(57)【要約】      （修正有）【課題】集光器の脆弱性を取り除き、信頼性が増進し、商業的に実行可能なEUVリソグラフィシステムに求められる高処理能力動作に資するLPP源を最適化（反射レーザー光の集光の低減も含む）できる技術を提供する。【解決手段】EUVリソグラフィシステムに用いられる光源集光モジュール１０であって、当該光源集光モジュール１０はレーザー生成プラズマEUV放射源および斜入射集光器５０を備えている。EUV放射源は、最初に、不足密度プラズマを生成し、次に、最終EUV放射プラズマを生成するのに十分な強度を有する赤外線放射で当該不足密度プラズマを照射することによって生成される。斜入射集光器５０は、赤外線放射が中間集光点ＩＦに到達するのを防止する回折格子を備えてもよい。デブリ低減デバイスを使用することにより、光源集光モジュール１０の動作寿命が維持される。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極紫外線(EUV)リソグラフィシステムに用いられる光源集光モジュール(SoCoMo)装置であって、
光学軸、入力端、および出力端を有しており、前記出力端の近傍に中間集光点を有している斜入射集光器(GIC)、
第１の位置において前記GIC光学軸に沿って存在する低質量ターゲット、
第１反射IR放射を形成するために第１赤外線(IR)放射の一部を反射させつつ、前記低質量ターゲットを蒸発およびイオン化して初期プラズマを形成するために前記低質量ターゲットを照射する前記第１赤外線放射の少なくとも１つの第１光パルスを生成するように操作可能に前記第１の位置に配設された少なくとも１つの第１レーザー、および
第２反射IR放射を形成するために第２IR放射の一部を反射させつつ、前記初期プラズマを照射して、実質的に等方的にEUV放射する最終プラズマを形成するための少なくとも１つの第２光パルスを生成するように操作可能に配設された少なくとも１つの第２レーザーを備えており、
前記少なくとも１つの第１レーザーおよび少なくとも１つの第２レーザーは、前記低質量ターゲット、および、少なくとも前記第２反射IR放射を実質的に未集光のままにするGICミラーに対して配置されている光源集光モジュール(SoCoMo)装置である。
【請求項２】
前記GIC光学軸を中心にして対称的に配置された一組の第１レーザーをさらに備える請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項３】
前記GIC光学軸を中心にして対称的に配置された一組の第２レーザーをさらに備える請求項２に記載のSoCoMo装置。
【請求項４】
前記低質量ターゲットは10μｍから40μｍの範囲の直径を有するスズの液滴を含んでいる請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項５】
スズ液滴を前記第１の位置に供給するスズ液滴源をさらに備えている請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項６】
前記GICは前記EUV放射の一部を集光するとともに、集光された前記EUV放射の一部を前記中間集光点に向ける請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項７】
前記最終プラズマは約20eVから約50eVの範囲のエネルギーを有する請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項８】
前記最終プラズマは1019e/cm3以下の電子密度である請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項９】
前記第１の位置と前記GICミラーとの間に操作可能に配置された第１デブリ低減デバイスをさらに備えている請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項１０】
前記低質量ターゲットの近傍にあり、かつ、前記GICに向かい合う前記GIC光学軸に沿って配置された多層被覆球状ミラーをさらに備えている請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項１１】
前記第１の位置と前記GICミラーとの間に操作可能に配置された第１デブリ低減デバイス、および、前記第１の位置と前記多層被覆球状ミラーとの間に操作可能に配置された第２デブリ低減デバイスをさらに備えている請求項１０に記載のSoCoMo装置。
【請求項１２】
前記第１の位置と前記多層被覆球状ミラーとの間に操作可能に配置された第２デブリ低減デバイスと、前記EUV放射源と前記第２デブリ低減デバイスとの間に緩衝ガスを導入する緩衝ガス源とをさらに備える請求項９に記載のSoCoMo装置。
【請求項１３】
少なくとも前記第１光パルスは滞留時間が10nsから50nsの範囲にあり、かつ、エネルギーが約1mJから約10mJの範囲にある請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項１４】
前記最終プラズマは、直径が約1mm以下の放射領域を有している請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項１５】
前記中間集光点に到達するものから外れた放射の量を低減するための手段をさらに備えている請求項１に記載のSoCoMo装置。
【請求項１６】
前記IR放射は波長が約10.6ミクロンであり、前記EUV放射は波長が約13.5ナノメートルである請求項１５に記載のSoCoMo装置。
【請求項１７】
前記第２反射IR放射は前記GICミラーによって実質的に未集光のままである請求項１６に記載のSoCoMo装置。
【請求項１８】
極紫外線(EUV)リソグラフィシステム用の光源集光モジュール(SoCoMo)装置であって、
光学軸、入力端、および出力端を有するとともに、前記出力端の近傍に中間集光点を有している斜入射集光器(GIC)、
第１の位置におけるGIC光学軸に沿って配置されており、外側表面を有している高質量ターゲット、
第１反射IR放射を形成するために第１赤外線放射の一部を反射させつつ、前記高質量ターゲットを蒸発およびイオン化して初期プラズマを形成するために前記高質量ターゲットを照射する第１赤外線（IR)放射の少なくとも１つの第１光パルスを生成するように操作可能に前記第１の位置に配設された少なくとも１つの第１レーザー、および、
第２反射IR放射を形成するために第２IR放射の一部を反射させつつ、前記初期プラズマを照射して実質的に等方的にEUV放射する最終プラズマを形成するための少なくとも１つの第２光パルスを生成するように操作可能に配設された少なくとも１つの第２レーザーを備えており、
少なくとも１つの前記第１レーザーおよび少なくとも１つの前記第２レーザーは、前記高質量ターゲット、および、少なくとも前記第２反射IR放射を実質的に未集光のままにするGICミラーに対して配置されているEUVリソグラフィシステム用のSoCoMo装置。
【請求項１９】
前記第１反射IR放射は前記GICミラーによって実質的に未集光のままである請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２０】
前記GIC光学軸に対して対称的に配置された一組の第１レーザーをさらに備えている請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２１】
前記GIC光学軸に対して対称的に配置された一組の第２レーザーをさらに備えている請求項２０に記載のSoCoMo装置。
【請求項２２】
前記高質量ターゲットは、直径が少なくとも100μｍの実質的に液滴のスズ、あるいは、実質的にスズで形成された固体のいずれかを備えている請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２３】
前記実質的にスズの液滴を前記第１の位置に供給する液滴源をさらに備えている請求項２２に記載のSoCoMo装置。
【請求項２４】
前記GICは、前記EUV放射の一部を集光するとともに、集光された前記一部を前記中間集光点に向ける請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２５】
最前記終プラズマは、約20eVから約50eVの範囲のエネルギーを有する請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２６】
少なくとも前記第１光パルスの滞留時間は、10nsから50nsの範囲であり、前記第１光パルスのエネルギーは約1mJから約10mJの範囲にある請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２７】
前記最終プラズマの直径は約1mm以下である請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２８】
前記中間集光点に到達するものから外れた帯域外放射の量を低減するための手段をさらに備えている請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項２９】
前記IR放射の波長は約10.6ミクロンであり、前記EUV放射の波長は約13.5ナノメートルである請求項１８に記載のSoCoMo装置。
【請求項３０】
極紫外線(EUV)放射を行うEUV放射源を形成するのに使用する赤外線(IR)レ−ザー放射を反射し、前記EUV放射源とともに使用する斜入射集光器であって、
複数の共通焦点を有する回転楕円面の断面で規定された回折格子要素を含む回折格子を有する反射表面を備える少なくとも１つのミラーシェルを備えており、
前記回折格子要素は、焦点を避けるように前記IR放射を実質的に回折させる一方で、前記EUV放射を焦点に向けて実質的に鏡面反射させる斜入射集光器である。
【請求項３１】
前記回折格子要素は、前記IR放射のゼロ回折次数の相殺的干渉の原因となる請求項３０に記載の斜入射集光器。
【請求項３２】
焦点に開口をさらに有しており、また、実質的に全ての前記回折したIR放射は前記開口でブロックされ、さらに、実質的に全ての前記EUV放射、つまり前記回折格子で鏡面反射した前記EUV放射、は前記開口を通過する請求項３１に記載の斜入射集光器。
【請求項３３】
前記回折格子の周期pは、50ミクロンから2000ミクロンの範囲である請求項３０に記載の斜入射集光器。
【請求項３４】
前記回折格子の表面にEUV反射性被膜をさらに備えている請求項３０に記載の斜入射集光器。
【請求項３５】
前記EUV反射性被膜はルテニウム（Ru）を含んでいる請求項３４に記載の斜入射集光器。
【請求項３６】
極紫外線(EUV)リソグラフィシステム用の光源集光モジュール(SoCoMo)装置であって、
EUV放射およびデブリを放出するレーザー生成プラズマ(LPP)-EUV放射源、
前記EUV放射の一部を集光するとともに中間集光点に向けるように配置された斜入射集光器、および
前記LPP-EUV放射源と前記斜入射集光器との間に操作可能に配置されているとともに、前記斜入射集光器に入射してしまうデブリの少なくとも一部を捕捉するデブリ低減デバイス（DMD）を備えているEUVリソグラフィシステム用のSoCoMo装置。
【請求項３７】
前記斜入射集光器は、少なくとも１つの反射表面を有する少なくとも１つのミラーシェルを有しており、また、
前記少なくとも１つの反射表面は、赤外線放射を回折するとともに前記EUV放射を実質的に鏡面反射させる回折格子を有する請求項３６に記載のSoCoMo装置。
【請求項３８】
前記回折格子はブレーズ化されている請求項３７に記載のSoCoMo装置。
【請求項３９】
前記斜入射集光器は入力端および出力端を有しており、前記回折格子は前記入力端から前記出力端にかけて長手方向に延びる要素を含んでいる請求項３７に記載のSoCoMo装置。
【請求項４０】
前記回折格子は、複数の共通焦点を有する複数の回転楕円面で規定された段階的な方位角の回折格子要素を有している請求項３７に記載のSoCoMo装置。
【請求項４１】
前記回折格子は、前記IR放射のゼロ回折次数の相殺的干渉の原因となる請求項３７に記載のSoCoMo装置。
【請求項４２】
前記中間集光点に開口をさらに有しており、また、
実質的に全ての前記回折したIR放射は前記開口でブロックされ、さらに、
実質的に全ての鏡面反射した前記EUV放射は前記開口を通過する請求項４１に記載のSoCoMo装置。
【請求項４３】
極紫外線(EUV)放射を行うEUV放射源を形成する方法であって、
不足密度プラズマを形成する工程と、
前記EUV放射源を形成するために、十分な強度を有する赤外線（IR）レーザー放射で前記不足密度プラズマを照射する工程とを有している方法。
【請求項４４】
前記不足密度プラズマの電子密度は1019e/cm3より小さい請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記不足密度プラズマは、実質的に、スズイオン、原子、および電子を備えている請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記不足密度プラズマを形成する工程は、レーザー放射で燃料ターゲットを照射することを含んでいる請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記燃料ターゲットはスズの液滴を有しており、前記不足密度プラズマを形成するためにプラズマを膨張させることを含んでいる請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記不足密度プラズマが前記赤外線レーザー放射によって照射されたとき、前記不足密度プラズマの寸法は1mmから5mmの間にある請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記不足密度プラズマの照射は、滞留時間が1nsから50nsの範囲にある少なくとも１のレーザーパルスで実施される請求項４３に記載の方法。
【請求項５０】
前記不足密度プラズマの照射はCO2レーザーを用いて実施され、前記IRレーザー放射は前記不足密度プラズマが109W/cm2から1011W/cm2の範囲内にある出力密度を有している請求項４３に記載の方法。
【請求項５１】
スズイオン、スズ原子および電子で構成されたプラズマジェットとして前記不足密度プラズマを形成する工程を含んでいる請求項４３に記載の方法。
【請求項５２】
斜入射集光器を用いて前記EUV放射の第１部分を集光する工程、および
集光されたEUV放射の第１部分を中間集光点に向ける工程をさらに備える請求項４３に記載の方法。
【請求項５３】
