JP6039665B2 - 放電生成プラズマｅｕｖ源のための電源装置 - Google Patents

放電生成プラズマｅｕｖ源のための電源装置 Download PDF

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Description

［関連出願の相互参照］
[0001] 本出願は、２０１１年７月１３日出願の米国仮出願第６１／５０７，３６８号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 実施形態は、極端紫外線放射源のようなリソグラフィ照明源に電力を供給するための高電圧電源装置、そのような電源装置を含むリソグラフィ照明源、および、そのような照明源を組み込んだリソグラフィ装置に関する。
[0003] 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。
[0004] リソグラフィは、ＩＣやその他のデバイスおよび／または構造の製造において重要なステップの１つとして広く認識されている。しかしながら、リソグラフィを用いて作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれて、リソグラフィは、小型のＩＣあるいはその他のデバイスおよび／または構造の製造を可能とするためのより重要な要因となってきている。
[0005] パターン印刷の限界の理論推定値は、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって与えられることができる。
Figure 0006039665
上記式において、Ａは使用される放射の波長であり、ＮＡはパターン印刷に使用される投影システムの開口数であり、ｋ１はレイリー定数とも呼ばれ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、すなわち、露光波長Ａを短縮すること、開口数ＮＡを増加させること、あるいはｋ^の値を下げることによって達成することができる、と言える。
[0006] 露光波長を短縮し、それにより最小印刷可能サイズを縮小するために、極端紫外線（ＥＵＶ）放射源を使用することが提案されてきた。ＥＵＶ放射は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３〜１４ｎｍの範囲内、あるいは、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。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によってもたらされるシンクロトロン放射に基づく放射源が挙げられる。
[0007] ＥＵＶ放射は、プラズマを使って生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、燃料を励起してプラズマを提供するためのレーザと、プラズマを収容するためのソースコレクタモジュールとを含んでよい。プラズマは、例えば、好適な材料（例えば、スズ）の粒子、あるいは、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気のような好適なガスまたは蒸気の流れといった燃料に、レーザビームを向けることによって作り出すことができる。このようにして得られるプラズマは、出力放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、この放射が放射コレクタを使って集められる。放射コレクタは、放射を受け取り、これを集束してビームとする、ミラー（mirrored）法線入射放射コレクタであってよい。ソースコレクタモジュールは、プラズマを支持するために真空環境を提供するように配置された閉鎖構造またはチャンバを含んでよい。このような放射システムは、通常、「レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源」と呼ばれる。
[0008] 本発明の一側面によれば、リソグラフィ照明源に電力を提供するための電源装置が提供される。電源装置は、電力を提供するように配置された電圧源と、電圧源からの電力を伝送するように配置された伝送線と、伝送線の入力端部または伝送線の出力端部の１つまたは複数に設けられた１つまたは複数のＲＦ終端と、を備える。１つまたは複数のＲＦ終端は、伝送線を終端処理して伝送線の端部におけるＲＦエネルギーの反射を低減する。
[0009] 本発明の別の側面によれば、電圧源と、伝送線を介して電圧源に接続されたリソグラフィ照明源と、を備える装置が提供される。伝送線の端部は、当該端部でのＲＦ反射を低減するための整合回路網に接続される。
[00010] 本発明の別の側面によれば、電圧源と、伝送線を介して電圧源に接続されたリソグラフィ照明源と、照明源と電圧源の間のＲＦアイソレータと、を備える装置が提供される。
[00011] 本発明の一側面によれば、上述の装置を備えるリソグラフィ装置が提供される。
[00012] 本発明の一側面によれば、リソグラフィ照明源に電圧を供給するための電圧源であって、特性インピーダンスを有する伝送線に接続するためのＲＦ終端を含む出力ポートを備える電圧源が提供される。ＲＦ終端は、伝送線の特性インピーダンスに実質的に相当する、伝送線から見た終端インピーダンスを出力ポートに与える。
[00013] 本発明の別の側面によれば、以後ＥＵＶ放射と呼ぶ、極端紫外線放射を生成する方法が提供される。この方法は、ＲＦアイソレータを介して電圧源をＥＵＶ放射源に接続することと、ＥＵＶ放射源が該ＥＵＶ放射源内のコンデンサを間欠的に放電する間、該コンデンサを電圧源からの直流電流で連続的に充電することと、を含む。
