JP5301165B2 - レーザ生成プラズマｅｕｖ光源 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本出願は、代理人整理番号第２００４−００８８−０１号である２００４年１１月１日出願の「ＬＰＰのＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１０／９７９，９４５号の一部継続出願である、代理人整理番号第２００４−０１１０−０１号である２００５年６月２９日出願の「ＥＵＶ光源の内部構成要素に及ぼすプラズマ生成デブリの影響を低減する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１１／１７４，４４２号の一部継続出願である、代理人整理番号第２００５−００８１−０１号である２００６年２月２１日出願の「レーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１１／＿＿＿＿＿＿号に対する優先権を請求するものであり、その各々の開示内容は、本明細書において引用により組み込まれるものとする。
また、２００６年２月２１日出願の米国特許出願は、代理人整理番号第２００４−０１１７−０１号である２００５年２月２５日出願の「ＥＵＶ光源の構成要素をプラズマ生成デブリから保護するためのシステム」という名称の米国特許出願出願番号第１１／０６７，０９９号の一部継続出願であり、その開示内容は、本明細書において引用により組み込まれるものとする。
本発明はまた、代理人整理番号第２００４−００４４−０１号である２００４年７月２７日出願の「ＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１０／９００，８３９号と、代理人整理番号第２００３−０１２５−０１号である２００４年３月１７日出願の「高繰返し数ＬＰＰのＥＵＶ光源」という名称の米国特許出願出願番号第１０／８０３，５２６号と、代理人整理番号第２００３−００８３−０１号である２００４年３月１０日出願の「ＥＵＶ光のための集光装置」という名称の米国特許出願出願番号第１０／７９８，７４０号とに関連するものであり、その各々の開示内容は、本明細書において引用により組み込まれるものとする。
本出願はまた、代理人整理番号第２００５−００８５−０１号である本出願と同時出願の「プレパルスによるレーザ生成プラズマＥＵＶ光源」という名称の現在特許出願中の米国特許非仮出願に関連するものであり、この開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれるものとする。
本出願はまた、代理人整理番号第２００５−０１０２−０１号である本出願と同時出願の「ＥＵＶ光源のための原料物質分配装置」という名称の現在特許出願中の米国特許非仮出願に関連するものであり、この開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれるものとする。
本出願はまた、代理人整理番号第２００６−００１０−０１号である本出願と同時出願の「極紫外線光源」という名称の現在特許出願中の米国特許仮出願に関連するものであり、この開示内容全体は、本明細書において引用により組み込まれるものとする。

本発明の技術分野
本発明は、原料物質から生成され、かつＥＵＶ光源チャンバの外側での利用のために、例えば、約５０ｎｍ及びそれ未満の波長での例えば半導体集積回路製造リソグラフィのために、集光されてかつ焦点に方向付けられたプラズマからＥＵＶ光を供給する極紫外線（ＥＵＶ）光源に関する。

極紫外線（ＥＵＶ）、例えば、約５０ｎｍ又はそれ未満の波長（軟Ｘ線と呼ばれることもある）を有し、かつ約１３．５ｎｍの波長の光を含む電磁放射線をフォトリソグラフィ処理において使用し、基板、例えばシリコンウェーハにおける極めて小さな形態を生成することができる。
ＥＶ光を生成する方法には、ＥＵＶ範囲に輝線を有する元素、例えば、キセノン、リチウム、又は錫を有するプラズマ状態に材料を変換することが含まれるが、必ずしもこれに限定されない。レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）という呼ばれることが多い１つのこのような方法においては、所要のプラズマは、所要の線発光元素を有する液滴、流れ、又はクラスター状の材料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。

この処理に対しては、プラズマは、一般的に、密封容器、例えば真空チャンバ内で生成され、様々な型式の測定機器を使用してモニタされる。これらのプラズマ処理では、ＥＵＶ放射線を発生するだけではなく、一般的に、熱、高エネルギイオン、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完全にはイオン化されない原料物質の原子及び／又は塊／微液滴を含む可能性がある望ましくない副産物もプラズマチャンバ内で発生する。

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、直角入射及び／又はグレージング入射でのＥＵＶ反射が可能である多層ミラー（ＭＬＭ）を含む集束ミラー、測定のための検出器の表面、プラズマ形成処理を撮像するのに使用される窓、及びレーザ入力窓を含む、様々なプラズマチャンバ光学要素の作動効率を潜在的に損傷するか又は低減する可能性がある。熱、高エネルギイオン、及び／又は原料物質デブリは、いくつかの点で光学要素を損傷する場合があり、これには、それらを加熱すること、光伝達を低減する材料でそれらを被覆すること、それらの中に貫通し、例えば、構造的一体性及び／又は光学特性、例えばこのような短波長の光を反射するミラーの機能を損なうこと、それらを腐食又は侵蝕すること、及び／又はそれらの中に拡散することを含む。一部の原料物質、例えば錫に対しては、エッチング液、例えばＨＢｒをプラズマチャンバ内に導入して、光学要素上に堆積するデブリをエッチングすることが望ましいであろう。要素の影響を受けた表面を加熱して、エッチング液の反応速度を早めることができることも更に考えられている。

