(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの第1の電極および該第1の電極からある距離にある少なくとも一つの第2の電極を用いて、電気的に操作された放電によって、波長範囲が約1nmから約30nmの放射線を発生させる方法であって、
前記電極間には、少なくとも一つの作動ガスが提供され、該作動ガス中でプラズマが発生し、該プラズマの発生放射線は、第1の開口を介して進行し、
少なくとも一つの前記電極の少なくとも一つの領域で、破片粒子が発生し、
少なくとも前記領域は、前記破片粒子が、前記少なくとも一つの領域と前記第1の開口によって定められた領域の間の移動経路を、直進して移動することができないように、前記電極の凹部、もしくは前記電極の突起部の前記第1の開口に対して遠ざかる側に配置され、または前記電極自身の前記第1の開口に対して遠い側に配置されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電極間に伝送される、前記プラズマを通る電流の電流起点が、前記領域内に配置されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記領域に直接高エネルギーが伝送されるように、エネルギービームが、少なくとも一つの前記電極の前記領域に向かって配向されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記エネルギービームとして、光ビームが使用されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記領域は、前記電極間に存在する少なくとも一つの絶縁体が、発生した前記破片粒子の前記移動経路の外側に設置されるように、配置されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記エネルギービームは、前記電極の前記第1の開口から離れている側に向かって、前記第1の開口の方向に配向されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも一つの前記電極は、前記作動ガスを提供する材料の融点とほぼ等しい温度またはこれよりも高い温度にされることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記エネルギービームは、前記電極が相互に小さな距離にある前記領域に向かって配向されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
【請求項９】
前記放射線は、該放射線の伝播方向に配置された光学装置に向かって進行し、前記破片粒子の前記移動経路の外側を進行することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
一つの電極の少なくとも一つの遠い側は、この遠い側の表面に沿って延伸する線が、他の電極の表面と接するように、該他の電極に対して配置されることを特徴とする請求項5乃至9のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも一つの第1の電極および該第1の電極からある距離にある少なくとも一つの第2の電極を有し、電気的に操作された放電によって、波長範囲が約1nmから約30nmの放射線を発生させる機器であって、
前記電極間には、少なくとも一つの作動ガスが提供され、該作動ガス中でプラズマが発生し、該プラズマの発生放射線の少なくとも一部は、第1の開口を介して進行し、
少なくとも一つの前記電極の少なくとも一つの領域で、破片粒子が発生し、
少なくとも前記領域は、前記破片粒子が、前記少なくとも一つの領域と前記第1の開口によって定められた領域の間の移動経路を、直進して移動することができないように、前記電極の凹部もしくは突起部に配置され、または前記電極の前記第1の開口から離れた側に配置されることを特徴とする機器。
【請求項１２】
前記電極間に伝送される、前記プラズマを通る電流の電流起点が、前記領域内に配置されることを特徴とする請求項11に記載の機器。
【請求項１３】
前記領域に直接高エネルギーが伝送されるように、エネルギービームが、少なくとも一つの前記電極に向かって配向されることを特徴とする請求項11または12に記載の機器。
【請求項１４】
前記エネルギービームとして、光ビームが使用されることを特徴とする請求項13に記載の機器。
【請求項１５】
前記領域は、前記電極間に存在する少なくとも一つの絶縁体が、発生した前記破片粒子の前記移動経路の外側に設置されるように、配置されることを特徴とする請求項11乃至14のいずれか一つに記載の機器。
【請求項１６】
前記エネルギービームは、前記電極の前記第1の開口から離れている側に向かって、前記第1の開口の方向に配向されることを特徴とする請求項13に記載の機器。
【請求項１７】
少なくとも一つの前記電極には、前記作動ガスを提供する材料の融点とほぼ等しい温度またはこれよりも高い温度に温度を設定する装置が設けられることを特徴とする請求項11乃至16のいずれか一つに記載の機器。
