(57)【要約】【課題】新規なＥＵＶ放射線源を提供する。【解決手段】ＥＵＶ放射線源（１２）は良好な変換効率のために所望のレーザースポット寸法（２８）に適合する幅と、レーザービーム／標的の相互作用深さに適合する厚さとを有する液体標的材料のシート（３６）を発生させる。ＥＵＶ源は液体キセノンの如き加圧された極低温液体標的材料を収容するリザーバ（１０）を有する。リザーバはまた近接するオリフィス（１６）の列（１４）を有する。液体標的材料はシートを画定する標的材料の分離した液体ストリームフィラメント（２０）としてオリフィスを通して真空室内へ圧送される。液体ストリームは凍結して、凍結した標的フィラメントの列を形成する。レーザービーム（２４）は真空室内の標的領域（２８）へ導かれ、そこで、レーザービームはフィラメントのストリームを照射し、ＥＵＶ放射線（３２）を放出するプラズマ（３０）を生じさせる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ放射線を発生させるための極紫外（ＥＵＶ）放射線源において、
加圧下の標的材料を収容し、少なくとも１つの開口を有し、標的材料の薄いシートとして、標的材料を、上記開口を通して放出させるリザーバと；
ＥＵＶ放射線を放出するプラズマを生じさせるように標的領域で標的材料の上記シートに衝突するレーザービームを発生させるレーザー源と；
を有することを特徴とする極紫外放射線源。
【請求項２】
上記少なくとも１つの開口が複数の円形オリフィスであり、同オリフィスが上記シートを形成する複数の分離した円筒状のフィラメントストリームとして標的材料を放出することを特徴とする請求項１に記載の極紫外放射線源。
【請求項３】
上記各オリフィスが約１０μｍの直径を有し、隣接するオリフィスから約１０μｍだけ離れていることを特徴とする請求項２に記載の極紫外放射線源。
【請求項４】
上記複数のオリフィスが２５個のオリフィスであることを特徴とする請求項２に記載の極紫外放射線源。
【請求項５】
上記少なくとも１つの開口が細長いスロットであることを特徴とする請求項１に記載の極紫外放射線源。
【請求項６】
上記スロットが約５００μｍの長さ及び約１０μｍの幅を有することを特徴とする請求項５に記載の極紫外放射線源。
【請求項７】
標的材料が液体キセノンであることを特徴とする請求項１に記載の極紫外放射線源。
【請求項８】
上記リザーバが真空室内へ標的材料の上記シートを放出し、標的材料の当該シートが上記標的領域に達する前に凍結する液体シートであることを特徴とする請求項１に記載の極紫外放射線源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般にレーザープラズマ極紫外（ＥＵＶ）放射線源に関し、特に、極低温の標的材料の薄いシート又は極低温の標的材料の近接したフィラメントの直線の列（アレイ）であって、シート又は列が所望の変換効率を提供するレーザースポット寸法に対応する幅、及び、レーザー／標的の相互作用深さに対応する厚さを有するようなシート又は列を発生させるレーザープラズマＥＵＶ放射線源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ電子集積回路は典型的には当業者にとって周知のフォトリソグラフィー処理により基板上でパターン化され、この場合、回路素子はマスクを通って伝播する光ビームにより画定される。フォトリソグラフィー処理及び集積回路の構成の技術状態が一層開発されるにつれ、回路素子は一層小さくなり、それらの間隔が一層狭くなってきた。回路素子が一層小さくなると、一層短い波長及び一層高い周波数を有する光ビームを発生させるフォトリソグラフィー光源を使用する必要がある。換言すれば、光源の波長が減少するにつれて、フォトリソグラフィー処理の解像度が増大し、一層小さな集積回路素子の画定を可能にする。フォトリソグラフィー光源のための現在の動向は、極紫外（ＥＵＶ）の光又は軟性のＸ線波長（１３−１４ｎｍ）を発生させる装置を開発することである。
【０００３】
ＥＵＶ放射線を発生させる種々の装置が当業界で知られている。最も一般的なＥＵＶ放射線源の１つはレーザープラズマ標的材料としてガス（典型的にはキセノン）を使用するレーザープラズマガス濃縮源である。クリプトンの如き他のガス、及び、ガスの組み合わせもレーザー標的材料として知られている。レーザー生成プラズマ（ＬＰＰ：Ｌａｓｅｒ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）に基づく既知のＥＵＶ放射線源においては、ガスは典型的には液状へと極低温冷却され、次いで、連続的な液体ストリーム又はフィラメントとして、ノズルを通して真空室内へ圧送される。液体標的材料の温度及び真空環境内の蒸気圧力が下がると、標的材料を急激に凍結させる。室温では気体である極低温冷却される標的材料が必要である。その理由は、これらがＥＵＶ光学系では凝縮しないからであり、また、これらが真空室により除去せねばならない副産物を少ししか生じさせないからである。あるデザインにおいては、標的材料がある直径（５０−１００μｍ）及び所定の小滴間隔を有する液体小滴のストリームとしてノズルから放出されるように、ノズルが振動させられる。あるデザインは回転する基体上で凍結した極低温材料のシートを使用するが、ごみ及び反復率制限のため、これはＥＵＶ源の製造にとって実践的ではない。