更に、一部の光学要素、例えばレーザ入力窓は、真空チャンバの一部を形成し、従って、典型的にプラズマチャンバ内の比較的高い真空度と、プラズマチャンバ外側の圧力、例えば大気圧との圧力差によるかなりの応力の下に置かれてきた。これらの要素に対しては、堆積物と熱が結合して要素を破壊する（すなわち、割れを発生させる）可能性があり、その結果、真空が損失し、経費のかかる修復が必要になる。この応力に適応して破壊を防止するために、レーザ入力窓は、一般的にかなり肉厚であり、その結果、熱レンズ効果を受ける。この熱レンズ効果は、次に、レーザビームを適正に誘導してプラズマチャンバ内の望ましい場所に集束させる機能を低減する可能性がある。例えば、一部のＬＰＰのＥＵＶ光源での使用に対しては、レーザビームを約３００μｍ又はそれ未満のスポット直径に集束させることが考えられている。

ＥＵＶ光源のためのレーザビーム送出システムは、熱レンズ効果に関連した問題を低減するだけでなく、プラズマチャンバ環境に露出される構成要素を有することができる。これらの構成要素としては、レーザ入力窓、及び場合によって集束及び／又は誘導光学器械を含むことができる。これらの構成要素に対しては、デブリ軽減に使用されるエッチング液及び熱に適合する材料を使用することが望ましいと考えられる。
以上を念頭に置いて、本出願人は、レーザビームを有効に送出し、それをＥＵＶ光源内の選択された場所に集束させる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１０／９７９，９４５号 米国特許出願出願番号第１１／１７４，４４２号 米国特許出願出願番号第１１／０６７，０９９号 米国特許出願出願番号第１０／９００，８３９号 米国特許出願出願番号第１０／８０３，５２６号 米国特許出願出願番号第１０／７９８，７４０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

レーザ源、例えばＣＯ₂レーザと、プラズマチャンバと、少なくとも１つの補助チャンバとを有するビーム送出システムとを含むことができるＥＵＶ光源を開示する。補助チャンバは、レーザ源からのレーザビームを補助チャンバ内に通す入力窓と、レーザビームを通してプラズマチャンバ内に入れる出口窓とを有することができる。
一実施形態では、バイパスラインを設けてプラズマチャンバと補助チャンバとの流体連通を確立することができる。バイパスラインを閉じるために弁を設けることができる。特定的な実施形態では、集束光学器械、例えばミラーをレーザビームをプラズマチャンバ内の焦点に集束させるために補助チャンバ内に配置することができる。別の実施形態では、集束光学器械、例えばミラーは、プラズマチャンバ内に配置することができる。

別の態様では、焦点の位置を選択的に移動させるように移動可能である集束光学器械を設けることができる。一実施形態では、ターゲット位置を示す信号を発生させるターゲット位置検出器と共に、プラズマ原料物質をプラズマチャンバ内のプラズマ形成部位に送出するためのターゲット送出システム、例えば液滴発生器を配置することができる。この配置を用いて、集束光学器械は、ターゲット軌跡に沿って焦点の場所を特定するために、ターゲット位置検出器からの信号に応答して移動可能とすることができる。

実施形態の更に別の態様では、レーザビーム焦点をプラズマチャンバ内で誘導する誘導光学器械、例えば先端傾斜アクチュエータ上に取り付けられた平坦なミラーを設けることができる。特定的な実施形態では、誘導光学器械と集束光学器械は、第１の方向に平行な経路に沿って焦点を移動させるために第１の方向に共に移動可能とすることができる。集束光学器械と同様に、誘導光学器械は、ターゲット軌跡に沿って焦点の場所を特定するためにターゲット位置検出器からの信号に応答して移動可能とすることができる。光学アセンブリ、例えばｚ形折畳みテレスコープを設けて焦点力を調節することができる。

上述の実施形態の１つ又はそれよりも多くに対して、プラズマは、プラズマ形成材料、例えばＳｎを含むプラズマチャンバ内で生成することができ、プラズマ形成材料のためのエッチング液、例えば、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、又はその組合せをプラズマチャンバ内に導入することができる。特定的な実施形態では、加熱サブシステムを設けて、出口窓上に堆積したプラズマ形成材料を１５０℃を超える温度まで加熱し、堆積プラズマ形成材料とエッチング液の間の化学反応の速度を上げることができる。

１つの態様では、ＥＵＶ光源は、放電圧力で作動する放電チャンバを有するレーザ源、例えばＣＯ₂レーザと、プラズマチャンバと、少なくとも１つの補助チャンバを有するビーム送出システムとを含むことができる。補助チャンバは、レーザ源からのレーザビームを補助チャンバ内に通す入力窓と、レーザビームを通してプラズマチャンバ内に入れる出口窓とを有することができる。この態様に対しては、光源は、放電チャンバと補助チャンバとの流体連通を確立するバイパスラインを更に含むことができる。バイパスラインを閉じるように作動可能な弁を設けることができる。１つの特定的な実施形態では、補助チャンバは、第１の隔室と、第２の隔室と、第１の隔室が第２の隔室と流体連通している第１の構成と第１の隔室が第２の隔室から密封される第２の構成との間で補助チャンバを再形成するための密封アセンブリとを含むことができる。例えば、第１の隔室が第２の隔室と流体連通している第１の位置と第１の隔室が第２の隔室から密封される第２の位置との間で移動可能である窓を補助チャンバに配置することができる。