【請求項１８】
前記エネルギービームは、前記電極の相互からの距離が短くなる前記領域に向かって配向されることを特徴とする請求項13に記載の機器。
【請求項１９】
前記第1の開口の後方に、光学装置が配置され、該光学装置は、前記放射線の前記伝播方向であって、前記破片粒子の前記移動経路の外側に配置されることを特徴とする請求項11乃至18のいずれか一つに記載の機器。
【請求項２０】
一つの電極の少なくとも一つの遠い側は、この遠い側の表面に沿って延伸する線が、他の電極の表面と接するように、該他の電極に対して配置されることを特徴とする請求項16乃至19のいずれか一つに記載の機器。
【請求項２１】
前記電極は、第1のモジュール内に配置されることを特徴とする請求項13、14、16、または18に記載の機器。
【請求項２２】
前記第1のモジュールには、前記エネルギービームを提供するエネルギービーム源が、固定状態でまたは取り外し可能な状態で設置されることを特徴とする請求項21に記載の機器。
【請求項２３】
前記第1の開口の後方に、光学装置が配置され、該光学装置は、前記放射線の前記伝播方向であって、前記破片粒子の前記移動経路の外側に配置され、
前記光学装置は、第2のモジュール内に配置されることを特徴とする請求項21または22に記載の機器。
【請求項２４】
請求項11乃至23のいずれか一つに記載の機器を有するリソグラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの第1の電極および該第1の電極からある距離にある少なくとも一つの第2の電極を用いて、電気的に操作された放電によって、波長範囲が約1nmから約30nmの放射線を発生させる方法ならびに機器であって、前記電極間には作動ガスが提供され、該作動ガス中でプラズマが発生し、該プラズマの発生放射線は、更なる用途のため、第1の開口を介して進行し、少なくとも一つの前記電極の少なくとも一つの領域で、破片粒子が発生する方法ならびに機器に関する。さらに、本発明は、リソグラフィー装置もしくは測定装置における当該方法および／または機器の使用に関する。
【０００２】
そのような一般的な方法および装置は、欧州特許第1248499A1号に示されている。放電空間は、少なくとも一つのアノードおよび一つのカソードによって、少なくとも一部が定形され、これらの電極は、電源と電気的に接続される。放電空間には、作動ガスが導入され、後者は、電極ギャップとも呼ばれる。
【背景技術】
【０００３】
国際公開第99／29145号では、間隔を空けて設置された電極間に、絶縁体が直接配置されており、放電モードの間の絶縁体の燃焼が抑制される。複雑な電極構造を採ることにより、プラズマスポットと絶縁体の間の距離が十分に広くされる。
【０００４】
発明者らは、レーザビームまたはエネルギービームによって、第1および第2の電極が相互に小さな距離だけ離された所定の領域で、供給媒体が気化されるという一般的な方法を理解している。蒸気は、プラズマを発生させ、このプラズマは、発生される極紫外放射線または軟X線放射線の源となる。
【０００５】
電極間隔および作動ガスの分圧によって定まる作動点に到達すると、放電破壊電圧に達した際に、プラズマが発生する。発生したプラズマには、電極を通じて電気エネルギーが供給され、プラズマは、数十eVの温度まで加熱され、これによりプラズマから、波長範囲が1から30nmの放射線が放射される。以降、この波長範囲の放射線をEUVまたは軟X線放射線とも称する。この場合、エネルギービームは、プラズマのエネルギーリッチな放射線と、粒子放射線の双方を有する。粒子放射線は、例えば電極のエロージョンによって生成され、このエロージョンは、電流の流通の結果として自発的に生じる。放射線は、全ての空間方向に、例えばZプラズマピンチによって放射される。放射線は、第1の開口を通り、最終的に電極ギャップで結合される。
【０００６】
特に、EUVリソグラフィーまたは測定装置のため生成された放射線を使用する場合、放電空間から放射される少なくともいくつかの放射線は、さらなる用途のため、第1の開口を通って前方に進行する。この使用には、測定装置による放射線強度の同定が含まれ、これにより、前述の放射線源の作動の際の、例えば放電空間の分圧のような少なくとも一つの作動パラメータが設定される。
【０００７】
特に、少なくとも一つの電極の少なくとも一つの領域で破片粒子が生成される放射線源の場合、電極ギャップから放出された破片粒子が表面に堆積され、表面が汚染され、および／または例えば照射により試料が損傷を受けるという問題がある。破片粒子は、例えば、その後コレクタ上に堆積する、粒子、液滴または原子、分子もしくはクラスターからなるその他のものを有し、この堆積により、反射性表面に恒久的に陰が生じるため、耐用年数が著しく短くなる。また、粒子が大きな速度エネルギーでコレクタに到達すると、反射性表面は、いわゆるスパッタリングによる損傷を受ける恐れがある。
