JP5183928B2 - 特にeuv放射及び/又は軟x線放射を発生する方法及び装置 - Google Patents

特にeuv放射及び/又は軟x線放射を発生する方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5183928B2
JP5183928B2 JP2006544653A JP2006544653A JP5183928B2 JP 5183928 B2 JP5183928 B2 JP 5183928B2 JP 2006544653 A JP2006544653 A JP 2006544653A JP 2006544653 A JP2006544653 A JP 2006544653A JP 5183928 B2 JP5183928 B2 JP 5183928B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
radiation
electrode
discharge space
plasma
charge carriers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2006544653A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007525799A (ja
Inventor
グンテル ハンス デッラ
ロルフ テオ アントン アペツ
ウィリ ネフ
オリヴェル ロジエル
ペテル ジンク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2007525799A publication Critical patent/JP2007525799A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5183928B2 publication Critical patent/JP5183928B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70916Pollution mitigation, i.e. mitigating effect of contamination or debris, e.g. foil traps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

本発明は、電気的ガス放電により特にEUV放射及び/又は軟X線放射を発生する方法及び装置に関する。
極端紫外線放射(EUV放射と略称する)及び軟X線放射は、約1nmから約20nmまでの波長範囲をカバーする。このEUV放射は、主に半導体製造におけるリソグラフィック工程において使用するよう設計される。
このような方法及び装置は既知である。これらは、例えば国際特許出願公開第WO-A-01/01736号に開示されているように、電気的ガス放電により発生されると共にEUV放射及び軟X線放射を放出するプラズマに基づくものである。
ヨーロッパ特許出願公開第EP-A-1248499号は、EUV放射を発生する方法及び装置を記載し、プラズマを安定して発生させると共にパワーを制御する手段に言及している。本発明の基本動作原理を、ヨーロッパ特許出願公開第EP-A-1248499号からの図13に示されるような関連するタイプの装置を参照して明確にする。図13に示される装置は、アノード18及び中空カソード20を備える電極システムを有している。動作ガス22が、電極18、20及び絶縁体19により形成された放電空間14内に存在する。当該ガス放電のための動作点は、特に、放電空間14内に存在する圧力により規定され、該圧力は典型的には1Paから100Paまでの範囲に入る。
電源21が数キロアンペアから100キロアンペアまでの周期的に切り換え可能な電流を、数十ナノ秒から数百ナノ秒までのパルス持続時間で電極18、20に供給すると、所謂ピンチプラズマ26が生成され、該プラズマは抵抗性加熱及び電磁圧縮(electromagnetic compression)により或る温度まで加熱され、ピンチプラズマ26がEUV放射12を放出するような密度を有する。
EUV放射12は、この実施例では放射放出ウィンドウ16を介して導出することができる。放射放出ウィンドウ16は、カソード20内に配設されると共に放電空間14を中空空間42に接続するような開口17と一緒に、図13に鎖線により示されるような軸を規定する。中空空間42は、カソード20から離れて低抵抗チャンネルを形成するために電荷キャリア24を利用可能にするよう主に作用する。
典型的には、電荷キャリア24はプラズマの電子及びイオンであり、これらは、種々の態様において、即ち表面放電トリガ、電気的トリガ、強誘電的トリガ又はここに示すように中空空間42におけるプラズマ26の事前イオン化により、高再現性で形成される。カソード20の中空空間42における前記軸上のトリガ装置25の配設は、実現するのが比較的簡単な電位制御により電荷キャリア24を解放するのを可能にさせる。
このように、ガス放電は、いわゆる自然発生降服モードで行われる一方、電流スイッチング素子は不要となる。電源21は上記電極システムを、Paschen曲線により規定される動作点に到達するまで充電する。トリガ装置25の補助電極とカソード20との間の電位差は、例えばアノード18とカソード20との間の低抵抗チャンネルの形成が生じないように、上記電源により低減することができる。上記補助電極の電位の制御された低減は、最終的に、放電の開始及びプラズマ26の形成の時点を制御、即ちトリガすることができる。
結果として、高繰り返し率を持つプラズマ及び該プラズマの高速復帰を達成することができ、かくして、数十ワットから数百ワットまでの範囲の2πの出力パワーを持つEUV放射源が利用可能となる。
文献DE-A-10151080は、ガス放電の制御された発生のために、表面放電から得られる電荷キャリア及び高エネルギ光子の利用を推奨している。該文献に開示されたトリガ装置は、当該電極の1つに属すると共に放電空間に接続された中空空間内に配置されている。
上述したように当該プラズマの空間的に極近傍に配置された斯かるトリガ装置は、不可避的にイオン衝撃及び放射により高い熱負荷に曝される。
図13に示すトリガ装置25は、確かに冷却することができるが、連続する放電動作の間に上記補助電極の比較的強い腐食が生じ、これは製品寿命の短縮につながる。
更に、上記中空空間には、特に長い動作休止(operating pause)の後では、不充分な数の電荷キャリアしか存在せず、かくして、充分な事前イオン化が存在せず、上記中空空間から当該放電空間への蓄積された電気エネルギの余り有効な結合は得られない。これは、当該ガス放電が高繰り返し周波数で行われるなら、当該プラズマのための点弧時点の制御の精度の低下及び当該ガス放電の安定性の減少につながる。
更に、最大達成可能繰り返し周波数は、ガス放電の後に中空空間内に残存する電荷キャリアにより、即ち斯かる電荷キャリアが、当該電極システムにもう一度電圧を印加することができる前に、例えば再結合により除去されねばならないことにより、減少される。
特に、当該装置の長い動作休止又は新たな開始の後に小数の電荷キャリアしか存在しないか又は全く電荷キャリアが存在しない場合、>4kHzの周波数における放電動作の間に更なる問題が生じる。本明細書における"動作休止"なる用語は、動作の間における2つの放電の間に生じる時間間隔よりも長い時間間隔を指す。
従って、本発明の目的は、放電空間内の動作ガスにより形成されるプラズマにより放出されるような特にEUV放射及び/又は軟X線放射を発生する方法であって、上記空間が、少なくとも放射放出ウィンドウと、少なくとも1つのアノード及び少なくとも1つのカソードを備える電極システムとを有し、該システムは上記プラズマに電気エネルギを当該放電空間内に導入された電荷キャリアにより伝達し、当該方法が、単純な手段により上記ガス放電の高繰り返し周波数での及び長い動作休止を伴っての信頼性のある点弧を可能にするような方法を提供することにある。
この目的は、本発明によれば、前述した種類の方法において、前記電荷キャリアを利用可能にする(生じさせる)ために、少なくとも1つの放射源により発生された少なくとも1つの放射線(又は、単に"放射")が前記放電空間に導入されることにより達成される。
上記放射源により発生された放射の入射は、当該ガス放電の信頼性のあるトリガのために要する電荷キャリアの数を達成させる。これのために使用される当該放射源は、ここでは、外部で、即ち当該プラズマから比較的遠くに離されて動作される。該放射源は熱的負荷、プラズマによるイオン衝撃、EUV放射及び軟X線放射から保護することができるので、該放射源の一層長い動作寿命が保証される。