別の態様では、プラズマ形成によってＥＵＶを生成し、かつデブリを発生させる光源は、プラズマチャンバと、波長λ、例えば約１０．６μｍを有するレーザビームを生成するＣＯ₂レーザ源と、プラズマチャンバのためのレーザ入力窓とを含むことができる。光源は、プラズマ形成材料、例えばＳｎのためのエッチング液、例えば、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、又はその組合せをプラズマチャンバ内に導入することができ、窓上の堆積プラズマ形成材料を高温ｔ、例えば約１５０℃を超える温度に加熱して堆積プラズマ形成材料とエッチング液の間の化学反応速度を上げるために、サブシステムを設けることができる。この態様に対しては、設けられた窓は、波長λの光に対して実質的に透明とすることができ、かつ窓は、温度ｔでエッチング液に露出された時に化学的に安定した表面を有することができる。一実施形態では、窓は、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩのような材料で作ることができる。別の実施形態では、窓は、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩで材料を被覆するによって作ることができる。特定的な実施形態では、窓がプラズマチャンバに設置された後に、コーティングシステムが、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、及びＣｓＩから成る群から選択された材料で窓を被覆する。

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。図示のように、ＬＰＰ光源２０は、パルス作動又は連続式レーザシステム２２、例えば、高出力かつ高繰返し数で作動するパルスガス放電ＣＯ₂エキシマ又は分子フッ素レーザを含むことができる。用途によっては、他の型式のレーザも適切とすることができる。例えば、米国特許第６，６２５，１９１号、第６，５４９，５５１号、及び第６，５６７，４５０号に示すような例えば半導体レーザ、ＭＯＰＡ構成エキシマレーザシステム、２つよりも多いチャンバ、例えば発振チャンバと２つの増幅チャンバ（補助チャンバは並列又は直列）とを有するエキシマレーザ、主発振器／電力発生器（ＭＯＰＯ）配置、電力発振器／電力増幅器（ＰＯＰＡ）、又は１つ又はそれよりも多くのＣＯ₂エキシマ又は分子フッ素増幅又は発振チャンバにシード光を送出する半導体レーザを適切とすることができる。他のデザインも可能である。

また、光源２０は、例えば、液滴、液体流、固体粒子又はクラスター、液滴内に含まれた固体粒子、又は液体流内に含まれた固体粒子の形でターゲット、例えば、錫、リチウム、キセノン、又はその組合せを含む原料物質から成る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により、例えば、チャンバ２６の内部に入って、ターゲットが照射されてプラズマを生成することになる照射部位２８に送出することができる。

補助チャンバ５２を有するビーム送出システム５０を設けて、光源２２からのレーザビーム、例えば、レーザパルスのビームをレーザ光軸に沿ってプラズマチャンバ２６に入れて照射部位２８に送出することができる。照射部位で、適切に焦点調節されたレーザを使用して、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生成することができる。これらの特性としては、プラズマによって生成されるＥＵＶ光の波長、プラズマから放出されるデブリ量を含むことができる。図示のように、ビーム送出システム５０は、レーザビームを光源２２から通して補助チャンバ５２に入れる入力窓５４と、レーザビームを通してプラズマチャンバ２６内に入れる出口窓５６を有することができる。

引き続き図１を参照すると、光源２０は、集光装置３０、例えば、レーザ光が通過して照射部位２８に到達するのを可能にする開口を有する例えば先端が切り取られた楕円の形である反射体を含むこともできる。集光装置３０は、例えば、照射部位２８で第１の焦点を、ＥＵＶ光を光源２０から出力して、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）で第２の焦点を有する楕円鏡とすることができる。

また、光源２０は、ＥＵＶ光源コントローラシステム６０を含むことができ、これは、例えば、レーザビーム位置決めシステムコントローラ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とレーザ発射制御システム６５を含むこともできる。また、光源２０は、１つ又はそれよりも多くの液滴撮像装置７０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、液滴撮像装置７０は、例えば、照射部位２８に対するターゲット液滴の位置を示す出力を送出して、この出力をターゲット位置検出フィードバックシステム６２に送出し、ターゲット位置検出フィードバックシステム６２は、例えば、液滴単位ではない場合は平均値でターゲット誤差を計算することができるターゲット位置及び軌跡を計算することができる。次に、ターゲット誤差を入力と光源コントローラ６０に送出することができ、光源コントローラ６０は、例えば、レーザビーム位置決めシステムが使用して、例えば、レーザタイミング回路を制御し、及び／又はレーザビーム位置及び成形システム６８を制御して、例えば、チャンバ２６内のレーザビーム焦点の場所及び／又は焦点力を変えることができるレーザビーム位置決めコントローラ６６に、例えば、レーザ位置、方向、及びタイミング補正信号を送出することができる。

