JP7269889B2 - 放射源モジュール及びリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001] この出願は、２０１７年６月２３日に出願された米国出願第６２／５２３，９１１号及び２０１７年１０月６日に出願された米国出願第６２／５６９，１０５号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

[0002] 本発明は、ＥＵＶ放射用の放射源、及びそのような放射源を使用した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に付与するように構築された機械である。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。リソグラフィ装置は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）から基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上へパターンを投影することができる。

[0004] 基板上にパターンを投影するためにリソグラフィ装置により使用される放射の波長は、その基板上に形成可能なフィーチャの最小サイズを決定する。５～２０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射であるＥＵＶ放射を使用するリソグラフィ装置は、従来のリソグラフィ装置（例えば１９３ｎｍの波長を有する電磁放射を使用し得る）よりも小さいフィーチャを基板上に形成するのに使用することができる。

[0005] ＥＵＶ放射は、燃料、例えばスズを励起して後に放射を放出するプラズマを形成するプラズマ源によって生成することができる。燃料は、レーザ（この場合の放射源はレーザ生成プラズマ源（ＬＰＰ源）と称される）又は放電（この場合の放射源は放電生成プラズマ源（ＤＰＰ源）と称される）によって励起することができる。プラズマ源は、有用なＥＵＶ放射だけでなく、多くの他の放射、及びサイズが電子サイズから燃料の小粒子サイズまである多くの微粒子デブリを放出する。リソグラフィ装置内の光学素子が汚染されるとその性能に深刻な影響を与えるため、デブリがリソグラフィ装置の主要部に侵入するのを防ぐことが重要である。

[0006] したがって、放射源は、デブリを捕捉したり、その他デブリが放射源モジュールを出てリソグラフィ装置のその他の部分に侵入することを防いだりする様々な要素を有するデブリ軽減システムを備える。デブリ軽減システムの一部の要素、例えば羽根などは、燃料デブリを捕捉することが意図され、燃料デブリがこのような要素に接触したときに固化するように燃料の融点未満の温度に維持される。しかしながら、これによって、例えばスズウールなどの望ましくない形での燃料堆積物の成長が助長されるため、このような要素の温度は低すぎてはいけない。デブリ軽減システムの他の要素は、堆積した燃料が流れ去ることができるように燃料融点より高い温度に維持される。また、通常、燃料融点未満に維持されるデブリ軽減システムのこれらの要素は、堆積した燃料を除去できるように定期的に燃料融点より高い温度に加熱する必要がある。

[0007] したがって、プラズマ放射源の既知のデブリ軽減システムは、デブリ軽減システムの各要素を各目標温度に加熱又は冷却する様々な加熱システム及び冷却システムを有している。既知の加熱システムは、電気ヒータを使用してプラズマから吸収されたエネルギーを補足する。電気ヒータは、加熱される要素に直接取り付けることができる。又は空気を加熱し、その後、各要素を加熱するのに使用することができる。既知の冷却システムは、水を使用して、場合によっては冷却される要素と水で満たされた導管との間のガス充填ギャップを使用して冷却を行う。既知の加熱及び冷却システムは複雑かつ非効率的であり、デブリ軽減システムの要素に望ましくない大きな温度勾配をもたらす恐れがある。

[0008] 本発明の目的は、ＥＵＶ放射用の改良された放射源を提供することである。

[0009] 本発明によれば、
燃料を供給するように構成された燃料供給デバイスと、
燃料をプラズマに励起するように構成された励起デバイスと、
プラズマにより放出された放射を収集し、放射をビーム出口に誘導するように構成されたコレクタと、
プラズマにより生成されたデブリを収集するように構成され、その中を通過する導管を有するコンポーネントを有するデブリ軽減システムと、
導管中を循環する熱伝導流体を選択的に加熱又は冷却することによって、コンポーネントの温度を選択的に上昇又は低下させるように構成された温度制御システムと、
を備えた放射源が提供される。

[0010] 本発明の別の態様によれば、
間にギャップが画定される第１の壁層と第２の壁層とを備え、第１の壁層が熱源に曝され、第２の壁層が冷却源に曝された真空チャンバ壁と、
ギャップに接続され、ギャップにガスを供給するように構成されたガス供給デバイスと、
ガス供給デバイスに接続され、真空チャンバ壁を横切る熱流を制御するようにギャップ内のガスの圧力を制御するように構成されたコントローラと、
を備えた真空チャンバが提供される。

[0011] これより添付の概略図を参照して本発明の実施形態を単なる例として説明する。

本発明のある実施形態に係るリソグラフィ装置及び放射源を備えたリソグラフィシステムを示す。 本発明のある実施形態に係る放射源を示す。 圧力の関数である水の沸点のグラフである。 本発明の別の実施形態に係る放射源を示す。 放射源のキャップ用の温度制御装置を示す。 放射源のキャップのある実施形態を示す。 エンドプレートを取り外した状態の図６のキャップを示す。 図６のキャップの断面を示す。 放射源のキャップの別の実施形態を示す。 図９のキャップの内層を示す。