【特許文献１】欧州特許第1248499A1号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、前述の特徴を有し、放射線源の作動の際に生成された破片粒子の少なくとも大部分が、電極または電極の領域によって保持される機器および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、この目的は、前述のタイプの方法であって、少なくとも前記領域は、前記破片粒子の移動経路の少なくとも大部分が、前記第1の開口によって定形された領域の外側に延伸するように、前記第1の開口に対して配置されることを特徴とする方法によって達成される。
【００１０】
特に本発明では、例えば電流伝送の際に、破片粒子が指向された状態で電極から放射されるという特徴を有する。少なくとも一つの電極の領域は、破片粒子の移動経路の開始点を形成する。生成された破片粒子に基づいて、例えば移動経路が第1の開口の領域と平行になるように、開始点が第1の開口に対して空間的に配置される。
【００１１】
この方法では、多くの破片粒子を保持するため、電極間で伝送される電流の電流起点は、少なくとも一つの電極の領域に配置される。また、この領域は、破片粒子の起源となる両方の電極の電流起点を有しても良い。
【００１２】
最も単純化された場合、この起源は、事実上の平面を定形する。第2の電極は、この事実上の平面と交差するように第1の電極に対して配置される。この平面は、エネルギー放射線によって破片粒子の放出が生じる領域を定形する。その結果、第2の電極の粒子が第1の開口に到達することもまた、抑制できる。
【００１３】
この方法は、高エネルギーが前記領域内に伝送されるように、エネルギービーム、特に強度が時間的に変化するエネルギービームが、少なくとも一つの電極の前記領域に向かって配向されるように実施されることが、特に有意である。
【００１４】
断続的にプラズマが発生し、および／または放電空間に必要な作動ガスが導入されるようにするため、例えば光の形態のエネルギービームが電極の方に誘導される。この場合、光ビームは、連続状態またはパルス状態であり、時間とともに変化する強度を有する。前記領域は、例えば点状または線状のエネルギービームの集束処理で、表面部分を定形しても良く、この領域は、残留粒子が生じる電極ギャップに延伸する領域の基部となる。
【００１５】
特に、当該方法の一つの有意な実施例では、エネルギービームとして光ビームが使用される。
【００１６】
当該方法の別の実施例では、この領域は、電極間に介在する、少なくとも一つの絶縁体が、生成した破片粒子の移動経路の外側に設置されるように配置される。
【００１７】
当然のことながら、保持された破片粒子は、移動経路と交差する電極および／または絶縁体の部分に堆積する。絶縁体において、明確な電極のエロージョンが生じた場合、これにより、2つの電極が電気的に接続され短絡回路が生じるため、複雑な方法でこれを排除する必要がある。絶縁体を移動経路の外側に設置することにより、短絡回路を回避して、耐用年数を延伸させることができる。
【００１８】
通常の場合、破片粒子の移動経路は、破片粒子を放出する電極の表面近傍から始まり、これにより定形された領域を通る。この結果、エネルギービームが表面に衝突した状態で、ほとんどの破片粒子は、表面から遠ざかる。この方法の実施例の一つの利点は、電流および／またはエネルギービームが、第1の開口から離れた電極の側部に向かって、第1の開口の方向に配向されることである。
【００１９】
第1の開口から離れている電極の側部は、例えば、少なくとも、電流および／またはエネルギービームによって影響を受ける電極領域が、第1の開口に対して横走するように配置され、電極表面から放出された破片粒子は、移動経路を移動して第1の開口から遠ざかるようになる。また、これは、特に、アノードとして使用される電極の領域に適用され、この場合、前記領域は、アノードスポットと呼ばれる。
【００２０】
当該方法の一つの有意な実施例では、少なくとも一つの電極は、作動ガスとほぼ等しい温度またはこれよりも高い温度にされる。換言すれば、電極を濡らす材料は、液体状態のまま維持される。
【００２１】
これは、以降、作動ガスを提供する材料の融点として理解される。
【００２２】
電流および／またはエネルギービームによって電極から除去される材料と、作動時に、電極の他の位置に堆積する作動ガスの両方が、電極に変化をもたらす。例えば、電極表面のより低温のスポットに堆積された破片粒子のため、第1および第2の電極間の距離が短くなった場合、その他が一定条件の下では、作動点がシフトする。特に、約数kHz以上の高いプラズマ形成繰り返し速度では、プラズマの信頼性のある発生に悪影響が生じる。作動ガスの融点までの、電極の少なくとも断続的な昇温により、液体状材料は、エネルギー放射線によるエロージョンの恐れのある領域に供給されるとともに、堆積によって影響を受ける電極領域から放出される。当然のことながら、絶縁体もまた、対応する温度に至り得る。作動ガスの融点に達した場合、堆積材料は、流動性のある液相を形成する。
【００２３】