前記EUV放射源は、Sn原子、低速のSnイオン、および高速のSnイオンを放射するとともに、前記Sn原子および前記低速のSnイオンの第１部分が前記斜入射集光器に到達するのを防止する工程を含む請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記Sn原子および前記低速のSnイオンの前記第１部分が前記斜入射集光器に到達するのを防止する前記工程は、前記EUV放射源と前記斜入射集光器との間に操作可能に配置された回転羽根を用いた前記Sn原子および前記低速のSnイオンの前記第１部分の遮断を含んでいる請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記斜入射集光器は、少なくとも１つの反射表面を有する少なくとも１つのミラーを備えており、また、
前記少なくとも１の反射表面は、実質的にIR放射を回折し、前記EUV放射を実質的に鏡面反射させる回折格子を有している請求項５２に記載の方法。
【請求項５６】
前記回折格子は、複数の共通焦点を有する複数の回転楕円面で規定された段階的な方位角の回折格子要素を有している請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
球状のミラーで前記EUV放射の第２部分を反射して、前記EUV放射源を通して前記反射した第２部分を前記斜入射集光器に導入する工程をさらに備えている請求項５２に記載の方法。
【請求項５８】
前記EUV放射源から放射された前記Sn原子、低速のSnイオン、および高速のSnイオンの第２部分が前記斜入射集光器に到達するのを防止する工程をさらに備えている請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記EUV放射源からの前記Sn原子、低速のSnイオン、および高速のSnイオンの前記第２部分が前記球状ミラーに到達するのを防止する前記工程は、前記EUV放射源と前記球状ミラーとの間に操作可能に配置された緩衝ガスおよび回転羽根の少なくとも一方を用いることを含む請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記緩衝ガスは、分圧が0.1barから3barの間にあるアルゴンを含む請求項５９に記載された方法。
【請求項６１】
見かけ波長が13.5ナノメートルの極紫外線(EUV)放射を行うEUV放射源を形成する方法であって、
初期プラズマを発生させるためにスズを含み直径が100ミクロン以下の液滴を照射する工程、
直径が約2mmで、イオン濃度が1x1019ions/cm3より小さく、また、電子密度が1x1019electrons/cm3より小さくなるように前記初期プラズマを膨張させる工程、また、
強度が1x109W/cm2から1x1010W/cm2の範囲にあり、パルス持続時間が10ナノ秒から50ナノ秒の範囲にあり、レーザービームの直径が約1mm以上である赤外線放射の少なくとも１つのパルスを用いて直径が約2mmの膨張させた前記プラズマを照射する工程を備える方法。
【請求項６２】
膨張した前記プラズマを照射する工程は、膨張させた前記プラズマを反対方向から入射させるために第１および第２の赤外線放射のパルスを発生させる工程を有している請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
膨張した前記プラズマを照射する工程は、膨張した前記プラズマを対称的に入射させるために赤外線放射の複数のパルスを発生させる工程を有している請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
見かけ波長が13.5ナノメートルの極紫外線(EUV)放射を行うEUV放射源を形成する方法であって、
Snイオン、Sn原子および電子からなり、寸法が約2mmで、イオン濃度が1x1019ions/cm3より小さく、また電子密度が1x1019electrons/cm3より小さいプラズマジェットを発生させる工程、および、
強度が1x109W/cm2から1x1010W/cm2の範囲であり、パルス持続時間が10ナノ秒から50ナノ秒の範囲で、さらにレーザービームの直径が約1mmよりも大きい赤外線放射の少なくとも１のパルスを用いて前記プラズマジェットを照射する工程を備える方法。
【請求項６５】
前記プラズマジェットによる照射は、膨張させた前記プラズマを反対の方向から入射させるために第１および第２の赤外線放射のパルスを生成する工程を有している請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記プラズマジェットによる照射は、膨張させた前記プラズマを対称的に入射させるために赤外線放射の複数のパルスを生成する工程を有している請求項６４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（優先権の主張）
本出願において、２０１２年２月１１日付けの米国仮出願（Ｎｏ．６１／５９７，７４４）に基づく優先権の利益を主張する。同米国仮出願は本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は極紫外線(EUV) リソグラフィに関連し、具体的には、EUVリソグラフィシステム用の光源集光モジュールに関する。当該光源集光モジュールは、レーザー生成プラズマのEUV放射源および斜入射集光ミラーを使用する。
【背景技術】
【０００３】
極紫外線リソグラフィ(EUVL)は、EUV放射源で生成されたEUV放射(典型的に13.5nm±2%)を用いて反射性パターンマスクを照射することによりシリコンウエハに支持されたフォトレジスト層上に回路パターンを転写することを含んでいる。EUV放射の短波長を使用することにより、イメージパターンの最小サイズを15nmあるいはそれ以下にまで小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，５８９，３３７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１７９５４８号明細書
【特許文献３】米国特許第７，７１８，９８５号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３７７，６５１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１２／０３０５８１０号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００９／０２６１２４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ほぼ直角の入射角の13.5nm光を反射することから直入射集光(NIC)ミラーと呼ばれる多層膜集光器(MCC)を有するレーザー生成プラズマ(LPP)に基づく光源集光モジュール(SoCoMo)を形成するために多大な労力が費やされてきた。このLPP-MCC SoCoMoは、商業的に実施可能な極紫外線(EUV) リソグラフィシステム(ツール)の開発途上において、中間集光点(IF)に対して高出力(つまり、13.5nm±2%における数百ワットのEUV放射）を供給する必要のある問題の多い光源集光ソリューションであることが分かっている。
【０００６】
EUVL SoCoMoを形成するための従来のLPP-MCCアプローチには、複数の問題がある。第１に、MCCの脆弱性がある。LPPプラズマ環境には寿命およびMCCの信頼性についての深刻な限界がある。第２に、LPP源からIF開口まで伝達される出力は不十分である。第３に、LPP源で反射されたレーザー赤外線(IR)放射はMCCに集光されてIF開口に送られ、下流側の光学およびリソグラフィ構成要素への深刻な問題の原因となる。
【０００７】
今まで、LPP-MCC SoCoMoは、高出力EUV光源環境に対するMCCの脆弱性のため、信頼性に欠けることが分かっていた。具体的には、多層皮膜は、LPP源からの高速イオンが当該多層皮膜に混合することによって急速に劣化すること、および、多層皮膜の性能もまたLPP源からの気体のスズ(Sn)が堆積することによる悪影響を受けるという問題があることが分かっていた。MCC上の非常に薄いSn層(例えば、5nm厚さ)は、MCCの性能を著しく低減し、また、そのような薄いSn層は、システム運用中において、１分以内に形成され得る。
【０００８】
このため、LPP源出力を増加させようとすると、MCCに対するリスクも増加する。MCCの脆弱性に加えて、LPPを用いるEUV光源における別の問題は、集光されるとともに中間集光点に向けられる反射レーザー光が大量に生成されることにあり、発光体、レチクルおよびウエハでの問題の原因となる。この点において、LPP源出力を増加させようとすると、反射IRの発生量および関連する問題も増加する。
【０００９】
このような問題により、LPPの操作においてMCCを守ることが最優先となっている。結果として、要求される高出力性能を発揮するとともに、EUVリソグラフィの商業的に実行可能な運転状況下において反射レーザー光の集光を低減するため、LPP-MCC SoCoMoを最適化することが大きな問題となっている。
【００１０】
SoCoMoの設計制限としてMCCの脆弱性を取り除くのは有益なことであり、それにより、信頼性が増進し、商業的に実行可能なEUVリソグラフィシステムに求められる高処理能力動作に資するLPP源を最適化（反射レーザー光の集光の低減も含む）できる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、EUV光源およびEUV光（放射）を集光する集光光学システムを利用するとともに、開口絞りの開口を通して中間集光点に向けるEUVリソグラフィシステムに関し、したがって、発光体に関する。当該光源および集光器の組み合わせは、光源集光モジュールあるいはSoCoMoと呼ばれる統合ユニットとして参照される。
【００１２】
本発明は、４つの主たる局面を有している。１）LPPの数百万ものパルスの性能を維持するためにLPP集光器の脆弱性を軽減すること、２）LPPが小さな光源領域（例えば、1mmより小さい）からの最大のEUVを生成するとともに、反射レーザー光の生成が最小化されたEUVリソグラフィ用に最適化されたLPP源を生成するためにレーザーターゲットの状態を最適化すること、３）IF開口に送られるEUVの量を最適化するためにLPPからのEUV放射の集光を最大化する集光システムを設計すること、４）中間集光点に到達するIRの量が軽減するように生成される全ての反射レーザー光を管理するための方法あるいはシステムを具現化すること。
【００１３】
第１の局面は、LPPと、斜入射集光器(GIC)の表面上における当該LPPからのSn蒸気の堆積を最小化するための当該GICとの間に設けられたデブリ軽減デバイス(DMD)を含む集光器構造を備えるLPP源を有するSoCoMoである。当該GIC表面を覆うルテニウム(Ru)上における数ナノメートルのSnの堆積であっても13.5nm波長の反射性が低下する。それゆえ、DMDは、GIC上へのLPP源からのSn蒸気の堆積が厳に排除された管理下で運用される。加えて、LPP源からの高速イオンは、DMDを透過することができるとともにSnが堆積したGIC表面をスパッタ清掃してGIC表面のRu膜の一部まで侵食することから、このスキームに有益である。これにより、清浄なRu反射表面が維持される。
【００１４】
DMDは、Ru侵食率が十分に小さく、かつ、Ruの再塗膜を行うことなくGICを約１年間使用するのにRu膜厚が十分であるように使用される。このように、使用中において、当該光源からのEUV放射は、常に、「清浄な」Ru反射表面に向けられ、GICはその性能を実質的に維持する。このような状況に到達するため、DMDの回転羽根は、遅いSn蒸気およびLPP源から拡散する遅いSnイオンを止めるのに十分な速さで、しかし、Ru表面をきれいにする速いSnイオンを止めるのに十分ではない速さで動く。
【００１５】
第２の局面は、LPP源からの反射レーザー光の生成を大きく低減する一方で、相対的に小さな（つまり、1mmより小さな）EUV放射領域からのEUV生成を最大化（最適化）する（つまり、レーザー出力を13.5nm波長の狭帯域EUV出力に変換する効率を最大化する）レーザー／ターゲット構成の使用である。この条件は、また、EUV放射が実質的に等方性を有するように当該LPPのEUV不透過率を低減し、これにより、SoCoMo集光システムが大きな集光立体角を用いる機会を提供する。このレーザー/ターゲット構成は、従来のLPPにおけるEUVリソグラフィシステムで使用されていたものと実質的に異なる。
【００１６】
この最適条件の特徴は、不足密度プラズマ（つまり、名目上10.6ミクロンのレーザー波長に対して1019e/cm3よりも小さい電子密度）を照射するための約10.6ミクロンのレーザー波長での高出力レーザー操作、および、すべての入射レーザー強度を吸収する十分に長いプラズマのスケール長（例えば、約2mm）にある。ターゲット表面におけるこのレーザー強度は、約10.6ミクロンのレーザー波長に対して約1010watt/cm2である。レーザーパルス長は、数十ナノ秒に等しい。
【００１７】
不足密度ターゲットプラズマは、プレカーサレーザパルスを用いた低質量Sn飛沫の照射、および、プラズマを低密度化するのに十分な大きさ（例えば、直径数ミリメートル）まで膨張するようにターゲットを破裂させることによって形成してもよい。これとは別に、不足密度プラズマは、Snプラズマあるいは数ミリメートルの寸法（例えば、直径）を有するSn蒸気ジェットとして形成してもよい。このようなプラズマ／蒸気ジェットは、商業的供給源から得てもよい。
【００１８】
本書に開示されたレーザー／ターゲット構成は、レーザー出力から狭帯域EUV出力への変換効率が約5%のLPPを生じさせることができる。プラズマが不足密度であることから、反射レーザー光の量は相対的に少ない（例えば、10%よりずっと少ない）。結果として、10.6ミクロン放射に対する反射表面の臨界密度は存在しない。EUV放射領域の大きさの一例は、集光光学系によって正確に写像し得る約0.5mmである。EUVのプラズマ不透過率は、たった約10%である。このため、プラズマによるEUV放射の再吸収は少ない。これらの結果は１次元でシミュレートされており、また、大略、同じ長方形状、円筒形状、および球面形状であることが知られている。
【００１９】
第３の局面は、LPP源からのEUV放射の両面集光、および、集光されたEUV放射の中間集光点（IF)への放出を含むSoCoMo設計である。この具体的な構成は、EUV光源の位置に曲率中心が置かれた球状に形成された多層膜集光器（MCC)を加えることを含む。このため、EUV光源からの放射は集光されるとともに再度焦点に戻る。第１DMD（DMD１）は、MCCとLPPとの間における、GICおよび第２DMDとは逆の光学軸上に左から右へ配置され、SoCoMoの構成要素は、MCC＋DMD１＋LPP＋DMD２＋GICの順に配置される。
【００２０】
