JP5081194B2 - リソグラフィ装置 - Google Patents

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Description

[0001] 本発明は、ゾーンプレートに関し、より詳細には、限定されるものではないが、リソグラフィにおける使用のためのゾーンプレートに関する。例えば、ゾーンプレートは、リソグラフィ装置またはリソグラフィ装置のための放射源において使用されてもよい。
[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。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
[0003] 基板上に今まで以上に小さい構造を投影することを可能にするために、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）を使用することが提案された。さらに、１０ｎｍより小さい、例えば、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍの波長を有する放射を使用してもよいことも提案された。リソグラフィのコンテキストにおいては、１０ｎｍより小さい波長は、時々、「ＥＵＶ越え(beyond EUV)」と呼ばれる。
[0004] 極端紫外線およびＥＵＶ越え放射は、プラズマを使用して生成することができる。プラズマは、例えば、適した材料（例えば、スズ）の粒子にレーザを向けることによって、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にレーザを向けることによって生成することができる。結果として生じるプラズマは、極端紫外線（またはＥＵＶ越え放射）を放ち、これは、極端紫外線を受けて放射をビームへと集束させるミラーかすめ入射コレクタのようなコレクタを使用して収集される。
[0005] 例えば、プラズマを使用してＥＵＶ放射を生成するＥＵＶ源は、所望の「帯域内」ＥＵＶ放射を放つが、望ましくない「帯域外」放射を放つこともある。この帯域外放射は、深紫外線（ＤＵＶ）範囲内（１００ｎｍ〜４００ｎｍ）で最も顕著である。さらに、一部のＥＵＶ源、例えば、レーザ生成プラズマＥＵＶ源の場合、通常１０．６μｍのレーザからの放射は、かなりの量の帯域外放射を示す。
[0006] リソグラフィ装置においては、いくつかの理由によってスペクトル純度が望まれている。１つの理由としては、レジストが放射の帯域外波長に対して敏感であり、したがってレジストがそのような帯域外放射に露光された場合、レジストに付与されるパターンの結像精度が低下する場合があるからである。さらに、帯域外放射赤外線、例えば、一部のレーザ生成プラズマ源における１０．６μｍ放射は、リソグラフィ装置内のパターニングデバイス、基板および光学部品の望ましくない不必要な加熱へと繋がる場合がある。そのような加熱は、これらのエレメントの損傷、その寿命の低下、および／またはレジストコート基板上に投影および付与されるパターンにおける欠陥またはディストーションへと繋がる場合がある。
[0007] これらの潜在的な問題を克服するために、赤外線、例えば、１０．６μｍの波長を有する放射線の透過を実質的に防ぐ一方、同時にＥＵＶ放射の透過を可能にする透過型スペクトル純度フィルタがいくつか提案された。提案されたスペクトル純度フィルタは、薄い金属層および／またはアパーチャのアレイを含んでもよい。これらのスペクトル純度フィルタは、一般的には５０％〜８０％のＥＵＶ透過率を有しており、Ｚｒ／Ｓｉ多層ホイルに対する最大値は約７８％である。
[0008] あらゆるリソグラフィ装置において、レジストコート基板にパターンを付与するために使用される放射の強度の損失を最小限にすることが望ましいことが理解されるであろう。これに対する１つの理由としては、理想的には、例えば、露光時間を減らしてスループットを増加させるために、パターンを基板に付与するためにできる限りの量の放射が利用可能であるべきだからである。
[0009] したがって、改良されたスペクトル不純物フィルタ、例えば、上述のスペクトル純度フィルタと比べてＥＵＶ透過率を増加させるスペクトル純度フィルタとして役立つ装置を提供することが本発明の一態様である。
[0010] 本発明の一態様によると、複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートが提供される。第１の領域は、第１の所定放射波長と、第１の所定放射波長とは異なる第２の所定放射波長とに対して実質的に透過であるように構成されている。第２の領域は、第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。
[0011] 第１のおよび第２の波長は、ゾーンプレートのそれぞれの領域が放射の１つ以上の選択された波長に対して実質的に透過または不透過であるように具体的に設計されているという点について「所定」である。言い換えると、第１のおよび第２の領域は、放射の１つ以上の選択された波長に対して同時に透過および／または不透過ではない。
[0012] 第１の波長は、電磁スペクトルの赤外線部分における波長であってもよい。第１の波長は、１０．６μｍであってもよい。第１の波長は、電磁スペクトルの遠紫外線部分における波長であってもよい。第１の波長は、１００ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内であってもよい。
[0013] 第２の波長は、電磁スペクトルの極端紫外線部分における波長であってもよい。第２の波長は、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内であってもよい。第２の波長は、１３ｎｍ〜１４ｎｍまたは６．７ｎｍ〜６．８ｎｍの範囲内であってもよい。