[0012] 図１は、本発明の一実施形態に係る多層リフレクタを備えたリソグラフィシステムを示している。リソグラフィシステムは、放射源ＳＯとリソグラフィ装置ＬＡとを備える。放射源ＳＯは、極端紫外（ＥＵＶ）放射ビームＢを生成するように構成される。リソグラフィ装置ＬＡは、照明システムＩＬと、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスク）を支持するように構成された支持構造ＭＴと、投影システムＰＳと、基板Ｗを支持するように構成された基板テーブルＷＴとを備える。照明システムＩＬは、放射ビームＢを、パターニングデバイスＭＡに入射する前に調節するように構成される。投影システムは、（既にマスクＭＡによりパターン付与された）放射ビームＢを基板Ｗ上に投影するように構成される。基板Ｗは、以前に形成されたパターンを含んでよい。その場合、リソグラフィ装置は、基板Ｗに以前に形成されたパターンにパターン付与された放射ビームＢを位置合わせする。

[0013] 放射源ＳＯ、照明システムＩＬ、及び投影システムＰＳはいずれも、外部環境から隔離できるように構築及び配置されてよい。大気圧より低い圧力のガス（例えば水素）が放射源ＳＯに提供されてよい。真空が照明システムＩＬ及び／又は投影システムＰＳに提供されてよい。大気圧よりかなり低い圧力の少量のガス（例えば水素）が照明システムＩＬ及び／又は投影システムＰＳに提供されてよい。

[0014] 図１に示す放射源ＳＯは、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と称されることもある形式のものである。例えばＣＯ２レーザであり得るレーザ１は、レーザビーム２を介して、燃料放出器３から提供されるスズ（Ｓｎ）などの燃料へとエネルギーを付与するように配置される。以下の説明ではスズに言及するが、任意の適切な燃料が使用されてよい。燃料は例えば液体形態をとってよく、例えば金属又は合金であってよい。燃料放出器３は、プラズマ形成領域４に向かう軌道に沿ってスズを例えば液滴の形で誘導するように構成されたノズルを備えてよい。レーザビーム２は、プラズマ形成領域４でスズに入射する。スズへのレーザエネルギーの付与によってプラズマ形成領域４にプラズマ７が生成される。ＥＵＶ放射を含む放射がプラズマ７から、プラズマのイオンの脱励起及び再結合の間に放出される。

[0015] ＥＵＶ放射は、近法線入射放射コレクタ５（より一般的には法線入射放射コレクタと称されることがある）によって集光及び集束される。コレクタ５は、ＥＵＶ放射（例えば１３．５ｎｍなど所望の波長を有するＥＵＶ放射）を反射するように配置された多層構造（以下でさらに説明する）を有してよい。コレクタ５は、２つの楕円焦点を有する楕円構成を有してよい。以下で考察されるように、第１焦点がプラズマ形成領域４にあってよく、第２焦点が中間焦点６にあってよい。

[0016] レーザ１は、放射源ＳＯから分離していてよい。その場合、レーザビーム２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、及び／又は他の光学系を備えるビームデリバリシステム（図示せず）の助けにより、レーザ１から放射源ＳＯへと受け渡されてよい。レーザ１は放射源ＳＯとともに、放射システムと見なすことができる。

[0017] コレクタ５により反射された放射は放射ビームＢを形成する。放射ビームＢは、プラズマ形成領域４の像を形成する点６に集束され、これは照明システムＩＬにとって仮想放射源としての役割を果たす。放射ビームＢが集束される点６は、中間焦点と称されることがある。放射源ＳＯは、中間焦点６が放射源の閉鎖構造９における開口（ビーム出口）８又はその近傍に位置するように配置される。

[0018] 放射ビームＢは放射源ＳＯから、放射ビームを調節するように構成される照明システムＩＬに入る。照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０とファセット瞳ミラーデバイス１１とを含んでよい。ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１は協働して、放射ビームＢに所望の断面形状及び所望の角度分布を提供する。放射ビームＢは、照明システムＩＬを通過し、支持構造ＭＴにより保持されたパターニングデバイスＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡは、放射ビームＢを反射しパターン付与する。照明システムＩＬは、ファセットフィールドミラーデバイス１０及びファセット瞳ミラーデバイス１１に加えて又はこれに代わる、他のミラー又はデバイスを含んでよい。ファセットフィールドミラーデバイス１０、ファセット瞳ミラーデバイス１１及び照明システムの他のリフレクタは、以下でさらに説明される多層構造を有してよい。

[0019] パターニングデバイスＭＡでの反射に続いて、パターン付与された放射ビームＢは投影システムＰＳに進入する。パターニングデバイスは、以下でさらに説明される多層構造を有するリフレクタを備えてよい。投影システムは、放射ビームＢを基板テーブルＷＴにより保持された基板Ｗ上に投影するように構成された複数のミラーを備える。投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡ上の対応するフィーチャより小さいフィーチャを有する像を形成するように放射ビームに縮小係数を適用してよい。例えば縮小係数４が適用されてよい。投影システムＰＳは図１において２つのミラーを有しているが、投影システムは任意の数のミラー（例えば６つのミラー）を含んでよい。ミラー、及び投影システムＰＳの任意の他のリフレクタは、以下でさらに説明される多層構造を有してよい。