[00014] 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。
[00015] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [00016] 図２は、図１の装置を、放電生成プラズマ（「ＤＰＰ」）ソースコレクタモジュールを含めてより詳細に示す図である。 [00017] 図３は、図１の装置の代替的ソースコレクタモジュールである、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）ソースコレクタモジュールを示す図である。 [00018] 図４Ａおよび図４Ｂは、極端紫外線放射源の電極に電気パルスを印加するための公知の構成を示す。 [00019] 図５ａおよび図５ｂは、図４に示す回路構成に基づくシミュレーション結果を示す。 [00020] 図６は、図４の回路図に、本発明の一実施形態に係る変更を加えたものを示す。 [00021] 図７ａおよび図７ｂは、図４に示す回路構成に基づくシミュレーション結果であって、図６に示すとおりのモデルから得られるシミュレーション結果を示す。 [00022] 図８Ａおよび図８Ｂは、一実施形態に係る極端紫外線放射源の回路図を示す。 [00023] 図９ａおよび図９ｂは、図８Ａの回路のＥＵＶ源の端子における電圧のシミュレーション結果を示す。 [00024] 図１０Ａおよび図１０Ｂは、図６、図８、図１１および図１２の回路における同軸ケーブル上のリンギング電流の特性を示す。 [00025] 図１１は、対称的終端を有する、別の実施形態に係る極端紫外線放射源の回路図を示す。 [00026] 図１２は、対称的終端を有し、さらに、放電中の電極での平衡を図った、さらに別の実施形態に係る極端紫外線放射源の回路図を示す。 [00027] 図１３は、高電圧源からの断線をなくした、さらに別の実施形態に係る極端紫外線放射源の回路図を示す。 [00028] 図１４は、高電圧源からの断線をなくし、対称的に構成した、さらに別の実施形態に係る極端紫外線放射源の回路図を示す。
[00029] 図１は、本発明の一実施形態に係るソースコレクタモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００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築され、かつパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（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築され、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（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た投影システム（例えば、反射型投影システム）ＰＳと、を含む。
[00030] 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の、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学コンポーネント、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学コンポーネントを含むことができる。
[00031] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、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ＭＡ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。
[00032] 「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。放射ビームに付与されたパターンは、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の機能層に対応するものとしてよい。
[00033] 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またはＭＥＭＳベースのアレイ、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、レべンソン型(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。
[00034] 照明システムと同様、投影システムも、使われている露光放射にとって、あるい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、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せを含むさまざまなタイプの光学コンポーネントを含み得る。他のガスは放射を過剰に吸収してしまうことがあるため、ＥＵＶ放射にとっては真空を使用することが望ましいことがある。そのため、真空壁と真空ポンプとを用いて全ビーム経路に真空環境を作り出してもよい。
[00035] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、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。
[00036] 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。
