JP4323095B2 - 遠紫外線リソグラフィのためのフィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、放射源と、放射源からの放射を処理するための処理機構とを含む装置であって、放射源と処理機構の間に、複数のフォイルまたはプレートを含むフィルタが配置された装置に関する。
【０００２】
このような装置は、集積回路の製造、すなわちリソグラフィの応用分野で使用することができる。また、本発明は、その他の様々な分野に適用することもできる。しかし、本発明をよく理解するには、リソグラフィの応用分野が例として役に立つであろう。集積回路の処理速度を改善するために集積回路をより小型化しようとする試みは、継続的になされている。
【０００３】
従来技術によれば、このような集積回路は主に、可視光線および紫外線を用いたリソグラフィを使用することによって製造される。こうした既知の技法を用いると、１２０ナノメートルほどの短さにすることができる集積回路を製造することが可能である。前記回路で使用される紫外線は、１９３ナノメートルの波長を有する。この既知の技法では、集積回路の寸法をそれ以上縮小することはできず、可能な解決策として、遠紫外線（ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）をベースとしたリソグラフィを使用することがある。この遠紫外線は１３ナノメートルの波長を有する。この波長では、既知の光学素子を使用することができない。既知のミラーおよびレンズでは、遠紫外線の大部分を吸収する。これを許容するために、放射源からの放射を処理する処理機構は、シリコン層と交互になった４０個以上のモリブデン層からなる多層ミラーである。
【０００４】
このような遠紫外線リソグラフィ用の装置では、レーザ・プラズマ源は、高エネルギー密度のレーザ源（例えば少なくとも１０¹¹Ｗ／ｃｍ²）を用いて対象物を加熱しプラズマを発生させるために使用される。レーザによって加熱された対象物は、主に短波放射の２次放出源として働くことになる。しかし、これにより、装置中でデブリの効果（ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｅｂｒｉｓ）を生み出す望ましくない粒子および原子も解放されることになる。本発明の目的は、このデブリの発生を防止することである。
【０００５】
ＷＯ９６／１０３２４には、このような放射生成用の装置が開示されている。この装置では、レーザ源で加熱され、２次放出を発生させる、高速回転するターゲットを使用する。プラズマで形成された回転するターゲット上の粒子の運動エネルギーにより、この装置はいわゆるマクロ粒子に対するフィルタリング効果を有する。しかし、この既知の装置では、原子、特に最も高速のミクロ粒子を捕獲することは不可能である。
【０００６】
ＵＳ−Ａ−４，８３７，７９４は、本発明のメインクレームのプリアンブルに記載のフィルタ装置に関する。このフィルタ装置は、高温ガスを拡散させてのぞき窓からそれをそらすためのバッフルを含んでいる。このバッフルを配置することにより、のぞき窓はかなり狭くなる。
本発明の目的は、従来技術の欠点を回避することである。本発明によれば、本発明メインクレームプリアンブル記載の各フォイルまたはプレートは、放射源を基準とした時、径方向に向けられていることを特徴とする。驚くべきことに、この非常に簡単な措置により、原子およびミクロ粒子の捕獲が可能になるだけでなく、このようなミクロ粒子のかたまり、すなわち最小のマクロ粒子の捕獲も可能になる。
さらに、フィルタを組み込んだ装置が光学的に完全に透明になることにより、使用可能な有効視野角に制限がないという利点がある。
【０００７】
本発明による装置の第１の好ましい実施態様は、フォイルまたはプレートが蜂の巣構造に位置決めされることを特徴とする。
【０００８】
本発明による装置の第２の好ましい実施態様は、フォイルまたはプレートが円錐形であり、同心に位置決めされることを特徴とする。
【０００９】
フォイルまたはプレートは、互いに等間隔に分布するように径方向に位置決めされることが好ましい。
【００１０】
このような装置は、放射源および処理機構が配置された場所でバッファ・ガスとともに使用される。この場合、放射源とフィルタの放射源側基端との距離は、バッファ・ガスの圧力およびタイプに応じて選択されるのが適当である。非常に適切なバッファ・ガスの選択肢としては、０．５トル（０．５Ｔｏｒｒ）の圧力を有するクリプトン（Ｋｒｙｐｔｏｎ）であり、放射源とフィルタの基端との距離は５ｃｍである。この設定により、フィルタ中に捕獲すべき粒子がバッファ・ガスの温度、例えば室温となるのに十分な機会が与えられ、それにより粒子の速度は、粒子がフィルタに進入する前に十分に減少する。
【００１１】
さらに、放射源に対するフィルタの長さ（基端から外端までの距離）は、バッファ・ガスの圧力およびフィルタの形態に応じて選択されることが望ましい。具体的に言うと、ガスの圧力は、捕獲すべき粒子の平均の自由行程長さ（ｆｒｅｅ ｐａｔｈ ｌｅｎｇｔｈ）を決定し、ガスの圧力の低下は、自由行程長さが長くなることに対応する。これは、フィルタの形態によって一部補償することができる。例えば、上述の蜂の巣構造を使用すると表面積が大きくなり、粒子が実際に捕獲される機会が多くなる。
【００１２】
フィルタの長さが少なくとも１ｃｍであるときに、良好な結果が得られることが分かる。このフィルタの長さは、通常のガス圧力、例えば１００ミリトル（１００ｍＴｏｒｒ）に対応するものである。
【００１３】
上記に既に述べたように、この装置は室温で動作する。フィルタをほぼ室温以下の温度に維持するという方法により、フォイルまたはプレート上に捕獲された原子および粒子の滞留時間を長くすることができ、それによりフィルタの効力を改善することができる。
【００１４】
さらに、フィルタ中のプレートの数は、各プレートの厚さと、下記の数式によって決定されるフィルタの所望の光学的透明度とに応じて調節されることが望ましい。
【数２】

