(57)【要約】      （修正有）【課題】生産に適した出力レベルおよび繰返し速度を実現する放射源を提供する。【解決手段】プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノード２２０とカソード２１０間の空間内のガスまたは蒸気中で放電を起こすように構成される。ガスまたは蒸気は、キセノン、インジウム、リチウム、およびスズを含む。熱の損失を改善するために、放射源ＬＡは複数のプラズマ放電要素２４０を含み、それぞれを短い時間だけ用い、その後他の放電要素が選択される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノードとカソード間の放電空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源であって、複数の放電要素を含む放射源。
【請求項２】
各放電要素が、前記放射源を使用する装置の光軸線に沿って移動可能である、請求項１に記載の放射源。
【請求項３】
前記放電要素が前記放射源の回転軸線の回りに配置される、請求項１または請求項２に記載の放射源。
【請求項４】
第１の放電要素のアノードが、第２の放電要素のカソードに沿って移動可能である、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項５】
前記要素内で放電を開始する前に、各放電要素の少なくとも一部を液体と接触させて、前記要素の内部表面が前記液体で覆われるようにする、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項６】
プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノードとカソード間の放電空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源であって、放射源が、前記放電空間に最も近い表面をエネルギー・ビームで照射することによって前記放電を開始させるトリガ装置を備える放射源。
【請求項７】
前記エネルギー・ビームが電磁放射のビームである、請求項６に記載の放射源。
【請求項８】
前記エネルギー・ビームがレーザ・ビームである、請求項７に記載の放射源。
【請求項９】
前記エネルギー・ビームが荷電粒子のビームである、請求項６に記載の放射源。
【請求項１０】
前記エネルギー・ビームがアノードの表面上の領域を照射する、請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項１１】
前記エネルギー・ビームが放出口に隣接するアノードの表面上の領域を照射する、請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項１２】
前記エネルギー・ビームがカソードの表面上の領域を照射する、請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項１３】
前記エネルギー・ビームが前記放電領域に隣接するターゲット構造体を照射する、請求項６から請求項９までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項１４】
前記ターゲット構造体が、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、インジウム（Ｉｎ）、およびイリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択される元素を含む、請求項１３に記載の放射源。
【請求項１５】
前記ターゲット構造体が前記カソードの一部を形成する、請求項１３または請求項１４に記載の放射源。
【請求項１６】
前記ターゲット構造体が前記アノードの一部を形成する、請求項１３または請求項１４に記載の放射源。
【請求項１７】
前記ターゲット構造体が前記カソードから電気的に分離されている、請求項１５または請求項１６に記載の放射源。
【請求項１８】
前記ターゲット構造体が前記アノードから電気的に分離されている、請求項１５または請求項１６に記載の放射源。
【請求項１９】
前記エネルギー・ビームで照射される表面が、液体を前記ウィック構造に接触する液槽から前記放電空間に向かって運ぶためのウィック構造を備える、請求項６から請求項１８までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項２０】
ウィック構造が、その間に空間を残す構造体を含み、前記液体を毛管力によって運ぶようにする、請求項１９に記載の放射源。
【請求項２１】
ウィック構造が実質上円筒状の構造体の規則的な配置を含む、請求項２０に記載の放射源。
【請求項２２】
前記ウィック構造が実質上球体の規則的な配置を含む、請求項２０に記載の放射源。
【請求項２３】
放射源が、ウィック構造内の液体の上に圧力を加える加圧器手段をさらに備える、請求項１９から請求項２２までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項２４】
加圧器がパルス状に圧力を加えるようになされた、請求項２３に記載の放射源。
【請求項２５】
前記液体が、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）、リチウム（Ｌｉ）、インジウム（Ｉｎ）、およびイリジウム（Ｉｒ）からなる群から選択される元素を含む、請求項５または請求項１９から請求項２４までのいずれか一項に記載の放射源。
【請求項２６】
低いインダクタンスを有するように構成されており、プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノードとカソード間の放電空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源を動作させる方法であって、一般に、前記放射源内で実質的に自己調節される振動によって連続的な放電を起こすことが可能になるように、初期放電に続いて前記放電源を動作させるステップを含む方法。
【請求項２７】
放電のための材料が、カソード・スポットの位置での蒸発によって供給される、請求項２６に記載の放射源。
【請求項２８】
前記初期放電が、前記カソード・スポットを通る電流を増加させることによって開始される、請求項２７に記載の放射源。
【請求項２９】
前記初期放電が、前記放電空間に最も近い表面をエネルギー・ビームで照射することによって開始される、請求項２６に記載の放射源。
【請求項３０】
前記連続放電が、前記放電空間に最も近い表面をエネルギー・ビームで照射することによって開始される、請求項２６に記載の放射源。
【請求項３１】
リソグラフィ投影装置であって、
放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
パターン形成手段を支持するための支持構造であって、パターン形成手段が所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する働きをする支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影システムとを備え、前記放射システムが請求項１から請求項３０までのいずれか一項に記載の放射源を備えるリソグラフィ投影装置。
【請求項３２】
デバイス製造方法であって、
少なくとも一部が放射感応性材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
請求項１から請求項３０までのいずれか一項に記載の放射源を備える放射システムを用いて、放射の投影ビームを提供するステップと、
パターン形成手段を用いて、投影ビームに対してその断面内にパターンを付与するステップと、
パターン形成された放射ビームを放射感応性材料の層からなるターゲット部分に投影するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノードとカソード間の空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源に関する。さらに本発明は、こうした放射源を有し、