[00037] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、ソースコレクタモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）放射ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、例えばキセノン、リチウム、またはスズといったＥＵＶ範囲内に１以上の輝線をもつ少なくとも１つの元素を有する材料をプラズマ状態に変換する方法があるが、必ずしもこれに限定されない。しばしばレーザ生成プラズマ（「ＬＬＰ」）と呼ばれるそのような一方法において、所要のプラズマは、所要の線発光元素を有する材料の小滴、流れ、またはクラスタといった燃料にレーザビームを照射することにより生成することができる。ソースコレクタモジュールＳＯは、図１には示されない、燃料を励起するレーザビームを提供するためのレーザを含むＥＵＶ放射システムの一部であってもよい。こうして得られるプラズマは、出力放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、これがソースコレクタモジュール内に設けられた放射コレクタを用いて集められる。レーザとソースコレクタモジュールとは、例えば、燃料励起のためのレーザビームを提供するためにＣＯ２レーザが使用される場合には、別個の構成要素であってもよい。
[00038] そのような場合、レーザは、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、放射ビームは、レーザからソースコレクタモジュールへ、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、しばしばＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は、ソースコレクタモジュールの一体部分とすることもできる。
[00039] 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、ファセットフィールドおよび瞳ミラーデバイスといった、様々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。
[00040] 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ＰＳ２（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の経路内に位置決めするように、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ＰＳ１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決めすることもできる。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。
[00041] 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。
１．ステップモードにおいては、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ターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。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。
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。
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。
[00042] 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。
[00043] 図２は、装置１００を、ソースコレクタモジュールＳＯ、イルミネータシステムＩＬ、および投影システムＰＳを含めてより詳細に示す。ソースコレクタモジュールＳＯは、ソースコレクタモジュールＳＯの閉鎖構造２２０内に真空環境を維持できるように構築されかつ配置される。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ源によって形成し得る。ＥＵＶ放射は、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気、またはＳｎ蒸気といった、その中で非常に高温のプラズマ２１０が作り出されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射が放出されるガスまたは蒸気によって生成し得る。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生じる放電によって作り出される。放射を効率よく生成するためには、例えば分圧１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気、あるいはその他の好適なガスまたは蒸気が必要となり得る。一実施形態では、ＥＵＶ放射を生成するために励起スズ（Ｓｎ）のプラズマが提供される。
[00044] 高温のプラズマ２１０から放出された放射は、ソースチャンバ２１１内の開口部内またはその後方に位置する任意のガスバリアまたは汚染物質トラップ２３０（汚染物質バリアまたは（回転）フォイルトラップと呼ばれることもある）を介して、ソースチャンバ２１１からコレクタチャンバ２１２へと通される。汚染物質トラップ２３０は、チャネル構造を含んでよい。汚染物質トラップ２３０はまた、ガスバリア、あるいはガスバリアとチャネル構造との組合せを含んでもよい。本明細書においてさらに言及される汚染物質トラップまたは汚染物質バリア２３０は、当該技術分野において公知のように、少なくともチャネル構造を含むものとする。
