(57)【要約】  深紫外線（ＤＵＶ）光源のための放電チャンバは、筐体と、筐体内の第１の電極及び第２の電極と、を含む。第１の電極及び第２の電極は相互に分離されて第１の電極と第２の電極との間に放電領域を形成し、放電領域は、少なくとも１つの貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成されている。第１の電極及び第２の電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む。【選択図】  図１３
2021510455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深紫外線（ＤＵＶ）光源のための放電チャンバであって、
筐体と、
前記筐体内の第１の電極及び第２の電極と、を備え、前記第１の電極及び前記第２の電極は相互に分離されて前記第１の電極と前記第２の電極との間に放電領域を形成し、前記放電領域は、少なくとも１つの貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、
前記第１の電極及び前記第２の電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、放電チャンバ。
【請求項２】
前記第１の電極はカソードであり、前記第２の電極はアノードであり、前記第２の電極は、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む前記金属合金を含む、請求項１に記載の放電チャンバ。
【請求項３】
前記金属合金は更に銅を含む、請求項２に記載の放電チャンバ。
【請求項４】
前記ハロゲンガスはフッ素を含む、請求項３に記載の放電チャンバ。
【請求項５】
前記貴ガスは、アルゴン、クリプトン、ネオン、及び／又はキセノンを含む、請求項４に記載の放電チャンバ。
【請求項６】
前記第２の電極の前記金属合金は３５重量％から５０重量％の亜鉛を含む、請求項５に記載の放電チャンバ。
【請求項７】
前記第２の電極の前記金属合金は３７重量％から５０重量％の亜鉛を含む、請求項５に記載の放電チャンバ。
【請求項８】
前記第２の電極の前記金属合金は４０重量％から５０重量％の亜鉛を含む、請求項５に記載の放電チャンバ。
【請求項９】
前記第２の電極の前記金属合金は３３重量％よりも多く４５重量％よりも少ない亜鉛を含む、請求項５に記載の放電チャンバ。
【請求項１０】
前記第１の電極は３３重量％よりも多く４０重量％よりも少ない亜鉛を含み、前記第２の電極は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む、請求項２に記載の放電チャンバ。
【請求項１１】
深紫外線（ＤＵＶ）光源であって、
第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極を含む主発振器であって、前記第１の主発振器電極及び前記第２の主発振器電極は相互に分離されて主発振器放電領域を形成し、前記主発振器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、前記第１の主発振器電極及び前記第２の主発振器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、主発振器と、
ビーム経路上の電力増幅器と、を備え、稼働使用時、前記主発振器は、前記ビーム経路上を伝搬し前記電力増幅器によって増幅されるシード光を生成する、
ＤＵＶ光源。
【請求項１２】
前記電力増幅器は、
第１の電力増幅器電極と、
前記第１の電力増幅器電極から分離されて電力増幅器放電領域を形成する第２の電力増幅器電極と、を備え、前記電力増幅器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、前記第１の電力増幅器電極及び前記第２の電力増幅器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、請求項１１に記載のＤＵＶ光源。
【請求項１３】
深紫外線（ＤＵＶ）光源のためのアノードであって、
少なくとも１つの金属成分を含む金属合金材料の基板と、
前記基板の一方側の表面と、
を備え、稼働使用時、前記表面は、カソードと、ハロゲンガスを含む利得媒質を有する放電領域と、に向かい合うように位置決めされ、
前記表面における前記金属成分は前記ハロゲンガスと反応して前記表面上に保護材料層を形成し、
前記アノードと前記カソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、前記保護材料層は前記表面全体を覆っている、アノード。
【請求項１４】
前記アノードと前記カソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、前記保護材料層は実質的に均一の電気伝導度を有する、請求項１３に記載のアノード。
【請求項１５】
前記保護材料層は前記表面の法線に平行な方向に沿って実質的に均一の厚さを有する、請求項１３に記載のアノード。
【請求項１６】
前記基板の前記少なくとも１つの金属成分は亜鉛を含む、請求項１３に記載のアノード。
【請求項１７】
前記基板の前記金属成分は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛である、請求項１６に記載のアノード。
【請求項１８】
前記基板及び前記表面は前記金属合金の単一のバルク構造を形成する、請求項１３に記載のアノード。
【請求項１９】
前記金属合金は第２の金属成分を含み、前記第２の金属成分は銅を含む、請求項１６に記載のアノード。
【請求項２０】
前記金属合金は更にニッケルを含む、請求項１９に記載のアノード。
【請求項２１】
深紫外線光源の放電チャンバを動作させる方法であって、
第１の電極及び第２の電極を含む放電チャンバに電圧を印加することであって、前記電圧は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の放電領域におけるハロゲンガスを含む気体利得媒質において反転分布を発生させるのに充分である、印加することと、
前記第１の電極及び／又は前記第２の電極中の金属成分を前記ハロゲンガスと反応させて、前記放電領域と向かい合う表面上に保護材料層を形成することと、
前記反転分布を発生させるのに充分な前記電圧を、時間間隔を空けて合計で少なくとも３００億回前記放電チャンバに印加するように前記電圧の印加及び除去を継続して、パルス状光ビームを生成することと、
を含む方法。
【請求項２２】
エキシマレーザ源において使用するために構成された電極であって、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本出願は、２０１８年１月１１日に出願された米国仮特許出願番号第６２／６１６，３５７号の優先権を主張する。これは援用により全体が本願に含まれる。
【０００２】
[0002]  本開示は放電チャンバのための電極に関する。放電チャンバは、例えば深紫外線光（ＤＵＶ：deep ultraviolet light）源の一部を形成し得る。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  フォトリソグラフィは、シリコンウェーハ等の基板上に半導体回路をパターン形成するプロセスである。フォトリソグラフィ光源は、ウェーハ上のフォトレジストを露光するため用いられる深紫外線（ＤＵＶ）光を提供する。フォトリソグラフィにおいて用いられるガス放電光源の１つのタイプは、エキシマ光源又はレーザとして知られている。エキシマ光源は典型的に、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのような１つ以上の貴ガスと、フッ素又は塩素のような反応物質（reactive）と、の組み合わせを使用する。エキシマ光源という名前は、電気的刺激（供給されるエネルギ）及び（ガス混合物の）高い圧力の適切な条件下で、励起状態においてのみ存在し紫外線範囲の増幅光を発生させるエキシマと呼ばれる擬似分子が生成されるという事実に由来する。エキシマ光源は、深紫外線（ＤＵＶ）範囲の波長を有する光ビームを生成し、この光ビームは、フォトリソグラフィ装置において半導体基板（又はウェーハ）にパターン形成するため用いられる。エキシマ光源は、単一ガス放電チャンバを用いて又は複数のガス放電チャンバを用いて構築することができる。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]  １つの全体的な態様において、深紫外線（ＤＵＶ）光源のための放電チャンバは、筐体と、筐体内の第１の電極及び第２の電極と、を含む。第１の電極及び第２の電極は相互に分離されて第１の電極と第２の電極との間に放電領域を形成し、放電領域は、少なくとも１つの貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成されている。第１の電極及び第２の電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む。
