーザビームパルス４に向かって動いている小滴３４を示す。特に、図は、レーザビームパルス４の方向に対して角度αにおいてレーザビームパルス４に向かって動いている小滴３４を示す。そこで、レーザビームパルス４を通る小滴３４のパスの長さｌｄｒｏｐｌｅｔ−ｌａｓｅｒは、およそ：
Figure 0004966342
 である。
[0071] レーザビームパルス４の持続時間が十分長いと、プラズマの寿命を増加させ、かつ放射源の光出力を増加させるためにレーザビームパルスをより上手く使用することができる。例えば、αが約９０℃より大きいまたは小さい場合、レーザビームパルス４を通る小滴３４のパスの長さが、小滴３４がレーザビームパルス４の方向と垂直ではない方向においてレーザビームパルス４に向かって動いているように示されているという図５に示されてそれを参照して説明される状況と比較して大きいことが分かる。
[0072] レーザビームパルスを通り抜ける小滴のパスの長さが衝突の長さまたは距離として説明されてもよいことが理解されるであろう。というのは、レーザビームがこのパスの長さにわたって小滴と衝突するからである。同様に、小滴がレーザビームパルスを通り抜けるためにかかる時間が衝突時間として説明されてもよいことも理解されるであろう。というのは、レーザビームがこの時間にわたって小滴と衝突するからである。したがって、本発明の一実施形態は、小滴−レーザビーム衝突時間増加装置として、および／または衝突時間を増加させる方法として説明されてもよい。
[0073] 一実施形態では、角度αは約８５℃より小さい。一実施形態では、角度αは約８０℃より小さい。一実施形態では、角度αは７５℃より小さい。一実施形態では、角度αは約７０℃より小さい。一実施形態では、角度αは６５℃より小さい。一実施形態では、角度αは約６０℃より小さい。一実施形態では、角度αは約５５℃より小さい。一実施形態では、角度αは５０℃より小さい。一実施形態では、角度αは約４５℃より小さい。一実施形態では、角度αは４０℃より小さい。一実施形態では、角度αは約３５℃より小さい。一実施形態では、角度αは約３０℃より小さい。一実施形態では、角度αは２５℃より小さい。一実施形態では、角度αは約２０℃より小さい。一実施形態では、角度αは１５℃より小さい。一実施形態では、角度αは約１０℃より小さい。一実施形態では、角度αは約５℃より小さい。
[0074] 本発明の一実施形態によると、小滴の流れの小滴がレーザビームパルスの少なくとも一部を通り抜けるためにかかる時間がより長い（すなわち、レーザビームパルスを通る小滴のパスの長さがより長い）ため、レーザビームパルスが十分長く持続すると、放射源の全体の光出力は高くなり得る。例えば、ＥＵＶ出力は、１／（ｓｉｎα）の係数によって増加されるか、または１／（ｓｉｎα）に比例してもよい。したがって、レーザビームおよび／または小滴の流れの方向が、放射源によって生成される放射の性質（例えば、放射の持続時間または強度）を制御するために制御されてもよいことが理解されるであろう。
[0075] 本発明の実施形態の別の可能な利点は、小滴がより長い期間レーザビームパルス内にあるため、レーザビームパルスのタイミングと小滴の生成との間の同期があまり要求されなくなり得ることである。
[0076] 本発明の実施形態の結果として、ＥＵＶ発散プラズマ容積（すなわち、プラズマ形成部位）は、大きくなり得る。より大きい容積がリソグラフィ装置のいわゆる光学的コラムの光学的性質にマイナスの影響を与えない限り、これは、遠距離場における影があまり鮮明ではなくなり得るため、位置安定性仕様を緩和し得る。あまり鮮明ではない影は、プラズマの位置が動いた場合に小さなプラズマ位置変化が遠距離場ミラーに対する小さい強度勾配へと繋がり得ることを意味する。プラズマ自体が大きいため、プラズマ位置のあらゆる位置の移動は、比較的小さくなり得る。
[0077] レーザ（したがって、およびレーザビームパルスの方向）は、レーザによって提供される放射ビームが実質的に放射源の光軸に沿うように、放射源の光軸と位置合わせされてもよい。しかしながら、レーザ（したがって、およびレーザビームパルスの方向）は、レーザによって提供される放射ビームが実質的に放射源の光軸に沿うように、放射源の光軸と位置合わせされる必要はない。レーザは、レーザビームパルスを任意の適切な角度において誘導してもよく、および／または小滴ジェネレータは、小滴を任意の適切な角度において誘導してもよい。図８ａおよび図８ｂは、２つのそのような例を示す。
