JP6395832B2 - 放射源用コンポーネント、関連した放射源およびリソグラフィ装置 - Google Patents

放射源用コンポーネント、関連した放射源およびリソグラフィ装置 Download PDF

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Description

［関連出願の相互参照］
[0001] 本出願は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１３年８月２日出願の米国仮特許出願第６１／８６１，６６３号の利益を主張する。
[0002] 本発明は、概して、リソグラフィに関し、特に、ＥＵＶ（またはさらに短い波長用の）放射源などの放射源用のコンポーネントに関する。
[0003] 極端紫外線（ＥＵＶ）放射は、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射であり、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、プラズマを収容するための放射源コレクタ装置とを含み得る。プラズマは、例えば、好適な材料（例えば、スズ）の粒子、または、ＸｅガスもしくはＬｉ蒸気といった好適なガスもしくは蒸気の流れなどの燃料にレーザビームを誘導することにより作り出すことができる。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、この出力放射は放射コレクタを使用して集光される。放射コレクタは、鏡面仕上げの（法線入射または斜入射）放射コレクタであってよく、放射を受けてビームへと集束させる。放射源コレクタ装置は、プラズマを支持するための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備え得る。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。
[0004] ＥＵＶ放射源の用途の一つにリソグラフィがある。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。
[0005] 最小印刷可能サイズを小さくするために、結像は、短い波長を有する放射を使用して行われ得る。したがって、例えば、１３〜１４ｎｍの範囲内のＥＵＶ放射を提供するＥＵＶ放射源を使用することが提案されてきた。さらに、１０ｎｍ未満、例えば６．７ｎｍもしくは６．８ｎｍといった５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を使用し得ることも提案されてきた。このような放射は、極端紫外線放射または軟Ｘ線放射と呼ばれる。
[0006]ＥＵＶ放射源内の多くの表面は、燃料デブリによる汚染の影響を受けやすい。燃料デブリは、これらの表面上に集まり、時間が経過すると、コレクタ上へと流れ落ちることがあり、最終的に、放射源の出力効率および出力パワーの損失を引き起こし得る。
[0007] 放射源内において燃料による表面の汚染量を減少させることが望ましい。
[0008] 本発明は、第１態様において、燃料から放射を生成するように動作可能な放射源用のコンポーネントを提供し、このコンポーネントは、複数の第１領域を備えた表面を有し、複数の第１領域は、液体スズなどの燃料に対して高い濡れ性を有し、同燃料に対して低い濡れ性を有する第２領域によって分離されている。
[0009] 第２材料は、７５０℃を超える融点を有する金属材料であり得る。
[0010] コンポーネントは、放射源内でガス流から燃料の液滴を保護するためのスクリーニング要素として具現化され得る。このスクリーニング要素は、複数の第１領域を有する少なくとも１つの表面を備え、複数の第１領域は、燃料に対して高い濡れ性を有し、燃料に対して低い濡れ性を有する第２領域によって分離されている。スクリーニング要素は、実質的に湾曲した形状を含み得る。
[0011] 高い濡れ性を有する領域は、材料表面上の燃料の接触角が４５°未満である領域と定義され得る。低い濡れ性を有する領域は、材料表面上の燃料の接触角が９０°を超える領域と定義され得る。低い濡れ性を有する領域は、材料表面上の燃料の接触角が１３５°を超える領域と定義され得る。
[0012] コンポーネントは、燃料を蒸発させるのに十分な温度までこのコンポーネントを加熱するための加熱要素を備えてもよい。この温度は、７５０℃を超える温度であり得る。
[0013] 第１領域は、それぞれ、コンポーネント上に重力が働く方向である垂直方向に５ｍｍ未満の寸法を有し得る。
[0014] 第１領域は、それぞれ、コンポーネント上に重力が働く方向である垂直方向に２ｍｍ未満の寸法を有し得る。
[0015] 第１領域は、それぞれ、水平方向に２０ｍｍ未満または１０ｍｍ未満の寸法を有し得る。