本発明は、前記電極システムへの上記放射の入射により電荷キャリアが上記放電空間内に解放されるように、上記放射源が高エネルギ密度のコヒーレントな又は非コヒーレントな放射を発生するように更に発展させることができる。
例えば、レーザのコヒーレントな放射、又は代わりに閃光電球の非コヒーレントな放射を、前記放射放出ウィンドウを介して直接に又は光学系を介して当該放電空間に導入することができる。有利な条件下では、ガス放電を点弧しプラズマを形成するためには、当該放電空間に約1mJなる小さな光度エネルギを20ns未満の放射持続時間で導入するだけで充分である。
本発明は、上記放射源が少なくとも1つの電子及び/又は1つのイオンからなるマス放射(mass radiation)を発生するように構成することもできる。
例えば、電子源又はイオン源を、所与の数で且つ所与の運動エネルギで発生された荷電粒子を導入することができるように上記放電空間に向けることができる。
本発明の特に有利な他の実施例は、前記放射源が前記放電空間内にパルス状放射を第1放射経路及び/又は少なくとも1つの第2放射経路で同時に又は相互に時間的にシフトされた状態で入力するようにする。
特に、レーザはパルス状放射を約10kHzまでの可変パルス周波数で供給する。このようなレーザは、小型の構造及び低価格で市販されている。これらの放射源は、当該放射を放電空間に直接的に又は適切な光学系を介して導入することができる。加えて、異なる放射経路を介しての当該放射の導入は、プラズマ位置の変化により、熱的負荷の改善された時間的及び空間的分布を保証することができる。これにより、プラズマの発生の効力(efficacy)に対して悪影響を有するような電極幾何学構造が遅延される。
幾つかの放射経路を経る幾つかの放射源の同期により、放電空間における電荷キャリアの一層正確な供給量(dosage)が可能とされる程に多くの放射エネルギを当該放電空間に導入することができる。放射の時間がずらされた導入は、放電動作中のプラズマ形成の及び低抵抗チャンネルの形成の最適化を提供する。
特に有利な方法は、前記電極システムが、付加的電位が供給されるか、又は犠牲電極として作用することにより電荷キャリア又は動作ガスを利用可能にする(生じさせる)ような少なくとも1つの補助電極を有することを特徴とする。
該補助電極は、例えば電極腐食により変化されたような電極幾何学構造の場合に、放電動作の間においても可変電位の供給により放電空間における電界を改善することができる。また、該補助電極は、電極材料が適切に選択されたとして、EUV放射及び/又は軟X線放射を発生するのに適した電荷キャリア又は動作ガスを放射に誘導された態様で供給することもできる。イオン又は電子のような電荷キャリアは、第1及び第2主グループの金属により例えば放射に誘導された態様で特に容易に形成される一方、ヨウ素、インジウム、テルル、アンチモン及び錫を動作ガスとして使用することができる。
プラズマの信頼性のある点弧を更に改善するために、本発明は、前記放射が前記電極システムの少なくとも1つの電極上に収束されるように設計される。これは、電荷キャリアの特に高信頼度の且つ効率的な形成、及び/又は後に動作ガスとして作用し得るような電極材料の付加的蒸発につながる。
放電動作の間において効果的電極システムを達成するために、本方法は、前記放射が実質的にタングステン、モリブデン、鉄、銅、錫、黒鉛、インジウム、アンチモン、テルル、ヨウ素、これらの合金若しくは化合物、又は鋼からなる電極に入射するようにすることができる。タングステン又はモリブデン等の耐熱材料が使用されるなら、プラズマ位置の近傍に配置され及び/又は更に放射に曝される当該電極システムの領域は特別な寸法的安定性でもって構成することができる。更に、これらの材料は良好な電導性を有するのみならず、熱エネルギの除去のために増加された熱伝導性も有することができる。
明らかに、これらの材料が電極幾何学構造を規定するような支持枠を単に形成することも考えられる。放電空間内で優勢な放電条件下において液体状態で存在するような材料も、動作中に必要に応じて付加的に供給することができる。
当該放射は空間的にはカソードとして使用される電極の近傍で収束されるので、入射する放射により生じる事前イオン化雲(cloud)は前記アノードの方向に伝搬し、プラズマの点弧を開始することができる。
更に、本方法は、当該放射が前記電極上に点状、円状、環状若しくは直線状の形状又はこれらの組み合わせを持つようなパターンで案内されるように構成することもできる。当該放射の上記電極上への異なる幾何学形状での収束による該放射の分配(可能性として強度の変化を伴うような)は、放射放出の増加及びプラズマの向上された安定性につながる。
プラズマの安定性を更に改善するために、本方法は、当該放射が、影響を受ける電極の少なくとも1つの空洞(cavity)に導入され、該空洞が前記放電空間に向かって開放していると共に少なくとも3つの面において電極材料により画成されるように構成される。
平坦な電極上への放射の収束によっては比較的大きな体積の拡散プラズマが生成される結果、EUV放射の有効なパワーの一部しか放射放出ウィンドウを介して光学系へ導入することができないことが分かった。更に、プラズマとの直接的接触により電極表面には腐食及び熱的負荷が高程度に発生する。前記空洞又は電極表面における該空洞に隣接する領域への当該放射の導入は、放射によって誘導される電荷キャリアを整列させることを可能にするので、例えば少ない小さなプラズマ体積が形成される。更に、プラズマの位置は、再現性のある放電が確立されるように固定される。また、プラズマと電極表面との間の大きな距離を設定することができるので、腐食が殆ど生じない。
当該放電空間内で充分な量の動作ガスを利用可能にするために、本方法は、該動作ガスが放電空間に供給ダクト又は前記電極上に収束された補助光線により導入されるように更に有利に発展させることができる。
前述した動作ガス用の材料の他に、キセノンを含むガスも導入又は供給することができる。上記補助光線は放電空間に第2放射経路を介して導入することができる。明らかに、更なる放射源により所与の強度を有するような、当該放射に同期した又は同期しない補助光線又は連続的補助光線を導入することも可能である。
有利には、本方法は、当該放射が放電空間に開口を介して導入されるようにして実施化される。これは、当該放射を、例えば該放射放出に対して後部に配置された放射源から放電空間に導入することを可能にする。明らかに、前記電極の適切な幾何学的配置が与えられれば、上記放射源を放電空間内に配置することも可能である。
特に有利な方法においては、上記放射源は当該放射がUV、IR及び/又は可視範囲内の波長を有するように構成される。放電空間へのUV放射の導入は、電荷キャリアが電極材料から高効率で解放されるようにさせる。IR放射が導入される場合、良い方向に影響され得るのは特に金属蒸気の量である。
電荷キャリアの数を放電空間における幾何学的要件に適合させるために、本方法は、前記放射が電極の表面に0°から90°の角度で入射するようにして実施化される。
EUV放射及び/又は軟X線放射の発生の更なる最適化のために、前記放射の導入と電気エネルギの伝達との間、又は或る若しくは前記補助光線の導入と前記放射との間に時間間隔が設定されるようにすることができる。放電空間への放射の導入は事前イオン化雲を生じさせ、該事前イオン化雲は当該空間においてカソードとアノードとの間で拡大する。この時間間隔が経過するまでは、事前イオン化雲の最適な分布(即ち、動作ガスへの電流の又は他の放射の印加に際して当該プラズマの有利な配置につながるような分布)は確立されない。
本発明の他の目的は、放電空間内の動作ガスに形成されたプラズマが放出するような特にはEUV放射及び/又は軟X線放射を発生する装置であって、前記空間は少なくとも1つの放射放出ウィンドウと少なくとも1つのアノード及び少なくとも1つのカソードを備える電極システムとを有し、プラズマに対して電気エネルギを上記放電空間に導入することが可能な電荷キャリアにより伝達することができ、該装置が、ガス放電の高信頼度の且つ良好に制御可能な点弧が高繰り返し周波数においても且つ長い動作休止を伴っても保証されるように改善されるべきであるような装置を提供することにある。
この目的は、本発明による装置においては、前記電荷キャリアを供給するために少なくとも1つの放射を前記放電空間に導入するような少なくとも1つの放射源が存在することにより達成される。
トリガのために使用される上記放射源は、動作寿命を減少させるであろう様な熱的負荷が最早生じないように、プラズマから空間的に離すことができる。この目的のために、例えば、上記放射源は放電空間の外部に配置することができる。当該放射は放電空間に、例えばEUV放射及び/又は軟X線放射用の前記放射放出ウィンドウを介して適切な光学系により導入することができる。他の例として前記放射源は当該放電空間自身内に配置することもでき、その場合には、電極の形状は該放射源自体がイオン衝撃及びEUV放射に対して保護されるように選定される。