[0020] 図１に示す放射源ＳＯは、図示されていないコンポーネントを含んでよい。放射源に例えばスペクトルフィルタが設けられてよい。スペクトルフィルタは、ＥＵＶ放射に関して実質的に透過性を有するが、赤外線放射などの他の放射の波長をブロックしてよい。

[0021] 図２は、放射源ＳＯをより詳細に示している。放射源ＳＯは、以上で特定したコンポーネントの他に、デブリ軽減システム２０と温度制御システム３００とを備える。デブリ軽減システム２０は、放射源ＳＯの閉鎖構造９（真空チャンバとも称される）内に配置された様々なコンポーネントを備える。デブリ軽減システム２０の関連コンポーネントには、熱伝導流体を循環させるための導管３０１が設けられる。導管３０１は、大部分が真空チャンバ９の外側に位置する温度制御システム３００に接続される。特に、バルブやポンプなどの温度制御システムの全ての能動的制御デバイスは、真空チャンバ９の外側に位置する。

[0022] 温度制御システム３００は、デブリ軽減システム２０の各コンポーネントを加熱又は冷却するために熱伝導流体を選択的に加熱又は冷却するように構成される。放射源が動作しているとき、デブリ軽減システムの一部のコンポーネントは、プラズマ７を励起するのに使用されるエネルギーをビーム出口８から出ていく有用なＥＵＶ放射に変換する効率がかなり低いために高い熱負荷を受ける。したがって、放射源が動作している間、デブリ軽減システムの各種コンポーネントは冷却し続ける必要がある。以下でさらに考察されるように、デブリ軽減システム２０のコンポーネントの中には燃料（例えばスズ）の融点未満の温度に冷却するのが望ましいコンポーネントがある一方、燃料の融点より高い温度に維持するのが望ましいコンポーネントもある。

[0023] デブリ軽減システム２０の各種コンポーネントにはデブリが堆積するため、放射システム２０のこのようなコンポーネントは、堆積した燃料を融解して流出させる（drain away）ことができるように、定期的に燃料の融点より高い温度に加熱される。放射源はこの間は動作していないため、デブリ軽減システム２０のコンポーネントの温度を十分に上げるためにかなりの熱注入が必要になる可能性がある。

[0024] 一般に、デブリ軽減システム２０の最大のコンポーネントは、コレクタ５からビーム出口８までの放射経路の周囲に円錐状に設置された一セットの羽根２１である。羽根２１は、プラズマ７から排出されたデブリの大部分を収集し、そこからのデブリの飛散を最小限に抑えるように構成される。

[0025] デブリ軽減システム２０はまた、羽根２１を流れ落ちる液体燃料を収集するために配置されたデブリバケット２２と、液滴生成器３が放出した液滴の軌道上のプラズマ形成位置４の後ろに配置された液滴キャッチャ２３とを備える。液滴生成器３とプラズマ形成位置４との間の液滴の軌道を保護する側板２４もある。プラズマ形成位置４とビーム出口８の間の放射源の光軸の真上に、微粒子デブリがプラズマ７からビーム出口８に直接移動するのを防ぐためのオブスキュレーション部材２６（水平オブスキュレーションバーと称されることもある）が配置される。オブスキュレーション部材２６は、１つの羽根２１から突出する支柱により支持されたディスクを備えてよい。真空チャンバ９からガスを抽出し、抽出したガスからデブリを除去する排出スクラバ２７を設ける。真空チャンバの上部は、中間焦点を密着包囲し、ビーム出口８を画定する円錐部９Ａとキャップ９Ｂとを備える。

[0026] 前述のように、羽根２１は、使用時に最も多くの燃料デブリを受け止め、燃料デブリがその上で固化し、結果としてリソグラフィ装置内での循環を許容せず収集されるように冷却される。したがって、固体燃料は非常に短時間で羽根上に堆積する可能性があり、羽根上の固化した燃料の成長の形態を制御するために羽根２１の温度を制御することが望ましい。燃料がスズである場合、羽根２１の温度が低すぎる、例えば約１５０℃である場合、堆積するスズはスズウールを形成する。スズウールは細かいスズ繊維を含む比較的低密度のスズの形態である。したがって、スズウールの形態でのスズの堆積物は、スズがよりコンパクトな形態で堆積した場合よりもさらに羽根から突出する。したがって、スズウールがコレクタ５からビーム出口８への有用な放射ビームを妨害するリスクがある。

[0027] デブリ軽減システムのコンポーネント、特に羽根の温度はまた、他の望ましくない現象、例えばスズスピッティング及びスズの滴下に影響を与える。スズスピッティングは、表面上の溶融スズが真空チャンバ内に存在する水素と反応したときに起こり、結果としてスズ粒子が真空チャンバ内に放出され、ビームからのエネルギーを吸収したり、リソグラフィ装置の他の部分に進入したりする恐れがある。スズの滴下は、大量の溶融スズが堆積し表面から分離したときに起こる。この結果、スズの大きな滴がコレクタ５に落下して、その反射性を低減させる恐れがある。デブリ軽減システムのコンポーネントの既知の冷却システムは、依然としていくつかのコンポーネントにわたる大きい温度勾配をもたらす恐れがあり、その結果、コンポーネントの温度を十分に制御して望ましくない現象を低減させることが困難になる。