[0016] 本発明は、第２態様において、燃料の液滴をプラズマ生成部位に供給するための液滴ジェネレータと、プラズマ生成部位における燃料液滴の励起に続き、プラズマによって生成された放射を集光および合焦させるための放射コレクタと、本発明の第１態様に係るコンポーネントと、を備えた放射源を提供する。
[0017] 本発明のさらなる特徴および効果、ならびに本発明の多様な実施形態の構造および動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に記載する。なお、本発明は、本明細書に記載される特定の実施形態に制限されない。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に提示されるものである。追加の実施形態は、本明細書に含まれる教示に基づき、関連技術の当業者に明らかになるであろう。
[0018] 本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を例示し、本記載と共に、本発明の原理をさらに説明し、関連技術の当業者が本発明を行い、かつ使用することを可能にするものである。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。
[0019] 反射型投影光学系を有するリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0020] 図１の装置をより詳細に示す図である。 [0021] 図２の装置において使用可能な代替的な放射源構成を示す。 [0022] コレクタ上の燃料デブリ汚染緩和の態様を説明する放射源構成を示す。 [0023] （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、図４の放射源構成を使用した場合に直面し得るコレクタ上の燃料デブリ汚染の考えられる原因を示す。 [0024] コーティングされた表面を有する図４の放射源構成を使用した場合に直面し得るコレクタ上の燃料デブリ汚染の考えられる原因を示す。 [0025] （ａ）および（ｂ）は、図４の放射源構成内に示されたシュラウドの代わりに使用され得る、本発明の一実施形態に係るスクリーニング要素を示す。
[0026] 本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同じ参照記号は、全体を通じて対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、基本的に、同一の、機能的に同様な、および／または構造的に同様な要素を示す。
[0027] 本明細書は、本発明の特徴を取り入れた１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は、単に本発明を例示するものである。本発明の範囲は、開示される実施形態に制限されない。本発明は、添付の請求の範囲によって規定される。
[0028] 説明される（１つ以上の）実施形態、および明細書中の「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」等への言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すが、必ずしもすべての実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を含んでいなくてもよい。また、かかる表現は、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、かかる特徴、構造、または特性を他の実施形態との関連においてもたらすことは、それが明示的に説明されているか否かにかかわらず、当業者の知識内のことであると理解される。
[0029] 図１は、本発明の一実施形態に係る放射源モジュールＳＯを備えたリソグラフィ装置１００を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
[0030] ‐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、
[0031] ‐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、
[0032] ‐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、
[0033] ‐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、を備える。