[0078] 図８ａは、小滴３４およびレーザビームパルス４がコレクタ８に設けられたアパーチャ３８を通って誘導されてもよいことを示す。この構成は、例えば、コレクタ内およびコレクタの周りの空間を節約する。他の実施形態では、レーザビームパルスおよび小滴のうちの１つのみがそのようなアパーチャを通って誘導されてもよい。
[0079] 図８ａおよび図８ｂは、例えば、コントローラＣＯが設けられてもよいことも示す。コントローラＣＯは、小滴およびレーザビームパルスが誘導される角度を制御するためにレーザビームパルス４を提供する小滴ジェネレータ６および／またはレーザと通信し得る。あるいは、コントローラＣＯは、小滴およびレーザビームパルスが誘導される角度を制御するためにレーザビームパルス４を提供する小滴ジェネレータ６および／またはレーザの位置または配向を制御する構成と通信し得る。小滴がレーザビームパルスを通り抜けるためにかかる時間を制御するために、コントローラＣＯは、上述した角度αを制御するために使用されてもよい。したがって、コントローラＣＯは、例えば、放射源によって生成される放射の量を制御するためにαを制御するために使用されてもよい。コントローラは、放射源の一部であってもよい。コントローラは、リソグラフィ装置の一部であってもよく、かつ小滴ジェネレータおよび／またはレーザと通信していてもよい。コントローラは、小滴および／またはレーザビームが誘導される方向を少なくとも示すデータを得てもまたは提供されてもよい。コントローラは、例えば、コンピュータ等であってもよい。
[0080] 小滴は、放射源の光軸と垂直である方向において誘導されてもよい。別の実施形態では、小滴は、放射源の光軸と垂直ではない方向において誘導されてもよい。レーザビームパルスおよび／または小滴は、コレクタから離れる方向に向いている放射源の光軸に沿った動きの成分(component of movement)を有し得る。これは、プラズマの形成中または形成の後にコレクタ上に入射する汚染の量を減少し得る。これは、代替的におよび／またはさらに、小滴がレーザビームパルスを通り抜け得る間の時間を増加し得る。
[0081] 一実施形態では、レーザは、ＣＯ２レーザであってもよい。当該技術分野で知られるように、別のレーザが使用されてもよい。レーザは、連続的レーザビームおよび／またはレーザビームを構成する１つ以上のレーザビームパルスを生成してもよい。
[0082] 小滴が特定の方向において誘導されることを確実にするために、小滴は落ちるべきではない。その代わりとして、小滴は、発火、投影等されてもよい。発火または投影は、小滴の動きの方向が発火／投影の時間からレーザビームパルスが小滴に入射する時間まであまり変化しないような発火または投影であってもよい。そのような一定および一貫性のある方向は、例えば、小滴ジェネレータの始動時間および終了時間の間のように、必ずしも可能とは限らない。これらの時間の間、小滴は、プラズマ形成部位に届かない場合がある。したがって、所望の角度（すなわち、プラズマ生成部位に向かって）において誘導されず、誘導されない場合、リソグラフィ装置または放射源の１つ以上の部分を汚染し得る小滴を捕獲するために、捕獲構成が設けられてもよい。捕獲構成は、レセプタクルまたは溝などであってもよい。
[0083] 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。
[0084] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。
[0085] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
[0086] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。
[0087] 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。

Claims (12)

  1. 放射を生成するように構成された放射源であって、前記放射源は、
    プラズマ生成部位へと誘導される燃料の小滴の流れを生成するように構成された燃料小滴ジェネレータと、
    前記プラズマ生成部位へと誘導されるレーザビームを生成するように構成されたレーザと、