[0014] 第２の領域が放射の第１の波長に対するのと比べて、第１の領域は、第１の放射波長に対してより透過であってもよく、またはあまり透過でなくてもよい。
[0015] 第１の領域は、ゾーンプレート内のギャップまたは空間によって形成されてもよい。第１の領域は、ＳｉまたはＳｉ３Ｎ４を含んでもよい。第２の領域は、金属層、金属多層構造、ホイルまたは多層ホイルを含んでもよい。第２の領域は、Ｚｒ／Ｓｉ多層ホイルを含んでもよい。第２の領域は、透過型スペクトル純度フィルタとして作用し、第１の放射波長を有する放射よりも第２の放射波長を有する放射を透過させる構造または材料を含んでもよい。
[0016] 第１のおよび第２の領域は、同心リングであってもよい。第１のおよび第２の領域は、平行線であってもよい。
[0017] 第１の領域には、複数のアパーチャが設けられてもよい。第１の領域のアパーチャは、第１の放射波長の実質的な回折という結果を妨げる寸法を有してもよい。第２の領域には、複数のアパーチャが設けられてもよい。第２の領域のアパーチャは、第１の放射波長の回折または反射という結果を妨げる寸法を有してもよい。アパーチャは、穴またはスリットであってもよい。
[0018] 本発明の一態様によると、ゾーンプレートとアパーチャが設けられた構造とを備える構成が提供される。
[0019] ゾーンプレートおよびアパーチャは、第１の放射波長に対するゾーンプレートの焦点がアパーチャから離れて配置されるようにお互いに対して相対的に配置されてもよい。
[0020] ゾーンプレートは、第１の放射波長および第２の放射波長を含む放射ビームの焦点の下流に配置されてもよく、ゾーンプレートは、第１の放射波長を含む平行放射ビームがゾーンプレートから発生し、アパーチャを通り抜けるように構成されるように、第１の放射波長に対するゾーンプレートの焦点距離と等しい距離で焦点の下流に配置される。
[0021] 本発明の一態様によると、ゾーンプレートまたは構成を含むリソグラフィ装置が提供される。
[0022] 本発明の一態様によると、ゾーンプレートまたは構成を含むリソグラフィ装置が提供される。
[0023] リソグラフィ装置は、放射ビームを調整する照明システムと、パターニングデバイスを保持するサポートであって、パターニングデバイスは、パターン形成された放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを付与することが可能である、サポートと、基板を保持する基板テーブルと、パターン形成された放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムとを備える。
[0024] リソグラフィ装置は、放射源をさらに含んでもよく、ゾーンプレートまたは構成は、放射源の中に配置されるか、または放射源の一部を形成してもよい。
[0025] 放射の波長に対して実質的に透過であるように説明されている領域は、その波長に対して７０％より大きい、さらに好ましくは８０％より大きい、さらに好ましくは９０％より大きい透過率を有してもよい。放射波長に対して実質的に不透過であるように説明されている領域は、その波長に対して３０％より少ない、さらに好ましくは２０％より少ない、さらに好ましくは１０％より少ない透過率を有してもよい。不透過である領域は、反射型であってもよい。
[0026] 本発明の一態様によると、第１の所定放射波長を第１の所定放射波長とは異なる第２の所定放射波長をフィルタリングするように構成されたフィルタ構成が提供される。フィルタ構成は、複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートを含む。第１の領域は、第１の所定放射波長と、第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。第２の領域は、第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。フィルタ構成は、アパーチャを含む構造も含んでいる。構造は、第１の所定放射波長または第２の所定放射波長がアパーチャを通り抜け、他方の第１の所定の放射波長および第２の所定放射波長がアパーチャを通り抜けないようにゾーンプレートに対して相対的に位置付けされる。
[0027] 本発明の一態様によると、放射を生成するように構成された放射源が提供される。放射源は、複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートを含む。第１の領域は、第１の所定放射波長と、第１の所定放射波長とは異なる第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。第２の領域は、第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。
[0028] 本発明の一態様によると、放射を生成するように構成された放射源が提供される。放射源は、第１の所定放射波長を第１の所定放射波長とは異なる第２の所定放射波長をフィルタリングするように構成されたフィルタ構成を含む。フィルタ構成は、複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートを含む。第１の領域は、第１の所定放射波長および第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。第２の領域は、第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。フィルタ構成は、アパーチャを含む構造も含んでいる。構造は、第１の所定放射波長または第２の所定放射波長がアパーチャを通り抜け、他方の第１の所定放射波長および第２の所定放射波長がアパーチャを通り抜けないようにゾーンプレートに対して相対的に位置付けされる。
