(57)【要約】本発明は、照明光(3)を導光するための中空光導波路(2)を具えた中空光導波路アセンブリ(1)に関するものである。中空導波路(2)は、連続した導波路キャビティ(7)を有する管状のベース部材(6)を有する。このキャビティは照明光入口(8)及び照明光出口(9)を有する。導波路キャビティ(7)のキャビティ内壁(10)は、かすり入射する照明光３に対して高い反射率を有するように設計されている。ガス源(12)が導波路キャビティ(7)に流体接続されている。その結果、中空導波路の汚染の恐れが低い中空導波路アセンブリが製造される。
2016530553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光(3)を導光するための中空光導波路(2)であって、照明光入口(8)及び照明光出口(9)を有する連続した導波路キャビティ(7)を有する管状の本体(6)を具えた中空光導波路と、
前記導波路キャビティ(7)に流体接続されたガス源(12)とを具え、
前記導波路キャビティ(7)のキャビティ内壁(10)が、かすり入射する前記照明光(3)に対して高い反射率を有するように設計されている、中空光導波路アセンブリ(1; 19)。
【請求項２】
前記ガス源が、前記照明光入口(8)または前記照明光出口(9)を通して前記導波路キャビティ(7)に流体接続されていることを特徴とする請求項１に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項３】
前記ガス源(12)が、少なくとも１つのガス注入口(15, 16)を通して前記導波路キャビティ(7)に流体接続され、前記ガス注入口(15, 16)が、前記照明光入口(8)と前記照明光出口(9)との間で前記導波路キャビティ(7)内に開口することを特徴とする請求項１に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのガス注入口(15, 16)の開口が、前記導波路キャビティ(7)に向かって円錐状に先細る具体例を有することを特徴とする請求項３に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項５】
前記ガス注入口(15, 16)が前記導波路キャビティ(7)内に入る開口断面が１mm2未満であることを特徴とする請求項３または４に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項６】
前記導波路キャビティ(7)の少なくとも１つの正圧部分(20, 21)を具え、前記ガス源(12)に流体接続(13)された少なくとも１つのガス注入口(22, 23)が当該正圧部分内に開口し、前記ガス源(12)を用いて前記少なくとも１つの正圧部分(20, 21)にガスが供給される際に、前記周囲環境の圧力(ｐext)よりも高い圧力(ｐ1, ｐ2)が当該正圧部分内に行き渡るように、前記少なくとも１つの正圧部分(20, 21)が、少なくとも１つの減圧開口(24)を通して前記中空導波路(2)の周囲環境(25)に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項７】
２つの前記正圧部分(20, 21)を具え、当該正圧部分が、それぞれ、前記照明光入口(8)及び前記照明光出口(9)に近接して配置されていることを特徴とする請求項６に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の中空光導波路アセンブリ(1; 19)を具えた照明光学装置(32)。
【請求項９】
請求項８に記載の照明光学装置及び光源を具えた照明システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明システムを具えた検査装置(30)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
独国特許出願第１０２０１３２１３５６４．５号の内容を参照する形で本明細書に含める。
【０００２】
本発明は、中空光導波路アセンブリに関するものである。さらに、本発明は、こうした中空導波路アセンブリを具えた照明光学装置、こうした照明光学装置を具えた照明システム、及びこうした照明システムを具えた検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
冒頭で説明した種類の中空導波路は、米国特許第６５５２８４６号明細書（特許文献１）より知られる。
【０００４】
こうした中空導波路は、照明光の照明ビーム経路内にある導光反射素子のうちの１つとすることができる。従って、この中空導波路は、照明光源及び／または他の照明光学素子による汚染物質に晒され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６５５２８４６号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１２／０７９７２３号パンフレット