【０００５】
[0005]  実施は、以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。第１の電極はカソードであり、第２の電極はアノードであり、第２の電極は、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含み得る。金属合金は銅も含み得る。ハロゲンガスはフッ素を含み得る。貴ガスは、アルゴン、クリプトン、ネオン、及び／又はキセノンを含み得る。第２の電極の金属合金は３５重量％から５０重量％の亜鉛を含み得る。第２の電極の金属合金は３７重量％から５０重量％の亜鉛を含み得る。第２の電極の金属合金は４０重量％から５０重量％の亜鉛を含み得る。第２の電極の金属合金は３３重量％よりも多く４５重量％よりも少ない亜鉛を含み得る。
【０００６】
[0006]  第１の電極は３３重量％よりも多く４０重量％よりも少ない亜鉛を含み、第２の電極は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含み得る。
【０００７】
[0007]  別の全体的な態様において、深紫外線（ＤＵＶ）光源は、第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極を含む主発振器を含む。第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極は相互に分離されて主発振器放電領域を形成し、主発振器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成されている。第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含み、また、ビーム経路上の電力増幅器を含み、稼働使用時、主発振器は、ビーム経路上を伝搬し電力増幅器によって増幅されるシード光を生成する。
【０００８】
[0008]  実施は、以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。電力増幅器は、第１の電力増幅器電極と、第１の電力増幅器電極から分離されて電力増幅器放電領域を形成する第２の電力増幅器電極と、を含み得る。電力増幅器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成されている。第１の電力増幅器電極及び第２の電力増幅器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む。
【０００９】
[0009]  別の全体的な態様において、深紫外線（ＤＵＶ）光源のためのアノードは、少なくとも１つの金属成分を含む金属合金材料の基板と、基板の一方側の表面と、を含む。稼働使用時、表面は、カソードと、ハロゲンガスを含む利得媒質を有する放電領域と、に向かい合うように位置決めされ、表面における金属成分はハロゲンガスと反応して表面上に保護材料層を形成し、アノードとカソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、保護材料層は表面全体を覆っている。
【００１０】
[0010]  実施は、以下の特徴のうち１つ以上を含み得る。アノードとカソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、保護材料層は実質的に均一の電気伝導度を有し得る。保護材料層は、表面の法線に平行な方向に沿って実質的に均一の厚さを有し得る。基板の少なくとも１つの金属成分は亜鉛を含み得る。基板の金属成分は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛であり得る。基板及び表面は金属合金の単一のバルク構造を形成し得る。金属合金は第２の金属成分を含み、第２の金属成分は銅を含み得る。金属合金はニッケルも含み得る。
【００１１】
[0011]  別の全体的な態様において、深紫外線光源の放電チャンバを動作させる方法は、第１の電極及び第２の電極を含む放電チャンバに電圧を印加することであって、電圧は、第１の電極と第２の電極との間の放電領域におけるハロゲンガスを含む気体利得媒質において反転分布を発生させるのに充分である、印加することと、第１の電極及び／又は第２の電極中の金属成分をハロゲンガスと反応させて、放電領域と向かい合う表面上に保護材料層を形成することと、反転分布を発生させるのに充分な電圧を、時間間隔を空けて合計で少なくとも３００億回放電チャンバに印加するように電圧の印加及び除去を継続して、パルス状光ビームを生成することと、を含む。
【００１２】
[0012]  別の全体的な態様において、エキシマレーザ源において使用するために構成された電極は、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む。
【００１３】
[0013]  上記及び本明細書において記載されている技法のいずれの実施も、プロセス、装置、電極、フォトリソグラフィシステム、ＤＵＶ光源、及び／又は方法を含み得る。１つ以上の実施の詳細は添付図面及び以下の記載で述べられている。記載及び図面から、並びに特許請求の範囲から、他の特徴も明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]  放電チャンバの一例のブロック図である。
【図２Ａ】[0015]  放電チャンバの一例のブロック図である。
【図２Ｂ】[0016]  定常状態動作中の、図２Ａの放電チャンバのアノードのブロック図である。
【図２Ｃ】[0017]  ２００億の放電イベントの後の、図２Ｂのアノードのブロック図である。
【図３】[0018]  放電チャンバの別の例のブロック図である。
【図４Ａ】[0019]  例示的な電極の写真である。
【図４Ｂ】[0019]  例示的な電極の写真である。
【図４Ｃ】[0019]  例示的な電極の写真である。
【図４Ｄ】[0020]  図４Ａの電極に対応する線画である。
【図４Ｅ】[0020]  図４Ｂの電極に対応する線画である。
【図４Ｆ】[0020]  図４Ｃの電極に対応する線画である。
【図５Ａ】[0021]  フォトリソグラフィシステムの一例のブロック図である。
【図５Ｂ】[0022]  例えば図５Ａのフォトリソグラフィシステムにおいて使用され得る投影光学系の一例のブロック図である。
【図６Ａ】[0023]  様々な重量の亜鉛を有する金属合金の材料損失についての例示的な実験結果に関する。
【図６Ｂ】[0023]  様々な重量の亜鉛を有する金属合金の材料損失についての例示的な実験結果に関する。
【図７】[0024]  フォトリソグラフィシステムの別の例のブロック図である。
【図８Ａ】[0025]  時間の関数としてのウェーハ露光信号の一例の振幅である。
【図８Ｂ】[0026]  時間の関数としてのゲート信号の一例の振幅である。
【図８Ｃ】[0027]  時間の関数としてのトリガ信号の一例の振幅である。
【図９】[0028]  放電イベントの関数としての測定ビーム品質（ＢＱ：beam quality）率の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0029]  図１を参照すると、放電チャンバ１１０のブロック図が示されている。放電チャンバ１１０は、図５Ａ及び図７に示されているような深紫外線（ＤＵＶ）光源の一部とすることができる放電チャンバの一例である。放電チャンバ１１０は、筐体１１２の内部にエネルギ源１１５及びガス混合物１１８を含む。ガス混合物１１８は、貴ガス及びハロゲンガスから形成された利得媒質を含む。エネルギ源１１５は、利得媒質において反転分布を引き起こすと共に誘導放出によって出力光ビーム１１１を発生できるのに充分なエネルギをガス混合物１１８に与える。出力光ビーム１１１は、図５Ａ及び図７に示されているようなフォトリソグラフィシステムに、又は別の放電チャンバに提供することができる。エネルギ源１１５は、光ビーム１１１が相互に時間的に分離された複数の光パルスを含むパルス状光ビームであるように、規則的な時間間隔でガス混合物１１８にエネルギを与えるよう制御することができる。