当該方法は、電流および／またはエネルギービームが、電極が相互に小さな距離にある領域に向かって配向されるように実施されることが有意である。
【００２４】
電極が相互に小さな距離にある場合、電極間のおおよその最短接続線を形成する電場線に沿って、エネルギービームに影響を受ける領域からプラズマが発生する。従って、電極材料のエロージョンの開始位置は、形成された破片粒子が第1の開口に到達することができないように定形される。
【００２５】
本発明による方法の有意な別の実施例では、放射線は、放射線の伝播方向であって破片粒子の移動経路の外側に配置された光学装置に向かって進行する。
【００２６】
光学装置は、これに限られるものではないが、ミラー、グリッド、コレクタ、薄膜トラップ、単色光分光器、光ダイオード、反射性もしくは吸収性表面またはこれらの組み合わせを有する。
【００２７】
放射線は、プラズマ起点からの発生後、全ての空間方向に直線的に進行し、例えば円錐領域のような立体角の領域のみが利用され、放射線が第1の開口を通って光学装置の方に進行する。ここで、立体角とは、プラズマ起点により、第1の開口またはその部分の端部と接触する表面および頂点として定義される。第1の開口は、プラズマによって生じた比較的多量のEUV放射線が進行するように寸法化され、プラズマと第1の開口の間の距離を適正に選択することにより、第1の開口が破片粒子の移動経路と交差しないようにされる。
【００２８】
通常、プラズマスポットは、カソードとして機能する電極近傍に設置される。伝導性チャンネルを形成するため、その後、カソード上に、エネルギーによって影響を受ける領域が提供され、作動ガスの予備イオン化が行われる。従って、ある有意な方法では、領域は、第1の電極の凹部または突起部に配置される。
【００２９】
作動の間に放出される破片粒子は、エネルギービームに影響を受ける電流起点および／または領域の近傍で放出され、例えば、ほぼ漏斗状の凹部によって、移動経路が第1の開口および光学装置の外側に配向される。突起部により、放射線の伝播方向および／または第1の開口の方向に移動経路を有する前記残留粒子が偏向されて、突起上に堆積され、あるいは衝突速度が減速化される。破片粒子は、電極ギャップから放出されず、および／または絶縁体には到達しない。
【００３０】
有意な方法では、一つの電極の少なくとも一つの遠い側は、この遠い側の表面に沿って延伸する線が、他の電極の表面と接するように、該他の電極に対して配置される。この場合、他の電極の領域に生じる破片粒子の移動経路は、それらが第1の開口に到達する前に、第1の電極によって交差されるように配向される。
【００３１】
また、本発明の目的は、前述のタイプの機器を提供することであり、当該機器は、放電モードの際に生じる破片粒子が第1の開口を通って放出されることをほぼ完全に抑制する。
【００３２】
本発明では、この目的は、前述のタイプの機器であって、少なくとも前記領域は、前記破片粒子の移動経路の少なくとも大部分が、前記第1の開口によって定形された領域の外側に配向するように、前記第1の開口に対して配置されることを特徴とする機器によって達成される。
【００３３】
電気エネルギーを伝送するために使用される電極は、例えば、エロージョン現象の結果除去される電極材料の粒子および／または作動ガスを有する物質を放出する。隣接空間における立体角が0から2πの平坦電極表面を想定した場合、前記粒子は、通常、直線的な移動経路上を移動する。プラズマによって生じた放射線は、全ての空間方向に均一に放射され、第1の開口を、破片粒子の移動経路が前記開口と公差しないように、電極に対して配置することができる。
【００３４】
当該機器の有意な実施例では、電極間で伝送される電流の電流起点が、領域内に配置される。
【００３５】
少なくとも電気エネルギーによる影響を受ける領域を好適に配向させることにより、破片粒子が第1の開口に到達せず、および／または電極間の空間から放出されないようにして、破片粒子が到達し得る領域を配置することができる。
【００３６】
ある特に有意な機器では、前記領域に高エネルギーが直接または間接的に、あるいは電極によって伝送されるように、特に、時間とともに変化する強度を有するエネルギービームが前記電極の一つに向かって配向される。その結果、電流起点は、少なくとも一つの電極上に定形される。電流起点の周囲では、電極ギャップで破片粒子が放出される。従って、破片粒子が第1の開口に到達しないように、空間に移動経路を配置することが可能となる。さらにエネルギービームは、例えば、放電空間から離れた電極の側部に提供された、電極の一部に向かって配向され、エネルギーは、熱伝導により前記領域に入る。
【００３７】
時間とともに変化する強度を有するエネルギービームによって、パルス状にプラズマが形成される。このため、本発明による機器は、エネルギービームが光ビームである場合、有意に設計される。特に、調整可能な周波数、強度および／または波長を有する安価なレーザ装置が光ビームとして使用され、電極のエロージョンおよび破片粒子の生成が抑制される。
【００３８】
