【手続補正書】
【提出日】平成17年1月6日(2005.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  透明構造を持つ真空チャンバー壁を有する照明システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】  照明システムであって、
放射線のビームを発生させるように構築された放射線源と、
チャンネル構造が組み込まれたチャンバー壁により分離された2つの真空チャンバーであって、前記チャンネル構造は前記真空チャンバーの一方から他方へ前記放射線を通過させるよう前記放射線の伝播方向にほぼ平行になった壁により分離された隣接した狭いチャンネルを有し、前記伝播方向は前記照明システムの光学軸にほぼ沿う、当該2つの真空チャンバーと、を有する照明システムにおいて、
前記チャンネルの幅が発散又は収束する放射線のビームの通過にそれぞれ従って、前記光学軸に沿って増加又は減少することを特徴とする照明システム。
【請求項２】  前記チャンネル構造がハニカム構造を有することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】  前記光学軸に垂直な半径方向の前記チャンネルの断面寸法が、前記光学軸の周りの接線方向の前記チャンネルの他の断面寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項４】  前記接線系方向の前記幅が0.1〜2mmの範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】  前記接線系方向の前記幅が0.2〜0.7mmの範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の照明システム。
【請求項６】  前記半径方向の前記幅が5〜50mmの範囲にあることを特徴とする請求項３、４又は５に記載の照明システム。
【請求項７】  前記半径方向の前記幅が10〜30mmの範囲にあることを特徴とする請求項３、４又は５に記載の照明システム。
【請求項８】  前記チャンネルの長さが5〜70mmの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項９】  前記チャンネルの長さが10〜40mmの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項１０】  前記真空チャンバーの1つに収容された放射線源を更に有する請求項１乃至９のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項１１】  前記放射線源が極紫外線を発生させるためのプラズマ源である請求項１乃至１０のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項１２】  前記放射線源が放電プラズマ源であることを特徴とする請求項１１に記載の照明システム。
【請求項１３】  前記放射線が、波長が0.5〜50nmの範囲にある極紫外線であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項１４】  前記放射線が、波長が5〜20nmの範囲にある極紫外線であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項１５】  前記チャンネル壁が前記の投影ビーム放射線に対して反射性であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか1項に記載の照明システム。
【請求項１６】  前記チャンネル壁がモリブデン層でコーティングされていることを特徴とする請求項１５に記載の照明システム。
【請求項１７】  放射線の投影ビームを供給するように構築され構成された照明システムと、
マスクを保持するよう構築されたマスクテーブルと、
基板を保持するよう構築された基板テーブルと、
マスクの照射された部分を基板のターゲット位置に投影するよう構築され構成された投影システムと、
を有するリソグラフィー投影装置において、
前記照明システムが請求項１乃至１６のいずれか1項に記載のシステムであることを特徴とするリソグラフィー投影装置。
【請求項１８】  基板の少なくとも1つの層にデバイス特徴を有するデバイスを製造する方法であって、当該方法は少なくとも以下の連続ステップ、即ち、
前記基板層に構成されるべきデバイス特徴に対応するパターン特徴を有するマスクパターンを提供するステップと、