第１デブリ低減デバイスDMD1は、MCCがLPP源からのスズに覆われるのを防ぐ。１の実施例において、LPPからの高速イオンをMCCに到達するまでにDMD1で妨害して（例えば、イオンは緩衝ガスによって減速されているので回転羽根によって一掃される）減速させるように、緩衝ガス（例えば、アルゴン(Ar))がLPPとDMD１との間に用いられる。緩衝ガスを有するDMD１はMCCに到達する前に高速イオンを止めることを意図しているのに対して、DMD２は、高速イオンがGICを透過し、また、その表面をスパッタ清掃するように構成され／作動する。このことは、LPPからの高速イオンをDMD１で停止させ、また、高速イオンがMCCの天面における多重層で混合しないようにする場合に必要である。
【００２１】
MCCは、LPPからのEUVがDMD１の回転羽根の動きによって著しく妨害されないようにLPPに焦点が戻された球面状ミラーである。上述のように、LPPプラズマは、EUV放射に対して低い不透過率となるように最適化されている。これにより、MCCによってEUV放射の焦点がLPPに戻され、LPPを二度透過する場合に、EUV放射が実質的に等方性となり、また、LPPプラズマによる再吸収がなくなる。このような条件下において、GICとは反対の方向に進むのを妨げることによって失われていたEUV放射は、集光されるとともにIFに焦点を合わせるために、MCCによって捕捉されるとともにLPPを透過してGICに向けて再度方向付けられる。
【００２２】
したがって、本発明の一側面は、（DMD1に保護された）MCCを追加してLPPターゲット位置に焦点を合わせることにより、光源集光システムの集光立体角を著しく増加させることを含んでいる。これにより、全集光立体角が約10sr（5srはDMD1を備えるMCCに対し、5srは、DMD2を備えるGICに対する）になる。
【００２３】
第４の局面は、中間集光点に到達するLPP源からの反射レーザー光の量を低減するためのシステムおよび方法である。あらゆる光源集光システムにおける懸案事項は、不適切な照射状況下において、相当な量のレーザー赤外線（IR)放射がLPP源から反射され得るということである。SoCoMoミラーによって集光された場合、この高強度レーザーIRは、中間集光点に位置する開口絞りの開口を通して焦点が合わせられ、また、下流の発光体、レチクル、撮像光学系、およびウエハにおける問題の原因となる。
【００２４】
反射IRによる問題の軽減を目的としたいくつかのシステムおよび方法を本明細書に開示する。１の実施例において、レーザー／ターゲット照射状態は、反射IRの量が大きく低減するように選択される。別の実施例において、レーザー照射方向は、集光軸に対して傾くように設定されている。したがって、反射IRが生成されたとしても、集光軸に対して傾いた角度でLPPから現れるので、非常に少量のみが集光されることになる。他の手法では、集光器で捕捉されたIRを分散させるために選ばれたデバイス（例えば、回折格子やミラー）が使用される。
【００２５】
IFの開口に到達し得る反射IRの量を低減するためのデバイスの３つの例は下記のとおりである。
（１）レーザー放射の波長よりも短い周期の透過回折格子。一例において、交差格子構造は、IRレーザー光を反射するとともに、約10%だけEUV放射を低減する。
（２）GICの反射表面に重ね合わされた反射回折格子。回折格子構造は、実質的にIR放射が中間集光点IFにおける開口を通過しないように構成されている。GICに重ね合わされた回折格子の周期は、レーザーIR放射がIF開口外で回折するように設定されている。一方、十分に短い波長（約1,000分の1）のEUV放射であっても、中間集光点の開口に対して適切に焦点が合わせられる。回折格子表面で散乱することによるEUV放射のロスを最小化する一方でIF開口を通過するIR放射の低減を最大化する実施例を含む、GIC表面に重ね合わされるいくつかの異なる回折格子構造および形状が開示されている。
（３）IRを分散させ、ゼロ次のIR放射を実質的に含まないようにするための回折格子構造が表面に形成され、GICの下流側に配置された反射平面鏡（斜入射で作動し、または大角度のEUV反射のための多層被膜が形成された鏡）。これにより、100%未満の追加的な正反射で（つまり、追加された鏡のEUV波長における反射率は100%ではない）、IF開口におけるEUV放射の量が低減される。
【００２６】
米国特許出願１２／８０３，０７５（発明の名称「GICミラーおよびLPP-EUV光源を有する光源集光モジュール」）は本明細書に組み込まれる。藤岡らによる記事：題名「次世代リソグラフィ装置のための極紫外線光源によるレーザー生成」（プラズマ・核融合学会誌第４号No.０４８［２００９］，総説）も本明細書に組み込まれる。
【００２７】
本発明の一局面は、極紫外線（EUV）リソグラフィシステムのための光源集光モジュール（SoCoMo）装置である。SoCoMoは、光学軸、入力端、および出力端を有しており、当該出力端の近傍に中間集光点が存在する斜入射集光器；第１の位置においてGIC光学軸に沿って存在する低質量ターゲット；第１反射IR放射を形成するために第１赤外線放射の一部を反射させつつ、初期プラズマを形成するために前記低質量ターゲットを蒸発およびイオン化するために当該低質量ターゲットを照射する第１赤外線（IR）放射の少なくとも１つの第１光パルスを生成するように操作可能に前記第１の位置に配設された少なくとも１つの第１レーザー；および、第２反射IR放射を形成するために第２IR放射の一部を反射させつつ、初期プラズマを照射して、実質的に等方的にEUV放射する最終プラズマを形成するための少なくとも１つの第２光パルスを生成するように操作可能に配設された少なくとも１つの第２レーザーを備えており、当該少なくとも１つの第１レーザーおよび少なくとも１つの第２レーザーは、低質量ターゲット、および、少なくとも第２反射IR放射を実質的に未集光のままにするGICミラーに対して配置されている。
【００２８】
本発明の他の局面は、GIC光学軸を中心にして対称的に配置された一組の第１レーザーをさらに備える、上述したSoCoMo装置である。
【００２９】
本発明の他の局面は、GIC光学軸に対して対称的に配置された一組の第２レーザーをさらに備える、上述したSoCoMo装置である。
【００３０】
本発明の他の局面は、低質量ターゲットは10μｍから40μｍの範囲の直径を有するスズの液滴を含んでいる、上述したSoCoMo装置である。
【００３１】
本発明の他の局面は、スズ液滴を第１の位置に供給するスズ液滴源をさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００３２】
本発明の他の局面は、GICはEUV放射の一部を集光するとともに、集光されたEUV放射の一部を中間集光点に向ける、上述したSoCoMo装置である。
【００３３】
本発明の他の局面は、最終プラズマは約20eVから約50eVの範囲のエネルギーを有する、上述したSoCoMo装置である。
【００３４】
本発明の他の局面は、最終プラズマは1019e/cm3以下の電子密度である、上述したSoCoMo装置である。
【００３５】
本発明の他の局面は、第１の位置とGICミラーとの間に操作可能に配置された第１デブリ低減デバイスをさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００３６】
本発明の他の局面は、低質量ターゲットの近傍にあり、かつ、GICに向かい合うGIC光学軸に沿って配置された多層被覆球状ミラーをさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００３７】
本発明の他の局面は、第１の位置とGICミラーとの間に操作可能に配置された第１デブリ低減デバイス、および、当該第１の位置と多層被覆球状ミラーとの間に操作可能に配置された第２デブリ低減デバイスをさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００３８】
本発明の他の局面は、第１の位置と多層被覆球状ミラーとの間に操作可能に配置された第２デブリ低減デバイスと、EUV放射源と第２デブリ低減デバイスとの間に緩衝ガスを導入する緩衝ガス源とをさらに備える、上述したSoCoMo装置である。
【００３９】
本発明の他の局面は、少なくとも第１光パルスは滞留時間が10nsから50nsの範囲にあり、かつ、エネルギーが約1mJから約10mJの範囲にある、上述したSoCoMo装置である。
【００４０】
本発明の他の局面は、最終プラズマは直径が約1mm以下の放射領域を有している、上述したSoCoMo装置である。
【００４１】
本発明の他の局面は、中間集光点に到達するものから外れた放射の量を低減するための手段をさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００４２】
本発明の他の局面は、IR放射は波長が約10.6ミクロンであり、EUV放射は波長が約13.5ナノメートルである、上述したSoCoMo装置である。
【００４３】
本発明の他の局面は、第２反射IR放射はGICミラーによって実質的に未集光のままである、上述したSoCoMo装置である。
【００４４】
本発明の他の局面は、
光学軸、入力端、および出力端を有するとともに、当該出力端の近傍に中間集光点を有している斜入射集光器、
第１の位置におけるGIC光学軸に沿って配置されており、外側表面を有している高質量ターゲット、
第１反射IR放射を形成するために第１赤外線放射の一部を反射させつつ、初期プラズマを形成するために当該高質量ターゲットの外面の少なくとも一部を照射する第１赤外線（IR)放射の少なくとも１つの第１光パルスを生成するように操作可能に前記第１の位置に配設された少なくとも１つの第１レーザー、および、
第２反射IR放射を形成するために第２IR放射の一部を反射させつつ、初期プラズマを照射して実質的に等方的にEUV放射する最終プラズマを形成するための少なくとも１つの第２光パルスを生成するように操作可能に配設された少なくとも１つの第２レーザーを備えており、
当該少なくとも１つの第１レーザーおよび少なくとも１つの第２レーザーは、高質量ターゲット、および、少なくとも第２反射IR放射を実質的に未集光のままにするGICミラーに対して配置されている、EUVリソグラフィシステム用のSoCoMo装置である。
【００４５】
本発明の他の局面は、第１反射IR放射はGICミラーによって実質的に未集光のままである、上述したSoCoMo装置である。
【００４６】
本発明の他の局面は、GIC光学軸に対して対称的に配置された一組の第１レーザーをさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００４７】
本発明の他の局面は、GIC光学軸に対して対称的に配置された一組の第２レーザーをさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００４８】
本発明の他の局面は、高質量ターゲットは直径が少なくとも100μｍの実質的に液滴のスズあるいは実質的にスズで形成された固体のいずれかを備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００４９】
本発明の他の局面は、実質的にスズの液滴を第１の位置に供給する液滴源をさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００５０】
本発明の他の局面は、GICはEUV放射の一部を集光するとともに、集光された当該一部を中間集光点に向ける、上述したSoCoMo装置である。
【００５１】
本発明の他の局面は、最終プラズマは約20eVから約50eVの範囲のエネルギーを有する、上述したSoCoMo装置である。
【００５２】
本発明の他の局面は、少なくとも第１光パルスの滞留時間は10nsから50nsの範囲であり、エネルギーは約1mJから約10mJの範囲にある、上述したSoCoMo装置である。
【００５３】
本発明の他の局面は、最終プラズマの直径は約1mm以下である、上述したSoCoMo装置である。
【００５４】
本発明の他の局面は、中間集光点に到達するものから外れた帯域外放射の量を低減するための手段をさらに備えている、上述したSoCoMo装置である。
【００５５】
本発明の他の局面は、IR放射の波長は約10.6ミクロンであり、EUV放射の波長は約13.5ナノメートルである、上述したSoCoMo装置である。
【００５６】
本発明の他の局面は、EUV放射を行うEUV放射源とともに使用し、当該EUV放射源を形成するのに使用するIRレ−ザー放射を反射する斜入射集光器であって、
複数の共通焦点を有する回転楕円面の断面で規定された回折格子要素を含む回折格子を有する反射表面を備える少なくとも１つのミラーシェルを備えており、
当該回折格子要素は、焦点を避けるようにIR放射を実質的に回折させる一方で、EUV放射を焦点に向けて実質的に鏡面反射させる。
【００５７】
本発明の他の局面は、回折格子要素はIR放射のゼロ回折次数の相殺的干渉の原因となる、上述した斜入射集光器である。
【００５８】
本発明の他の局面は、焦点に開口をさらに有しており、また、実質的に全ての回折したIR放射は当該開口でブロックされ、さらに、実質的に全ての（つまり回折格子で鏡面反射した）EUV放射は当該開口を通過する、上述した斜入射集光器である。
【００５９】
本発明の他の局面は、回折格子の周期pは50ミクロンから2000ミクロンの範囲である、上述した斜入射集光器である。
【００６０】
本発明の他の局面は、回折格子の表面にEUV反射性被膜をさらに備えている、上述した斜入射集光器である。
【００６１】
本発明の他の局面は、当該EUV反射性被膜はルテニウム（Ru)を含んでいる、上述した斜入射集光器である。
【００６２】
本発明の他の局面は、
EUV放射およびデブリを放出するLPP-EUV放射源、
当該EUV放射の一部を集光するとともに中間集光点に向けるように配置された斜入射集光器、および
当該LPP-EUV放射源と当該斜入射集光器との間に操作可能に配置されているとともに、当該斜入射集光器に入射してしまうデブリの少なくとも一部を捕捉するデブリ低減デバイス（DMD)を備えているEUVリソグラフィシステム用のSoCoMo装置。
【００６３】
本発明の他の局面は、斜入射集光器は少なくとも１つの反射表面を有する少なくとも１つのミラーシェルを有しており、また、当該少なくとも１つの反射表面は、赤外線放射を回折するとともにEUV放射を実質的に鏡面反射させる回折格子を有する、上述したSoCoMo装置である。
【００６４】
本発明の他の局面は、回折格子はブレーズ化されている、上述したSoCoMo装置である。
【００６５】
本発明の他の局面は、斜入射集光器は入力端および出力端を有しており、回折格子は当該入力端から当該出力端にかけて長手方向に延びる要素を含んでいる、上述したSoCoMo装置である。
【００６６】
本発明の他の局面は、回折格子は複数の共通焦点を有する複数の回転楕円面で規定された段階的な方位角の回折格子要素を有している、上述したSoCoMo装置である。
【００６７】
本発明の他の局面は、回折格子はIR放射のゼロ回折次数の相殺的干渉の原因となる、上述したSoCoMo装置である。
【００６８】
本発明の他の局面は、中間集光点に開口をさらに有しており、また、実質的に全ての回折したIR放射は当該開口でブロックされ、さらに、実質的に全ての鏡面反射したEUV放射は当該開口を通過する、上述したSoCoMo装置である。