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０１４０４５４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１２／０１２７５６６号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１２／０１４７３４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、中空導波路が汚染される恐れが低い中空導波路アセンブリを開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載する特徴を具えた中空導波路アセンブリによって達成される。
【０００８】
本発明により識別されるものは、ガス、例えば水素分子であり、こうしたガスは、ガス源を用いて導波路キャビティ内に導入され、照明光によってラジカルまたは他の反応性ガス種に変換することができる。そして、これらは導波路キャビティ内、あるいはそのキャビティ内壁上にあり得る汚染粒子と反応する。汚染粒子は、特に、光源、特にＥＵＶ光源からの破片によって形成され得る。上記反応性ガス種は、特に水素イオンまたは水素原子であり、以下ではラジカルとも称し、照明光によって形成され、従って導波路キャビティの汚染除去を保証する。従って、ＥＵＶ使用光またはＥＵＶ照明光は、汚染除去手段、即ち上記反応性ガス種を同時に生成する。上記中空導波路は、長方形の内部キャビティ断面を有することができる。この中空導波路は、ロッド（棒状）モジュールとすることができる。化学的な還元環境がキャビティ内壁全体にわたって生じることができ、こうした還元環境は、特に上記照明光での露光中に、内壁の不所望な酸化、及び／または内壁上への不所望な炭素成長を抑制する。このことは、例えば中空導波路の組み立て中に生じた内面の初期の汚染及び／または酸化を排除または低減し、これにより洗浄と同じ結果をもたらすことができる。特に、２nm〜３０nmの波長範囲内のＥＵＶ放射が照明光として用いられる。種々の異なる波長を有する軟ｘ線放射、ＶＵＶ（vacuum ultraviolet：真空紫外）放射、ＤＵＶ（deep ultraviolet：深紫外）放射、あるいは上記のスペクトル成分のうち種々のものからの放射成分を含む照明光を用いることもできる。ガスとしては、上記ガス源は、水素、窒素、ヘリウム、酸素、水蒸気、あるいはこれらのガスのうち少なくとも２つの混合物を供給することができる。ガス源によって供給されるガスとして水素を用い、ＥＵＶ放射を照明光として用いる際には、ＥＵＶ照明光が特に水素原子を発生し、水素原子は、中空導波路の反射面を汚染除去するのに特に有効である。このように供給されるガスを用いた汚染除去の利点は、ＥＵＶ光源を用いる際に、一般的なＥＵＶ光源の動作中に出現する汚染物質の結果として特に顕著である。
【０００９】
請求項２によるアセンブリの好適例は、上記中空光導波路に対して、容易に、かつ少しの修正費用で実現することができる。
【００１０】
請求項３による構成は、導波路キャビティ全体をガス源からのガスでパージする可能性をもたらし、このことはさらに、キャビティ内壁の汚染を防止する。少なくとも１つのガス注入口を、照明光入口と照明光出口との間の中央に配置することができる。異なる配置も可能である。複数のガス注入口を設けることもできる。これらのガス注入口は、照明光出口と照明光入口との間のレベルに配置することができ、さもなければ、導波路に沿って間隔をおいた様式に配置することができる。
【００１１】
請求項４による開口は、他の入り口のどれと比べても有利なほど小さい開口寸法を、導波路キャビティ内にもたらす。従って、開口の結果として、キャビティ内壁の反射面は少ししか失われない。
【００１２】
請求項５による開口断面は、十分小さいことが判明している。この開口断面は、さらに小さくすることができ、そして最大でも５００μm2、あるいはさらに小さくすることができる。
【００１３】
請求項６による、少なくとも１つの正圧部分を具えた好適例は、供給すべきガスの量についての要求を低減する。その結果、離脱するガスの排出、あるいは生成される反応生成物、例えば生成される炭化水素についての要求も低減する。
【００１４】
請求項７による２つの正圧部分は、特に適切であることが判明している。それぞれの正圧部分から近い方の照明光入口または照明光出口までの距離が、その反対側にある照明光出口または照明光入口までの距離の５分の１未満である際に、これらの正圧部分は照明光入口または照明光出口に近接して配置されている。さらに小さな距離比、例えば１０分の１、２０分の１、あるいはさらに小さい距離比も可能である。
【００１５】
請求項８による照明光学装置、請求項９による照明システム、及び請求項１０による検査装置の利点は、以上で本発明による中空導波路アセンブリを参照して既に説明した利点に相当する。
【００１６】
この照明システムの光源は、ＥＵＶ照明光を生成するためのＥＵＶ光源とすることができる。
【００１７】
この検査装置は、マスク検査装置及び／またはウェハー検査装置とすることができる。
【００１８】