照明システムにより前記マスクパターンを照光するステップと、
前記マスクパターンを投影システムにより前記基板にコーティングされたレジスト層に投影するステップと、
前記レジスト層を現像するステップと、
前記レジスト層に構成された前記パターンにより描かれた基板エリアから物質を除去する、又は該基板エリアに物質を加えるステップと、
の少なくとも1組を有する当該方法において、請求項１乃至１７のいずれか1項に記載のシステムが使用されることを特徴とする方法。
【請求項１９】  請求項１８に記載の方法により製造されたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明システムであって、
放射線のビームを発生させるように構築された放射線源と、チャンネル構造が組み込まれたチャンバー壁により分離された2つの真空チャンバーであって、前記チャンネル構造は前記真空チャンバーの一方から他方へ前記放射線を通過させるよう前記放射線の伝播方向にほぼ平行になった壁により分離された隣接した狭いチャンネルを有し、前記伝播方向は前記照明システムの光学軸にほぼ沿う、当該2つの真空チャンバーと、を有する照明システムに関する。
【０００２】
本発明は更に、このような照明システムを有するリソグラフィー投影装置及びこのような装置を用いてデバイスを製造する方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
簡単のため、本装置の投影システムはこれ以降「レンズ」と呼ばれるかもしれないが、この語句は、例えば屈折光学、反射光学及び反射屈折システムを含む多様な投影システムを包含するように広く解釈されるべきである。加えて、第1及び第2オブジェクトテーブルは、それぞれ「マスクテーブル」及び「基板テーブル」と呼ばれるかもしれない。更に、リソグラフィー装置は、2つ以上のマスクテーブル及び/又は2つ以上の基板テーブルを有する種類のものであり得る。このような「多段」装置では追加のテーブルが並行して使用されることが可能であり、これは、1つ以上の段で予備ステップが実行されると同時に1つ以上の他の段が露光用に用いられることができることを意味する。2段(twin stage)リソグラフィー装置は、例えば国際特許出願公開第WO 98/28665号及び第WO 98/40791号で説明されている。
【０００４】
リソグラフィー投影装置は、例えば集積回路(IC)の製造に用いられることができる。このような場合、マスク(レチクル)はICの個々の層に対応する回路パターンを含むことができる。このパターンは、放射線感受性物質(レジスト)の層でコーティングされた基板(シリコンウェーハ)上の(1つ以上のダイを有する)ターゲットエリアに投影されることができる。一般的に単一のウェーハは、1つずつマスクを介して連続的に照射される隣接したターゲットエリアのネットワーク全体を含む。リソグラフィー投影装置の1種では、各ターゲットエリアは、マスクパターン全体に照光することにより1度で露光される。このような装置は一般的にウェーハステッパと呼ばれる。ステップアンドスキャン装置と一般的に呼ばれる他の装置では、各ターゲットエリアは、投影ビームを通じて任意の基準方向(「スキャニング」方向)にマスクパターンを進行的にスキャンしつつ、この方向に平行又は逆平行に基板テーブルを同期的にスキャンすることにより露光される。一般的に、投影システムは拡大係数M(一般的に1より小さい)を持つため、基板テーブルがスキャンされる速度Vは、マスクテーブルがスキャンされる速度のM倍になる。ここで説明されたリソグラフィー装置に関する更なる情報は、国際特許出願公開第WO 97/33205号から収集することができる。
【０００５】
リソグラフィー装置では、基板に投影されることができる特徴の大きさは投影放射線の波長により制限される。より高いデバイス密度の、従ってより高い動作速度の、集積回路を作るためには、より小さな特徴を投影することができることが望ましい。現在のほとんどのリソグラフィー投影装置は水銀ランプ又はエキシマレーザーにより発生する紫外線光を用いるが、約13nmのより短い波長の放射線を用いることが提案されている。このような放射線は、XUV又はEUV放射線とも呼ばれる極紫外線と呼ばれる。XUVは一般的に10分の数ナノメーターから数10ナノメーターまでの範囲を指し、軟X線及び真空紫外線の範囲を併せ持つ。EUVは通常リソグラフィーと組み合わせて用いられ(EUVL)、約5nmから20nmの放射線帯域、つまりXUV範囲の一部をこう呼ぶ。
【０００６】