[00045] コレクタチャンバ２１１は、いわゆるかすめ入射コレクタであってもよい放射コレクタＣＯを含み得る。放射コレクタＣＯは、放射コレクタ上流側２５１および放射コレクタ下流側２５２を有する。コレクタＣＯを通過する放射は、格子スペクトルフィルタ２４０で反射し、仮想光源点ＩＦに集束させることができる。仮想光源点ＩＦは、通常、中間焦点と呼ばれるもので、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０内の開口部２２１に位置する、あるいはその近傍に位置するように、ソースコレクタモジュールが配置される。仮想光源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。
[00046] 放射は続いて照明システムＩＬを通過する。この照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２１に所望の角分布をもたせるとともに、パターニングデバイスＭＡにおいて所望の放射強度均一性をもたせるように配置されたファセットフィールドミラーデバイス２２およびファセット瞳ミラーデバイス２４を含み得る。放射ビーム２１がサポート構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡで反射されると、パターン付きビーム２６が形成され、このパターン付きビーム２６が、投影システムＰＳによって、反射要素２８および３０を介して、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴに保持された基板Ｗ上に結像される。
[00047] 照明光学ユニットＩＬおよび投影システムＰＳには、通常、図示されるより多くのエレメントが存在し得る。リソグラフィ装置のタイプにより、格子スペクトルフィルタ２４０が任意選択的に存在してもよい。さらに、図面に示されたものより多くのミラーが存在してもよく、例えば、投影システムＰＳには、図２に示されたものに対して１〜６個の追加の反射要素が存在してもよい。
[00048] 図２に示すとおり、コレクタ光学系ＣＯは、コレクタ（またはコレクタミラー）の単なる一例として、かすめ入射リフレクタ２５３、２５４および２５５を有する入れ子状のコレクタとして描かれている。かすめ入射リフレクタ２５３、２５４および２５５は、光軸Ｏの周りに軸対称となるように配置されており、このようなタイプのコレクタ光学系ＣＯは、しばしばＤＰＰ源と呼ばれる放電生成プラズマ源と組み合わせて用いられることが好ましい。
[00049] あるいは、ソースコレクタモジュールＳＯは、図３に示されるようなＬＰＰ放射システムの一部であってもよい。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）といった燃料にレーザエネルギーを蓄積し、それによって数十ｅＶの電子温度をもつ高イオン化プラズマ２１０を作り出すように構成されている。これらのイオンの脱励起および再結合中に生じるエネルギー放射がプラズマから放出され、近法線入射コレクタ光学系ＣＯによって集められ、閉鎖構造２２０内の開口部２２１上に集束される。
[00050] 図４Ａおよび図４Ｂは、極端紫外線放射源（例えば、ＤＰＰ源）に高電圧電気エネルギーを供給するための公知の電源３００の等価回路図を示す。この回路は、三相高電圧供給源３１０からエネルギー供給を受ける。図から分かるとおり、高電圧エネルギー源３１０は整流機構を備え、それにより、エネルギー源３１０は高電圧直流電源装置を表す。直流電圧は、スイッチング回路３２０、ＲＦケーブル３３０およびコンデンサバンク３４０を介してＥＵＶ源３５０に供給される。この伝送チェーンにおける個々のコンポーネントについて、ＥＵＶ源３５０から以下で説明する。
[00051] ＥＵＶ源３５０はあらゆるタイプの公知のＥＵＶ源であってよく、インダクタＬ１２と、（放電シークエンスを表す）ＦＥＴ Ｍ２のゲートに結合されたパルス電源Ｖ５を備えるスイッチング機構とによって表される。インダクタＬ１２はＥＵＶ電極のインダクタンスを表す。ＦＥＴ Ｍ２およびパルス電源Ｖ５は、電気回路のシミュレーションという目的においては、使用中ＥＵＶ源の電極間に繰り返し生じるアーク放電を等価に表すものである。
[00052] ＥＵＶ源３５０は、その入力電力をコンデンサバンク３４０から得る。コンデンサバンク３４０は、１つまたは複数の並列コンデンサＣ２を備える。これらのコンデンサＣ２は、エネルギー供給源３１０によって提供されるエネルギーを蓄積し、例えば、ＥＵＶ源の電極間に十分なＥＵＶ源燃料が与えられた場合など、適切なタイミングでＥＵＶ源３５０の電極を介したアーク放電をサポートする。
[00053] コンデンサバンク３４０は、抵抗器Ｒ４およびダイオードＤ８からなる直列回路網を含む過電圧・逆電圧保護回路も備える。インダクタＬ１０は、相互接続システムの固有のインダクタンスを表す。１以上のコンデンサＣ２は、ＲＦケーブル３３０を通してエネルギーが提供されるたびに充電され、ＥＵＶ源３５０の電極間にアーク放電が生じるたびに放電されることが理解されるだろう。
[00054] 図４Ａに記載の回路モデルは、標準的な方法におけるＲＦケーブル３３０を、コンデンサＣ３とインダクタＬ９とを備えるローパスフィルタとして表す。