当該装置は、前記放射源が高エネルギ密度のコヒーレントな又は非コヒーレントな放射を発生し、これにより電荷キャリアを前記電極システム上への該放射の入射により放電空間へ解放することができるように更に発展させることができる。
コヒーレントな放射を発生するための斯様な放射源は、例えば、Nd:YAG、炭酸ガス、エキシマ及びダイオードレーザである。
特にはいわゆる閃光電球等の非コヒーレントな放射を発生する他の放射源は、斯かる放射源の放射が直接的に、又は鏡若しくは光導波ケーブルの形態で構築することが可能な案内システムにより導入されるように構成することができる。明らかに、単色放射及び幾つかの波長を持つ放射の両方を供給する放射源も使用することができる。
当該装置の特に有利な実施例は、前記放射源が、少なくとも1つの電子及び/又は1つのイオンを有するようなマス放射(mass radiation)を発生するようにする。低抵抗チャンネルを形成すると共にプラズマの再現性があり且つ信頼性のある点弧を達成するために要する電荷キャリアが、放電空間に導入される。ここで、上記イオンは、明らかに、陽イオン又は陰イオンの何れかとすることができる。最も単純な場合においは、電荷キャリアは放電空間内に配設された電子又はイオン源から供給される。該放射源の上記放電空間に向かって開放する端部は、例えば、絶縁体内に設けることができる。
特に有利な装置は、上記放射源がパルス状放射を第1放射経路及び/又は少なくとも1つの第2放射経路により同時的に又は時間的に互いにシフトされて供給するように構成される。
ガス放電をトリガするためには、例えば、放電空間に放射を時間的に変化する強度でパルスの形態で導入する必要があるであろう。該放射源は、この目的のために、パルスの持続時間及び周波数の両者並びに強度も制御することができるように構成される。
該放射源により供給される放射は、例えば、第1放射経路及び第2放射経路を提供するようなビームスプリッタにより放電空間に導入することができる。
明らかに、これは同期的又は非同期的放射動作の複数の放射源の使用によっても可能である。また、異なる波長の放射を異なる放射源により放電空間に導入することも可能である。
例えば、アノードとカソードとの間に存在する動作ガスは、自身の導電性を特定の態様で高めるように時間的にずらされて導入される放射により付加的にイオン化することができる。動作ガスの特に有効なイオン化は共振的エネルギ結合につながる。最終的に、プラズマの位置を安定化することができ、ガス放電の特別に高い効力(efficacy)を確立する。
プラズマ形成の安定性を更に改善するために、当該装置は前記電極システムが少なくとも1つの補助電極を有するように構成することができる。この補助電極は、例えば、前記放電空間における前記アノードと前記カソードとの間に配置される。該補助電極は、例えば、放電動作の間において前記電極の腐食により生じる電界の変化を調整し(regulate)又は一様化するように作用する。
当該装置の特に有利な実施例は、前記放射が前記電極システムの少なくとも1つの電極上に収束されるようにする。例えば、上記放射は該放射の入射により電極材料が蒸発するように補助電極上に収束され、該材料は例えばガス放電用の動作ガスとして作用する。この場合、動作ガスは放電空間内にもはや継続的に存在する必要がなくなる。このようにして、前記放射放出ウィンドウを介して放電空間を離れるような動作ガス粒子によるリソグラフィ装置内の光学部品の汚染の可能性が低減される。加えて、電極上への放射の収束は事前イオン化の改善につながるので、ガス放電を点弧する際の一層高い再現性が得られる。補助電極上への放射の収束は、更に、腐食及び放射により熱的に強く影響される前記アノード及びカソードを助けることを可能にする。
更に、当該装置は、少なくとも前記放射により影響を受ける電極がタングステン、モリブデン、鉄、銅、錫、黒鉛、インジウム、テルル、ヨウ素、これらの合金若しくは化合物又は鋼から実質的に製造されるように構成することができる。明らかに、当該電極システムに対しては原理的に全ての導電性材料を使用することができる。
特に、放電空間に面する電極表面は、高融点及び高熱伝導性を持つ電極材料が使用される場合に一層長い動作寿命を達成することができる。
更に、前記放電空間に錫、インジウム、テルル及び/又はヨウ素を有する電極を配設し、該電極が、前記放射により照射された場合に犠牲電極として作用すると共に、プラズマの点弧に際してEUV放射及び/又は軟X線放射を特に効率的に放出する動作ガスとして作用するような蒸気を供給するようにすることもできる。
当該装置の他の実施例は、前記放射が前記電極上に点状、円状、環状若しくは直線状のパターン及び/又はこれらの組み合わせで入射するようにする。
例えば、平坦な電極上に収束される放射の強度分布は、調整可能な直径を持つ円形パターンにより放射持続時間及び波長に依存して達成することができる。これは、プラズマの信頼性のある点弧を保証すると共に、更に、電極腐食を実質的に防止する。
電極上の放射の他の平坦な分布は、動作ガスを発生させるための蒸発率、事前イオン化雲の体積及び膨張率(volume and expansion rate)、及び/又は電荷キャリアの数及び運動エネルギに良い方向に影響する。
プラズマを更に安定化させるために、当該装置の有利な他の実施例は、当該放射により影響を受ける電極が、放電空間に向かって開放すると共に少なくとも3つの側において電極材料により画成されるような少なくとも1つの空洞を有するようにする。
前記電荷キャリアは、特に上記放射の上記空洞又は該空洞の近傍での収束により、プラズマが比較的小さな体積を達成する程度に整列され得る。前記放射放出ウィンドウに対向するような上記空洞の配置は、放電空間内に、プラズマが位置されるような対称軸を規定する。これにより、プラズマの位置決めの更なる改善が達成される一方、プラズマにより放出されるEUV放射の前記放射放出ウィンドウを介しての比較的低損失の導出を保証することができる。
電極腐食を更に最小化するために、当該装置は、上記空洞が盲孔(blind hole)、溝、一定の又は変化する直径の中空空間であり、所望に応じて凹部若しくはアンダーカットを有するように更に発展させることができる。例えば、放射を前述した強度分布のタイプの1つで盲孔内に収束させると、動作ガスの一層強い事前イオン化を達成することができ、これはガス放電の特別に安定した動作及び小さなプラズマ体積につながる。
例えば上記盲孔に隣接する電極表面上への放射の収束は、電流の流れを一層大きな電極表面面積上に分散させることを可能にさせるので、該盲孔の内壁は腐食に対して実質的に保護される。更に、電極からプラズマへ電流が通過する場合、拡大された表面面積により腐食が低減される。
対照的に、プラズマが空間的に電極表面の近くに位置される場合、極端に高い熱的負荷が通常は高い腐食率につながり、これは当該電極の動作寿命を著しく減少させる。例えば、溝型の空洞は、プラズマに対する距離を増加することができると共に、入射熱エネルギの一層良好な分散のために一層大きな電極表面面積を達成することができる。
前記中空空間内への放射の収束は、中空カソードの場合におけるのと同様に、特に密な事前イオン化雲を形成する。加えて、電極表面面積は上記凹部又はアンダーカットにより更に増加させることができる。表面面積の増加は、電極腐食の低減のみならず、入射する放射エネルギの大きな表面吸収の改善にもつながる。
本発明による装置の特に有利な実施例においては、動作ガスを、供給ダクトにより又は少なくとも1つの電極上に収束される補助光線により放電空間に導入することができるようにされる。
このように、例えば前記空洞内へ流れ込む(issue)供給ダクトは、該空洞と放電空間との間のガス交換を改善するように作用することができる。プラズマの消滅後に上記空洞内に残存する如何なる電荷キャリア及び/又はイオンも、続いての流入するガスにより急速に転換される。これは、非常に高い繰り返し率での放電動作を可能にさせる。
EUV放射及び/又は軟X線放射を放出する粒子を、前記放射源又は他の装置により例えば犠牲電極として作用する補助電極上に収束される補助光線により、放電空間内へ特に効率的に導入することができる。
特別に小型の装置を達成するために、当該放射は開口を介して当該放電空間内へ導入することができるようにする。該開口は、例えば、前記放射放出ウィンドウと前記空洞とにより規定される軸上に配設することができるので、放射は放電空間内へ該軸と平行に導入することができる。当該放射源は、上記軸に沿い上記放射放出ウィンドウから見て、特に当該放電空間の背後に配置することができる。