EUV放射線にとって可能な線源は、例えばレーザによって生成されたプラズマ源、放電プラズマ源、又は電子蓄積リングからのシンクロトロン放射を含む。シンクロトロン放射を用いたリソグラフィー投影装置の概略のデザインは、1993年の「Applied Optics」Vol. 32, No. 24の6920-6929ページのJ.B. Murphy他による「Synchrotron
Radiation Sources and Condensers for Projection X-Ray Lithography」に説明されている。放電プラズマ源を用いた装置は、2000年のProc. SPIE3997の136-156ページのW.Partlo他による「Development of an EUV (13.5 nm) Light Source Employing a Dense
Plasma Focus in Lithium Vapor」に説明されている。
【０００７】
いわゆる「アンジュレータ」及び「ウィグラ」が極紫外線の他の源として提案されている。これらのデバイスでは、例えば蓄積リング中で、高速の、通常相対論的な速度で伝播する電子ビームは、ビーム速度に対して垂直な磁場が生成される一連の領域を横切るようにされる。隣接した領域の磁場の方向は互いに反対であり、このため電子は波状の(undulating)経路をたどる。波状の経路をたどる電子の横加速は、加速の方向に垂直に、つまりずれていない経路の方向に、マックスウェル放射線の放射を生じさせる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
放射線源は、XUV放射線を放射させるためには、上で言及された放電プラズマ放射線源などのガス又は蒸気のかなり高い分圧の使用を必要とするかもしれない。放電プラズマ源では電極間で放電が作られ、これにより生じる部分的にイオン化されたプラズマがXUV範囲の放射線を発生させる。キセノンプラズマは約13.5nmのEUV範囲で放射するため、極めて高温のプラズマはキセノン(Xe)中で作成されることがかなり多い。効率的なEUV生成のためには、放射線源の電極近くにおいて典型的には0.1mbarの圧力が必要とされる。このような幾分高いXe圧を持つことの欠点は、XeガスがEUV放射線を吸収することである。例えば、0.1mbarのXeは、13.5nmの波長を持つEUV放射線を1mで0.3％しか伝導しない。従って、この幾分高いXe圧を、放射線源の周りの限定された領域に封入することが必要である。これを達するため放射線源は、コレクタミラー及び照明光学部品が収容されていることのできる次の真空チャンバーからチャンバー壁により分離された、自身の真空チャンバー中に収容されることができる。しかし、線源によって放射されたEUV放射線を次の真空チャンバーに通過させるためにはEUV放射線に対して透明な開口が必要である。十分なEUV放射線を収集するために必要な壁の大きな開口は、隣の真空チャンバー中に上昇した圧力を生じさせるため、開口はEUV放射線に対して(部分的に)透明な例えば数ミクロン以下の厚さの薄い窓を用いて閉じられるかもしれない。しかし、このような薄い窓は、EUVリソグラフィーに必要な高出力のEUV放射線源からの熱負荷に耐えられない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、リソグラフィー投影装置に特に適した、しかしこれに限らない、上述の問題のない照明システムを提供することである。冒頭段落で規定された照明システムは、前記チャンネルの幅が発散又は収束する放射線のビームの通過にそれぞれ従って、前記光学軸に沿って増加又は減少するということを特徴とする。
【００１０】
チャンネル構造はEUV放射線に対して透明な真空チャンバー壁を構成し、更に、真空チャンバー壁の両側で異なった真空レベルを保つことができるようガス障壁を提示する。
【００１１】
照明システムは、前記チャンネル構造がハニカム構造を有することを更に特徴とすることができる。
【００１２】
好適には本照明システムは、前記光学軸に垂直な半径方向の前記チャンネルの断面寸法が、前記光学軸の周りの接線方向の前記チャンネルの他の断面寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、チャンネル壁は投影ビームに対して反射性である。
【００１４】
この手法は、これらの壁へ入射する線源からの放射線が失われることを防止する。EUV放射線のためのチャンネル構造では、壁はモリブデン層により覆われていてよい。
【００１５】
本発明は更に、
-  放射線の投影ビームを供給するように構築され構成された照明システムと、