【００６９】
本発明の他の局面は、EUV放射を行う極紫外線（EUV)放射源を形成する方法であり、
不足密度プラズマを形成する工程と、
EUV放射源を形成するために、十分な強度を有する赤外線（IR)レーザー放射で不足密度プラズマを照射する工程とを有している。
【００７０】
本発明の他の局面は、当該不足密度プラズマの電子密度は1019e/cm3より小さい、上述した方法である。
【００７１】
本発明の他の局面は、不足密度プラズマは、実質的に、スズイオン、原子、および電子を備えている、上述した方法である。
【００７２】
本発明の他の局面は、不足密度プラズマを形成する工程はレーザー放射で燃料ターゲットを照射することを含んでいる、上述した方法である。
【００７３】
本発明の他の局面は、当該燃料ターゲットはスズの液滴を有しており、不足密度プラズマを形成するためにプラズマを膨張させることを含んでいる、上述した方法である。
【００７４】
本発明の他の局面は、不足密度プラズマが赤外線レーザー放射によって照射されたとき、不足密度プラズマの寸法は1mmから5mmの間にある、上述した方法である。
【００７５】
本発明の他の局面は、不足密度プラズマの照射は滞留時間が1nsから50nsの範囲にある少なくとも１のレーザーパルスで実施される、上述した方法である。
【００７６】
本発明の他の局面は、不足密度プラズマの照射はCO2レーザーを用いて実施され、IRレーザー放射は不足密度プラズマが109W/cm2から1011W/cm2の範囲内にある出力密度を有している、上述した方法である。
【００７７】
本発明の他の局面は、スズイオン、スズ原子および電子で構成されたプラズマジェットとして不足密度プラズマを形成する工程を含んでいる、上述した方法である。
【００７８】
本発明の他の局面は、斜入射集光器を用いてEUV放射の第１部分を集光する工程、および
集光されたEUV放射の第１部分を中間集光点に向ける工程をさらに備える、上述した方法である。
【００７９】
本発明の他の局面は、EUV放射源はSn原子、低速のSnイオン、および高速のSnイオンを放射するとともに、Sn原子および低速のSnイオンの第１部分が斜入射集光器に到達するのを防止する工程を含む、上述した方法である。
【００８０】
本発明の他の局面は、前述の、Sn原子および低速のSnイオンの第１部分が斜入射集光器に到達するのを防止する工程はEUV放射源と斜入射集光器との間に操作可能に配置された回転羽根を用いたSn原子および低速のSnイオンの第１部分の遮断を含んでいる、上述した方法である。
【００８１】
本発明の他の局面は、斜入射集光器は少なくとも１つの反射表面を有する少なくとも１つのミラーを備えており、また、当該少なくとも１の反射表面は実質的にIR放射を回折し、EUV放射を実質的に鏡面反射させる回折格子を有している、上述した方法である。
【００８２】
本発明の他の局面は、当該回折格子は複数の共通焦点を有する複数の回転楕円面で規定された段階的な方位角の回折格子要素を有している、上述した方法である。
【００８３】
本発明の他の局面は、球状のミラーでEUV放射の第２部分を反射して、EUV放射源を通して当該反射した第２部分を斜入射集光器に導入する工程をさらに備えている、上述した方法である。
【００８４】
本発明の他の局面は、EUV放射源から放射されたSn原子、低速のSnイオン、および高速のSnイオンの第２部分が斜入射集光器に到達するのを防止する工程をさらに備えている、上述した方法である。
【００８５】
本発明の他の局面は、前述の、EUV放射源からのSn原子、低速のSnイオン、および高速のSnイオンの第２部分が球状ミラーに到達するのを防止する工程はEUV放射源と球状ミラーとの間に操作可能に配置された緩衝ガスおよび回転羽根の少なくとも一方を用いることを含んでいる、上述した方法である。
【００８６】
緩衝ガスは分圧が0.1barから3barの間にあるアルゴンを含んでいる、クレーム５９に記載された方法。
【００８７】
本発明の他の局面は、初期プラズマを発生させるためにスズを含み直径が100ミクロン以下の液滴を照射する工程、直径が約2mmで、イオン濃度が1x1019ions/cm3より小さく、また、電子密度が1x1019electrons/cm3より小さくなるように当該初期プラズマを膨張させる工程、さらに、強度が1x109W/cm2から1x1010W/cm2の範囲にあり、パルス持続時間が10ナノ秒から50ナノ秒の範囲にあり、レーザービームの直径が約1mm以上である赤外線放射の少なくとも１つのパルスを用いて直径が約2mmの膨張させたプラズマを照射する工程を備える、見かけ波長が13.5ナノメートルのEUV放射を行うEUV放射源を形成する方法である。
【００８８】
本発明の他の局面は、膨張したプラズマを照射する工程は当該膨張させたプラズマを反対方向から入射させるために第１および第２の赤外線放射のパルスを発生させる工程を有している、上述した方法である。
【００８９】
本発明の他の局面は、膨張したプラズマを照射する工程は膨張したプラズマを対称的に入射させるために赤外線放射の複数のパルスを発生させる工程を有している、上述した方法である。
【００９０】
本発明の他の局面は、Snイオン、Sn原子および電子からなり、寸法が約2mmで、イオン濃度が1x1019ions/cm3より小さく、また電子密度が1x1019electrons/cm3より小さいプラズマジェットを発生させる工程、および、強度が1x109W/cm2から1x1010W/cm2の範囲であり、パルス持続時間が10ナノ秒から50ナノ秒の範囲で、さらにレーザービームの直径が約1mmよりも大きい赤外線放射の少なくとも１のパルスを用いて当該プラズマジェットを照射する工程を備える、見かけ波長が13.5ナノメートルのEUV放射を行うEUV放射源を形成する方法である。
【００９１】
本発明の他の局面は、プラズマジェットによる照射は膨張させたプラズマを反対の方向から入射させるために第１および第２の赤外線放射のパルスを生成する工程を有している、上述した方法である。
【００９２】
本発明の他の局面は、プラズマジェットによる照射は膨張させたプラズマを対称的に入射させるために赤外線放射の複数のパルスを生成する工程を有している、上述した方法である。
【００９３】
本明細書で引用される全ての参考文献は本明細書に組み込まれる。
【００９４】
下記の説明において、「μｍ」は「ミクロン」を意味しており、これら２つの表現は互いに入れ替えて使用可能に用いられている。
【００９５】
特許請求の範囲、および要約書は、下記の詳細な説明に組み込まれるとともにその一部を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１Ａ】低質量ターゲットを用いたEUV放射源に基づくMCC-LPP-GIC光源集光モジュール（SoCoMo）の実施例の概略図である。
【図１Ｂ】低質量ターゲットを用いたEUV放射源に基づくMCC-LPP-GIC光源集光モジュール（SoCoMo）の実施例の概略図である。
【図１Ｃ】低質量ターゲットを用いたEUV放射源に基づくMCC-LPP-GIC光源集光モジュール（SoCoMo）の実施例の概略図である。
【図１Ｄ】SoCoMoに使用された各レーザーシステムが第１および第２レーザーパルスを生成するための第１および第２レーザーを備えている実施例を示す概略図である。
【図２Ａ】高質量ターゲットを用いたEUV放射源に基づくLPP-GIC  SoCoMoの実施例についての概略図である。
【図２Ｂ】高質量ターゲットを用いたEUV放射源に基づくLPP-GIC  SoCoMoの実施例についての概略図である。
【図２Ｃ】高質量ターゲットを用いたEUV放射源に基づくLPP-GIC  SoCoMoの実施例についての概略図である。
【図３Ａ】図１のSoCoMoの一部についての拡大図であり、GICとEUV放射源との間に配置されたデブリ低減デバイス（DMD)を示している。
【図３Ｂ】図３Ａと同様の図であり、MCCとEUV放射源との間に操作可能に配置された第２DMDを追加的に示しているとともに、当該第２DMDとEUV放射源との間に操作可能に配置された緩衝ガス源も示している。
【図４】DMDの実施例についての正面図であり、回転羽根を示している。
【図５Ａ】正規化された強度に対するEUV放射源の実施例の放射スペクトルを示す波長（nm）のグラフであり、帯域内EUV領域および帯域外（OOB）EUV領域を示している。
【図５Ｂ】図３Ａと同様の図であるが、GICの出力端において操作可能に配置されているとともに、EUV放射を実質的に透過させる一方でIR放射の透過を実質的にブロックする回折格子を含むSoCoMoを示している。
【図６Ａ】図５Ｂと同様の図であり、中間集光点の近くに配置されているとともに、帯域外EUV放射が中間集光点に到達するのを実質的に防止する反射フィルターをさらに備えるSoCoMoを示している。
【図６Ｂ】図６Ａの反射フィルターの実施例についての拡大斜視図である。
【図６Ｃ】多層周期（nm）に対する、反射フィルター上に入射するEUV光の入射角度（度）についてのグラフであり、多層被膜のグレードに関係する多層皮膜におけるモリブデン（Mo）およびシリコン（Si）の量が入射角度の関数としてのどのように異なるかを示している。
【図６Ｄ】Mo-Si多層被膜で形成された実施例の反射フィルターに対して、入射角度を１０度から３６度までの範囲で２６度にわたって変化させた場合におけるEUV波長（nm）と反射率とのグラフである。
【図７】図６Ａと同様の図であり、EUV放射源に対して配置された磁性DMDを含むSoCoMoの実施例を示している。
【図８Ａ】GICミラー上に形成されたブレーズド回折格子の実施例を構成するブレーズド回折格子要素の一例についての拡大図である。
【図８Ｂ】異なる量によってIRおよびEUV放射を選択的に屈折させるブレーズド回折格子を含むGICミラーの実施例における図８Ｃの平面と直交する平面による断面図である。
【図８Ｃ】異なる量によってIRおよびEUV放射を選択的に屈折させるブレーズド回折格子を含むGICミラーの実施例における図８Ｂの平面と直交する平面による断面図である。
【図８Ｄ】EUV放射源に対して配置された図８Ｂおよび図８ＣのGICミラーの概略図であり、GICミラーおよび回折格子がどのようにして異なる量によってIR放射およびEUB放射を屈折させ、その結果、屈折されたIR放射が中間集光点に位置する開口絞りの開口に到達しなくなるかについて示している。
【図９Ａ】反射表面上に形成された回折格子を有するGICミラーの実施例についての側方斜視図であり、回折格子の要素はGICの入力端から出力端にかけて長手方向に延びている。
【図９Ｂ】縦方向の回折格子の実施例の一部についての拡大斜視図であり、EUV波長よりもずっと大きな周期に起因して、EUV放射がどのように回折格子で鏡面反射するかを示している。
【図１０Ａ】EUV放射源および中間集光点の位置に対応する複数の共通焦点を有する回折格子要素が回転楕円面の一部分であるGICミラーの実施例についての概略図である。
【図１０Ｂ】回折格子要素がどのように配置されているかについて示し、また、IR放射のゼロ回折次を実質的に除去するためIR放射の光学路の長さを調整するのに使用される段の高さを示している、GICミラー表面の一部についての拡大断面図である。
【図１１Ａ】臨界イオン濃度nc=1019ion/cm3に対する割合として表されるイオン濃度の関数としてのEUV変換効率（％）についてのグラフである。
【図１１Ｂ】臨界イオン濃度nc=1019ion/cm3に対する割合として表されるイオン濃度の関数としてのEUV不透過率（％）についてのグラフである。
【図１１Ｃ】臨界イオン濃度nc=1019ion/cm3に対する割合として表されるイオン濃度の関数としてのIR透過率（％）についてのグラフである。
【図１１Ｄ】臨界イオン濃度nc=1019ion/cm3に対する割合として表されるイオン濃度の関数としての照射されたプラズマ内のEUV放射源の幅（μｍ）についてのグラフである。
【図１２Ａ】図１１Ａと同様の図であるが、横軸が中央から端までのプラズマのスケール長(cm)になっている。
【図１２Ｂ】図１１Ｂと同様の図であるが、横軸が中央から端までのプラズマのスケール長(cm)になっている。
【図１２Ｃ】図１１Ｃと同様の図であるが、横軸が中央から端までのプラズマのスケール長(cm)になっている。
【図１２Ｄ】図１１Ｄと同様の図であるが、横軸が中央から端までのプラズマのスケール長(cm)になっている。
【図１３Ａ】図１１Ａと同様の図であるが、横軸がレーザーパルス幅（ナノ秒）になっている。
【図１３Ｂ】図１１Ｂと同様の図であるが、横軸がレーザーパルス幅（ナノ秒）になっている。
【図１３Ｃ】図１１Ｃと同様の図であるが、横軸がレーザーパルス幅（ナノ秒）になっている。
【図１３Ｄ】図１１Ｄと同様の図であるが、横軸がレーザーパルス幅（ナノ秒）になっている。
【図１４】高強度レーザーに対称的に照射されたより大きい略球状のプラズマ内に形成されたホットプラズマのEUV放射領域の実施例を示す概略図である。
【図１５】図１４と同様の概略図であるが、ホットプラズマのEUV放射領域は引き延ばされたプラズマジェットの形状である初期プラズマ内に形成されている。
【発明を実施するための形態】
【００９７】
本発明は、EUVリソグラフィ、具体的には、EUVリソグラフィシステムに用いられるSoCoMo構成に関し、当該SoCoMoは、LPP-EUV放射源およびGICを使用するものであり、以下に説明するように、さまざまな構成例が挙げられる。
【００９８】
低質量ターゲットを用いる場合における反射IRの集光制限
図１Ａから１Ｄは、GIC５０および任意のMCC１００を備えるMCC-LPP-GIC  SoCoMo（以下、「SoCoMo」という）１０の実施例についての概略図である。当該GIC５０は、断面図に示されるように、中央軸Ａ１、この実施例では２つの同心GICミラーＭ１およびＭ２を備えている。GICミラーＭ１およびＭ２は、一例においてRuで形成された斜入射反射被膜を含む反射表面Ｓ１およびＳ２を有している。一例において、当該反射被膜は、後述するように、GICミラーＭ１およびＭ２に用いられるものとして、SoCoMoの作動中に発生するデブリによる摩耗に耐えるのに十分な厚さを有している。ミラーＭ１およびＭ２は、これらミラーの上部および下部は図１Ａの断面図およびGICミラーを示す他の同様の図に示されているように、回転対称であることに留意する。
【００９９】
GIC５０は入力端５２および出力端５４を有しており、また、中央軸Ａ１に沿って出力端の近傍に中間集光点ＩＦを規定する。開口ＡＡを有する開口絞りＡＳは、大略、中間集光点IFに位置している。実施例の開口絞りＡＳにおける開口ＡＡの開口寸法は約4mmである。MCC１００は、GIC５０の中央軸Ａ１と同軸の中央軸Ａ２を有しており、また、GIC入力端５２に向かう球状凹面１０２を有している。凹面１０２は、EUV放射を反射する多層被膜１０４を有している。一例において、SoCoMo１０の倍率は、約４倍から約８倍の範囲である。
