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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6438412
(24)【登録日】2018年11月22日
(45)【発行日】2018年12月12日
(54)【発明の名称】リソグラフィ装置のための投影システム、ミラーおよび放射源
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20181203BHJP
G03F 7/22 20060101ALI20181203BHJP
G02B 19/00 20060101ALI20181203BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G03F7/22 H
G02B19/00
【請求項の数】22
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2015-554073(P2015-554073)
(86)(22)【出願日】2013年12月12日
(65)【公表番号】特表2016-509691(P2016-509691A)
(43)【公表日】2016年3月31日
(86)【国際出願番号】EP2013076310
(87)【国際公開番号】WO2014114405
(87)【国際公開日】20140731
【審査請求日】2016年12月8日
(31)【優先権主張番号】61/757,358
(32)【優先日】2013年1月28日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】504151804
【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン デ ケルクホフ，マーカス
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン オーステン，アントン
(72)【発明者】
【氏名】バトラー，ハンズ
(72)【発明者】
【氏名】ループストラ，エリック
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン デル ウィスト，マルク
(72)【発明者】
【氏名】ザール，コエン
【審査官】
植木 隆和
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１２−５０４３２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１２８５１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−１６６７７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００３−２０３８６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−０９７７８４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−３０７９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０４６７９９１５（ＵＳ，Ａ）
【文献】
特開２０１４−１６０２４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｇ０３Ｆ ７／２０
Ｇ０２Ｂ ５／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
放射ビームをリソグラフィ装置内の基板のターゲット部分上に投影する投影システムであって、前記投影システムは、
少なくとも１つのミラーであって、前記ミラーを位置決めおよび／または前記ミラーの形状を構成し、かつアクティブ制振を前記ミラーに提供するように動作可能なアクチュエータを少なくとも１つ含む、少なくとも１つのミラーと、
（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のためにアクチュエータ制御信号を生成するための少なくとも１つのコントローラとを備え、
前記ミラーを位置決めおよび／または前記ミラーの形状を構成するときの（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のためにゼルニケ座標系が使用され、アクティブ制振を前記ミラーに提供するときの（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のためにモード座標系が使用される、投影システム。
少なくとも１つのミラーであって、前記ミラーを位置決めおよび／または前記ミラーの形状を構成し、かつアクティブ制振を前記ミラーに提供するように動作可能なアクチュエータを少なくとも１つ含む、少なくとも１つのミラーと、
（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のためにアクチュエータ制御信号を生成するための少なくとも１つのコントローラとを備え、
前記ミラーを位置決めおよび／または前記ミラーの形状を構成するときの（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のためにゼルニケ座標系が使用され、アクティブ制振を前記ミラーに提供するときの（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のためにモード座標系が使用される、投影システム。
【請求項2】