[0028] 図２に示すように、本発明の実施形態に係る温度制御システム３００は、デブリ軽減システム２０の関連コンポーネント内に設けられた導管３０１に熱伝導流体、この場には水を循環させる。ある実施形態では、温度調節システム３００は、デブリ軽減システム２０の次のコンポーネント、すなわち羽根２１、側板２４、スクラバ２７、デブリバケット２２、液滴キャッチャ２３、中間焦点キャップ９Ｂ、下部コーン２８、液滴生成器３及び熱シールド２９のうちの一部又は全てに熱伝導流体を循環させるように構成される。

[0029] 図２の実施形態では、温度制御システム３００は、２つの高圧水回路３１０ａ、３１０ｂを備える。一部の例では単一の回路を使用することができ、他の例では３つ以上の回路が望ましいこともある。

[0030] 高圧水回路３１０ａは、羽根２１、オブスキュレーション２６及びスクラバ２７の温度を制御するように構成される。必要に応じて水を加熱する電気ヒータ３０２が設けられる一方、必要な場合に循環水を冷却する熱交換器３０６が使用される。熱交換器３０６は、リソグラフィ装置の他の部分を冷却するために使用される主水供給部３２０に接続される。還流水を熱交換器３０６に送るかどうかを制御するのにバルブ３０４が使用される。水を循環させ、回路内を適切な圧力に維持して水の沸騰を防ぐポンプ３０５を高圧水回路３１０ａに設ける。圧力の関数である水の沸騰温度のグラフである図３から、高圧水回路３１０内の圧力を約５０バールに維持することによって、水が沸騰するリスクを伴わずに水を２００～２５０℃の範囲内の温度で循環できることを確実にできることが分かる。

[0031] また、デブリ軽減システム２０の関連コンポーネントを急速に冷却したい場合に、例えば約２２℃の冷水を主水供給部３２０から高圧水回路３１０ａに提供できるように、制御バルブ３０３、３３２及び３３１を設ける。

[0032] この実施形態の第２の高圧水回路３１０ｂは、液滴生成器３、デブリバケット２２及び液滴キャッチャ２３の温度を制御するように構成される。これらのコンポーネントは、望ましくは燃料の融点より高く、第１の高圧水回路３１０ａを使用して温度制御される羽根２１及びオブスキュレーション部材２６よりも高い温度に維持される。第２の高圧水回路３１０ｂは、必要に応じて水を加熱する電気ヒータ３１１と、主水供給部３２０からの水と熱交換を行うことによって必要な場合に水を冷却する熱交換器３１６とを備える。回路内の水の流れを制御し、適切な圧力に維持するように流量制御バルブ３１３及びポンプ３１４が機能する。第１の高圧水回路３１０ａと同様に、急速に冷却したい場合に、主供給部３２０からの冷水を回路に直接誘導できるようにするバルブ３１２及び３１５を設ける。

[0033] 燃料としてスズを使用する本発明のある実施形態では、第１の回路３１０ａは、デブリ軽減システム２０の関連コンポーネントを約２００℃に維持するように構成される。したがって、導管３０１に水が２００℃で供給される。羽根２１及びオブスキュレーション部材２６などのコンポーネントは放射源が動作しているときに高い熱負荷を受けるため、導管３０１からの還流水は温度が上昇している可能性がある。約１０～５０ｌｐｍの流量を維持することによって、還流水の温度が約２１０℃より高くならないことを保証することができる。代替的な燃料が使用される場合は異なる温度範囲が適用されてよく、ソースの出力及び変換効率に応じて異なる流量が適切であってよい。羽根２１及び水平オブスキュレーションバー２６から堆積した燃料を除去したい場合は、導管３０１に進入した水が、堆積したスズを融解するためにより高い温度、例えば約２５０℃に加熱される。

[0034] 第２の高圧水回路３１０ｂでは、導管３０１に約２５０℃の温度で水が供給されるように関連コンポーネントを燃料の融点よりも高い温度に維持することが望ましい。水は液滴キャッチャ３などのコンポーネントを加熱することを目的とするため、回路を流れると水の温度低下が起こる。約１０～５０ｌｐｍの範囲内に流量を維持することによって、還流液の温度があまり下がらないこと、例えば約２４５℃以上を保証しながら関連コンポーネントに十分な熱を伝達することができる。

[0035] 本発明のこの実施形態は、従来技術のシステムと比べて多くの利点を提供する。高圧水回路を使用して温度を制御することによって、温度勾配の優れた制御を達成し、温度設定点を容易に変更することが可能である。加熱時間及び冷却時間を短縮することによって装置のスループットを改善することができる。本発明の実施形態は、全ての関連制御手段及び能動コンポーネントを真空チャンバの外側に配置できるため容易に修理可能である。交換や修理を必要とする可能性がある部品を真空チャンバ内に配置する必要がない。デブリ管理システムのコンポーネントの加熱と冷却の両方に同じ流体を使用することによって、システム全体がかなり簡素化され、必要なコンポーネントの数が少なくなる。上記の構成はまた、電力使用の点で効率的である。