-  マスクを保持するよう構築されたマスクテーブルと、
-  基板を保持するよう構築された基板テーブルと、
-  マスクの照射された部分を基板のターゲット位置に投影するよう構築され構成された投影システムと、
を有するリソグラフィー投影装置に関する。本装置は前記照明システムがここで前に説明されたシステムであることを特徴とする。
【００１６】
本発明は更に、基板の少なくとも1つの層にデバイス特徴を有するICなどのデバイスを製造する方法に関し、本方法は少なくとも以下の連続ステップ、即ち：
-  前記基板層に構成されるべきデバイス特徴に対応するパターン特徴を有するマスクパターンを提供するステップと、
-  照明システムにより前記マスクパターンを照光するステップと、
-  前記マスクパターンを投影システムにより前記基板にコーティングされたレジスト層に投影するステップと、
-  前記レジスト層を現像するステップと、
-  前記レジスト層に構成された前記パターンにより描かれた基板エリアから物質を除去する、又は該基板エリアに物質を加えるステップと、
の少なくとも1組を有する。この方法は、前にここで説明された照明システムの使用を特徴とする。
【００１７】
本発明を用いることにより、投影されるビームの強度は増加して投影システムの品質は向上し、この結果改良された方法が得られる。
【００１８】
リソグラフィー投影を用いる製造プロセスでは、マスクのパターンは、放射線感受性物質(レジスト)により少なくとも部分的に被覆された基板に投影される。この投影ステップの前に基板はプライミング、レジストコーティング及びソフトベイクなどの種々の工程を経ることができる。露光後に基板は、露光後ベイク(PEB)、現像、ハードベイク及び投影された特徴の測定/検査などの他の工程に供することができる。この工程のアレーは、デバイス、例えばICの個々の層をパターン形成する基本として用いられる。このようなパターン形成された層は、次に、エッチング、イオン打ち込み(ドーピング)、金属化、酸化、化学的機械的研磨等、種々の工程(全て個々の層を仕上げるために行われる)を経ることができる。幾つかの層が必要とされれば、工程全体又は該工程の変形例が新しい層のそれぞれに対して反復される必要がある。最終的に、デバイスのアレーは基板(ウェーハ)上に存在するようになる。次にこれらのデバイスは、ダイシング又はソーイングなどの技術により互いに分離され、個々の装置はキャリアに搭載されたり、ピンに接続されたりすること等ができるようになる。このようなプロセスに関する更なる情報は、例えばISBN 0-07-067250-4の、1997年の、McGraw Hill Publishing Co.のPeter van Zantによる“Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing”第3版から得ることができる。
【００１９】
以上では本発明による装置の使用についてはICの製造に対して特定の参照がなされたが、このような装置には多くの他の可能なアプリケーションがあるということが明確に理解されるべきである。例えばこれは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の誘導及び検知パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に採用されることができる。当業者はこのような他のアプリケーションとの関連では、本文中の「レチクル」、「ウェーハ」又は「ダイ」という語句の使用はそれぞれ、より一般的な「マスク」、「基板」及び「ターゲットエリア」という語句と交換されるとみなされるべきであることを理解するであろう。
【００２０】
更に、この説明は投影システムに入る放射線のビームをパターン形成するマスクを採用するリソグラフィー装置及び方法に集中しており、「マスク」という語句はリソグラフィー装置及び方法の広い文脈で理解されるべきであるということに気を付けるべきである。「マスク」は、前記放射線のビームをパターン形成する総称的な「パターン形成手段」を一般的に呼んでいると理解されるべきである。ここで採用された「マスク」及び「パターン形成手段」という語句は、入ってくる放射線ビームに、基板のターゲット位置に作成されるべきパターンに対応するパターンを持つ断面を与えるのに用いられることができる手段を広く呼ぶ。「ライトバルブ」という語句もこの文脈で用いられた。一般的に、前記パターンはターゲット位置で作製されたデバイス、例えば集積回路又は他のデバイスの特定の機能層に対応する。「マスクテーブル」という語句は、「パターン形成手段」を保持するためのあらゆる手段と広く理解されるべきである。