前記アクチュエータ制御信号が、制御信号の周波数に応じて、前記ミラーを位置決めおよび／または前記ミラーの形状を構成するときの（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のための第１アクチュエータ制御信号と、アクティブ制振を前記ミラーに提供するときの（１つ以上の）前記アクチュエータの制御のための第２アクチュエータ制御信号とに分離されるように動作可能である、請求項１に記載の投影システム。
【請求項3】
前記第１アクチュエータ制御信号および前記第２アクチュエータ制御信号を得るために第１デカップリング行列および第２デカップリング行列がそれぞれ使用されるように動作可能である、請求項２に記載の投影システム。
【請求項4】
前記第１デカップリング行列の出力をフィルタリングするためのローパスフィルタおよび前記第２デカップリング行列の出力をフィルタリングするためのハイパスフィルタを含む、請求項３に記載の投影システム。
【請求項5】
前記ミラーは、フィードバック信号を提供するための少なくとも１つのセンサを含み、前記フィードバック信号は、前記第１アクチュエータ制御信号および前記第２アクチュエータ制御信号に対して負のフィードバックを提供するために使用される、請求項１〜４のいずれかに記載の投影システム。
【請求項6】
１つ以上の第１コントローラは、前記第１アクチュエータ制御信号を生成するために使用され、１つ以上の第２コントローラは、前記第２アクチュエータ制御信号を生成するために使用され、（１つ以上の）同じセンサを用いて（１つ以上の）前記第１コントローラによる使用のために前記ゼルニケ座標系に従って第１フィードバック信号を生成し、（１つ以上の）前記第２コントローラによる使用のために前記モード座標系に従って第２フィードバック信号を生成する、請求項５に記載の投影システム。
【請求項7】
前記ミラーは、前記ミラーの中心と比べて前記ミラーの外縁の近くにより急峻なプロファイルを有する反射面を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の投影システム。
【請求項8】
前記ミラーの前記形状は、（１つ以上の）前記アクチュエータによって加えられる修正変形の効果を最大限にするように特定の収差パターンのために選択される、請求項１〜７のいずれかに記載の投影システム。
【請求項9】
前記ミラーの位置を変更するための１つ以上の位置アクチュエータに加えて、前記ミラーの前記形状を構成するために単一の変形アクチュエータが設けられ、前記単一の変形アクチュエータは、前記ミラーの裏面の中央領域で動作可能であり、前記ミラーはエッジより中心の近くにより厚いプロファイルを有する、請求項１〜８のいずれかに記載の投影システム。
【請求項10】
前記ミラーは、前記単一の変形アクチュエータが使用されたときに変形が所望の変形と一致することを確実にする形状を有する、請求項９に記載の投影システム。
【請求項11】
前記ミラーの表面と垂直である変形アクチュエータは、前記ミラーの表面と平行である２つのさらなるアクチュエータによって支持され、前記さらなるアクチュエータの各々は、センサおよびコントローラを含む、請求項９または１０に記載の投影システム。
【請求項12】
前記変形アクチュエータは、センサおよびコントローラを含む、請求項１１に記載の投影システム。
【請求項13】
前記アクチュエータは、前記ミラーと直接接続するための作動ニードルを含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の投影システム。
【請求項14】
前記作動ニードルは、ミラー材料内のくぼみを介して前記ミラーと接続される、請求項１３に記載の投影システム。
【請求項15】
前記作動ニードルは一次元のみで動作可能である、請求項１３または１４に記載の投影システム。
【請求項16】
複数の前記ミラーを備える投影システムであって、各ミラーは複数のアクチュエータを有し、各アクチュエータは、前記ミラーを位置決めし、前記ミラーの前記形状を構成し、かつ前記ミラーにアクティブ制振を提供するように動作可能である、請求項１〜１５のいずれかに記載の投影システム。
【請求項17】
ミラーの位置を変更するための１つ以上の位置アクチュエータに加えて、前記ミラーの前記形状を構成するための単一の変形アクチュエータを含むミラーであって、前記単一の変形アクチュエータは、前記ミラーの裏面の中央領域で動作可能であり、前記ミラーはエッジより中心の近くにより厚いプロファイルを有する三角形状又は台形状を有する、ミラー。
【請求項18】
前記ミラーは、前記単一の変形アクチュエータが使用されたときに変形が所望の変形と一致することを確実にする形状を有する、請求項１７に記載のミラー。
【請求項19】
前記ミラーの表面と垂直である前記変形アクチュエータは、前記ミラーの表面と平行である２つのさらなるアクチュエータによって支持され、前記さらなるアクチュエータの各々は、センサおよびコントローラを含む、請求項１７または１８に記載のミラー。
【請求項20】
前記変形アクチュエータは、センサおよびコントローラを含む、請求項１９に記載のミラー。
【請求項21】
請求項１７〜２０のいずれかに記載のミラーを備える、投影システム。
【請求項22】
請求項１〜１６のいずれかまたは請求項２１に記載の投影システムを備える、リソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願への相互参照[0001] 本願は、２０１３年１月２８日に出願した米国仮出願第６１／７５７，３５８号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。
【背景技術】