図１に示すように、光源２０は、例えば、ターゲット送出機構９２によって放出されたようなターゲット液滴の放出地点を修正して望ましい照射部位２８に到達するターゲット液滴内の誤差を補正するようにシステムコントローラ６０からの信号に応答して作動可能であるターゲット送出制御システム９０を含むことができる。ＥＵＶ光源検出器１００を設けて、以下に限定されるものではないが、パルスエネルギ、波長の関数としてのエネルギ分布、特定の波長帯域内のエネルギ、特定のエネルギ帯域外のエネルギ、及び／又は平均出力を含む１つ又はそれよりも多くのＥＵＶ光パラメータを測定して、システムコントローラ６０による使用のために、有効かつ効率的なＥＵＶ発光に適切な場所及び時間でターゲット液滴を適切に途中で捕捉するために、例えば、レーザパルスのタイミング及び焦点などにおける誤差を示すことができるフィードバック信号を発生させることができる。検出器１００は、照射部位２８から直接に光を受光するように位置決めされるように示されているが、検出器は、中間焦点４０で又はその下流側で光をサンプリングするように位置決めすることができることは認められるものとする。

図１に示す光源２０に対しては、原料物質ターゲットの照射により、プラズマを発生させることができ、場合によっては、レーザ入力窓５６を含むがこれに限定されない光学要素の表面を汚濁する場合があるデブリが、照射部位２８で発生するであろう。図示のように、原料物質との反応が可能なガス状エッチング液の供給源１０２をチャンバ２６内に導入し、光学要素の汚染表面を清浄にすることができる。例えば、数トルのＨＢｒ濃度を用いることができる。１つの用途においては、原料物質は、Ｓｎを含むことができ、エッチング液は、ＨＢｒ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、ＨＣＦ₃、又はその組合せとすることができる。

引き続き図１を参照すると、ＥＵＶ光源２０は、堆積原料物質と光学要素表面上のエッチング液の間の化学反応の速度を開始及び／又は上げるために、１つ又はそれよりも多くの加熱器１０４を含むことができる。例えば、Ｓｎ原料物質とＨＢｒエッチング液に対しては、加熱器１０４は、光学要素、例えばレーザ入力窓５６の汚濁表面を１５０℃から４００℃の範囲の温度、一部の用途に対しては、４００℃を超える温度に加熱することができる。Ｌｉを含むプラズマ原料物質に対しては、加熱器１０４は、１つ又はそれよりも多くの光学要素の表面を４００℃から５００℃の範囲の温度に加熱して、Ｌｉを表面から蒸発させる（すなわち、エッチング液を必ずしも使用することなく）ように設計することができる。適切と考えられる加熱器の型式には、放射加熱器、マイクロ波加熱器、ＲＦ加熱器、オーム加熱器、及びその組合せが含まれるが、これらに限定されない。加熱器は、特定の光学要素表面に向け、従って、方向性とすることができる、又は非方向性としてチャンバ全体又はその重要な部分を加熱することができる。

図２は、レーザビームをＥＵＶプラズマチャンバ２２６内に送出するためにビーム送出システム２５０が設けられた実施形態の態様を示している。図示のように、ビーム送出システム２５０は、例えば、レーザビーム２２０を光源２２２から補助チャンバ２５２に通すガス放電レーザ出力窓とすることができる入力窓２５４を有する補助チャンバ２５２を確立することができる。システム２５０は、レーザビームを補助チャンバ２５２からプラズマチャンバ２２６に通す出口窓２５６を含むこともできる。

図２に図示の実施形態に対しては、バイパスライン２００は、プラズマチャンバ２２６と補助チャンバ２５２との流体連通を確立する。この配置では、実質的に同じ圧力（例えば、約０．１気圧未満の圧力差）を両チャンバ２２６、２５２内に達成することができる。窓２５６間のこの低い圧力差により、比較的薄い窓を採用することができ、それによって、より厚い窓と比較して結果的に熱レンズ効果を低減することができる。図２は、バイパスライン２００を閉じるために弁２２４（手動制御又は自動制御）を設けることができることを示している。この配置により、他方のチャンバ２２６、２５２の真空状態を維持しながら、チャンバ２２６、２５２の一方にアクセス又は他の方法で操作することを可能にするために弁２２４を閉じることができる。引き続き図２を参照すると、図示の実施形態に対しては、レーザビーム２２０をプラズマチャンバ２２６内の焦点２３２に集束させる１対のミラー２２８ａ、２２８ｂである集束光学器械を補助チャンバ２５２に配置することができることが分る。

