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技術 プラズマベース光源

出願人 ケーエルエー-テンカーコーポレイション
発明者 クリツィンアレクセイビカノフアレクサンダーカヌーフマイケルホーディキンオレグ
出願日 2015年12月15日 (5年8ヶ月経過) 出願番号 2017-531828
公開日 2018年1月11日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2018-500601
状態 特許登録済
技術分野 X線技術
主要キーワード 最大作動圧力 レーザー窓 オープンフェイス プリューム 保護構成 制御開口 定常圧力 サイズ調節機構
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図面 (16)

課題・解決手段

本開示は、プラズマベース光源を対象とする。ターゲット材ガス原子蒸気高エネルギーイオン中性物質微粒子および汚染物質を含み得る、プラズマ生成デブリから、光源の構成部品を保護するシステムおよび方法が説明される。特定の実施形態は、ターゲット材ガスと蒸気によるインバンド光減衰を同時に低減しながら、光学構成部品への、プラズマ生成イオンおよび中性物質の悪影響を低減する構成を含む。

概要

背景

優先権
本出願は、2014年12月16日に出願された、Alexey Kuritsynらによる「Gas Management System for an EUV Light Source」と題する米国仮特許出願第62/092,684号に基づく優先権を、米国特許法第119条(e)の下で主張する。上記の仮特許出願は、全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

レーザー生成プラズマLPP)源および放電生成プラズマDPP)源等のプラズマベース光源は、多くの場合、欠陥検査フォトリソグラフィー、または計測等の用途向けの軟X線極端紫外(EUV)、および/または真空紫外VUV)光を生成するために用いられる。概説すると、これらのプラズマ光源では、所望の波長を有する光が、キセノン、錫、リチウムまたはその他等の適切な線発光または帯発光素子を有するターゲット材から形成されたプラズマによって放射される。例えば、LPP源では、ターゲット材はレーザービーム等の励起源照射されてプラズマを生成し、DPPシステムでは、ターゲット材は、例えば電極を用いた放電によって励起されてプラズマを生成する。

これらの源に関して、プラズマから放射される光は、多くの場合、コレクタ光学素子(例えば、準垂直入射または斜入射ミラー)等の反射型光学素子を介して集光される。コレクタ光学素子は、集光された光を、光路に沿って中間位置に向ける、また、場合によっては集束し、そこで光は、リソグラフィーツール(すなわち、ステッパースキャナ)、計測ツールまたはマスクペリクル検査ツール等の下流のツールによって用いられる。

プラズマベース照射システムの動作中に、ターゲット材ガス原子蒸気高エネルギーイオン中性物質微粒子、および/または汚染物質炭化水素または有機物)等のデブリが、限定はしないが、ターゲット材、プラズマサイトプラズマ対向構成部品、ターゲット材またはプラズマ近傍侵食面ターゲット形成構造体および/またはプラズマベース光源内の任意のその他の構成部品を含む種々の源から放射されることがある。これらのデブリは時として、反射型光学素子または、レーザー入射窓診断用フィルタ検出器/光学素子等のその他の構成部品に達する場合があり、それらの性能を損なう、および/または修復不能な損傷を引き起こす。加えて、プラズマによって放射された高エネルギーイオン、中性物質およびその他の微粒子は、光学構成部品侵食スパッタして、光源の有効作動に干渉する可能性があるさらなるデブリを形成する場合がある。

光学構成部品を損なうことに加えて、プラズマ生成によるデブリおよび、特に、ガス/原子蒸気は、プラズマによって放射された光を不都合減衰させることがある。例えば、EUV源の場合、ターゲット材としてキセノンが用いられるが、バッファガスの導入(例えば、イオンストッピングまたは光源温度制御のため)は、EUV光を強度に吸収してバッファガスと混合するキセノンガスによるEUV透過の大きな損失を招き得る。より定量的に述べると、室温で1Torr*cm(圧力*距離)のキセノンガスを通る13.5nmEUV光の光透過は〜44%であるのに対し、1Torr*cm(圧力*距離)のアルゴンを通る13.5nmEUV光の光透過は〜96%である。

概要

本開示は、プラズマベース光源を対象とする。ターゲット材ガス、原子蒸気、高エネルギーイオン、中性物質、微粒子および汚染物質を含み得る、プラズマ生成デブリから、光源の構成部品を保護するシステムおよび方法が説明される。特定の実施形態は、ターゲット材ガスと蒸気によるインバンド光減衰を同時に低減しながら、光学構成部品への、プラズマ生成イオンおよび中性物質の悪影響を低減する構成を含む。

目的

バッファガス組成および圧力の選択は、バッファガス組成のイオンストッピング力と、圧力の関数(例えば、関与する光(軟X線、VUVまたはEUV)の特定の光の許容可能なインバンド吸収を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

デバイスであって、チャンバ内のプラズマイトにあるターゲット材からプラズマを生成するシステムを備え、プラズマは、光路に沿って中間位置へと伝わる放射線を生成し、さらに、プラズマから出るターゲット材ガスイオンを生成し、さらに、前記プラズマサイトから最接近距離dだけ離れた構成部品と、プラズマと構成部品の間に配置された流動ガスを備え、前記ガスは、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを100eVより下に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを成立させ、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取るように構成された少なくとも1つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプを含み、前記ポンプと出口は連携して、ターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への光路に沿って減少させる、デバイス。

請求項2

前記構成部品は、EUV放射線を前記プラズマサイトから前記中間位置に反射させる準垂直入射ミラーである、請求項1に記載のデバイス。

請求項3

前記デバイスはさらに、少なくとも1つの出口からの流れを指向させる流動指向構造を備える、請求項1に記載のデバイス。

請求項4

前記構成部品は準垂直入射ミラーであり、前記流動指向構造は、少なくとも1つの出口からの流れを指向させるための、前記準垂直入射ミラーと前記プラズマサイトの間に配置された少なくとも1つのベーンを備える、請求項3に記載のデバイス。

請求項5

前記流動指向構造は管状フローガイドを含む、請求項3に記載のデバイス。

請求項6

前記放射線はEUV放射線を含み、前記バッファガスは、前記ターゲット材ガスよりも高いEUV透過を有する、請求項1に記載のデバイス。

請求項7

前記バッファガスは、水素ヘリウムアルゴン窒素およびそれらの組み合わせからなるバッファガスの群から選択される、請求項1に記載のデバイス。

請求項8

前記システムは、別個のターゲット材液滴および別個のターゲット材ペレットからなる別個のターゲット郡から選択された別個のターゲットへと形成される、駆動レーザ照射ターゲット材を有するレーザー生成プラズマシステムである、請求項1に記載のデバイス。

請求項9

前記システムは、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆された駆動レーザー照射ターゲット材を有するレーザー生成プラズマシステムである、請求項1に記載のデバイス。

請求項10

少なくとも1つの出口は少なくとも1つのポンプと連携して、前記構成部品と前記プラズマサイトの間に横断方向の流れを生成して、ターゲット材ガスを前記光路から押し出す、請求項1に記載のデバイス。

請求項11

前記デバイスは、中間位置に1つのフローガイドを含み、少なくとも1つの出口は、バッファガスを前記フローガイドへと指向させて、ターゲット材ガスの濃度を前記光路に沿って減少させる、請求項1に記載のデバイス。

請求項12

前記放射線は、13.5nmの波長を有するEUV放射線を含む、請求項1に記載のデバイス。

請求項13

前記チャンバ内に予め選択されたガス流パターンを成立させるための前記チャンバ内のパーティションをさらに備える、請求項1に記載のデバイス。

請求項14

デバイスであって、チャンバ内のプラズマサイトにあるターゲット材からプラズマを生成するシステムを備え、プラズマは、プラズマから出る放射線とイオンを生成し、さらに、前記プラズマサイトから最接近距離dだけ離れた構成部品と、バッファガスを前記チャンバ内に導入するように構成された少なくとも1つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプ組立体を含み、前記ポンプ組立体は、ポンプと、そのポンプの上流に配置されたコンダクタンス制御プレートを含み、前記ポンプ組立体は、少なくとも1つの出口と連携して、イオンが構成部品に達する前に、プラズマと構成部品の間に、イオンエネルギーを100eVより下に低下させるために十分な平均ガス圧力Pを距離dにわたり有する流動ガスを成立させる、デバイス。

請求項15

前記少なくとも1つのポンプ組立体は、前記出口と連携して、イオンが構成部品に達する前に、プラズマと構成部品の間に、イオンエネルギーを30eVより下に低下させるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを有する流動ガスを成立させる、請求項14に記載のデバイス。