[0029] 本発明の一態様によると、放射ビームを生成するように構成された放射源を含むリソグラフィ装置、および複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートを含む。第１の領域は、第１の所定放射波長および第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成され、第２の領域は、第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成されている。装置は、放射ビームを調整する照明システムと、パターニングデバイスを保持するサポートを含む。パターニングデバイスは、パターン形成された放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを付与することが可能である。装置は、基板を保持する基板テーブルと、パターン形成された放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムとを含む。
[0030] 本発明の実施形態は、一例としてのみ、対応の参照符号が対応部分を示す付属の概略図を参照して説明される。
[0031] 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。 [0032] 図１に示されたリソグラフィ装置のより詳細な概略図である [0033] 本発明の一実施形態によるゾーンプレートを概略的に示す。 [0034] 本発明の一実施形態による、図３に示されたゾーンプレートの使用を概略的に示す。 [0035] 本発明の一実施形態による、図３に示されたゾーンプレートの使用を概略的に示す。
[0036] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置２を概略的に示している。装置２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）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って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のポジショナ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、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２のポジショナ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に付与さ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た投影システムＰＳとを備える。
[0037] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、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。
[0038] サポート構造は、パターニングデバイスを支持、つまり、重さを支える。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２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が、例えば、投影システムに対して所望の位置にあることを確実にすることができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
[0039] 本明細書において使用される「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。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、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。
[0040] パターニングデバイスの例としては、マスクおよびプログラマブルミラーアレイが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知であり、一般的にＥＵＶ放射（またはＥＵＶ越え）では、リソグラフィ装置は反射型である。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。
[0041] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、あらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。通常、ＥＵＶ（またはＥＵＶ越え）放射リソグラフィ装置では、光エレメントは反射型である。しかしながら、他の種類の光エレメントを使用してもよい。光エレメントは、真空中にあってもよい。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
[0042] 本明細書に示されているとおり、装置２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。
[0043] 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、追加のテーブルを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。