上記装置の有利な実施例は、当該放射がUV、IR及び/又は可視範囲内の波長を有することにより得られる。プラズマ形成をトリガするために導入される放射は、約190nmから1500nmまでの範囲内の波長を有することができ、その場合はプラズマの信頼性のある点弧が保証される。
当該装置は、上記放射が上記電極上に該電極の表面に対して0°から90°の角度で入射するように更に発展させることができる。
供給された放射の当該放電空間内に存在する動作ガスによる吸収は、放電動作の間において、電極表面と放射経路との間の角度の変化により、及び電極表面に対する当該放射経路の位置決めにより、良い方向に影響を受け得る。加えて、当該放射と上記EUV放射及び/又は軟X線放射との間の干渉効果を低減することもできる。
更に、当該装置は、放射を対称的な又は非対称的な放電空間に導入することができるように構成することもできる。円筒的に対称な構造の放電空間においては、アノード及びカソードにより形成される対称的電極により電圧を印加して一様な電界を発生することができ、斯かる電界は安定したプラズマの形成に寄与することができる。これらの高運動エネルギは、当該プラズマ内に形成されたイオンが前記放射放出ウィンドウを経る軸に沿ってリソグラフィ装置の光学系に依然として入力するのを可能にする。
非対称な放電空間は、例えば、前記放射放出ウィンドウに対する少なくとも1つの電極の非対称な配置により形成することができる。プラズマにより発生されるイオンのかなりの部分が、該放電空間内に残存するか、又は上記放射放出ウィンドウから離れる方向に主に導かれる。
本発明の他の実施例においては、前記放射の導入と電気エネルギの伝達との間、又は或る若しくは前記補助光線の導入と前記放射との間に時間間隔を設定することができる。
前記放射が放電空間内に導入された後、この結果として、事前イオン化雲は該空間内において電極間で拡張することができる。放電空間内での上記雲の好ましい分布及び空間的配置に到達すると、前記カソード及びアノードに対する電圧の印加によりガス放電を点弧することができる。典型的には、調整可能な時間間隔は0nsから約1000nsまでの範囲内にある。1つの可能性は、パルス的電流電源が前記電極システムに電気的に接続され、電気エネルギを伝達することである。プラズマの位置は規定することができ、放電動作の間において、導入された電気エネルギのEUV放射及び/又は軟X線放射への特別に高い変換効力を前記時間間隔の最適化により達成することができる。
前記補助光線の導入と前記放電空間への放射の導入との間にも時間間隔を設けることができる。上記補助光線は、例えば、適切な量の電極材料を蒸発させ、これが動作ガスとして作用する。上記放射は、動作ガスが最適に分布された後、当該放電空間内に必要な電荷キャリアを供給するように後で間に合うように供給される。この場合、調整可能な時間間隔は0nsから約1000nsまでの範囲内にある。
本発明の更なるフィーチャ及び利点は、幾つかの実施例の以下の説明及び参照される図面から明らかとなるであろう。
実施例の下記の説明において、同一の符号は、特に言及しない限り、常に同一の構成要素を示すと共に常に全図に関するものである。
図1は、特にEUV放射12及び/又は軟X線放射12aを発生するための、本発明による装置10の第1実施例を示す。装置10は放電空間14を有し、該放電空間は少なくとも1つの放射放出ウィンドウ16を有すると共に、少なくとも1つのアノード(アノード電極)18及び1つのカソード(カソード電極)20を備える電極システム並びに少なくとも部分的に絶縁体19が包囲する。
アノード18及びカソード20は、電源21からの電気エネルギが放電空間14に導入することが可能な電荷キャリア24により動作ガス22のプラズマ26に伝達されると、該プラズマ26がEUV放射12及び/又は軟X線放射12aを放出するように構成されている。
プラズマ26を点弧するために要する電荷キャリア24は、少なくとも1つの放射(放射線)30を発生する少なくとも1つの放射源28により、放電空間14内で利用可能にされる。ここで、"利用可能にする(生じさせる)"なる表現は、放射30が電荷キャリア24を発生させるか、又は実際に電荷キャリア24を有するかの何れかを意味する。
図2aに示す本発明による装置10の第2実施例においては、放射源28は高エネルギ密度のコヒーレントな又は非コヒーレントな放射30を発生し、電荷キャリア24が、該放射30の当該電極システムの平坦なカソード20への衝突により円筒的に対称な放電空間14内で利用可能にされる。放射源28は、ここではレーザとすることができるか、又は単色放射30若しくは或る波長範囲にわたり分布された放射を発生する閃光電球とすることができる。
図2bに示す第3実施例においては、放射源28は少なくとも1つの電子及び/又は1つのイオンを有するようなマス放射30を利用可能にする。ここでは、放射源28は電子源又はイオン源とすることができ、斯かる放射源はパルス状の放射30を当該電極システムの対称的配置により放電空間14へ第1放射経路32で導入する。放射30はカソード20の盲孔38上に収束される。電子の形態の電荷キャリア24を放電空間14に時間的に変化する強度で導入するような、上記放射30のパルス状導入は、プラズマ26をトリガすることができる。典型的には、1つの放射パルスは約100nsより短く、1つの放射エネルギパルスは放電空間14に約0.2mJと200mJとの間で導入する。
他の実施例を示す図2cからは、放射30がカソード20における中空空間42内に収束されることが明らかである。放電空間14に向かって開放されると共に、ここでは中空空間42の形態で示されるように少なくとも3つの側において電極材料により画成されるような空洞(cavity)への放射30の導入の結果として事前イオン化雲(pre-ionization cloud)が得られ、該事前イオン化雲は中空空間42内の放射に誘導された電荷キャリア24の開口17を介しての指向性をもった拡張を可能にさせ、これにより特別に小さな体積のプラズマ26が生成される。加えて、上記開口17及び放射放出ウィンドウ16が、プラズマの位置を規定するように作用するような対称軸を規定する。
図3に示す他の実施例においては、第1放射経路32及び第2放射経路34による放射30がカソード20上に収束される。明らかに、放射30は、ここでは1つ又は数個の放射源28により示される2つの放射経路32、34を介して同時に、即ち同期して導入することができる。加えて、1つ又は数個の放射源28は放射30を、第1放射経路32及び第2放射経路34を介して放電空間14内に時間的にシフトされて、即ち非同期的に、導入することができる。図3dないし3gに示すように、放射30が電極表面の空間的に互いに離された領域に衝突する場合、カソード20上での放射30の所与の強度の分布を達成することができ、かくして、最適数の電荷キャリア24とカソード20の最小の腐食との組み合わせを達成することができる。
図3aが示すように、放射30は電極表面上に点の形状で収束させることができる。この場合、放射30の点状の集中は、電極材料の信頼性のあるイオン化及び/又は蒸発につながる。
第1放射経路32に従う放射30は、例えばUV範囲内の短波長を持つ放射30が導入されるなら、代わりに、図3bに示すように比較的大きな面積上に収束させることができる。図3cからは、放射30が電極表面上に円形パターンで収束させることもでき、該円形パターンの直径は放電動作中において最適数の電荷キャリア24が放電空間14に導入されるように変化されることが明らかである。明らかに、不規則なパターン及び動作中に交互となるパターンも、1つ又は数個の電極上に結像させることができる。
図3dないし3gにおいて、放射30は第1放射経路32を介して電極表面上に、三角形、四角形及び六角形の点状又は直線状パターンが第1放射経路32、32'及び第2放射経路34、34'を介して生じるように収束させることができる。明らかに、これは、一層多くの放射経路によっても達成することができる。
図4は、放射30が中空空間42の形態の空洞を持つカソード20上に第1放射経路32及び第2放射経路34を介して収束されることを示している。
図4aないし4gからは、放射30は電極表面上に、放射強度を図1aの中空空間42内へと収束させることができるように収束させることができることが明らかである。図4bにおいて、当該放射は電極表面における上記空洞が存在する領域に入射される。図4cに示す実施例においては、放射30は、当該空洞上及び該空洞の周囲の領域上の両方に収束される。放射30は図4dないし4gでは当該空洞の近傍に入射する。図4aないし4gに見られるように、当該空洞は放電空間14に向かって円形の開口17を有している。該開口は、明らかに、如何なる他の対称な又は非対称な形状を有することもできる。