請求項16

前記システムは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、また、プラズマから出るターゲット材ガスとイオンを生成し、前記少なくとも1つの出口は、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取り、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプと連携して、ターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への通路に沿って減少させるように構成される、請求項14に記載のデバイス。

請求項17

前記ポンプはポンプ入口を有し、前記コンダクタンス制御プレートは、前記ポンプ入口で圧力pを成立させるように動作し、p<Pである、請求項14に記載のデバイス。

請求項18

前記コンダクタンス制御プレートと前記ポンプの間に配置されて、前記コンダクタンス制御プレートによるガスジェットの生成を低減するバッフルをさらに備えた、請求項14に記載のデバイス。

請求項19

前記コンダクタンス制御プレートと前記ポンプの間に配置されて、前記コンダクタンス制御プレートによって生成されたガスジェットが前記ポンプを邪魔することを防止するポンプ入口延長部をさらに備えた、請求項14に記載のデバイス。

請求項20

前記コンダクタンス制御プレートには開口が形成されている、請求項14に記載のデバイス。

請求項21

前記開口のサイズを調節する機構をさらに備えた、請求項20に記載のデバイス。

請求項22

前記コンダクタンス制御プレートは、ライン入口から離間しており、両者間にギャップを成立させる、請求項14に記載のデバイス。

請求項23

ギャップのサイズを調節するために、コンダクタンス制御プレートをライン入口に対して移動させる機構をさらに備えた、請求項22に記載のデバイス。

請求項24

前記放射線は、13.5nmの波長を有するEUV放射線を含む、請求項14に記載のデバイス。

請求項25

デバイスであって、軸線周りで回転可能であり、プラズマ形成ターゲット材のバンドで被覆された表面を有する円筒対称要素を有し、前記バンドは、第1端から第2端へと延出して、プラズマ形成ターゲット材の作動領域を成立させ、さらに、表面に重なり、駆動レーザーによる放射線がプラズマを生成するように、プラズマ形成ターゲット材を露出するための開口部が形成されたハウジングを備え、前記開口部は、バンドの第1端と第2端のうち少なくとも一方を越えて延出して、開口部の端をプラズマから遠ざける、デバイス。

請求項26

前記ハウジングは、軸線に対して平行な長さLを有し、開口部は、前記ハウジングの長さの50パーセントより長く延出する(Daxial>0.5L)、請求項25に記載のデバイス。

請求項27

前記デバイスはさらにプラズマ形成ターゲット材を、回転可能な円筒対称要素の表面に供給するように構成されたガス供給サブシステムを備える、請求項25に記載のデバイス。

請求項28

前記表面上の前記プラズマ形成ターゲット材は凍結キセノンを含む、請求項25に記載のデバイス。

請求項29

前記デバイスはさらに、前記円筒対称要素を軸線周りに回転させ、前記円筒対称要素を軸線に沿って平行移動させる機構を備える、請求項25に記載のデバイス。

請求項30

前記開口部は、前記軸線に対して垂直な方向に第1端から第2端へと延出し、各端は、前記プラズマとの視準線から逸れて配置される、請求項25に記載のデバイス。

請求項31

前記開口部は、前記軸線に対して平行な方向に長さDaxialを有し、また、前記軸線に対して垂直な方向に幅Dlateralを有し、Daxial>Dlateralである、請求項25に記載のデバイス。

請求項32

前記開口部の一部に重なって、前記ハウジングに、前記開口部の少なくとも1つの側部に、少なくとも1つの留め具で取り付けられたカバープレートをさらに備え、それにより、破損したカバープレートの交換が可能になる、請求項25に記載のデバイス。

請求項33

EUV光源であって、チャンバ内のプラズマサイトでキセノンターゲット材からプラズマを生成するシステムを備え、前記プラズマは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、前記プラズマは、プラズマから出るイオンを生成し、前記システムは、チャンバ内に、0.4標準リットル毎分(slm)から4.0slmの間のキセノンターゲット材ガスを導入し、前記プラズマサイトから最接近距離dだけ離れた構成部品と前記プラズマと前記構成部品の間に配置された流動ガスを含み、前記ガスは、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを100eVより下に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを成立させ、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取るように構成された少なくとも1つの出口と、前記チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプを含み、前記ポンプと前記出口は連携して、キセノンターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への光路に沿って減少させる、EUV光源。

請求項34

前記構成部品は、EUV放射線を前記プラズマサイトから前記中間位置へ反射するミラーであり、前記少なくとも1つの出口は、バッファガスの、ミラーから遠ざかる方向への流速を0.5標準リットル毎分(slm)から20.0slmの間に成立させる、請求項33に記載のEUV光源。

請求項35

前記デバイスはさらに、前記少なくとも1つの出口からの流れを指向させる流動指向構造を備える、請求項33に記載のEUV光源。

請求項36

前記構成部品は、前記プラズマサイトから前記中間位置にEUV放射線を反射するミラーであり、前記流動指向構造は、少なくとも1つの出口からの流れを指向させる、前記ミラーと前記プラズマサイトの間に配置された少なくとも1つのベーンを備えている、請求項35に記載のEUV光源。

請求項37

前記流動指向構造は管状フローガイドを含む、請求項35に記載のEUV光源。

請求項38

前記バッファガスは、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素およびそれらの組み合わせからなるバッファガスの群から選択される、請求項33に記載のEUV光源。

請求項39

前記システムは、別個のターゲット材液滴およびターゲット材ペレットからなる別個のターゲット郡から選択された別個のターゲットへと形成される、キセノンターゲット材を照射する駆動レーザーを有するレーザー生成プラズマシステムである、請求項33に記載のEUV光源。

請求項40

前記システムは、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたキセノンターゲット材を照射する駆動レーザーを有するレーザー生成プラズマシステムである、請求項33に記載のEUV光源。

請求項41

前記少なくとも1つの出口は少なくとも1つのポンプと連携して、前記構成部品と前記プラズマサイトの間に横断方向に指向された流れを生成して、キセノンターゲット材ガスを光路から押し出す、請求項33に記載のEUV光源。

請求項42

前記デバイスはさらに、中間位置に1つのフローガイドを含み、少なくとも1つの出口は、バッファガスを前記フローガイドへと指向させて、キセノンターゲット材ガスの濃度を前記光路に沿って減少させる、請求項33に記載のEUV光源。

請求項43

前記放射線は、13.5nmの波長を有するEUV放射線を含む、請求項33に記載のEUV光源。

請求項44

前記チャンバ内に予め選択されたガス流パターンを成立させるためのチャンバ内のパーティションをさらに備える、請求項33に記載のEUV光源。

請求項45

前記バッファガスは、前記キセノンターゲット材ガスよりも高いEUV透過を有する、請求項33に記載のEUV光源。

技術分野

0001

本発明は一般に、真空紫外VUV)域(すなわち約100nm−200nmの波長を有する光)、極端紫外(EUV)域(すなわち約10nm−124nmの波長を有する光、また、13.5nmの波長を有する光を含む)、および/または軟X線域(すなわち、約0.1nm−10nmの波長を有する光)内で光を発生するプラズマベース光源に関する。本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、計測および/またはマスク検査業務、例えば化学線マスク検査での使用に特に適した高輝度光源である。より一般的には、本明細書に記載されるプラズマベース光源は、チップパターニングするための所謂大量生産HVM)光源として用いられる(直接、または適宜改造して)こともできる。

背景技術

0002

優先権
本出願は、2014年12月16日に出願された、Alexey Kuritsynらによる「Gas Management System for an EUV Light Source」と題する米国仮特許出願第62/092,684号に基づく優先権を、米国特許法第119条(e)の下で主張する。上記の仮特許出願は、全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

0003

レーザー生成プラズマLPP)源および放電生成プラズマDPP)源等のプラズマベース光源は、多くの場合、欠陥検査フォトリソグラフィー、または計測等の用途向けの軟X線、極端紫外(EUV)、および/または真空紫外(VUV)光を生成するために用いられる。概説すると、これらのプラズマ光源では、所望の波長を有する光が、キセノン、錫、リチウムまたはその他等の適切な線発光または帯発光素子を有するターゲット材から形成されたプラズマによって放射される。例えば、LPP源では、ターゲット材はレーザービーム等の励起源照射されてプラズマを生成し、DPPシステムでは、ターゲット材は、例えば電極を用いた放電によって励起されてプラズマを生成する。

0004

これらの源に関して、プラズマから放射される光は、多くの場合、コレクタ光学素子(例えば、準垂直入射または斜入射ミラー)等の反射型光学素子を介して集光される。コレクタ光学素子は、集光された光を、光路に沿って中間位置に向ける、また、場合によっては集束し、そこで光は、リソグラフィーツール(すなわち、ステッパースキャナ)、計測ツールまたはマスクペリクル検査ツール等の下流のツールによって用いられる。