[0044] 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。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、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。
[0045] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含んでもよい。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んでもよい。イルミネータＩＬは、放射ビームＢの断面に所望の均一性および強度分布をもたせるように放射ビームＢを調整するために使用することができる。
[0046] 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。マスクＭＡによって反射された後、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のポジショナ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、基板テーブルＷＴを、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢのパス内に位置付けるように正確に動かすことができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢのパスに対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成す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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２のポジショナＰＷの一部を形成す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って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。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。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、１つより多いダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0047] 例示の装置２は、以下のモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
[0048] １．ステップモードにおいては、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。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
[0049] ２．スキャンモードにおいては、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）。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。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
[0050] 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、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。
[0051] 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。
[0052] 図２は、装置２をより詳細に示し、放射源ＳＯ、イルミネータＩＬ（時々、照明システムとも呼ばれる）および投影システムＰＳを含む。放射源ＳＯは、放電プラズマを含み得る放射エミッタ４を含む。ＥＵＶ放射は、電磁スペクトルのＥＵＶ放射範囲内に放射を放つために非常に高温のプラズマが生成されるＸｅガスまたはＬｉ蒸気のようなガスまたは蒸気によって生成されてもよい。非常に高温のプラズマは、放電の部分的にイオン化されたプラズマを光軸６上に崩壊させることによって生成される。例えば、１０ＰａのＸｅまたはＬｉ蒸気あるいは任意の他の適したガスまたは蒸気の分圧は、放射の効率的な生成のために望まれる場合がある。一部の実施形態においては、スズが使用されてもよい。図２は、放電生成プラズマ（ＤＰＰ）放射源ＳＯを示している。例えば、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源のような他の放射源が使用されてもよいことが理解されるであろう。
[0053] 放射エミッタ４によって放たれる放射は、放射源チャンバ８からコレクタチャンバ１０へと渡る。コレクタチャンバ１０は、汚染トラップ１２およびかすめ入射ミラー１４（長方形として概略的に図示）を含む。コレクタ１４を通過することができた放射は、格子スペクトルフィルタ１６から反射し、コレクタチャンバ１０内のアパーチャ２０における仮想源点１８に集束される。アパーチャ２０を通過する前に、放射は、ゾーンプレートＺＰを通過する。ゾーンプレートＺＰおよび本発明に対するその重要性は以下により詳細に説明している。コレクタチャンバ１０から、放射ビーム２１は、イルミネータＩＬ内で第１のレフレクタ２２および第２のリフレクタ２４を介してレチクルあるいはレチクルまたはマスクテーブルＭＴ上で位置決めされたマスクＭＡ上へと反射される。パターン形成された放射ビーム２６が形成され、投影システムＰＳ内で第１の反射エレメント２８および第２の反射エレメント３０を介して基板テーブルＷＴ上で保持された基板Ｗ上へと結像される。