[0034] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、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。
[0035] 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。
[0036] 「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し得る。
[0037] 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。
[0038] 投影システムは、照明システムと同様に、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、またはその他の型の光学コンポーネント、またはそれらのあらゆる組合せなどのあらゆる型の光学コンポーネントを含むことができる。ＥＵＶ放射では、他のガスが放射を吸収し過ぎるおそれがあるため、真空を使用することが望ましい場合がある。したがって、真空壁および真空ポンプを使って、ビームパス全体に真空環境を提供してもよい。
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源モジュールＳＯから極端紫外線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などの少なくとも１つの元素を有し、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有する材料をプラズマ状態へと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。そのような方法のうちの１つであり、しばしばレーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）と呼ばれる方法では、所望の輝線を放出する元素を有する材料の液滴、流れまたはクラスタなどの燃料を、レーザビームで照射することにより所望のプラズマを生成することができる。放射源モジュールＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するためのレーザ（図１中図示なし）を含むＥＵＶ放射システムの一部であり得る。結果として生じたプラズマは、例えばＥＵＶ放射などの出力放射を放出し、この出力放射は放射源モジュール内に配置される放射コレクタを使って集光される。例えば、ＣＯ２レーザを使用して燃料励起のためのレーザビームを提供する場合、レーザと放射源モジュールとは別個の構成要素とすることができる。
[0042] そのような場合には、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、また放射ビームは、レーザから放射源モジュールへ、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、放射源は放射源モジュールの一体部分とすることもできる。
[0043] 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（facetted field）および瞳ミラーデバイスなどのさまざま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。
[0044] 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から反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２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、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って、位置合わせされてもよい。
[0045] 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。
[0046] 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。
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 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。
