JP6116593B2

JP6116593B2 - 放射源及びリソグラフィ装置

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Publication number: JP6116593B2
Application number: JP2014555982A
Authority: JP
Inventors: ディクスマン，ヨハン; ハルテルマンス，ロナルド; ケンペン，アントニウス; バディー，ラミン
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2013-01-03
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-01-03
Also published as: JP2015508217A; TWI584697B; WO2013117355A1; US20150055106A1; US9462667B2; TW201334632A

Description

[0001] 本出願は、２０１２年２月８日出願の米国仮出願第６１／５９６，３５５号の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込むものとする。

[0002] 本発明は放射源及び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に、通常は基板のターゲット部分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）の製造に使用可能である。この場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えら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及びその他のデバイス及び／又は構造の製造の主要なステップの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製造されるフィーチャの寸法が微細になるにつれ、リソグラフィは超小型ＩＣ又はその他のデバイス及び／又は構造の製造を可能にするためのより決定的な要因になってきている。

[0005] パターン印刷の限界の理論的な推定値は、式（１）に示すようなレイリーの解像基準によって得られる。

但し、λは使用される放射の波長、ＮＡはパターンを印刷するために使用される投影システムの開口数、ｋ_１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は印刷されるフィーチャのフィーチャサイズ（すなわちクリティカルディメンション）である。式（１）から、フィーチャの印刷可能な最小サイズの縮小は３つの方法で達成できることが分かる。すなわち、露光波長λの短縮によるもの、開口数ＮＡの増加によるもの、又はｋ_１の値の減少によるものである。

[0006] 露光波長を短縮し、印刷可能な最小サイズを縮小するため、極単紫外線（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、例えば６．７ｎｍ又は６．８ｎｍなどの５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源には例えば、レーザ生成プラズマ放射源、放電プラズマ放射源、又は電子蓄積リングにより与えられるシンクロトロン放射に基づく放射源が含まれる。

[0007] ＥＵＶ放射はプラズマを使用し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レーザと、プラズマを封じ込めるための放射源コレクタモジュールと、を含んでもよい。プラズマは例えば、適切な材料（例えばスズ）の小滴などの燃料にレーザビーム、又はＸｅガス又はＬｉ蒸気などの適切なガス又は蒸気の流れを向けることによって生成することができる。その結果として生じるプラズマは例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、これは放射コレクタを使用して収集される。放射コレクタは、放射を受け、放射をビームに合焦する鏡像化垂直入射放射コレクタであってもよい。放射源コレクタモジュールは、プラズマを支える真空環境を提供する閉鎖構造又はチャンバを含んでもよい。このような放射システムは通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ばれる。

[0008] 別の公知のＥＵＶ放射の生成方法は、デュアルレーザパルシング（ＤＬＰ）として知られている。ＤＬＰ法では、小滴が、Ｎｄ：ＹＡＧレーザによって予熱されて小滴（例えばスズの小滴）を蒸気と小粒子とに分解され、小粒子は次にＣＯ_２レーザによって極めて高温に加熱される。

[0009] ＬＰＰ及びＤＬＰ法などの公知の方法では、小滴流が生成されなければならない。小滴は、連続流、又はパルス流のいずれとして生成されてもよい。

[0010] 例えば、特にＬＰＰ法に用いられる１つの公知の方法では、溶融スズが加熱された容器に充填され、これは容器からフィルタと圧電アクチュエータとを介して毛細管へと送られる。圧電アクチュエータによって速度変調された連続噴射が、毛細管の端部から流出する。飛翔中、この噴射は小滴に分解され、速度変調によりこれらのより小さい小滴はより大きい間隔で離間されたより大きい小滴に融合する。