上記空洞は、特に電極表面面積を拡大し、その結果として、プラズマ26により伝達される熱エネルギの良好な分散及び除去が得られる。例えば、大きな面積にわたって分散された電流をプラズマ26に導くことができ、当該空洞内の腐食を、放射30が該空洞に対して空間的に隣接する電極表面上に収束されることにより低減することができる。
図5aないし5dは、放射放出ウィンドウ16に対して回転対称的な電極システムを備えるような、装置10の他の実施例を示す。放射放出ウィンドウ16及び開口17は、プラズマ位置が存在する軸を規定する。開口17は、例えば盲孔28、溝40又は中空空間42へと延び、これらにおいては、放射30が供給された場合に動作ガス22の事前イオン化が生じる。
図5cに示す溝40は、例えば電荷キャリア24の一層効果的な放射誘導形成のための凹部44を有している。加えて、例えば事前イオン化室を形成するためのアンダーカット46を備える中空空間42を、当該電極(図5dの場合はカソード20)に設けることができる。
開口17を介して出射する電荷キャリア24は放射放出ウィンドウ16に向かう方向の並進運動を有するので、安定した位置を持つプラズマ26を点弧することができ、該プラズマが放出したEUV放射12及び/又は軟X線放射12aは放射放出ウィンドウ16を介して比較的低い損失で導出することができる。
図6aが示すように、動作ガス22を放電空間14に導入するように供給ダクト48を前記空洞に接続することができる。動作ガス22は、放電空間14内に継続的に存在する必要なしに、プラズマ26を点弧する必要に応じて投入することができ、これにより、放射放出ウィンドウ16から流出する動作ガス22によるリソグラフィ装置の光学部品の汚染が低減される。
更に、プラズマを発生する場合の一層高い周波数を実現することができる。何故なら、如何なる残留電荷キャリア24も、供給ダクト48を介して依然として流出する動作ガス22により除去されるからである。通常は繰り返し速度を著しく低下させるような、残留電荷キャリア24の再結合のための待ち時間も、これにより低減される。
図6bに示す実施例において、放射源28の放射30は当該電極システムに開口52を介して導入される。放射30は、ここでは、カソード20及びプラズマ位置の空間的に近くでアノード18上に収束される。放射30がアノード18を打撃すると、事前イオン化雲が形成され、該事前イオン化雲は当該電極システムを介して電気エネルギを効果的に結合するための低抵抗チャンネルを生成する。
本発明による装置10の図7に示す実施例においては、放射30は連続的な溝40に向けられる。
図7aないし7hは、第1放射経路32及び第2放射経路34が収束される幾つかのパターンを示している。極端に高い熱的負荷及び強い電極腐食は、特に高放射強度のプラズマの場合に生じる。連続的な溝40は、電極表面面積を、一層良好な熱伝達及びプラズマ26の信頼性のある点弧のための充分な数の電荷キャリア24を提供するように拡大することができる。
図8aないし8dは、放射30が種々の電極上に収束されることを示している。図8aないし8dに示されるように、放射30がアノード18上に収束される場合、事前イオン化雲の位置及びサイズを要求に応じて制御するために角度αの変化を使用することができる。
図8b及び8dに示されるように、放射30は補助電極36上に収束させることができる。補助電極36は、図8bにおいては電極間の中間空間に配置され、プラズマの安定性を向上させるために付加的電位に接続することができる。図8bに示される実施例においては、放射30は補助電極36上及びカソード20上の両方に収束される。
補助電極36は、図8dに示される実施例においては溝40内に設けられる。放射30が該補助電極上に入射する場合、或る量の材料を蒸発させることができ、これが動作ガス22として作用する。
放射30により影響を受ける電極18、20及び可能性として電極36は、本質的にタングステン、モリブデン、鉄、銅、錫、黒鉛、インジウム、アンチモン、テルル、ヨウ素、これらの合金若しくは化合物又は鋼を有する。高い割合のタングステン又はモリブデン等の耐熱要素は、放電動作の間における電極の腐食を実質的に防止することができると共に、放電空間14の非常に安定した幾何学構造を保証することができる。プラズマの発生の更なる安定化が、これにより可能とされる。例えば銅の場合におけるような電極材料の高い熱伝導性は、プラズマ26により伝達される熱エネルギが特に急速に除去されるようにする。
図8dに示すような、錫を有する補助電極36の場合においては、プラズマ26内の導入された電気エネルギに対して高い効力でEUV放射12及び/又は軟X線放射12aを放出する動作ガス22を、印加される放射30により放電空間14に導入することができる。
図9に示すような本発明による装置10の他の実施例は、第1放射経路32を介して盲孔38内に収束させることが可能な補助光線50を供給する。放電動作の間における該補助光線の波長、パルス持続時間及び収束は、蒸発する電極材料が放電空間14に動作ガス22として入るように調整することができる。当該放射の影響下で盲孔38内に形成される事前イオン化雲の最適な分布を達成するように作用する時間遅延の後、放射30が第2放射経路34、34'を介して放電空間14内に導入され、プラズマ26の点弧を開始すると共に、該プラズマ26に電気エネルギを伝達するための電流に対する印加点を規定する。
当てはまる如くに、電極表面に収束される放射30及び補助光線50の図9aないし9gに示す放射経路32、34、34'は、例えば点状の又は直線状のパターンを形成し、これらは当該空洞の近く又は空洞内に収束される。第1放射経路32及び第2放射経路34により生成されるパターンの適切な幾何学的配置と低電極腐食との組み合わせの結果として、最適な放射に誘導される蒸発量の電極材料が動作ガス22として作用するのに加えて、事前イオン化雲内に充分に多い数の電荷キャリア24を発生させることができる。これは、特に放射30も放射経路32、34に沿って時間的にシフトされて通過される場合に当てはまる。
図10は、補助光線50及び放射30の放射強度を時間の関数としてプロットしている。補助光線50の強度分布より下の面積は、動作ガス22として作用する電極材料を蒸発及びイオン化するために導入されるエネルギを表す。
実質的に0nsと1000nsとの間の時間間隔Δtが補助光線50の最大強度と放射30の最大強度との間に存在し、放電空間14内に導入される放射30によるプラズマ26の点弧に際して、可能な限り一様に分布された小さな体積の放出領域を保証する。
図11は、放射源28が放電空間14にパルス動作で電荷キャリア24を導入するような本発明による装置10の他の実施例を示している。放射30は第1放射経路32を介してカソード20内の盲孔38に収束される。時間間隔Δt後に事前イオン化雲は放電空間14内に最適に拡張している。アノード18及びカソード20に電気的に接続されたパルス電流電源54がプラズマ26を点弧すると共に、斯様にして形成されたプラズマ26に有効な電流の流れを供給し、該放電空間14から放射放出ウィンドウ16を介してEUV放射12及び/又は軟X線放射12aを放出する。図11aに示すグラフによれば、放射30は第1ステップにおいて放電空間14に導入される。実質的に0nsと1000nsとの間の時間間隔Δtの後に、前記イオン化雲により設けられる低抵抗チャンネルを介して時間的に変化する電流が導入される。
図12aないし12fは、非対称な放電空間14を有するような本発明による装置10の他の実施例を示す。
図12aに示す実施例において、放射源28により発生された放射30はカソード20の円形の盲孔38内に収束される。
図12bに示す実施例においては、放射30は連続した溝40に入射する。
図12cに示す実施例では、放射30は、アンダーカット46であるような中空空間42に向けられる。これらの3つの実施例においては、当該放射は電極表面に90°なる角度αで入射する。
図12dに示す実施例においては、UV、IR及び/又は可視範囲内の波長を持つ放射30が、補助電極36に約45°の角度αで入射し、該補助電極は放電空間14の放射放出ウィンドウ16に対して非対称に配設されている。
図12eに示す実施例の放射源28は、例えば1064nmなる波長を有し且つネオジム-YAGレーザにより発生された放射30がカソード20の溝40内に配設された補助電極36の電極表面上に約20°なる角度で入射するように構成されている。
図12fの実施例が示すように、カソード20の溝40内に設けられる補助電極36は、アノード18により覆われてもよい。結果として、1500nmまでの波長を持つ放射30を放電空間14に鋭角αで導入することができる。