図３は、ビーム送出システム３５０のチャンバ３５２をレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）ＥＵＶ光源３２２の放電チャンバ３００として実質的に同じ圧力（例えば、約０．１気圧未満の圧力差）に維持することができる実施形態の別の態様を示している。例えば、ＣＯ₂放電レーザは、約０．１気圧から０．３気圧の放電チャンバ圧力を有することができ、従って、図３に示す実施形態に対しては、ビーム送出システムチャンバ３５２をＥＵＶ光源作動中にこの圧力に又はその近くに維持することができる。構造的により詳細には、補助チャンバ３５２は、光源３２２から補助チャンバ３５２内にレーザビーム（図示せず）を通す入力窓３５４と、放電チャンバ３００と補助チャンバ３５２との流体連通を確立するバイパスライン３５２とを有することができる。また、図３は、バイパスライン３０２を閉じるために弁３０４（手動制御又は自動制御）を設けることができることを示している。この配置により、他方のチャンバ３００、３５２の真空状態を維持しながら、チャンバ３００、３５２の一方にアクセス又は他の方法で操作することを可能にするために弁３０４を閉じることができる。

図３はまた、補助チャンバ３５２が、第１の隔室３０６ａと、第２の隔室３０６ｂと、第１の隔室３０６ａが第２の隔室３０６ｂと流体連通している第１の構成と図示の実施形態に対しては第１の隔室３０６ａが第２の隔室３０６ｂから密封される第２の構成との間で補助チャンバを再形成する移動可能な窓３０８である密封アセンブリとを含むことができることを示している。より具体的には、図示のように、窓３０８は、補助チャンバ３０８内に配置され、かつ第１の隔室３０６ａが第２の隔室３０６ｂと流体連通している第１の窓位置（点線で示す）と、第１の隔室３０６ａが第２の隔室３０６ｂから密封される第２の窓位置（実線で示す）とから移動することができるようにヒンジ留めすることができる。この配置により、比較的薄い入力窓３５４を窓３５３を破壊する場合がある圧力差に対して保護することができる。１つの構成においては、チャンバ隔室３０６ａ、３０６ｂ内で圧力測定を行って、移動可能な窓３０８の位置を自動制御するのに使用することができる（例えば、窓３０８は、実質的に同じ圧力が隔室３０６ａ、３０６ｂに存在する時にのみ第１の窓位置に移動可能である）。

図４は、レーザビーム４００を集束してＥＵＶプラズマチャンバ内の望ましい場所での焦点に誘導するためにビーム送出システムが設けられた実施形態の態様を示している。図４に示すように、光源４２０は、チャンバ４２６内に位置決めされる、隔室４２６ａ、４２６ｂの流体連通を維持しながらチャンバ４２６を２つの隔室４２６ａ、４２６ｂに分離する円錐型覆い４０２（すなわち、いわゆるガスコーン）を含むことができる。１つの態様では、覆い４０２は、プラズマによって発生するデブリが隔室４２６ｂに到達するのを制限（例えば、阻止）することができる。一部の実施例においては、ガス状エッチング液、例えばＨＢｒなどを覆い４０２内に導入し、開放端４２７を通じて覆い４０２から流し出すことができる。従って、図示のように、エッチング液流を照射部位まで導くことができる。１つの実施例においては、隔室４６２ｂ内のガス状エッチング液からのガス圧を隔室４２６ａ内のガス圧よりも若干高く維持し、照射部位に向うガスの流れを維持することができる。

引き続き図４を参照すると、レーザ入力窓４５０は、レーザビーム４００が入るのを可能にしながらチャンバ４２６を密封する。中空覆い４０２は、レーザビーム４００が覆い４０２を通過して照射部位に到達することを可能にする。また、図４は、集束及び誘導アセンブリ４５１がチャンバ４２６の隔室４２６ａ内に配置され、かつレーザビームを焦点に集束させるように配置された１つ又はそれよりも多くのミラー、プリズム、レンズなどを含むことができる集束光学器械を含むことを示している。図示の実施形態に対しては、軸外放物面鏡とすることができるミラー４５２を使用して、ビーム４００を望ましい照射部位４２８での焦点に集束させる。また、集束及び誘導アセンブリ４５１は、集束光学器械によって確立された焦点をプラズマチャンバ４２６内の望ましい場所に誘導するように配置された１つ又はそれよりも多くのミラー、プリズム、レンズなどを含むことができる誘導光学器械を含む。図示の実施形態に対しては、誘導光学器械は、２次元において独立にミラー４５４を移動させることができる先端傾斜アクチュエータ４５６上に取り付けられた平坦なミラー４５４を含む。先端傾斜アクチュエータ４５６によって行われる焦点の２次元の動きに加えて、矢印４５８の方向の焦点の動きは、矢印４５８によって表示された方向に平行な集束及び誘導アセンブリ４５１の選択された動きによって得ることができる。従って、誘導光学器械と集束光学器械は、矢印４５８に平行な経路に沿って焦点を移動させるように共に移動可能とすることができる。

図４はまた、光源４２０が、焦点力を調節するように配置された１つ又はそれよりも多くのミラー、プリズム、レンズなどを有する光学アセンブリを含むことができることを示している。図４に示す特定的な実施形態に対しては、アセンブリは、ｚ形折畳み（ｚ−ｆｏｌｄ）テレスコープとして一般的に公知である光学的配置においてチャンバ４２６の外側に配置された２つの球面鏡４６０ａ、４６０ｂを含む。図４が示すように、ミラー４６０ａ、４６０ｂの一方又は両方は、選択的に焦点力を調節するために、それぞれの方向の矢印４６２ａ、４６２ｂに平行に移動させることができる。