[0011] 別の公知の方法では、小滴（例えば液体スズ）は、ノズルの高電圧とグランドとの間でパルス状に切り換えられる引出電極を用いて高電圧に（又は少なくとも高電圧とグランドとの間の電圧に）保たれているノズルの端部から引き出される。小滴は、次に、接地された加速電極によって加速され、また別の電極が小滴の飛翔軌跡を調整するために使用される。引出電極の場合のパルス幅は、小滴が完全に放出され、十分に荷電され、引出電極の位置を通過するように選択される。引出電極が切り換えられて高電圧に戻された瞬間から、小滴は引出電極と加速電極との間の電界内でさらに加速される。

[0012] しかしながら、このような従来の方法の問題点は、小滴ジェネレータの始動中に、定常状態に達するまで小滴の速度及び方向が変化することがあることである。これは、小滴が電極、センサなどのようなＥＵＶ放射源の別の部品に着地することがあることを意味する。特に、例えば小滴の材料がスズなどの場合は、このような汚染物が経時とともに小滴ジェネレータの動作に重大な悪影響を及ぼす可能性がある。

[0013] 本発明の第１態様によれば、燃料小滴流を生成するように構成された燃料小滴エミッタを備える放射源燃料小滴流ジェネレータが提供され、燃料小滴エミッタは、燃料小滴が第１方向に放出される始動用の第１位置と、小滴流が第２方向で生成される定常状態で使用される第２位置と、の間で移動させられるように構成される。

[0014] 好適には、第１位置は、小滴流が下向き方向で生成されて重力が小滴流の形成を補助する垂直位置である。好適には、第２位置は、小滴流が実質的に水平方向で生成される実質的な水平位置である。

[0015] 本発明の好適な実施形態は、燃料小滴の検査を可能にする小滴可視化システムをさらに備える。可視化システムは、小滴の像を記録する手段と、像を処理して小滴のパラメータを決定する手段と、を備えてもよい。可視化システムは、例えばカメラと、顕微鏡の対物レンズと、ストロボスコープと、を備えてもよい。好適には、可視化システムは、２方向から小滴を視認する手段を備える。

[0016] 好適には、可視化システムは、燃料小滴エミッタにフィードバック制御を提供する手段を備える。

[0017] 本発明の実施形態では、燃料小滴流ジェネレータは、好適には、所定の特徴を満たす定常状態の小滴流が確立されたことを可視化システムが判定すると、第１位置と第２位置との間で回転する。本発明の幾つかの実施形態では、燃料小滴流ジェネレータは、燃料小滴エミッタに接続された燃料リザーバを備える。リザーバが、エミッタの縦軸に対してある角度をなして配置される縦軸を中心に回転可能に構成されることによって、リザーバの軸を中心とするリザーバの回転がエミッタを第１位置と第２位置との間で移動させる。例えば、リザーバには歯付きフランジが備えられ、リザーバは、歯付きフランジと係合するピニオンホイールを駆動する電動モータによって回転駆動される。

[0018] あるいは、小滴流ジェネレータは、ロボットアームによって前記位置に移動させられてもよい。

[0019] 本発明はまた、上記に記載した燃料小滴流ジェネレータを備える放射源、及び放射源を備えるリソグラフィ装置にも及ぶ。リソグラフィ装置は、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、をさらに備える。

[0020] 本発明の別の態様によれば、燃料小滴流ジェネレータを使用して燃料小滴流を生成する方法が提供される。該方法は、前記燃料小滴流ジェネレータを第１位置で動作させ、定常状態が生じるまで燃料小滴流を第１方向で生成し、次に燃料小滴流が第２方向で生成される第２位置に前記燃料小滴流ジェネレータを移動するステップを含む。

[0021] 好適には、第１位置は小滴流が下向き方向で生成されて重力が小滴流の形成を補助する垂直位置である。好適には、第２位置は、小滴流が実質的に水平方向で生成される実質的な水平位置である。

[0022] 本発明の好適な実施形態では、上記方法は、前記燃料小滴流を形成する小滴の特性に基づいて、燃料小滴流ジェネレータを前記第１位置と第２位置との間でいつ移動させるかを決定するステップをさらに含む。好適には、燃料小滴流ジェネレータをいつ回転させるかを決定するステップは、小滴を検査して、小滴が所定の小滴特性を満たすか否かを判定するステップを含む。これを達成するため、小滴は、好適には２方向から前記小滴の像を撮像することにより検査されてもよい。