マスクテーブル上のマスクプレート又はレチクルの他に、このようなパターン形成手段はプログラマブルミラーアレーを含む。このようなデバイスの例は、制御層及び反射界面を有するアドレス可能表面である。このような装置の背景の基本原理は、(例えば)反射表面のアドレスされたエリアは入射光を散乱光として反射し、アドレスされていないエリアは入射光を非散乱光として反射するというものである。適切なフィルタを用いることにより、前記非散乱光は反射ビームからフィルタ除去され、散乱光のみを残すことができる。このように、ビームはアドレス可能な表面のアドレスパターンに基づいてパターン形成される。必要とされるマトリックスアドレス指定は適切な電子的手段を用いて実行されることができる。このようなミラーアレーに関して、例えば米国特許第US 5,296,891号及び米国特許第US 5,523,193号から更なる情報が収集されることができる。他のパターン形成手段はプログラマブルLCDアレーであり、これは米国特許第US 5,229,872号に説明された実施例である。
【００２１】
本発明及び付随の利点は、例示的実施例及び添付の概略図面の助けと共に更に説明され、該図面中では同様の参照番号は同様の部分を示す。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるリソグラフィー投影装置を概略的に描く。本装置は、
EUV放射線の投影ビームPBを供給する放射システムLA及びILと、
マスクMA(例えばレクチル)を保持するための第1オブジェクト(マスク)ホルダを備えると共に、要素PLに関して前記マスクを正確に位置決めするための第1位置決め手段PMと接続された、第1オブジェクトテーブル(マスクテーブル)MTと、
基板W(例えばレジストコートシリコンウェーハ)を保持するための第2オブジェクト(基板)ホルダを備えると共に、要素PLに関して前記基板を正確に位置決めするための第2位置決め手段PWと接続された、第2オブジェクトテーブル(基板テーブル)WTと、
前記基板Wのターゲット位置C(ダイ)に前記マスクMAの照射された位置を投影するための投影システム(「レンズ」)PL(例えば屈折、反射屈折又は反射システム)と、を有する。
【００２３】
図１に示される装置は、反射型である(つまり、反射マスクを有する)。しかし、一般的には例えば透過型であってもよい。
【００２４】
放射システムは、放射線のビームを生じる放電プラズマソースLAを有する。このビームは、得られるビームPBが投影システム及びマスクの入口瞳において所望の形状及び強度分布の照明を与えるような手法で収集されるように、照明システム(「レンズ」)ILに含まれる種々の光学部品に通過させられる。
【００２５】
引き続いてビームPBはマスクMAに衝突する。このマスクはマスクテーブルMTに備えられるマスクホルダにより保持される。マスクMAにより選択的に反射された結果、ビームPBはレンズPLを通過する。このレンズは基板WのターゲットエリアCにビームPBの焦点を合わせる。干渉変位測定手段IF及び位置決め手段PWの助けを借りて、基板テーブルWTは、例えばビームPBの経路内に異なったターゲットエリアCを位置決めするように正確に移動されることができる。同様に、位置決め手段PM及び干渉変位測定手段IFは、ビームPBの経路に関してマスクMAを正確に位置決めするのに使用されることができる。一般的に、オブジェクトテーブルMT及びWTの移動はロングストロークモジュール (粗い位置決め)及びショートストロークモジュール(精密な位置決め)の助けにより実現されるが、これらは図１には明記されてはいない。
【００２６】
描かれた装置は2つの異なったモードで使用されることができる。
【００２７】
ステップモードでは、マスクテーブルMTは基本的には固定されており、マスクイメージ全体が1回(単一の「フラッシュ」)でターゲットエリアCに投影される。次に、異なったターゲットエリアCがビームPBにより照射されることができるように基板テーブルWTはX及び/又はY方向に移動される。
【００２８】
スキャンモードでは、任意のターゲットエリアCが単一の「フラッシュ」で露光されない以外は基本的には同一のシナリオが当てはまる。代わりに、マスクテーブルMTは、投影ビームPBがマスクパターンをスキャンするように速度vで任意の方向(いわゆる「スキャン方向」つまりY方向)に移動可能である。平行して、基板テーブルWTは同一又は反対の方向に速度V=Mvで同時に移動され、ここでMはレンズPLの拡大率(典型的にはM=1/4又は1/5)である。この手法で、解像度で妥協する必要なく比較的大きなターゲットエリアCが露光されることができる。