【０１００】
SoCoMo１０は、スズの液滴２２をGIC５０とMCC１００との間の軸Ａ１およびＡ２に沿った位置Ｌ１に供給するスズ-液滴源２０を備えている。一例において、スズの液滴２２の直径は約10ミクロンから約40ミクロンの範囲である。したがって、スズの液滴２２はレーザーに照射されたときに当該液滴の実質的に大部分が高温のイオン化プラズマに変換される相対的に低質量のターゲットを構成する。これにより、著しい等方性のEUV放射を行うEUV放射源が形成される。これにはイオン濃度が約1019ion/cm3以下で、かつ、プラズマ寸法（例えば直径）が約1mm以下である場合に達し得る。これにはLPPの不透過率が１以下であることが必要であり、このような不透過率には、説明したような低質量ターゲットを用いることによって達成し得る。スズ液滴源２０の実施例は米国特許第７，５８９，３３７、米国特許出願公開第２００８／０１７９５４８号、米国特許第７，７１８，９８５、および米国特許第６，３７７，６５１に記載されている。
【０１０１】
SoCoMo１０は、さらに、少なくとも１つの第１レーザーパルスＰ１および少なくとも１つの第２レーザーパルスＰ２としてのIR光３２を生成する少なくとも１つの第１レーザーシステム３０を備えている。図１Ａから１Ｄにおいて、２つのレーザーシステム３０は軸A3に沿うとともに軸A1を介した両側に示されている。１の実施例において、各レーザーシステム３０は第１および第２パルスＰ１およびＰ２を生成するシングルレーザーを備えており、他の例において、各レーザーシステム３０はそれぞれ第１および第２パルスＰ１およびＰ２を生成する第１および第２レーザー（後述する図１Ｄを参照）を備えている。
【０１０２】
一例において、各レーザーシステム３０は約10.6μｍのIR光３２を放射するCO2レーザーを備えている。各レーザーシステム３０は、第１パルスP１として1.06ミクロンあるいは10.6ミクロンの波長を有する光を放射する第１レーザー、および第２パルスＰ２として典型的に10.6の波長を有する光を放射する第２レーザーを有している。第１レーザーパルスＰ１は、第２レーザーパルスＰ２よりもエネルギーが小さく、かつ、最終EUV放射状態を形成するために第２レーザーパルスのための状態を設定するのに用いられる「先行パルス」と考えることができる。
【０１０３】
一例において、軸Ａ３は、軸Ａ１に対して約３０度から約９０度の範囲にある角度φを規定する。第１および第２レーザーパルスＰ１およびＰ２は、それぞれ位置Ｌ１にあるスズの液滴２２に向けられる。これらパルスは、第１レーザーパルスＰ１が最初に到達し、第２レーザーパルスがそれにやや遅れて（例えば、約0.5μｓから1μｓ後）到達するようにタイミングが図られる。一例において、１以上の第１レーザーパルスP1を用いることができる。実際、第１および第２レーザーパルスＰ１およびＰ２のそれぞれの流れは、例えば、EUVリソグラフィ装置のEUV放射源に求められる平均出力に一致するために必要な１秒当たり数千のEUV「フラッシュ」となるように、位置Ｌ１に到達するスズ（Sn)液滴２２の流れに向けられる。
【０１０４】
図１Ａおよび図１Ｂを参照するに、SoCoMo１０の運転において、位置Ｌ１におけるスズ液滴２２は、軸Ａ１上にある当該位置に向けて互いに反対方向から進んでくる第１レーザーパルスＰ１に照射される。上述のように、第１レーザーパルスＰ１の波長は10.6ミクロン（例えば、CO2レーザー）あるいはこれに代えて1.06ミクロン（例えば、Ndレーザー）であってよい。一例において、第１レーザーパルスＰ１のパルス持続時間は約10nsから約50nsの範囲にあり、エネルギーの第１量は大略１ミリジュール(mJ)から10mJの範囲にあり、入射強度は大略1010から約1011Watt/cm2の範囲にある。第１レーザーパルスＰ１の変数をこのようにすることで、レーザーパルスでスズ液滴２２を蒸発およびイオン化することができるようになり、図１Ｂに示すように、これによって初期のスズプラズマ２４ｉが形成される。初期プラズマ２４ｉは、ほぼ完全にイオン化されており、また、約105から106cm/sの速度で膨張する。
【０１０５】
図１Ｂの参照を続けて、初期プラズマ２４ｉは、その直径が約数百ミクロンからあるいは1mmや2mmになるまで膨張した後、第１レーザーパルスＰ１に続く第２レーザーパルスＰ２に照射される。この第２レーザーパルスＰ２は、初期プラズマ２４ｉのイオン化および加熱を促進するさらに高エネルギー（一例において20eVから50eVの範囲（他の例においては25eV以下））のレーザーパルス（例えば、1から10ジュール(J)／パルス）である。これにより、13.5nm程度の波長のEUV放射２６の強力な発生源である最終プラズマ２４ｆを形成する。燃料ターゲット２２は低質量であることから、この最終プラズマ２４ｆのイオン濃度niも十分に低い（例えば、ni<1019ions/cm3）。したがって、放射されたEUV放射２６の自己吸収はほとんどない。最終プラズマ２４ｆは、また、EUV放射源２４ｆとよばれる。１の実施例において、EUV放射源２４ｆの直径は、約2mm（半値全幅(FWHM)）以下である。その一方で、他の実施例においてEUV放射源の直径は約1mm以下、あるいは500μｍ以下である。第２レーザーパルスＰ２のパルス持続時間は、1nsから50nsの範囲であり得る。一例において、パルスＰ２の直径は、約1mm以上である。
【０１０６】
対称形状であり、かつ、相対的に低密度の最終プラズマ２４ｆは、最終プラズマからのEUV放射２６を相対的に等方性であり、GICミラー５０およびMCC１００によって相当量のEUV放射が集光される。具体的には、高出力の第２レーザープラズマＰ２が実質的かつ対称的に初期膨張プラズマ２４ｉを照射するとともに、プラズマ臨界面で吸収されるので、最終プラズマ２４ｆは等方的に発光する。このプラズマ臨界面はレーザー反射の大部分が生じる面である。10.6μｍレーザー光に対して、臨界面の電子密度は1019e/cm3である。10.6μｍ放射に対して、プラズマ臨界電子密度neは約1019e/cm3である。
【０１０７】
結果として生じる熱は、高出力第２レーザーパルスＰ２から伝達される推進力がほとんど存在しない最終プラズマ２４ｆを通して伝達される。EUV放射２６の照射の等方性は、また、低質量のターゲット２２および対称な照射（つまり、例えば図１Ｄに示すように互いに逆方向からの照射）によって向上する。
【０１０８】
初期プラズマ２４ｉと最終プラズマ２４ｆとの相違は、十分な量のEUVを生成するのに必要とされる温度に比べて初期プラズマは相対的に低温である一方で、最終プラズマは、相対的に小さな中央領域、あるいは、EUV放射を行わない最終プラズマの外側領域により多くの「プラズマ」が存在する場合であっても十分な量のEUV放射２６を生成するポイントまでプラズマが加熱されるコアを有していることを留意すべきである。たとえEUV放射が実質的にこの「最終」プラズマのコア領域のみから放射されていることを当業者が理解するとしても、説明の簡略化のため、強力なIR放射を伴う初期プラズマ２４ｉの照射に起因するすべてのプラズマを最終プラズマあるいはEUV放射源２６とよぶ。
【０１０９】
最終プラズマ２４ｆからのEUV放射２６の等方性は、また、EUV放射時間における最終プラズマの不透過率の角度分布に依存する。最終プラズマがEUV放射２６を行う時間は、一例において約数十ナノ秒である第２レーザープラズマＰ２の持続時間とほぼ同じである。最終プラズマ２４ｆの不透明領域はEUV放射２６の一部を再吸収するとともに、最終プラズマからのEUV放射の量を低減することができる。しかしながら、上述のように、相対的に低質量のスズ液滴２２は、最終プラズマ２４ｆの不透過率が13.5nm波長のEUVにおいて相対的に小さい第２レーザーパルスＰ２によって実質的に完全に蒸発され、また、適切にイオン化される。
【０１１０】
第１および第２レーザーパルスＰ１およびＰ２からのIR放射３２の一部（破線矢印）は、反射IR放射３２Ｒとして最終プラズマ２４ｆの臨界面（すなわち、ne≒1019e/cm3）で反射することにも注意すべきである。しかしながら、第２レーザーパルスＰ２が斜め方向の照射であることから、反射したIR放射３２Ｒは、GIC５０の入力端５２に実質的に向かったり、あるいはMCC１００に入ったりするものではない。したがって、実質的にEUV放射２６のみが中間集光点ＩＦに集光され、中間像ＩＭを形成する。これは、反射したIR放射３２Ｒの方向性が初期プラズマ２４ｉを照射する第２レーザーパルスＰ２に対する入射高出力レーザー波面の方向（および形状）に依存するからである。この方向性は、また、最終プラズマ２４ｆの形状および電荷特性、および、プラズマ臨界面の形状にも依存する。
【０１１１】
位置Ｌ１にあるスズ液滴２２を照射する高出力第２レーザーパルスＰ２の方向は、大略、GIC５０の軸Ａ１に直交してもよい。例えば、当該方向は、Ｘ軸に沿うものであってもよい。このような場合において、最終プラズマ２４ｆの臨界面が対称的に広がることにより、第２レーザーパルスＰ２からのIR放射３２Ｒがそれぞれ、大略、当該パルスを放射するレーザーシステム３０に向けて戻される。したがって、もし存在したとしてもごく少量の反射されたIR放射３２ＲがGIC５０あるいはMCC１００によって集光される。
【０１１２】
反射されたIR放射３２Ｒの集光を避けつつEUV放射２６の実質的に等方性の放射を得るために、様々な放射方向の第１および第２レーザーパルスＰ１およびＰ２を用いることができる。一般に、第１レーザーパルスＰ１によるスズ液滴２２の照射、および発生した初期プラズマ２４ｉへの第２レーザーパルスＰ２の照射は、最終プラズマ２４ｆのホットプラズマ不透過率を低く維持するとともに、13.5nm放射の領域が対称となるようなものにすべきである。加えて、第１および第２レーザープラズマＰ１およびＰ２による照射の方向は、反射したIR放射３２Ｒが大略対応するレーザーシステム３０に向けてはね返り、GIC５０の入力端５２やMCC１００に向かわないように、GIC軸Ａ１に対して十分に大きな角度φに保持するのが好ましい。
【０１１３】
図１Ｄに示された実施例において、各レーザーシステム３０は、軸Ａ３ａおよび軸Ａ３ｂに向けられているとともに、それぞれＹ−Ｚ平面およびＸ−Ｚ平面に配置された第１および第２レーザー３０ａおよび３０ｂを備えている。この構成において、第１レーザーパルスＰ１は、第１軸Ａ３ａに沿って放射されるとともに、第２レーザーパルスＰ２は、第１軸と所定の角度を成す第２軸Ａ３ｂに沿って放射される。例えば、第１軸Ａ３ａはＹ−Ｚ平面に配置され、第２軸Ａ３ｂはＸ−Ｚ平面に配置される。
【０１１４】
第１レーザーパルスＰ１に対応するIR放射３２は位置Ｌ１におけるスズ液滴２２に集光されるのが好適であるが、第２レーザーパルスＰ２に対応するIR放射はそれほど厳密に集光される必要がないことにも注意すべきである。一般に、第２レーザーパルスＰ２に対応するIR放射３２はスズ液滴２２よりも広い半径領域を有する初期プラズマ２４ｆを照射する必要がある。
【０１１５】
したがって、本発明の実施例は、第１および第２レーザー３０ａおよび３０ｂからの反射されたIR放射３２Ｒの多くを集光することなくEUV放射２６を発生させるシステムおよび方法に関する。方法の実施例は、大略、以下の工程を備えている。
１．  スズの液滴２２のような低質量燃料ターゲットを赤外線放射３２の１以上の短い（すなわち、持続時間が約数十nsの）第１レーザーパルスＰ１（先行パルス）を用いて照射し、位置Ｌ１辺りに初期プラズマ２４ｉを生成する工程。
２．  第１レーザーパルスＰ１の直後（例えば、数百nsから１μｓ後）に、GIC軸Ａ１に対して十分な角度を有する１以上の方向からの１以上の高エネルギー第２レーザーパルスＰ２で初期プラズマ２４ｉを対称的に照射する工程。これにより、EUV放射２６を実質的に等方的に放射し、その大部分がGIC５０の入力端５２およびMCC１００によって集光される、低密度かつ高温度の最終プラズマ２４ｆが生成される。GIC＋MCCシステムは、EUV放射の全４πステラジアン(sr)の１０srと同じ程度に集光するように設計してもよい。どの程度の量の放射がＩＦ開口を通過するかは、リフレクターの効率、および、デブリ低減デバイスによる放射パスの不明瞭度合いに依存する。一般に、DMDを含むMCC１００およびGIC５０を有する集光システムは、最大で、LPPで生成された狭帯域EUV放射の1/3を中間集光点ＩＦに提供することが期待され得る。
【０１１６】
最終EUV放射源２４ｆの最適な構成について以下に詳述する。
【０１１７】
高質量ターゲットを使用する場合における、反射されたIRの集光の制限
いくつかのケースにおいては、低質量ターゲットよりも、相対的に高質量の燃料ターゲット２２を使用するのが好適である。しかしながら、高質量ターゲット２２を用いた場合における、EUV放射の方向と反射されたIR放射の方向とを分離することは、上述した低質量ターゲットの場合に比べてやや複雑である。
【０１１８】
図２Ａは、相対的に高い質量のターゲット２２を含むSoCoMo１０の実施例についての概略図である。ここで、「高質量」とは、全てのSn材料が第１レーザーパルスＰ１によって完全に蒸発・イオン化しないターゲットと定義される。このようなターゲットの場合、EUV放射２６の放射は完全な等方性ではない。高質量ターゲット２２の例には、Snメタルロッドあるいは大径（例えば、直径が少なくとも100μｍ）のSn液滴が含まれる。
【０１１９】
高質量ターゲット２２は、例として、スズのような固形材料として示されている。当該ターゲット２２は、外面２３および先端２５を有している。２本の第１レーザー３０ａは、それぞれ、GIC軸Ａ１を中心にして互いに反対側でかつ対称的に配置された軸Ａ３ａ、および軸Ａ３ａ’に沿って配置されている。２本の第２レーザー３０ｂは、一例においてGIC軸Ａ１に直交する軸Ａ３ｂに沿って配置されている。当該軸Ａ３ｂは、高質量ターゲット２２の先端２５から少しの距離をおいて軸Ａ１と交差する。
【０１２０】
第１レーザー３０ａからの第１光パルスＰ１は、ターゲット面２３の一部（例えば、先端２５）が位置する位置Ｌ１に向けられている。図２Ｂを参照するに、第１光パルスＰ１からの放射は、照射されたターゲット面２３の前に初期プラズマ２４ｉ（すなわち、噴出プラズマ・プルーム）を生成する。第１光パルスＰ１は、位置Ｌ１においてターゲット外面２３から膨出する、相対的に低密度・低不透過率のプラズマプルームとしての初期プラズマ２４ｉを形成する。
【０１２１】
図２Ｂを参照するに、レーザー３０ｂは、実質的に、軸Ａ１に対して斜めの方向の初期プラズマのみを対称的に照射する第２レーザーパルスＰ２を提供する。
【０１２２】
第２レーザーパルスＰ２は、反射されたIR放射３２Ｒとして発生した初期プラズマ２４ｉで反射する。反射したIR放射３２Ｒは、大略、対応するレーザー３０ｂの方向に戻る。図２Ｂは、第２レーザーパルスＰ２が実質的に初期プラズマ２４ｉにのみ入射する状態を示している。
【０１２３】