[0023] 別の特徴及び利点、並びに様々な実施形態の構造及び動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。

[0024] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

[0025]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0026]ＬＰＰ放射源コレクタモジュールを含む、図１の装置のより詳細な図である。 [0027]図１及び図２に示すリソグラフィ装置の一部を形成する燃料小滴エミッタを概略的に示す。 [0028]本発明のある実施形態による放射源の一部を形成する燃料小滴流ジェネレータを概略的に示す。 [0029]定常状態での使用時に対応する位置の燃料小滴流ジェネレータを概略的に示す。 [0030]始動段階に対応する位置にある図５の燃料小滴流ジェネレータを示す。 [0031]図５と同様であるが、別の形態の燃料小滴流ジェネレータを示す。 [0032]図６と同様であるが、別の形態の燃料小滴流ジェネレータを示す。 [0033]燃料小滴流ジェネレータを第１位置と第２位置との間で移動させるための考えられる１つの手段を示す。 [0034]本発明の実施形態で使用される可視化システムを概略的に示す。

[0035] 実施形態について添付の図面を参照しながら以下に説明する。図面では、一般に、同様の参照番号は、同一又は機能的に同様の要素を示す。さらに、参照番号の左端の１つ又は複数の数字は一般に、参照番号が最初に出てくる図面を識別する。

[0036] 本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることに留意されたい。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識の範囲内にあるとされる。

[0037] 図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置１００を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、本発明のある実施形態によるＥＵＶ放射源を含む。この装置は、
放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調節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、マスク又はレチクル）ＭＡを支持するように構築され、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に接続された支持構造（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、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に接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
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）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば、反射投影システム）ＰＳと、を備える。

[0038] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0039] 支持構造ＭＴは、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計及び、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否か等の条件に応じた方法でパターニングデバイスＭＡを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置に来るようにしてもよい。

[0040] 「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0041] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0042] 照明システムのような投影システムは、使用する露光放射、又は真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。その他のガスは放射を吸収しすぎるため、ＥＵＶ放射用には真空を使用することが望ましいことがある。したがって、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に真空環境を設けてもよい。

[0043] 本明細書で示すように、装置は反射型である（例えば反射型マスクを使用する）。

[0044] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「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用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0045] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源コレクタモジュールＳＯから極単紫外線（ＥＵＶ）放射ビームを受光する。ＥＵＶ放射を生成する方法は、物質を、少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム又はスズを有し、ＥＵＶ範囲の１つ以上の輝線を有するプラズマ状態に変換するステップを含むが、必ずしもこれに限定されない。レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれることが多いそのような１つの方法では、必要な輝線放出元素を有する物質の小滴などの燃料をレーザビームで照射することで必要なプラズマを生成できる。放射源コレクタモジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するレーザ（図１には示さず）を含むＥＵＶ放射源の一部であってもよい。結果として得られるプラズマは、放射源コレクタモジュール内に配置された放射コレクタを用いて収集される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。

[0046] レーザ及び放射源コレクタモジュールは、例えば、ＣＯ_２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供する場合のように、独立した構成要素であってもよい。このような場合は、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムを用いて、放射ビームはレーザから放射源コレクタモジュールへ渡される。レーザ及び燃料供給はＥＵＶ放射源を備えると見なすことができる。

[0047] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタを備えてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセット型フィールド及び瞳ミラーデバイスなどの他の種々のコンポーネントを備えてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面に所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0048] 放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに反射した後、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はビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２ポジショナＰＷと位置検知システムＰＳ２とを用いて（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサを用いて）、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動することができる。同様に、第１ポジショナＰＭと別の位置検知システムＰＳ１を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めすることができる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

[0049] 図示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動させられる。
２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって判定することができる。
３．別のモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴは、プログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルス間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどの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できる。