【００２９】
図２は図１のリソグラフィー装置の種々の真空チャンバーを描写し、図１に示される種々の部分は図２に示される種々のチャンバーに位置する。これら真空チャンバーは、1つの真空チャンバーから次の真空チャンバーへ放射線PBの投影ビームを通過させるための開口が存在する壁により分離されている。図２では線源LAを収容する線源チャンバー10と、コレクタミラー及び照明光学部品を収容する照明光学部品ボックス20と、マスクテーブル及びマスクMAを収容するチャンバー30と、投影システムを収容する投影光学部品ボックス40と、基板テーブル及び基板Wを収容するチャンバー50と、を識別することができる。種々の真空チャンバーで異なった真空レベルが保たれる。反射光学部品を清潔に保つために光学部品ボックスは最高の真空レベルを必要とする。
【００３０】
本装置は放電プラズマEUV放射線源を備え、これは、Xeガス又はリチウム(Li)蒸気などのガス又は蒸気を採用し、この中で電磁スペクトルのEUV範囲の放射線を放射するために非常に熱いプラズマが作製される。この非常に熱いプラズマは、放電の部分的にイオン化されたプラズマをシステムの光学軸上に崩壊させることにより作製され、プラズマが崩壊する領域は、一般的に光学軸に沿って有限の長さを持つ。プラズマが崩壊する細長い領域は、図２、３及び４中でLAと示される。EUV放射線の効率的な生成のために、分圧0.1mbarのXe若しくはLi蒸気又はあらゆる他の適切なガス若しくは蒸気が必要かもしれない。
【００３１】
放射線源LAは、これらの幾分高い分圧を線源の領域に封入するために、図３により詳細に示されるように自身の線源チャンバー10に収容される。線源により放射された放射線は、次に、線源チャンバー10から照明光学部品ボックス20に伝えられる。チャンネル構造11を持つフィルタは、線源チャンバーを照明光学部品ボックスから分離する真空チャンバー壁15の光学軸OAに組み込まれる。チャンネル構造11は、放射線源LAから放射される放射線の伝播方向にほぼ平行になった壁により分離された隣接した狭いチャンネル12を有し、この伝播方向は光学軸OAにほぼ沿って向いている。チャンネル構造は線源から放射されるEUV放射線を通過させる。同時にこれは、線源チャンバーと照明光学部品ボックスとの間の流れ抵抗又は障壁として機能し、照明光学部品ボックス又は照明ボックスを線源チャンバーよりもずっと高い真空レベル(より低い圧力)に保持することができるようにする。チャンネル構造のチャンネルの形状と長さは、高いEUV透過性及び十分に高い流れ抵抗を提供するよう選択されるべきである。
【００３２】
図３は、放射線は細長い領域LAからやや放射状に放射されることも示す。本発明によれば、チャンネル構造の透過性は増加される。この目的のため、この構造は、図３の図平面及び図平面に垂直な方向の平面の両方で、構造中のチャンネルの幅が放射線の伝播方向の光学軸OAに沿って増加するよう構成される。このような構成では、チャンネルの壁は線源から放射される放射線の伝播方向に、より平行に向けられる。図４に更に示されるように、チャンネル構造は光学軸OAの周りに回転対称である。図４はチャンネル構造11の約4分の1しか示さない。
【００３３】
図３及び４は更に、EUV放射線を放射する領域LAが光学軸に沿って細長い、つまり、これが光学軸に沿って有限の長さを持つということを示す。放射線を放射する細長い領域全体に対しての、チャンネル構造を通じた放射線の伝播を更に増加させるため、光学軸に垂直な方向、つまり、光学軸OAに関する半径方向RDのチャンネルの幅wrは、光学軸OAの周りの接線方向TDのチャンネル幅wtより大幅に大きくなるよう選択される。図４はこれらの幅の寸法をより良く示す。チャンネルが半径方向RDに狭い幅を持つ場合、細長い放射領域LAからのとても小さい部分からの放射線しかチャンネルを通じて伝播されず、他の部分からの放射線はチャンネル壁にぶつかる。このとき小さい割合の放射線エネルギーしかチャンネル構造11を通過しない。図３は2つの放射線17を破線で示し、これらは細長い領域LAの反対の端から放射されており、平行にはなっておらず、1つのチャンネルに入る。半径方向RDに狭すぎるチャンネルは両方の放射線を通過させない。
【００３４】