[0050] 図２は、放射システム４２、照明システムＩＬ、および投影システムＰＳを備えたリソグラフィ装置の実施形態をより詳細に示している。図２に示される放射システム４２は、放射源としてレーザ生成プラズマを使用するタイプのものである。ＥＵＶ放射は、例えば、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気もしくはＳｎ蒸気などのガスまたは蒸気によって生成され得る。このガスまたは蒸気内では、非常に高温のプラズマが作り出され、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を放出する。非常に高温のプラズマは、例えば、ＣＯ２レーザ光を使用した光学励起によって少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生じさせることによって作り出される。放射を効率的に生成するためには、例えば１０Ｐａの分圧のＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気または他の任意の好適なガスもしくは蒸気が必要になり得る。ある実施形態では、ＥＵＶ範囲の放射を放出するために、スズ（Ｓｎ）を使用してプラズマが作られる。
[0051] 放射システム４２は、図１の装置における放射源ＳＯの機能を具現化したものである。放射システム４２は、放射源チャンバ４７を備える。放射源チャンバ４７は、本実施形態では、ＥＵＶ放射の放射源だけでなく、図２の例において例えば多層ミラーなどの法線入射コレクタであるコレクタ５０も実質的に封入している。
[0052] ＬＰＰ放射源の一部として、レーザシステム６１は、コレクタ５０に設けられたアパーチャ６７を介してビームデリバリシステム６５によって送られるレーザビーム６３を提供するように構築および配置される。また、放射システムは、ターゲット材料源７１によって供給されるＳｎまたはＸｅなどのターゲット材料６９も含む。本実施形態のビームデリバリシステム６５は、所望のプラズマ形成位置７３上に実質的に合焦されるビームパスを構築するように配置される。
[0053] 動作中、燃料とも呼ぶことができるターゲット材料６９は、ターゲット材料源（例えば、液滴ジェネレータ）７１によって液滴の形で供給される。このようなターゲット材料６９の液滴がプラズマ形成位置７３に到達すると、レーザビーム６３は、液滴に衝突し、放射源チャンバ４７の内部にＥＵＶ放射を放出するプラズマが形成される。パルス型レーザの場合、この形成には、位置７３を通る液滴の通過に合わせてレーザ放射パルスのタイミングを取ることが含まれる。上述したように、燃料は、例えば、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、またはリチウム（Ｌｉ）であってよい。これらの燃料は、数十ｅＶの電子温度を有する高度にイオン化されたプラズマを作り出す。例えばＴｂおよびＧｄなどの他の燃料材料により、より高いエネルギのＥＵＶ放射を生成することもできる。これらイオンの脱励起および再結合中に生成されるエネルギ放射は、位置７３でプラズマから放出される必要なＥＵＶを含む。プラズマ形成位置７３は、コレクタ５０第１の焦点に位置付けられ、ＥＵＶ放射は、法線入射コレクタミラー５０により、アパーチャ５２を通って中間焦点ＩＦ上に合焦される。
[0054] 放射源チャンバ４７から発出した放射ビームは、図２において放射ビーム５６により示されるように、いわゆる法線入射リフレクタ５３、５４を介して照明システムＩＬを横断する。法線入射リフレクタは、ビーム５６を、サポート（例えば、レチクルテーブルまたはマスクテーブル）ＭＴ上に位置決めされたパターニングデバイス（例えば、レチクルまたはマスク）上へと誘導する。パターン付きビーム５７が形成され、反射要素５８、５９を介して、投影システムＰＳによって、ウェーハステージまたは基板テーブルＷＴにより搬送される基板上に結像される。照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内には、通常、図示されるよりも多くの要素が存在し得る。例えば、図２に示した２つの要素５８および５９よりも１つ、２つ、３つ、４つ、さらにはそれよりも多くの反射要素が存在してもよい。放射コレクタ５０と同様の放射コレクタが従来技術から公知である。
[0055] 熟達した読者には当然のことながら、参照軸Ｘ、ＹおよびＺは、装置の幾何学的形状および挙動、装置の様々なコンポーネント、ならびに放射ビーム５５、５６、５７を測定および説明するために定義され得る。装置の各部において、Ｘ、ＹおよびＺ軸の局所的な参照フレームが定義され得る。Ｚ軸は、システム内の所与の点において光軸Ｏの方向と大まかに一致し、パターニングデバイス（レチクル）ＭＡの平面におおむね垂直であり、基板Ｗの平面に垂直である。放射源モジュール（装置）４２において、Ｘ軸は、（後述する）燃料の流れ６９の方向と大まかに一致し、Ｙ軸は、この燃料の流れ６９の方向に直交し、図２に示される紙面外の方に向いている。一方、レチクルＭＡを保持するサポート構造ＭＴの近傍では、Ｘ軸は、Ｙ軸に一致したスキャン方向を概ね横断する。説明の便宜上、図２の概略図のこの領域において、Ｘ軸は、印により示されるように、紙面外に向けられている。これらの指定は、当該技術において慣行的であり、便宜上、本明細書で採用している。原則的には、装置およびその挙動を説明するために任意の参照フレームを選択することができる。