【0002】
[0002] 本発明は、リソグラフィ装置のための投影システムおよびそのためのミラーに関する。本発明は、そのような投影システムを含むリソグラフィ装置にも関する。本発明は、リソグラフィ装置のための放射源にも関する。
【0003】
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。
【0004】
[0004] リソグラフィは、ＩＣや他のデバイスおよび／または構造の製造における重要なステップの１つとして広く認識されている。しかしながら、リソグラフィを使用して作られるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは、小型ＩＣあるいは他のデバイスおよび／または構造を製造できるようにするためのより一層重要な要因になりつつある。パターン印刷の限界の理論推定値を、式（１）に示す解像度に関するレイリー基準によって得ることができる。
【数1】
上の式では、λは使用される放射の波長であり、ＮＡはパターンを印刷するために使用される投影システムの開口数であり、ｋ１はレイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整係数であり、ＣＤは印刷されたフィーチャのフィーチャサイズ（またはクリティカルディメンション）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの縮小は、以下の３つの方法、露光波長λを短縮することによって、開口数ＮＡを増加させることによって、あるいはｋ１の値を低下させることによって達成することができる、と言える。
【0005】
[0005] 露光波長を短縮するため、したがって、最小印刷可能サイズを縮小させるためには、極端紫外線（ＥＵＶ）放射原を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３〜１４ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。１０ｎｍ未満の波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったような５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射を使用できることがさらに提案されている。そのような放射を極端紫外線または軟Ｘ線放射と呼ぶ。可能な放射源としては、例えば、レーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源、または電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源が挙げられる。
【0006】
[0006] ＥＵＶ放射は、プラズマを用いて生成することができる。ＥＵＶ放射を生成するための放射システムは、プラズマを提供するために燃料を励起するレーザと、プラズマを収容するソースコレクタ装置とを含んでよい。プラズマは、例えば、適切な材料（例えば、スズ）の粒子あるいはＸｅガスまたはＬｉ蒸気などの適切なガスまたは蒸気の流れなどといった燃料にレーザビームを向けることによって生成することができる。結果として生じるプラズマは、出力放射、例えばＥＵＶ放射を放出し、これは、放射コレクタを用いて集光される。放射コレクタは、放射を受けて放射をビームに合焦させるミラー法線入射放射コレクタであってよい。ソースコレクタ装置は、プラズマを支持するために真空環境を提供するように配置された閉鎖構造またはチャンバを含んでよい。そのような放射システムを、通常、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）源と呼ぶ。【0007】
[0007] ＥＵＶ投影光学系内のミラーは、堅くて機械的に安定した要素である。高い剛性は、高コントローラ帯域幅を得るために望ましい高い固有振動数をもたらす。しかしながら、レンズ加熱によって引き起こされ得るミラー収差の影響を打ち消すために、意図的に変形させることができるミラーを提供することが提案されている。ここでは、取り入れられた変形は、収差の影響を（少なくとも部分的に）打ち消す。そのようなミラーは、より柔軟である必要がある。そのような剛性の低下は、より低い固有振動数をもたらし、したがって、より低い帯域幅をもたらし得る。
【発明の概要】
【0008】
[0008] 許容可能なコントローラ帯域幅を維持しながら投影光学系内で変形可能なミラーを利用できることが望ましい。
【0009】
[0009] 第１態様における本発明は、放射ビームをリソグラフィ装置内の基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムを提供する。投影システムは、少なくとも１つのミラーであって、ミラーを位置決めおよび／またはミラーの形状を構成し、かつアクティブ制振をミラーに提供するように動作可能な少なくとも１つのアクチュエータを含む、少なくとも１つのミラーと、（１つ以上の）アクチュエータの制御のためにアクチュエータ制御信号を生成するための少なくとも１つのコントローラとを備え、ミラーを位置決めおよび／またはミラーの形状を構成するときの（１つ以上の）アクチュエータの制御のために第１座標系が使用され、アクティブ制振をミラーに提供するときの（１つ以上の）アクチュエータの制御のために第２座標系が使用される。
【0010】
[0010]第２態様における本発明は、ミラーを備える投影システムを提供し、ミラーの形状は、（１つ以上の）アクチュエータによって加えられる修正変形の効果を最大限にするように特定の収差パターンのために選択される。
【0011】