[0054] 図２で示されたものより多いまたは少ないエレメントが放射源ＳＯ、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳの中に通常存在してもよいことが理解されるであろう。例えば、一部の実施形態では、リソグラフィ装置２は、格子スペクトルフィルタ１６を含まないことがあり、ゾーンプレートＺＰがスペクトルフィルタとして役立つことがある。
[0055] 上述されたように、放射ビームの望ましくない波長コンポーネントをフィルタリングするためにリソグラフィ装置においてスペクトル純度フィルタを使用することは公知である。例えば、ＥＵＶ放射に対して実質的に透明であるが、例えば、赤外線（例えば、１０．６μｍの波長を有する放射）に対して実質的に不透明である１つ以上の金属層またはホイルを含むスペクトル純度フィルタを提供することは公知である。そのようなスペクトル純度フィルタに関連する問題の１つは、そのＥＵＶ透過率が一般的には５０％〜８０％であり、Ｚｒ／Ｓｉ多層ホイルに対する最大値は約７８％である。例えば、フィルタを通過する赤外線の量を依然として最小限にするか消去する一方、スペクトル純度フィルタの透過率を増加させることが望ましい。本発明の一実施形態によると、特別に設計されたゾーンプレートが公知のスペクトル純度フィルタに固有の問題または不利益に取り組むことができることが理解された。
[0056] ゾーンプレートは、一般的には放射を集束させるために使用されるデバイスである。しかしながら、レンズとは違って、ゾーンプレートは、放射を集束させるために屈折の代わりに回折を使用する。ゾーンプレートは、時々、フレネルゾーンプレートと呼ばれる。一般的なゾーンプレートは、ゾーンプレートが集束させるように設計された放射に対して不透明と透明との間で交替する、フレネルゾーンとして知られている一組の半径方向対称リングからなる。ゾーンプレートに入射する放射は、透明ゾーンを介して不透明ゾーンの周りを回折する。ゾーンは、回折された放射が所望の焦点で強め合う干渉をするように間隔を空けることができる。
[0057] ゾーンプレートの機能および設計を説明する数学は公知であり、したがって、本明細書中では説明をしていない。焦点において強め合う干渉を達するために、ゾーンプレートのゾーンは、不透明から透明へと切り替わるべきであり、その半径は：
であるということが十分に言える。
[0058] ここで、ｒｎはゾーンｎの半径であり、ｎはゾーン数を表す整数であり、λはゾーンプレートが集束させるように設計された放射の波長であり、ｆはゾーンプレートの中心から焦点までの距離である。焦点距離と比べてゾーンプレートが小さい場合、上記の式は以下のように概算されてもよい。
[0059] 最外リング（またはゾーン）の幅は、以下の式によって求められる。
[0060] ゾーンプレートは、複数の連続して構成された、隣接および交互の第１のおよび第２の領域から形成され、第１のおよび第２の領域はそれぞれ、ゾーンプレートが集束させるように設計された放射に対して不透明および透明であることが、上述の説明および一般の公知のゾーンプレートから理解される。本発明の実施形態は、改良されたスペクトル純度フィルタとして役に立つ構造を生成するためにゾーンプレートの特性と連続的な（例えば、ホイルシート）スペクトル純度フィルタの特性を組み合わせる。
[0061] 図３は、本発明の一実施形態によるゾーンプレートＺＰを概略的に示している。ゾーンプレートＺＰは、ＥＵＶ放射に対して実質的に透明であり、同時に赤外線を抑制するように設計されている。これを達成するためには、ゾーンプレートＺＰは、赤外線に対して実質的に透明である複数の同心リング３２を含む。例えば、これらのリング３２は、ゾーンプレートＺＰの構造内に設けられた空間であってもよい。赤外線に対して透明であるこれらのリング３２の間に配置されるのは、赤外線に対して実質的に不透明であるリング３４である。これらのリング３４は、赤外線に対して不透明であるサポートまたはスポーク３６によって一緒に繋がっていてもよい。リング３２および３４は共に、例えば、１０．６μｍの波長を有する赤外線または２００ｎｍの波長を有するＤＵＶ放射のような放射の特定の波長を回折するように（当該技術分野で知られ、上述の式によって示されているように）設計されている。
[0062] 図３に示されたゾーンプレートＺＰと公知のゾーンプレートとの違いは、赤外線に対して不透明であるリング３４が、ゾーンプレートが透過させることが望ましい放射の別の波長に対しても実質的に透明であることである。例えば、この別の波長は、ＥＵＶ放射範囲内の波長であってもよい。ゾーンプレートＺＰ内のギャップから形成されるリング３２は、ＥＵＶ放射に対して既に透過型である。したがって、ゾーンプレートＺＰは、ＥＵＶ放射がその中を通り抜けることを可能にするが、回折によって赤外線を遮蔽または抑制するため、ゾーンプレートＺＰは、スペクトル純度フィルタとして役に立つことが理解されるであろう。
[0063] 連続的（例えば、シートまたは膜）ホイルスペクトルフィルタと比較した場合、図３のゾーンプレートＺＰは有益である。ＥＵＶ放射に対して実質的に透明であるリング３４に入射するＥＵＶ放射は、公知の金属またはホイルスペクトル純度フィルタのように、高い割合のＥＵＶ放射が通り抜けることを可能とする。しかしながら、ゾーンプレートＺＰ内のギャップから形成されるリング３２に入射するＥＵＶ放射については、その強度は減少しない。これは、図３に示され、それを参照して説明されたようなゾーンプレートＺＰが同じ面積の連続的ホイルより多くのＥＵＶ放射を透過させることを意味する。それと同時に、ゾーンプレートＺＰは、回折するように設計された赤外線を回折によって遮蔽および抑制する。