[0056] 必要なＥＵＶ放射の他に、プラズマは、他の波長の放射、例えば可視のＵＶおよびＤＵＶ範囲の放射を生成する。レーザビーム６３からのＩＲ放射も存在する。ＥＵＶ以外の波長は、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳでは望ましくなく、様々な手段を採用して、ＥＵＶ以外の放射が遮断され得る。図２に概略的に図示したように、透過型のスペクトル純度フィルタＳＰＦが仮想放射源点ＩＦの上流側に適用され得る。このフィルタの代わりに、あるいはこのフィルタに加えて、フィルタ機能を他の光学系内に一体化してもよい。例えば、より長いＩＲ放射を仮想放射源点ＩＦから離れる方向に逸らすように調整された格子構造を提供することにより、コレクタ５０および／またはミラー５３、５４などに一体化することができる。ＩＲ、ＤＵＶ、および他の望ましくない波長用のフィルタは、このように、放射源モジュール（放射システム４２）、照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳ内でビーム５５、５６、５７のパスに沿って１か所以上の場所に設けられ得る。
[0057] 例えば、液体スズなどの燃料を送るために、液滴ジェネレータまたはターゲット材料源７１は、放射源チャンバ４７内に配置され、液滴の流れをプラズマ形成位置７３に向けて発射する。動作中、レーザビーム６３は、ターゲット材料源７１の動作と同期して送られ、放射のインパルスを送ることで各燃料液滴をプラズマへと変化させる。液滴が送られる周波数は、数キロヘルツであってよく、数十キロヘルツまたは数百キロヘルツであってもよい。実用上、レーザビーム６３は、レーザシステム６１によって少なくとも２つのパルスで送られ得る。すなわち、エネルギが制限されたプリパルスは、燃料材料を小さいクラウドへと蒸発させるために、液滴がプラズマ位置に到達する前に液滴に送られ、その後、レーザエネルギのメインパルスは、所望の位置でクラウドに送られて、プラズマを生成する。典型的な例では、プラズマの直径は約２〜３ｍｍである。燃料トラップ７２は、閉鎖構造４７内の反対側に設けられ、何らかの理由でプラズマに変化されない燃料を捕捉する。
[0058] ＬＰＰ放射源装置において生じ得る問題として、プラズマからのデブリによってレーザビームデリバリシステム６５の光学要素が汚染される問題がある。特に、最終光学要素は、それがレンズであれミラーであれ、プラズマから射出される燃料の粒子に直接曝される。屈折型の要素は、スズ堆積物により即座にくすみ、レーザ放射の透過が減少し、望ましくない加熱が生じることになる。銅ミラーなどの反射型の最終要素は、当面の間はＳｎ堆積物に対してより高い耐性を有し得るが、最終的には、反射および合焦の効率を維持するために洗浄が必要になる。
[0059] 汚染をできる限り遮断するために、ある種の汚染トラップ８０がプラズマ形成部位７３とビームデリバリシステム６５の光学要素との間に設けられ得る。いわゆるフォイルトラップは、このような場合における用途が公知である。トラップは、静止または回転フォイルトラップ、あるいはこれら両者の組み合わせであり得る。回転フォイルトラップ（ＲＦＴ）は、当該技術において公知であるように、望ましくない放射ビームに対してほとんど障害にならずに存在するように、放射方向に沿って多数の薄い羽根を備える。羽根は、長さ方向がビームの方向に延在し、かつ、光軸Ｏから半径方向に延在する。フォイルが光軸Ｏを中心に回転すると、より低速で移動する汚染物質粒子は、羽根の一掃動作によって捕捉される。
[0060] 図３は、図２で示した構成の代わりに使用され得る代替的なＬＰＰ源構成示す。主な違いは、集光されたＥＵＶ放射がおおむねメインレーザパルスが受けられた方向に放出されるように、メインレーザパルスが中間焦点ＩＦの方向から燃料液滴上に誘導される点である。