[00055] スイッチング回路３２０は、ＲＦケーブル３３０とエネルギー供給源３１０の間に設けられる。スイッチング回路３１０は、電源装置３１０によって提供されるエネルギーを継続的に蓄積するためのコンデンサＣ１を備える。インダクタＬ７およびＬ８は、スイッチング回路３２０に対して直列の追加のインダクタンスを表す。ダイオードＤ７、抵抗器Ｒ５およびコンデンサＣ４を含む回路網が過電圧保護回路を形成する。
[00056] ＥＵＶ源３５０のパルス電圧源Ｖ５およびＦＥＴ Ｍ２とは対照的に、スイッチング回路３２０のパルス電圧源Ｖ４およびＦＥＴ Ｍ１は、単に系内の物理的作用を表すのではなく、スイッチングされる電源装置３２０内に物理的に存在するコンポーネントを表す。スイッチング回路３２０は、コンデンサバンクＣ２の充電を間欠的に中断して、ＥＵＶ源３５０でのアーク放電によるＣ２の放電を可能にするための手段として設けられる。アーク放電に続いて起こるコンデンサＣ２の放電は、ＥＵＶ源３５０の電極における極端紫外線放射を生成しないアーチング(arching)を防ぐために望ましいことと考えられていた。これを達成するため、ＦＥＴ Ｍ２が導電状態にあるとき、すなわち、アーク放電がＥＵＶ源３５０内で起きているときにＦＥＴ Ｍ１を導電状態にスイッチングしないようにパルス電圧源が配置されている。したがって、ＥＵＶ源３５０の電極でのアーク放電によってコンデンサＣ２の放電ができる。続いて、パルス電圧源Ｖ４によりＦＥＴ Ｍ１を導電状態にスイッチングすると、コンデンサＣ２が次のアーク放電に備えて再充電される。
[00057] 図４Ｂは、理解を容易にするため、図４Ａに明示された回路コンポーネントのうちのいくつかを簡略化した、簡略化されたデバイスを示す。好適なＥＵＶ源３５０の性質を、例えば、図４Ｂからより容易に認識することができる。この例では、ＥＵＶ源３５０は、例えば、ドイツ国、アルスドルフ５２４７７、コンラート−ツーゼ−ストラッセ１のエクストリームテクノロジーズ(XTREME technologies)から入手可能な公知のＥＵＶ源のうちの１つである。ただし、代わりに他のＥＵＶ源を本発明の一部として使用し得ることが理解されるだろう。図４Ｂから分かるとおり、コンデンサバンク３４０およびＥＵＶ源３５０は必要な真空雰囲気を提供するキャビネット内に収容される。このキャビネットはさらに、ＲＦ遮蔽を提供するために使用することも可能である。参照符号２３０で示したコンポーネントは上述の（回転）フォイルトラップに相当する。
[00058] 図４Ａおよび図４Ｂに示す回路において、達成可能な最大電圧変化は１０ｎｓで約４ｋＶであった。このことは、コンデンサＣ２の放電および充電を左右するため、ＥＵＶ源３５０の最大動作周波数に重い上限を課すものであった。
[00059] 図５ａおよび図５ｂは、図４Ａに示す回路のコンピュータシミュレーション結果を示す。図５ａは、３０ｍｓまでの時間に開始したアーク放電に続いてＥＵＶ源３５０の電極へと流れる電流を示す。図５ａから分かるように、アーク放電は１０ｍｓ続き得る。４０ｍｓでアーク放電が終了すると、許容できる程度に短い（１ｍｓ未満）リンギング影響(ringing artifact)が認められる。
[00060] 図５ｂは、図５ａに示す電流の周波数構成を示す。図５ｂから分かるように、電流内には多数の共振が存在する。
[00061] しかしながら、図５ａおよび図５ｂのシミュレーション結果を実験による観察と比較すると、図４Ａの等価回路図は回路の実際の挙動を完全に反映してはいないことが示された。本発明者は特に、実際の装置に存在する高周波共振が図４Ａの等価回路に基づくシミュレーションでは再現されていないことを確認した。シミュレーションの基礎となる等価回路の正確性を評価するためには、シミュレーションにおいてこの共振を再現することが望ましい。
[00062] 上記のシミュレーション結果と実験との相違を考慮し、本発明者は、図４ＡにおいてＲＦケーブル３３０を表していたローパスフィルタを伝送線Ｔ１に置き換え、図６に示す等価ＲＦケーブル３７０を形成することで、図４Ａに示す等価回路を変更した。一実施形態において、ＲＦケーブル３７０は、芯線およびシールドを有する同軸ケーブルであってよい。電源３００の他のいずれのコンポーネントについても変更は行わなかった。伝送線Ｔ１は、特性インピーダンスＺ０＝５０Ωを有し、伝搬遅延時間Ｔｄ＝３５ｎｓを生じる。
[00063] 図６の等価回路に基づくシミュレーション結果を図７ａおよび図７ｂに示す。図７ａから分かるように、１５ｍｓでＥＵＶ源のアーク放電が終了した後、かなりの電流が約４ｍｓ間認められる。また、図７ｂに示されるように、およそ１．５ＭＨｚに付加的な共振が顕著に見られる。この付加的な共振は、実際の回路において認められるこれまで説明されてきていない共振に類似しているが、当然ながら、この寄生共振の正確な周波数は該当の回路に存在するコンポーネントや作用の正確な値に常に依存するものであることが理解されるだろう。
[00064] 本発明者は、この共振が、ＥＵＶ源３５０の電極でのアーク放電によるコンデンサＣ２の間欠的放電によって生成されるＲＦ信号によるものであることを見出した。このＲＦ信号は、Ｃ２からＲＦケーブル３７０を通ってスイッチング回路３２０まで伝搬し、スイッチング回路３２０によってＲＦケーブル３７０に与えられる高インピーダンス／開回路のために、スイッチング回路３２０で反射される。反射した信号はＲＦケーブル３７０を通ってコンデンサＣ２に戻り、同軸ケーブル内に定在波を起こす。
[00065] 上記の作用にかかわらず、ＥＵＶ電源は実際に動作可能であり、かつ、実際に動作してきているが、上記現象の存在はエネルギーを無駄にすることを意味している。上記現象を抑制する手段を図８Ａに示す。