[0064] 本発明の一実施形態によるゾーンプレートは、交互の第１のおよび第２の領域を含む。第１の領域は、例えば、赤外線およびＥＵＶ放射のような放射の第１のおよび第２の波長に対して実質的に透明である。例えば、これらの領域は、ゾーンプレートＺＰ内の空間またはギャップであってもよく、あるいは、例えば、ＳｉまたはＳｉ３Ｎ４の薄膜であってもよい。第２の領域は、放射の第１の波長に対して実質的に不透明、反射型または回折型であると同時に、放射の第２の波長に対して実質的に透明である。例えば、第２の領域は、ＥＵＶ放射に対して実質的に透過型であるが赤外線に対して実質的に不透明である、例えば、Ｚｒ／Ｓｉ多層ホイルのような薄い金属層を含む薄いホイルから形成されてもよい。あるいは、第２の領域は、アパーチャスペクトル純度フィルタを形成する複数のアパーチャを含む（例えば、ゾーンプレートの）ボディから形成されてもよい。当該技術分野で知られているように、アパーチャスペクトル純度フィルタは、アパーチャ内の複数の回折、アパーチャの壁における吸収または反射のいずれかによって放射の第２の波長を抑制する。同時に、放射の第１の波長は、波長がアパーチャの直径より短い場合、抑制されないままアパーチャを通り抜ける場合がある。放射の第２の波長がゾーンプレートを介して透過することをアパーチャスペクトル純度フィルタが可能にした場合においても、回折の結果として、波長は、光軸に沿って低い強度を有するように十分に拡散する。第２の領域は、放射の第１の波長を有する放射より放射の第２の波長を有する放射を多く透過させる透過型スペクトル純度フィルタとして作用する任意の構造または材料を含んでもよい。
[0065] 第１のおよび第２の領域は、複数のアパーチャ（例えば、スリットまたは穴）を含んでもよい。第１の領域内のアパーチャのサイズは、実質的な回折なしに第１の波長を透過させるのに十分な大きさであるように構成されている（すなわち、領域は、放射の第１の波長に対して実質的に透明のままである）。第２の領域内のアパーチャのサイズは、第１の波長が実質的に回折または反射するように構成されている。ゾーンプレートの設計は、製造可能性およびロバスト性においてかなりの利点を有し得る。実質的な回折は、例えば、ほとんど（例えば、５０％より多く）の放射が、例えば、中間焦点、レチクルレベルまたはウェーハレベルにおけるリソグラフィツール内の更なる下流の基準点で測定された一次光路の外に誘導されることを意味し得る。
[0066] 一実施形態においては、ゾーンプレートＺＰの半径は、約２ｃｍであってもよく、所望の焦点距離は約０．１メートルであってもよい。１０．６μｍ放射の抑制に対しては、１８６個の不透明リングが使用されてもよく、最も狭い（すなわち、最外）リングの幅は、２７ｎｍであってもよい。
[0067] 一実施形態においては、２００ｎｍの波長を有するＤＵＶ放射の減衰に対しては、９８５３個の不透明リングが望ましく、最外リングの幅は０．５１ｎｍであってもよい。
[0068] 上述の実施形態においては、不透明領域は、ＥＵＶ放射に対して実質的に透明であり、赤外線および／またはＤＵＶ放射に対して実質的に不透明である材料から形成されてもよい。透明領域は、ゾーンプレート内のギャップから形成されてもよい。
[0069] 原則として、上述のゾーンプレートＺＰは、リソグラフィ装置内の多数の箇所のうちの一箇所、およびその生成ポイントと基板上の入射の前との間の放射ビームのパスのあらゆる箇所に配置することができる。しかしながら、ＥＵＶ放射に対して依然として実質的に透明である大きなゾーンプレート（例えば、直径１０ｃｍより大きい）を生成することは難しい場合がある。この潜在的なサイズ制限によって、ゾーンプレートＺＰを放射ビームの焦点の近く、例えば、放射ビームの中間焦点の近くに配置することが好ましい場合がある。これは、ゾーンプレートＺＰの直径が比較的小さくあり、したがって、ＥＵＶ放射に対して実質的に透明であることを可能にする。
[0070] 図４は、ゾーンプレートＺＰが放射ビーム３８の中間焦点ＩＦの近くに配置された実施形態を示している。ゾーンプレートＺＰは、放射ビーム３８のパスにおいて、中間焦点ＩＦから約１０ｃｍ上流に配置されている。放射ビーム３８は、少なくとも２つの波長コンポーネント、ＥＵＶコンポーネント４０および赤外線コンポーネント４２を含む。ゾーンプレートＺＰがＥＵＶコンポーネント４０を実質的に透過させることが分かる。同時に、ゾーンプレートＺＰは、赤外線コンポーネント４２を回折し、効果的に抑制する。赤外線コンポーネント４２の焦点４４が中間焦点ＩＦと一致しないことが図から分かる。これは、中間焦点ＩＦの位置では、赤外線コンポーネント４４はさらに拡散し、したがって、あまり強くなく、赤外線コンポーネント４２の大部分は、リソグラフィ装置をさらに通り抜けることから妨げられることを意味する。中間焦点ＩＦがプレート４８内に設けられたアパーチャ４６内に配置されていることが分かる。プレート４８は、赤外線４２を実質的に吸収または反射させ、したがって、赤外線４２がリソグラフィ装置をさらに通り抜けることを防ぐ材料から形成される。アパーチャ４６およびプレート４８は、図２に示されて図２を参照して説明されたアパーチャ２０およびコレクタチャンバ１０の一部であってもよい。ゾーンプレートＺＰおよびプレート４８内に設けられたアパーチャ４６によって、アパーチャ４６から発生する放射ビーム５０が主にＥＵＶ放射を含むことが分かる。
[0071] 本実施形態によると、ゾーンプレートＺＰが抑制するように設計された波長より大きい放射の全ての波長も、少なくとも同じファクタによって抑制されることが理解されるであろう。これは、一般的な状況下においては、ゾーンプレートＺＰの焦点距離は放射波長に対して反比例するからである。したがって、より長い波長に対しては、焦点４４は、ゾーンプレートＺＰ対してさらに近くなり、放射は、中間焦点ＩＦの位置においてあまり強くならない。