[0036] 上記の本発明の実施形態では、熱伝導流体として、水の代わりに油などの別の液体を使用することができることに留意されたい。しかしながら、熱容量が高く、例えば油よりも安全性の問題が少ないため水が望ましい。

[0037] 本発明に係る放射源の別の実施形態が図４に示されている。図４の放射源の部品のうち、特にデブリ軽減システムに関連する先の実施形態におけるのと同じものは、同様の参照符号によって示され、簡単にするために本明細書ではこれ以上説明されない。図４の放射源ＳＯは、図１に示したようなリソグラフィ装置とともに使用することができる。

[0038] 図４の放射源ＳＯでは、熱伝導流体として加熱したガス、例えば空気が使用される。本発明の実施形態では、加熱した空気は、装置の周囲の環境から供給される大気又は人口空気であってよい。図２の実施形態と同様に、熱伝導流体、この場合にはガスがデブリ軽減システム２０のコンポーネント内に設けられた導管４０１を通して導かれる。これによって、製造及び動作の簡素化という第１の実施形態におけるのと同じ優位性が達成される。

[0039] 図４の実施形態の温度調節システム４００は、マニホールドに加圧空気を供給するファン４０７を備え、デブリ軽減システム２０の各コンポーネントの導管４０１に向かうマニホールドからのガス流が制御バルブ４０８ａ、４０８ｂ、４０８ｃによって制御される。導管４０１に向かって流れるガスは、初めに導管４０１から帰還してくるガスから熱を回収する熱交換器４０６によって加熱される。次に、必要に応じて、特に加熱段階においてガスをさらに加熱するように制御された電気ヒータ４０２を通過する。導管４０１を流れたガスは１つの帰還路にまとめられる。帰還路は、システムから熱を除去したい場合はガスが冷却器４０３を通過できるように、又は例えば加熱段階においては冷却器４０３を迂回するバイパスチャネル４０５を通過できるように構成される。帰還ガスが冷却器４０３を流れるかバイパスチャネル４０５を流れるかを制御する制御バルブ４０４が設けられる。その後、帰還ガスは熱交換器４０６を通過して、導管４０１に向かって流れるガスに熱を引き渡す。そして帰還ガスはポンプ４０７によって再循環される。

[0040] 熱交換器４０６を設け、ポンプ４０７及び制御バルブ４０８ａ～４０８ｃを熱交換器４０６の低温側に配置することによって、温度上昇に耐えることができるポンプ及びバルブを設ける必要がなく、したがって、システムの保守性及びコストが改善される。

[0041] この実施形態において温度を制御可能なデブリ軽減システムのコンポーネントには、下部コーン、オブスキュレーション部材、スクラバ、羽根２１、熱シールド、デブリバケット及び液滴キャッチャが含まれる。分かりやすくするために、図４にはこれらのコンポーネントの全てが示されているわけではない。羽根２１などのより大きいコンポーネントについては、均一な熱流を確保するために必要に応じて複数の導管４０１を並列に設けてよい。独立した回路の数は、所要の熱流及び所望の設定点に従って異なる可能性がある。１つのヒータ４０２を設けるだけでなく、各流路に別々のヒータを設けることができる。必要なら、異なる回路からの帰還流路を熱交換器４０６の後ろで結合することができる。

[0042] 空気などのガスは、図２の実施形態で使用された水と比較して熱容量が比較的低いことを考慮して、より高い流量が必要となる可能性がある。ある実施形態では、ガスの総流量は約１０００～３０００ｓｌｍであってよい。このような流量を得るためには大きなポンプや多くのポンプが必要となる可能性があり、したがって、このようなポンプを例えば製造工場のサブフロアの、リソグラフィ装置から離れた場所に配置することが望ましい可能性がある。このような場所は、ポンプからリソグラフィ装置への振動の伝達を低減する点で有利である。

[0043] 図５は、キャップと称されることもある上部コーン９ｂの温度を制御するための構成を示している。上部コーン９ｂは、放射源の出口開口を取り囲み、プラズマ及び励起レーザビームからかなりの熱負荷ＨＬを受ける。したがって、スズの堆積を制御するために同時に温度を制御しながら上部コーン９ｂから熱を除去することが必要である。温度制御は、フィードバック制御又はフィードフォワード制御又はその両方の組み合わせに基づくことができる。フィードフォワード制御は、リソグラフィ装置の動作状態、例えば露光が進行中であるかどうかに基づくことができる。ある実施形態では、上部コーンの温度を約２００℃の目標温度に制御したり、約６００℃の目標温度に制御したりすることが望ましい。

[0044] 本発明のある実施形態では、上部コーン９ｂの少なくとも一部は、一緒になってその間にギャップ９９を画定する２つの層、すなわち内層９６１及び外層９６２から構築される。ギャップ内のガスの圧力を制御することによって２層構造を横切る熱伝導を制御する温度制御システム９００が配置される。温度制御システム９００は、質量流量コントローラ９０２を介してギャップ９９に接続されるガス供給部９０１を備える。質量流量コントローラ９０２は、目標質量流量を満たすために、制御可能バルブ及び質量流量計を、バルブの開口度を制御するコントローラとともに備えてよい。圧力温度センサ９０３がギャップ９９内のガスの圧力及び温度を測定し、コントローラ９０４、例えばＰＩＤコントローラに接続される。コントローラ９０４は、ギャップ９９内の所望のガスの圧力及び温度を達成するように質量流量コントローラ９０２に対する設定点を提供する。