ここで、ｄ＝放射源側のフィルタの２枚のプレート間距離、
ｄ_f＝フィルタのプレートの厚さである。
【００１５】
このようにして、フィルタの効力を１００％のままにしながら、装置の光出力を適切なレベルに維持することができる。この場合、この装置は、２枚のプレート間距離が約１ｍｍとなるようにプレートの数が調節されることが好ましい。
【００１６】
フィルタの効力は、プレートの表面を粗面にすることによってさらに改善することができる。
【００１７】
本発明はさらに、互いが実質的に平行に位置付けられた複数のプレートがそのそれぞれの表面で、放射源から放出される望ましくない原子および微小粒子を捕獲するセパレートフィルタを備えている。
【００１８】
このようなセパレートフィルタは、その複数のプレートが放射源から径方向に向けられることが好ましい。
【００１９】
次に、図面に関連して本発明についてさらに詳細に説明する。
【００２０】
図中で、同じ参照番号は同じ部分に関するものとする。
【００２１】
図１は、参照番号１で示す放射源と、参照番号２で概略的に示すフィルタとを示している。図面には、装置例えば遠紫外線リソグラフィで使用される処理機構は示していない。この処理機構は、フィルタ２の放射源１とは反対の側に位置している。フィルタ２は、放射源１から径方向に位置決めされたいくつかのプレート３を含む。これらのプレートは、図３に示すように、蜂の巣構造に位置決めすることも、複数の同心円錐として位置決めすることもできる。
【００２２】
図１および図２は、放射源１からの放射の方向に、プレートが互いに等間隔に分布されるように位置決めされている状態を示している。フィルタ２の基端４は、放射源１からＸの距離にあり、この距離は、放射源１、処理機構（図示せず）、およびフィルタ２が配置された場のバッファ・ガスの圧力およびタイプに依存して選択される。この装置が遠紫外線リソグラフィに使用される場合には、バッファ・ガスは、０．５トルの圧力を有するクリプトンであることが好ましく、Ｘの値は５ｃｍにすることができる。フィルタのプレートの長さはＬで示してある。Ｌの値は、バッファ・ガスの圧力およびフィルタ２の形態に依存して選択される。Ｌの値、すなわちフィルタの長さは、少なくとも１ｃｍである。図１では、この値は約１０ｃｍである。プレート３の厚さは、例えば０．１ｍｍにすることができ、放射源１に最も近い側でのプレート間の間隔は、約１ｍｍにすることができる。これにより、下記の数式で決定されるフィルタ２の光学的透明度をもたらすことができる。
【数３】