[0050] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも使用することができる。

[0051] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯと、照明システムＩＬと、投影システムＰＳと、を含むリソグラフィ装置１００をより詳細に示している。放射源コレクタモジュールＳＯは、真空環境を放射源コレクタモジュールの閉鎖構造２２０内に維持できるように構築され、構成される。

[0052] レーザＬＡは、レーザビーム２０５を介してレーザエネルギーを燃料小滴流ジェネレータ２００から供給されるキセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、又はリチウム（Ｌｉ）などの燃料に蓄えるように構成される。これによって、電子温度が数十ｅＶである高電離プラズマ２１０がプラズマ形成位置２１１で生成される。これらのイオンの脱励起及び再結合中に生成されるエネルギー放射は、プラズマから放出され、垂直に近い入射放射コレクタＣＯによって集光され、合焦される。レーザＬＡと燃料小滴流ジェネレータ２００とが共にＥＵＶ放射源を備えると見なしてもよい。ＥＵＶ放射源は、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼んでもよい。

[0053] 第２レーザ（図示せず）を備えてもよく、第２レーザは、レーザビーム２０５が燃料に入射する前に燃料を予熱するように構成される。この方法を使用するＬＰＰ放射源はデュアルレーザパルシング（ＤＬＰ）放射源と呼んでもよい。

[0054] 放射コレクタＣＯによって反射される放射は、仮想放射源ポイントＩＦに合焦される。仮想放射源ポイントＩＦは一般に中間焦点と呼ばれ、放射源コレクタモジュールＳＯは、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０内の開口２２１に、又はその近傍に位置するように配置される。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。

[0055] その後、放射は照明システムＩＬを横切る。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡでの放射ビーム２１の所望の角度分布並びにパターニングデバイスＭＡでの放射強度の所望の均一性を提供するように構成されたファセット型フィールドミラーデバイス２２及びファセット型瞳ミラーデバイス２４を含んでもよい。支持構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡにて放射ビーム２１が反射すると、パターン付ビーム２６が形成され、パターン付ビーム２６は、投影システムＰＳによって、反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。

[0056] 照明システムＩＬ及び投影システムＰＳ内には、一般に、図示するよりも多くの要素が存在していてもよい。さらに、図に示すよりも多くのミラーが存在してもよく、例えば、投影システムＰＳ内には、図２に示す他に１〜６個の追加の反射要素があってもよい。注目に値する放射源コレクタモジュールＳＯの１つの特徴は、レーザ光源が角度をなしていることであり、それはすなわち、燃料小滴がコレクタＣＯに当たることを避けるため、レーザ光源ＬＡに供給される燃料小滴流は実質的に水平である必要があることを意味する。

[0057] 図３は、燃料小滴流ジェネレータの燃料小滴エミッタ３１０を概略的に示す。燃料小滴エミッタ３１０は、燃料液３０２（例えば液体スズ）を含むリザーバ３００を備える。リザーバ３００は、圧電アクチュエータ３０６によって囲まれた毛細管３０４に接続される。振動が圧電アクチュエータから毛細管へと進むように、圧電アクチュエータ３０６と毛細管３０４との間は（例えば適切な接合材を使用して）強固に接続される。毛細管３０４には、燃料物質が軌道Ａに沿ってそこから噴出されるノズル３０８が設けられている。軌道Ａは、毛細管の中心を通る点線によって概略的に示されるように、毛細管３０４の中心に沿って延びる軸と同軸である。

[0058] ある実施形態では、ノズル３０８の直径は３〜５ミクロンでよい。毛細管３０４の長さは例えば２５ミリメートルでよく、その場合の外径は１ミリメートル、壁厚は０．２ミリメートルである。圧電アクチュエータ３０６の長さは例えば約１０ｍｍでよく、接着剤を用いて毛細管３０４に固定されてもよい。接着剤は高温接着剤、すなわち燃料供給２００の動作温度で接着不良にならない接着剤でよい。駆動エレクトロニクス（図示せず）を有する圧電アクチュエータ３０６は、所望の変調周波数で毛細管３０４が圧搾され、それによって毛細管内の圧力を変調して流速が変化する効果を生じるように構成される。