[0072] 図５は、ゾーンプレートＺＰが放射ビーム３８の中間焦点ＩＦの下流、例えば、この場合においてはゾーンプレートＺＰの焦点距離と等しい約１０ｃｍの距離で配置された実施形態を示している。ゾーンプレートＺＰが実質的に赤外線コンポーネント４２をフィールドファセットミラー５４内のアパーチャを通過する平行ビームへと回折することが分かる。放射ビーム３８のＥＵＶコンポーネント４０は、回折されないままゾーンプレートＺＰを通り抜け、次いで、フィールドファセットミラー５４に入射する。その後、フィールドファセットミラー５４は、ＥＵＶコンポーネント４０（もはや赤外線コンポーネント４２は含まない）を任意の適切なロケーションに再誘導することができる。
[0073] 上記の実施形態においては、ゾーンプレートＺＰは、リングまたは円、あるいはリングセグメントまたな円セグメントを含むものとして示された。しかしながら、別の実施形態では、ゾーンプレートは、本発明による同心リングゾーンプレートに関連して上記で説明されたように透明および不透明であるように設計された複数の平行線または領域を含んでもよいという点において実質的に一次元である。平行線または領域の幅および間隔は、上述された二次元の円形ゾーンプレートと同じように計算される。当然、そのようなゾーンプレートＺＰを通過する放射は一次元でのみ回折されるが（すなわち、平行線または領域が延びる方向に対して垂直）、これは、放射の望まれていない波長（１つまたは複数）の十分な抑制を与えることができることが理解されるであろう。さらに、一次元のゾーンプレートは、二次元のゾーンプレートより簡単に製造することができる。
[0074] 上記の実施形態においては、ゾーンプレート内またはそれによって形成された第１のおよび第２の領域は、例えば、赤外線および／またはＥＵＶ放射に対して選択的に不透明および透明であるものとして説明した。各領域の幅は異なる場合があるが、第１のおよび第２の領域の各々を含む材料は、ゾーンプレートを通して一貫性があり得る。別の実施形態においては、しかしながら、望まれていないまたは不所望の波長に対する透過率または透明性は、２つの別個のレベルの間で交替する必要はないが、ゾーンプレートの中心からの連続的な距離関数として変化し得る。そのような原理は、当該技術分野では知られているので、本明細書中では詳細に説明をしない。本発明を説明する目的のために、以下の式によって説明される、透過率Ｔがゾーンプレートの中心からの半径ｒの関数を有している場合、
ゾーンプレートによって生成される回折パターンは、２つの交互の別個のレベルの透明性を有する領域を含むゾーンプレートの場合に存在する主要の焦点外の副極大を示さない。そのような配置は、望まれていない放射の抑制を改善する。領域の連続的透明性プロファイルは、例えば、ゾーンプレートのリングまたは領域を形成する材料の厚さ、例えば、金属層または薄いホイル内の層の厚さを連続的に変えることによって製造されてもよい。
[0075] さらなる実施形態においては、透明性プロファイルは、第１のおよび第２の領域の面積が従来のゾーンプレートの場合と等しくないことがある。放射の所望の放射波長に対するゾーンプレートの透過率を上げるために、例えば、第１の領域の面積は、第２の領域の面積より大きく作られる一方、その位置は同じ場所で保つことができる。そのような透明性プロファイルは、通常、ゾーンプレートの焦点精度を低下させるが、放射の望まれていない波長放射の所望の抑制を達成するために十分な回折を依然として生成する。
[0076] 同じ面積の連続的金属ホイルと比較した場合、ゾーンプレートＺＰは、高い割合のＥＵＶ放射を透過させるということについて、本発明がどのように有益であるかということは既に説明した。しかしながら、一部の実施形態においては、ＥＵＶ（または任意の他の波長）透過率における増加は望ましくない場合がある。この場合、本発明は、金属ホイルよりもさらにロバストな解決策を提供することができるという点で依然として有益であり得る。例えば、薄い金属ホイルは厚くなるにつれてさらにロバストになるが、これは、通常、ＥＵＶ透過率における減少へと繋がる。しかしながら、上述されたゾーンプレートのリングを形成するためにそのような厚いホイルを使用しても、ＥＵＶ放射が依然としてゾーンプレート内のギャップを通り抜けることができるのでＥＵＶ放射の透過率は以前として許容のレベルにあることができる。例えば、７５％のＥＵＶ透過率を有する連続的金属ホイルをスペクトル純度フィルタとして使用する代わりに、当業者は、５０％のＥＵＶ透過率を有するさらに厚い金属ホイルを使用することができる。上述されたようなゾーンプレートへのこのホイルの形成との組み合わせによって、これは、再び７５％のＥＵＶ透過率に繋がる。なぜなら、ＥＵＶ放射は、強度を失うことなくゾーンプレート内のギャップを通り抜けることができるからである。本実施形態のさらなる潜在的利益は、ゾーンプレート（スペクトル純度フィルタとして役に立つ）は開口型構造を有しており、したがって、ゾーンプレートの反対側における圧力差に対してより良く適応することができる。
[0077] 本発明の実施形態の上記説明は、ＥＵＶ放射（例えば、５〜２０ｎｍ）を生成する放射源に関するが、本発明は、「ＥＵＶ越え」放射、すなわち、１０ｎｍより小さい波長を有する放射を生成する放射源にも組み入れられてもよい。ＥＵＶ越え放射は、例えば、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍの波長を有してもよい。ＥＵＶ越え放射を生成する放射源は、上述の放射源と同じ方法で動作してもよい。本発明は、放射の１つ以上の波長を放射の別の１つ以上の波長から離す、引き出す、フィルタリング等をすることが望ましい放射の任意の波長を使用するリソグラフィ装置にも適用可能である。説明されたゾーンプレートは、例えば、リソグラフィ装置または（リソグラフィ装置のためであり得る）放射源において使用されてもよい。本発明は、リソグラフィ以外の分野およびその分野で使用される装置に適用されてもよい。