図２Ｃは、第２レーザーパルスＰ２による初期プラズマ２４ｉの照射直後を示している。第２レーザーパルスＰ２の出力密度は、例えば、約1010watt/cm2である。軸Ａ３ｂはGIC軸Ａ１に直交するように示されているが、他の実施例において、この軸は斜角である限り他の態様であってもよい。図示するように、第２レーザーパルスＰ２におけるIR放射３２はプラズマ臨界面（≒1019e/cm3）で吸収され、反射されたIR放射３２Ｒとして、IR放射の一部が対応する第２レーザー３０ｂに反射して戻される。吸収されたIR放射３２は、初期プラズマ２４ｉを加熱し、また、EUV放射２６を行う高エネルギ（例えば、約20eVから約50eV）のEUV放射領域を有する最終プラズマ２４ｆを形成する。
【０１２４】
最終プラズマ２４ｆは高密度ターゲット２２の前にあることから、最終プラズマのEUV放射領域は、少なくとも高エネルギー、高出力第２レーザーパルスＰ２の持続時間（例えば、数十ナノ秒）において、上述した低質量SoCoMoの状況と同様である。
【０１２５】
GIC軸Ａ１と、軸Ａ３ａ、Ａ３ａ’およびＡ３ｂとの間に相当の角度分離をとることにより、第２レーザーパルスＰ２の反射によって最初に生成された反射IR放射３２ＲはGIC５０によって実質的に集光されないものの、GIC５０によって集光されるEUV放射２６は相対的に減少しない。
【０１２６】
したがって、本発明の実施例は、レーザー３０ｂａの高質量ターゲット２２からの反射されたIR放射３２Ｒの相当量が集光されることなくEUV放射２６を生成するシステムおよび方法に関する。この方法は以下の工程を備えている。
１．１以上の短い（すなわち、約数十nsの持続時間）第１レーザーパルスＰ１で高質量ターゲット２２を照射して、ターゲットの前に、相対的に低質量、低温度のプラズマ・プルームを形成する初期プラズマ２４ｉを生成する工程。１以上の第１レーザーパルスＰ１での照射は、GIC軸Ａ１を中心にして対称的に実施するのが好適である。一例において、第１レーザーパルスＰ１の強度は1010W/cm2から1011W/cm2の間、エネルギは約1mJから10mJの間、レーザー波長は1.06μｍあるいは10.6μｍ、さらに、パルス持続時間は約数十ナノ秒である。
２．第１レーザーパルスＰ１の直後（例えば、数百nsから１μｓ後）に、GIC軸Ａ１と十分に角度分離された１以上の方向からの１以上の第２高強度レーザーパルスＰ２で初期プラズ２４ｉを照射する工程。１以上の第２レーザーパルスＰ２による照射は、GIC軸Ａ１を中心として対称的であることが好ましい。一例において、第２レーザーパルスＰ２の強度は、約1010W/cm2であり、エネルギーは約1Jから20Jの間であり、IR波長は10.6ミクロンであり、また、パルス持続時間は約数十ナノ秒である。
【０１２７】
デブリ軽減
LPP-EUV放射源２４ｆを有するGIC５０の性能を最適化するに際して、それぞれの長所に使用できる所定の構造およびプロセスがある。一般的に言えば、GICは、EUV放射源のプラズマから生じるSn蒸気がMCCであるミラー表面に堆積する場合に生じるSn被膜に対してより寛容である。それでもなお、Ruは広い範囲のグレージング角においてSn被膜より高い斜入射反射性を有していることから、GICは最初のRu被膜により最高の性能を発揮する。GICはまた、LPPからの高速イオンに衝突されているMCCよりもより寛容である。このようなイオンはMCC多層構造の最上層に混合することから、その反射性を低減することになる。その一方で、高速イオンはRu被膜のGIC表面の清掃を行うので、このことがRu表面におけるEUV反射性を実質的に最大に維持することに一役買っている。
【０１２８】
図３Ａは、第１デブリ低減デバイス(DMD)１５０がGIC５０とEUV最終プラズマ２４ｆとの間において軸Ａ１に沿って配置されているSoCoMo１０の一部についての拡大図である。図４は、DMD１５０の実施例についての正面図である。このDMD１５０は羽根１５２を運転可能に支持するハウジング１５１を備えており、羽根１５２は当該ハウジング内で回転するようになっている。DMD１５０の実施例は、米国特許出願公開第２０１２／０３０５８１０号に開示されている。DMD１５０は、遅いSn原子や遅いSnイオンを回転羽根１５２で一掃することによりGIC５０の表面がSn蒸気で覆われるのを防止する。
【０１２９】
具体的には、回転羽根１５２は、Sn原子やSnイオンがGIC５０に到達し得る前に、Sn蒸気内のSn原子および低エネルギーSnイオンを一掃する役割を果たす。この種のDMD１５０は、高速イオンがGIC５０に到達するのを止めることはないが、当該高速イオンはGICの性能に対して問題にならない。実際、上述のように、高速イオンは、GIC表面に移動してきたSn原子をGIC５０の表面から一掃することができるという利点を有している。回転羽根１５２は、当該羽根の縁でブロックされるEUV放射２６の量を最小化するために薄くする（例えば、ブロックされる量がEUV放射の20%以下となるように十分薄くする）のが好適である。
【０１３０】
図３Ｂは、MCC多層被膜１０４の上にSnが堆積するのを防止するために、第２DMD１５０をEUV放射源２４ｆとMCC１００との間に操作可能に配置している点を除いて、図３Ａと同様の図である。本実施例のSoCoMo１０におけるMCC１００は、不透過率が低くされている（すなわち、プラズマはEUVの透過性を有している。）LPP内のEUV放射領域の中央に集光する球状ミラーである。このため、DMD１５０内における羽根１５２の動きは、LPP  EUV放射源２４ｆからMCCに至り、然る後LPP源に戻り、さらにEUVを中間集光点IFに集光するGIC５０に至るダブルパスEUV光路をブロックしない。これは、EUV放射２６が光の速さで進むことにより、羽根がほとんど動かない程度に短い時間にEUV放射が往復できるからである。このため、DMD羽根１５２による全てのEUV放射２６のブロックは１回目に当該DMDを通る際においてのみ生じることになる。
【０１３１】
LPPからの高速イオンはMCC１００の性能に問題を生じさせるおそれがあり、また、高速イオンを止めるのに必要な羽根１５２（図４に示される）の回転速度は実現性を欠いており、提案されたDMD１５０では当該高速イオンは止まらない。そこで、１の実施例では、緩衝ガス１６２（例えば、Ar）が放射源２４ｆとDMD１５０との間に導入されている。当該緩衝ガス１６２は、DMD１５０の羽根１５２で一掃できるように高速イオンを減速する役割を有する。一例において、緩衝ガス１６２は、0.1barから3barの分圧を有している。
【０１３２】
実施例のDMD１５０は、それぞれの厚さが0.1mmの約１８０枚の羽根１５２を備えることができる。このDMD１５０は、25cmの長さであり、約3,000RPMで回転する羽根１５２を有し、高速のSn原子（例えば、約2.5x105cm/sで進む）を減速するのに使用することができる。このDMD１５０はEUV放射２６の約15%をブロックし得る。一例において、当該羽根１５２のいくつかを固定翼として回転羽根の下流側に配置してもよい。
【０１３３】
図３Ｂを続けて参照し、SoCoMo１０は、EUV放射源２４ｆと第２DMD１５０との間の領域に緩衝ガス１６２を流すように配置された緩衝ガスシステム１６０を備えている。緩衝ガスの一例はアルゴンである。10mm程度のプラズマ膨張を完全に熱平衡化するのには約１barのアルゴンが必要とされる。したがって、約0.1barにおいて、約15eVのエネルギーを有するイオン（すなわち、5x105cm/sで進む）は、当該イオンを第２DMD１５０で捕捉できる程度まで十分に減速させる、２以上の因数によって減少させられたエネルギーを有している。
【０１３４】
DMD１５０を備えていないSoCoMo１０に使用されるGIC５０についての別の実施例において、GICは、Snで覆われた場合の集光性能を最適化するように設計される。Sn被膜に最適化されたGIC５０の光学設計は、Ru被膜に最適化されたGIC５０の光学設計とは異なっている。しかしながら、Sn被膜に最適化された設計上の集光効率性能は、当初のRu被膜に最適化された設計上の集光効率性能に比べて約50%減少している。この点において、EUV-LPP発生器＋DMD＋GICの組み合わせは、単なるEUV-LPP発生器＋性能がSn被膜に最適化されたGICよりも優れている。
【０１３５】
IFに到達するIR放射および／または帯域外(OOB)EUV放射の量の低減
本発明におけるいくつかの局面は、中間集光点IFに集光されるとともに焦点が合わされるIR放射の量、および／または中間集光点に集光される帯域外(OOB)EUV放射の量を制限することによりSoCoMo１０の実際の性能を向上させる追加的なメカニズムについてである。
【０１３６】
図５Ａは、EUV放射源２４ｆの実施例にかかる、波長（nm）の関数としての（正規化された）強度のグラフである。図５Ａのグラフは、EUV放射源２４ｆの実施例についての放射スペクトルであり、また、約13.5nmを中心とする、帯域幅が約0.5nmの「帯域内」EUVを示している。当該帯域から外れたEUV放射は、帯域外（OOB）EUV放射である。10nmから20nmの間の帯域外EUV放射の出力量は、帯域内EUVの出力量よりも約１０倍大きい。
【０１３７】
IRを制限するための透過フィルター
図５Ｂは、図３と同様の図であり、GIC５０の出力端５４の近傍に配置された回折格子１７０を追加的に備えるSoCoMo１０を示している。当該回折格子１７０は、13.5nmのEUV放射２６を実質的に透過しつつ、反射されたIR放射３２Ｒを反射あるいは分光するようになっている。このような構造は、GIC５０の下流側かつ発光体（図示せず）の前に設置されたIRフィルター回折格子として使用することができる。図５Ｂの実施例において、回折格子１７０はGIC５０の出力端５４の近傍に配置される。
【０１３８】
例えば、回折格子１７０は、当該回折格子の周期よりも長い波長を有する全ての放射に対する偏光子として作用する縦方向の導電線を有する断続的な透過回折格子として形成してもよい。当該縦方向の回折格子線に平行な電場の成分（また、したがって、縦方向の成分）は最初に反射され（回折格子の材料は非理想の導電体であるから、一部の成分は回折格子に吸収されることになる。）、当該電場の水平方向の成分は、回折格子を透過することになる（つまり、偏光効果を有している。）。そのため、交差した複数の回折格子１７０の使用により、当該回折格子の周期よりも長い波長を有している放射における両方の偏光成分を反射することになる。
【０１３９】
もし、回折格子１７０の「空間に対する線の比率」が９：１であれば、回折格子線が縦および水平方向であることを考慮しても、EUV放射２６の約81%が透過する。このような回折格子構造に対する熱的な過負荷や溶融を避けるため、EUV放射２６やIR放射３２が相対的に広い範囲に広がるような位置に配置してもよい（例えば、GIC５０の出力端５４の近く）。そのように広い範囲をカバーすることにより回折格子１７０上に入射する出力/cm2が低減する。加えて、回折格子１７０はIR光線に入り込みそして抜け出すように回転され、および／または冷却される。
【０１４０】
帯域外EUV放射の反射フィルター
図６Ａは、図５Ｂと同様の図であり、上面１８２上に形成された多層被膜１８４を有する反射フィルター１８０を追加的に備えるSoCoMo１０を示している。反射フィルター１８０は、軸A1に沿ってGIC５０の出力端５４の近傍に配置されているとともに、中間集光点IFに向けて回折格子１７０の下流側に配置されている。反射フィルター１８０は、当該反射フィルターの表面上に分光反射回折格子構造を設けることにより、反射されたIRに加えてGIC５０で反射する他の帯域外（OOB）放射を取り除くように構成してもよい。反射フィルター１８０はGIC軸Ａ１に対して所定の角度をもって配置されている。反射フィルター１８０の表面上に分光反射回折格子構造を設けない実施例では、当該反射フィルターはEUV帯域外放射のみを取り除き、IR放射を取り除かない。
【０１４１】
図６Ｂは、前述の上面１８２の他に前縁１８３および後縁１８５を有する反射フィルター１８０の実施例にかかる斜視図である。当該実施例の反射フィルター１８０は、直線的に傾斜した平面部１９０（例えば、ミラー）、および当該平面部１９０上に形成された反射性Mo-Si多層被膜１８４を備えている。矢印１９３は、多層被膜１８４が傾斜している方向を示している。実施例の多層被膜１８４は例えば２０対程度の層の組を有している。複数のミラー要素を有するGIC５０に形成された環状に分布するEUV放射２６が上面１８２に示されている。
【０１４２】
図６Ｃは、多層周期(nm)に対する反射フィルター１８０へのEUV放射２６の入射角（度）の関係を示すグラフである。図６Ｃのグラフは、SiおよびMoの割合が入射角度（すなわち、矢印１９３の方向）との関係でどのように変化するかを示している。図６Ｃでは、Mo層厚さがほぼ一定であるのに対して、Si層厚さがどのように大きく傾斜しているかについて注目すべきである。この特定の反射フィルター１８０は、帯域外EUV放射のみを取り除く。
【０１４３】
Si-Mo被膜の多層被膜１８４は、中間集光点IFとの関係で全許容受光角（一例において、約２６°）に対応する必要がある。したがって、反射フィルター１８０に対するEUV放射２６の入射角度は両極端の角度範囲を連続的に変化し、入射角はGIC５０からの距離に伴って増加する。実施例のように、反射フィルター１８０の前縁１８３において最小入射角（＝１０°）となり、後縁１８５において最大入射角（＝３６°）となる。図６ＣのグラフにおけるMoおよびSi層厚さを採用することにより、２０対の層を有する反射フィルター１８０の帯域通過が算出され、また、図６Ｄにおいて反射率とEUV波長(nm)とのグラフとして示される。反射率は13.5nmの帯域内波長においてピークとなり、特に大きな入射角において帯域外EUV放射を効率的に抑制するように設計されていることがわかる。
【０１４４】
これにより、他のケースにおける当該反射フィルターは反射したIRおよび他の帯域外放射を吸収するのに対して、一例における反射フィルター１８０は13.5nmのEUV放射２６を反射させる複数の薄膜で形成されている。当該反射フィルター１８０は、また、IRを分光するように変調された適切なEUV反射回折格子を表面に設けることにより、IR放射を分光するようになっている。
【０１４５】
図７は、図５Ｂと同様の図であり、最終EUVプラズマ２４ｆに対して操作可能に配置された磁気トラップ１９５を追加的に備えるSoCoMo１０を示している。当該磁気トラップ１９５は、荷電粒子を捕らえ、かつ、それら荷電粒子をGICの入力端５２に入らせないようにするため、荷電粒子をGIC５０から離れるように方向付ける磁場１９６（破線）を備える。SoCoMo１０への使用に適するように修正され得る磁気トラップ１９５の実施例は、米国特許出願公開第２００９／０２６１２４２号に開示されている。
【０１４６】
IR放射の集光を低減するGIC回折格子