[0059] 使用時には、液体燃料３０２はリザーバ３００内の圧力に保たれる。これは例えば、ガスによって液体燃料に圧力が加わるように、これもリザーバ３００内にある加圧ガス（図示せず）によって達成されてもよい。圧力の結果、燃料の流れはノズル３０８から流出する。圧電アクチュエータ３０６がないと、流れはノズル３０８からある距離（距離は例えばノズル径の１００〜１０００倍）だけ進むと自然に分裂し、それによって小滴の流れを形成する。これはレイリー分裂と呼ばれる。レイリー分裂が生じると、直径がノズル３０８の直径の約２倍、又はそれよりもやや小さく、離間距離がノズル径の約４．５倍の燃料小滴が形成される。燃料液の流れのレイリー分裂は圧電アクチュエータ３０６が作動しなくても生じるが、圧電アクチュエータ３０６を使用して毛細管３０４内の圧力を変調することによりレイリー分裂を制御してもよい。

[0060] しかしながら、本発明の実施形態で別のタイプの燃料小滴エミッタを使用してもよいことに留意することは重要なことである。特に、使用可能な小滴エミッタには、補助するか、又は機械的手段で調整することが可能なレイリー分裂機構によって連続的な小滴の流れを生成する小滴エミッタが含まれる。使用可能な別の小滴エミッタは、何らかの機械的及び／又は電気的刺激で小滴が生成される、オンデマンド小滴エミッタと呼んでもよいエミッタである。その結果生じるオンデマンド小滴エミッタの小滴の流れは、一定の小滴周波数を有することができる。あるいは、小滴間の時間を必要に応じて変更することができる。

[0061] 図４は、別の形態の燃料小滴流ジェネレータ４００を概略的に示している。燃料小滴流ジェネレータ４００は燃料小滴ノズル４０１を含み、引出電極として機能する第１電極４１４と、加速電極として機能する第２電極４１８とをさらに含む。ノズル４０１は常時高電圧に保たれ、加速電極４１８は接地されている。引出電極４１４は、パルス状にノズルの高電圧とグランドとの間で（又は中間電圧に）切り換えられる。パルス幅は、小滴が完全に放出され、十分に荷電され、引出電極４１４の位置を通過するように選択される。引出電極４１４が切り換えられて高電圧に戻された瞬間から、小滴は電極４１４、４１８の間の電界内でさらに加速される。また、小滴の飛翔経路を調整するための電極４２０を備えてもよい。

[0062] 図５は、ノズル５０８と、圧電アクチュエータ５０６と、燃料５０２として溶融スズを保持する加熱されたリザーバ５００と、を備える図３と同様の燃料小滴ジェネレータを概略的に示している。容器内で溶融スズの上方に高電圧が印加される。図５の小滴ジェネレータでは、フィルタユニット５０１がリザーバ５００と圧電アクチュエータ５０６との間に位置している。また、図５の小滴ジェネレータでは、リザーバ５００は残りの部分の小滴ジェネレータの縦軸に対して角度をなしてオフセットされていることも留意されたい。特に、ノズル５０８、アクチュエータ５０６、及びフィルタユニット５０１は小滴エミッタを画定し、すべてが第１主軸Ｘ−Ｘ上に位置するのに対して、リザーバ５００は第１軸Ｘ−Ｘに対して鋭角をなす縦軸Ｙ−Ｙを有している。リザーバ５００は、溶融スズをリザーバ５００の底部から引き出す供給管５０７を経た、リザーバからフィルタユニットへの溶融スズの流れを促進するために第１軸に対して角度をなして配置されている。