放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
パターン形成手段を支持するための支持構造であって、パターン形成手段が所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する働きをする支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板のターゲット部分に作成すべきパターンに対応するパターン形成された断面を、入射する放射ビームに付与するために用いることができる手段を指すものと広く解釈すべきであり、「ライトバルブ」という用語もこの意味で用いることができる。一般に、前記パターンは、集積回路や他のデバイス（以下参照）など、ターゲット部分に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。こうしたパターン形成手段の例には以下のものが含まれる。
【０００３】
マスク。マスクの概念はリソグラフィでは周知であり、それにはバイナリ・マスク、交番位相シフト・マスクおよび減衰位相シフト・マスクなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッド型のマスクタイプが含まれる。こうしたマスクを放射ビーム中に配置すると、マスクのパターンに従って、マスク上に衝突する放射の選択的透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が起こる。マスクの場合、支持構造は一般に、マスクを入射する放射ビーム中の所望の位置に保持することができるように、また所望する場合にはマスクをビームに対して移動させることができるようにするマスク・テーブルである。
【０００４】
プログラマブル・ミラー・アレイ。このようなデバイスの例は、粘弾性制御層および反射性表面を有する、マトリクス状のアドレス指定可能な表面である。こうした装置の背景となる基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域は入射光を非回折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と、前記非回折光を反射ビームから取り除き、後に回折光のみを残すことができる。このようにして、ビームは、マトリクス状のアドレス指定可能な表面のアドレス指定されたパターンに従ってパターン形成される。必要なマトリクスのアドレス指定は、適切な電子光学的手段を用いて実施することができる。こうしたミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号から得られ、これらは参照によってここに援用される。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、例えば、必要に応じて固定することも移動させることも可能なフレームまたはテーブルとして実施することができる。
【０００５】
プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構成の例は、米国特許第５，２２９，８７２号に示されており、これは参照によってここに援用される。上述のように、この場合の支持構造は、例えば、必要に応じて固定することも移動させることも可能なフレームまたはテーブルとして実施することができる。
【０００６】
簡単にするために、本明細書の他の部分では、特定の箇所でマスクおよびマスク・テーブルに関する例について言及するが、こうした例の中で論じる一般原理は、先に述べたように、パターン形成手段のより広い意味において理解すべきである。
【０００７】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。このような場合、パターン形成手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することが可能であり、このパターンを、放射感応性材料（レジスト）の層で被覆した基板（ウェハ）上の（例えば、１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分の上に結像させることができる。一般に、シングル・ウェハは、投影システムによって１つずつ連続的に照射される、隣接するターゲット部分の全体的なネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を用いる現在の装置では、異なる２つのタイプの機械を区別することができる。一方のタイプのリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体をターゲット部分の上に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射し、こうした装置は、一般にウェハ・ステッパと呼ばれる。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれるもう一方の装置では、投影ビームの下のマスク・パターンを所与の基準方向（「走査」方向）に漸次走査することによってターゲット部分を照射し、それと同時にこの方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを同期して走査する。一般に、投影システムは倍率Ｍ（一般に＜１）を有するため、基板を走査する速度Ｖはマスク・テーブルを走査する速度のＭ倍になる。本明細書に記載するリソグラフィ装置に関するさらなる情報は、例えば米国特許第６，０４６，７９２号から得られ、これは参照によってここに援用される。
【０００８】
リソグラフィ投影装置を用いる製造工程では、少なくとも一部を放射感応性材料（レジスト）の層で被覆した基板の上に、（例えば、マスクの）パターンを結像させる。結像させるステップの前に、基板を、下塗り、レジスト塗布およびソフト・ベークなど様々な処理にかけてもよい。露光後、基板を、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび結像したフィーチャの測定／検査など他の処理にかけてもよい。一連の処理は、例えばＩＣなど個々のデバイスの層をパターン形成するためのベースとして用いられる。次いで、こうしたパターン形成された層を、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械研磨などの様々な処理にかけてもよく、これらは全て、個々の層を仕上げることを目的としている。いくつかの層が必要な場合には、全ての処理またはその変形を新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的には、一連のデバイスが基板（ウェハ）上に載ることになる。次いで、これらのデバイスをダイシングやソーイングなどの技術によって互いに分離し、それによって個々のデバイスをキャリアに載せたり、ピンに接続したりすることができるようになる。こうした工程に関するさらなる情報は、例えばＰｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔの著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版（ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４）から得られ、これは参照によってここに援用される。
【０００９】