【００１６】
[0030]  エネルギ源１１５は電極１１４を含み、電極１１４のうち少なくとも１つは金属合金１１９を含む。電極１１４は、一方がアノードであり他方がカソードである電極対とすることができる。金属合金１１９の化学組成によって、エネルギ源１１５（従って放電チャンバ１１０）は、ＤＵＶ光源の放電チャンバにおいて従来用いられている金属合金から作製された電極を利用する放電チャンバよりも寿命が長くなる。
【００１７】
[0031]  金属合金１１９の詳細について、例えば図３、図４、図６Ａ、及び図６Ｂに関連付けて検討する。従来の材料から形成されるアノードを用いたＤＵＶ光源の放電チャンバの動作について、図２Ａから図２Ｃに関連付けて検討する。
【００１８】
[0032]  図２Ａは、放電チャンバ２１０の側断面ブロック図である。放電チャンバ２１０は、ＤＵＶ光源において使用され得る既存の又は既知の放電チャンバ２１０の一例である。放電チャンバ２１０はカソード２１４ａ及びアノード２１４ｂを含む。カソード２１４ａ及びアノード２１４ｂは概ね、放電チャンバ２１０の長手方向軸２０９に沿ってｘ−ｚ面内に延出している。電極２１４ａ及び２１４ｂは従来の金属合金２１９から作製されている。従来の金属合金２１９は、例えば銅と亜鉛の合金とすることができ、３０重量％の亜鉛又は３０重量％未満の亜鉛を含む。
【００１９】
[0033]  カソード２１４ａ及びアノード２１４ｂはｙ軸に沿って距離ｄだけ相互に分離されており、カソード２１４ａとアノードとの間には放電領域２１６がある。放電領域２１６は、図２Ａにドットパターンで表されているガス混合物２１８を含む。ガス混合物２１８は、貴ガス及びハロゲンガスから形成された利得媒質を含む。貴ガスは、例えばアルゴン、クリプトン、及び／又はキセノンとすればよい。ハロゲンガスは、例えばフッ素とすればよい。ガス混合物２１８は緩衝ガスも含み得る。
【００２０】
[0034]  電圧源２２０を用いて、カソード２１４ａとアノード２１４ｂとの間に電位差及び電界を形成する。電位差は、ガス混合物２１８において放電（電子流、電荷、又は電流）を発生させてガス混合物２１８中のハロゲンガスの少なくとも一部を電離するのに充分な大きさである。「放電イベント」は、ガス混合物２１８において放電を発生させるのに充分な電位差を形成する電圧の印加である。電界は利得媒質中の電子を加速させ、電子はガス混合物２１８中の中性原子と衝突する。この衝突により、低いエネルギ状態の電子はより高いエネルギ状態にジャンプし、利得媒質内で反転分布が起きて、誘導放出によって出力光ビーム２１１を発生させることが可能となる。
【００２１】
[0035]  ガス混合物２１８の電離は、金属合金２１９と反応するハロゲンイオンを含むハロゲン含有プラズマを形成する。電離したガス混合物２１８は反応性ガス（reactive gas）とも呼ばれる。放電領域２１６と向かい合うアノード２１４ｂの表面上に層２１３ｂが形成される。層２１３ｂは、金属合金２１９と反応性ガスとの反応によって形成された反応生成物を含む。層２１３ｂは、最初の少数の放電イベントの後に形成される。例えば、層２１３ｂは１０又は１００の放電イベントの後に形成され得る。
【００２２】
[0036]  層２１３ｂは、金属合金２１９よりも導電性が低い。金属合金２１９に比べ、層２１３ｂはハロゲン含有プラズマとの反応性も低い。従って、層２１３ｂはパッシベーション層又は保護層として作用する。合金２１９が亜鉛と銅を含み、ガス混合物２１８がフッ素を含む実施では、フッ素イオンは銅と反応する前に亜鉛と反応する（亜鉛の方が銅よりもフッ素との反応に対する親和性が高いからである）。従って、これらの実施における保護層２１３ｂは主としてフッ化亜鉛（ＺｎＦ２）であるが、ＣｕＦ２も含む。また、カソード２１４ａ上には保護層２１３ａが形成される。
【００２３】
[0037]  図２Ｂは、放電チャンバ２１０の定常状態動作中のアノード２１４ｂの側面ブロック図を示す。定常状態動作では、規則的な時間間隔で放電イベントが起こって光パルスを形成する。保護層２１３ｂは、放電イベントに起因して亀裂が生じ、その下の金属合金２１９の大きい領域が露出する可能性がある。しかしながら、露出した金属合金２１９の表面は、主としてＺｎＦ２である新しい保護層２１３ｂ’によって再びコーティングされるので、定常状態動作中は放電領域２１６と向かい合う電極２１４ｂの実質的に全ての表面が覆われたままであり、放電チャンバ２１０の出力は影響を受けない。
【００２４】
[0038]  アノード２１４ｂの側面ブロック図である図２Ｃを参照すると、多くの放電イベント（例えば２００億）の後、保護層２１３ｂはｙ方向で厚化（thicken）する。厚化は、保護層２１３ｂにおける大電流及び／又は高温によって発生し得る。保護層２１３ｂが厚化すると保護層２１３ｂにおける機械的応力が増大する。保護層２１３ｂの複数の部分が砕け始めるか又は剥がれ始め、コーティングされていない金属合金２１９の小さい領域（領域２２５等）を露出させる。領域２２５における金属合金２１９は隣接層２１３ｂに比べて反応性が極めて高いので、領域２２５は近くの電流を引き付け、このため領域２２５では温度が著しく上昇する。領域２２５における高い局所温度は金属合金２１９と反応性ガスの反応を増大させ、従って高率で腐食層が蓄積し始め、保護層２１３ｂの上に腐食生成物が成長又は蓄積する。この暴走（run-away）腐食プロセスで生じた腐食層及び蓄積した腐食生成物は、図２Ｃにおいて２２４で表されており、「岩状部（reef）」と呼ぶことができる。岩状部２２４は保護層２１３ｂと同一の材料から成り、ハロゲン含有プラズマによって生じた腐食生成物の局所的な蓄積であると考えられる。岩状部２２４はカソード２１４ａの方へ延出し、保護層２１３ｂと同一の材料から成る。
【００２５】
[0039]  金属合金２１９は保護層２１３ｂよりも電気伝導度が高い。従って、小さい露出領域２２５は、放電イベント中に形成されるアークを保護層２１３ｂよりも強く引き付けるので、結果として放電領域２１６で非均一な電界及びアーク形成が起こる。アークは、光ビーム２１１の形成に使用されるはずであったエネルギを利得媒質から吸収する可能性があるので、アーク形成は望ましくない。保護層２１３ｂの劣化が加速し、保護層２１３ｂは空間的及び電気的に非均一になってビーム２１１を信頼性高く生成できなくなる。ビーム２１１を信頼性高く生成できなくなった場合、放電チャンバ２１０は適正に機能することができず、寿命の終了に達している。従って、岩状部２２４の形成は放電チャンバ２１０の寿命を縮める。従来の金属合金２１９から作製されたカソード２１４ａ及びアノード２１４ｂを含む放電チャンバ２１０は、約１８０億の放電イベント後に岩状部を生じ始め、約３００億以下の放電イベントの寿命を有する。
【００２６】
[0040]  図３を参照すると、放電チャンバ３１０の側断面ブロック図が示されている。放電チャンバ３１０は、図５Ａ及び図７に示されているような深紫外線（ＤＵＶ）光源の一部とすることができる放電チャンバの一例である。放電チャンバ３１０は筐体３１２内に電極３１４ａ、３１４ｂを含む。図３の例では、電極３１４ａはカソードであり、電極３１４ｂはアノードである。アノード３１４ｂは金属合金３１９ｂを含む。金属合金３１９ｂの化学組成によって更にロバストな保護層が得られ、これにより、放電チャンバ２１０に比べて放電チャンバ３１０の寿命が長くなる。
【００２７】
[0041]  カソード３１４ａ及びアノード３１４ｂは、概ねｘ−ｚ面内で放電チャンバ３１０の長手方向軸３０９に平行な方向に沿って延出している。カソード３１４ａはｙ軸に沿って距離ｄだけアノード３１４ｂから分離されており、カソード３１４ａとアノード３１４ｂとの間には放電領域３１６がある。放電領域３１６はガス混合物２１８を含む。
【００２８】