【０００４】
標的ストリームは、典型的にはＥＵＶ放射線を放射する高温度プラズマを生じさせるために標的材料を加熱するＮｄ：ＹＡＧレーザーからの、高パワーレーザービームにより照射される。レーザービームは所望の周波数を有するレーザーパルスとして標的領域へ送給される。レーザービームはプラズマを発生させるのに十分な熱を提供するために標的領域である強度を有しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＥＵＶ源が良好な変換効率を有することが望ましい。変換効率は回収可能なＥＵＶ放射線に変換されるレーザービームエネルギの度合いである。良好な変換効率を提供するためには、標的領域でのレーザービームスポット寸法の直径は各レーザービームパルス中にプラズマが膨張する距離よりも大きくなければならないことが分かっている。更に、標的がすべてのレーザーエネルギを捕獲するためには、標的の寸法はレーザースポット寸法よりも大きくなければならない。小滴又は円筒状フィラメントである標的に対しては、良好な変換効率を提供する所望のレーザースポット寸法は、レーザービームが標的材料内に入って標的材料と相互作用を行ってプラズマを発生させるような深さ（５−１０μｍの深さ）よりも大きな程度の大きさである。それ故、小滴又はフィラメントの寸法が増大すると、小滴又はフィラメント内へのレーザーの相互作用深さの制限のため、一層多くの標的材料が未使用又は未蒸発となる。
【０００６】
ＥＵＶ放射線は真空室内で発生させねばならない。残りの標的材料は、レーザービームに曝された後に、その気相のうちに室からポンプ作用で排出される。従って、装置のマスフローにおける制約のため、小滴又はフィラメントの直径を、レーザースポット寸法に対し所望の変換効率を提供するごときものに単に増大させることは実践的でない。例えば、５００μｍの標的小滴及び７５０ｍＪのレーザーパルスに対しては、小滴の質量の０．２％だけがＥＵＶ放射線の形成に使用され、小滴の質量の残りの９９．８％は不要なくずとして残り、これは室から除去しなければならない。装置の真空ポンプは室への極低温標的材料の総マスフローについての実際上の上限を設定する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の教示に従えば、良好な変換効率のための所望のレーザースポット寸法に適合する幅と、レーザービーム／標的の相互作用深さに適合する厚さとを有する液体標的材料の流れるシート又はフィラメントの直線列を発生させるＥＵＶ放射線源が開示される。１つの実施の形態においては、ＥＵＶ源は液体キセノンの如き加圧された極低温液体標的の源を収容するリザーバを有する。リザーバはまた近接するオリフィスの列を有する。液体標的材料は、標的材料の近接した液体ストリームフィラメントとして、オリフィスを通して真空室内に圧送される。液体ストリームは凍結した標的フィラメントを形成するように凍結する。レーザービームは真空室内の標的領域へ導かれ、そこで、レーザービームはフィラメントのシートを照射する。標的領域でのレーザービームの幅はフィラメントの列の幅の大半を覆い、高い変換効率を提供する。別の実施の形態においては、オリフィスの代わりに、所望の幅及び厚さを有する標的材料の凍結したシートを発生させる細長いスロットを使用する。
【０００８】
【実施の形態】
ＥＵＶ放射線源に関する本発明の実施の形態の以下の説明は本質的に単なる例示であって、本発明或いはその応用又は使用を限定する意図のものではない。
【０００９】
図１はＬＰＰに基づくＥＵＶ放射線源１２に関連する標的材料リザーバ１０の前面図である。ＥＵＶ収集光学系、標的レーザー、合焦光学系等の如き源１２の他の部分は、本発明の適正な理解にとって必要がないので、図には示さない。当業者なら認識できるように、源１２のこれらの種々の他の部分はここで説明する形式のＥＵＶ源にとって適する任意の装置とすることができる。リザーバ１０は適当な圧力下での液体キセノンの如き適当な極低温冷却されたＥＵＶ標的材料を収容する。源１２の種々の部分と同様、濃縮器、フィルタ等の如きリザーバ１０内の素子はここで説明する目的にとって適する任意の装置とすることができる。
【００１０】
リザーバ１０は図示のように列となって配置された近接するオリフィス１６の直線列１４を有する。リザーバ１０内の液体標的材料は、近接する円筒状の標的フィラメント２０として、オリフィス１６からＥＵＶ源１２に組み合わされた真空室内へ放出される。図２及び図３はそれぞれ源１２の頂面図及び側面図であり、リザーバ１０から放出されているフィラメント２０を示す。フィラメント２０は、これらの間にギャップ２２を画定するように室内において離れた状態で維持される。図３はＥＵＶ放射線３２を放出するプラズマ３０を発生させるために標的領域２８でレーザー２６からのレーザービーム２４により照射されているフィラメント２０を示す。標的領域２８はレーザースポット寸法を表す。ＥＵＶ放射線３２は収集光学系（図示せず）により収集されて、フォトリソグラフィーの目的等のために合焦される。標的材料が極低温冷却され、真空環境内へ放出されるため、フィラメント２０が標的領域２８に到達し、ＥＵＶ放射線３２を発生させるプラズマを形成するようにレーザービーム２４により照射される前に、液体標的材料は迅速に凍結して、近接した凍結フィラメントの列となる。