簡単にするために、以下では投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折性光学部品、反射性光学部品および反射屈折光学系を含めて様々なタイプの投影システムを包含するものと広く解釈すべきである。放射システムはまた、放射の投影ビームの方向付け、成形または制御のために、これらの設計タイプの任意のものに従って動作する構成要素を含むことも可能であり、こうした構成成分も以下では、まとめて、または単独で「レンズ」と呼ぶことがある。さらにリソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものでもよい。こうした「多段」デバイスでは、追加のテーブルを平行に用いてもよく、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備ステップを実施し、それと同時に１つまたは複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。２段のリソグラフィ装置は、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許公開ＷＯ９８／４０７９１号に記載されており、これらは参照によってここに援用される。
【００１０】
リソグラフィ装置では、基板上に結像させることができるフィーチャの大きさは、投影する放射の波長によって制限される。より高いデバイス密度を有し、それにより動作速度が高まる集積回路を製造するには、より小さいフィーチャの結像が可能であることが望ましい。現在のリソグラフ投影装置のほとんどは、水銀ランプやエキシマ・レーザによって生成される紫外線を用いるが、より短い約１３ｎｍの波長の放射を用いることが提唱されてきた。こうした放射は極紫外線放射、あるいはＸＵＶ放射またはＥＵＶ放射と呼ばれる。「ＸＵＶ」という略称は一般に、軟Ｘ線および真空紫外線の範囲を合わせて、１０分の数ナノメートルから数十ナノメートルの波長の範囲を指し、「ＥＵＶ」という用語は通常、リソグラフィと組み合わせて用い（ＥＵＶＬ）、約５〜２０ｎｍの放射帯域、すなわちＸＵＶの範囲の一部を指す。
【００１１】
ＸＵＶ放射の放射源は、アノードとカソードの間の物質（例えば、ガスまたは蒸気）中で放電することによってプラズマを発生させ、プラズマを流れる（パルス状の）電流によるオーム加熱によって高温の放電プラズマを生成することができる、放電プラズマ放射源とすることができる。さらに、プラズマを流れる電流によって生じる磁界によるプラズマの圧縮を用いて、放電軸上に高温高密度のプラズマを生成することができる（ピンチ効果）。蓄積された電気エネルギーはプラズマの温度に直接変換され、そのため短波長の放射に変換される。ピンチにより、プラズマを放電軸上でかなりの高温高密度にすることが可能になり、蓄積された電気エネルギーから熱プラズマ・エネルギーへの変換、したがってＸＵＶ放射への変換は、非常に高い変換効率を示す。プラズマ・フォーカス、Ｚピンチ、ホロー・カソード、およびキャピラリ放電の放射源など、装置の形状は様々でよいが、これらのいずれのタイプでも、放電の電流によって生じる磁界は圧縮を促す。
【００１２】
図５Ａから図５Ｅは、こうした放電プラズマ放射源の構成および動作についての背景知識を提供する目的で記載したものである。図５Ａから図５Ｅは、Ｚピンチ・ホロー・カソード・タイプの単一の放電要素５４０を備えた、従来技術による放電プラズマ放射源を概略的に示している。放電要素５４０は円筒対称であり、電気絶縁性の円筒壁５２５によって接続されたアノード５２０およびカソード５１０を備えている。放電要素５４０からの電磁放射を通すために、アノード５２０内の中心軸Ｂ上に開口５３０が設けられている。ホロー・カソード５１０は中心軸Ｂの回りに環状の開口５１１を備え、さらに開口５１１の後ろに大きいキャビティ５１２を備えている。キャビティ５１２も、中心軸Ｂを中心とする環状の形状を有し、キャビティの壁はカソード５１０の一部になっている。放電要素５４０内部でアノード−カソードのギャップの両端にパルス状電圧Ｖを供給するために、放電電源（図示せず）がアノード５２０およびカソード５１０に接続されている。さらに、放電材料供給源（図示せず）により、ガスまたは蒸気が一定の圧力ｐでアノードとカソードの間に供給される。適切な物質の例は、キセノン、リチウム、スズおよびインジウムである。
【００１３】
放電は、低い初期圧力（ｐ＜０．５Ｔｏｒｒ）および高い電圧（Ｖ＜１０ｋＶ）の条件で行うことが可能であり、その場合、電子の平均自由行程はアノード−カソードのギャップに比べて大きく、したがってタウンゼントのイオン化（Ｔｏｗｎｓｅｎｄ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）は無効である。これらの条件は、ガスまたは蒸気の密度に対する電界強度の比、Ｅ／Ｎが大きいことが特徴である。図５Ａに示すように、この段階はかなり等間隔に近い等ポテンシャル線ＥＰを示し、一定したポテンシャル差を有する。
【００１４】
イオン化成長は、最初のうちは、かなり低いＥ／Ｎで動作するホロー・カソード５１０内部の事象によって支配され、そのため電子の平均自由行程は小さくなる。ホロー・カソード５１０からの電子ｅ、およびキャビティ５１２内でガスまたは蒸気から誘導された電子ｅは、アノード−カソードのギャップ内に注入され、イオン化の進行に伴い実質上のアノードが形成される。この実質上のアノードは、図５Ｂに不規則に分布した等ポテンシャル線ＥＰで示されるように、アノード５２０からホロー・カソード５１０に向かって広がり、アノードのポテンシャル全体がカソードに近づく。カソード５１０のホロー・キャビティ５１２内部の電界は、ここではかなり高くなっている。
【００１５】
次の段階では、イオン化が継続し、それにより、ホロー・カソード５１０内部のカソードの開口５１１のすぐ後ろに、高密度のプラズマ領域が急速に発達する。最終的には、図５Ｂにも示すように、この領域から非常に強い電子ｅのビームをアノード−カソードのギャップ内に注入することにより、最終的なブレークダウン・チャネルが形成される。この構成により、放電量における均一な予備のイオン化およびブレークダウンが可能になる。
【００１６】
図５Ｃは、放電が開始され、ガスまたは蒸気の低温プラズマ５３５がアノード−カソードのギャップ内に生成されたことを示している。電流はプラズマ内をカソード５１０からアノード５２０へ流れ、この電流が放電要素５４０内に磁界強度Ｈを有する方位（ａｚｉｍｕｔｈａｌ）磁界を誘導する。図５Ｃに概略的に示すように、この方位磁界によってプラズマ５３５は円筒壁５２５から引き離され圧縮される。
【００１７】
方位磁界の圧力が熱プラズマの圧力よりもずっと高く、Ｈ２／８π＞＞ｎｋＴ（ただし、ｎはプラズマ粒子の密度、ｋはボルツマン定数、Ｔはプラズマの絶対温度を表す）であるため、さらに図５Ｄに示すように、プラズマの動的圧縮が起こる。プラズマ圧縮の間は常に、アノード５２０およびカソード５１０に接続されたコンデンサ・バンク（放電電源の一部、図示せず）内に蓄積された電気エネルギーは、最も効率よく動的崩壊エネルギーに変換される。高い空間安定性を有する、均一に充填された収縮（プラズマ・ピンチ）５５０が生じる。
【００１８】
プラズマ圧縮の最終段階、すなわち中心または放電軸Ｂ上でのプラズマ・スタグネーションでは、プラズマの運動エネルギーはプラズマの熱エネルギーに完全に変換され、最終的には、（図５Ｅに示すように）ＸＵＶおよびＥＵＶの範囲内できわめて大きく寄与する電磁放射５６０に変換される。
【００１９】
一般に、ガス放電プラズマによるＥＵＶの生成を、例えば集積回路などのデバイスの大規模生産に適している（生産に値する）とみなせるようなるまでには、いくつかの改善が必要であることが知られている。それには以下のものが含まれる。
【００２０】
より高い変換効率。電流源は一般に、約０．５％の変換効率（必要とされる波長における出力と入力の割合）を示し、このため入力の大部分が熱に変換される。
【００２１】
効率的な熱の除去（冷却）。放電中のプラズマ・ジェットからのピーク熱負荷と、繰り返される放電による平均熱負荷の２つの成分を区別することができる。熱が拡散できる領域は一般に限られており、熱の除去は、出力レベルおよび繰返し速度が高まり生産に値する放射源が実現されたときに重要となる。電極の形状が変化（変形）すると、１つまたは複数の電極表面の過熱が起こり、ピンチの大きさまたは位置に影響を及ぼすことがある。
【００２２】