[0042]  ガス混合物２１８の電離により、金属合金３１９ｂと反応するハロゲンイオンを含むハロゲン含有プラズマが形成される。金属合金３１９とハロゲンイオンとの反応によって、放電領域３１６と向かい合う電極３１４ｂの表面上に保護層３１３ｂが形成される。
【００２９】
[0043]  金属合金３１９ｂは、図２Ａから図２Ｃに関連付けて検討した保護層２１９ｂよりもロバストな保護層３１３ｂを生じる化学組成を有する。例えば、保護層２１９ｂに比べ、保護層３１３ｂはバルク金属合金３１９ｂに強固に付着するので、保護層２１９ｂほど容易に亀裂が発生しないようになっている。この結果、下にあるバルク金属合金３１９ｂの露出は低減するか又は解消される。更に、層３１３ｂは、ＤＵＶ光源の放電チャンバにおいて従来用いられている金属合金で作製される電極よりも多くの放電イベントにわたって空間的及び／又は電気的に均一に保つことができる。保護層３１３ｂは、３００〜６００億の放電イベントの後であっても、放電領域３１６と向かい合う電極３１４ｂの部分の実質的に全てを覆う及び／又は均一の伝導度を有することができる。これに対し、従来の金属合金で作製された電極によって形成される保護層は一般に、約２００億の放電イベント後に亀裂が生じ、非均一な伝導度を有する。このように、金属合金３１９ｂを用いると、電極３１４ｂが耐えられる放電イベント数が増え、従って放電チャンバ３１０の寿命が延びる。
【００３０】
[0044]  金属合金３１９ｂは例えば、３３重量％〜５０重量％の亜鉛、３３．５重量％〜４０重量％の亜鉛、３５重量％〜５０重量％の亜鉛、３７重量％〜５０重量％の亜鉛、４０重量％〜５０重量％の亜鉛、又は３３重量％〜４５重量％の亜鉛を含む、銅と亜鉛の合金とすればよい。金属合金３１９ｂは例えば、３３．５重量％の亜鉛、３７重量％の亜鉛、又は４５重量％の亜鉛とすればよい。いくつかの実施では、金属合金３１９ｂはニッケルも含む。
【００３１】
[0045]  これに加えて又はこの代わりに、カソード３１４ａは、図２Ａから図２Ｃに関連付けて検討した従来の金属合金２１９とは異なる化学組成を有する金属合金３１９ａを含み得る。金属合金３１９ａは、例えば３３重量％から４０重量％までの亜鉛を含む銅と亜鉛の合金とすればよい。
【００３２】
[0046]  これらの組成は、図２Ａから図２Ｃに関連付けて検討した合金２１９のような、ＤＵＶ光源の放電チャンバ内の電極に使用される典型的な金属合金とは異なっている。ＤＵＶ放電チャンバ内の電極用の典型的な金属合金は銅と亜鉛の合金を含むが、金属合金３１９ｂよりも亜鉛重量の割合が低い。例えば、ＤＵＶ光源の放電チャンバで用いられる典型的なアノードは銅と亜鉛の合金で作製され、亜鉛は３０重量％である。出願人は、亜鉛の重量を増大させると、よりロバストな保護層をサポートする電極が生成されることを発見した。亜鉛とフッ素の反応は、銅とハロゲンガスの反応よりも容易である。例えば、イオン化フッ素の存在下で銅と亜鉛の合金から形成される保護層はフッ化亜鉛である。金属合金中の亜鉛の割合を大きくすると、放電領域３１６内に形成されるハロゲン含有プラズマに暴露される亜鉛が増大すると考えられる。この結果、より多くのフッ化亜鉛が形成され、保護層３１３ｂはいっそうロバストになる。しかしながら、亜鉛は比較的高い蒸気圧を有するので、約５０重量％を超える亜鉛を有する合金は容易に蒸発し、ロバストな保護層を形成しない。このため、金属合金３１９ｂの亜鉛含有量は従来の電極の亜鉛含有量よりも多いが、金属合金３１９ｂの亜鉛濃度は、保護層の形成よりも蒸発の方が支配的になるほど高くはない。
【００３３】
[0047]  また、図４Ａから図４Ｃを参照すると、電極４１４＿１、４１４＿２、及び４１４＿３上にそれぞれ形成された保護層４１３＿１、４１３＿２、及び４１３＿３の走査電子顕微鏡写真が示されている。保護層４１３＿１、４１３＿２、４１３＿３は、それぞれ、電極４１４＿１、４１４＿２、４１４＿３のバルク基板４１９上の境界４２２＿１、４２２＿２、４２２＿３に形成されている。図４Ｄは電極４１４＿１の近似線画である。図４Ｅは電極４１４＿２の近似線画である。図４Ｆは電極４１４＿３の近似線画である。
【００３４】
[0048]  電極４１４＿１は亜鉛と銅を含む金属合金から形成され、亜鉛は５重量％であった。電極４１４＿２は亜鉛と銅を含む金属合金から形成され、亜鉛は３０重量％であった。電極４１４＿３は亜鉛と銅を含む金属合金から形成され、亜鉛は４５重量％であった。各電極４１４＿１、４１４＿２、４１４＿３は、４５０℃の温度で２時間、イオン化フッ素ガスに暴露した。電極４１４＿１、４１４＿２、４１４＿３上に形成された保護層の厚さが放電チャンバ内で用いられる電極上に形成された保護層の厚さに近いので、４５０℃の温度は実際のチャンバ動作中の放電チャンバ内の電極の表面温度とほぼ同じであると考えられる。
【００３５】
[0049]  写真に示されているように、保護層４１３＿３は保護層４１３＿１及び４１３＿２よりも空間的に均一である。また、保護層４１３＿３は、保護層４１３＿１及び４１３＿２よりも密度が高く、下にあるバルク金属合金に対して堅固に接合されている。保護層４１３＿３の外見は、電極４１４＿１及び４１４＿３上にそれぞれ形成された保護層４１３＿１及び４１３＿２よりもロバストであることを示している。
【００３６】
[0050]  図５Ａ及び図７は、合金１１９又は３１９ｂのような金属合金を含む電極を使用することができるＤＵＶ光源の例を与える。
【００３７】
[0051]  図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、フォトリソグラフィシステム５００は、光ビーム５１１をリソグラフィ露光装置５６９に提供する光学（又は光）源５０５を含む。リソグラフィ露光装置５６９は、ウェーハホルダ又はステージ５７１によって支持されたウェーハ５７０を処理する。光源５０５は、カソード５１４ａ及びアノード５１４ｂを収容している放電チャンバ５１０を含む。図５Ａには１つのガス放電チャンバ５１０だけが示されているが、光源５０５は２つ以上の放電チャンバを含み得る。
【００３８】
[0052]  光ビーム５１１は、相互に時間的に分離された光パルスを含むパルス状光ビームである。リソグラフィ露光装置５６９は投影光学システム５７５を含み、光ビーム５１１はこれを通過した後ウェーハ５７０に到達する。リソグラフィ露光装置５６９はメトロロジシステム５７２も含む。メトロロジシステム５７２は例えば、ウェーハ５７０の像及び／又はウェーハ５７０における光ビーム５１１を捕捉できるカメラもしくは他のデバイス、又は、ウェーハ５７０におけるｘ−ｙ面内の光ビーム５１１の強度のような光ビーム５１１の特徴を記述するデータを捕捉できる光学検出器を含み得る。リソグラフィ露光装置５６９は、液浸システム又は乾式システム（dry system）とすることができる。また、フォトリソグラフィシステム５００は、光源５０５及び／又はリソグラフィ露光装置５６９を制御するための制御システム５５０も含む。
【００３９】
[0053]  例えば光ビーム５１１によってウェーハ５７０上の放射感応性フォトレジスト材料層を露光することにより、ウェーハ５７０上にマイクロエレクトロニクスフィーチャが形成される。図５Ｂも参照すると、投影光学システム５７５は、スリット５７６と、マスク５７４と、レンズシステム５７７を含む投影対物レンズと、を含む。レンズシステム５７７は１つ以上の光学要素を含む。光ビーム５１１は光学システム５７５に入射し、スリット５７６に当たり、ビーム５１１の少なくとも一部はスリット５７６を通過する。図５Ａ及び図５Ｂの例では、スリット５７６は矩形であり、光ビーム５１１を細長い矩形の光ビームに整形する。マスク５７４にはパターンが形成されており、このパターンは、整形された光ビームのどの部分がマスク５７４を透過してどの部分がマスク５７４で遮断されるかを決定する。パターンの設計は、ウェーハ５７０上に形成される特定のマイクロエレクトロニクス回路設計によって決定される。
【００４０】
[0054]  カソード５１４ａ及び／又はアノード５１４ｂは、ＤＵＶ光源の放電チャンバにおいて従来用いられている金属合金に比べ、よりロバストな保護層を形成する組成を有する金属合金を含む。例えばアノード５１４ｂは、３３重量％〜５０重量％の亜鉛、３３．５重量％〜４０重量％の亜鉛、３５重量％〜５０重量％の亜鉛、３７重量％〜５０重量％の亜鉛、４０重量％〜５０重量％の亜鉛、又は３３重量％〜４５重量％の亜鉛を含む、銅と亜鉛の合金とすればよい。アノード５１４ｂで用いられる金属合金は例えば、３３．５重量％の亜鉛、３７重量％の亜鉛、又は４５重量％の亜鉛とすればよい。更に、様々な用途に適している電極組成は、約３１％、３２％、３３％、３４％、３５％、３６％、３７％、３８％、４０％、４２％、４４％、４６％、４８％、もしくは５０％の亜鉛、又はそれらの間のいずれかの範囲（例えば３３％〜３８％）を含み得ると考えられる。