    放射ビームと小滴とが衝突した場合にプラズマ形成部位で形成されたプラズマによって生成される放射を集光するように構成されたコレクタであって、前記コレクタは、前記放射を実質的に前記放射源の光軸に沿って反射させるように構成されている、コレクタとを含み、
    前記レーザビームは、前記コレクタに設けられたアパーチャを通って前記プラズマ生成部位へと誘導され、
    前記放射源は、前記レーザビームの方向および／または前記小滴の流れの動きの方向を制御するように構成され、前記小滴が前記レーザビームを通り抜けるためにかかる時間を増加させるように前記レーザビームと前記小滴の流れとの間の角度を制御して、これによって前記放射源により生成される放射の量を制御するコントローラをさらに含む、
    放射源。
  2. 前記小滴の流れの動きの方向と前記レーザビームの方向との間の前記角度は、９０°より小さい、
    請求項１に記載の放射源。
  3. 前記コントローラは、前記レーザビームの方向と前記小滴の流れの動きの方向との間の前記角度を制御するために前記燃料小滴ジェネレータおよび／または前記レーザの位置または配向を制御するように構成されている、
    請求項１又は２に記載の放射源。
  4. 前記小滴の流れは、前記小滴の流れが前記コレクタから離れる方向に向いている前記放射源の前記光軸に沿った動きの成分を有するように誘導される、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射源。
  5. 前記レーザビームおよび前記小滴の流れは、前記レーザビームおよび前記小滴の流れが前記コレクタから離れる方向に向いている前記放射源の前記光軸に沿った動きの成分を有するように誘導される、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射源。
  6. 前記小滴の流れの動きの方向と前記レーザビームの方向との間の前記角度は、８５°より小さい、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射源。
  7. 前記小滴の流れの動きの方向と前記レーザビームの方向との間の前記角度は、４５°より小さい、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の放射源。
  8. 前記レーザビームおよび前記小滴の流れは、前記コレクタに設けられたアパーチャを通って前記プラズマ生成部位へと誘導される、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の放射源。
  9. 前記放射源は、ＥＵＶ放射を生成するように構成されている、
    請求項１〜８のいずれか一項に記載の放射源。
  10. 放射を生成する方法であって、
    燃料の小滴の流れをプラズマ生成部位に誘導することと、
    レーザビームを前記プラズマ生成部位に誘導することと、
    放射ビームと小滴が衝突した場合にプラズマ形成部位で形成されたプラズマによって生成される放射を集光するためにコレクタを使用し、前記放射を実質的に前記放射源の光軸に沿って反射させることと、
    を含み、
    前記レーザビームは、前記コレクタに設けられたアパーチャを通って前記プラズマ生成部位へと誘導され、
    コントローラが、前記レーザビームの方向および／または前記小滴の流れの動きの方向を制御して、前記小滴が前記レーザビームを通り抜けるためにかかる時間を増加させるように前記レーザビームと前記小滴の流れとの間の前記角度を制御し、これによって前記放射源により生成される放射の量を制御する、
    方法。
  11. 前記小滴の流れと前記レーザビームの方向との間の角度は、９０°より小さい、
    請求項１０に記載の方法。
  12. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の放射源と、
    パターニングデバイスを支持するように構成されたサポートであって、前記パターニングデバイスは、中間焦点を通り抜ける放射をパターン形成するように構成されている、サポートと、
    前記パターン形成された放射を基板上に投影するように構成された投影システムと
    を含む、
    リソグラフィ装置。
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