図12aないし12fに示す実施例における放電空間14の非対称な配置の結果、イオン化粒子が当該電界内において、放射30により影響される電極表面に対して60°ないし90°の角度範囲内で優先的に加速されるような、プラズマ26の空間的配置が得られる。斯かる粒子の好ましい方向に対する上記放射放出ウィンドウ16のスタガ配置により、プラズマ26により放出されるEUV放射12及び/又は軟X線放射12aを、影響されるカソード20に対して約60°より小さな観測角度(observed angle)で光学系に導入することが可能となる一方、上記粒子は実質的に上記非対称な放電空間14内に引き止められる。このようにして、当該光学系の汚染の低減を達成することができる。
本発明は、高繰り返し周波数での放電ガスの信頼性のある点弧を簡単な技術的手段により可能にするような、EUV放射及び/又は軟X線放射を発生する方法及び装置を提供するものである。
図1は、本発明による装置の第1実施例の概略断面図である。 図2aは、該装置の異なる電極幾何学構造を持つ他の実施例を概略図示する。 図2bは、該装置の異なる電極幾何学構造を持つ他の実施例を概略図示する。 図2cは、該装置の異なる電極幾何学構造を持つ他の実施例を概略図示する。 図3は、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3aは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3bは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3cは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3dは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3eは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3fは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図3gは、電極面上に放射が異なって収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4は、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4aは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4bは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4cは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4dは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4eは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4fは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図4gは、放射が空洞の周囲及び/又は空洞内に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図5aは、異なる形状の空洞を備えるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図5bは、異なる形状の空洞を備えるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図5cは、異なる形状の空洞を備えるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図5dは、異なる形状の空洞を備えるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図6aは、供給ダクトを備えるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図6bは、開口を備えるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7は、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7aは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7bは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7cは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7dは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7eは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7fは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7gは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図7hは、放射が溝の周囲及び/又は溝上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図8aは、放射が電極システムの異なる電極上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図8bは、放射が電極システムの異なる電極上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図8cは、放射が電極システムの異なる電極上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図8dは、放射が電極システムの異なる電極上に収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9は、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9aは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9bは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9cは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9dは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9eは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9fは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図9gは、第1及び第2放射経路が電極表面上及び/又は空洞内に異なる形状のパターンで収束されるような本発明による装置の他の実施例を示す。 図10は、放射強度が時間の関数としてプロットされたグラフである。 図11は、制御可能な電流電源を備える図2bのものと類似の、本発明による装置の他の実施例を概略示す。 図11aは、放射強度及び電流が時間の関数としてプロットされたグラフを示す。 図12aは、非対称な電極システムを備える本発明による装置の他の実施例の斜視図である。 図12bは、非対称な電極システムを備える本発明による装置の他の実施例の斜視図である。 図12cは、非対称な電極システムを備える本発明による装置の他の実施例の斜視図である。 図12dは、非対称な電極システムを備える本発明による装置の他の実施例の斜視図である。 図12eは、非対称な電極システムを備える本発明による装置の他の実施例の斜視図である。 図12fは、非対称な電極システムを備える本発明による装置の他の実施例の斜視図である。 図13は、従来技術により説明するタイプの装置を概念的に示す。
10 装置
12 EUV放射
12a 軟X線放射
14 放電空間
16 放射放出ウィンドウ
17 開口
18 アノード(アノード電極)
19 絶縁体
20 カソード(カソード電極)
21 電源
22 動作ガス
24 電荷キャリア
25 トリガ装置
26 プラズマ
28 放射源
30 放射(放射線)
32、32'第1放射経路
34、34'第2放射経路
36 補助電極
38 盲孔
40 溝
42 中空空間
44 凹部
46 アンダーカット
48 供給ダクト
50 補助光線
52 開口
54 パルス電流電源
α 角度
Δt 時間間隔
I 放射強度