[0011] 第３態様における本発明は、ミラーの位置を変更するための１つ以上の位置アクチュエータに加えて、ミラーの形状を構成するための単一の変形アクチュエータを含むミラーを提供し、単一の変形アクチュエータは、ミラーの裏面の中央領域で動作可能であり、ミラーはエッジより中心の近くにより厚いプロファイルを有する。
【0012】
[0012] 第４態様における本発明は、ミラーの形状を構成するためのアクチュエータを含むミラーを提供し、アクチュエータは、ミラーと直接接続するための作動ニードルを含む。
【0013】
[0013] 第５態様における本発明は、格子構造を含む放射源であって、格子構造は、少なくとも第１成分波長および第２成分波長に対する格子構造に入射するゼロ次放射を抑制するように動作可能である、放射源を提供する。この格子構造は、少なくとも第１成分波長に対するゼロ次回折放射の破壊的干渉を引き起こすように構成された第１形状と、第１形状に重ね合わされ、かつ少なくとも第２成分波長に対するゼロ次回折放射の破壊的干渉を引き起こすように構成された第２形状とを含むプロファイルを有する。
【0014】
[0014] 第６態様における本発明は、格子構造を含む放射源であって、格子構造は、少なくとも第１成分波長に対する格子構造に入射するゼロ次放射を抑制するように動作可能である、放射源を提供する。この格子構造は、格子構造によって回折された放射が少なくとも第１成分波長に対するゼロ次回折放射に対して破壊的に干渉する３相の放射を含むように、３つの表面レベルを提供する規則的間隔構造を含む周期的プロファイルを有する。
【0015】
[0015] 本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作を、添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、本明細書では例示のためにのみ提示されている。本明細書に含まれる教示に基づき、当業者には追加の実施形態が明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
[0016] 本明細書に組み込まれかつ本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示し、さらに、記述とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるように役立つ。本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。【0017】
[0017] 本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて以下に記載される詳細な説明からより明らかになるであろう。図面において、同じ参照記号は、全体を通じて対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、基本的に、同一の、機能的に同様な、および／または構造的に同様な要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
[0018] 図１は、本発明の一実施形態によるソースモジュールＳＯを含むリソグラフィ装置１００を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、‐放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
‐パターニングデバイス（例えば、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構築され、かつパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
‐基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、かつ基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
‐パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【0019】
[0019] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【0020】
[0020] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。
【0021】
[0021] 「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。
【0022】
[0022] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、およびハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
【0023】
[0023] 投影システムは、照明システムのように、使われている露光放射にとって、あるいは真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折、反射、磁気、電磁気、静電型または他の種類の光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントまたはこれらの組合せを包含することができる。他のガスは放射を吸収しすぎることがあるので、ＥＵＶ放射に対して真空を用いることが望ましいことがある。したがって、真空環境を、真空壁および真空ポンプを用いてビームパス全体に提供することができる。
【0024】