チャンネル構造のガス流れ伝導性又はガス流れ抵抗は以下のように導出される。これは、多くの隣接したチャンネルでの真空チャンバー壁の開口の分割の結果は、開口の伝導性を激減させることを示す。約10％以内で正確な簡略化された計算では、チャンネル構造の伝導性CTはCT=CM+CVのように書くことができ、ここでCMは分子伝導性を、CVはラミナ伝導性を示す。このような計算の他の背景は、ISBN 0&#8209;471&#8209;17593&#8209;5の1998年のWiley & Sons Inc.のJ.M. Lafferty編、「Foundations of Vacuum Science and Technology」に記載されている。高いKnudsen数(> 0.5)ではCMが支配的で、低いKnudsen数ではCVが支配的である。今考えている状況であるいわゆる遷移制度(transition regime)では、両方の寄与が考慮されなくてはならない。
【００３５】
図４の構造を考え、この構造は線源から7cmの距離の場所で2.4ステラジアンをカバーすると仮定すると、この構造は約114cm2の表面積を持つ。チャンネルが、長さは約20mm、接線方向の幅は0.5mm、そして光学軸に関する半径方向の幅は20mmの構造で、線源におけるXeの圧力が0.1mbarのとき、CM = 50 l/s、CV = 4 l/s、そしてCT=
54 l/sとなる。
【００３６】
平衡状態では、チャンネル構造を通るガス流れは照明ボックス20に接続された真空ポンプVPIへの流れと等しい。
【数１】
2004517485.tif 000001
ここで、Psourceは線源チャンバーにおける圧力、Pilluminatorは照明ボックス中の圧力、そしてSeffは照明ボックスに接続された真空ポンプVPIの実効ポンプ速度である。他の真空ポンプVPSは一般的に線源チャンバー10に接続されている。Pilluminator << Psourceとなることを目指すと、実効ポンプ速度Seff=6000 1/sを持つターボ分子ポンプなどの真空ポンプVPIを持っているとき、
【数２】
2004517485.tif 000002
となる。
【００３７】
上の計算は、このチャンネル構造が原因で、Xe圧の100倍以上の低減を得るのに十分な流れ抵抗が達成されることを示す。上の場合、分子制度(molecular regime)が支配的になる程に線源圧は低いレベルにある。一般的に、CMは考慮されているガスの分子量の逆平方根に対応し、CVは線源圧に対応する。より高い線源圧及びより低い分子量ではチャンネル構造はより低効率になる。チャンネルのアスペクト比(最小のチャンネル幅に対するチャンネル長さの比)を増加させることにより、抵抗は、効率を回復させるために必要に応じて増加させることができる。アスペクト比を一定に保つとき、CTを一定に保ちつつチャンネル長さを減少させることができる。
【００３８】
チャンネル構造が線源により近く位置しているとき、この表面積はより小さくなり、これに従って伝導性は低下する。欠点は、線源の有限の寸法によるビネッティング及びチャンネル構造上の線源のより高い熱負荷である。チャンネル構造は、放射線源の熱負荷に耐えられるよう適切な物質で作製されるべきである。線源LAからの放射線に非常に低い不明瞭さ(obscuration)を与えるため、チャンネルの壁は好適には非常に薄い(フォイル)。
【００３９】
光学軸OAの周りのチャンネル構造11の中心にあるチャンネルは図４には示されない。この部分のチャンネルは多少は点源を「見る」、従って、半径方向RDに大きな幅を持つことは重要性がより低い。示される実施例は、チャンネル構造11の中心部に図５に描かれるようなハニカム構造を持つチャンネルを有する。ハニカムのチャンネルは、直径は約0.3mmで長さは約20mmである。特定の線源構成ではハニカム構造はチャンネル構造11全体にも用いられ得る。
【００４０】
使用される放射線源は、光学軸に沿って配置されるいずれかの光学部品に対して有害な粒子を放射するかもしれない。これらの粒子は帯電していることができ、及び/又は高速で動くことができる。上で説明されたチャンネル構造はこれらの粒子が光学部品に達することを防止するフィルタとしても働き、このようなフィルタリングを実行するために真空壁に組み込まれている必要はない。線源により放射される粒子はチャンネル構造中に捕らえられる。述べられたようなチャンネル構造を有するこのようなフィルタは、これらの粒子が放射される粒子により損傷されるかもしれない部品に達することを防止することができるようないかなる方法によっても取り付けられることができる。
【００４１】