[0061] 図３は、プラズマ形成位置１３２へと誘導されるメインパルスビーム１３１を放出するメインレーザビームデリバリシステム１３０を示す。ビームデリバリシステムの少なくとも１つの光学要素、この場合では折り畳みミラー１３３は、プラズマ位置１３２と中間焦点との間の光軸上に位置付けられる（「折り畳み」という用語は、ここでは、ミラーの折り畳みではなく、ビームの折り畳みを意味する。）。位置１３２でプラズマにより放出されたＥＵＶ放射１３４、または、少なくとも、光軸Ｏに沿って折り畳みミラー１３３へと戻るように誘導されない主要部分は、斜入射コレクタ１３５によって集光される。このタイプのコレクタは、既知であるが、通常はＬＰＰ源ではなく放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源で使用される。また、汚染トラップ１３６も図示されている。プリパルスレーザ１３７は、プリパルスレーザビーム１３８を燃料液滴へと送るために設けられる。本例では、プリパルスエネルギは、中間焦点ＩＦとは反対側に面した燃料液滴の側へと送られる。当然ながら、この概略図に図示されている要素は、縮尺通りではない。
[0062] 図４は、放射源構成をより詳細に示している。図４は、燃料の液滴４０５をプラズマ形成位置７３へと誘導する液滴ジェネレータ４００を示している。消費されなかった燃料は、燃料キャッチャ７２によって捕捉されるため、捕捉された燃料が、放射源内の他の表面、特に、コレクタ５０を汚染するのが防止される。燃料による汚染からコレクタ表面をさらに保護するために、コレクタ表面から離れる方向にガス流４２０が構築される。このガス流４２０が構築されなければコレクタ５０表面を汚染したかもしれない燃料デブリは、このガス流４２０によって一掃される。ここで図示されているガス流４２０は、燃料液滴４０５を励起させてプラズマを形成するために進行するレーザ放射が通るコレクタアパーチャ６７を通って構築される。スクリーニング要素４３０（以下、シュラウドと呼ぶ）は、液滴ジェネレータ４００のノズルに設けられ得る。シュラウドは、燃料液滴４０５がレーザ放射による励起よりも前にガス流４２０によって破壊されるのを防ぐように作用する。
[0063] 汚染トラップ（図示なし）も、デブリを捕捉するために設けられ得る。このような汚染トラップは、多数の半径方向に延在するフォイルまたはプレートを含むなど、多くの形態を取り得る。この汚染トラップの表面上に、燃料が衝突し、捕捉され得る。汚染トラップは、例えば、燃料源とコレクタとの間、または放射源チャンバ４７の内壁に沿って位置付けられ得る（図２）。
[0064] 動作中、汚染トラップまたはシュラウド（例えば、シュラウド４３０）などの放射源コンポーネントは、相当量の液体スズで覆われることがあり、これは、コレクタ５０の汚染リスクを表している。この汚染リスクを軽減するために、このようなコンポーネントは、スズ堆積物を蒸発させるべく、（例えば、７５０℃以上の温度まで）加熱され得る。アルミナ（酸化アルミニウムセラミック）は、高温および化学的環境への耐性から、このようなコンポーネント（特に、シュラウド４３０）の好適な材料として認識されている。
[0065] 図５（ａ）、５（ｂ）、５（ｃ）および５（ｄ）は、このような構成において、タングステンコーティングが無い場合に直面し得るいくつかの問題を示している。アルミナ５００は、参照により本明細書に組み込まれる論文「Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｍｏｌｔｅｎ Ｔｉｎ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｓｅｓｓｉｌｅ Ｄｒｏｐ Ｍｅｔｈｏｄ ａｔ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｏｘｙｇｅｎ Ｐａｒｔｉａｌ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ」（Ｚ．Ｅ．Ｙｕａｎ他、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２５４，３３８−３４５（２００２年））によると、アルミナ上で１５８°を超える接触角θを有する液体スズ５１０によっては濡れない。このことが、図５（ａ）に示されている。これは、スズ堆積物５１０は、アルミナ表面５００に付着する傾向はないものの（滑り角度は、液滴のサイズと表面の濡れ性に依存する）、図５（ｂ）に示すように表面上に留まる。その結果、時間の経過とともに、これらのスズ堆積物５１０は蓄積し、迅速な蒸発にとって望ましくない表面−体積率を有する大きな液滴５１５（図５（ｃ）に図示される）を形成する傾向がある。蓄積したスズは、非常に小さな（例えば、１°未満程度の）傾斜であってもその傾斜に沿って流れ始めることがある。このようなスズ堆積物５１５の流れは、コレクタ５０の深刻な汚染５２５を引き起こし得る。これが図５（ｄ）に示されている。スズ堆積物がコレクタ上に落下しなかったとしても、スズ堆積物は最も低い点に溜まり、更に望ましくない表面−体積率を引き起こし得る。これに加え、スズ堆積物は、アルミナに比べ熱放出率が低いため、加熱されたコンポーネントの材料に大きな温度勾配を生じさせ得る。このような温度勾配は、シュラウド４３０などのコンポーネントの寿命を短くするおそれがある（機械的応力および高温における劣化）。