大部分の破片粒子が放電空間に残留することにより、堆積が生じる。そのような堆積を抑制するため、当該機器は、電極間に介在する少なくとも一つの絶縁体が、生じた破片粒子の移動経路の外側に配置されるように、領域を配置することにより設計される。絶縁体は、いかなる幾何形状を有しても良く、第2の開口に配置される。第2の開口は、例えば電極の一つに設置される。次に絶縁体が、オフセット状態で絶第2の開口内に配置され、電極により放出された破片粒子は、絶縁体に衝突しない。
【００３９】
通常の場合、破片粒子は、該破片粒子を放出する電極表面から遠ざかるように配向された変換方向を有し、エネルギービームは、表面に向かって伝播する。その結果、ある特に有意な機器は、電流および／またはエネルギービームは、第1の開口から離れている電極の側に向かって、第1の開口の方向に配向されるように設計される。この場合、破片粒子は、第1の開口から離れた移動経路上を移動する。
【００４０】
破片粒子は、電極ギャップ内に優先的に留まるため、堆積は、電極上でも生じる。パッシェン曲線上の作動点のシフトとともに、そのような堆積によって、例えば、電極間に配置された絶縁体に、電流ブリッジが生じる。従って、当該機器のある特に有意な実施例では、少なくとも一つの電極に、作動ガスの融点とほぼ等しいまたはこれよりも高い温度に温度を設定する装置が提供される。
【００４１】
必要な場合には、電極ギャップ内でのいかなる堆積も、エネルギービームに影響を受ける領域の液体材料として、再供給したり、除去したりすることができ、またこの領域は、電流起点を含み、すなわち作動ガスの堆積速度および／または電極材料に依存する。
【００４２】
当該機器のある特定の有意な実施例では、電流および／またはエネルギービームは、電極が相互に小さな距離にある前記領域に向かって配向される。
【００４３】
前記領域の近傍の破片粒子は、例えば、吸着現象および／または濃縮によって、第1の電極の表面から比較的近傍に配置された第2の電極によって保持される。その結果、破片粒子は、例えば、第1の電極の電極表面を横切るように配置された第1の開口には到達しない。
【００４４】
耐用年数を延伸させるため、本発明による機器では、第1の開口の後方に光学装置が配置され、該光学装置は、放射線の伝播方向であって、破片粒子の移動経路の外側に配置されるように設計されることが有意である。
【００４５】
通常の場合、第1の開口は、プラズマによって放射されるできるだけ多くの放射線が、更なる利用に供給されるように寸法化され、配置される。特に、電極のエロージョンによって生じる破片粒子は、放射線の伝播方向に沿った移動経路上の第1の開口を通り、電極ギャップから放出される。ただし、放射線および破片粒子の起点が異なるため、破片粒子の移動経路が前記光学装置に到達しないように、放射線経路に光学装置を設置することが可能となる。
【００４６】
また、第1の開口と光学装置との間の距離が比較的大きいため、光学装置への到達、光学装置の陰影化および／または損傷は、ほぼ完全に回避される。さらに、光学装置は、いわゆる薄膜トラップを有しても良く、このトラップは、例えば第1の開口に設けられる。
【００４７】
本発明による機器は、電極の凹部または突起部に、前記領域が配置されるように設計されることが有意である。
【００４８】
放電モードの間に、第1の電極によりこの領域内で放出される破片粒子は、第1および／もしくは第2の開口または光学装置に到達する前に、例えば、凹部もしくは突起状の表面によって偏向され、吸収され、または減速される。
【００４９】
別の有意な機器では、一つの電極の少なくとも一つの遠い側は、この遠い側の表面に沿って延伸する線が、他の電極の表面と接するように、該他の電極に対して配置される。各領域が設けられた2つの電極の側部を、各領域が相互にオフセット状となるように配置することにより、例えば、アノードとして機能する電極の破片粒子であって、前記電極の表面に対して鋭角に移動する破片粒子を、保持することが可能となる。
【００５０】
ある特定の利点を有する本発明による機器の実施例では、電極は、第1のモジュール内に配置される。
【００５１】
電極を収容する第1のモジュールは、真空チャンバとして機能し、少なくとも一つの壁を有し、この壁には、放射線の通過に必要な第1の開口が設置される。機器の作動の際に生じるほとんどの破片粒子は、電極ギャップに保持される。特に、第1のモジュール内での放射線の発生に必要な全ての構成要素が一体化されることにより、本発明による機器に異常が生じた際には、第1のモジュールが速やかに置換され、これにより、メンテナンスおよび修理時間を短くすることが可能となる。
【００５２】
エネルギービームを提供するエネルギービーム源が、固定状態でまたは取り外し可能に第1のモジュールに配置されるように、機器を設計することは、特に有意である。この結果、第1のモジュールの異なる位置で、エネルギービーム源を迅速に置換し、および／または配置することが可能となる。さらに、エネルギービームは、電極の領域に向かって、第1の開口の方向に配向される。放出された破片粒子はその大部分が、第1のモジュールから放射される放射線の伝播方向とは異なる移動経路を有する。
【００５３】