0005

プラズマベース照射システムの動作中に、ターゲット材ガス原子蒸気高エネルギーイオン中性物質微粒子、および/または汚染物質炭化水素または有機物)等のデブリが、限定はしないが、ターゲット材、プラズマサイトプラズマ対向構成部品、ターゲット材またはプラズマ近傍侵食面ターゲット形成構造体および/またはプラズマベース光源内の任意のその他の構成部品を含む種々の源から放射されることがある。これらのデブリは時として、反射型光学素子または、レーザー入射窓診断用フィルタ検出器/光学素子等のその他の構成部品に達する場合があり、それらの性能を損なう、および/または修復不能な損傷を引き起こす。加えて、プラズマによって放射された高エネルギーイオン、中性物質およびその他の微粒子は、光学構成部品侵食スパッタして、光源の有効作動に干渉する可能性があるさらなるデブリを形成する場合がある。

0006

光学構成部品を損なうことに加えて、プラズマ生成によるデブリおよび、特に、ガス/原子蒸気は、プラズマによって放射された光を不都合減衰させることがある。例えば、EUV源の場合、ターゲット材としてキセノンが用いられるが、バッファガスの導入(例えば、イオンストッピングまたは光源温度制御のため)は、EUV光を強度に吸収してバッファガスと混合するキセノンガスによるEUV透過の大きな損失を招き得る。より定量的に述べると、室温で1Torr*cm(圧力*距離)のキセノンガスを通る13.5nmEUV光の光透過は〜44%であるのに対し、1Torr*cm(圧力*距離)のアルゴンを通る13.5nmEUV光の光透過は〜96%である。

先行技術

0007

米国特許出願公開第2012/0305810号
米国特許出願公開第2012/0050706号

発明が解決しようとする課題

0008

磁界を用いて荷電粒子を偏向することによって反射型光学素子を保護するためにコイルの使用が推奨されてきた。しかしながら、磁界を生成するコイルは、かなりの設計複雑度を要し、高価であり、イオンの偏向のみが可能である。したがって、磁界の使用は、イオンがバッファガスと電荷交換を経るときに生成することが多い中性物質(および中性粒子)を阻止するには有効でない。

0009

上記を念頭に、本出願人は、プラズマベース光源および対応する使用方法を開示する。

課題を解決するための手段

0010

第1の態様では、チャンバ内のプラズマサイトにあるターゲット材からプラズマを生成するシステムを有するデバイスが開示され、プラズマは、光路に沿って中間位置へと伝わる放射線を生成し、さらに、プラズマから出るターゲット材ガスとイオンを生成する。デバイスはさらに、サイトから最接近距離dだけ離れた構成部品と、プラズマと構成部品の間に配置された流動ガスをも含み、ガスは、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを100eVより下に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを成立させる。また、この態様では、デバイスは、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取るように構成された少なくとも1つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプを含み、ポンプと出口は連携して、ターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への通路に沿って減少させる。

0011

この態様の一実施形態では、構成部品は、EUV放射線をプラズマサイトから中間位置に反射させる準垂直入射ミラーである。

0012

特定の実施形態では、デバイスは、少なくとも1つの出口からの流れを、例えば、1つの選択された流れ方向に指向させるために準垂直入射ミラーとプラズマサイトの間に配置された、管状フローガイドおよび/または1つ以上のベーン等の流動指向構造を含み得る。

0013

この態様では、構成部品は、ミラー、レーザー入力窓、診断用フィルタ、検出器または光学素子、ベーン、コレクタ光学素子からの流れを指向させる管状フローガイド、流れを中間位置に指向させるフローガイド、または、不要なデブリを生成する、イオン/中性物質によって損傷され得る、またはイオン/中性物質によってスパッタされる、任意のその他の構成部品であり得る。

0014

デバイスは、VUV、EUVおよび/または軟X線放射を生成するために用いられてもよい。

0015

実装では、バッファガスは、ターゲット材ガス、例えばキセノンガスよりも高いEUV透過を有する。例えば、バッファガスは、水素ヘリウム、HBr、アルゴン、窒素またはそれらの組み合わせであり得る。

0016

この態様ではシステムは、駆動レーザ照射ターゲット材または放電生成プラズマ(DPP)システムを有するレーザー生成プラズマ(LPP)システムであり得る。LPPシステムが用いられる場合、システムは、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材ジェットもしくはストリーム、ターゲット材液滴、ペレットまたはターゲット材を照射してもよい。

0017

この態様の一実施形態では、少なくとも1つの出口は、バッファガスを、制御された流速でプラズマのほうに活発に流すように構成される。

0018

特定の実施形態では、少なくとも1つの出口はポンプと連携して、構成部品とプラズマサイトの間に、横断方向の流れを生成して、ターゲット材デブリを光路から押し出す

0019

いくつかの実装では、デバイスはさらに、中間位置に1つのフローガイドを含んでもよく、少なくとも1つの出口は、バッファガスをフローガイドへと指向させて、光路からターゲット材ガスの濃度を減少させる。例えば、フローガイドは管状であってもよく、また、場合によっては円錐形状であってよい。いくつかのセットアップ、例えば、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材が用いられる場合、フローガイドは、プラズマラインオブサイトから逸れたサイズと位置であり得る。この構成により、プラズマからの高速のイオンはフローガイド(すなわち、プラズマからの直線経路)に達し得ない。

0020

別の態様では、チャンバ内のプラズマサイトでターゲット材からプラズマを生成するシステムを含むデバイスが本明細書で開示され、プラズマは、プラズマから出て行く放射線とイオンを生成し、デバイスはさらに、プラズマサイトから最接近距離dだけ離れた構成部品を含む。この態様において、デバイスはさらに、チャンバにバッファガスを導入するように構成された少なくとも1つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプ組立体を含む。さらにこの態様では、ポンプ組立体は、ポンプと、ポンプの上流に配置されたコンダクタンス制御開口プレートを有する。この構成により、ポンプ組立体は、少なくとも1つの出口と連携して、プラズマと構成部品の間に、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを100eVより下に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを有する流動ガスを成立させる。

0021

この構成により、コンダクタンス制御開口プレートは、プラズマと構成部品の間のチャンバ内の圧力Pよりも小さい、ポンプ入口での圧力pを成立させる(すなわち、p<P)ように動作する。例えば、効率良いポンプ動作を可能にするポンプ入口での圧力pが成立され得る。

0022

特定の実施形態では、コンダクタンス制御開口プレートとポンプの間にバッフルが配置され得る。バッフルは、コンダクタンス制御開口プレートによるガスジェットの生成を低減するように配置され得る。バッフルの代わりに、またはバッフルに加えて、ポンプ入口は、例えばスペーサまたは入口延長部を用いて、コンダクタンス制御開口プレートから十分な距離を置いて配置されてもよく、それにより、コンダクタンス制御開口プレートによって形成されたガスジェットがポンプと干渉することを防止する。

0023

一実施形態では、真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムは、開口が形成されたコンダクタンス制御プレートと、開口のサイズを調節する機構を含む。

0024

別の実施形態では、真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムは、ライン入口から離間したコンダクタンス制御プレートを含み、それにより、プレートとライン入口の間にギャップを成立させ、さらに、ギャップのサイズを調節するために、コンダクタンス制御プレートをライン入口に対して移動させる機構を含む。

0025

この態様の一実施形態では、少なくとも1つのポンプ組立体は、出口と連携して、プラズマと構成部品の間に、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを30eVより下に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを有する流動ガスを成立させる。

0026

この態様の特定の実施形態では、プラズマは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、また、ターゲット材ガスを生成し、デバイスはさらに、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取り、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプと連携して、ターゲット材ガスの濃度を、プラズマから中間位置への通路に沿って減少させるように構成された少なくとも1つの出口を含む。

0027

少なくとも1つの出口は、ガスを、デブリの源のほうに且つ反射型光学素子および/または任意のその他の被保護面から離れる方向に、制御された流速で活発に流すように構成され得る。例えば、出口(複数の場合あり)は、ガスをデブリに対して直接当てるように構成されてもよく、デブリは、ターゲット材、プラズマサイト、プラズマ対向構成部品、ターゲット材もしくはプラズマ近傍の侵食面、ターゲット形成構造体、および/または真空室内の任意のその他の構造から放射される、原子蒸気、ガス、イオン、中性物質、微粒子または汚染物質(例えば炭化水素または有機物)等であるがそれらに限定されない。