安定したパルス・タイミングおよびエネルギー。投影リソグラフィ装置を用いる場合、投影中、放射源は安定した出力を生み出すべきである。これは、例えばＥＵＶパルス・タイミングの変動（ジッタ）、ピンチ位置の変動、およびＥＵＶパルス・エネルギーの変動などによって悪い影響を受ける可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の一目的は、過熱の危険がなく、生産に適した出力レベルおよび繰返し速度を実現する放射源を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、生成されたＸＵＶ放射のパルス（ショット）の明確なパルス・タイミングおよび明確なエネルギーを有する放射源を提供することである。
【００２５】
本発明の他の目的は、電気エネルギーの放射への変換効率が高められた、改善された放射源を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
一態様では、プラズマを形成して電磁放射を生成するために、放電要素内部においてアノードとカソード間の空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源が提供され、前記放射源は複数の放電要素を含む。ガスまたは蒸気であるこの物質には、例えば、キセノン、インジウム、リチウム、スズ、または他の任意の適切な材料を含むことができる。熱の損失を改善するために、各放電要素を短い時間だけ用いてもよく、その後、他の放電要素の１つを選択する。
【００２７】
他の態様では、プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノードとカソード間の放電空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源が提供され、前記放射源は、前記放電空間に最も近い表面をエネルギー・ビームで照射することによって前記放電を開始するトリガ装置を備える。これは、キャビティ内の電界を乱す、電極間の材料の導電率を変化させる、アブレーションにより材料を供給する、および／または光イオン化を起こすなど、１つまたは複数の適切なメカニズムによってプラズマ・ピンチ形成を促進する。表面を照射、例えばカソード上、はプラズマ・ピンチ形成のタイミングを改善し、したがってＸＵＶパルスのタイミングを改善する。
【００２８】
さらに他の態様では、インダクタンスが低くなるように構成されており、プラズマを形成して電磁放射を生成するために、アノードとカソード間の放電空間内の物質中で放電を起こすように構成され配置されたアノードおよびカソードを備える放射源を提供し、前記方法は一般に、前記放射源内で実質的に自己調節される振動によって連続的な放電を起こすことが可能になるように、初期放電に続いて前記放電源を動作させるステップを含む。寸法が小さいことおよび複数のプラズマ・ピンチを持続的（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ）放電の上に重ね合わせることにより、誘導エネルギーを複数のプラズマ・ピンチ上に分割することが可能になり、変換効率が改善される。
【００２９】
さらに他の態様によれば、
放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
パターン形成手段を支持するための支持構造であって、パターン形成手段が所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する働きをする支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置が提供され、前記放射システムは上述のような放射源を備える。
【００３０】
本発明の他の態様によれば、
少なくとも一部が放射感応性材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
上述の放射システムを用いて放射の投影ビームを提供するステップと、
パターン形成手段を用いて、投影ビームに対してその断面内にパターンを付与するステップと、
パターン形成された放射ビームを放射感応性材料の層からなるターゲット部分に投影するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。
【００３１】
本明細書では、本発明に従った装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及しているが、こうした装置は他にも多くの可能な用途を有することを明確に理解すべきである。例えば、一体型の光学システム、磁気バブル・メモリ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｄｏｍａｉｎ  ｍｅｍｏｒｙ）用の誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。こうした別の用途に関する文脈では、本明細書中の「レチクル」、「ウェハ」または「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」というより一般的な用語に置き換えて考えるべきであることが、当業者には理解されよう。
【００３２】
本明細書では、「放射」および「ビーム」という用語を用いて、（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を用いた）紫外線（ＵＶ）放射、および（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外線（ＥＵＶ）放射を含めた、あらゆるタイプの電磁放射を包含している。
【００３３】
次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で記載する。図の中では、同じ参照記号は同じ部品を指す。
【実施例】
【００３４】
図中の要素は簡単に理解しやすいように示されており、必ずしも一定の比率で描かれていないことが、当業者には理解されよう。例えば、本発明の実施例の理解を助けるために、図中のいくつかの要素の寸法が他の要素に対して誇張されていることがある。
【００３５】
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に示している。この装置は、
例えば５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射などの投影ビームＰＢを供給する放射装置ＬＡ、ＩＬと、この特定の場合には、放射システムも放射源ＬＡを備え、
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備え、部材ＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された、第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えば、レジストで被覆されたシリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備え、部材ＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された、第２のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの（例えば、１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬとを備えている。
【００３６】
ここに示すように、この装置は反射タイプである（すなわち、反射性マスクを有する）。しかし一般に、例えば（透過性マスクを有する）透過タイプのものでもよい。あるいは、この装置は、先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなど、他の種類のパターン形成手段を使用してもよい。
【００３７】
図１を参照すると、レーザ生成プラズマまたは放電プラズマの照射源ＬＡは、一般に放射ビームを、リソグラフィ投影装置の動作に同期した一連のパルスとして生成する。このビームは、直接、または例えば分光フィルタなどの調節手段を通過した後、照明系（照明器）ＩＬに送られる。照明器ＩＬは、ビーム中の強度分布の外側および／または内側の放射範囲（一般に、それぞれσ−アウター、σ−インナーと呼ばれる）を設定するための調整手段を含むことができる。さらに、一般には積分器やコンデンサなど他の様々な構成要素を含む。この方法では、マスクＭＡ上に衝突するビームＰＢは、その断面内に所望される均一性および強度分布を有している。