[00066] 図８Ａから分かるように、ＥＵＶ電源３００の回路は図６に示す回路に対応しているが、１つの追加の回路網コンポーネントとして、抵抗器Ｒ７とインダクタＬ９とを含む並列回路を備える。抵抗器Ｒ７は、ＲＦケーブル３７０を、その特性インピーダンスである５０Ωで終端処理することにより、並列Ｒ７／Ｌ９回路網と組み合わせた場合のＲＦケーブル３７０から見たコンデンサバンク３４０の入力インピーダンスを５０Ωとする。スイッチング回路３２０によって反射されるいずれのＲＦ信号もこの終端で消散するので、定在波に寄与することがない。それでも、高電圧供給源３１０／スイッチング回路３２０によりコンデンサＣ２を充電することができるが、これは、インダクタＬ９がこの目的のための直流経路を提供するからである。
[00067] 並列回路網Ｒ７／Ｌ９の存在は、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の電極におけるＣ２のアーク放電によって生成される上述のＲＦ信号がスイッチング回路３２０に向けて伝搬しないようにするものではない。スイッチング回路３２０で反射された後、Ｒ７／Ｌ９回路網に戻るように伝搬する信号が、この回路網において減衰する。この地点で、すなわち、ＲＦケーブルの長さによって生じる伝搬遅延２回分の後、ＥＵＶ源３５０でのアーク放電により作り出されたＲＦ信号が有し得る影響が取り除かれる。
[00068] 上記から、代替的構成において、並列Ｒ７／Ｌ９回路網をＲＦケーブル３７０の上流端部、つまり、スイッチング回路３２０とＲＦケーブル３７０のインターフェースに配置できることが理解されるだろう。この場合、Ｃ２から高電圧電源に戻るように伝搬するＲＦ信号は、ＲＦケーブル３７０の単一長さによって導入される伝搬遅延に相当する伝搬遅延により生じる時間推移の後、Ｒ７で消散するだろう。あるいは、２つの並列Ｒ７／Ｌ９回路網を、ＲＦケーブル３７０の各端部に１つずつ使用することもできる。
[00069] 図８Ｂは、図８Ａに記載の実施形態をより概略的に示したものである。図８Ｂから分かるように、図８Ａに示されるインダクタＬ９と抵抗器Ｒ７とを備えるＲＦ終端３６０は、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０およびコンデンサバンク３４０を取り囲むキャビネット内に位置している。こうすることで、キャビネットによるＲＦシールドと同軸ケーブル３７０のシールドとが連続する。
[00070] 図９Ａおよび図９Ｂは、図８Ａの等価回路に基づくシミュレーション結果を示す。図９Ａおよび図９Ｂから分かるように、図７ｂにおいて存在した１．５ＭＨｚの共振と、図７ａに示されるリンギングとが、並列Ｒ７／Ｌ９回路の導入により取り除かれた。このシミュレーション結果の正確性を確かめるため、実際の電源の対応する位置にＲ７／Ｌ９整合回路を導入し、そのように変更した電源の周波数挙動を調べた。その結果、従来認められた望ましくない共振が、シミュレーションで予想されたとおり、整合回路の存在によって抑制されることが確認された。
[00071] 本実施形態において取り除かれた寄生共振の存在が、ＥＵＶ源の動作周波数に上限を課していた。今回、この制限事項の原因が明らかになった。以下、これについて説明する。
[00072] 上述のシミュレーションで確認されたとおり、共振は同軸ケーブル上の定在波により作り出された。図１０Ａのトレース４００および図１０Ｂのトレース４３０は、図６の等価回路を使ってシミュレーションした、ＲＦ同軸ケーブル３７０上のリンギング電流の周波数分布と、そのようなリンギングの経時的電圧分布とを、それぞれ示す。トレース４００から分かるように、高い電流強度の共振がケーブル上に多数存在する。さらに、トレース４３０は、相当の期間にわたって高いリンギング電圧が同軸ケーブル３７０上に存在していることを示している。スズを燃料材料として使用するＥＵＶ源の現状の設計では、ＥＵＶ生成アーク放電を作り出すために約２．７〜３ｋＶの電圧が必要となる。図１０Ｂから理解されるように、ＲＦ同軸ケーブル３７０上のリンギングと、その結果として生じるＤＰＰ ＥＵＶ源３５０内の再アーチング(re-arching)によって、上記電圧が周期的に超過される。このような再アーチングはＥＵＶ放射をもたらさないため、望ましくない。そのため、本発明がなされる以前には、ＲＦ同軸ケーブル上のリンギングがおさまってから初めて、ＥＵＶ源３５０内にＥＵＶ放射生成アーチングを誘発することが常套手段であった。この常套手段は遅延期間を生じていたが、かかる遅延期間は図８Ａに示す回路によって回避し得る。また、図１０Ｂに示されたリンギング期間終了後、コンデンサバンク３４０に蓄積された電荷は、上記のようなＥＵＶ放射生成アーチングをサポートするには不十分である可能性が高く、所望のＥＵＶ放射生成アークを生成する前にコンデンサバンク３４０を再充電する必要によりさらなる遅延が生じていたことも理解されるだろう。このように、シミュレーションにより浮き彫りとなったリンギングが、ＥＵＶ生成アーチングを作り出すＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の反復周波数に上限を課している。
[00073] さらに、図１０Ｂのトレース４３０から理解されるように、相当量のエネルギーが同軸ケーブル３７０上のリンギングに関与している。このようなエネルギーは、ＥＵＶ放射の生成に利用されない（そして無駄になる）だけでなく、上記リンギングによって同軸ケーブルのシールド外部に発せられ得るＲＦ放射が生成され、電磁的安全性の潜在的リスクが生じることになる。
[00074] 図１０Ａおよび図１０Ｂは、図８Ａおよび図８Ｂの実施形態におけるＲＦ同軸ケーブル上を流れる電流も示している。関連するトレースはそれぞれ符号４１０および４４０で示されている。図１０Ｂから分かるとおり、リンギングの期間およびリンギング電圧の振幅ともに相当減少しており、したがって、ＥＵＶ放射生成アーチングを分離する時間の短縮をサポートし、その結果、動作周波数の上昇をサポートする。リンギング電流の振幅の減少は、さらに、同軸ケーブルからの電磁放射が減少し、リンギング現象において無駄になる電力が少なくなることも意味する。