[0045] 必要なときにギャップ９９からガスを除去するために、ギャップ９９には計測バルブ９０６を介して真空ポンプ９０５も接続される。ギャップ９９から除去されたガスは装置の主排出部９０８に送られる。等価起動時に使用されるバイパスバルブ９０７が設けられてよい。

[0046] ある実施形態では、ギャップ９９は真空チャンバ９の内部から完全には密閉されていない。したがって、ギャップ９９と真空チャンバ９の主部との間でガス交換ＧＥが行われることになる。多くの場合、ギャップ９９から主真空チャンバ９の内部への正味のガス流が生じることになり、その結果、ギャップ９９内の圧力を所望のレベルに維持するのにガス流の平衡化が必要になる。一方、他の実施形態では、ギャップ９９は、ギャップ９９内の圧力を上昇させたいときにのみガスの流入が必要な場合に効果的に完全密閉されてよい。ギャップ９９を通過する流れを維持することによって、ガス圧をより高速に制御できる可能性がある。

[0047] ギャップ９９を横切る熱流は、ギャップ９９内のガスの圧力に依存する。本発明のある実施形態では、ギャップ９９内のガスの圧力は０．０１Ｐａ～５００Ｐａの範囲内に維持される。望ましくは、ギャップ内のガスは、すべり流領域（slip flow regime）にある。ある実施形態では、ギャップ内のガスのクヌーセン数は約１以上である。クヌーセン数が約１以上である場合、ギャップ通過熱伝導は圧力に強く依存する。外層９６２は、例えば水性温度調節システムによって比較的低い温度に維持され、その結果、真空チャンバの内部は、チャンバ内の熱源とギャップ９９を横切る熱伝導のバランスをとることによって所望の温度に維持される。本発明のある実施形態では、ギャップ９９の幅は３ｍｍであり、その結果、クヌーセン数を計算するのに使用される代表的な物理的長さスケールＬが約６ｍｍとなる。ギャップの幅は、約１ｍｍ～１０ｍｍ、望ましくは２ｍｍ～５ｍｍであってよい。ガスが水素である場合は、３ｍｍギャップのクヌーセン数は、約１０Ｐａの圧力及び２００℃、並びに約２０Ｐａの圧力及び６５０℃で１より大きくなる。本発明のある実施形態において、ギャップ内のガスに水素を使用することは都合がよい可能性がある。なぜなら水素はプラズマデブリを軽減するための装置の一部である真空チャンバ９内に既に存在しているからである。しかしながら、窒素、ヘリウム、アルゴン及びネオン又はこれらの混合物のような不活性ガスなどの他のガスを使用することもできる。

[0048] 図６から図８は、本発明のある実施形態に係るエンドキャップ９ｂの一例を示している。上部コーン９ｂは、例えばアルミニウムで作られており、（プラズマに面する）内層９６１の内部表面とギャップ９９を画定する表面とに銅又はモリブデンコーティングが設けられてよい。内層９６１及び外層９６２は、その間の空間がギャップ９９を形成する入れ子式のコーンとして構築することができる。エンドプレート９６４及び９６５はギャップを密閉するために設けられる。エンドプレート９６４、９６５は、インコネルなどのニッケルクロム基合金で形成することができる。ギャップ９９を画定する表面上の銅又はモリブデンコーティングには２つの利点がある。１つ目は水素脆化に耐性があることであり、２つ目はギャップを横切る熱伝導がギャップ内のガスの圧力によってより適切に制御されるように低い放射率を有することである。

[0049] 上部コーン９ｂはまた、アルミニウム、モリブデン、タングステン、スチール、銅、ニッケル及びこれらの混合物などの金属から、又は窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、グラファイト及び石英などの非金属から構築することができる。

[0050] 図９及び１０は、エンドキャップ９ｂの代替的な構造を示している。図９及び１０の実施形態では、内層９６１’及び外層９６２’には、相補的な羽根９８のセットが設けられる。交互配置された羽根９８は、依然としてギャップを所望の数ｍｍ、例えば１ｍｍ～１０ｍｍの厚さに維持しながら、ギャップ９９を横切る熱伝導を増加させるようにギャップ９９の面積を増大させる効果を有する。図９は、エンドシールプレートを取り外したエンドキャップ９ｂの端面図を示し、図１０は内層９６１のみを示す。羽根９８は、内側及び外側部品が一体形成される場合、上部コーン９ｂにより形成されるコーンの軸を含む平面に延在して組み立てを支援することが分かる。羽根の代替的な構成は、上部コーンの２つの部品自体がより小さい部品から組み立てられる場合に使用することができる。