【００３８】
図１に関して、放射源ＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、リソグラフィ投影装置から離し、それが生成する放射ビームを、例えば指向ミラー（ｄｉｒｅｃｔｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ）など適切な光学部品を使って装置内に導くこともできることに留意すべきである。本発明および特許請求の範囲は、これらのケースの両方を包含する。
【００３９】
ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡに遮断される。マスクＭＡによって選択的に反射されたビームＰＢはレンズＰＬを通過し、このレンズはビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃの上に集束させる。第２の位置決め手段ＰＷ（および干渉測定手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの経路内に異なるターゲット部分Ｃを位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に戻した後、または走査中に、第１の位置決め手段ＰＭを用いて、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長いストロークのモジュール（粗い位置決め）および短いストロークのモジュール（細かい位置決め）を用いて実現されるが、これらは図１に明示されていない。しかし、（ステップ・アンド・スキャン式装置ではなく）ウェハ・ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを、短いストロークのアクチュエータに接続するだけでもよいし、または固定してもよい。
【００４０】
図示した装置は、異なる２つのモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴを本質的に静止状態に保ち、マスクの像全体を１回（すなわち、１回だけの「フラッシュ」）でターゲット部分Ｃの上に結像させる。次いで、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向にずらす。
２．走査モードでは本質的に同じ方法が適用されるが、所与のターゲット部分Ｃを１回だけの「フラッシュ」で露光することはない。その代わり、速度ｖで所与の方向（例えばｙ方向など、いわゆる「走査方向」）に移動可能であり、したがってマスク・テーブルＭＴは投影ビームＰＢをマスクの像全体を走査する。それと同時に、基板テーブルＷＴを、速度Ｖ＝Ｍｖ（ただし、ＭはレンズＰＬの倍率であり、一般にＭ＝１／４または１／５）で同じ方向または反対方向に同時に移動させる。この方法では、解像度を損なうことなく、比較的大きいターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００４１】
図２Ａは、本発明による放射源ＬＡを示している。放射源ＬＡは、複数のプラズマ放電要素２４０、アノード板２２０、およびカソード板２１０を備えている。アノード板２２０およびカソード板２１０は、電気的に互いに分離されている。各放電要素２４０のカソードがカソード板２１０に電気的に接続され、各放電要素２４０のアノードがアノード板２２０に電気的に接続されるように、放電要素２４０は、アノード板２２０とカソード板２１０の間の回転軸線Ａの回りに、ほぼ対称に配置されている。放射源ＬＡは、所定の方向に軸線Ａの回りを回転することができるように、適切な支持フレーム（図示せず）に取り付けられている。放電要素２４０の１つが所定の発射位置２５５にあるとき、放射６０が、軸線Ｂに沿ってアノード板２２０内の対応する放出口２３０を通って放出される。あるいは、放射がカソード板２１０内の放出口を通って放出されるように、放射源ＬＡを構成してもよい。各放電要素２４０は回転して発射位置２５５に入る。前記発射位置２５５はリソグラフィ投影装置に対してほぼ一定である。各放電要素２４０内部のアノード−カソードのギャップの両端にパルス電圧Ｖを供給するため、アノード板２２０およびカソード板２１０に放電電源（図示せず）が接続されている。さらに、ガスまたは蒸気の形の適切な物質を、放電材料供給源（図示せず）によってアノードとカソードの間に一定濃度で供給する。適切な物質の例は、キセノン、リチウム、スズおよびインジウムである。
【００４２】
図２Ｂは、リソグラフィ投影装置から見たアノード板２２０の平面図を示している。円形の放出口２３０が示されているが、例えば多角形など、どんな形状のものでも使用することができる。同様に、アノード板２２０およびカソード板２１０は、同じ円形ディスクとして示されているが、放電要素２４０を発射位置２５５に繰り返し配置することができるなら、どんな形状または構成のものを使用してもよい。例えば、冷却を改善する、大きさを縮小する、および／または構成の容易さを改善する目的で、形状を変更することができる。あるいは、材料が放出された放射６０に対して透過性である場合には、放出口２３０なしで材料を使用することができる。
【００４３】
放射源ＬＡの動作は、ガトリング銃の動作と同様である。発射位置２５５にある放電要素２４０をプラズマ・ピンチが生成されるように動作させ、次に放射６０のパルスを発生させる。放射パルスの放出後、異なる放電要素２４０が発射位置２５５に配置されるように放射源ＬＡを回転させる。発射位置２５５にある放電要素２４０が動作して、サイクルを繰り返す。各放電要素２４０は、１回転につき１度使用されるだけで、要素には回復のための時間が与えられる。一般に、回復には冷却および放電状態の復元が含まれる。
【００４４】
あるいは、回転前に複数のプラズマ・ピンチを得るために、各放電要素２４０を発射位置２５５で動作させることができる。プラズマ・ピンチの数は、熱負荷、および放電要素２４０内の放電状態が復元するのに必要な時間を含めたファクターと関係している。
【００４５】
さらに、各放電要素２４０が回転して発射位置２５５に入るたびに動作しないように、放電要素２４０を非連続的に動作させると有利である。換言すれば、放電要素２４０をスキップさせてもよく、例えば、奇数の放電要素２４０を用いて、放電を実施する間に放射源が２ピッチ分回転すると、各放電要素は２回転するごとに１度だけ動作することになる。
【００４６】
８個の放電要素２４０を有する放射源ＬＡが示されているが、当業者には、任意の数の放電要素２４０を用いることが可能であることが理解されよう。例えば、各放電要素２４０が１回発射されて５ｋＨｚのパルス周波数を必要とする場合、約１０００個の放電要素を約５回転毎秒の回転速度で用いればよい。
【００４７】
さらに、制御および／または診断のために、放電要素２４０を一般に発射位置２５５で識別すると有利になることがある。測定装置を追加すると、放電要素２４０は回転して任意の順番で発射位置２２５に入ること、および／または不適切に動作する１つまたは複数の放電要素２４０を避けることが可能になる。
【００４８】
放射源ＬＡの構成は、図２Ｃに示すように簡単にすることができる。ここでは、放電要素２４０は、個々に識別できる構造体ではなく、適切に形成されたアノード板２２０およびカソード板２１０内の対応する位置である。そして、発射位置２５５にある放電要素２４０は、アノード板２２０の位置とカソード板２１０の位置のある決まった組合せである。発射位置での放電は、本発明の他の実施例に記載するレーザ・トリガなど、任意の都合のよい手段によって誘発することができる。放射源の一部分だけが回転するように、あるいは異なる部分が異なる速度で回転するように、放射源ＬＡをさらに変更可能であることが、当業者には明らかであろう。例えば、アノード板２２０が過熱する構成要素である場合、アノード板２２０のみを回転させる、あるいはアノード板２２０をカソード板２１０より早く回転させると有利になることがある。こうした場合には、発射位置２５５にある放電要素２４０は、アノード板２２０の位置とカソード板２１０の位置との特定の組合せである。