【００４１】
[0055]  いくつかの実施では、亜鉛含有量を増大させた金属合金を使用するのはアノードだけである。他の実施では、カソード５１４ａ及びアノード５１４ｂは双方とも、ＤＵＶ光源放電チャンバにおいて従来用いられている金属合金よりも亜鉛重量が多い金属合金を含む。カソード５１４ａ中の亜鉛量を増やすと、カソード５１４ａの材料損失率は低下する。しかしながら、カソード５１４ａ中の亜鉛量を増やすと、アノード５１４ｂの材料損失率は増大する。従って、放電チャンバ５１０の最適な性能を達成するためには、カソード５１４ａ及びアノード５１４ｂに用いられる金属合金中の亜鉛量は、材料損失率が最低になることが予想される量とは異なる可能性がある。
【００４２】
[0056]  図６Ａ及び図６Ｂは、様々な亜鉛量を含む金属合金セグメントについて、イオン化フッ素ガスに暴露された後の材料損失率に関連した実験結果を検討する。材料損失率は、イオン化フッ素ガスに暴露されたことに起因する、セグメントからのｙ軸に沿った材料損失量の測定値を示す。材料損失量が多いことは、金属合金を含むセグメントの反応性が高いことを示している。
【００４３】
[0057]  図６Ａはカソード６１４ａ及びアノード６１４ｂの側面ブロック図である。カソード６１４ａ及びアノード６１４ｂは相互に平行であり、ｘ軸に沿って延出している。カソード６１４ａはセグメント１〜７を含む。セグメント１〜７は相互に物理的に接触し、ｘ軸に沿って延出している。アノード６１４ｂは銅と亜鉛の金属合金を含み、亜鉛は金属合金の３７重量％である。セグメント１〜７も銅と亜鉛の金属合金であった。カソードの亜鉛含有量の効果を査定するため、セグメント１〜７の各々における亜鉛量を変化させた。セグメント２及び５は１５重量％の亜鉛を含み、セグメント３は３３．５重量％の亜鉛を含み、セグメント４は３７重量％の亜鉛を含み、セグメント１、６、及び７は３０重量％の亜鉛を含んだ。アノード６１４ｂにおける亜鉛量は、アノード６１４ｂ全体を通して３７％であった。
【００４４】
[0058]  １００．３５億の放電イベント（又は生成パルス）の後、腐食又は材料損失の量を測定した。電極スキャナを用いてセグメント１〜７の高さプロファイルを測定した。セグメント１〜７の高さはｙ軸に沿った範囲である。各セグメントについて、ｘ軸に沿った２つ以上の位置で高さプロファイルを測定した。セグメントの測定高さを平均し、この平均をそのセグメントの測定高さとして用いた。セグメントの最初の高さと、イオン化フッ素ガスに暴露した後のそのセグメントの測定高さから、材料損失を決定した。
【００４５】
[0059]  図６Ｂは、カソードセグメント２〜４及び６、並びにアノード６１４ｂについて、１０億パルス（ＢＰ：billion pulse）当たりの測定材料損失率をミクロン単位（μｍ）で示す。図６Ｂにおいて、材料損失率はセグメント識別子の関数としてプロットされている。プロット６８０はカソード６１４ａの材料損失率を表し、プロット６８１はアノード６１４ｂの材料損失率を表す。
【００４６】
[0060]  特定のカソードセグメントに対するアノード６１４ｂの材料損失率は、カソードセグメントとｙ軸で位置合わせしたアノード６１４ｂの部分について測定された材料損失率である。アノード６１４ｂはｘ軸に沿って一定の亜鉛量を有するが、アノード６１４ｂの材料損失率はセグメント１〜７の亜鉛含有量の変化と共に変動する。セグメント２（１５重量％の亜鉛）のカソード材料損失率は２７μｍ／ＢＰであり、アノード材料損失率は４３μｍ／ＢＰであった。セグメント６（３０重量％の亜鉛）のカソード材料損失率は１８μｍ／ＢＰであり、アノード材料損失率は４９μｍ／ＢＰであった。セグメント３（３３．５重量％の亜鉛）のカソード材料損失率は１３μｍ／ＢＰであり、アノード腐食率は５１μｍ／ＢＰであった。セグメント４（３７重量％の亜鉛）のカソード腐食率は１１μｍ／ＢＰであり、アノード腐食率は５５μｍ／ＢＰであった。
【００４７】
[0061]  このように、カソード６１４ａ中の亜鉛量が増大するにつれてカソード材料損失率は低下した。材料損失率の低減は概ね有利であり、放電チャンバの長寿命化につながる。しかしながら、カソード中の亜鉛量の増大はアノード６１４ｂの材料損失率の上昇も引き起こした。このため、アノード及びカソードが双方ともＤＵＶ光源の放電チャンバにおいて従来用いられている金属合金よりも亜鉛重量が多い金属合金を含むいくつかの実施では、カソード中の亜鉛量をアノード中の亜鉛量よりも少なくして、カソード腐食とアノード腐食とのバランスを取ることができる。例えば、再び図５Ａを参照すると、アノード５１４ｂは銅と亜鉛を含む金属合金から作製され、亜鉛は３３重量％〜５０重量％であり、カソード５１４ａは銅と亜鉛を含む金属合金から作製され、亜鉛は３３重量％〜４０重量％であり得る。いくつかの実施では、アノード５１４ｂは銅と亜鉛を含む金属合金から作製され、亜鉛は３７重量％であり、カソード５１４ａは銅と亜鉛を含む金属合金から作製され、亜鉛は３３重量％であり得る。
【００４８】
[0062]  同量の亜鉛を有するが放電チャンバの異なる部分に位置付けられた２つのセグメントの材料損失量は、放電チャンバにおける非均一性のために異なる可能性がある。例えば、セグメント２及びセグメント５は双方とも銅と亜鉛の金属合金を含み、亜鉛は１５重量％である。セグメント２の材料損失率は２７μｍ／ＢＰであり、セグメント５の材料損失率は２４μｍ／ＢＰであった。しかしながら、位置に起因する材料損失率の差は、亜鉛含有量に起因する材料損失率の差に比べて大きくないことが観察されたので、材料損失率に対する亜鉛含有量の効果に関する結論は変わらない。
【００４９】
[0063]  図７を参照すると、フォトリソグラフィシステム７００のブロック図が示されている。システム７００はシステム５００（図５Ａ）の実施の一例である。例えばフォトリソグラフィシステム７００では、光源５０５（図５Ａ）として光源７０５が用いられる。光源７０５はパルス状光ビーム７１１を生成し、これはリソグラフィ露光装置５６９に提供される。フォトリソグラフィシステム７００は制御システム７５０も含む。図７の例では、制御システム７５０は光源７０５のコンポーネントとリソグラフィ露光装置５６９に接続されて、システム７００の様々な動作を制御する。他の実施では、制御システム７５０を２つの別個の制御システムとして実施し、その一方が光源７０５の様々な態様を制御し、他方がリソグラフィ露光装置を制御することも可能である。
【００５０】
[0064]  図７に示されている例では、光源７０５は２段階レーザシステムであり、シード光ビーム７０６を電力増幅器（ＰＡ）７０２に与える主発振器（ＭＯ）７０１を含む。ＭＯ７０１及びＰＡ７０２は、光源７０５のサブシステム、又は光源７０５の一部であるシステムと見なすことができる。電力増幅器７０２は主発振器７０１からシード光ビーム７０６を受光し、シード光ビーム７０６を増幅して、リソグラフィ露光装置５６９で用いるための光ビーム７１１を発生する。例えば主発振器７０１は、パルス当たり約１ミリジュール（ｍＪ）のシードパルスエネルギを有するパルス状シード光ビームを発し、これらのシードパルスを電力増幅器７０２によって約１０〜１５ｍＪに増幅することができる。
【００５１】
[0065]  主発振器７０１は、２つの細長い電極７１４ａ＿１及び７１４ｂ＿１、ガス混合物である利得媒質７１８＿１、及び電極７１４ａ＿１と７１４ｂ＿１との間でガス混合物を循環させるためのファン（図示せず）を有する放電チャンバ７１０＿１を含む。電極７１４ａ＿１及び／又は電極７１４ｂ＿１は、銅と亜鉛を含む金属合金から形成され、ＤＵＶ主発振器の放電チャンバにおいて典型的に用いられる金属合金よりも亜鉛の重量濃度が高い。図示されている例では、電極７１４ａ＿１はカソードであり、電極７１４ｂ＿１はアノードである。カソード７１４ａ＿１は３３重量％〜４０重量％の亜鉛を含み、アノード７１４ｂ＿１は３３重量％〜５０重量％の亜鉛を含み得る。
【００５２】