[0063] 図５では、エミッタは、流体小滴流が概ね水平である実質的に水平な構成（水平から例えば最大２０°）である。これは、実質的に水平な軸Ｘ−Ｘに対応する。これは、燃料小滴流ジェネレータの通常動作中に用いられる定常状態位置である。しかしながら、燃料小滴の生成が開始される始動プロセス中は、燃料小滴の速度と方向の均一さが欠落しやすく、燃料小滴（例えばスズの小滴）がＥＵＶ放射源の別の部分に累積することがあるという問題を有し、放射源を損傷し、又は少なくとも性能に悪影響を及ぼす危険性がある。

[0064] したがって、本発明のある実施形態では、燃料小滴エミッタの動作開始前に、エミッタのノズル５０８が下向き（すなわち軸Ｘ−Ｘが垂直である）の図６に示す垂直な構成になるように、エミッタは９０°回転させられる。それによる効果は、始動プロセス中にエミッタがこの垂直な構成にあることで、小滴がＥＵＶ放射源の別のコンポーネント上に落下することを避けるように、重力が燃料小滴を制御された状態で下方に垂直に落下することを促進する。小滴を捕集するために、エミッタの下にある種のレセプタクルを備えることができる。

[0065] 図５及び図６は、図３に示すタイプの小滴流ジェネレータに関連して本発明をどのように適用できるかを示している。図７及び図８は、図４に示すタイプの静電駆動の小滴ジェネレータに本発明をどのように適用できるかを示している。この実施形態では、図４の電極４１４、４１８及び４２０に対応するノズルに固定された幾つかの電極７００が備えられ、電極７００及びノズル出口７０２に適切な電圧を印加するための接続部７０１が備えられている。この場合も、小滴流ジェネレータは、図７に示される動作中の通常使用時の、小滴流が水平に放出される位置、及び小滴が下方に垂直に放出される図８に示す始動位置を有していることが分かる。溶融スズ７０８などの燃料は、図５及び図６の実施形態の場合と同様に加熱されたリザーバ７０６内に保持される。

[0066] 図９は、燃料小滴エミッタを回転させるための１つの考えられる機構を示している。図９から、放射源を囲む真空チャンバの壁９０１内にリザーバ９００が取り付けられることが分かる。リザーバ９００は、その軸Ｙ−Ｙを中心に回転するように取り付けられている。リザーバ９００には円形の歯付きフランジ９０２が固定され、その周囲には電動モータ９０４によって駆動されるピニオンホイール９０３が設けられている。モータ９０３の動作によってリザーバ９００がその縦軸を中心に回転することが理解されよう。リザーバ９００は角度をなしてエミッタ（図９には図示せず）に固定されているため、リザーバの回転がエミッタを、軸Ｘ−ＸとＹ−Ｙとが交差するポイントに対して垂直に延びる軸を中心に回転させる。これはリザーバの回転が、エミッタを図５及び図７に示す水平位置から図６及び図８に示す垂直位置に回転させることを意味する。連続回転、又は逆回転するとエミッタは移動して垂直位置から水平位置へと戻される。

[0067] エミッタを水平位置から垂直位置に回転させ、元に戻すことができる代替方法は、小滴ジェネレータをロボットアームに取り付け、ロボットアームを用いてジェネレータを回転させる方法である。

[0068] 本発明の実施形態では、重力が安定した燃料小滴流を生成する始動プロセスで、エミッタが図６及び図８の垂直な構成に移動させられることが理解されよう。安定した燃料小滴流が確立された後は、エミッタは通常動作のために回転して図５及び図７の水平位置に戻る。

[0069] 図１０は、小滴の流れを監視して、始動プロセスが完了したか否か、及びエミッタが回転して水平位置に戻ることができるか否かを判定するために用いてもよい可視化システムを概略的に示している。可視化システムは、カメラ１０００と、顕微鏡対物レンズ１００１と、ストロボスコープ１００２と、を備える。図１０では、小滴流は破線１００３で示されている。