[0078] 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 (15)

  1. 複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートと、
    アパーチャが設けられた光学部品と
    を含み、
    前記第１の領域は、第１の所定放射波長と、前記第１の所定放射波長とは異なる第２の所定放射波長とに対して実質的に透過であるように構成され、
    前記第２の領域は、前記第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、前記第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成され、
    前記ゾーンプレートは、前記第１の所定放射波長および前記第２の所定放射波長を含む放射ビームの焦点の下流に配置され、かつ、
    前記ゾーンプレートは、前記第１の所定放射波長を含む平行放射ビームが前記ゾーンプレートから発生し前記アパーチャを通り抜けるように、前記第１の所定放射波長に対する前記ゾーンプレートの焦点距離と等しい距離で前記焦点の下流に配置される、放射源。
  2. 前記第１の波長は、電磁スペクトルの赤外線部分または遠紫外線部分における波長であり、前記第２の波長は、前記電磁スペクトルの極端紫外線部分における波長である、請求項１に記載の放射源。
  3. 前記第１の領域は、ゾーン内のギャップまたは空間によって形成される、請求項１または２に記載の放射源。
  4. 前記第１の領域は、ＳｉまたはＳｉ３Ｎ４を含む、請求項１または２に記載の放射源。
  5. 前記第２の領域は、金属層、金属多層構造、ホイルまたは多層ホイルを含む、請求項１または２に記載の放射源。
  6. 前記第２の領域は、透過型スペクトル純度フィルタとして作用し、かつ、前記第１の所定放射波長を有する放射よりも前記第２の所定放射波長を有する放射を透過させる、構造または材料を含む、請求項１または２記載の放射源。
  7. 前記第１の領域には、複数のアパーチャが設けられ、前記第１の領域のアパーチャは、前記第１の所定放射波長の実質的な回折という結果を妨げる寸法を有する、請求項１または２に記載の放射源。
  8. 前記第２の領域には、複数のアパーチャが設けられ、前記第２の領域のアパーチャは、前記第１の所定放射波長の回折または反射という結果を妨げる寸法を有する、請求項１または２に記載の放射源。
  9. 複数の連続して配列された、隣接かつ交互の第１のおよび第２の領域を含むゾーンプレートと、
    アパーチャが設けられた光学部品と
    を含み、
    前記第１の領域は、第１の所定放射波長と、前記第１の所定放射波長とは異なる第２の所定放射波長とに対して実質的に透過であるように構成され、
    前記第２の領域は、前記第１の所定放射波長に対して実質的に不透過、回折または反射であり、前記第２の所定放射波長に対して実質的に透過であるように構成され、
    前記ゾーンプレートは、前記第１の所定放射波長および前記第２の所定放射波長を含む放射ビームの焦点の下流に配置され、かつ、
    前記ゾーンプレートは、前記第１の所定放射波長を含む平行放射ビームが前記ゾーンプレートから発生し前記アパーチャを通り抜けるように、前記第１の所定放射波長に対する前記ゾーンプレートの焦点距離と等しい距離で前記焦点の下流に配置される、リソグラフィ装置。
  10. 前記リソグラフィ装置は、
    放射ビームを調整する照明システムと、
    パターン形成された放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを付与することが可能であるパターニングデバイスを保持するサポートと、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと
    を備える、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
  11. 前記リソグラフィ装置は、放射源をさらに含み、前記ゾーンプレートまたは構成は、前記放射源の中に配置されるか、または前記放射源の一部を形成する、請求項９または１０に記載のリソグラフィ装置。
  12. 前記第１の波長は、電磁スペクトルの赤外線部分または遠紫外線部分における波長であり、前記第２の波長は、前記電磁スペクトルの極端紫外線部分における波長である、請求項９から１１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  13. 前記第１の領域は、ゾーン内のギャップまたは空間によって形成される、請求項９から１２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  14. 前記第１の領域は、ＳｉまたはＳｉ ３ Ｎ ４ を含む、請求項９から１２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  15. 前記第２の領域は、金属層、金属多層構造、ホイルまたは多層ホイルを含む、請求項９から１４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
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