Claims (24)

  1. 放電空間に動作ガスにより形成されるプラズマにより放出されるEUV放射及び/又は軟X線放射を発生する方法であって、前記空間が少なくとも放射放出ウィンドウと、少なくとも1つのアノード電極及び少なくとも1つのカソード電極を備える電極システムとを有し、該電極システムが前記放電空間に導入された電荷キャリアにより前記プラズマに電気エネルギを伝達する方法において、
    前記電荷キャリアを生じさせるために、前記放電空間に少なくとも1つの放射源により発生される少なくとも1つの放射線が導入され、
    前記放射線は、前記電極システムにおける電極の少なくとも1つの空洞に導入され、該空洞は前記放電空間に向かって開放していると共に、前記放射放出ウィンドウに対向するように配置されて、少なくとも3つの側で電極材料により画成されていることを特徴とする方法。
  2. 請求項1に記載の方法において、前記放射源は、前記電極システムへの前記放射線の入射により電荷キャリアが前記放電空間へ解放されるように、コヒーレントな又は非コヒーレントな放射線を発生することを特徴とする方法。
  3. 請求項1に記載の方法において、前記放射源は、少なくとも1つの電子及び/又は1つのイオンからなるマス放射線を発生することを特徴とする方法。
  4. 請求項1ないし3の何れか一項に記載の方法において、前記放射源は前記放電空間にパルス状の放射線を、第1放射経路及び/又は少なくとも1つの第2放射経路により同時に又は時間的に互いにずらされて投入することを特徴とする方法。
  5. 請求項1ないし4の何れか一項に記載の方法において、前記電極システムは、付加的電位が印加されるか又は犠牲電極として作用することにより電荷キャリア若しくは動作ガスを生じさせる少なくとも1つの補助電極を有することを特徴とする方法。
  6. 請求項1ないし5の何れか一項に記載の方法において、前記放射線が前記電極システムにおける前記電極に収束されることを特徴とする方法。
  7. 請求項1ないし6の何れか一項に記載の方法において、前記放射線が、実質的にタングステン、モリブデン、鉄、銅、錫、黒鉛、インジウム、アンチモン、テルル、ヨウ素、これらの合金若しくは化合物又は鋼からなる電極に入射することを特徴とする方法。
  8. 請求項1ないし7の何れか一項に記載の方法において、前記放射線が、点状、円状、環状若しくは直線形状及び/又はこれらの組み合わせを有するパターンで前記電極に導かれることを特徴とする方法。
  9. 請求項1ないし8の何れか一項に記載の方法において、前記動作ガスは、供給ダクトにより前記放電空間に導入されるか、又は前記電極に収束される補助光線により前記放電空間に発生されることを特徴とする方法。
  10. 請求項1ないし9の何れか一項に記載の方法において、前記放射線は前記放射放出ウィンドウを介して又は開口を介して前記放電空間に導入されることを特徴とする方法。
  11. 請求項1ないし10の何れか一項に記載の方法において、前記放射線はUV、IR及び/又は可視範囲内の波長を有することを特徴とする方法。
  12. 請求項1ないし11の何れか一項に記載の方法において、前記放射線の導入と前記電気エネルギの伝達との間、又は前記補助光線の導入と前記放射線の導入との間に或る時間間隔が設定されることを特徴とする方法。
  13. 放電空間における動作ガス内に形成されたプラズマが放出する、EUV放射及び/又は軟X線放射を発生する装置であって、前記空間が少なくとも1つの放射放出ウィンドウと、少なくとも1つのアノード電極及び少なくとも1つのカソード電極を備える電極システムとを有し、前記放電空間に導入することが可能な電荷キャリアにより前記プラズマに電気エネルギを伝達することができる装置において、
    前記電荷キャリアを生じさせるために、前記放電空間に少なくとも1つの放射線を導入する少なくとも1つの放射源を有し、
    前記放射線により影響を受ける前記電極システムにおける電極が、前記放電空間に向かって開放していると共に少なくとも3つの側で電極材料により画成された少なくとも1つの空洞を有し、前記空洞は前記放射放出ウィンドウに対向するように配置されている、ことを特徴とする装置。
  14. 請求項13に記載の装置において、前記放射源はコヒーレントな又は非コヒーレントな放射線を発生し、これにより電荷キャリアを、前記電極システムへの前記放射線の入射により前記放電空間へ解放することができることを特徴とする装置。
  15. 請求項13に記載の装置において、前記放射源は、少なくとも1つの電子及び/又は1つのイオンを有するマス放射線を発生することを特徴とする装置。
  16. 請求項13ないし15の何れか一項に記載の装置において、前記放射源はパルス状の放射線を、第1放射経路及び/又は少なくとも1つの第2放射経路により同時に又は時間的に互いにずらされて供給することを特徴とする装置。
  17. 請求項13ないし16の何れか一項に記載の装置において、前記電極システムが少なくとも1つの補助電極を有することを特徴とする装置。
  18. 請求項13ないし17の何れか一項に記載の装置において、前記放射線が前記電極システムにおける前記電極に収束されることを特徴とする装置。
  19. 請求項18に記載の装置において、少なくとも前記放射線により影響を受ける前記電極が、実質的にタングステン、モリブデン、鉄、銅、錫、黒鉛、インジウム、テルル、ヨウ素、これらの合金若しくは化合物又は鋼から製造されることを特徴とする装置。
  20. 請求項13ないし19の何れか一項に記載の装置において、前記放射線が、点状、円状、環状若しくは直線状のパターン及び/又はこれらの組み合わせで前記電極に入射することを特徴とする装置。
  21. 請求項13ないし20の何れか一項に記載の装置において、前記動作ガスを、供給ダクトにより前記放電空間に導入することができるか、又は少なくとも1つの電極に収束される補助光線により前記放電空間に発生させることができることを特徴とする装置。
  22. 請求項13ないし20の何れか一項に記載の装置において、前記放射線を、開口を介して前記放電空間に導入することができることを特徴とする装置。
  23. 請求項13ないし22の何れか一項に記載の装置において、前記放射線がUV、IR及び/又は可視範囲内の波長を有することを特徴とする装置。
  24. 請求項13ないし23の何れか一項に記載の装置において、前記放射線の導入と前記電気エネルギの伝達との間、又は前記補助光線の導入と前記放射線の導入との間に或る時間遅延が設定されることを特徴とする装置。
JP2006544653A 2003-12-17 2004-12-13 特にeuv放射及び/又は軟x線放射を発生する方法及び装置 Active JP5183928B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10359464.7 2003-12-17
DE10359464A DE10359464A1 (de) 2003-12-17 2003-12-17 Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von insbesondere EUV-Strahlung und/oder weicher Röntgenstrahlung
PCT/IB2004/052769 WO2005060321A2 (en) 2003-12-17 2004-12-13 Method and device for generating in particular euv radiation and/or soft x-ray radiation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007525799A JP2007525799A (ja) 2007-09-06
JP5183928B2 true JP5183928B2 (ja) 2013-04-17