0028

いくつかの実施形態では、少なくとも1つの出口は、コレクタミラー内またはその付近に形成された開口を含んでもよい。付加的/代替的実施形態は、以下の詳細な説明に記載され、当業者ならばさらに、本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書に記載される実施形態またはその部分が組み合わされても修正されてもよいことを理解するであろう。

0029

さらに別の態様では、軸線周りで回転可能であり、プラズマ形成ターゲット材のバンドで被覆された表面を有する円筒対称要素を含むデバイスが本明細書において開示され、バンドは、第1端から第2端へと延出して、プラズマ形成ターゲット材と駆動レーザーの相互作用のためのターゲット領域を成立させる。このデバイスにはハウジングが配設され、ハウジングは、表面に重なり、駆動レーザーによって照射されてプラズマを生成するために、プラズマ形成ターゲット材を露出するための開口部が形成され、開口部は、バンドの第1端と第2端のうち少なくとも一方を越えて延出して、ハウジングの端をプラズマから遠ざける。

0030

この態様の一実施形態では、ハウジングは、円筒対称要素の形状に適応するように構築される。

0031

1つの特定の実施形態では、ハウジングは、回転軸に対して平行な長さLを有し、開口部は、ハウジングの長さの50パーセントより長く延出する(Daxial>0.5L)。

0032

いくつかのセットアップでは、開口部は、第1端から第2端に横断方向に延出してもよく、各端はプラズマの直接視準線内に入らないように配置される。

0033

一実施形態では、開口部は、円筒対称要素の軸線に対して平行な方向に長さDaxialを有し、また、軸線に対して垂直な方向に幅Dlateralを有し、Daxial>Dlateralである。

0034

一実装では、デバイスは、プラズマ形成ターゲット材を、回転可能な円筒対称要素の表面に供給するように構成されたガス供給サブシステムを有するガス管理システムを含み得る。例えば、プラズマ形成ターゲット材は凍結キセノンを含み得る。この態様では、デバイスは、円筒対称要素を軸線周りに回転させ円筒対称要素を軸線に沿って平行移動させる機構を含み得る。

0035

1つの構成では、ターゲット材支持システムは1つ以上のカバープレートを含んでもよく、各プレートはハウジング開口部の一部に重なり、1つ以上の留め具を用いて、ハウジングに開口部の片側または両側で取り付けられて、破損したカバープレートのその場での交換を可能にする。

0036

別の態様では、チャンバ内のプラズマサイトでキセノンターゲット材からプラズマを生成するシステムを有するEUV光源について述べられており、プラズマは、光路に沿って中間位置のほうに伝わる放射線を生成し、プラズマは、プラズマから出るイオンを生成し、システムは、チャンバ内に、0.4標準リットル毎分(slm)から4.0slmの間のキセノンターゲット材ガスを導入する。EUV光源はさらに、プラズマサイトから最接近距離dだけ離れた構成部品と、プラズマと構成部品の間に配置された流動ガスをも含み、ガスは、イオンが構成部品に達する前にイオンエネルギーを100eVより下に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを成立させる。加えて、この態様では、EUV光源は、流動的に結合されたガス源から流れてくるバッファガスを受け取るように構成された少なくとも1つの出口と、チャンバからガスを除去する少なくとも1つのポンプを含み、ポンプと出口は連携して、キセノンターゲット材ガス濃度を、プラズマから中間位置への光路に沿って減少させる。

0037

この態様の特定の実施形態では、構成部品は、EUV放射線をプラズマサイトから中間位置へ反射するミラーであり、少なくとも1つの出口は、バッファガスの、ミラーから遠ざかる方向への流速を0.5標準リットル毎分(slm)から20.0slmの間に成立させる。

0038

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される光源は、マスク検査システム等の検査システムに組み込まれてもよい。一実施形態では、例えば、検査システムは、放射線を中間位置に届ける光源と、試料に放射線を照射するように構成された光学システムと、イメージング経路に沿って試料により反射、散乱、放射された照射を受けるように構成された検出器を含み得る。検査システムはさらに、検出された照射と関連する信号に基づいて試料の少なくとも1つの欠陥位置特定または測定するように構成された検出器と通信するコンピューティングシステムを含み得る。

0039

いくつかの実施形態では、本明細書に記載される光源は、リソグラフィーシステムに組み込まれてもよい。例えば、光源は、レジストコートしたウェハを放射線のパターニングされたビーム露光するリソグラフィーシステムで用いられ得る。一実施形態では、例えば、リソグラフィーシステムは、放射線を中間位置に届ける光源と、放射線を受け取り、放射線のパターニングされたビームを成立させる光学システムと、パターニングされたビームをレジストコートしたウェハに供給する光学システムを含み得る。

0040

上記の一般的な説明と以下の詳細な説明は両方とも例示的であって説明のためのみであって、必ずしも本開示を限定するものではないことを理解すべきである。本明細書に組み込まれ、その一部をなす添付の図面は、本開示の主題を説明する。説明と図面は相まって、開示の原理を説明する働きをする。

図面の簡単な説明

0041

本開示の多数の利点は、添付の図面を参照すれば当業者によってより良く理解されよう。

0042

本開示の一実施形態による、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材と、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するために、ガス流とガス圧力を制御する構成を有するLPP光源を示す簡略模式図である。
プラズマサイトとコレクタミラーの間に横流が成立した場合の、キセノンの濃度比xをグレースケールで示したモデル化されたシミュレーションの結果を示す図である。
選択されたバッファガス流速に対するキセノンの濃度比xをグレースケールで示したモデル化されたシミュレーションの結果を示す図である。
モデル化されたシミュレーションの結果を示し、図1の詳細な矢印1C−1C内に見られる、チャンバから、コンダクタンス制御開口プレートを通り真空ポンプに至るガスの流れを図解した圧力プロット図である。
モデル化されたシミュレーションの結果を示し、チャンバから、コンダクタンス制御開口プレートを通って、バッフルの周りを通り真空ポンプ内に至るガスの流れを図解した圧力プロット図である。
開口が形成されたコンダクタンス制御プレートと、開口のサイズを調節する機構を有する、真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムの簡略模式図である。
開口のサイズを調節するための可動プレートを示す、図1Eの線1F−1Fに沿って見た平面図である。
ライン入口から離間したコンダクタンス制御プレートを有し、それにより、プレートとライン入口の間にギャップを成立させ、さらに、ギャップのサイズを調節するためにコンダクタンス制御プレートをライン入口に対して移動させる機構を有する、真空ポンプコンダクタンスを制御するためのサブシステムの別の実施形態の簡略模式図である。
本開示の一実施形態による、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために、ガス流とガス圧力を制御し、また、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減する構成を光源が含む、駆動レーザーによって一連別個のターゲット(すなわち、ターゲット材液滴またはペレット)が照射されるLPP光源を示す簡略模式図である。
本開示の一実施形態による、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するためにガス流とガス圧力を制御し、また、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減する、流動指向ベーンを含む構成を光源が含む、駆動レーザーによって一連の別個のターゲット(すなわち、ターゲット材液滴またはペレット)が照射されるLPP光源を示す簡略模式図である。
図3の線3A−3Aに沿って見た、半径方向に配向した流動指向ベーンを示す簡略模式図である。
プラズマ形成ターゲット材で被覆された表面と、その表面に重なるハウジングを備えた回転可能な円筒対称要素を有し、ハウジングには、駆動レーザーによる放射線がプラズマを生成するように、プラズマ形成ターゲット材を露出する開口部が形成された、ターゲット材支持システムの斜視図である。
一対のカバープレートを有し、各プレートがハウジング開口部の一部に重なり、留め具(複数)によって、ハウジングに開口部の両側で取り付けられて、破損したカバープレートのその場での交換を可能にしている、ターゲット材支持システムの別の実施形態の斜視図である。
本明細書に開示される光源を組み込んだ検査システムを示す簡略模式図である。
本明細書に開示される光源を組み込んだリソグラフィーシステムを示す簡略模式図である。