[0066]  放電チャンバ７１０＿１の一方側の狭帯域化モジュール（line narrowing module）７８０と放電チャンバ７１０＿１の第２の側の出力カプラ７８１との間に、共振器が形成されている。狭帯域化モジュール７８０は、放電チャンバ７１０＿１のスペクトル出力を微調整する格子等の回折光学部品を含むことができる。また、光源７０５は、出力カプラ７８１からの出力光ビームを受光するライン中心解析モジュール（line center analysis module）７８４と、ビーム結合光学システム７３８と、を含む。ライン中心解析モジュール７８４は、シード光ビーム７０６の波長を測定又は監視するために使用できる測定システムである。ライン中心解析モジュール７８４は、光源７０５内の他の位置に配置することも可能であり、又は光源７０５の出力に配置することも可能である。
【００５３】
[0067]  ガス混合物７１８＿１は、用途のために必要な波長及び帯域幅の光ビームを生成するのに適した任意のガスとすることができる。エキシマ源では、ガス混合物は、例えばアルゴンもしくはクリプトン等の貴ガス（希ガス）、例えばフッ素もしくは塩素等のハロゲン、及びヘリウム等の緩衝ガスとは別の微量のキセノンを含み得る。ガス混合物の具体例には、約１９３ｎｍの波長の光を発するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長の光を発するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は約３５１ｎｍの波長の光を発する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が含まれる。エキシマ利得媒質（ガス混合物）は、細長い電極７１４ａ＿１、７１４ｂ＿１に電圧を印加することによる高電圧放電の短い（例えばナノ秒）電流パルスで励起される。
【００５４】
[0068]  電力増幅器７０２は、主発振器７０１からシード光ビーム７０６を受光すると共にこの光ビーム７０６を放電チャンバ７１０＿２を介してビーム調整光学要素７８２へ誘導するビーム結合光学システム７８３を含む。ビーム調整光学要素７８２は、シード光ビーム７０６を放電チャンバ７１０＿２に戻すようにシード光ビーム７０６の方向を変更又は変化させる。ビーム調整光学要素及びビーム結合光学システム７８３は循環閉ループ経路を形成し、この経路において、リング増幅器への入力はビーム結合装置７８３でリング増幅器の出力と交差する。
【００５５】
[0069]  放電チャンバ７１０＿２は、１対の細長い電極７１４ａ＿２及び７１４ｂ＿２、ガス混合物７１８＿２、及び電極７１４ａ＿２と７１４ｂ＿２との間でガス混合物７１８＿２を循環させるためのファン（図示せず）を含む。ガス混合物７１８＿２はガス混合物７１８＿１と同一とすればよい。電極７１４ａ＿２及び／又は電極７１４ｂ＿２は、銅と亜鉛を含む金属合金から作製され、ＤＵＶ主発振器の放電チャンバにおいて典型的に用いられる金属合金よりも亜鉛の重量濃度が高い。図示されている例では、電極７１４ａ＿２はカソードであり、電極７１４ｂ＿２はアノードである。カソード７１４ａ＿２は３３重量％〜４０重量％の亜鉛を含み、アノード７１４ｂ＿２は３３重量％〜５０重量％の亜鉛を含み得る。
【００５６】
[0070]  出力光ビーム７１１は、ビーム調製システム７８５を介して誘導された後、リソグラフィ露光装置５６９に到達することができる。ビーム調製システム７８５は、ビーム７１１の様々なパラメータ（帯域幅又は波長等）を測定する帯域幅解析モジュールを含み得る。ビーム調製システム７８５は、出力光ビーム７１１の各パルスを時間的に伸長するパルスストレッチャ（図示せず）も含み得る。ビーム調製システム７８５は、例えば反射性及び／又は屈折性光学要素（例えばレンズ及びミラー等）、フィルタ、及び光学アパーチャ（自動シャッタを含む）のような、ビーム７１１に作用することができる他のコンポーネントも含み得る。
【００５７】
[0071]  フォトリソグラフィシステム７００は制御システム７５０も含む。制御システム７５０は、光源７０５に１つ以上の信号を送信することによって、光源７０５が１つの光パルス又は１つ以上の光パルスを含む光パルスバーストを発する時を制御できる。また、制御システム７５０はリソグラフィ露光装置５６９に接続されている。従って、制御システム７５０はリソグラフィ露光装置５６９の様々な態様も制御することができる。例えば、制御システム７５０はウェーハ５７０（図５Ｂ）の露光を制御できるので、制御システム７５０を用いてウェーハ５７０上に電子フィーチャがどのように印刷されるかを制御できる。いくつかの実施では、制御システム７５０は、ｘ−ｙ面（図５Ｂ）内でスリット５７６の移動を制御することによってウェーハ５７０のスキャンを制御できる。更に、制御システム７５０は、メトロロジシステム５７２及び／又は光学システム５７５（図５Ｂ）とデータを交換することも可能である。
【００５８】
[0072]  リソグラフィ露光装置５６９は、例えば、温度制御デバイス（空調デバイス及び／又は加熱デバイス等）及び／又は様々な電気的コンポーネントのための電力供給も含み得る。制御システム７５０はこれらのコンポーネントも制御できる。いくつかの実施において、制御システム７５０は２つ以上のサブ制御システムを含み、少なくとも１つのサブ制御システム（リソグラフィコントローラ）がリソグラフィ露光装置５６９の態様の制御専用であるように実施される。これらの実施では、リソグラフィコントローラを用いることの代わりに又はそれに加えて、制御システム７５０を用いてリソグラフィ露光装置５６９の態様を制御することができる。
【００５９】
[0073]  制御システム７５０は、電子プロセッサ７５１、電子ストレージ７５２、及びＩ／Ｏインタフェース７５３を含む。電子プロセッサ７５１は、汎用又は特殊用途マイクロプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータの１つ以上のプロセッサ等、コンピュータプログラムの実行に適した１つ以上のプロセッサを含む。一般に電子プロセッサは、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はこれら双方から命令及びデータを受信する。電子プロセッサ７５１は任意のタイプの電子プロセッサとすればよい。
【００６０】
[0074]  電子ストレージ７５２は、ＲＡＭ等の揮発性メモリ又は不揮発性メモリとすればよい。いくつかの実施において、電子ストレージ７５２は、不揮発性及び揮発性の部分又はコンポーネントを含む。電子ストレージ７５２は、制御システム７５０、制御システム７５０のコンポーネント、及び／又は制御システム７５０によって制御されるシステムの動作に使用されるデータ及び情報を記憶することができる。この情報は、例えばルックアップテーブル又はデータベースに記憶すればよい。
【００６１】
[0075]  電子ストレージ７５２は、おそらくはコンピュータプログラムとして、命令も記憶している可能性がある。この命令が実行された場合、プロセッサ７５１は、制御システム７５０、光学システム７０５、及び／又はリソグラフィ露光装置５６９内のコンポーネントと通信を行う。
【００６２】
[0076]  Ｉ／Ｏインタフェース７５３は任意の種類の電子インタフェースであり、オペレータ、光学システム７０５、リソグラフィ露光装置５６９、光学システム７０５及び／又はリソグラフィ露光装置５６９内の任意のコンポーネントもしくはシステム、及び／又は別の電子デバイス上で実行している自動化プロセスによって、制御システム７５０がデータ及び信号を受信及び／又は提供することを可能とする。例えばＩ／Ｏインタフェース７５３は、視覚的ディスプレイ、キーボード、及び通信インタフェースのうち１つ以上を含み得る。
【００６３】
[0077]  図８Ａから図８Ｃは、光源７０５におけるパルス及びバーストの生成の概要を示す。光ビーム７１１はパルス状光ビームであり、相互に時間的に分離された１つ以上のパルスバーストを含み得る。各バーストは１つ以上の光パルスを含み得る。いくつかの実施において、１つのバーストは数百のパルスを含み、例えば１００〜４００パルスを含む。図８Ａは時間の関数としてウェーハ露光信号８００の振幅を示し、図８Ｂは時間の関数としてゲート信号８１５の振幅を示し、図８Ｃは時間の関数としてトリガ信号の振幅を示す。
【００６４】