Family

ID=34683520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006544653A Active JP5183928B2 (ja) 2003-12-17 2004-12-13 特にeuv放射及び/又は軟x線放射を発生する方法及び装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7809112B2 (ja)
EP (1) EP1716726B1 (ja)
JP (1) JP5183928B2 (ja)
CN (1) CN101390453B (ja)
AT (1) ATE551881T1 (ja)
DE (1) DE10359464A1 (ja)
TW (1) TWI412300B (ja)
WO (1) WO2005060321A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210126891A (ko) 2020-04-13 2021-10-21 주식회사 일렉필드퓨처 엑스레이 및 자외선 발생소자 및 장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015012982A1 (en) * 2013-07-22 2015-01-29 Johnson Kenneth C Scanned-spot-array duv lithography system
US9097983B2 (en) 2011-05-09 2015-08-04 Kenneth C. Johnson Scanned-spot-array EUV lithography system
US9188874B1 (en) 2011-05-09 2015-11-17 Kenneth C. Johnson Spot-array imaging system for maskless lithography and parallel confocal microscopy
US8994920B1 (en) 2010-05-07 2015-03-31 Kenneth C. Johnson Optical systems and methods for absorbance modulation
KR101396158B1 (ko) 2006-05-16 2014-05-19 코닌클리케 필립스 엔.브이. Euv 램프 및 연질 x-선 램프의 전환 효율을 증가시키는 방법, 및 euv 방사선 및 연질 x-선을 생성하는 장치
GB0613882D0 (en) * 2006-07-12 2006-08-23 Kidde Ip Holdings Ltd Smoke detector
US8766212B2 (en) 2006-07-19 2014-07-01 Asml Netherlands B.V. Correction of spatial instability of an EUV source by laser beam steering
US7518135B2 (en) * 2006-12-20 2009-04-14 Asml Netherlands B.V. Reducing fast ions in a plasma radiation source
US7872244B2 (en) * 2007-08-08 2011-01-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2009087807A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Tokyo Institute Of Technology 極端紫外光発生方法及び極端紫外光光源装置
JP4893730B2 (ja) * 2008-12-25 2012-03-07 ウシオ電機株式会社 極端紫外光光源装置
DE102010047419B4 (de) * 2010-10-01 2013-09-05 Xtreme Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von EUV-Strahlung aus einem Gasentladungsplasma
EP2648489A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-09 Excico France A method for stabilizing a plasma and an improved ionization chamber
CN104701730B (zh) * 2015-03-17 2018-12-28 华中科技大学 一种产生近似圆偏的极紫外相干光源的方法
US10359376B2 (en) * 2016-07-20 2019-07-23 Malvern Panalytical B.V. Sample holder for X-ray analysis
US10103519B2 (en) * 2016-08-17 2018-10-16 General Electric Company Krypton-85-free spark gap with photo-emission

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969628A (en) * 1974-04-04 1976-07-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Intense, energetic electron beam assisted X-ray generator
US4588667A (en) * 1984-05-15 1986-05-13 Xerox Corporation Electrophotographic imaging member and process comprising sputtering titanium on substrate
EP0555891B1 (en) * 1985-10-24 1999-01-20 Texas Instruments Incorporated Vacuum processing system and method
JPS63284744A (ja) * 1987-05-15 1988-11-22 Hitachi Ltd プラズマx線源
JPH03201399A (ja) * 1989-12-27 1991-09-03 Shimadzu Corp X線発生方法
US6586757B2 (en) * 1997-05-12 2003-07-01 Cymer, Inc. Plasma focus light source with active and buffer gas control
DE19753696A1 (de) * 1997-12-03 1999-06-17 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Extrem-Ultraviolettstrahlung und weicher Röntgenstrahlung aus einer Gasentladung
JP3825933B2 (ja) * 1999-03-10 2006-09-27 株式会社東芝 電子ビーム照射装置およびこの電子ビーム照射装置を用いた電子ビーム描画装置、走査型電子顕微鏡、点光源型x線照射装置
DE19962160C2 (de) 1999-06-29 2003-11-13 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtungen zur Erzeugung von Extrem-Ultraviolett- und weicher Röntgenstrahlung aus einer Gasentladung
FR2801113B1 (fr) * 1999-11-15 2003-05-09 Commissariat Energie Atomique Procede d'obtention et source de rayonnement extreme ultra violet, application en lithographie
JP2001160499A (ja) * 1999-12-03 2001-06-12 Japan Atom Energy Res Inst 金属プラズマ放電型x線発生装置
US6972421B2 (en) * 2000-06-09 2005-12-06 Cymer, Inc. Extreme ultraviolet light source
TW495822B (en) * 2000-06-29 2002-07-21 D M S Co Ltd Apparatus for irradiating ultraviolet light
TW518913B (en) * 2000-07-03 2003-01-21 Asml Netherlands Bv Radiation source, lithographic apparatus, and semiconductor device manufacturing method
DE10139677A1 (de) 2001-04-06 2002-10-17 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von extrem ultravioletter Strahlung und weicher Röntgenstrahlung
DE10151080C1 (de) 2001-10-10 2002-12-05 Xtreme Tech Gmbh Einrichtung und Verfahren zum Erzeugen von extrem ultravioletter (EUV-)Strahlung auf Basis einer Gasentladung
JP2003288998A (ja) * 2002-03-27 2003-10-10 Ushio Inc 極端紫外光源
DE10238096B3 (de) * 2002-08-21 2004-02-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gasentladungslampe
EP1401248B1 (en) * 2002-09-19 2012-07-25 ASML Netherlands B.V. Radiation source, lithographic apparatus, and device manufacturing method
DE10256663B3 (de) * 2002-12-04 2005-10-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Gasentladungslampe für EUV-Strahlung
US7619232B2 (en) * 2003-06-27 2009-11-17 Xtreme Technologies Gmbh Method and device for producing extreme ultraviolet radiation or soft X-ray radiation
DE10342239B4 (de) * 2003-09-11 2018-06-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Extrem-Ultraviolettstrahlung oder weicher Röntgenstrahlung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210126891A (ko) 2020-04-13 2021-10-21 주식회사 일렉필드퓨처 엑스레이 및 자외선 발생소자 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
TW200526086A (en) 2005-08-01
ATE551881T1 (de) 2012-04-15
DE10359464A1 (de) 2005-07-28
US20080298552A1 (en) 2008-12-04
EP1716726A2 (en) 2006-11-02
EP1716726B1 (en) 2012-03-28
US7809112B2 (en) 2010-10-05
WO2005060321A3 (en) 2007-10-11
JP2007525799A (ja) 2007-09-06
TWI412300B (zh) 2013-10-11
CN101390453A (zh) 2009-03-18
WO2005060321A8 (en) 2006-08-24
WO2005060321A2 (en) 2005-06-30
CN101390453B (zh) 2011-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5183928B2 (ja) 特にeuv放射及び/又は軟x線放射を発生する方法及び装置
US8907567B2 (en) Plasma light source and plasma light generation method
US7619232B2 (en) Method and device for producing extreme ultraviolet radiation or soft X-ray radiation
US8471226B2 (en) Extreme ultraviolet light source device and method for producing extreme ultraviolet light
US8536549B2 (en) Light source employing laser-produced plasma
JP4557904B2 (ja) 極紫外線(euv)発生装置および方法
US3746860A (en) Soft x-ray generator assisted by laser
US8259771B1 (en) Initiating laser-sustained plasma
US20060138960A1 (en) Gas discharge lamp for euv radiation
US7339181B2 (en) High flux, high energy photon source
KR101083085B1 (ko) 방전 공간에서 전기 방전을 통하여 플라스마를 발생시키기위한 방법 및 장치
JP4563807B2 (ja) ガス放電ランプ
US7688948B2 (en) Method and apparatus for generating radiation in the wavelength range from about 1 nm to about 30 nm, and use in a lithography device or in metrology
US8426834B2 (en) Method and apparatus for the generation of EUV radiation from a gas discharge plasma
JP3490770B2 (ja) ターゲット装置及びx線レーザ装置
JP2017195145A (ja) プラズマ光源及びプラズマ光の発生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20101227

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110405

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111027

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120126

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7426

Effective date: 20120126

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120419

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5183928

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250