この照明システムの光源は、２nm〜３０nmの範囲内の波長を有するＥＵＶ照明光を発生することができる。上記照明光学装置は、反射光学装置、即ち純ミラーの光学装置とすることができる。
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながらより詳細に説明する。詳細には次の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＥＵＶ照明光を導くための中空光導波路の透視図である。
【図２】図１に示す中空導波路を有するＥＵＶ中空導波路アセンブリの長手方向の断面図であり、この中空導波路の導波路キャビティに流体接続された、当該アセンブリの水素源の構成要素をさらに示す。
【図３】ＥＵＶ中空導波路アセンブリの追加的な実施形態を、図２と同様に図示して示す図である。
【図４】ＥＵＶ中空導波路アセンブリを有するＥＵＶ照明光学装置を有するＥＵＶ照明システムを具えた検査装置を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１及び２に、ＥＵＶ中空導波路アセンブリ１の第１実施形態を示す。このアセンブリは、ＥＵＶ照明光３を導光するための中空の光導波路２を有し、このことを図１の透視図に示す。図２に非常に概略的に示すように、このＥＵＶ照明光は、入口領域４を通って中空導波路２内に結合され、出口領域５を通って中空導波路から分離される。中空導波路２は、連続した導波路キャビティ７を有する管状の本体６を具えている。キャビティ７は、辺長ｂなる正方形の断面を有する。その代わりに、キャビティ７の断面は、異なる長さの辺長を有する長方形の構成を有することもできる。本体６の入口領域４と出口領域５との間の長さを、図１にａで表す。ｂは２mm程度にすることができる。キャビティ７の結果的な断面積は、入口領域４について、及び出口領域５についても、０．０４mm2〜１０mm2の範囲内にすることができる。ａは５００mm程度にすることができる。
【００２２】
導波路キャビティ７は、照明光入口８を入口領域４内に有し、照明光出口９を出口領域５内に有する。
【００２３】
導波路キャビティ７のキャビティ内壁１０は、かすり入射する照明光３に対して高い反射率を有するように設定されている。かすり入射する照明光３に対するキャビティ内壁１０の反射率は９０%以上であり、９５％以上、９７％以上、９８％以上、９９％以上にすることができ、９９．５％以上にすることもできる。照明光３がキャビティ７内で長軸１１から外れるように導光される受光角は、２°〜３°の範囲内にすることができる。その結果、この受光角は、照明光３のビームが出口９から出る発散に相当する。
【００２４】
照明光３の内壁１０における反射の最大回数Ｎは９回程度にすることができる。異なる回数、例えば０＜Ｎ＜１２も可能である。
【００２５】
水素源１２は、中空導波路アセンブリの一部とすることができる。この水素源は、供給ライン部分１３及びリングライン１４を通して本体内の２つの水素注入口１５、１６に流体接続されている。２つの注入口１５、１６は導波路キャビティ７に流体接続されている。リングライン１４は、本体６の周囲に、水素注入口１５と１６の間で長軸１１の周りに円周方向に延びる。
【００２６】
図示しない中空導波路２の実施形態では、中空導波路２がただ１つだけの水素注入口を有することもでき、さもなければ３つ以上の水素注入口を有することもできる。
【００２７】
水素注入口１５、１６は、照明光入口４と照明光出口５との間の中央で導波路キャビティ７内に開口する。
【００２８】
水素注入口１５、１６の開口１７は、導波路キャビティに向かって円錐状に先細る具体例を有する。開口１７の開口断面は１mm2未満である。水素注入口１５、１６の開口断面は、より小さく、例えば５００μm2にすることもできる。
【００２９】
中空導波路アセンブリ１は次のように動作する：照明光３を、導波路キャビティ７を通して導光する際に、水素分子Ｈ2が水素注入口１５、１６を通って導波路キャビティ内に導入される。この水素分子は、導波路キャビティ７全体にわたって分布してＥＵＶ照明光３と相互作用し、その結果水素ラジカルが形成される。これらの水素ラジカルは、内壁１０上に沈殿し得る炭素粒子と反応して炭化水素ＣxＨyを形成する。水素ガスが流入することによる導波路キャビティ７内の正圧の結果として、図２に矢印１８で示すように、形成される炭化水素ＣxＨyが導波路キャビティ７外に吹き出る。従って、水素源１２を用いた導波路キャビティ７の水素パージが行われる。そして、吹き出る炭化水素ＣxＨyを制御付きの方法で吸い取って処分することができる。こうして、内壁１０の汚染除去が行われて、内壁１０のＥＵＶ照明光３に対する高い反射率が維持される。
【００３０】
さらに、汚染に対抗する水素分子を中央に導入することの結果として、導波路キャビティ７全体の連続したパージが行われる。
【００３１】
破線で示す実施形態の場合、供給ライン部分１３を具えた水素源１２が、照射光入口８に直接、流体接続されている。
【００３２】
以下では、ＥＵＶ中空導波路アセンブリ１９の他の実施形態を、図３に基づいて説明する。図１及び２による実施形態に関して以上で既に説明した構成要素に相当する構成要素は、同じ参照符号を有し、再度詳細に説明しない。