[0070] カメラ１０００、顕微鏡対物レンズ１００１、及びストロボスコープ１００２の光軸はすべて、下流の小滴流に対して垂直な共通の視線１００４上に位置している。ストロボスコープ１００２は、静止像がストロボスコープ１００２と顕微鏡対物レンズ１００１との間に形成され、小滴の静止影像がカメラ１０００によって記録されるように、小滴エミッタの駆動周波数に調整される。カメラ１０００によって記録された像は、表示手段（図示せず）に伝送されてもよく、意図する飛翔経路からの偏差は像のぼやけ又は変位として検知されてもよい。像の検査は人間オペレータによって行われてもよく、より好適には、カメラ１０００からの像を受信するプロセッサで実行される画像処理手段で行われてもよい。

[0071] 像の倍率は、数１００個のピクセルが１つ又は複数の小滴を覆うように選択される。これによって、小滴の面積の精密な測定が可能になり、１００ｍ／ｓで進行する直径３０ミクロンの小滴の場合、ストロボスコープの閃光時間が１０ｎｓ未満である場合、動きのぼやけは約１ミクロンとなり、その結果１０％の体積誤差が生じる。ダブルフラッシュを用いることによって、小滴の速度も測定できる。

[0072] 精度をさらに高めるため、小滴流と第１可視化システムの視野との両方に対して垂直な視線を有する第２可視化システムを備えてもよく、それによって小滴の軌跡を２方向で監視することができる。

[0073] したがって、可視化システムは、軌跡、サイズ、及び速度を含む幾つかの重要な小滴の特性に関するデータを捕集し、このデータがデジタル形式で処理手段に送られることが理解されよう。処理手段は、データを所望の小滴特性の所定の仕様と比較することができ、処理手段はまた、フィードバック制御を小滴ジェネレータに提供してジェネレータの可変パラメータを調整してもよい。

[0074] さらに、処理手段が可視化システムによって受信されたデータから、小滴が所定の特性のすべてを満たし、始動プロセスが十分に完了したことを判定すると、小滴ジェネレータは回転して小滴が使用のために概ね水平に放出される水平構成にされることが理解されよう。

[0075] 本発明の様々な実施形態で処理手段を実施する機械の例として、プロセッサを使用した計算デバイスが可能である。このようなプロセッサを使用した計算デバイスは通常コンピュータとも呼ばれる。

[0076] コンピュータシステムは、１つ以上のプロセッサ、１つ以上の不揮発性記憶媒体、１つ以上のメモリデバイス、通信インフラストラクチャ、ディスプレーデバイス、及び通信インターフェイスを含んでもよい。１つ又は複数のプロセッサは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むがそれらに限定されない任意の従来型、又は特定用途向けプロセッサを含んでもよい。ＧＰＵ（グラフィックス処理ユニット）は、複雑な図形及び数値演算を並行して行うように選択された命令及びプログラムの実行に特化したプロセッサである。不揮発性記憶装置は、１つ以上のハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、及びコンピュータプログラム命令及びデータをコンピュータ読み取り可能媒体に記憶できる同様のデバイスを含んでもよい。１つ以上の不揮発性記憶デバイスは、リムーバブルストレージデバイスでよい。メモリデバイスは、ランダムアクセスメモリなどの１つ以上の揮発性メモリデバイスを含んでもよいが、それに限定されない。通信インフラストラクチャは、１つ以上のイーサーネット（登録商標）、周辺機器相互接続（ＰＣＩ）などのデバイス相互接続を含んでもよい。通常、コンピュータ命令は１つ以上のプロセッサによって実行され、不揮発性記憶媒体及びメモリデバイスに記憶することができる。表示画面によって、コンピュータ演算の結果をユーザー又はアプリケーション開発技術者に表示することができる。