ここで、ｄ＝フィルタの基端側での２枚のプレート間距離、
ｄ_f＝フィルタのプレートの厚さである。
【００２３】
プレート３の表面をわずかに粗面にすれば、フィルタの効力を増進することができる。
【００２４】
この装置を遠紫外線リソグラフィに使用するときには、１３．５ナノメートルの波長を有する放射を使用する。他のガスに比べてこの波長で最も低い吸収係数を有するヘリウムやクリプトンなどの様々な不活性ガスが、バッファ・ガスとして使用できる。クリプトンの原子質量は放射源から放出される原子およびミクロ粒子のそれと同等（ｍｏｒｅ ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）であり、それにより上記の望ましくない粒子の抑制が強化されるので、クリプトンは、本発明を実施する上できわめて良好に適合するものである。使用されるクリプトン・ガスは、少なくとも数ミリトルの圧力に維持される。距離２０ｃｍ、圧力０．５トルについて考慮すると、所望の放射に対するクリプトンの光学的透明度は約９０％であることに留意されたい。この装置中で使用されるフィルタは、放射源から２ｃｍのところに位置決めされた長さ７ｃｍの銅プレート（その他の材料も可能）から構成される。プレートの厚さが０．２ｍｍであり、プレートが放射源側で約０．８ｍｍ離間していると、フィルタは約８０％の幾何学的透明度を有することになる。フィルタの効力を、室温および約−９０℃の温度で測定した。これら両方の温度で、フィルタの効力は極めて高く、ほぼ１００であることが分かった。
【００２５】
本発明による装置のフィルタ形成部品の様々な寸法、ならびにフィルタから放射源までの距離は、実際には上述の相関比に基づいて決定しなければならないことは、当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲に指定する本発明の概念を逸脱することなく、様々な変更を上記内容に加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による、フィルタを備えた放射源を示す概略図である。
【図２】 本発明によるフィルタの好ましい実施例を示す図である。
【図３】 本発明によるフィルタのさらに２つの好ましい実施例を示す概略図である。

Claims (11)

1. 放射源と、放射源からの放射を処理する処理機構とを含む、例えば遠紫外線リソグラフィに適した装置であって、放射源と処理機構の間に複数のフォイルまたはプレートを含むフィルタが配置される装置において、
   おのおののフォイルまたはプレートは、放射源から見て、径方向に向けて配置されており、
   前記複数のフォイルまたはプレートが蜂の巣構造に位置決めされている、
   ことを特徴とする装置。
2. フォイルまたはプレートが、互いに等間隔に分布するように径方向に位置決めされることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 放射源および処理機構がバッファ・ガス中に配置された装置であって、放射源と放射源に対するフィルタの基端との距離が、バッファ・ガスの圧力およびタイプに応じて選択されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. バッファ・ガスがクリプトンであり、その圧力が少なくとも約０．１トルであり、放射源とフィルタの基端間の距離が５ｃｍであることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 放射源に対するフィルタの基端と外端間距離で形成されるフィルタの長さが、バッファ・ガスの圧力およびフィルタの形態に応じて選択されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. フィルタの長さが少なくとも１ｃｍであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. フィルタが室温以下の温度に維持されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. フィルタ中のプレートの数が、各プレートの厚さと、下記の数式；
   ｄ／（ｄ＋ｄ_ｆ）×１００％
   （ここでｄ＝フィルタの近位側でのフィルタの２枚のプレートの間の距離、
   ｄ_ｆ＝フィルタのプレートの厚さである。）
   によって決定されるフィルタの所望の光学的透明度とに応じて調節されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
9. ２枚のプレート間距離が約１ｍｍとなるようにプレートの数が調節されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. プレートの表面が粗面であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 放射源から放出される望ましくない原子および微小粒子を抑制するため、複数のプレートが互いにほぼ平行に位置決めされ、それらそれぞれの表面上で原子および微小粒子を捕獲するフィルタであって、
    各プレートが放射源から径方向に向けられており、
    前記複数のプレートが蜂の巣構造に位置決めされている、
    ことを特徴とするフィルタ。

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