１の実施例において、GIC５０によって集光され、また、開口絞りＡＳの開口ＡＡに向けられるIR放射３２の量は、当該GICに回折格子を設けることによって低減され、いくつかのケースにおいては実質的にゼロになる。図８Ａは、高さｄ、長さ２Lの回折格子要素１０５を有する回折格子構造（「回折格子」）１０６の実施例についての拡大断面図である。図８Ｂは、回折格子１０６がミラー表面Ｓ１に形成されたGIC５０のミラーＭ１の断面図である。一例において、回折格子１０６は、図８Ａおよび８Ｂに示すように、ブレーズ化（鋸歯状に形成）されている。
【０１４７】
IR放射３２を中間集光点IFにある開口絞りＡＳの開口ＡＡに到達させず、かつ、EUV放射２６を実質的に分光させないようにして当該IR放射３２（反射したIR放射３２Rを含む）を分光するため、回折格子１０６をGIC５０における少なくとも１のミラーの表面に重ねてもよい。このようにして、開口ＡＡを通過するEUV放射２６の量を大きく低減させることなく、LPPで反射したIRによる損傷から発光体、レチクル、ウエハ等を守ることができる。図８Ｃは、GIC５０の平面図であり、EUV放射を実質的に分光することなくIR放射を分光するという機能を奏するために、回折格子１０６がどのように構成されているかについての例を示している。
【０１４８】
IR放射３２の分光量とEUV放射２６の分光量との差は、ほぼ1,000倍にもなるこれら２つの放射の波長の間の大きな違いに起因する。回折角度θは、回折格子周期ｐに対する放射波長λの比（すなわち、θ≒λ／ｐラジアン）に対応する。これにより、回折格子周期ｐ（典型的に、50から2000ミクロンの間、100から500ミクロンの間、あるいは200から400ミクロンの間にある）およびSoCoMo１０の形状が、IR放射における一次およびゼロ次の回折が十分に離れるとともに、EUV放射の小角回折（ｐ>>λEUV）が狭い範囲に集光されたEUV光線から離れるように構成される。回折格子１０６をブレーズ化すること、あるいは、実施例のように、相殺的干渉によってゼロ次IR放射を減衰させるように回折格子を構成することによってIR放射３２とEUV放射２６との分離を実施することができる。
【０１４９】
中間集光点ＩＦおよび開口絞りＡＳにおけるEUV放射２６の損失を最小化するため、一例における回折格子１０６の反射面は、EUV放射の散乱を最小化するように平滑化されるとともに研磨される。もし、EUV放射２６の散乱が最小化される程度に回折格子１０６の表面が十分に平滑であれば、IR放射３２の表面散乱量は放射波長の逆数と強い相関性を有していることから、当該表面散乱量は非常に少なくなる。
【０１５０】
一例において、ゼロ次のIR放射３２が実質的に存在しないように、回折格子１０６はGIC５０上に構成される。このことは、ゼロ次において相殺的干渉が生じるように回折格子１０６を構成することによって達成される。回折格子要素１０５の近傍の等価光線における、EUV放射源２４ｆからGIC５０までの光路と中間集光点IFまでの光路との相違がIR波長の半分（例えば、10.6ミクロンの波長を有するCO2レーザーでは、λ/2=5.3ミクロン）の奇数倍である場合に、上述のような条件が成立する。
【０１５１】
別の実施例において、回折格子１０６は、狭いEUV放射光線がゼロ次IR放射から離間し得るようにブレーズ化されている。図８Ｄを参照するに、このケースにおいて、EUV放射は、GIC軸Ａ１上に位置せずかつ回折された高次のIR放射のいずれとも一致しない位置にある中間集光点IFに集光される。開口絞りＡＳの開口ＡＡは、軸から外れた位置（つまり、GIC軸Ａ１上にない位置）に配置されている。一方、IR放射３２は、回折格子１０６によって開口絞りＡＳの開口ＡＡから外れた軸上に集光される。このブレーズド回折格子１０６のケースにおいて、実質的に全てのIR放射３２が開口絞りＡＳによってＩＦ平面にてブロックされて開口ＡＡを通過できないのに対して、集光されたEUV放射２６は中間集光点ＩＦにおいて開口絞りＡＳの開口ＡＡを通過する。
【０１５２】
図８Ａを再び参照するに、ブレーズド回折格子１０６は、全光学的波面に直線的な位相シフトを適用するように設計されており、これにより、EUV回折パターンへの角度シフトをもたらす。回折格子周期ｐは、異なる回折次数に対応する中間集光点平面に焦点の線を生成する。もちろん、IR放射３２の波長およびEUV放射２６の波長がそれぞれ大きく異なることから、IR放射３２およびEUV放射２６についての回折パターンの角度分離はそれぞれ非常に異なる。例えば、もし、回折格子の周期（図８Ａにおいて、ｐ＝２Ｌ）が１００ミクロンのとき、回折格子の式によれば、θmはmth次数の回折角度であり、θiはGIC集光ミラー（例えば、ミラーＭ１）の法線と成す入射角度である。
ｍλ＝ｐ（ｓｉｎθｍ−ｓｉｎθｉ）
【０１５３】
IR放射３２の回折次数は、６度ごとに分けられる（θｉ＝０の場合）。これに対し、13.5nmのEUV放射２６の回折次数は、0.0077度ごとにのみ分けられる。EUV回折点は密集して集められるので、EUV放射２６は、回折格子１０６の鋸歯形状によって規定された方向性を有しており、基本的に当該鋸歯状表面（回折格子要素１０５）で鏡面反射する。もし、鋸歯状表面からの反射が、IR放射３２の回折次数を決める所定の角度となるように選定されるのであれば、図８Ｄに示すように、集光されたEUV放射２６をIR放射から空間的に離間させることができる。
【０１５４】
図８Ｄに示すように、IR放射３２の方向はゼロ次回折に対応することに留意すべきである。IR放射３２の回折次数は、GIC軸Ａ１の上下における焦点として現れる。図８Ｂおよび８Ｃに示すように、ブレーズド回折格子要素（線）１０５に対して方位角的な対称性はないことに留意すべきである。EUV放射２６は厳密に集光される。GIC５０は、EUV放射２６が開口絞りＡＳの開口ＡＡに向かうように、ブレーズ角に対応して傾けられる。
【０１５５】
ブレーズド回折格子要素１０５の構成および上記の状態を理解する別の方法は、EUV放射２６のコヒーレンス長および短波長を検討することである。EUV放射２６のコヒーレンス長は非常に短く、また、回折格子周期ｐよりも長くないことから、回折格子の回折効果がEUV放射２６にとって無視できるものになっている。GIC５０によってEUV放射２６が集光されるＩＦ平面上の位置は、基本的に、ブレーズド回折格子表面での鏡面反射によって決定される。これにより、GIC５０で集光された実質的に全てのEUV放射２６が中間集光点ＩＦにおける開口絞りＡＳの開口ＡＡを通過する。
【０１５６】
一方、IR放射３２の波長は、ほぼ回折格子周期ｐであり、また、そのコヒーレンス長は回折格子周期の多数分である。このため、IR放射３２に対する回折格子１０６の回折効果は非常に大きい。回折格子のブレーズ角は許容されたIR回折角度に対応しないことから、事実上、EUV放射２６と同じ方向に向かうIR放射３２はない。
【０１５７】
要約すると、図８Ｄに示すように、ゼロ次回折したIR放射３２はGIC軸Ａ１に沿って集光され、高次数のIR放射はGIC軸のいずれかの側から移されまたいずれかの側に配置されるが、開口絞りＡＳの開口ＡＡを通過するようには配置されない。EUV放射２６は回折格子１０６の鋸歯形状によって決められた方向に向けられている。EUV放射２６がＩＦ開口絞りＡＳの開口ＡＡに入る向きに方向付けられるように、GIC５０を中間集光点ＩＦおよび開口絞りＡＳに対して傾けてもよい。
【０１５８】
実施例において、GIC５０におけるミラーＭ１の表面Ｓ１に（同様に、ネスト化したGIC構成における他のGICミラーの他の表面に）形成されたブレーズド回折格子１０６、および回折格子要素１０５は、光学的波面における直線状の位相シフトとなるように、図８Ａから８Ｄに示す形状を有している。回折格子要素１０５は、GIC軸Ａ１を中心として方位角的に対称になっていないことに留意すべきである。図８Ｄに示すように、そのような対称性を有している場合には、EUV放射２６を軸から離して配置することができなくなる。
【０１５９】
図８Ｂの横断面図に示すように、回折格子要素１０５は、横並びかつ均等に間隔をあけている。しかしながら、図８Ｃの平面図において（当該平面図の方向は、GIC軸Ａ１およびEUV焦点を結ぶ線によって規定されている）、回折格子要素１０５は曲がっておりかつそれらの間隔は連続的に変化している。これら回折格子要素１０５は、GIC５０の表面における一定の位相シフト（鋸歯形状によって導びかれる）の平面の交差線によって規定される。当該位相シフトは上から下まで直線状であることから、図８Ｂの側面図に示すように、交差線は直線となる。図８Ｃの平面図において、当該交差線はGIC５０の表面まで突き通っている。すなわち、もしGIC５０が円錐形状であったならば平面図の曲線は円錐曲線となり、もしGICが楕円面であったならば平面図の曲線は楕円曲線となる。
【０１６０】
図８Ａから８Ｄに示すブレーズド回折格子１０６の製造は、ダイヤモンド旋盤でGIC５０のマスターマンドレル上にパターン付けることによって実施できる。上述のように、ブレーズ化された反射面は、EUV放射２６の効率的な反射を維持するため、当該マスターマンドレルがナノメートル以下の平滑度となるように研磨される（例えば、イオンビーム研磨を用いて）。GICシェル（ミラーＭ１、Ｍ２…）は、パターン付けられたマンドレル上に電鋳され、切り離される。GICシェルのブレーズ化表面は、続いてEUV-GICに適用されるRuリフレクター材料で覆われる。
【０１６１】
図８Ｂおよび８Ｄの側面図において、回折格子要素１０５は、GICミラーＭ１の反対側において異極性を有していることに留意すべきである。図８Ｄにおいて見られるように、このことは、GICミラーの下部におけるEUV光線の一部が不明瞭化する原因となる。この不明瞭化により、EUV放射２６に対するGICの反射効率が低下する。
【０１６２】
図９Ａおよび図９Ｂは、表面Ｓ１に形成された回折格子要素１０５がGIC入力端５２からGIC出力端５４にかけて長手方向に伸びている、GIC５０の回折格子１０６についての別の構成を示している。図９Ａは、一例において全反射面をカバーする回折格子１０６の一部を示す表面Ｓ１の示している。この回折格子１０６の構成は、発生源からGICに進むEUV放射（相対的に小型のEUV放射源２４ｆからはほとんど生じないスキュー光線は別）が不明瞭化する問題を回避する。
【０１６３】
図９Ｂは、一例のEUV放射光線２６に沿った表面Ｓ１上における回折格子１０６の一部を示している。EUV放射の波長が回折格子の周期ｐに比べて非常に短いのに対してEUVコヒーレンス長は回折格子の周期に比べてわずかに長いだけなのでEUV放射の回折効果は無視できる程度であることから、EUV放射２６は回折格子１０６で鏡面反射する。一方、IR波長は回折格子の周期の次数であるとともに反射したIRのコヒーレンス長は回折格子の周期ｐに比べて非常に長いことから、IR放射３２の回折次数はＸ−Ｚ平面で回折する。
【０１６４】
回折格子１０６はブレーズ化されていないので、ゼロ次数のIR放射を除去するのに上述したものとは異なる構成を用いる必要がある。さもないと、ゼロ次数のIR放射は鏡面反射方向を進み開口絞りＡＳの開口ＡＡに向かってしまう。回折格子の縦方向における上端および下端の等価光線の間をEUV放射源２４ｆからGIC５０を介して開口絞りＡＳの開口ＡＡに至るのとは異なる光路がIR波長の半分（例えば、λ＝10.6ミクロンであれば、λ／２＝5.3ミクロン）の奇数倍となるように、回折格子１０６が構成されている。このことは、開口絞りＡＳの開口ＡＡにおけるIR放射３２の相殺的干渉を確実にする。
【０１６５】
縦方向の回折格子１０６に対して角度θ（回折格子への法線との間の角度）で入射する光線について、回折格子の深さはλ／（４・cos(θ)）の奇数倍である必要がある。ここで、λはIR波長（例えば、CO2レーザーであればλ＝10.6ミクロン）である。このような状況下において、実質的に開口ＡＡを通過するIR放射３２は存在しない一方で、EUV放射２６は開口絞りＡＳの開口ＡＡに集光される。これは、IR放射３２のゼロ次数回折が相殺的干渉を受けるとともに、高次数のものは、開口絞りＡＳの開口ＡＡを中心とする円形領域に回折入射するからである。高次数回折角度は上記回折格子の式を満足する。
【０１６６】
縦方向の回折格子１０６の製造は、GICを形成するのに使用されるGICマスターマンドレル上に対応する回折格子を形成することによって実施される。従来のダイヤモンド回転システムは旋盤タイプの機構を有しているので、縦方向の回折格子構造を書き込むのに別の精密切削機を使用してもよい。EUV放射の散乱を最小化するために回折格子１０６の反射面をナノメートル以下の平滑度に（例えば、イオンビーム研磨で）研磨するのが好適である。そして、パターン付きマンドレル上にGICミラーが電鋳され、切り離される。回折格子表面は、EUV-GICに適用される前述のRuリフレクター材料で覆われる。
【０１６７】
図１０は、GICミラーＭ１の表面Ｓ１上に形成された回折格子１０６の構成についての別の実施例を示している。回折格子構造１０６は、実施例のように、１つの楕円面GICミラーＭ１上にパターン付けられている。例として、多数の異なる楕円面Ｅ１からＥ４（点線）が示されている。楕円面Ｅ１からＥ４は、EUV放射源２４ｆおよび中間集光点ＩＦが位置する２つの共通の焦点を有している。換言すると、これらは共通の焦点を有する楕円面群であることを示している。回折格子要素１０５は、楕円面Ｅ１からＥ４の一部となるように形成されている。回折格子の周期ｐは、各回折格子要素１０５の長さで規定されるとともにIR放射３６の波長とほぼ同じであり、当該周期はEUV波長と比べて非常に大きく、かつ、EUVコヒーレンス長よりも大きい。このため、回折格子要素１０５は、段階的な方位角的回折格子を規定する。
【０１６８】
したがって、EUV放射２６は、回折格子１０６によって鏡面反射され、また、各回折格子要素１０５（つまり、楕円体セグメント）によって中間集光点ＩＦに集光される。非ゼロ回折次数のIR放射３２が開口絞りＡＳの開口ＡＡの外側回りに円を形成するように、IR放射３２は断続的な回折格子要素１０５によって回折される。全ての回折次数のEUV放射２６がＩＦ開口の内側に入るのに対して、非ゼロ回折次数の反射レーザーIR放射３２が開口絞りＡＳの開口ＡＡの直径に入らないように回折格子の周期ｐが選定される。
【０１６９】
中間集光点ＩＦにおける開口絞りＡＳの開口ＡＳに到達するゼロ次数IR放射の量を最小化するために、回折格子要素１０５は、回折格子要素の近傍における対応する光線に対し、EUV放射源２４ｆからGICミラー表面Ｓ１を介して中間集光点ＩＦに至る光路差がIR波長の半分の奇数倍となるように、ステップ高さＨｓが設定されている。反射IRの非ゼロ回折次数は、開口ＡＡよりも大きな半径における開口絞りＡＳの開口ＡＡの回りに円（一例において、直径が約4mm以下）を形成する。
【０１７０】
GICミラーＭ１における回折格子１０６の構成の例は、対応する回折格子構造をGICマスターマンドレル上にダイヤモンド旋盤で形成することによって構成してもよい。上述のように、形成された回折格子表面は、EUV放射の効率的な反射が維持されるように、マスターマンドレル表面がナノメートル以下の平滑度となるように（例えば、イオンビームを用いて）研磨される。その後、GIC５０のミラーＭ１、Ｍ２…は、対応するパターン付きマンドレル上に電鋳され、切り離される。GIC５０のシェル上の形成された回折格子表面は続いてEUV-GICに適用される前述のRuリフレクター材料に覆われる。