[0024] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。
【0025】
[0025] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
【0026】
[0026] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、ソースモジュールＳＯから極端紫外線（ＥＵＶ）ビームを受ける。ＥＵＶ光を生成する方法としては、ＥＵＶ範囲内の１つ以上の輝線を有する例えばキセノン、リチウムまたはスズなどの少なくとも１つの要素を有するプラズマ状態に材料を変換することが挙げられるが、必ずしもこれに限定されない。そのような一方法では、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ぶことが多い所要のプラズマは、所要のＥＵＶ発光要素を有する材料の小滴、流れまたは群などの燃料をレーザビームで照射することによって生成することができる。ソースモジュールＳＯは、燃料を励起するためのレーザビームを提供するためにレーザ（図１に示していない）を含むＥＵＶ放射システムの一部であってよい。結果として生じるプラズマは、ソースモジュールに配置された放射コレクタを用いて収集された出力放射（例えばＥＵＶ放射）を放出する。例えば、ＣＯ２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供する場合、レーザとソースモジュールは、別個の構成要素であってもよい。
【0027】
[0027] そのような場合には、レーザは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また放射ビームは、レーザからソースモジュールへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源がＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマＥＵＶジェネレータである場合、放射源は、ソースモジュールの一体部分とすることもできる。
【0028】
[0028] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセットフィールドおよび瞳ミラーデバイスといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
【0029】
[0029] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡから反射した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＰＳ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサＰＳ１を使い、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。
【0030】
[0030] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。 １．ステップモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。
２．スキャンモードにおいては、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。
３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【0031】
[0031] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【0032】
[0032] 図２は、放射システム４２、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳを含むリソグラフィ装置の実施形態をより詳細に示している。図２に示すように、放射システム４２は、レーザ生成プラズマを放射源として使用するタイプのものである。ＥＵＶ放射は、ガスまたは蒸気、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気またはＳｎ蒸気によって生成されてよい。このガスまたは蒸気では、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するために非常に高温のプラズマが生成される。この非常に高温のプラズマは、例えば、ＣＯ２レーザ光を用いる光励起により少なくとも部分電離プラズマを引き起こすことによって生成される。例えば、１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気あるいは他のあらゆる適切なガスまたは蒸気の分圧は、放射の効率的な生成のために必要とされる場合がある。ある実施形態では、ＥＵＶ範囲内の放射を放出するためにＳｎを用いてプラズマが生成される。
【0033】
[0033] 放射システム４２は、図１の装置内のソースＳＯの機能を組み入れる。放射システム４２は、ソースチャンバ４７を含む。本実施形態では、このソースチャンバ４７は、ＥＵＶ放射源を実質的に囲うだけではなく、図２の例では法線入射コレクタ（例えば、多層ミラー）であるコレクタ５０も囲う。
【0034】
[0034] ＬＰＰ放射源の一部として、レーザシステム６１は、コレクタ５０に設けられたアパーチャ６７を介してビームデリバリシステム６５によって供給されるレーザビーム６３を提供するように構築および配置される。さらに、放射システムは、ターゲット材料源７１によって供給されるＳｎまたはＸｅなどのターゲット材料６９を含む。本実施形態では、ビームデリバリシステム６５は、所望のプラズマ形成位置７３に実質的に合焦されたビームパスを確立するように配置される。