【００３３】
アセンブリ１９の中空導波路２は、一方では入口領域４内に、他方では出口領域５内に、それぞれの正圧部分２０、２１を有し、導波路７は、これら２つの正圧部分２０、２１の間に延びる。正圧部分２０、２１の各々は、中空導波路２の長軸方向に広がりを有し、図３ではこの広がりをｃで表す。ｃ／ａは１／３程度にすることができる。
【００３４】
水素注入口２２、２３は、各正圧部分２０、２１内に開口する。これらの注入口２２、２３の各々が、供給ライン部分１３を通して水素源１２に流体接続されている。
【００３５】
導波路キャビティ７の正圧部分２０、２１は、入口８及び出口９の領域内で減圧開口２４を通して、中空導波路２の周囲環境２５に流体接続されている。
【００３６】
図１及び２による実施形態に関連して以上で既に説明したように、アセンブリ１９が動作中である際に、照明光３は導波路キャビティ７内で導光される。同時に、水素分子Ｈ2を、水素源１２、供給ライン部分１３、及び水素注入口２２、２３を通して２つの正圧部分２０、２１内に導入し、これらの水素分子は、通過開口２６、２７を通して導波路キャビティ７の正圧部分２０、２１の間の部分に導入される。ここでは、圧力ｐ1、ｐ2が正圧部分２０、２１内に行き渡っている。圧力ｐ3が導波路キャビティ７の中間に生じる。通過開口２６、２７は、次式：
ｐ1＝ｐ2＝ｐ3
が良好な近似に当てはまるように構成される。さらに、この圧力が周囲環境２５の圧力ｐextよりも大きい、ということも真実である。圧力ｐ1、ｐ2及びｐ3の間に、数十Pa程度の、例えば１Paのオーダーの小さい圧力差を、目標として予め定めることもできる。このことの結果として、小さい移送流を中空導波路２内に目標を定めて発生させることができる。これらの小さい移送流を用いて、汚染物質を中空導波路２外に移送することができる。周囲環境２５に対する、即ちｐextに対する圧力ｐ1、ｐ2及びｐ3の正圧は１Paより大きく、１０Paより大きいことが好ましい。
【００３７】
この正圧は、減圧開口２４と２５の間の経路長ａ＋２ｃ全体にわたって、ＥＵＶ照明光３の透過損失をもたらし、この透過損失は５％未満であり、２％未満であることが好ましい。周囲環境２５に対する正圧が、導波路キャビティ７内に常に存在して、ＥＵＶ照明光３が、内壁１０に堆積され得る炭素粒子と反応して炭化水素ＣxＨyを形成し、これらの炭化水素は、この正圧により周囲環境２５内に移し出されて、そこで吸い取ることができるか、あるいは他の何らかの方法で処分することができる。
【００３８】
キャビティ７内に存在する正圧は、さらに、導波路キャビティ７の絶え間ないパージが行われて、追加的に汚染に対抗することを保証する。減圧開口２４を通って周囲環境２５に出る外向きの絶え間ないガス流が存在し、このガス流は図３に矢印２７ａで明示する。
【００３９】
アセンブリ１または１９の動作が完了した後に、最初に、窒素源２８からの窒素を、供給ライン部分１３内のマルチポート・バルブを通して導波路キャビティ７に供給することができ、これに続いて、追加的なクリーン（清浄な）乾燥空気（ＸＣＤＡ：extra clean dry air）を、追加的な供給源２９を用いて導波路キャビティ７に供給することができる。こうした換気プロセス中に、例えば圧力を監視することによって保証されることは、導波路キャビティ内及び正圧部分２０、２１内の正圧が、常に周囲環境２５内の圧力よりも高いままである、ということである。
【００４０】
供給源２８、２９と供給ライン部分１３との間のライン接続は、図２及び３には図示していない。
【００４１】
アセンブリ１及び１９は、検査装置３０の構成要素である。検査装置３０は、ＥＵＶ照明光３用の光源３１を具えている。光源３１は、ＥＵＶ照明光３、即ち放射に用いるＥＵＶを、２nm〜３０nmの波長範囲内で、例えば２．３nm〜４．４nmの範囲内で、あるいは５nm〜３０nmの範囲内で生成することができる。
【００４２】
ＥＵＶリソグラフィーシステムまたは投影露光装置用に慣用される光源、即ち、例えばレーザー生成プラズマ（ＬＰＰ：laser produced plasma）源または他の放電生成プラズマ（ＤＰＰ：discharge produced plasma）源を、光源３１用に用いることもできる。
【００４３】
検査装置３０内では、照明光３が照明光学装置３２を通して導光され、アセンブリ１または１９は構成要素としてその一部分をなす。例として、照明光３を、特許文献１の図８に記載されているように導光することができる。照明光学装置３２を用いて、照明光３を、検査すべき物体３４、例えばレチクルまたはウェハー上の照明領域に向けて導光する。レチクル３４は、照明光３を検査装置３０の検出装置３５に向けて反射させる。アセンブリ１または１９より先にある構成要素に関しては、国際公開第２０１２／０７９７２３号パンフレット（特許文献２）、米国特許出願公開第２０１２／０１４０４５４号明細書（特許文献３）、または米国特許出願公開第２０１２／０１２７５６６号明細書（特許文献４）に記載されているように、検査装置３０を構成することができる。照明光３を導光する光学装置３６、例えば結像光学装置を、レチクル３４と検出装置３５との間に配置することができる。