【００４９】
記載した実施例は、放出軸線Ｂに垂直な平面内を回転するものである。あるいは、図３に示すように、放電要素２４０が放出軸線Ｂと実質的に同じ面にある軸線Ａの回りを回転するように、放射源ＬＡの構成を変更することができる。各放電要素２４０のカソードが変更されたカソード板３１０に電気的に接続され、各放電要素２４０のアノードが変更されたアノード板３２０に電気的に接続されるように、放電要素２４０を、変更されたアノード板３２０と変更されたカソード板３１０の間にほぼ対称な構成に配置する。
【００５０】
示された実施例は、適切な位置に固定され、その寿命のうちに発射位置２５５で何回も使用される放電要素２４０の使用について記載している。放射源ＬＡを、使い捨ての放電要素２４０の継続的な補給と取り外しを用いるように変更すると有利になることがあり、その場合、各放電要素２４０は、発射位置２５５で１回または複数回使用されてから交換される。
【００５１】
他の代替形態では、１つの放射源ＬＡ内で実質的に異なる放電要素２４０を用いることが可能であり、各放電要素２４０は、例えば波長、断面形状、放出の立体角、大きさ、および／または強度の点で実質的に異なる放射ビーム６０を供給する。放射源にこの種の変形形態を提供することにより、特に反射光学系を扱う場合に、リソグラフィ投影装置内の照明器および投影レンズの複雑さを緩和することができる。
【００５２】
さらに、回復時間を短縮するために、
例えば、表面全体に所定の温度の空気をあてること、および／または液体金属や水など適切な液体を通す冷却チャネルを備えた放射源ＬＡを構成することなどによって、放電要素２４０をさらに冷却する；
放電要素２４０を複数のグループに分け、１つまたは複数の放電要素２４０からなるそれぞれのグループが、それ自体の放電電源および／または独立した放電材料供給源をもつようにすることによって、電流および／または放電材料の供給速度を向上させる、という２つの代替形態を用いることができる。
【００５３】
Ｚピンチ、キャピラリ放電、プラズマ・フォーカス、ホロー・カソード、またはレーザ生成プラズマ装置など、任意の適切なタイプの放電要素２４０を使用するために、放射源ＬＡの実施例を変更することができる。欧州特許出願第０２２５６９０７．３号に記載された１つまたは複数の態様を特徴とする放電要素２４０を使用すると特に有利になることがあり、この特許出願は参照によってここに援用される。これらの態様は既に、パルス・タイミングの安定性の向上、電極腐食の軽減、および変換効率の向上を実現している。
【００５４】
さらに、欧州特許出願第０２２５６９０７．３号に記載されているような放電要素２４０の中には、放電を促進するため、および／または放電中に電極を保護するために、キセノン、インジウム、イリジウム、スズ、リチウムなどの液体を放電空間のすぐ近くの領域に運ぶものがある。図１６に示した構成を用いて、既存の液体運搬機構を補う、またはさらにそれを置き換えることにより、複数の放電要素２４０を使用した放射源ＬＡの回復時間を短縮することができる。発射位置２５５にない放電要素２４０の少なくとも１つを液体８２の槽８０中に沈めて、液体がその放電要素２４０の放電空間に最も近い領域に運ばれるように、回転する放射源ＬＡを配置する。必要な場合には、液体を適切な温度に保つために、槽８０は加熱要素（または冷却要素）８４を含むことができる。放射源ＬＡが回転するにつれて、各放電要素２４０は発射位置２５５で、ゼロ、１つまたは複数のパルスに対して動作し、次いでその放電空間に最も近い領域内に液体８２を再び満たすのに必要なだけ長く、一部または全体が槽８０中に沈められる。
【００５５】
放射源ＬＡの他の態様が、図４Ａに示されている。レーザ・トリガ装置１５は、それがレーザ光のビーム３８０を、リソグラフィ投影装置に向かう軸線Ｂに沿って放出される放射６０の経路を邪魔することなく、放射源ＬＡ内の所定のターゲットに向けて発射することができるように配置されている。図４Ｂに示すように、レーザ・ビーム３８０を、放出される放射６０の経路からずっと離れた経路に沿って放射源ＬＡ内に向けると有利になることがある。これは、例えば図２Ｃに示した放射源ＬＡを用いて実施することができる。
【００５６】
図６Ａから図６Ｅを用いて、レーザ光のビーム３８０を用いたピンチ誘発の一般原理を説明する。これらの図は、放電要素２４０の断面を示しており、電気的に分離されたアノード２０およびカソード１０を含んでいる。アセンブリは実質的に密閉され、放電材料供給源（図示せず）から、例えばキセノンやリチウムなどの低圧のガスまたは蒸気が供給される。アノード２０およびカソード１０は、放電電源（図示せず）に接続されている。放電場を表す線４５も示されている。ピンチ形成は、例えば、波長：２５４〜１０６０ｎｍ、出力：１〜２０ｎｓで１０〜１００ｍＪ、直径：０．３〜１ｍｍの、適切なレーザ光のビーム３８０を用いて誘発される。
【００５７】
図６Ａに示すように、放電電源（図示せず）および放電材料供給源（図示せず）を用いて、放電要素２４０をピンチが形成される直前の状態にする。例えば、アノード２０を接地し、カソード１０を１００Ｈｚで１１ｋＶの交流電圧に接続し、キセノンを４ｓｃｃｍ（標準立方センチメートル毎分）の速度で供給する。放電電源（図示せず）のサイクル中の所定タイミングで、レーザ光のビーム３８０をアノード表面上の所定の点に向けて発射する（図６Ｂ参照）。レーザ光のビーム３８０は領域３３７を加熱し、図６Ｃに示すように、材料３５の一部がその表面から蒸発する（アブレーション）。放出された材料３５は放電領域に入り、ピンチ効果を誘発し（図６Ｄ参照）、その結果、ホット・プラズマを含む収縮（ピンチ）５０が生じる（図６Ｅ参照）このプラズマは断面積が小さいために高い抵抗を有しており、放電の電気エネルギーをプラズマの温度エネルギーに効率的に変換し、最終的には軸線Ｂに沿って放出される放射６０に変換する。ピンチの後、装置は拡散放電の状態に戻る（図６Ａ参照）。
【００５８】
この方法による誘発により、例えば電極の腐食、電極の変形、放電材料の供給速度の変動、電源の変動などによって引き起こされる、放電のタイミングおよび空間的な位置における不確実な要素が除かれる。
【００５９】
図９Ａは、他の実施例の断面を示しており、ホロー・カソード・タイプの放電要素２４０は、電気的に分離されたアノード２０およびホロー・カソード１０を備えている。開口９１１がカソード１０内に設けられ、放出開口２３０がアノード２０内に設けられている。アノードは、例えばタングステンなど、任意の適切な材料から構成することができる。アセンブリは実質的に密閉され、放電材料供給源（図示せず）から、例えばキセノンやリチウムなどの低圧のガスまたは蒸気が供給される。アノード２０およびカソード１０は、放電電源（図示せず）に接続されている。放電電源（図示せず）および放電材料供給源（図示せず）を用いて、放電要素２４０をピンチが形成される直前の状態にする。放電電源（図示せず）のサイクル中の所定タイミングで、レーザ光のビーム３８０をアノード２０上の放出口２３０に近い領域に向けて発射する。ピンチ形成および後続の放射の放出は、図６Ｃから図６Ｅに示したものと同様の過程で起こる。
【００６０】
ピンチを誘発するのに期待される方法は、図９Ｂから図９Ｅに示すように、レーザ光のビーム３８０をカソード１０上の所定のターゲットに向けて発射するものであり、そのターゲットには、
（図９Ｂに示した）ホロー・カソード１０の後部の壁と、
（図９Ｃに示した）カソードの開口９１１と、
（図９Ｄに示した）カソード１０とアノード２０間の、カソードの開口９１１に近いカソード１０上の点と、
（図９Ｅに示した）カソード１０とアノード２０間の放電領域に隣接する表面上の突出した構造体（トリガ・ピン）３５５とがある。トリガ・ピン３５５は、カソードと同じ材料、および／またはプラズマを形成するために用いられるガスまたは蒸気の固形物、および／またはその蒸発特性で選択された様々な材料からなっていてもよい。例えば、キセノン、スズ、リチウム、インジウムおよびイリジウムを用いることができる。
【００６１】