[0078]  制御システム８５０は、光ビーム７１１を生成するよう光源７０５を制御するため、光源７０５にウェーハ露光信号８００を送信するように構成できる。図７Ａに示す例において、ウェーハ露光信号８００は、光源７０５が光パルスバーストを生成する時間期間８０７中は高い値８０５（例えば１）を有する。ウェーハ露光信号８００は、ウェーハ５７０が露光されていない時は低い値８１０（例えば０）を有する。
【００６５】
[0079]  図８Ｂを参照すると、光ビーム７１１はパルス状光ビームであり、光ビーム７１１はパルスバーストを含む。制御システム７５０は、光源７０５にゲート信号８１５を送信することによってバルスバーストの持続時間及び周波数も制御する。ゲート信号８１５は、パルスバースト中の高い値８２０（例えば１）と、連続するバーストとバーストとの間の時間の低い値８２５（例えば０）と、を有する。図示されている例では、ゲート信号８１５が高い値を有する持続時間はバースト８１６の持続時間でもある。バーストは、バースト間時間間隔によって時間的に分離されている。バースト間時間間隔中、リソグラフィ露光装置５６９は次のダイを露光のためウェーハ５７０上に位置決めすることができる。
【００６６】
[0080]  図８Ｃを参照すると、制御システム７５０は、トリガ信号８３０によって各バースト内のパルスの繰り返し率も制御する。トリガ信号８３０はトリガ８４０を含み、トリガ８４０のうち１つが光源７０５に与えられて光源７０５に１つの光パルスを生成させる。制御システム７５０は、パルスを生成しようとするたびにトリガ８４０を光源７０５に送信することができる。従って、光源７０５が生成するパルスの繰り返し率（２つの連続するパルス間の時間）を、トリガ信号８３０によって設定できる。
【００６７】
[0081]  電極７１４ａ＿１、７１４ｂ＿１、又は７１４ａ＿２、７１４ｂ＿２に電圧を印加することによってガス混合物７１８＿１又はガス混合物７１８＿２の利得媒質が励起されると、ガス混合物の利得媒質は光を発する。上記で検討したように、このような電圧の印加が放電イベントである。規則的な時間間隔で電極に電圧が印加された場合、光ビーム７１１はパルス状である。従って、パルス状光ビーム７１１の繰り返し率は、電極に電圧を印加する速度によって決定される。例えばトリガ信号８３０を用いて、電極に対する電圧の印加及びパルスの繰り返し率を制御することができる。パルスの繰り返し率は、ほとんどの用途では約５００〜約６，０００Ｈｚの範囲であり得る。いくつかの実施では、繰り返し率は６，０００Ｈｚよりも大きい可能性があり、例えば１２，０００Ｈｚ以上であり得る。
【００６８】
[0082]  図９は、発生したパルス又は放電イベントの関数として測定主発振器ビーム品質（ＢＱ）率を示すプロットである。図９のデータは図７のＭＯ７０１のような主発振器から取得した。ＢＱ率は、光源７０５においていくつのビーム品質イベントが発生したかを示す。ビーム品質イベントが発生するのは、シード光ビーム７０６又はビーム７１１の任意の態様が所定の仕様を満たさない場合である。例えば、ビーム品質イベントが発生するのは、ビーム７０６又は７１１の光エネルギ、スペクトル帯域幅、及び／又は波長が許容値範囲外である場合である。図９のＢＱ率は、１０億の発生パルス又は放電イベント当たりのビーム品質イベント数（又はＢＱカウント）である。図９の例では、ＭＯ７０１の許容可能ＢＱ率の上限は５０であった。
【００６９】
[0083]  図９の例において、プロット９９１（一点鎖線）は、ＭＯ７０１の電極７１４ａ＿１及び７１４ｂ＿１が従来の銅と亜鉛の合金から作製され、亜鉛が３０重量％であったシステムのＢＱ率（１０億パルス当たりのＢＱカウント）を表す。プロット９９２（破線）は、アノード７１４ｂ＿１が銅と亜鉛の合金から作製され、亜鉛が３３．５重量％であったシステムのＢＱ率を表す。プロット９９３（実線）は、アノード７１４ｂ＿１が銅と亜鉛の合金から作製され、亜鉛が３７重量％であったシステムのＢＱ率を表す。
【００７０】
[0084]  プロット９９２及び９９３をプロット９９１と比較することで示されるように、電極７１４ｂ＿１の亜鉛含有量を増大させると、ＭＯ７０１は、ＢＱ率上限を超えることなく、より多くのシード光ビーム７０６のパルスを生成できる。例えば従来の合金から作製されたアノードを備えたシステムは、２２ＢＰ付近でＢＱ率上限を超える。３３．５重量％の亜鉛及び３７重量％の亜鉛を有するアノードを備えたシステムは、４０ＢＰまで及び４０ＢＰ超でビーム品質率が低かった。３３．５重量％の亜鉛を有する電極は３５ＢＰ付近で岩状部を形成し、３７重量％の亜鉛を有する電極は５０ＢＰで岩状部を形成しなかった。このように、放電チャンバの電極中の亜鉛量を増大させると、従来の金属合金を用いる場合に比べてＭＯ７０１の性能が改善した。
【００７１】
[0085]  以下の条項を用いて更に実施形態を記載することができる。
１．  深紫外線（ＤＵＶ）光源のための放電チャンバであって、
筐体と、
筐体内の第１の電極及び第２の電極と、を備え、第１の電極及び第２の電極は相互に分離されて第１の電極と第２の電極との間に放電領域を形成し、放電領域は、少なくとも１つの貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、
第１の電極及び第２の電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、放電チャンバ。
２．  第１の電極はカソードであり、第２の電極はアノードであり、第２の電極は、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、条項１に記載の放電チャンバ。
３．  金属合金は更に銅を含む、条項２に記載の放電チャンバ。
４．  ハロゲンガスはフッ素を含む、条項３に記載の放電チャンバ。
５．  貴ガスは、アルゴン、クリプトン、ネオン、及び／又はキセノンを含む、条項４に記載の放電チャンバ。
６．  第２の電極の金属合金は３５重量％から５０重量％の亜鉛を含む、条項５に記載の放電チャンバ。
７．  第２の電極の金属合金は３７重量％から５０重量％の亜鉛を含む、条項５に記載の放電チャンバ。
８．  第２の電極の金属合金は４０重量％から５０重量％の亜鉛を含む、条項５に記載の放電チャンバ。
９．  第２の電極の金属合金は３３重量％よりも多く４５重量％よりも少ない亜鉛を含む、条項５に記載の放電チャンバ。
１０．  第１の電極は３３重量％よりも多く４０重量％よりも少ない亜鉛を含み、第２の電極は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む、条項２に記載の放電チャンバ。
１１．  深紫外線（ＤＵＶ）光源であって、
第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極を含む主発振器であって、第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極は相互に分離されて主発振器放電領域を形成し、主発振器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、主発振器と、
ビーム経路上の電力増幅器と、を備え、稼働使用時、主発振器は、ビーム経路上を伝搬し電力増幅器によって増幅されるシード光を生成する、
ＤＵＶ光源。
１２．  電力増幅器は、
第１の電力増幅器電極と、
第１の電力増幅器電極から分離されて電力増幅器放電領域を形成する第２の電力増幅器電極と、を備え、電力増幅器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、第１の電力増幅器電極及び第２の電力増幅器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、条項１１に記載のＤＵＶ光源。
１３．  深紫外線（ＤＵＶ）光源のためのアノードであって、
少なくとも１つの金属成分を含む金属合金材料の基板と、
基板の一方側の表面と、
を備え、稼働使用時、表面は、カソードと、ハロゲンガスを含む利得媒質を有する放電領域と、に向かい合うように位置決めされ、
表面における金属成分はハロゲンガスと反応して表面上に保護材料層を形成し、
アノードとカソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、保護材料層は表面全体を覆っている、アノード。