本発明による機器は、光学装置が第2のモジュールに配置されるように設計されることが有意である。
【００５４】
放射線源として機能する第1のモジュールと、光学装置を収容する第2のモジュールとを有するモジュールの設計により、放射線源と第2のモジュールの間の第1の開口を介して、前記モジュールを相互に接続することが可能となり、幅広い用途に対して迅速に適合する光源を提供することが可能となる。例えば、必要な場合、多くの光学装置を第2のモジュール内に配置しても良い。例えば第1のモジュールでの好ましくない作動状態のため、光学装置に汚れが生じた場合、例えば光学装置が、例えば薄膜トラップのような別の光学装置と、低コストで交換され、および／または第1の開口および光学装置の間の距離を広く設定することが可能となる。
【００５５】
電気的に操作された放電により、約1nmから約30nmの波長範囲の放射線を発生する本発明による機器または本発明による方法の全般的な使用を制限することなく、リソグラフィー装置または測定装置において、ある有意な使用が提供される。
【００５６】
放射線源の放電モードの間に生じる著しく短い短波放射線は、例えばいわゆる走査装置に接続され、リソグラフィー処理によって、例えばウェハのような試料が機械加工される。
【００５７】
また発生放射線は、測定装置に使用されても良く、例えば顕微鏡によって対象物の構造を分析する際に使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
添付図面に示した一例としての実施例を参照して、本発明をさらに説明する。ただし、これらは本発明を限定するものではない。
【００５９】
電気的に操作された放電によって、波長範囲が約1nmから約30nmの放射線12を発生する機器10の多くの実施例は、図1乃至5に示されている。特に言及されている場合を除き、同一の参照符号は、同一のまたは少なくとも同様の特徴物を意味する。
【００６０】
機器10を基にした図1を参照すると、この図には、電気的に操作された放電によって、波長範囲が約1nmから約30nmの放射線12を発生させる方法も示されており、この方法では、少なくとも一つの第1の電極14、および少なくとも一つの第2の電極16が使用される。
【００６１】
電極14および16は、電源13を介して、相互に電気的に接続されており、この電源は、例えば、キャパシタのバンクとして、またはパルス状の電源として配置される。第1の電極14は、第2の電極16から離して設置され、電極14、16の間の中間空間には、電極ギャップが提供される。中間空間には、少なくとも一つの作動ガス22が設けられる。この作動ガス22中で、調節可能な圧力、温度、第1および第2の電極14、16の間の間隔、ならびに／または電圧条件下で、プラズマ24が生じる。さらに、電源13によって、電極システムを介して、プラズマ24に電気エネルギーが伝送される。さらに電極14、16は、予備電極（図示されていない）を有する。短波放射線12がプラズマ24から放射され、前記放射線の少なくとも一部は、更なる用途のため、第1の開口30を通って進行する。
【００６２】
当然のことながら、領域26に電気エネルギーが伝送された際、電極ギャップ内で、いわゆる破片粒子28が放出される。図1に示すように、少なくとも一つの領域26は、第1の電極14の凹部44内に配置される。第1の電極14を起点として、領域26で生じた破片粒子28は、放電空間内で矢印で示されている移動経路32上を移動する。領域26から始まる直線平行移動を仮定すると、第1の開口30に到達し得るこれらの破片粒子28は、凹部44の部分（この場合、漏斗状）によって配向されるため、少なくとも、図1に示す破線54の右側では、いかなる破片粒子28も実質的に生じない。
【００６３】
領域26で生じた破片粒子28と、そこで気化した作動ガス22の両方は、移動経路32を有し、この移動経路の少なくとも大部分は、第1の開口30によって定形される領域の外側を通る。その結果、破片粒子28は、第1の開口30には到達しない。また、第2の開口36内に、第1の電極14に対してオフセット状に配置された絶縁体18も、この図において、電極14、16の間の移動経路32の外側に位置する。
【００６４】
本発明による機器10の第2の実施例では、図2に示すように、エネルギービーム源19によって生じたエネルギービーム34が、第1の電極14の領域26に向かって配向される。そこで生じた破片粒子28の矢印で示されている移動経路32は、主として開口30から遠ざかる方向を向いている。また、エネルギービーム34によって、電極14、16の間で伝送される電流20の電流起点が、領域26内に定形される。
【００６５】
第1の電極14は、幾何形状を有し、その側部40が第1の開口30から遠ざかるように、第2の電極16に対して空間的に配置される。強度が時間とともに変化するパルスレーザビームとして形成されるエネルギービーム34は、第1の開口30の方向に配向され、領域26から生じる破片粒子28は、第1の開口30から遠ざかるように移動する。放出された作動ガス22の粒子は、第1の電極14と第2の電極16の間の空間に移動する。十分に大きな電流20が存在する場合、プラズマ24が発生し、このプラズマの放射線12は、第1の開口30を通って、放電空間から放射され、更なる用途に供給される。作動ガス22および破片粒子28の少なくとも一部は、第2の電極16に到達し、これらは、ここで減速され、および／または濃縮される。