【００１１】
フィラメント２０が標的材料の薄いシート３６を有効に提供するように組み合わさるので、標的領域２８でのレーザービーム２４のスポット寸法は当業界で既知のＥＵＶ放射線源に使用されるレーザービームスポット寸法より大きなものへと増大させることができる。更に、フィラメント２０の直径がレーザービーム２４の相互作用深さに関し最適となるように、オリフィス１６の直径を極めて小さくすることができる。それ故、源１２の真空装置により真空室から除去する必要のある副産物として残る未蒸発標的材料は少ない。
【００１２】
１つの実施の形態においては、それぞれ１０μｍの直径を有する２５個のオリフィス１６があり、オリフィス１６間の間隔は１０μｍである。しかし、これは非限定的な例であり、他の寸法も他の設計及び応用にとって等しく適するものとすることができることを強調しておく。それ故、シート３６は約５００μｍの幅及び約１０μｍの厚さを有する。レーザービーム２４は円筒形であり、約３００μｍの直径を有する。それ故、シート３６の幅のかなりの部分がレーザービーム２４により照射される。レーザービーム２４のスポット寸法は環境条件の変動等の結果によるレーザービーム２４の指向方向の変化を許容するようにシート３６の幅よりも小さくされる。
【００１３】
図４はレーザービーム２４により照射されている標的領域２８内の３つのフィラメント２０の横断面図である。レーザービーム２４がフィラメント２０を加熱すると、そこから発生したプラズマ３０は図示のようにフィラメント２０から膨張し始め、フィラメント２０間のギャップ２２を満たす。ギャップ２２を通して失われるレーザービームエネルギはわずかである。
【００１４】
ＥＵＶ源内の標的材料として円筒状フィラメントの直線列を提供すると、レーザービームスポット寸法を標的領域において増大させることができ、従って、真空室から副産物を除去する能力に悪影響を与えずに、ＥＵＶ発生の変換効率を増大させるのに有効となることを示した。別の実施の形態においては、オリフィス１６の列１４の代わりに、同じ又はほぼ同じ結果を達成するためにスロット（溝穴）を使用する。図５及び図６はそれぞれ、本発明の別の実施の形態に係るＥＵＶ放射線源４４に関連するリザーバ４２の前面図及び頂面図である。明らかなように、オリフィス１６の列１４が薄くて細長いスロット４６に交換された。スロット４６は標的領域５０で標的材料の凍結したシート４８を発生させ、このシートは上述のような方法でレーザービームにより照射される。別の実施の形態においては、スロット４６の代わりに、ここでの説明と矛盾しない寸法を有するノズル又は散布チップを用いることができる。
【００１５】
この実施の形態においては、シート４８は、そこを通してレーザービームを伝播させるギャップを有しない。しかし、不使用の副産物として室から除去する必要があるかもしれない一層多くの標的材料が生産される。スロット４６はシート３６と同じ寸法のシートを提供するために１０μｍの厚さ及び５００μｍの長さとすることができる。スロット４６のための他の寸法もまた本発明の要旨内で提供することができる。
【００１６】
上述の説明は本発明の単なる代表的な実施の形態を述べたものである。当業者なら、このような説明から及び添付図面並びに特許請求の範囲の記載から、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更、修正及び変形を行うことができることを容易に認識できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る、標的材料オリフィスの直線列を有するＥＵＶ放射線源の前面図である。
【図２】標的フィラメントのシートを放出する図１に示すＥＵＶ放射線源の平面図である。
【図３】図２に示すＥＵＶ放射線源及び標的フィラメントの側面図である。
【図４】プラズマを発生させる図２に示すＥＵＶ放射線源の数個のフィラメントの横断面図である。
【図５】本発明の別の実施の形態に係る、標的材料スロットを使用するＥＵＶ放射線源の前面図である。
【図６】極低温標的材料のシートを放出する図５に示すＥＵＶ放射線源の平面図である。
【符号の説明】
１０、４２　リザーバ
１２、４４　ＥＵＶ放射線源
１４　直線列
１６　オリフィス
２０　フィラメント
２４　レーザービーム
２６　レーザー
２８、５０　標的領域
３０　プラズマ
３２　ＥＵＶ放射線
３６、４８　シート
４６　スロット
【図１】
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【図２】
2004006359.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004006359.tif 000006
【図５】
2004006359.tif 000007
【図６】
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