[00075] 図１１はさらに別の実施形態を示す。本実施形態は図８Ａおよび図８Ｂに示される実施形態に対応するが、ＲＦケーブル３７０のシールドとＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の第２の電極（図８Ａおよび図８Ｂの実施形態ではＲＦ同軸ケーブル３７０のシールドを通して接地電位に接続されていた）の間に接続される第２のＲＦ終端回路３８０を含む。本実施形態において、このＲＦ終端回路３８０は、ＲＦ終端回路３６０と同様の構成で、同様のコンポーネントを備える。同軸ケーブル３７０の芯線に接続されたＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の電極における電圧上昇は、結果として上記第２の電極における電圧上昇をもたらす。したがって、第２のＲＦ終端回路３８０が存在することにより、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の電気的平衡の向上が図られる。
[00076] 図１２は、さらに別の改良であって、同軸ケーブル３７０の下流端部に平衡不平衡変成器３９０（バラン（ＢＡＬＵＮ））またはコモンモードチョークを使用したものを示す。バランは、接地に対して不平衡である同軸ケーブル３７０上の信号を、接地に対して平衡であるＤＰＰ ＥＵＶ源３５０内の信号に変換する。バラン３９０は、同軸ケーブル３７０の芯線とシールドに接続された分岐それぞれに（等しいが反対の）差動電流を通す。ＲＦ終端３６０および３８０の両方とともにバラン３９０を使用することは必須ではないことが理解されるだろう。ＲＦ終端３７０は省略してもよい。ＲＦ終端がＲＦ同軸ケーブル３７０の芯線とスイッチング回路３２０との間、または、スイッチング回路３２０の一部として接続されると、ＲＦ同軸ケーブル３７０のコンデンサバンク３４０側のＲＦ終端は不要となり得る。図１０Ａおよび図１０Ｂのトレース４２０およびトレース４５０は、図１１および図１２に示されるような回路を使用した場合に達成可能なリンギング挙動を示している。シミュレーションによれば、図４Ａの回路が同軸ケーブルに最大７００Ａの電流をもたらし得るのに対し、図１２の実施形態の同軸ケーブル上の電流は９００ｍＡという低い値になり得ることが示された。
[00077] 全ての実施形態において、リンギングが大幅に減少し、コンデンサバンク３４０の高電圧供給源３１０／３２０からのＲＦ分離を効果的に行えることが図１０Ａおよび図１０Ｂから理解されるだろう。その結果、一実施形態ではスイッチング回路３１０を省略することができるため、インダクタＬ９を通じたコンデンサバンク３４０の連続的直流充電のため、電源３１０がＲＦケーブルに直接接続される。このことが、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０内でのＥＵＶ生成アーチング事象間の期間をさらに短縮し、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の動作周波数を上昇させ、その結果、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０から出力可能な総ＥＵＶ放射エネルギーを増加させるさらなる可能性を提供する。スイッチング回路３２０を除いた実施形態を図１３に示す。同図ではスイッチング回路３２０が短絡したものとして概略的に示されている。当然ながら、実際には、スイッチング回路３２０は単に省略される。この結果、本実施形態では電源が簡略化されている。
[00078] 図１４に示す実施形態では、前述の実施形態で用いられた不平衡高電圧供給源３１０の代わりに平衡電源装置４００が用いられている。この平衡型電源装置４００が与える電圧は接地に対して等しく、かつ、反対の電圧である。電源装置４００からの反対極性の出力をＤＰＰ ＥＵＶ源３５０のキャビネットに接続するために、２つのＲＦ同軸ケーブル３７０および４１０が用いられる。同軸ケーブル３７０および４１０のシールドは接地される。２つの同軸ケーブル３７０および４１０の芯線はバラン３９０を介して接続され、バラン３９０は２つのＲＦ終端３６０および３８０に接続される。別の実施形態においては、ＲＦ同軸ケーブル３７０および４１０の出力側で受け取る電圧の平衡状態を考慮してバラン３９０を省略してもよい。さらに、代替的または付加的に、同軸ケーブル３７０および／または４１０の入力端部にＲＦ終端を設けることも可能であることが理解されるだろう。図１３に示すように、本実施形態においてはスイッチング回路を使用しないが、電源装置４００によって提供される電圧の一方または両方をスイッチングするように変更されたスイッチング回路を使用することも可能である。平衡型電源装置の使用は、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０内で使用される最大電圧を、不平衡型電源を使用した場合に生じうる電圧より低く維持することができるというさらなる利点を有する一方、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の電極間の電圧差が所望のアーチングを達成するために十分な大きさとなることも保証する。より低い最大電圧は安全性の理由から望ましく、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０内の電荷運搬導体を接地から分離する距離の短縮を容易にし得る。