実施例

0043

ここで、添付の図面に図解される開示の主題に詳細に言及する。

0044

図1は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために十分なガス圧力を成立させて維持し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するためにガス流を制御するための構成を有する、軟X線、EUVまたはVUV光を生成する光源(全体を100で示す)の一実施形態を示す。例えば、光源100は、インバンドEUV光(例えば、2%帯域幅で13.5nmの波長を有する光)を生成するように構成されてもよい。図示のように、光源100は、ターゲット材102を照射するように構成された、駆動レーザー等の励起源104を含む。場合によっては、ターゲット材102は、第1のパルスプリパルス)で照射され、続いて第2のパルス(メインパルス)で照射されて、プラズマを生成してもよい。一例として、化学線マスク検査業務向けに構成された光源100に関して、約1pmで光を出力するNd:YAG等のソリッドステートゲイン媒体を有するパルス駆動レーザーと、キセノンを含むターゲット材102とからなる励起源104は、化学線マスク検査に役立つ比較的高輝度のEUV光源を生成するのに特定の利点を呈し得る。Er:YAG、Yb:YAG、Ti:サファイアまたはNd:バナジン酸塩等のソリッドステートゲイン媒体を有するその他の駆動レーザーも適している。他方、フォトリソグラフィー等の大量生産(HVM)業務では、多数の増幅段を備え約10.6μmで光を出力する高出力ガス放電CO2レーザーシステムを有する駆動レーザーと、錫を含むターゲット材102とからなる励起源104が、良好な変換効率で比較的高出力でのインバンドEUV光の生成を含む一定の利点を呈し得る。別法として、放電生成プラズマ源(図示せず)では、励起源は、限定はしないが、放電を生成することによりターゲット材を励起するように構成された電極を含み得る。

0045

図1への言及を続けると、光源100に関して、励起源104は、レーザー入力窓105を介して伝わる照射のビームまたは連続した光で、チャンバ110内のプラズマサイト103にあるターゲット材102を照射するように構成される。図示のように、プラズマから放射される光、例えば、軟X線、EUVまたはVUV光、の一部は、プラズマサイト103から光路に沿って中間位置108に伝わる。より具体的には、光は、プラズマサイト103からコレクタ光学素子106、例えば準垂直入射ミラーに伝わり、そこで光は中間位置108に反射される。

0046

図1に示す実施形態では、ターゲット材102は、図4を参照してより詳細に説明する回転可能な円筒対称要素112上に被覆される。一実施形態では、回転可能な円筒対称要素112はキセノンアイスターゲット材で冷却され被覆されてもよい。ターゲット材102は、必ずしも限定はしないが、錫、リチウム、キセノンまたはそれらの組み合わせを含む材料を含み得る。当業者ならば、本開示の範囲から逸脱せずに、種々のターゲット材と成膜技法が用いられ得ることを理解するであろう。

0047

図1はさらに、コレクタ光学素子106が、レーザー入力窓105とプラズマサイト103の間の照射経路から軸外に配置され得ることを示す。図示のように、コレクタ光学素子106は、プラズマサイト103から最接近距離「d」のところに配置されている。コレクタ光学素子106は、生じたプラズマからの軟X線、EUV、またはVUV放射を受けて、指向性反射を行うように構成されてもよく、図1に示す実施形態では、軟X線、EUVまたはVUV照射を中間位置108のほうに集束するように構成される。図1に示す実施形態では、コレクタ光学素子106は、切頭長楕円体(すなわち、その長軸周りに回転させた楕円)の軸外部分の形態の反射面を有する準垂直入射コレクタミラーであり得、それは、モリブデンシリコンの交互の層を備えた漸変多層コーティングを含んでもよく、また、余剰犠牲モリブデン/シリコン層を含むことができ、また、場合によっては、1つ以上の高温拡散バリア層平滑化層、キャッピング層および/またエッチストップ層を含むことができる。いくつかの実施形態では、コレクタ光学素子の反射面は、約100から10,000cm2の範囲の表面積を有し、プラズマサイト103から約0.1から2メートルのところに配置されてもよい。当業者ならば、前記の範囲は例示的であり、光を中間位置108に集光して指向させ、それに続いて、検査システムまたはフォトリソグラフィーシステムのような、軟X線、EUVまたはVUV照射を利用するデバイスに供給するための長楕円体ミラーの代わり、またはそれに加えて、種々の光学素子が用いられ得ることを理解するであろう。

0048

図1に示すように、光源100は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために十分なガス圧力を成立させて維持し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するためにガス流を制御するための構成を含む。被保護構成部品は、コレクタ光学素子106、あるいは、限定はしないが、レーザー入力窓105、チャンバ観測窓(図示せず)、診断用フィルタ/検出器/光学素子(図示せず)、ベーンもしくは管状フローガイド(下記に説明する)、ターゲットデリバリーシステムの一部もしくは全部またはチャンバ壁等の任意のその他の被保護面を含み得る。図示の光源100では、構成は、それぞれ流動的に結合されたバッファガス源116a−cから所定の方向(3つのガス源116a−cは、マニホールドを介して出口に供給する単一のガス源であり得ることを理解すべきである)にバッファガスを活発に流すように構成された1つ以上の出口118a−cと、チャンバ110からガスを除去する真空ポンプ120を含む。これらの流れは、1)イオンがコレクタ光学素子106に達する前にプラズマサイト103とコレクタ光学素子106の間で、イオンエネルギー(イオンとバッファガス分子間の衝突による)を、目標最大エネルギーレベル(例えば100eVより下、また場合によっては30eVより下)に低減するために十分な、距離「d」にわたる平均ガス圧力Pを有する流動ガスと、2)プラズマサイト103から中間位置108への光路に沿って低減するターゲット材ガス濃度、を成立させ維持できる。場合によっては、これらの流れは、流動バッファガスを、プラズマサイト103とコレクタ光学素子106の間で、ガス数密度nで成立させることができ、ガス数密度nは、プラズマから放射される実質的に全てのイオンからコレクタ光学素子106を保護するために十分なものである。

0049

バッファガス組成および圧力の選択は、バッファガス組成のイオンストッピング力と、圧力の関数(例えば、関与する光(軟X線、VUVまたはEUV)の特定の光の許容可能なインバンド吸収を提供するために)としての、光がプラズマサイト103から中間位置108に伝わらなければならない距離にわたるバッファガスのインバンド光吸収に基づいて選択され得る。必要とされる流動バッファガス圧力は、例えば、(Kimball PhysicsのModel FC−73A)等のファラデーカップを用いて特定の駆動レーザー/ターゲット材構成のイオンエネルギーの分布(バッファガスがない場合の)を測定することによって計算され得る。これらのイオンエネルギーでは、SRIM(Stoppingand Range of Ions in Matter)ソフトウェアウェブサイトwww*srim*orgで入手可能である)等の市販のソフトウェアが、(初期イオンエネルギーを有する)イオンのエネルギーを、選択された最大エネルギーベル未満まで低減するために必要なガス圧力(所与の距離「d」にわたり動作可能な)を導出するために用いられ得る。例えば、イオン減速ガス圧力は、距離「d」にわたるガス圧力Pの平均値として実装され得る。

0050

定常域の光源100に関して、チャンバ圧力は、主にガススループットと真空ポンプ(複数の場合あり)120のポンピング速度バランスによって導出される。例えば、エドワーズ(Edwardsターボ分子ポンプモデルTP−iXA3306の最大作動圧力は、約15mTである。真空ポンプ(複数の場合あり)120のコンダクタンスを制御し、チャンバ110内のガス圧力を、ガス流と別個に制御式で変更(増加)することを可能にするために、開口(コンダクタンス制御)プレート130が用いられ得る。チャンバ圧力を増加させる能力は、コレクタ光学素子106をプラズマサイト103により接近させて位置決めすることを可能にするが、それは、チャンバ圧力を増加させることにより、コレクタの侵食を止めるために必要なバッファガスp*d(圧力*距離)を達成できるからである。例えば、本出願人によって行われた測定と数値計算によれば、アルゴンバッファガスを用いてEUV放出プラズマ由来の2keVのキセノンイオンまたは中性物質を止めるために必要なp*dは、1〜2Torr*cmの範囲になる。したがって、プラズマサイト103から100cmのところに配置されたコレクタ光学素子106に関しては約20mTorrまでのバッファガス圧力を必要とし、また、プラズマサイト103から40cmのところに配置されたコレクタ光学素子106に関しては約50mTorrまでのバッファガス圧力を必要とすることを想定できる。保護ガスの総所要流れは、真空ポンプ(複数の場合あり)120の個数と、それらの特性、例えば、ポンピング速度、ポンプの断面積、ならびに所望のチャンバ圧力、を含むいくつかの因子に依存することを理解すべきである。コレクタ光学素子106をプラズマサイト103により接近させて配置することはいくつかの利点を有する。一つには、所与の集光角に関して、コレクタ光学素子106は距離の二乗に比例して縮小するため(〜r2)、コレクタ光学素子106の製造がより容易かつ安価になる。また、総体的な光源チャンバのサイズが縮小され得るとともに、縮小された光源フットプリントをもたらす。加えて、より高いチャンバ圧力を有することは、プラズマ近傍に配置されたプラズマ対向構成部品(図4を参照して以下に説明するドラムベースの光源の場合のドラムハウジングのような)を保護するためにも有益であるが、それは、より高いp*dは、エネルギーの高いイオンをより有効に止めることにつながり、よって、侵食の防止を補助するからである。