図４に示されるチャンネル構造は焦点を持つ光学素子として挙動する。これは、このような点から放射された全放射線は、チャンネル壁又はフォイルの厚さによって妨げられる放射線を例外として、構造によって伝達されることを意味する。しかし、ここで議論される放射線源は点線源ではなく、多少の広がりをもつ。例えば、線源の直径は1.3mmである。これは、線源からの放射線の一部はチャンネル壁に入射するということを意味する。他の手段がないと、この放射線は壁により遮られ、従って失われてしまう。本発明の他の側面によれば、この放射線損失は、用いられる放射線に対して壁を反射性にすることにより大幅に低減することができる。一般的に、表面におけるEUV放射線などの小さな波長の放射線の反射は、非常に小さな表面荒さを必要とするため簡単な問題ではない。本発明は、線源及びチャンネル構造の本構成では、構成の壁に達する放射線は、これらの壁が十分に反射的であり得る程にこれらの壁に小さな角度で入射するという見識を用いている。
【００４２】
図６は、チャンネル構造に関して対称的に構成された対称放射線源LAを示す。チャンネル構造は水平壁60及び垂直壁62により表される。線源の点Aからの放射線64は、壁62により壁から角度θで放射線66として反射される。放射線66の方向は、放射線66が点Bから発生するように見えるようなものである。点Bも、放射線66が線源点Bからの放射線68と重なるように線源の体積の一部を形成する。これは、チャンネル構造の壁により反射される放射線は線源体積から発生しており、よって、投影ビームの一部として用いられることができるということを明らかにする。
【００４３】
壁62における放射線64の入射角は、この壁が十分反射的であるような角度である。例えば、チャンネル構造が線源から70mmのところに位置する場合、壁(フォイル)の厚さは0.1mm、線源直径は1.3mmであり、最大入射角θmaxは、
【数３】
2004517485.tif 000003
により与えられる。このような小さな入射角はかすめるような(grazing)角度である。
【００４４】
EUV放射線用に壁の十分な反射を達成するため、これらの壁はモリブデンの層でコーティングされる。この物質は、波長13.5nmのEUV放射線用の鏡にも用いられる。図７は、モリブデン、ルテニウム、タングステン及び鉄の各物質の13.5nm放射線のかすめ角0.5°における反射係数Rを、壁表面のrms表面荒さσの関数として示す。50nmまでの表面荒さに対しては、モリブデン及びルテニウムに対する反射係数はかなり高く、チャンネル構造の壁をコーティングすることは大きな影響をもたらす。
【００４５】
ステンレス鉄でできた壁板に対しては、粒度500の紙やすりを用いた単純研磨で50nmの表面荒さが容易に得られる。
【００４６】
線源からの残骸は主にスパッタされたモリブデン粒子から構成されるかもしれない。これらの残骸粒子はチャンネル壁に堆積されることになる。モリブデンは良好なEUV反射体であるため、これらの粒子が小さいままであればモリブデン粒子の堆積は反射に影響しない。
【００４７】
本発明の特定の実施例が上で開示されたが、当然本発明は説明された以外でも実行されることができる。説明は本発明を制限するよう意図したものではない。例えば、チャンネル構造において、流れ抵抗及びこれに従って減少した流れ伝導率を与えるように他のガスを用いることができる。更に、チャンネル構造は、露光の際に基板上の放射線感受性レジスト層から逃れるかもしれない汚染物質に対する障壁を与えるために投影光学部品ボックスと基板チャンバーとを分離する真空壁のように、他の真空チャンバーを分離する真空壁に組み込まれることができる。発散する放射線のビームのための光学軸に沿ったチャンネル幅に関する考察は、他の場所においても当てはまることができる。収束する放射線のビームに対しては、チャンネルの幅は放射線の伝播方向に光学軸に沿って減少するべきである。伸張された線源の伸張されたイメージが光学軸の位置で形成されるかもしれないため、光学軸に関する半径及び接線方向の幅に関する考察はこれらの場所でも当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が用いられることができるリソグラフィー投影装置の実施例の図。
【図２】  図１の装置のチャンバー壁により分離される種々の真空チャンバー又は区分室の図。
【図３】  図２の構成の一部のより詳細な図。
【図４】  図３に示されるチャンバー壁に組み込まれるチャンネル構造の一部の斜視図。
【図５】  図３に示されるチャンバー壁に組み込まれる極紫外放射線に対して透明な構造の更なる斜視図。
【図６】  チャンネル構造に関して対称的に構成された対称放射線源LAの図。
【図７】  壁表面のrms表面荒さσに対するモリブデン、ルテニウム、タングステン及び鉄の各物質の13.5nm放射線のかすめ角0.5°における反射係数Rのグラフ。