【００４４】
その代わりに、アセンブリ１または１９は、ＥＵＶ投影リソグラフィー用の投影露光装置の構成要素とすることができる。例として、こうした投影露光装置が米国特許出願公開第２０１２／０１４７３４７号明細書（特許文献５）に記載されている。
【００４５】
以上の好適な実施形態は、各々が、中空導波路アセンブリ、及び使用するガスとしての水素に関するものである。対応する中空導波路アセンブリは、他の照明光波長、例えばＶＵＶ波長範囲用、ＤＵＶ波長用、あるいはこれら複数の波長範囲用に設計することもできることは明らかである。その結果、他の波長範囲用の対応する光源を、ＥＵＶ光源の代わりに用いる。異なるガス、例えば窒素、ヘリウム、酸素、水蒸気の使用、あるいは、これらのガスのうち少なくとも２つの混合物の使用も可能である。
【図１】
2016530553.tif 000003
【図２】
2016530553.tif 000004
【図３】
2016530553.tif 000005
【図４】
2016530553.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月23日(2016.3.23)
【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】
照明光(3)を導光するための中空光導波路(2)であって、照明光入口(8)及び照明光出口(9)を有する連続した導波路キャビティ(7)を有する管状の本体(6)を具えた中空光導波路と、
前記導波路キャビティ(7)に流体接続されたガス源(12)とを具え、
前記導波路キャビティ(7)のキャビティ内壁(10)が、かすり入射する前記照明光(3)に対して高い反射率を有するように設計され、
前記導波路キャビティ(7)内にガスが導入され、これにより、該ガスが、光の作用下で前記導波路キャビティを汚染除去するための汚染除去手段を形成するように、前記ガス源(12)が構成されている、
中空光導波路アセンブリ(1; 19)。
【請求項２】
前記ガス源が、前記照明光入口(8)または前記照明光出口(9)を通して前記導波路キャビティ(7)に流体接続されていることを特徴とする請求項１に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項３】
前記ガス源(12)が、少なくとも１つのガス注入口(15, 16)を通して前記導波路キャビティ(7)に流体接続され、前記ガス注入口(15, 16)が、前記照明光入口(8)と前記照明光出口(9)との間で前記導波路キャビティ(7)内に開口することを特徴とする請求項１に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのガス注入口(15, 16)の開口が、前記導波路キャビティ(7)に向かって円錐状に先細る具体例を有することを特徴とする請求項３に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項５】
前記ガス注入口(15, 16)が前記導波路キャビティ(7)内に入る開口断面が１mm2未満であることを特徴とする請求項３または４に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項６】
前記導波路キャビティ(7)の少なくとも１つの正圧部分(20, 21)を具え、前記ガス源(12)に流体接続(13)された少なくとも１つのガス注入口(22, 23)が当該正圧部分内に開口し、前記ガス源(12)を用いて前記少なくとも１つの正圧部分(20, 21)にガスが供給される際に、前記周囲環境の圧力(ｐext)よりも高い圧力(ｐ1, ｐ2)が当該正圧部分内に行き渡るように、前記少なくとも１つの正圧部分(20, 21)が、少なくとも１つの減圧開口(24)を通して前記中空導波路(2)の周囲環境(25)に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項７】
２つの前記正圧部分(20, 21)を具え、当該正圧部分が、それぞれ、前記照明光入口(8)及び前記照明光出口(9)に近接して配置されていることを特徴とする請求項６に記載の中空光導波路アセンブリ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の中空光導波路アセンブリ(1; 19)を具えた照明光学装置(32)。
【請求項９】
請求項８に記載の照明光学装置及び光源を具えた照明システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の照明システムを具えた検査装置(30)。
【国際調査報告】
2016530553.tif 000007
2016530553.tif 000008
2016530553.tif 000009
2016530553.tif 000010
2016530553.tif 000011
2016530553.tif 000012