0051

上記で述べたように、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護するために十分なガス圧力を成立させて維持し、ガス流を制御することに加えて、図1に示す構成のような出口118a−cと真空ポンプ(複数の場合あり)120の構成が、光路(すなわち、プラズマサイト103からコレクタ光学素子106への、そして次に中間位置108への)上のターゲット材ガスと蒸気の濃度を低減することによりインバンド光透過を増加させるために用いられ得る。光源100はさらに、コレクタ光学素子106の外端を限り、それにより流れの拡張を低減する(管状フローガイド140が、光路を遮断しないような寸法であり配置になっている場所である反射型光学素子106の外端より外側にガスが拡張することを防止する)管状フローガイド140を含み得る。2014年4月7日に、Kuritsynらによって出願された、「Debris Protection System for Reflective Optic Utilizing Gas Flow」と題する米国特許出願第14/247,082号、および2014年9月26日に、Bykanovらによって出願された、「System And Method for Producing an Exclusionary Buffer Gas Flow in an EUV Light Source」と題する米国特許出願第14/497,506号は、プラズマベース光源にガス流を提供する、適用可能な例を開示している。米国特許出願第14/247,082号および米国特許出願第14/497,506号は、全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。

0052

図1は、光源100が、光路からターゲット材ガスの濃度を低減するように出口116a、bからのバッファガス流を指向させるためのフローガイド122を中間位置108に含み得ることを示している。例えば、フローガイド122は、円錐形状であってもよく、また、回転可能な円筒対称要素の表面上に被覆されたターゲット材を用いる、図1に示すセットアップでは、フローガイド122は、プラズマラインオブサイトから逸れるようなサイズと位置であり得る(すなわち、プラズマサイト103の視準線の外側)。この構成により、プラズマからのイオンおよび中性物質は、フローガイド122に直接達し得ない(すなわちプラズマから直線経路では達し得ない)。

0053

図1はさらに、ターゲット材ガスおよび蒸気を含むターゲット材デブリを光路から押し出すようにコレクタ光学素子106とプラズマサイト103の間に横断方向の流れを生成するために、出口188aが真空ポンプ120と連携できることも示している。これは、図1のバッファガス流矢印124によって示され、また、図1Aにも示されているが、図1Aでは、プラズマサイト103’とコレクタ光学素子106’の間に横断方向の流れが成立した場合の、キセノンの濃度比xをグレースケールで示す、モデル化されたシミュレーションの結果を示している。図1Aに示すように、暗色領域126a−dは、中間位置フローガイド(領域126a)でのバッファガス出口によりキセノンの濃度比が低い、チャンバ内の分量を表し、横断出口は図1の出口118a(領域126b)、コレクタ光学素子出口(領域126c)、およびレーザー取入窓出口(領域126d)に対応する。図1Aは、チャンバ内で予め選択されたガス流を成立させるための、チャンバパーティション127a、bの使用を示す。グレー領域128は、プラズマサイト103’から出て、チャンバ内に成立したガス流によって光路から横断方向に吹き出された、比較的高濃度比のキセノンを有するチャンバ内の分量を表す。

0054

図1Bは、プラズマサイト103から約40cmのところに位置決めされたコレクタ光学素子106の、キセノンの濃度比xをグレースケールで図示したモデル化されたシミュレーションの結果を示す(すなわち、xXeスケールは、ガスのXe部分を表し、「1」はこの場所にはキセノンガスのみが存在する(アルゴンはない)ことを意味し、「0」は、キセノンが存在しない(アルゴンのみ)ことを意味する)。図1Bに示すように、暗色領域126a、c、dは、中間位置フローガイド(領域126a)でのバッファガス出口、コレクタ光学素子出口(領域126c)およびレーザー取入窓出口(領域126d)によりキセノンの濃度比が低い、チャンバ内の分量を表す。図1Bにモデル化された流れは以下である:キセノンアイス層を維持するために必要な総キセノン流=1.4slm、レーザー窓出口でのアルゴン流=2slm、中間位置フローガイド内でのアルゴン流=1slm、コレクタ光学素子出口を通るアルゴン流=10.8slm(総アルゴン流は13.8slm)。このモデルでは、コレクタ光学素子106とプラズマサイト103の間に50mTorrの定常圧力が成立され得る(p*d=50mTorr*40cm=2Torr*cm)。グレー領域128は、プラズマサイト103’から出て、チャンバ内に成立されたガス流によって光路から横断方向に吹き出された、比較的高濃度比のキセノンを有するチャンバ内の分量を表す。EUV吸収を減少したコレクタ流の効果は以下のように予測される:キセノン流が1.4slmである場合、総アルゴン流は13.8slmでありチャンバ圧力は50mTorrであり、するとチャンバ内のキセノンの平均分圧は、50mTorr*1.4slm/13.8slm*50mTorr*0.1〜5mTorrと予測され得る。したがって、40cmのところに位置決めされたコレクタでは、光がプラズマからコレクタに伝わり、次に中間位置(IF)のほうに戻るときの、キセノンにおけるEUV吸収のp*dは、5mTorr*40cm*2=0.4Torr*cmである。これは、光伝播中にEUVの〜30%の損失を招くことになる。コレクタを介してアルゴンを噴射することは、このキセノンを吹き出して除去することを助長し、EUV吸収を顕著に低減する。実際、30%の損失は、EUV吸収の下限推定値であり得るが、それは、プラズマ付近のキセノン分圧は、均衡濃度(この場合〜1.4/13.8=0.1)を上回るからである−ターゲット付近の0.1を余裕で越えるxXe分圧を有するキセノンジェットを参照のこと。アルゴン流は、このジェット(またはキセノンプリューム)を、プラズマとコレクタの間の光路から遠ざけるように逸らし、それにより透過を増加させる。

0055

図1Cおよび1Dは、図1に示したチャンバ110からバッファガスを除去するために真空ポンプ120の上流に配置されたコンダクタンス制御開口プレートの使用を示す。より具体的には、図1Cは圧力プロット図であり、モデル化されたシミュレーションの結果を示し、また、チャンバ110から約30mTorrのチャンバ圧力で、コンダクタンス制御開口プレート130を通り、また、約13mTorrのライン圧力でライン132を通り、真空ポンプ120に入るガスの流れを図解している。コンダクタンス制御開口プレート130は、効率良いポンプ動作を可能にするためにポンプ入口での圧力を低減する(すなわち、チャンバ圧力より下に)ように動作可能である。本明細書で開示するデバイスでは、コンダクタンス制御開口プレート130は、手動で調節される、または場合によってはコントローラによって調節される可変開口を有し得る。例えば、可変開口はポンプ入口圧力に応答してコントローラによって調節され得る。

0056

図1Dは圧力プロット図であり、モデル化されたシミュレーションの結果を示し、また、チャンバ110から約30mTorrのチャンバ圧力で、コンダクタンス制御開口プレート130を通り、また、約13mTorrのライン圧力でライン132内のバッフル134の周囲を通って真空ポンプ120に入るガスの流れを図解している。バッフル134は、ガスが開口を通るときの真空ポンプ120内に発射されて、増加した負荷を引き起こす可能性がある、ジェット(図1Cのジェット137参照)のイオンの形成を防止することを可能にする。図1Dに示したモデル化からわかるように、バッフル134はコンダクタンス制御開口プレート130からのジェット(図1Cにジェット137として示される)を分解して、流れをより均一にする。これは、コンダクタンス制御開口プレート130が真空ポンプ120付近に配置されなければならない場合に特に重要となり得る。バッフル134の代わりに、またはそれに追加して、図1Cに示すように、ポンプ入口135は、コンダクタンス制御開口プレート130によって生成されるガスジェット137が真空ポンプ120に干渉することを防止するために、例えば入口延長部/スペーサ133を用いて、コンダクタンス制御開口プレート130から十分な距離のところに配置され得る。