１４．  アノードとカソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、保護材料層は実質的に均一の電気伝導度を有する、条項１３に記載のアノード。
１５．  保護材料層は表面の法線に平行な方向に沿って実質的に均一の厚さを有する、条項１３に記載のアノード。
１６．  基板の少なくとも１つの金属成分は亜鉛を含む、条項１３に記載のアノード。
１７．  基板の金属成分は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛である、条項１６に記載のアノード。
１８．  基板及び表面は金属合金の単一のバルク構造を形成する、条項１３に記載のアノード。
１９．  金属合金は第２の金属成分を含み、第２の金属成分は銅を含む、条項１６に記載のアノード。
２０．  金属合金は更にニッケルを含む、条項１９に記載のアノード。
２１．  深紫外線光源の放電チャンバを動作させる方法であって、
第１の電極及び第２の電極を含む放電チャンバに電圧を印加することであって、電圧は、第１の電極と第２の電極との間の放電領域におけるハロゲンガスを含む気体利得媒質において反転分布を発生させるのに充分である、印加することと、
第１の電極及び／又は第２の電極中の金属成分をハロゲンガスと反応させて、放電領域と向かい合う表面上に保護材料層を形成することと、
反転分布を発生させるのに充分な電圧を、時間間隔を空けて合計で少なくとも３００億回放電チャンバに印加するように電圧の印加及び除去を継続して、パルス状光ビームを生成することと、
を含む方法。
２２．  エキシマレーザ源において使用するために構成された電極であって、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、電極。
【００７２】
[0086]  他の実施も特許請求の範囲内である。
【図１】
2021510455.tif 000003
【図２Ａ】
2021510455.tif 000004
【図２Ｂ】
2021510455.tif 000005
【図２Ｃ】
2021510455.tif 000006
【図３】
2021510455.tif 000007
【図４Ａ】
2021510455.tif 000008
【図４Ｂ】
2021510455.tif 000009
【図４Ｃ】
2021510455.tif 000010
【図４Ｄ】
2021510455.tif 000011
【図４Ｅ】
2021510455.tif 000012
【図４Ｆ】
2021510455.tif 000013
【図５Ａ】
2021510455.tif 000014
【図５Ｂ】
2021510455.tif 000015
【図６Ａ】
2021510455.tif 000016
【図６Ｂ】
2021510455.tif 000017
【図７】
2021510455.tif 000018
【図８Ａ】
2021510455.tif 000019
【図８Ｂ−８Ｃ】
2021510455.tif 000020
【図９】
2021510455.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月5日(2020.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深紫外線（ＤＵＶ）光源のための放電チャンバであって、
筐体と、
前記筐体内の第１の電極及び第２の電極と、を備え、前記第１の電極及び前記第２の電極は相互に分離されて前記第１の電極と前記第２の電極との間に放電領域を形成し、前記放電領域は、少なくとも１つの貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、
前記第１の電極及び前記第２の電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、放電チャンバ。
【請求項２】
前記第１の電極はカソードであり、前記第２の電極はアノードであり、前記第２の電極は、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む前記金属合金を含む、請求項１に記載の放電チャンバ。
【請求項３】
前記金属合金は更に銅を含む、請求項２に記載の放電チャンバ。
【請求項４】
前記ハロゲンガスはフッ素を含む、請求項３に記載の放電チャンバ。
【請求項５】
前記貴ガスは、アルゴン、クリプトン、ネオン、及び／又はキセノンを含む、請求項４に記載の放電チャンバ。
【請求項６】
前記第２の電極の前記金属合金は４０重量％から５０重量％の亜鉛を含む、請求項５に記載の放電チャンバ。
【請求項７】
前記第１の電極は３３重量％よりも多く４０重量％よりも少ない亜鉛を含み、前記第２の電極は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む、請求項２に記載の放電チャンバ。
【請求項８】
深紫外線（ＤＵＶ）光源であって、
第１の主発振器電極及び第２の主発振器電極を含む主発振器であって、前記第１の主発振器電極及び前記第２の主発振器電極は相互に分離されて主発振器放電領域を形成し、前記主発振器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、前記第１の主発振器電極及び前記第２の主発振器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、主発振器と、
ビーム経路上の電力増幅器と、を備え、稼働使用時、前記主発振器は、前記ビーム経路上を伝搬し前記電力増幅器によって増幅されるシード光を生成する、
ＤＵＶ光源。
【請求項９】
前記電力増幅器は、
第１の電力増幅器電極と、
前記第１の電力増幅器電極から分離されて電力増幅器放電領域を形成する第２の電力増幅器電極と、を備え、前記電力増幅器放電領域は、貴ガス及びハロゲンガスを含む利得媒質を受容するように構成され、前記第１の電力増幅器電極及び前記第２の電力増幅器電極のうち少なくとも１つは、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、請求項８に記載のＤＵＶ光源。
【請求項１０】
深紫外線（ＤＵＶ）光源のためのアノードであって、
少なくとも１つの金属成分を含む金属合金材料の基板と、
前記基板の一方側の表面と、
を備え、稼働使用時、前記表面は、カソードと、ハロゲンガスを含む利得媒質を有する放電領域と、に向かい合うように位置決めされ、
前記表面における前記金属成分は前記ハロゲンガスと反応して前記表面上に保護材料層を形成し、
前記アノードと前記カソードとの間で放電が少なくとも３００億回発生した後、前記保護材料層は前記表面全体を覆っている、アノード。
【請求項１１】
前記保護材料層は前記表面の法線に平行な方向に沿って実質的に均一の厚さを有する、請求項１０に記載のアノード。
【請求項１２】
前記基板の前記少なくとも１つの金属成分は３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む、請求項１０に記載のアノード。
【請求項１３】
前記金属合金は第２の金属成分を含み、前記第２の金属成分は銅を含む、請求項１２に記載のアノード。
【請求項１４】
前記金属合金は更にニッケルを含む、請求項１３に記載のアノード。
【請求項１５】
深紫外線光源の放電チャンバを動作させる方法であって、
第１の電極及び第２の電極を含む放電チャンバに電圧を印加することであって、前記電圧は、前記第１の電極と前記第２の電極との間の放電領域におけるハロゲンガスを含む気体利得媒質において反転分布を発生させるのに充分である、印加することと、
前記第１の電極及び／又は前記第２の電極中の金属成分を前記ハロゲンガスと反応させて、前記放電領域と向かい合う表面上に保護材料層を形成することと、
前記反転分布を発生させるのに充分な前記電圧を、時間間隔を空けて合計で少なくとも３００億回前記放電チャンバに印加するように前記電圧の印加及び除去を継続して、パルス状光ビームを生成することと、
を含む方法。
【請求項１６】
エキシマレーザ源において使用するために構成された電極であって、３３重量％よりも多く５０重量％よりも少ない亜鉛を含む金属合金を含む、電極。
【国際調査報告】
2021510455.tif 000022
2021510455.tif 000023
2021510455.tif 000024