図４はまた、２つの回転ミラー４６４ａ、４６４ｂが、ｚ形折畳みテレスコープ配置からのレーザビーム４００を集束ミラー４５２に向けるために設けられることを示している。図４に示す配置により、回転ミラー４６４ａは、チャンバ４２６の外側に配置され、一方、回転ミラー４６４ｂは、チャンバ４２６の内側に配置される。プラズマによって発生するデブリをチャンバ４２６の隔室４２６ｂ内で制限するために中空覆い４０２が使用されるが、隔室４２６ｂ内にデブリ軽減技術を採用して、チャンバ４２６ｂ内の光学構成要素の表面をデブリがない状態に維持することができるように考えられている。例えば、光学構成要素４５４、４５２、４６４ｂが高温に維持された状態で、エッチング液、例えばＨＢｒを用いることができる。図４に示す配置の別の特徴は、レーザ入力窓４５０の設置である。図示のように、この窓は、プラズマによって発生するデブリが出ている照射部位に関して直接的「視野方向」内にないように位置決めされる。更に、窓４５０は、照射部位から比較的大きな距離を隔てて位置決めされ、場合によってはより低い温度（より近い窓と比較して）かつより少ないデブリに露出することができる。

図５は、多重隔室プラズマチャンバ５２６と、円錐型覆い５０２と、レーザ入力窓５５０と、チャンバ５２６の隔室５２６ａ内に配置された集束及び誘導アセンブリ５５１と、焦点力を調節するためにチャンバ５２６の外側に配置された２つの球面鏡５６０ａ、５６０ｂを有する光学アセンブリ、例えば、ｚ形折畳みテレスコープと、ｚ形折畳みテレスコープ配置から集束ミラー５５２にレーザビーム５００を向けるために設けられた２つの回転ミラー５６４ａ、ｂを有する光源４２０と類似のものである光源５２０とを示している。図５に示す配置により、両方の回転ミラー５６４ａ、ｂは、チャンバ５２６の外側に配置され、従って、プラズマによって発生するデブリ及び／又は高温／エッチング液には露出されない。

上述のように、焦点力調節アセンブリの集束及び誘導アセンブリ４５１／５５１及びミラー４６０ａ、４６０ｂ／５６０ａ、５６０ｂ内の光学構成要素は、チャンバ４２６／５２６内の焦点の位置及び焦点力を調節するように移動可能とすることができる。集束及び誘導アセンブリ及び／又は焦点力調節アセンブリに対する調節は、光源設定中に行って作動的使用中に一定の設定値に維持することができ、又は集束及び誘導アセンブリ及び／又は焦点力調節アセンブリに対する調節は、パルスレーザ供給源２２（図１を参照されたい）が使用される時に光源の作動的使用中に（すなわち、下流側装置、例えばリソグラフィスキャナによるＥＵＶ光の利用中に）、例えば、パルス単位で及び／又はいわゆるパルス「バースト」後に行うことができる。集束及び誘導アセンブリ及び／又は焦点力調節アセンブリに対する調節は、手動で（設定中に）又はコントローラシステム６０によって行うことができる（図１を参照されたい）。この目的のために、コントローラシステム６０は、以下に限定されるものではないが、ＥＵＶ光源検出器１００及び／又はターゲット位置検出フィードバックシステム６２からの信号を含むことができる（図１を参照されたい）。

図６は、集光装置３０’、例えば、レーザ光７０２が照射部位２８’に到達して、次に、ビームストップ７０４まで進むことを可能にする開口７００を有する、例えば、先端が切り取られた楕円の形である多層Ｍｏ／Ｓｉ反射体を有するＥＵＶ光源の実施形態の各部を示している。図示の実施形態に対しては、楕円集光装置３０’は、照射部位２８’で第１の焦点、及びＥＵＶ光を光源から出力して、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）で第２の焦点を有するように位置決めされる。図示のように、ターゲット送出機構９２’、例えば、原料物質液滴発生器からの原料物質は、ＥＵＶ発光を生成するためのレーザビームとの相互作用のために照射部位２８’に到達することができる。

更に示すように、帯域内ＥＵＶ光出力強度を測定してそれを示す出力信号を生成するために、図示のように、中間焦点４０’で又はその近くに、例えば中間焦点４０’下流側でＺｒ被覆Ｃｅ：ＹＡＧ蛍光変換器のような蛍光変換器とすることができる検出器７０６を位置決めすることができる。図示の実施形態に対しては、検出器７０６は、例えば、一時的に光源を「オフライン」にして、ＥＵＶ出力ビーム内で周期的に途中で捕捉することができ、又は例えばピックオフ型ビームスプリッタ（図示せず）を使用して、ＥＵＶ光出力の一部をサンプリングすることができる。蛍光変換器が示されているが、当業者に公知の他の型式の検出器を使用して、本明細書で説明するように、帯域内又はそれ以外でＥＵＶ出力強度を測定することができることは認められるものとする。