0057

図1Eおよび1Fは、開口143と開口143のサイズ調節機構が形成されたコンダクタンス制御プレート130を備えた真空ポンプコンダクタンスを制御するサブシステムを示す。図示のように、機構は、例えば、可動プレート139a、bに取り付けられるすべりねじ組立体であり得るアクチュエータ141a、bを含む。開口のサイズは、真空ポンプコンダクタンスを制御する制御信号に応答してプレートを移動させることによって調節され得る。サブシステムは、バッフル134(上記に図示し説明した)または入口延長部スペーサ(図1Cおよび対応する説明を参照)とともに用いられ得る。真空ポンプコンダクタンスは、例えば、チャンバ内のバッファガス流またはターゲット材ガス流が変化した場合にチャンバ圧力を予め選択された目標に、または予め選択された範囲に維持するために調節され得る。例えば、作動中に、凍結キセノン層を補充するために用いられるキセノンガスの流れを修正する必要があり得る。この場合、真空ポンプコンダクタンスを調節することで、キセノンガス流の変化がチャンバ圧力を変えることを防止できる。

0058

図1Gは、真空ポンプコンダクタンスを制御するもう1つのサブシステムを示し、そのサブシステムは、コンダクタンス制御プレート145を有し、コンダクタンス制御プレート145は、ライン入口151から離間して、プレート145とライン入口151の間にギャップ147を成立させ、サブシステムはさらに、ギャップ147のサイズを調節するためにライン入口151に相対してコンダクタンス制御プレート145を移動させる機構を有する。図示のように、機構は例えば、プレート145に取り付けられるすべりねじ組立体であり得る1つ以上のアクチュエータ149を含み得る。ギャップ147のサイズは、真空ポンプコンダクタンスを制御する制御信号に応答して矢印153の方向にプレート145を移動させることによって調節され得る。サブシステムは、サブシステムによって生成されるガスジェットが真空ポンプ120に干渉することを防止するために、図示のように、開口または代替的に入口延長部スペーサ(図1Cおよび対応する説明を参照)を有するプレートからなるバッフル134’とともに用いられ得る。

0059

図2は、ターゲット材102をプラズマサイト103に供給するターゲット発生器136を含むLPP光源100’のもう1つの実施形態を示す。ターゲット材102は、ストリームまたはジェットの形態であっても(図示せず)、または一連の別個のターゲット138(すなわち液滴、固体ペレット、および/または液滴内に含有された固体粒子)であってもよい。ターゲット材102は、励起源104(上記に説明した)によって照射されて発光プラズマを生成してもよい。図2にさらに示すように、光源100’は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を減少させるためにガス流とガス圧力を制御する構成を含む。

0060

いくつかの実施形態では、光源100’はさらに放射コントローラを含んでもよく、放射コントローラは、チャンバ110内に供給するための照射のパルスを生成するために、励起源104内の1つ以上のランプおよび/またはレーザーデバイス起動するための着火制御システムをも含み得る。光源100’はさらに、液滴位置検出システムを含み、液滴位置検出システムは1つ以上の液滴の(例えば、照射領域に対する)位置および/またはタイミングを表示するように構成された1つ以上の液滴イメージャおよび/または光カーテンを含み得る。液滴位置検出フィードバックシステムは、液滴イメージャからの出力を受け取るように構成されてもよく、さらに、液滴位置と軌跡を計算するように構成されてもよく、それから、液滴エラーが計算され得る(例えば、液滴毎に、または平均に基づいて)。次に液滴エラーは、励起源コントローラに入力として供給されてもよく、励起源コントローラは、源タイミング回路を制御するために、および/またはビーム位置および成形システムを制御するために、位置、方向、および/またはタイミング補正信号を励起源104に供給するように構成され得る。したがって、プラズマサイト103に供給される照射ビームまたはパルスの軌跡および/または焦点屈折力は、液滴位置および/またはターゲット材102に関連する軌跡に従って動的に調節され得る。

0061

図2は、レーザー入力窓105とプラズマサイト103の間の照射経路に中心決めされた軸線を有する対称なコレクタ光学素子106’を有する一実施形態を示す。図示のように、コレクタ光学素子106’は、プラズマサイト103から最接近距離dに配置され、また、励起源104からの照射が通過して、プラズマサイト103にあるターゲット材102に達することを可能にするように構成された中央開口を含む。

0062

光源100’は、流れの拡張を低減するために反射型光学素子106’の外端を限る管状フローガイド140’をも含む(例えば、ガスが反射型光学素子106’の外端より外側に拡張することを防止する、その外端において管状フローガイド140’は、光路を遮断しないような寸法と配置になっている)。

0063

図2は、光源100’が、光路からターゲット材ガスの濃度を低減するために出口116a、bからバッファガス流を指向させるために、中間位置108に1つのフローガイド122’を含み得ることを示す。例えば、フローガイド122’は、円錐形状であってもよく、個別のターゲットデリバリーシステムを利用する図2に示すセットアップでは、フローガイド122’は、プラズマラインオブサイトに配置されているため、図1に示した対応するフローガイド122よりも幾分短いサイズであり得る(すなわち、より短いフローガイド122’は、フローガイド122’のプラズマサイト103への距離を増加させることにより、スパッタされるデブリを減少させる)。

0064

図2はさらに、出口118a−cが、真空ポンプ120a、bと連携して、ターゲット材ガスおよび蒸気を含むターゲット材デブリを光路から押し出すように指向した流れを生成できることを示している。これは、図2のバッファガス流矢印124によって示される。さらに、上記で説明したように、出口118a−cは、真空ポンプ120a、bと連携して、プラズマサイト103とコレクタ光学素子106’の間に、イオンがコレクタ光学素子106’に達する前に、イオンエネルギーを目標最大エネルギーレベル(例えば100eVより下、および場合によっては30eVより下)に下げるために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを有する流動ガスを成立させて維持する。

0065

図3は、光学構成部品をプラズマ生成イオンおよび中性物質から保護し、ターゲット材ガスおよび蒸気によるインバンド光透過を低減するために、ガス流とガス圧力を制御する構成を含むLPP光源100”の別の実施形態を示す。図2に示した光源100’のように、光源100”は、レーザー入力窓105とプラズマサイト103の間の照射経路に中心決めされた軸線を有する対称なコレクタ光学素子106’を含む。図示のように、コレクタ光学素子106’は、プラズマサイト103から最接近距離「d」に配置され、また、励起源104からの照射が通過して、プラズマサイト103にあるターゲット材102に達することを可能にするように構成された中央開口を含み得る。

0066

図3および3Aに示した光源100”はさらに、準垂直入射コレクタ光学素子106’とプラズマサイト103の間に配置されて出口(複数の場合あり)118からの流れを指向させる1つ以上のベーン(そのうち、ベーン142a−cが表示されている)をも含む。図示のように、ベーン142a−cは、光路を遮断しないように、半径方向に配向されていてもよい。光源100”はさらに、流れの拡張を低減するために反射型光学素子106’の外端を限る管状フローガイド140”をも含む(例えば、ガスが反射型光学素子106’の外端より外側に拡張することを防止する、その外端において管状フローガイド140”は、光路を遮断しないような寸法と配置になっている)。ベーン142a−c、管状フローガイド140(図1)、140’(図2)、140”(図3)、および/または中間位置フローガイド122(図1)、122’(図2)は、中間位置でのシステム開口を不都合に通過する可能性がある迷光(例えば、IR駆動レーザーからのIR光を含む)の散乱を減らすために粗面またはテクスチャ加工した表面が形成されてもよい。

0067

図3はさらに、ターゲット材ガスおよび蒸気を含むターゲット材デブリを光路から押し出すように指向した流れを生成するために、出口(複数の場合あり)188が真空ポンプ120a、bと連携できることも示している。これは、図3でバッファガス流矢印124によって示される。さらに、上記で説明したように、出口(複数の場合あり)118は、真空ポンプ120a、bと連携して、イオンがコレクタ光学素子106’に達する前に、プラズマサイト103とコレクタ光学素子106’の間で、イオンエネルギーを、目標最大エネルギーレベル(例えば100eVより下、また場合によっては30eVより下)に低減するために十分な、距離dにわたる平均ガス圧力Pを有する流動ガスを成立させ維持できる。