[0066] アルミナの表面には、金属コーティング、例えば、タングステンが塗布され得る。アルミナ表面５００をタングステンまたはモリブデンなどの濡れ性コーティング６００によって被覆すると、低表面−体積率の問題および熱放射率の差の問題の両方を軽減することができる。しかし、依然として、大きな液滴６１０が流れ始め、場合によってはコレクタ汚染６２０を引き起こす可能性がある。これが図６に示されている。
[0067] 図７（ａ）および図７（ｂ）は、上述の問題を緩和するシュラウド構成７００を断面図（図７（ａ））および斜視図（７（ｂ））で示している。隔離された複数の領域７１０もしくは「島（islands）」内のシュラウドの表面に塗布された濡れ性コーティング（例えば、タングステンまたはモリブデン）が図示されている。隔離された濡れ性コーティング７１０の領域は、コーティングされてないシュラウド（例えば、コーティングされていないアルミナ）の通路により分離されている。これらの濡れ性コーティング７１０の領域は、シュラウドの内側表面７２０のみに適用されてもよい。コーティングされていない領域を間に挟んで隔離された濡れ性コーティングの領域７１０は、表面全体７２０に適用されてもよく、その一部に適用されてもよい。あるいは、図示されるように、これらの領域７１０は、シュラウドの内側表面７２０（全体または部分）と外側表面７３０（全体または部分）の両方に適用されてもよい。任意で、濡れ性コーティング７１０の領域は、端面７４０のいずれかに適用されてもよい。換言すると、シュラウドの外側表面の任意の部分が、コーティングされていない領域と交互に配置されたこれらの濡れ性コーティングの領域に覆われてもよい。
[0068] 濡れ性コーティング７１０をこのような態様で適用することは、シュラウド表面に沿ってスズが流れるのを防止するのを助ける一方、シュラウド表面上のスズ堆積物の表面−体積率を最大化する。結果として、シュラウド７００の加熱により、スズ堆積物７５０のより迅速な蒸発を実現することができる一方、蒸発前にシュラウドを流れる液体燃料によって引き起こされるコレクタ汚染のリスクを低下させることができる。
[0069] これらの濡れ性領域７１０のサイズは、より大きい領域とより小さい領域の間トレードオフにより、濡れ性領域７１０自体の有効性に影響することになる。小さな濡れ性領域７１０は、燃料が確実に濡れ性領域全体に均一に分散するのを助けるものの、このような小さな濡れ性領域に大きい液滴が落下する場合、液滴は望ましくない表面−体積率を有する球状に変化せざるを得ない。大きな濡れ性領域は、水平でない場合、濡れ性領域の縁部付近に蓄積を引き起こし得る。特定の実施形態において、濡れ性領域は、垂直方向（コンポーネントに対して重力が作用する方向）に４ｍｍ、２ｍｍ、または１ｍｍ以下の寸法と、水平方向に２０ｍｍ、１０ｍｍ、または５ｍｍ以下の寸法を有し得る。シュラウドが湾曲していることにより、濡れ性領域の形状は、場所に応じてサイズが変化することになる。
[0070] 本明細書において、濡れ性コーティングは、タングステンまたはモリブデンであることが記載されるが、燃料材料（例えば、スズ）によって十分に濡れ得ることを条件に、他の材料、場合によっては金属を使用してもよい。最も広く考えて、十分に濡れ得る材料とは、材料表面上の燃料の接触角を、１５８°に対していくらか向上させるものであり得る。いくつかの実施形態において、濡れ性材料は、材料表面上の燃料の接触角が１２０°未満、９０°未満、または４５°未満であるものと定義され得る。本明細書においてアルミナとして説明される、介在する非濡れ性領域は、濡れ性の低い任意の好適な材料を含み得る。このような材料は、材料表面上の燃料の接触角が、９０°を超えるものであり得る。他の実施形態において、非濡れ性材料は、材料表面上の燃料の接触角が６０°を超える、または１３５°を超えるものとして定義され得る。当然ながら、選択される材料は、シュラウドが加熱され得る温度に耐えられるものであるべきである。
[0071] 一般的に、スズに対する濡れ性を有する金属は、表面に酸化物層を持たない金属である。他の例として、銀と金が挙げられ、比較すると、ステンレス鋼は非濡れ性が非常に高い。
[0072] シュラウドに関連して上述したような、燃料非濡れ性材料の領域により分離された燃料濡れ性材料の表面領域を設けるという一般概念は、一般的に、放射源内の他の要素または他のコンポーネントに対して、場合によっては該要素の加熱と組み合わせて、適用することができる。表面から燃料堆積物が迅速に蒸発されることが望ましいあらゆる要素が、同様に処理され得る。このような要素またはコンポーネントには、図３に示したような汚染トラップなどのデブリ捕捉コンポーネントまたは、他のデブリ汚染緩和コンポーネント、または例えば放射源の内面などが含まれ得る。