ただし、レーザ光のビーム３８０をアノード２０の一部に照射する（図９Ａに示す）実施例は、
ピンチの位置、したがって放出される放射の位置は、中心軸線Ｂに対して安定であり、そのため放射のパルス・エネルギーおよびタイミングが安定する；
ピンチの位置が中心軸線Ｂに近く、したがって電極の腐食によって引き起こされる破片の生成が少ない、という利点をもたらす。
【００６２】
放出口２３０に隣接するアノード２０の表面上にあることを除いて、図９Ｅに示したものと類似の突出した構造体（トリガ・ピン）３５５を使用すると有利になることがある。他の代替形態は、放射源ＬＡ内の適切な表面から材料をアブレートすることによって放電材料の一部または全てを提供することができるように、レーザ光のビーム３８０の位置およびエネルギーを設定するものである。レーザ・ビーム３８０の代わりに、例えば電子ビームなど、他の放射源または粒子源を使用すると有利になることもある。
【００６３】
例えばカソードなど第１の電極上に衝突するレーザを用いて放電を誘発するとき、例えばアノードなど他の（第２の）電極付近のプラズマは密度が低く、また高い変則的な抵抗を有することがある。実験により、放電が開始可能になる前に、放電電源からのエネルギーの約２５％がこの抵抗を克服するために使われ、このために放電要素の効率が低下する可能性があることが示されている。これに対する可能な解決策は、第１の電極からアブレートされた材料が第２の電極の領域内のプラズマ密度を上昇させることができるようになるまで、放電電源からの電流を遅らせる外部スイッチを使用することである。残念なことに、外部スイッチの使用により、一般に放射源の効率を低下させる外部電流のインダクタンスが増大する。特に有利な代替形態を図１７Ａに示す。この図は放電要素２４０の中心部分の断面を示しており、カソード１０はカソード１０から電気的に分離された、突出したトリガ・ピン３５５を備えている。レーザ・ビーム３８０がトリガ・ピン３５５の上に衝突すると、材料がアブレートされて放電空間に向かって広がることが可能になる。放電は、材料がアノードとカソードの両方に到達したときしか開始することができず、したがって生じる時間の遅れは、トリガ・ピン３５５の大きさ、トリガ・ピン３５５と放電空間の間の距離、およびレーザ・ビーム３８０が衝突するトリガ・ピン３５５の表面と電極（アノードおよびカソード）間の距離を変えることによる影響を受ける可能性がある。このことは、時間の遅れは、放射源の形状、したがって誘電性の影響を与えることなく選択可能であることを意味している。一般に、カソード１０とアノード２０の間に３．５ｍｍ〜６．５ｍｍのギャップを有する放電要素２４０では、トリガ・ピン３５５とカソード１０の間のギャップは０．３〜０．６ｍｍであり、またカソードの表面より上にあるトリガ・ピンの突出部は０．５〜１．５ｍｍであり、トリガ・ピンの直径は約１〜４ｍｍである。
【００６４】
必要な遅れ、ならびにカソード１０およびアノード２０の構成に応じて、これに関する多くの変形形態が可能である。こうした変形形態には、図１７Ｂに示すようにトリガ・ピン３５５の表面を引っ込んだ位置に置くことを含むものと、図１７Ｃに示すようにアノード２０の開口を通る以外の経路に沿ってレーザ・ビームを当てるものと、図１７Ｄに示すようにトリガ・ピンをカソード１０の表面の高さに保つものと、図１７Ｅに示すようにカソード１０／アノード２０の非対称な構成を用いたとき、トリガ・ピン３５５を放電要素２４０の中央に配置するものとが含まれる。
【００６５】
これまでに記載した実施例と同様に、分離されたトリガ・ピン３５５はカソードではなくアノードの一部であってもよく、またトリガ・ピン３５５が電極の一部を形成せずに放射源ＬＡ内の独立した構造体であってもよい。さらに、放射源ＬＡの特性をさらに改善するために、周知または新規の複数の誘導方法を組み合わせてもよいことが、当業者には明らかであろう。
【００６６】
また、適切な液体表面をさらに含むトリガ構造体３５５を使用すると有利になることもある。放電源内部においては、液体を運ぶのに都合のよい方法は、欧州特許出願第０２２５６９０７．３号に記載されているようなウィック構造を用いることである。図１０は、第１の末端が液体８２の槽８０に浸され、第２の末端が放射ビームまたは粒子ビーム３８０で照射することができる放電領域のすぐ近くに配置された、改善されたウィック構造７０を示している。液体８２は、カソードおよび／またはアノードを作成するのに用いる材料の液体、および／またはプラズマを形成するのに用いるガスまたは蒸気の液体、および／またはその蒸発特性で選択された様々な液体とすることができる。適切な物質の例は、キセノン、スズ、リチウム、インジウムおよびイリジウムである。場合によっては、ウィック構造７０を通る安定した流れを確保するために、液体８２を槽中およびウィック構造内で加熱要素８４および１８４を用いた加熱が必要になることもある。図１１Ａは、例えば互いに接触して配置されたワイヤなど、ほぼ円筒状の構造体９０を備えたウィック構造７０の、図１０の線ＸＩ−ＸＩに沿って得られる断面を示している。構造体９０間のギャップ９５は、液体８２を含むほぼ規則的なチャネルを画定し、したがってギャップ９５の形状および大きさは、構造体９０の大きさおよび構成による影響を受ける。図１２Ａは、ウィック構造７０の第２の末端の、図１１Ａの線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った断面を示しており、円筒状の構造体９０、および液体８２を含むギャップ９５を示している。液体８２は、加熱要素８４および１８４、放電の熱、またはこれらの組合せを用いて最適温度に保たれる。毛管効果の影響を受けて、液体８２は槽８０から第１の末端からの狭いチャネル９５を通り、ウィック構造７０の第２の末端へと流れる。図１２Ａに示すように、液体８２は、円筒状の構造体９０の構成が規則的であるため、ウィック構造７０の全体にわたり均一に分布する。さらに、チャネル９５の体積および形状がほぼ等しいため、各チャネル９５を通る流速はほぼ同じである。図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すように、ビーム３８０は、ウィック構造７０の第２の末端の領域を加熱する。この領域は複数のチャネル９５を含み、その中で液体８２が加熱され、表面上に蒸気３３５が生じる。蒸気３３５は放電領域に入り、ピンチ効果を誘発する。毛管効果の影響を受けて、蒸発した液体３３５は槽８０から補充される。
【００６７】
ビーム３８０の各パルスによって生じる蒸気３３５の量は、用いる液体８２、ビーム３８０のスポット・サイズ、チャネル９５の大きさ、チャネル９５間の距離、およびビーム３８０のエネルギーなど、重要なパラメータを変化させることによって変えることができる。チャネル９５の大きさは、例えば、図１１Ｂに示すように円筒状の構造体９０の相対的な配置を変える；円筒状の構造体９０の直径を変え、例えば図１１Ｃに示すように断面積を小さくする；構造体９０の断面形状を変える；あるいは、異なる直径の円筒状の構造体９０を同じウィック構造７０にまとめることによって変えることができる。同様に、ビーム３８０のパルスと放電の間のタイミングは、例えば、ビーム３８０の各パルスによって生成される蒸気３３５の量、およびウィック構造７０の第２の末端と放電領域の距離を変化させることによって変えることができる。放射源の回復時間（次のＸＵＶ放射パルスの誘発が可能になるまでの時間）は、チャネル９５の大きさや円筒状の構造体９０の粗さなど、流速に影響を与える重要なパラメータを変えることによって最適化することができる。
【００６８】
一般に、液体を蒸発させるのに必要なエネルギーは、実質的に固体より少ないため、ビーム３８０の照射による円筒状の構造体９０への損傷、したがって放射源内の破片はかなり減少する。こうしたウィック構造を使用することにより、ビーム３８０のエネルギーを減少させることが可能になり、その結果、放射源のエネルギー変換効率が増大する。
【００６９】
ウィック構造７０を通る液体８２の流れはまた、図１５に示すように、圧力をかけた状態でウィック構造７０の第１の末端を槽２８０に連結することによって調節することができる。したがって、チャネル９５を通る液体８２の流れは、実質的に一定であれ、パルス状であれ、槽２８０内の液体の圧力を変化させることによって変えることができる。槽２８０内の圧力は、例えば機械的手段、液体注入、ガス注入、またはこれらの組合せによって増加させることができる。