【００６６】
機器10の作動の間、電極14、16が、作動ガス22の融点とほぼ等しい温度またはこれより高い温度にされた場合、特に第2の電極16に衝突する材料は、液体状態に変換され、リターン29を介してリザーバ41に入る。この場合、電極14、16は、スポンジ状に構成され、作動ガス22のガス源として機能する材料は、リザーバ41に保管され、必要な際に領域26に再供給することができる。
【００６７】
そのため、特にこの機器10の第2の実施例の設計では、電流20およびエネルギービーム34によって影響を受ける領域26は、そこに生じた破片粒子28の移動経路32が、第1の開口30によって定形された領域の外側を通るように、第1の開口30に対して配置される。通常の場合、電源13（図示されていない）は、第1の電極14に、これと電気的に接続された第2の電極16を基準にしたある電位を印加する役割を果たし、第1の電極14は、カソードとして機能する。
【００６８】
図3には、本発明による機器10の第3の実施例を示す。この場合、特にエロージョンの危険性の高い第1の電極14の領域26は、突起部46に配置される。電流20が衝突した際、破片粒子28は、第1の開口30の外側の移動経路32上を移動する。第1の電極14の耐用年数を延伸化させるため、第1の開口30から離れた位置にある側部40は、回転移動43により、連続的に新生化される。作動ガス22中で生じるプラズマ24は、第1の電極14の突起46と第2の電極16間の接続線上に配置される。しかしながら、図3に示す電流20とプラズマ24の配置は、初期状態とすることも可能である。これから始まり、位置関係は、接続線ができるだけ短くなるように移動する。この移動は、プラズマ24がない場合、またはプラズマ24がある場合のいずれにおいて生じても良く、最初の場合には、プラズマ24は、接続線ができるだけ短くなった際に発生する。装置48により、第2の電極16の温度は、間隔の減少をもたらす、破片粒子28もしくは作動ガス22粒子の堆積物が気化し、および／または流動性のある液相として、第2の電極16から輸送されるように設定される。装置48は、抵抗加熱器として構成される。
【００６９】
ここで、第2の電極16は、第1の電極14に対して横切るように配置され、電流20によって、アノードスポットとも称される領域26に生じた破片粒子28は、第1の開口30を介しては放出されない。プラズマ24によって生じた放射線12は、更なる用途のため、光学装置42の方に進行する。この場合、光学装置42は、該光学装置が破片粒子28の移動経路32の外側に位置するように、第1の開口30を定形する壁27に対して配置され、放射線12の伝播方向に対して配向される。第1の開口30から離れた位置にある第2の電極16の側部40は、表面に沿って延伸する線54を有し、この線は、第1の電極14と交差する。放射線12の伝播方向から見た場合、第2の電極16により生じた破片粒子28は、線54の後方では生じない。
【００７０】
本発明による機器10の第4の実施例では、図3aに示すように、電流20およびエネルギービーム34による影響を受ける第1の電極14の領域26は、第1の開口30から離れる位置にある側部40に配置される。生じた破片粒子28の全ての移動経路32は、放射線12の伝播方向において、第1の開口30と後者の間の適当な距離により、前記粒子が光学装置42に到達しないように延伸する。換言すれば、図3aに示す実施例では、第1の電極14により生じた破片粒子28または作動ガス22の粒子は、破線54を超える領域には生じない。側部40の一つの表面は、回転移動43のため、放電モードの間、連続的に変化する。また、例えばスズ含有化学化合物のような、作動ガス22を提供する材料は、リザーバ41を介して、領域26に再供給される。
【００７１】
電流20は、第2の電極16の凹部44が設置された位置に影響を及ぼす。そのため、そこに形成された破片粒子28の移動経路32は、第1の開口30の外側に配向され、第2の電極16の凹部44の表面に沿って延伸する線54は、第1の電極14の表面と接触する。
【００７２】
図4に示す破片粒子28を保持する機器10の第5の実施例は、電極14、16が第1のモジュール50内に配置されるように構成される。放電モードの間、突起部46を有する第1の電極14は、回転軸15に沿って回転可能に移動する。第1の開口30から離れた位置にある第1の電極の側部40は、連続的に変化するため、電流20およびエネルギービーム34による影響を受けるため特にエロージョンの可能性が高い、第2の電極16からの距離が小さな中空溝56の領域26は、連続的に変化する。エネルギービーム34を提供するエネルギービーム源19は、第1のモジュールに固定状態で配置される。この場合、エネルギービーム源19は、導波管の端部に設けられる。