[00079] ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０でのアーチングの間、ＤＰＰ ＥＵＶ源３５０の電極におけるｄＶ／ｄｔが確実に平衡状態になるようにすることにより、電極間に仮想接地が作られる。このことは、（回転）フォイルトラップ２３０に向かう電位がゼロボルトに近い値まで減少するため、有益である。さらに、ＥＵＶ源３５０の個々の電極に接続されるすべての回路のｄＶ／ｄｔから生じる、高電圧キャビネット内部の等価ノイズ源の合計もゼロに近くなるだろう。
[00080] 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。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[00081] 「ＥＵＶ放射」という用語は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば、１３〜１４ｎｍの範囲内、あるいは、６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといった５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含するものとみなしてよい。
[00082] 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。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 (20)

  1. リソグラフィ照明源に電力を提供するための電源装置であって、
    前記電力を提供する電圧源と、
    前記電圧源からの前記電力を伝送する伝送線と、
    前記伝送線の入力端部または前記伝送線の出力端部に設けられ、前記伝送線を終端処理して前記伝送線の前記端部におけるＲＦエネルギーの反射を低減するＲＦ終端と、
    を備える電源装置。
  2. 前記伝送線は同軸ケーブルであり、前記ＲＦ終端は、前記同軸ケーブルの前記入力端部または前記出力端部において、前記同軸ケーブルの芯線と直列に設けられる、請求項１に記載の電源装置。
  3. 前記同軸ケーブルの前記入力端部または前記出力端部において、前記同軸ケーブルのシールドと直列に設けられる第２のＲＦ終端をさらに備える、請求項２に記載の電源装置。
  4. 前記同軸ケーブルと直列のコモンモードチョークをさらに備え、該コモンモードチョークは、前記同軸ケーブルの前記芯線とシールドのそれぞれに、等しくかつ反対の電流を通す、請求項２に記載の電源装置。
  5. 前記ＲＦ終端は、前記伝送線からみた前記ＲＦ終端のインピーダンスが前記伝送線の特性インピーダンスに相当するように、前記伝送線の終端処理を行う、請求項１に記載の電源装置。
  6. 前記ＲＦ終端は、前記ＲＦ終端を直流電流が流れることを可能にする、前記伝送線と直列のインダクタを備える、請求項１に記載の電源装置。
  7. 前記電圧源は、前記伝送線を通って直流電力を連続的に供給する非スイッチ型電圧源である、請求項１に記載の電源装置。
  8. 前記電圧源は、前記伝送線に正電圧および負電圧を提供する電圧源である、請求項１に記載の電源装置。
  9. 前記伝送線は、第１および第２の同軸ケーブルを備え、前記第１の同軸ケーブルは前記正電圧を前記照明源に接続し、前記第２の同軸ケーブルは前記負電圧を前記照明源に接続する、請求項８に記載の電源装置。
  10. 前記ＲＦ終端は、前記第１の同軸ケーブルに接続され、第２のＲＦ終端が前記第２の同軸ケーブルに接続される、請求項９に記載の電源装置。
  11. 請求項１に記載の電源装置と、前記伝送線に接続された照明源と、を備える装置。
  12. 前記照明源は、ＥＵＶ放射源である、請求項１１に記載の装置。
  13. 電圧源と、伝送線を介して前記電圧源に接続されたリソグラフィ照明源と、を備える装置であって、前記伝送線の端部は、前記端部でのＲＦ反射を低減するための整合回路網に接続される、装置。
  14. 電圧源と、伝送線を介して前記電圧源に接続されたリソグラフィ照明源と、前記照明源と前記電圧源の間のＲＦアイソレータと、を備える装置。
  15. 前記ＲＦアイソレータは、前記電圧源から前記照明源に直流電流を通す、請求項１４に記載の装置。
  16. 前記照明源は、ＥＵＶ放射源である、請求項１４に記載の装置。
  17. 請求項１４に記載の装置を備えるリソグラフィ装置。
  18. リソグラフィ照明源に電力を供給するための電源であって、特性インピーダンスを有する伝送線に接続するためのＲＦ終端を含む出力ポートを備え、前記ＲＦ終端は、前記伝送線の前記特性インピーダンスに実質的に相当する、前記伝送線から見たインピーダンスを前記出力ポートに与える、電源。
  19. 前記電源は、正電圧および負電圧を与え、かつ、前記正電圧を前記出力ポートに与え、
    前記電源は、第２の特性インピーダンスを有する第２の伝送線に接続する第２のＲＦ終端を含む第２の出力ポートを備え、
    前記第２のＲＦ終端は、前記第２の伝送線の前記特性インピーダンスに実質的に相当する、前記第２の伝送線から見たインピーダンスを前記第２の出力ポートに与える、請求項１８に記載の電源。
  20. 極端紫外線（ＥＵＶ）放射を生成する方法であって、
    ＲＦアイソレータを介して電源をＥＵＶ放射源に接続することと、
    前記ＥＵＶ放射源が前記ＥＵＶ放射源内のコンデンサを間欠的に放電する間、前記コンデンサを前記電源からの直流電流で連続的に充電することと、
    を含む方法。
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