[0073] 上記開示は、特定のＬＰＰ源構成に関連して説明されたが、本明細書で教示される概念は、任意のＬＰＰ源（本明細書内で言及した全てのＬＰＰ源を含む）に適用可能であり、場合によっては、図５または６に示された燃料堆積問題の１つ以上に影響され得る他のタイプのプラズマ放射源（例えば、ＤＰＰ）にも適用可能である。
[0074] 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。
[0075] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
[0076] 本発明の特定の実施形態について説明したが、当然ながら、本発明は上述した以外の態様で実施することもできる。上記説明は、制限ではなく例示を意図したものである。従って、当業者には明らかなように、以下に記載する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 (13)

  1. 液体スズのような燃料から放射を生成するように動作可能な放射源用のコンポーネントであって、
    前記コンポーネントは、複数の第１領域を備えた少なくとも１つの表面を有し、
    前記複数の第１領域は、前記燃料に対して高い濡れ性を有し、前記燃料に対して低い濡れ性を有する第２領域によって分離されており、
    前記コンポーネントは、前記放射源内でガス流から燃料の液滴を保護するためのスクリーニング要素、又は、前記放射源内の燃料デブリを捕捉するためのコンポーネントとして具現化される、
    コンポーネント。
  2. 前記スクリーニング要素の内側表面は、前記第２領域に分離された前記第１領域を備え、
    前記内側表面は、前記燃料液滴に隣接した表面である、請求項１に記載のコンポーネント。
  3. 前記スクリーニング要素の外側表面は、前記第２領域によって分離された前記第１領域を備え、
    前記外側表面は、前記内側表面とは反対側の表面である、請求項２に記載のコンポーネント。
  4. 前記スクリーニング要素の１つ以上の端面は、前記第１領域を備える、請求項２または３に記載のコンポーネント。
  5. 高い濡れ性を有する領域は、前記表面上の前記燃料の接触角が９０°未満である領域と定義される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンポーネント。
  6. 前記コンポーネントは、前記燃料に対して低い濡れ性を有するアルミナのような第１材料から実質的に構成され、
    前記第１領域は、前記第１材料の前記表面に塗布された第２材料の領域を含み、
    前記第２領域は、前記第１材料の被覆されていない領域を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のコンポーネント。
  7. 前記第２材料は、それが機能する機能条件において、機能中、表面上に酸化物層を形成しないタイプの材料である、請求項６に記載のコンポーネント。
  8. 前記第２材料は、タングステンまたはモリブデンのような、７５０℃を超える融点を有する金属材料である、請求項６又は７に記載のコンポーネント。
  9. 前記燃料を蒸発させるのに十分な温度まで前記コンポーネントを加熱する加熱要素を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のコンポーネント。
  10. 燃料の液滴をプラズマ生成部位に供給する液滴ジェネレータと、
    前記プラズマ生成部位における前記燃料液滴の励起に続き、プラズマによって生成された放射を集光および合焦させる放射コレクタと、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の、１つ以上のコンポーネントと、
    を備えた、放射源。
  11. 前記プラズマによって生成された前記放射は、２０ｎｍ未満の波長を有する放射である、請求項１０に記載の放射源。
  12. 前記コンポーネントは、前記液滴ジェネレータと前記プラズマ生成部位との間で液滴が取る経路またはその一部に平行に位置付けられるとともに、前記液滴ジェネレータの出力に隣接しかつ前記ガス流の供給源と前記液滴経路との間に存在するように位置付けられる、請求項１０または１１に記載の放射源。
  13. 請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の放射源を備え、かつ、基板のターゲット部分上に構造を形成するためのリソグラフィプロセスにおいて前記放射源によって生成された前記放射を使用するように動作可能である、リソグラフィ装置。
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