【0035】
[0035] 動作中、燃料と呼ぶこともできるターゲット材料６９は、小滴の形態を有するターゲット材料源７１によって供給される。そのようなターゲット材料６９の小滴がプラズマ形成位置７３に到達すると、レーザビーム６３は小滴に衝突し、ＥＵＶ放射放出プラズマがソースチャンバ４７の中で形成される。パルスレーザの場合、これは、レーザ放射のパルスが位置７３を通過する小滴と一致するタイミングを伴う。上記したように、燃料は、例えば、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）またはリチウム（Ｌｉ）であってよい。これらは、数十ｅＶの電子温度を有する高電離プラズマを生成する。より高いエネルギーのＥＵＶ放射を、例えばＴｂおよびＧｄなどの他の燃料材料によって生成することもできる。これらのイオンの逆励起および再結合中に生成されるエネルギー放射は位置７３でプラズマから放出される望ましいＥＵＶを含む。プラズマ形成位置７３およびアパーチャ５２は、それぞれ、コレクタ５０の第１焦点および第２焦点に配置され、ＥＵＶ放射は、法線入射コレクタミラー５０によって中間焦点ＩＦに合焦される。
【0036】
[0036] 図２では放射ビーム５６で示されているように、ソースチャンバ４７から発散される放射ビームは、いわゆる法線入射リフレクタ５３，５４を介して照明システムＩＬを横切る。法線入射リフレクタは、ビーム５６を、サポート（例えば、レチクルまたはマスクテーブル）ＭＴ上に位置決めされたパターニングデバイス（例えば、レチクルまたはマスク）上に誘導する。パターン付きビーム５７が形成され、これは投影システムＰＳによって反射要素５８，５９を介してウェーハステージまたは基板テーブルＷＴによって支えられる基板上に結像される。通常、示されているものよりも多くの要素が照明システムＩＬおよび投影システムＰＳ内に存在してよい。例えば、図２に示す２つの要素５８および５９より１〜４個またはそれより多くの反射要素が存在してもよい。放射コレクタ５０に類似した放射コレクタが従来知られている。
【0037】
[0037] 当業者には明らかなように、基準軸Ｘ、ＹおよびＺを定義して装置の形状および挙動と、その様々なコンポーネントと、放射ビーム５５、５６、５７とを測定し、記述することができる。装置の各部分では、Ｘ、ＹおよびＺ軸の局所基準フレームを定義することができる。Ｚ軸はシステム内の所定の地点で光軸Ｏの方向と概ね一致し、パターニングデバイス（レチクル）ＭＡの平面とほぼ垂直かつ基板Ｗの平面と垂直である。ソースモジュール（装置）４２では、Ｘ軸は燃料流（６９、後述する）の方向と概ね一致する一方、Ｙ軸は示すように紙面から突き出る向きに直交する。他方、レチクルＭＡを保持するサポート構造ＭＴの付近では、Ｘ軸は、Ｙ軸に整列したスキャン方向とほぼ交差する。便宜上、図２の概略図の領域では、マークが示すように、Ｘ軸も紙面から突き出る。これらの記号は当技術分野での慣例であり、本明細書中では便宜のために採用される。原則的に、装置およびその挙動を記述する任意の基準フレームを選択することができる。
【0038】
[0038] 望ましいＥＵＶ放射に加えて、プラズマは、他の波長の放射、例えば、可視のＵＶおよびＤＵＶ範囲の放射を生成する。レーザビーム６３からはＩＲ放射も存在する。非ＥＵＶ波長は、照明システムＩＬおよび投影システムＰＳには望ましくなく、非ＥＵＶ放射を遮断するために様々な手段が配置されてよい。図２に概略的に示すように、透過型ＳＰＦが仮想光源点ＩＦの上流に適用されてもよい。そのようなフィルタの代わりにまたはそれに加えて、フィルタリング機能を他の光学系に組み入れることができる。例えば、より長いＩＲ放射を仮想光源点ＩＦから離れるように迂回させるように調整された格子構造を提供することによって、回折フィルタをコレクタ５０および／またはミラー５３，５４等に組み入れることができる。したがって、ＩＲ、ＤＵＶおよび他の望ましくない波長に対するフィルタは、ソースモジュール（放射システム４２）、照明システムＩＬおよび／または投影システムＰＳ内のビーム５５、５６および５７の経路に沿って１つ以上の箇所に設けてもよい。
【0039】
[0039] 例えば液体スズである燃料を供給するために、小滴ジェネレータまたはターゲット材料源７１がソースチャンバ４７内に配置されて小滴の流れをプラズマ形成位置７３に向かって発射する。動作中、レーザビーム６３は、放射の衝撃を与えて各燃料小滴をプラズマに変換するためにターゲット材料源７１の動作と同期して供給される。小滴が供給される周波数は、数キロヘルツ、あるいは数十または数百キロヘルツであってもよい。実際には、レーザビーム６３は、レーザシステム６１によって少なくとも以下の２つのパルスで供給することができる。限られたエネルギーを有するプレパルスＰＰが、燃料材料を小さな雲へと気化させるために、小滴がプラズマ配置に到達する前にその小滴に供給される。その後、レーザエネルギーのメインパルスＭＰが、所望の配置の雲に供給されてプラズマを生成する。典型的な例では、プラズマの直径は約２〜３ｍｍである。トラップ７２が閉鎖構造４７の反対側に設けられ、何らかの理由によってプラズマに変換されない燃料を捕獲する。
【0040】