図７は、蛍光変換器画像（注：光区域は、帯域内ＥＵＶを示す）及び強度を検出器に沿った距離の関数として示す対応する強度プロットの例を示している。図７に示す画像及びプロットに対しては、ＥＵＶ光の発光角度分布は、左右対称形ではなく、かつ中心部に集中されていることが分る。代替的に、図７で最も良く分るように、帯域内ＥＵＶ強度は、式の左側の方が強い。これは、レーザが液滴に関して中心外れであるレーザ−液滴相互作用によって発生するＥＵＶ出力パルスに対応する。

図８は、蛍光変換器画像（注：光区域は、帯域内ＥＵＶを示す）及び強度を検出器に沿った距離の関数として示す対応する強度プロットの例を示している。図８に示す画像及びプロットに対しては、ＥＵＶ光の発光角度分布は、略左右対称形であり、かつ入力レーザ軸の周りを集中していることが分る。明らかに、図８のプロットに示すように、帯域内ＥＵＶ強度は、検出器の左右の側で多少均衡が取れた状態である。これは、レーザが液滴に関して略中心に集中した状態であるレーザ−液滴相互作用によって発生するＥＵＶ出力パルスに対応する。

検出器７０６からの出力信号を用いて、入力レーザと原料物質液滴とのより正確な結合を達成することができる。特に、検出器７０６からの出力信号を用いて、上述の集束及び誘導アセンブリ及び／又は焦点力調節アセンブリに対して、又はターゲット送出制御機構９２’に対して様々な調節を行い、レーザが液滴に関して略中心に集中した状態であるレーザ−液滴相互作用を達成することができる。この手順は、光源設定中に行って、作動的使用中に一定の設定値に維持することができ、又はパルス光源２２（図１を参照されたい）が使用される時に、例えば、パルス単位で及び／又はいわゆるパルス「バースト」後に、光源の作動的使用中に（すなわち、下流側装置、例えばリソグラフィスキャナによるＥＵＶ光の利用中に）、集束及び誘導アセンブリ、焦点力調節アセンブリ、及び／又はターゲット送出制御機構９２’に対する調節を行うことができる。

再び図１を参照すると、プラズマ形成によってＥＵＶ光を生成し、かつデブリを発生させ、かつプラズマチャンバ２６と、波長λ、例えば約１０．６μｍを有するレーザビームを生成するＣＯ₂光源とすることができる光源２２と、プラズマチャンバのためのレーザ入力窓５６とを含むことができる光源２０が示されている。更に示すように、光源は、プラズマ形成材料、例えばＳｎのためのエッチング液、例えば、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｂｒ₂、Ｃｌ₂、ＨＣｌ、Ｈ₂、又はその組合せのプラズマチャンバ内へのエッチング液供給源１０２を含むことができ、窓５６上の堆積プラズマ形成材料を高温ｔ、例えば約１５０℃を超える温度に加熱して、堆積プラズマ形成材料とエッチング液の間の化学反応速度を上げる加熱器１０４を設けることができる。この環境に対しては、ＺｎＳｅ製の標準的なＣＯ₂レーザ窓は、上述のエッチング液及び／又は高温に露出された時に化学的に不安定である場合がある。その結果、光源２０では、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩ製である窓５６を作用することができる。これらの材料は、約１０．６μｍの波長の光に対して実質的に透明であり、かつ上述の高温でのエッチング液のうちの１つ又はそれよりも多くに露出されても安定であることができる。例えば、ＫＢｒは、エッチング液としてＨＢｒと共に使用することができ、ＣｓＩは、ＨＩがエッチング液である場合に使用することができる。エッチング液濃度及び温度によっては、他の組合せも適切とすることができる。代替的に、窓５６は、プラズマチャンバ内部に露出される表面上のＺｎＳｅのような材料をＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩで被覆することによって作ることができる。例えば、ＫＢｒコーティングは、エッチング液としてＨＢｒと共に使用することができ、ＣｓＩは、ＨＩがエッチング液である場合に使用することができる。エッチング液濃度及び温度によっては、他の組合せも適切とすることができる。ＫＢｒは、高度に含水性であるから、長時間にわたって室内の空気に露出するのを避けるように注意すべきである。ＫＢｒチャンバ窓を使用する時に原位置加熱器を設けて吸収水分を低減することができる。窓５６のエッチング液に露出されない側は、水分の影響を受けないように保護コーティングで被覆することができる。

水分吸収を低減するために採用することができる別の方法では、真空チャンバ内に設けられて空気が抜かれた後に、ＺｎＳｅ窓をＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩで原位置被覆する。図１は、スパッタガン１１０、例えばＲＦマグネトロンガンをチャンバ２６の内側に配置して、ＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩのコーティングを窓５６上に堆積させることができることを示している。１つの実施例（図示せず）においては、チャンバ窓は、入射レーザビームに対してブルースター角で配向し、反射率による損失を低減することができる。この実施例に対しては、ブルースター角は、チャンバ窓上に堆積されるＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩのコーティング層の屈折率（例えば、ＫＢｒの屈折率は、１０．６ミクロンで１．５２近くである）で計算することができる。代替的に、ＣＶＤのような窓をＫＢｒ、ＣｓＢｒ、又はＣｓＩの被膜で原位置被覆する他の方法を使用することができる。