[0077] 通信インターフェイスによって、ソフトウェア及びデータをコンピュータシステムと外部デバイス又はリソグラフィツール／システムの他の要素との間で伝送することができる。通信インターフェイスは、モデム、ネットワークインターフェイス（イーサーネットカードなど）、通信ポート、ＵＳＢスロット及びカードなどを含んでもよい。通信インターフェイスを介して伝送されるソフトウェア及びデータは、通信インターフェイスによって受信可能な電子、電磁、光学又はその他の信号であってもよい信号形式でよい。これらの信号は、通信経路を経て通信インターフェイスに送られてもよい。通信経路は信号を伝搬し、ワイヤ又はケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話リンク、ＲＦリンク、又はその他の通信チャネルを使用して実施されてもよい。

[0078] 実施形態は、任意のコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたソフトウェアの形態のプログラム命令を備えるコンピュータプログラム製品にも向けられている。このようなソフトウェアは、１つ以上のデータ処理システムによって実行されると、データ処理装置を本明細書に記載されているように動作させる。本発明の実施形態は、任意のコンピュータ読み取り可能媒体、又は読み取り可能媒体を使用してもよい。コンピュータ読み取り可能媒体の例には、主記憶装置（例えば任意のタイプのランダムアクセスメモリ）、二次記憶装置（例えばハードドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、ＵＳＢ、ＣＤＲＯＭ、ＺＩＰディスク、テープ、磁気記憶装置、光学記憶装置、ＭＥＭ、ナノテクノロジー記憶装置など）が含まれるが、それらに限定されない。

[0079] 通常は、コンピュータ命令は１つ以上のプロセッサによって実行され、不揮発性記憶媒体又はメモリデバイスに記憶させることができる。コンピュータ命令は、システム上で、コンパイルされたファイル、実行可能ファイル、又は共有ライブラリに記憶させることができる。コンピュータ命令は、ルーチン、サブルーチン、又はプロセッサによって操作されるソフトウェアスタックの層内に含めることもできる。

[0080] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、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ＬＥＤ、太陽電池、光素子などの製造である。このような代替的用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0081] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気型光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0082] 以上、本発明の具体的な実施形態について説明してきたが、本発明は上記以外の方法でも実施できることを理解されたい。上記説明は例示するものであって限定するものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく上記の本発明を様々に修正できることは当業者には明らかであろう。

Claims

燃料小滴流を生成する燃料小滴エミッタを備える放射源燃料小滴流ジェネレータであって、
前記燃料小滴エミッタが、前記燃料小滴が第１方向に放出される始動用の第１位置と、小滴流が第２方向で生成される定常状態で使用される第２位置との間で移動させられ、
前記燃料小滴流ジェネレータが、前記燃料小滴エミッタに接続された燃料リザーバを備え、前記リザーバが前記エミッタの縦軸に対して角度をなして配置された前記リザーバの縦軸を中心に回転可能であり、前記リザーバの縦軸を中心とする回転が前記第１位置と第２位置との間で前記エミッタを移動させる、
放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記第１位置が、前記小滴流が下方向に生成される垂直位置である、請求項１に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記第２位置が、前記小滴流が実質的に水平方向に生成される実質的な水平方向である、請求項１又は２に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記燃料小滴を検査する小滴可視化システムをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記可視化システムが、前記小滴の像を記録して小滴パラメータを決定する、請求項４に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記可視化システムが、カメラと、顕微鏡対物レンズと、ストロボスコープと、を備える、請求項５に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記可視化システムが２方向から前記小滴を視認する、請求項６に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記可視化システムが前記燃料小滴エミッタにフィードバック制御を提供する、請求項４〜７のいずれか１項に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記可視化システムが、小滴流が所定の特性を満たす定常状態を確立したことを判定すると、前記燃料小滴流ジェネレータは前記第１位置と第２位置との間で回転させられる、請求項８に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
前記リザーバは歯付きフランジを備え、前記リザーバが、前記歯付きフランジと係合するピニオンホイールを駆動する電動モータによって回転駆動される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射源燃料小滴流ジェネレータ。
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の燃料小滴流ジェネレータを備える放射源。
請求項１１に記載の放射源を備えたリソグラフィ装置であって、放射ビームを調整する照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持する支持体と、基板を保持する基板テーブルと、パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、をさらに備えるリソグラフィ装置。