【０１７１】
回折格子１０６の回折格子要素１０５は、GIC軸Ａ１を中心とするセグメント化された回転楕円面によって規定されることに留意すべきである。回折格子要素１０５による不明瞭化に起因するEUV放射２６の損失はない。EUV放射源２４ｆからの全ての光線は回折格子要素１０５およびＩＦ開口絞りＡＳへの不明瞭化されていない光路を有している。従来のダイヤモンド回転技術は、回折格子１０６を有するGIC５０の製造に使用することができる。
【０１７２】
EUV放射源の最適な形成に関する考察
本発明の一局面は、最適な手法でEUV放射源発生領域２４ｆを形成する工程を有している。このように最適に形成されたEUV放射源発生領域２４ｆは、以下のような特徴を有している。
１）  最終プラズマEUV放射領域２４ｆを生成するのに十分なエネルギーを有するとともに、初期プラズマ２４ｉに入射するレーザーIR放射３２の反射損失が最小であること。IRレーザー照射３２（例えば、パルスＰ２）は、初期プラズマ２４ｉを加熱するとともに、13.5nmの見かけ波長を有するEUV放射２６を生成するのに十分な高温にするのに使用される。
２）  初期プラズマ２４ｉに入射するIRレーザー放射の良好な吸収、および照射されたプラズマからのレーザー光の反射によるIR放射の損失最小化によって決まる、レーザー出力から13.5nmのEUV出力への変換効率が最大であること。
３）  EUV放射源領域を中間集光点ＩＦにおける開口ＡＡに結像するのを容易にするため、相対的に小さな寸法（例えば1mm未満、また好適には直径ｄ（図１４参照）が約0.5mm）であること。
４）  EUV放射が実質的に等方的に放射されるように領域２４ｆからのEUV放射に対して比較的低いプラズマ不透過率であること。これによって、EUV放射の大立体角集光の機会が向上する。
【０１７３】
スズ燃料ターゲットを用いた最適なEUV放射源発生領域２４ｆの形成に関連する上記特徴を調査するために、一次元の数値シミュレーションが実施された。図１１Ａから１１Ｄは、EUV変換効率（%）、EUV不透過率（%）、IR透過率（%）、および照射されたプラズマ内のEUV光源の幅（μｍ）についてのグラフであり、全て、臨界イオン密度(nc=1019ion/cm3)の一部としてのイオン密度の関数である。
【０１７４】
当該シミュレーションは、高強度のCO2レーザーパルス（つまり、第２パルスＰ２）に照射される初期プラズマ２４ｉに基づいて実施された。IR放射の反射を最小化するため、本シミュレーションにおけるプラズマ密度を臨界プラズマ電子密度nc（CO2レーザー放射であれば1019e/cm3）よりも小さく維持した。断片イオン密度ρは、ρ=Nion/ncで規定される。ここで、Nionは実際のプラズマのイオン密度である。第２パルスＰ２の滞留時間を変化させた。レーザースポット領域（つまり、第２レーザーパルスＰ２の見かけ直径）は、プラズマの直径によって決められ、また、第２パルスＰ２のエネルギーは、EUV放射の生成によって決められる。もし、プラズマが熱くなりすぎたら（例えば、50eV以上に）、13.5nmのEUV放射２６の生成は減少する。第２パルスＰ２の最適なパルス持続時間もまたプラズマ表面における最適なレーザー強度(W/cm2)を設定する。
【０１７５】
最適な断片イオン密度ρはEUV変換効率（図１１Ａ）のピークに対応する約0.05であり、これは0.05x1019ion/cm3の最適イオン密度Nionに変換されることが図１１Ａから１１Ｄに示されている。この断片イオン密度ρは、また、図１１Ｂにおける最大EUV不透過率と密接に対応する。図１１Ｃは、この断片イオン密度においてIR変換損失が小さいことを示しており、また、図１１Ｄに示された発生源の幅ｄは1mmより小さい。
【０１７６】
図１２Ａから１２Ｄは、図１１Ａから１１Ｄと同様の図であり、横軸がプラズマのスケール長（プラズマ直径Ｄの半分；図１４を参照）[cm]である点が異なっている。図１２Ａから１２Ｄは、最適なプラズマのスケール長が約1mm（つまり、Ｄは約2mm）であることを示している。なぜならば、この長さであれば、ほぼ全ての入射IRレーザー光（図１２Ｃ）を吸収でき、かつ、EUV変換効率を最大にできる（図１２Ａ）からである。その一方で、EUV不透過率は最大となり（図１２Ｂ）、発生源の幅ｄは1mm未満となる（図１２Ｄ）。
【０１７７】
図１３Ａから１３Ｄは、図１１Ａから１１Ｄと同様の図であり、横軸がレーザーパルス幅（滞留時間）[ミリ秒(ns)]である点が異なっている。図１３Ａから１３Ｄは、IRレーザーパルスＰ２の最適なパルス持続時間が約30nsであることを示している。これにより、EUV変換効率（図１３Ａ）およびIRレーザーパルスＰ２の吸収（図１３Ｃ）が最大になる。このパルスのEUV不透過率は依然として相対的に高く（図１３Ｂ）、また、発生源の幅ｄは1mmより小さい（図１３Ｄ）。もし、このパルスＰ２がより長い持続時間を有していれば、レーザー照射を続けつつ、当該プラズマが膨張するであろう。これにより、IRレーザー透過損失が生じ、プラズマ温度が低くなり、またEUV変換効率が低くなる。
【０１７８】
一次元で実施されるにもかかわらず、この種のパラメータ解析は、EUVリソグラフィを実施するのに最適な三次元EUV放射源２４ｆを生成するための最適なパラメータあるいは母数空間の「スイートスポット」に迅速に収束する。
【０１７９】
図１４は、Ｐ２に照射されたより大きな初期プラズマ２４ｉ内に形成された最終「EUV放射領域」２４ｆの実施例についての概念図である。13.5nmのEUV生成は、全く非線形の温度の関数である。したがって、照射された初期プラズマ２４ｉの中央におけるホットスポットは、小さく、強力で、コンパクトなEUV放射源としての役割を果たす局所的な最終EUV放射領域２４ｆとなる。図１４は、最終プラズマを取り囲む領域ではEUV放射が実質的に行われないのに対して、「最終プラズマ」２４ｆが実質的に強力なEUV放射２６が行われるホットコア領域を有していることを図解によって明確にしている。したがって、EUV放射源２４ｆは最終プラズマの「EUV放射領域」２４ｆということもできる。初期プラズマ２４ｉは点線で示されており、このプラズマの中央部はパルスＰ２の照射によって急速に最終プラズマ２４ｆに変換される。
【０１８０】
上記の最適な初期状態（ρ=0.05、約2mmの初期プラズマ直径Ｄ）の初期プラズマ２４ｉの初期プラズマ表面には、6x1019W/cm2のパルスＰ２が対称的に照射される。一次元解析結果に基づくと、最適な初期プラズマ２４ｉは（Snの）低いイオン密度、例えばNion=約0.05x1019ion/cm3、を有している。初期プラズマ２４ｉの最適な全幅は約Ｄ=2mmである。レーザーパルスＰ２の最適な持続時間は約30nsである。
【０１８１】
これらのような初期条件下において、結果として生じるEUV放射源の放射領域２４ｆは、大略、以下のような特性を有している。
１．  レーザー出力から13.5nmの狭帯域EUV出力への変換効率は約5%である。
２．  初期プラズマ２４ｉの中心部にけるEUV放射源の放射領域２４ｆの直径は約ｄ=0.5mmである。
３．  中央から端までのプラズマのEUV不透過率（13.5nmにおける）は約10%である（つまり、透過率は90%である）。
４．  レーザーIR反射は相対的に小さく(<<10%)なる。なぜならば、プラズマ電子密度がIR反射の臨界密度ncよりも小さいからである。１の実施例において、イオン密度Nionの係数は少なくとも２であり、また、臨界イオン濃度ncよりも小さい場合は係数が約20になり得る。
【０１８２】
図１Ａおよび１Ｂとの関連で上述したように、初期プラズマ２４ｉは第１レーザーパルスＰ２で実質的に低質量のSn液滴２２を照射し、また、初期プラズマをそれが最適な密度および縮尺に達するまで膨張させることによって生成される。この膨張した初期プラズマ２４ｉは、その後、図１Ｂおよび１Ｃとの関連で上述した高強度CO2レーザーパルスによって照射される。
【０１８３】
１の実施例において、初期プラズマ２４ｉはSnイオンを含むプラズマジェットを用いて生成される。図１５は図１４と同様の概略図であるが、初期プラズマが細長いプラズマジェットの形状である点で異なっている。当該プラズマジェットは上述したようなイオンおよび電子密度および特性を有しており、また、多数の第２パルスＰ２で対称的に照射される。初期プラズマ２４ｉがプラズマジェット形状である場合において、その対称性は球状というよりもより円筒状になる。対称性についてのこの違いにより、球対称の初期プラズマと比べて、最適な状況および結果はわずかに変化する。
【０１８４】
当業者には明白であるが、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本開示に対して様々な修正および変更を加えることができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびその均等範囲内において本開示の修正および変更を包含する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【外国語明細書】
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1.Abstract
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2. Representative Drawing
Fig. 1C
Fig.1A
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Fig.1B
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Fig.1C
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Fig.1D
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Fig.2A
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Fig.2B
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Fig.2C
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Fig.3A
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Fig.3B
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Fig.4
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Fig.5A
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Fig.5B
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Fig.6A
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Fig.6B
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Fig.6C
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Fig.6D
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Fig.7
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Fig.8A
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Fig.8B
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Fig.8C
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Fig.8D
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Fig.9A
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Fig.9B
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Fig.10A
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Fig.10B
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Fig.11A
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Fig.11B
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Fig.11C
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Fig.11D
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Fig.12A
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Fig.12B
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Fig.12C
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Fig.12D
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Fig.13A
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Fig.13B
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Fig.13C
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Fig.13D
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Fig.14
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Fig.15
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