以上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に過ぎず、本発明の開示内容をいかなる点においても、特に、特定の好ましい実施形態だけに限定することを意図したものではないことが当業者によって理解されるであろう。本発明の実施形態の開示した態様に対して、当業者によって理解されかつ認められると考えられる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、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、このような均等物及び当業者に明らかな他の修正及び変更も包含するように想定されている。本特許出願で「３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」を満足することを必要とする詳細において本特許出願で説明しかつ例示した実施形態の特定的な態様は、上述の実施形態の態様の上述のあらゆる目的、上述の実施形態の態様によって解決される問題、又は上述の実施形態の態様の他の理由、又は上述の実施形態の態様の目的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本明細書で説明した態様は、単に例示的なものであり、本発明によって広義に考えられている主題を示し、かつ表すだけであることは、当業者によって理解されるものとする。実施形態の本明細書で説明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ここで明らかであるか又は明らかになると考えられる他の実施形態を完全に包含するものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲だけによって唯一かつ完全に限定され、いかなるものも特許請求の範囲の詳細を超えるものではない。単数形のこのような特許請求の範囲における要素の言及は、このような特許請求の範囲の要素を解釈する際には、明示的に示されていない限り、「１つ及び１つのみ」ではなく、「１つ又はそれよりも多くの」を意味することを意図しており、また、意味するものとする。当業者に公知か又は後に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、かつ本明細書の特許請求の範囲によって包含されるように想定されている。本明細書及び／又は特許請求の範囲で使用され、かつ本明細書及び／又は特許請求の範囲において明示的に意味が与えられた全ての用語は、このような用語に対してあらゆる辞書又は他の一般的に使用される意味に係わらず、そのような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、それが本発明の特許請求の範囲によって包含されるために、本出願における開示した実施形態の態様によって解決されるように求められた各及び全ての問題に対処するようには意図されていないし、又は必要でもない。本明細書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、又は方法段階が明示的に特許請求の範囲において示されているか否かに関係なく、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示されるか、又は方法の特許請求の範囲においては、その要素が「作用」の代わりに「段階」と示されない限り、「３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２」の第６項の規定の下で解釈されないものとする。

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。 ビーム送出システムがレーザビームをＥＵＶプラズマチャンバ内に送出するために設けられた実施形態の態様の概略断面図である。 ビーム送出システムのチャンバがＬＰＰレーザ源の放電チャンバと同じ圧力に維持される実施形態の別の態様の概略断面図である。 集束光学器械と誘導光学器械と焦点力を調節する光学アセンブリとを含むビーム送出システムがレーザビームをＥＵＶプラズマチャンバ内に送出するために設けられた実施形態の態様の概略断面図である。 集束光学器械と誘導光学器械と焦点力を調節する光学アセンブリとを含むビーム送出システムがレーザビームをＥＵＶプラズマチャンバ内に送出するために設けられた実施形態の別の態様の概略断面図である。 ＥＵＶ光出力を測定する蛍光変換器を示すＥＵＶ光源実施形態の一部分の概略斜視図である。 レーザが液滴に対して中心を外れたレーザ−液滴相互作用によって発生するＥＵＶ出力パルスに関する蛍光変換器画像と対応する強度のプロットを示す図である。 レーザが液滴に対して中心に合わされたレーザ−液滴相互作用によって発生するＥＵＶ出力パルスに関する蛍光変換器画像と対応する強度の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
２４ ターゲット送出システム
２６ プラズマチャンバ
２８ 照射部位
５０ ビーム送出システム
５２ 補助チャンバ

Claims (6)

1. レーザ源と、
   プラズマチャンバと、
   前記レーザ源からのレーザビームを前記プラズマチャンバ内の焦点に集束させるための集束光学器械と、
   前記集束光学器械を移動して前記焦点を前記プラズマチャンバ内で選択的に移動させるアクチュエータと、
   プラズマ原料物質を前記プラズマチャンバ内のプラズマ形成部位に送出するためのターゲット送出システムと、
   ターゲット位置を示す信号を発生させるためのターゲット位置検出器と
   を含み、
   前記集束光学器械は、ターゲット軌跡に沿って前記焦点を位置付けるために前記ターゲット位置検出器からの前記信号に応答して移動可能であって、
   前記レーザビーム焦点を前記プラズマチャンバ内で誘導するための誘導光学器械を更に含み、
   前記誘導光学器械と前記集束光学器械は、前記レーザビームの放射軸線の方向に平行な経路に沿って前記焦点を移動させるために該放射軸線の方向に共に移動可能である
   ことを特徴とするＥＵＶ光源。
2. 前記ターゲット送出システムは、液滴発生器を含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。
3. 前記誘導光学器械は、平坦なミラーを含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。
4. 前記誘導光学器械は、２次元において独立に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。
5. 前記誘導光学器械は、平坦ミラーと先端傾斜アクチュエータを含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。
6. 前記誘導光学器械は、ターゲット軌跡に沿って前記焦点を位置付けるために前記ターゲット位置検出器からの前記信号に応答して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ光源。

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