0068

図4は、排除しない場合はプラズマの視準線内に入る特定の支持システム構成部品を排除することにより、および/または特定の支持システム構成部品とプラズマの間の距離を増加させることにより、および/または特定の支持システム構成部品と駆動レーザービームパスの間の角度αを増加させることにより、構成部品スパッタリング/デブリ生成を低減するように構成された、図1描写した回転可能な円筒対称要素112を有するターゲット材支持システム148の、より詳細な図を示す。支持システム148に関して、円筒対称要素112は、円筒対称要素112の周囲に横方向に延出するプラズマ形成ターゲット材102のバンドで被覆された表面150を有する。支持システム148はさらに、ターゲット材102のバンドを保護して、表面150へのターゲット材102の初期生成、維持および補充を助長するように機能できる、表面150に重なり実質的に適応するハウジング152を含む。支持システムに関して、円筒対称要素112は、例えばライン154を介した液体窒素の流れを用いて内部冷却され得る。キセノンガス等のターゲット材は、ハウジング152を通って表面150上に噴射されて(またはハウジング152を通過して表面150上に吹き付けられる)、ターゲット材102のバンドを生成して補充できる(キセノン供給ラインは図示していない)。より具体的には、ターゲット材は表面150上に吹き付けられ、そこでターゲット材は固化して、例えば、バンド端155からバンド端156まで延在する凍結キセノンターゲット材102のバンドを生成し、バンドは、プラズマ形成ターゲット材102の作動領域を成立させ、その作動領域内で、プラズマ形成ターゲット材102と、励起源104(図1参照)の出力との間の相互作用が発生し得る。軸158は、円筒対称要素112に取り付けられて、円筒対称要素112を軸線160の周りで回転させ円筒対称要素112を軸線160に沿って平行移動させる機構を提供する。この構成により、ターゲット材のバンドは、駆動レーザー焦点に相対して移動されることができ、それにより照射のための一連の新たなターゲット材スポットを逐次提供する。回転可能な円筒対称要素を有するターゲット材支持システムに関するさらなる詳細は、2014年7月18日に出願されたBykanovらによる、「System And Method For Generation Of Extreme Ultraviolet Light」と題する米国特許出願第14/335,442号に提供されており、その全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

0069

図4はさらに、ハウジング152には、プラズマを生成するために駆動レーザーによって照射されるために、プラズマ形成ターゲット材102を露出するための開口部162が形成されていることを示す。より幾何学的に言えば、開口部162は、ハウジング端157(開口部162の一端にある)等のハウジング152の一部を、プラズマサイト103から遠ざけるためにバンド端155、156を越えて軸方向に延出していることがわかる。さらに、開口部162は、軸線160に対して平行な方向に長さDaxialを有し、また、軸線160に対して垂直な方向に幅Dlateralを有し、Daxial>Dlateralであることがわかる。より具体的には、図示のように、ハウジングは、回転軸に対して平行な長さLを有することができ、開口部162は、ハウジング152の長さの50パーセントを越えて延出してもよい。

0070

図4はさらに、開口部162が第1端164から第2端166まで横方向に延出できることを示す。場合によっては、各端164、166は、端164、166がプラズマの視準線の外側に配置されるように、円筒対称要素112の周囲でのプラズマサイトから距離を置いて配置され得る。

0071

上記の幾何学的形状により、生成するデブリ(例えば、2.5keVまでのエネルギーでイオンを放射するプラズマによって)の量が低減されて、コレクタの耐用年数が改善する。上記の幾何学的形状を有するオープンフェイスのハウジングに加えて、ターゲット支持フランジ(プラズマ視準線内に配置された)が、プラズマによって生成されたイオンが、フランジに達する前にバッファガス(上記の)によって止められるように実地上可能であるだけプラズマから離れて配置される。加えて、本出願人による測定、ならびにアマノ(S.Amano)らによってRev. Sci. Instr.、81、023104(2010)図4掲載されたデータは、角度αw.r.t.レーザー軸が大きくなるにつれイオン流量が降下することを示している。したがって、上記の幾何学的形状は、プラズマ対向構成部品が、実用的なレーザーに相対して最大角αに配置されるべきであり(イオン流量が弱いと予測される場合)、また、実用上可能ならば、低スパッタリングイールド材(例えばAl、C、B)等の低侵食材料またコーティング製であり得ることを確認する。

0072

図4Aは、一対のカバープレート168a、bを含むモジュール設計を有するターゲット材支持システム148’の一実施形態を示す。図示のように、各プレート168a、bは、ハウジング152によって成立される開口部162の一部に重なり、ねじ等の留め具170によって開口部162の各側部でハウジング152に取り付けられている。この構成は、損傷したカバープレート、例えばイオン侵食によって損傷したカバープレートの、その場での交換を可能にする。具体的には、プレート168a、bは、ターゲット材支持システム148’が光源チャンバ内に設置されたままの状態で交換され得る。

0073

検査、フォトリソグラフィーまたは計測等の半導体プロセス用途に、軟X線、EUV、VUVまたは任意のその他のプラズマ生成照射のバンドが用いられ得る。例えば、図5に示すように、検査システム200は、上記の光源100、100’、100”のうち1つのような光源を組み込んだ照射源202を含み得る。検査システム200はさらに、半導体ウェハまたはマスク等の少なくとも1つの試料204を支持するように構成されたステージ206を含んでもよい。照射源202は、照射経路を介して試料204を照射するように構成されてもよく、また、試料204から反射、散乱または放射された照射は、イメージング経路に沿って少なくとも1つの検出器210(例えばカメラまたは光センサアレイ)に指向されてもよい。検出器210に通信可能に結合されたコンピューティングシステム212は、検出された照射信号に関連する信号を処理して、試料204の1つ以上の欠陥の種々の属性を、非一時的キャリア媒体214からコンピューティングシステム212のプロセッサによって実行可能な、プログラム命令216に埋め込まれた検査アルゴリズムに従って特定および/または測定するように構成されてもよい。

0074

さらなる例として、図6は一般に、上記の光源100、100’、100”のうち1つを組み込んだ照射源302を含むフォトリソグラフィーシステム300を示す。フォトリソグラフィーシステムは、リソグラフィー処理向けの半導体ウェハ等の少なくとも1つの基板304を支持するように構成されたステージ306を含んでもよい。照射源302は、基板304または基板304上に配置された層に、照射源302による照射出力でフォトリソグラフィーを実行するように構成され得る。例えば、出力された照射はレチクル308に向けられ、レチクル308から、基板304に向けられて、基板304または基板304上に配置された層に、照射されたレチクルパターンに従ってパターニングする。図5および6に示した例示的実施形態は一般に、上記の光源100、100’、100”の用途を描写しているが、当業者ならば、光源100、100’、100”は、本開示の範囲から逸脱せずに種々の内容に適用され得ることを理解するであろう。

0075

当業者ならばさらに、プロセスおよび/またはシステムおよび/または本明細書に記載されるその他の技術がそれによって有効になり得る種々の媒体が存在すること(例えばハードウェア、ソフトウェアおよび/またはファームウェア)、また、好適な媒体は、プロセスおよび/またはシステムおよび/またはその他の技術が展開される内容によって異なり得ることを理解するであろう。いくつかの実施形態では、種々のステップ、機能および/または操作が、以下のうち1つ以上によって実行される:電子回路論理ゲートマルチプレクサプログラマブル論理デバイスASICアナログもしくはデジタルコントロール/スイッチ、マイクロコントローラ、またはコンピューティングシステム。コンピューティングシステムは、限定はしないが、パーソナルコンピューティングシステムメインフレームコンピューティングシステム、ワークステーションイメージコンピュータパラレルプロセッサ、または当技術分野で知られる任意のその他のデバイスを含み得る。一般に「コンピューティングシステム」という用語は、キャリア媒体からの命令を実行する1つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを包含するように、広範に規定される。本明細書に説明されるような方法を実施するプログラム命令は、キャリア媒体から伝送されるか、またはキャリア媒体に記憶されてもよい。キャリア媒体は、ワイヤケーブル等の伝送媒体、または無線伝送リンクを含み得る。キャリア媒体はさらに、リードオンリーメモリランダムアクセスメモリ磁気もしくは光学ディスク、または磁気テープ等の記憶媒体を含み得る。

0076

本明細書に説明される方法全ては、方法実施形態の1つ以上のステップの結果を記憶媒体に記憶することを含んでもよい。結果は、本明細書に記載された結果のうちいずれを含んでもよく、当技術分野で周知のいずれの方式で記憶されてもよい。記憶媒体は本明細書に記載される任意の記憶媒体、または当技術分野で周知の任意の他の適切な記憶媒体を含んでもよい。結果が記憶された後で、結果は記憶媒体内アクセスされて本明細書に記載される方法またはシステムの実施形態のうちいずれによって用いられても、ユーザへの表示向けにフォーマットされても、別のソフトウェアモジュール、方法またはシステム等によって用いられてもよい。さらに、結果は、「永久に」、「半永久的に」、「一時的に」、または一定期間のみ記憶されてもよい。例えば、記憶媒体はランダムアクセスメモリ(RAM)であってもよく、結果は必ずしも記憶媒体内に永久に残らなくてもよい。

0077

本発明の特定の実施形態を説明してきたが、上記の開示の範囲と趣旨から逸脱せずに、当業者により本発明の種々の改変と実施形態がなされ得ることは明らかである。したがって、本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

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