【００７０】
当業者には、他の形を用いて、液体のためのチャネルの規則的なネットワークを作成可能であることが明らかであろう。図１０に示した構造７０と構成的に類似した、別のウィック構造１７０を図１３に示す。ここでは、ウィック構造１７０は、例えば直径が０．１ｍｍで、密に充填されたほぼ同一の球体１９０を含んでいる。こうした構造は、例えば、高温高圧下で球体を圧縮することによって作成することができる。ウィック構造１７０の断面ＸＩＶ−ＸＩＶを図１４に示すが、球体１９０が対称かつ規則的である海綿の網状組織に似たチャネルの網状構造１９５を形成している。動作は既に記載したウィック構造と同様であり、毛管効果を用いて、液体８２を構造体１７０の第１の末端から第２の末端に運ぶ。
【００７１】
放電要素２４０のさらに他の実施例を、図８Ａから図８Ｅに断面の形で概略的に示す。放電要素２４０は、電気的に分離されたアノード２０およびカソード１０を備えている。アセンブリは実質的に密閉され、例えばキセノンやリチウムなどの低温のガスまたは蒸気が放電材料供給源（図示せず）から供給される。アノード２０およびカソード１０は、例えば１００Ｈｚで動作することが可能な交流電圧電源（図示せず）などの放電電源（図示せず）に接続されている。放電場を表す線４５も示されている。
【００７２】
放電要素２４０は、例えば約２０ｎＨ未満の低いインダクタンスを有するように構成されている。これは以下のものによって実施することができる。すなわち、
例えば数ミリメートルの、カソード１０とアノード２０の間の最小ギャップ；
例えばアノードで直径約１０ｍｍ未満の、放電要素２４０の最小寸法；
放電電源（図示せず）と放電要素２４０の間の短い接続；
例えばワイヤの代わりに金属板を用いた太い電気接続である。
【００７３】
放電電源のサイクルの所定タイミングで、放電電源からの電流の急速な（例えば１００ナノ秒未満で）上昇を可能にして、所定の時間、例えば１０マイクロ秒だけ維持することによって電気的トリガを生成する。急速な電流の増加は、システムの低いインダクタンスによって可能になる。
【００７４】
図８Ａに示すように、放電要素２４０をカソード・スポット１５からアノード２０への拡散放電が存在する状態にする。カソード・スポットは、カソードの表面上に形成されるホット・スポットである。これらは周囲温度よりも温度が高いため、放電に電子を供給し、十分高い温度では、蒸発によって放電にカソード材料を供給する。カソード１０からアノード２０への電流は、放電電源（図示せず）によって制限される。図８Ｂに示すように、電流がシステムを流れるときに、２つの物理的効果が生じる。すなわち、低温プラズマ３５の形でのカソード・スポット１５から放電ギャップ内へのカソード材料の供給、およびピンチ効果によるプラズマ柱の圧縮である。図８Ｃに示すように、ピンチ効果によってホット・プラズマを含まない収縮（ピンチ）５０が生じる。このプラズマは、その断面積が小さいために高い抵抗を有しており、放電の電気エネルギーをプラズマの温度エネルギーに効率的に変換し、最終的には軸線Ｂに沿って放出される放射６０に変換する。圧縮体５０の高い抵抗によって電流の減少が起こり、図８Ｄに示すように、プラズマは再びアノードの壁に向かって膨張する。このプラズマの膨張により、図８Ａに示すような拡散放電が形成される。拡散放電の抵抗は低く、したがって再び電流が上昇する。カソード・スポット１５が連続的に材料を供給するように放電要素２４０を動作させることにより、図８Ａから図８Ｄに示されるサイクルが連続的に繰り返される。したがって、電源によって電流が維持される所定の時間、例えば１０マイクロ秒だけ、放出される複数の放射パルス６０を伴う自己振動（自動トリガ）の型が生成される。
【００７５】
図７は、自動トリガの段階中の放電要素２４０に関する測定値を示している。このグラフは、作業物質としてリチウム蒸気を用いたときの、出力放射強度７０１、電源の電流７０２および電圧７０３を示している。パルス間の時間７０４は、（２２ＭＨｚに相当する）約４５ｎｓである。
【００７６】
減少したプラズマ領域の大きさは、システムに入力されたエネルギーの僅かな部分のみが、ピンチの最終段階でプラズマを加熱するために用いられたことを意味する。残りのエネルギーは、誘導エネルギーとして蓄積されるか、またはプラズマを生成するために用いられる。このように低インダクタンスの構成と放電材料の連続供給を組み合わせると、持続的な放電の上に複数のプラズマ・ピンチを重ね合わせることができる。したがって、誘導エネルギーは複数のプラズマ・ピンチに分割され、少なくとも２％の変換効率をもたらす。
【００７７】
あるいは、いくつかの放電材料は、放電要素２４０内部の適切な表面から材料をアブレートすることによって供給することができる。これは、例えばレーザや電子ビームなど、任意の適切なエネルギー・ビームを用いて実施することができる。
【００７８】
他の代替形態では、所定の位置でのカソード・スポット１５の形成は、例えばレーザや電子ビームなど任意の適切なエネルギー・ビームを、その所定の位置に向けて発射することよって促進することができる。
【００７９】
この実施例は、初期のピンチ形成を促進するために電気的トリガを用い、また放電材料３５を供給するためにカソード・スポット１５を用いる。初期のピンチ形成を、上述の実施例に記載したレーザ・トリガ装置を用いて誘発すると有利になることがある。この場合、放電要素２４０内での初期のピンチ形成は、放電要素２４０内部の適切な表面上の所定の位置を照射することによって放電材料３５を供給する、図６Ａから図６Ｅに示したものとほぼ同様の過程で起こるはずである。加熱された領域３３７が連続的に材料を供給するように適切な表面を繰り返し照射することにより、自動トリガの型を維持することができる。前述の実施例に記載した照射される表面の位置についての変形形態も、この実施例に適用することができる。
【００８０】
したがって、本発明の範囲は、例示した実施例によって決定されるのではなく、添付の特許請求の範囲およびそれと同等のものによって決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明による放射源を備えたリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】Ａ〜Ｃは本発明による複数の放電要素を備えた放射源を示す図である。
【図３】本発明による放射源の他の実施例を示す図である。
【図４】Ａ〜Ｂは本発明によるレーザ・トリガ装置を備えた放射源を示す図である。
【図５】Ａ〜Ｅは放電の様々な段階におけるホロー・カソード・タイプの放電を示す図である。
【図６】Ａ〜Ｅは本発明による他のタイプの放電の様々な段階における本発明による放電要素を示す図である。
【図７】本発明による自動トリガを用いた放電要素の測定された特性を示す図である。
【図８】Ａ〜Ｄは本発明によるさらに他のタイプの放電の様々な段階における本発明による放電要素を示す図である。
【図９】Ａ〜Ｅは本発明による放電誘発のための様々な形を示す図である。
【図１０】本発明によるウィック構造を備えた放電誘発のためのターゲット構造体を示す図である。
【図１１】Ａ〜Ｃは本発明によるウィック構造の実施可能な断面を示す図である。
【図１２】Ａ〜Ｃは本発明による放電誘発の様々な段階におけるウィック構造の断面を示す図である。
【図１３】本発明によるウィック構造を備えた放電誘発のためのターゲット構造体を示す図である。
【図１４】本発明によるウィック構造の実施可能な断面を示す図である。
【図１５】本発明によるウィック構造を備えた放電誘発のためのターゲット構造体を示す図である。
【図１６】本発明による液体を通る複数の放電要素を備えた放射源を示す図である。
【図１７】Ａ〜Ｅは本発明による放電誘発のための様々な形を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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