【００７３】
特に、電流20によって放出される電極14、16の破片粒子28は、移動経路32を有し、この移動経路は、第1の開口30から遠ざかるように延伸する。いずれの場合も、電極14、16は、それらの電極の表面に沿って延伸する線54を有し、いずれの場合も前記線は、他の電極14、16の表面で接触する。放射線12の伝播方向から見た場合、これらの線54の右側には、破片粒子28がほとんど含まれない空間が定形される。
【００７４】
領域26で放出される破片粒子28は、移動経路32を有し、この移動経路は、実質的に半分の線として側部40に共通起点を有し、光学装置42とは交差しない。この場合、光学装置42は、第2のモジュールに配置され、この第2のモジュールは、壁27を介して、第1のモジュール50に接続することができる。第1の開口30は、壁27に構成され、この開口を介して、プラズマ24により放射された放射線12が、更なる用途のため進行する。破片粒子28を保持するため、第1の開口30には、薄膜トラップ25が設けられる。
【００７５】
図5に示すように、本発明による機器10の第6の実施例は、プラズマ24の発生が第1のモジュール50内で生じるように構成される。後者の壁27は、プラズマ24で生じた放射線12の通過用の第1の開口30を有する。放射線12は、第2のモジュール52に配置された光学装置42によって集束され、リソグラフィー装置（図示されていない）に放射線12が使用できるようになる。第1のモジュール50内では、少なくとも一つの第1の電極14および第2の電極16は、第1の開口30から離れた位置にある側部40が、破線54で示されている平面を覆うように相互に対して配置され、前記平面は、第1の開口30によって定形される領域の外側で延伸している。側部40では、電流20による影響を受ける電流起点は、第2の電極16との最短接続線上に位置する領域26に配置される。第2の電極16には、冷却手段を有することが好ましい温度調整用の装置48が設けられ、放電モードの間、作動ガス22の粒子は、融点に達した際に除去される。
【００７６】
エネルギービーム34が衝突した際、破片粒子28および作動ガス22の粒子は、第1の電極14の側部40から放出され、前記粒子は、第1の開口30から遠ざかるように移動する。前記粒子の移動経路32は、実質的に、薄膜トラップ25’が設置された第1の開口30の外側に位置する。特に、放電モードの間、電極14、16には、ホットスポットが生じるため、プラズマ24の発生の際、第2の電極16は、回転軸15の周囲で回転する。電流20は、側部40が第1の開口30の外側輪郭部から遠ざかる位置で、第2の電極16に衝突する。
【００７７】
エネルギービーム34を発生するエネルギービーム源19は、第1のモジュール50に、取り外し可能な状態で固定され、このエネルギービームは、単色のパルスレーザビームの形態で、開口51を介して、領域26の方向に配向される。
【００７８】
図5に示すようなEUVおよび／または軟X線放射線12のモジュラー源は、測定分野およびリソグラフィー分野での使用に適している。
【００７９】
本発明は、短波放射線を発生させる方法を提供し、この方法では、破片粒子の少なくとも大部分は、発生した放射線を進行させるために提供された開口には到達しない。本発明による機器は、電気放電によって短波放射線が生じる際に放出される破片粒子を保持する役割を有する。電極システムから、いかなるそのような粒子も放出されないため、本発明による方法および機器は、リソグラフィー装置または測定装置に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】機器の第1実施例による概略断面図である。
【図２】本発明による機器の第2実施例の概略断面図である。
【図３】機器の第3実施例による側面図である。
【図３ａ】本発明による機器の第4実施例の側面図である。
【図４】機器の第5実施例の側面図である。
【図５】機器の第6実施例の概略側面図である。
【符号の説明】
【００８１】
10  機器、12  放射線、13  電源、14  第1の電極、15  回転軸、16  第2の電極、18  絶縁体、19  エネルギービーム源、20  第1のエネルギービーム、22  作動ガス、24  プラズマ、25，25’  薄膜トラップ、26  領域、27  壁、28  破片粒子、29  リターン、30  第1の開口、32  移動経路、34  第2のエネルギービーム、36  第2の開口、40  側、41  リザーバ、42  光学装置、43  回転方向、44  凹部、46  突起、48  装置、50  第1のモジュール、52  第2のモジュール、54  線、56  中空溝。
【図１】
0005503108.tif 000002
【図２】
0005503108.tif 000003
【図３】
0005503108.tif 000004
【図３ａ】
0005503108.tif 000005
【図４】
0005503108.tif 000006
【図５】
0005503108.tif 000007