[0051] 交互配置された羽根があることによって、ギャップ内のガス流を遅らせることができる。ギャップ内の圧力の均一性を改善するために、ギャップの周囲に間隔を置いて配置された複数のガスインレット及び／又はアウトレットを設けることができる。代替的又は付加的に、ギャップ周囲のガス流を支援する１つ以上の円周溝又は開口を設けることができる。

[0052] ある実施形態では、ギャップ９９は複数のセグメントに分割され、セグメント内のガスの圧力を独立に制御することができる。ギャップは、リングを形成するように軸方向にセグメント化することも、セクターを形成するように円周方向にセグメント化することもできる。真空チャンバ壁の隣接する部分から第１の壁層を隔絶する熱バリアを設けることができる。

[0053] 必要に応じてコーン内部にヒータを設けて、他の熱源が不十分である場合に真空チャンバを高温に維持できる可能性がある。

[0054] 本実施形態は、他のシステムでは達成不可能な、高温での真空チャンバの制御を可能にする。本実施形態は、例えばバルブ及びポンプなどの修理を必要とする可能性がある全てのコンポーネントを真空チャンバの外側に配置するという利点を有する。これによって、修理が必要な場合に真空を破壊する必要がなくなる。

[0055] ある実施形態では、本発明の放射源はマスク検査装置の一部を形成してよい。マスク検査装置は、ＥＵＶ放射を使用してマスクを照明し、結像センサを使用してマスクから反射した放射をモニタすることができる。結像センサが受け取った像は、マスクに欠陥があるか否かを決定するのに使用される。マスク検査装置は、結像センサにおけるマスクの像を解析し、その解析からマスクに欠陥があるかどうかを決定するように構成されたプロセッサを備えてよい。プロセッサはさらに、マスクがリソグラフィ装置で使用されるとき、検出したマスク欠陥が基板上に投影された像に許容できない欠陥を生じさせるかどうかを決定するように構成されてよい。

[0056] ある実施形態では、本発明の放射源はメトロロジ装置の一部を形成してよい。メトロロジ装置は、基板上のレジストに形成された投影パターンの基板上に既に存在しているパターンに対するアライメントを測定するのに使用されてよい。この相対アライメントの測定はオーバーレイと称されることがある。メトロロジ装置は、ターゲットのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を測定するのに使用されてよい。メトロロジ装置は、例えばリソグラフィ装置にすぐ隣接して配置されてよく、基板（及びレジスト）が処理される前にオーバーレイ及び／又はＣＤを測定するのに使用されてよい。メトロロジ装置は解像度を上げるためにＥＵＶ放射を使用することができる。

[0057] 本明細書ではリソグラフィ装置に関連して本発明の実施形態について具体的な言及がなされているが、本発明の実施形態はその他の装置に使用することもできる。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、又はウェーハ（又はその他の基板）或いはマスク（又はその他のパターニングデバイス）などのオブジェクトを測定又は処理する任意の装置の一部を形成してよい。これらの装置は一般にリソグラフィツールと称されることがある。このようなリソグラフィツールは、真空条件又は周囲（非真空）条件を使用することができる。

[0058] 「ＥＵＶ放射」という用語は、５～２０ｎｍの範囲内、例えば１３～１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含するものと見なしてよい。ＥＵＶ放射は、１０ｎｍ未満、例えば６．７ｎｍ又は６．８ｎｍなどの５～１０ｎｍの範囲内の波長を有してよい。

[0059] 説明した放射源はレーザ生成プラズマＬＰＰ源であるが、本発明は他のタイプの放射源に適用されてもよい。例えばＥＵＶ放出プラズマは、放電を使用して燃料（例えばスズ）をプラズマ状態に変換することによって生成することができる。このタイプの放射源は放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源と称されることがある。放電は、放射源の一部を形成し得る、又は放射源ＳＯに電気的接続を介して接続された独立エンティティであり得る電源によって生成することができる。

[0060] 本明細書ではＩＣの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、本明細書に記載されているリソグラフィ装置はその他の適用例も可能であることを理解されたい。可能なその他の適用例には、集積光学システム、磁気ドメインメモリのためのガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ（ＬＥＤ又はＯＬＥＤディスプレイ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造が含まれる。

[0061] 本発明の特定の実施形態について上記で説明してきたが、本発明は上記以外に実施可能であることは理解されるであろう。上記の説明は、限定ではなく例示を目的としている。したがって、以下に明記されている特許請求の範囲の範囲を逸脱せずに上記のように本発明に対して変更を行うことが可能であることは当業者に明らかであろう。本発明の他の態様は、番号付き条項に記載されている。
［条項１］
間にギャップが画定される第１の壁層と第２の壁層とを備え、前記第１の壁層が熱源に曝され、前記第２の壁層が冷却源に曝された真空チャンバ壁と、
前記ギャップに接続され、前記ギャップにガスを供給するように構成されたガス供給デバイスと、
前記ガス供給デバイスに接続され、前記真空チャンバ壁を横切る熱流を制御するように前記ギャップ内の前記ガスの圧力を制御するように構成されたコントローラと、
を備えた真空チャンバ。
［条項２］
前記コントローラが、前記ギャップ内の前記ガスの圧力を０．０１Ｐａから５００Ｐａの範囲内に制御するように構成される、条項１に記載の真空チャンバ。
［条項３］
前記ギャップが、１から１０ｍｍ、望ましくは２から５ｍｍの範囲内の幅を有する、条項１又は２に記載の真空チャンバ。
［条項４］
前記ガス供給デバイスが、水素、ヘリウム、窒素、アルゴン、及びこれらの混合物から構成される群から選択されたガスを供給するように構成される、条項１、２又は３のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項５］
前記第１の壁層及び／又は前記第２の壁層が、アルミニウム、モリブデン、タングステン、スチール、銅、ニッケル及びこれらの混合物から構成される群から選択された材料から作られる、条項１から４のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項６］
前記第１の壁層及び／又は前記第２の壁層が、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、グラファイト、及び石英から構成される群から選択された材料から作られる、条項１から４のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項７］
前記第１の壁層及び／又は前記第２の壁層が、前記ギャップを画定する表面上に複数の羽根を有する、条項１から６のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項８］
前記第１の壁層及び／又は前記第２の壁層が、少なくとも１つの羽根を横切る溝を有する、条項７に記載の真空チャンバ。
［条項９］
前記ギャップが複数のセクションに分割され、前記コントローラが前記ガスの圧力をセクションごとに独立に制御するように構成される、条項１から８のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項１０］
前記ガス供給デバイスが、前記ギャップへの前記ガスの流入を制御するバルブを備え、前記コントローラが前記バルブを制御するように構成される、条項１から９のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項１１］
前記ギャップに接続され、前記ギャップからガスを抽出するように構成された真空ポンプをさらに備え、前記コントローラが前記真空ポンプを制御するように構成される、条項１から１０のいずれか一項に記載の真空チャンバ。
［条項１２］
前記第１の壁層を前記真空チャンバ壁の隣接部から隔絶する熱バリアをさらに備えた、条項１から１１のいずれか一項に記載の真空チャンバ。

Claims (14)

1. 燃料を供給するように構成された燃料供給デバイスと、
   前記燃料をプラズマに励起するように構成された励起デバイスと、
   前記プラズマにより放出された放射を収集し、前記放射をビーム出口に誘導するように構成されたコレクタと、
   前記プラズマにより生成されたデブリを収集するように構成され、その中を通過する導管を有する１つ以上のコンポーネントを有するデブリ軽減システムと、
   前記導管中を循環する熱伝導流体を選択的に加熱又は冷却することによって、前記コンポーネントの１つ以上の温度を選択的に上昇又は低下させるように構成された温度制御システムと、
   を備え、
   前記温度制御システムが、前記燃料の融点より低い第１の温度に前記コンポーネントの１つ以上を冷却する第１のモードで動作可能であり、前記燃料の融点より高い第２の温度に前記コンポーネントの１つ以上を加熱する第２のモードで動作可能である、
   放射源。
2. 前記熱伝導流体が水を含む、請求項１に記載の放射源。
3. 前記熱伝導流体が、大気圧より高い圧力である、請求項２に記載の放射源。
4. 前記熱伝導流体が、本質的に空気、人口空気、又は窒素から構成される、請求項１に記載の放射源。
5. 前記温度制御システムが、前記コンポーネントの１つ以上から戻ってくる熱伝導流体から前記コンポーネントの１つ以上に向かっていく熱伝導流体に熱を伝達するように構成された熱交換器を備える、請求項４に記載の放射源。
6. 前記温度制御システムが、前記熱交換器の低温側に能動的流れ制御デバイスを備える、請求項５に記載の放射源。
7. 前記コレクタ及び前記デブリ軽減システムを取り囲む真空チャンバをさらに備え、前記温度制御システムの全ての能動的流れ制御デバイスが前記真空チャンバの外側にある、請求項１から６のいずれか一項に記載の放射源。
8. 前記コンポーネントの１つ以上が、放射源チャンバ壁と、オブスキュレーション部材と、スクラバと、羽根と、熱シールドと、燃料供給軌道のための側板と、液滴キャッチャと、デブリバケットとから構成される群から選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の放射源。
9. 前記デブリ軽減システムが、それぞれがその中を通過する導管を有する複数のコンポーネントを備え、前記温度制御システムが、前記熱伝導流体を各コンポーネントに循環させるように構成された複数の独立制御可能な回路を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の放射源。
10. 前記複数の独立制御可能な回路が、第１のコンポーネントのセットを前記燃料の融点より低い温度に維持し、第２のコンポーネントのセットを前記燃料の融点より高い温度に維持するように構成された第１の回路を備える、請求項９に記載の放射源。
11. 前記デブリ軽減システムが、それぞれがその中を通過する導管を有する複数のコンポーネントを備え、前記温度制御システムが、前記熱伝導流体を前記複数のコンポーネントに順次循環させるように構成された回路を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の放射源。
12. 前記燃料供給デバイスが、前記燃料としてスズの液滴を供給するように構成された液滴生成器を備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の放射源。
13. 前記励起源がレーザを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の放射源。
14. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の放射源と、
    パターニングデバイスを前記放射源からの放射で照明するように構成された照明システムと、
    前記パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するように配置された投影システムと、
    を備えたリソグラフィ装置。
    
    

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