[0040] レーザシステム６１は、例えば、ＭＯＰＡ（主発振器電力増幅器）型であってもよい。そのようなレーザシステム６１は、「マスタ」レーザまたは「シード」レーザを含み、それに続いて、レーザエネルギーのメインパルスを拡大された小滴の集団に向かって発射するための電力増幅器システムＰＡと、レーザエネルギーのプレパルスを小滴に向かって発射するためのプレパルスレーザとを含む。ビームデリバリシステム２４は、レーザエネルギー６３をソースチャンバ４７に供給するために設けられる。実際には、レーザエネルギーのプレパルス要素は、別のレーザによって供給されてもよい。レーザシステム６１、ターゲット材料源７１および他のコンポーネントは、コントローラ（図示せず）によって個別に制御されてもよい。コントローラは、多数の制御機能を果たし、システムの様々な要素のためのセンサ入力および制御出力を有する。センサは、放射システム４２の要素にまたはその周辺に、かつ任意的にリソグラフィ装置における他の箇所に配置されてもよい。本発明のいくつかの実施形態では、メインパルスおよびプレパルスは、同じレーザから得られる。本発明の他の実施形態では、互いに独立しているが同期して動作するように制御された異なるレーザから得られる。ＬＰＰ源装置に生じ得る問題としては、レーザビームデリバリシステム６５の光学素子がプラズマからのデブリによって汚染されるということである。特に、レンズまたはミラーである最終光学素子は、プラズマから噴出した燃料の粒子に直接露光される。屈折（透過）要素は、スズ堆積物によってすぐに覆い隠され、レーザ放射の透過の減少および望ましくない加熱へと繋がる。銅ミラーなどの反射最終要素は、一時はスズ堆積物により耐性があり得るが、反射および集束の効率を維持するために次第に洗浄を必要とする。
【0041】
[0041] できる限りの汚染を阻止するために、ある種の汚染トラップ８０をプラズマ形成部位７３とビームデリバリシステム６５の光学素子との間に設けてよい。このような場合にいわゆるフォイルトラップの使用が知られている。トラップは、静的または回転フォイルトラップ、あるいはその両方の組み合わせであってもよい。当該技術分野では周知のように、回転フォイルトラップ（ＲＦＴ）は、望ましい放射ビームの障害にあまりならないように放射方向と整列された多数の薄い羽根を含む。羽根は、ビーム方向と平行の長さに延在し、光軸（Ｏ）から放射状に延在する。フォイルが光軸Ｏの周りを回転すると、動きの遅い汚染物質粒子は、羽根の掃引動作によって捕捉される。あいにくフォイルトラップ自体がビームに対して何らかの障害となり、プラズマ形成位置７３に供給される放射電力の損失という結果をもたらす。トラップに吸収された放射は加熱に繋がり、結果的にトラップの変形およびそこからの放射に繋がる。結果的に、ＲＦＴは、装置の全体的な性能を維持するために効果的とならない場合がある。例えば、逆流ガスに基づく他のタイプのトラップが代わりに配置される（例えば、低圧窒素）。これらの他のタイプのトラップは、必ずしもデブリを止めるために効果的であるとは限らない。
【0042】
[0042] 図３は、図２に示す構成の代わりに使用することができる別のＬＰＰ源構成を示している。主な違いは、メインパルスレーザビームが、集光されるＥＵＶ放射が通常メインレーザパルスを受けた方向に放出される放射であるように、中間焦点ＩＦの方向から燃料小滴上に誘導されることである。
【0043】
[0043] 図３は、プラズマ形成位置１３２に供給されるメインパルスビーム１３１を放出するメインレーザビームデリバリシステム１３０を示している。ビームデリバリシステムの少なくとも１つの光学要素、この場合、折り畳みミラー１３３は、プラズマ位置１３２と中間焦点との間の光軸に配置される。（ここで使用する「折り畳み」という用語は、ミラーの折り畳みではなくビームの折り畳みを意味する。）位置１３２でプラズマによって放出されるＥＵＶ放射１３４または光軸Ｏに沿って折り畳みミラー１３３に向かって戻らない少なくとも大部分は、斜入射型コレクタ１３５によって集光される。このタイプのコレクタは既に知られているが、通常はＬＰＰ源ではなく放電生成プラズマ（ＤＰＰ）源で使用される。デブリトラップ１３６も示されている。プレパルスレーザビーム１３８を燃料小滴に供給するためのプレパルスレーザ１３７が設けられている。この例では、プレパルスエネルギーは、中間焦点ＩＦから離れる燃料小滴の横に供給される。この概略図で示す要素が縮尺通りではないことを理解されたい。
【0044】
[0044] 図４に投影システムが、一例として、光学システムフレームに取り付けられた３つの反射ミラーとして示されている。装置では、投影システムは、例えば、より多くの、例えば４つまたは６つのミラーを含んでよく、各ミラーは図４に示すように取り付けられる。ミラーＭ１、Ｍ２およびＭ３は、ミラー１０を６自由度で正確に位置決めできることが好ましいそれぞれの位置決めシステムを介してフレーム１７に取り付けられる。サブナノメートル位置精度に対して、各ミラーを制御する位置ループは高いサーボ帯域幅（≧２００Ｈｚ）を有する必要があり、これはサーボループで見られる機械的固有振動数によって物理的に制限される。ミラー自体は、比較的小型であって比較的単純な構造および高剛性を有するので、動特性は、高コントローラサーボ帯域幅に必要とされる高い内部機械的固有振動数（例えば、＞２０００Ｈｚ）で設計されてよい。アクチュエータ１５は、各ミラー１０を選択的に位置決めするように駆動する。位置決めアクチュエータ１５は、ローレンツ力モータであってよい。位置センサ１３などのサーボフィードバック要素を用いて光学システムサブフレーム１１に対する要素の位置を測定することができる。制御システムの要件に応じて、位置センサ１３を用いてミラー１０の相対的な変位、速度および／または加速を決定することができる。
【0045】
[0045] ミラー１０の位置決めの精度は、投影システムおよび投影システムフレーム内の振動および他の位置ノイズによって影響され得る。位置ノイズは、例えば、投影システムの外部の影響（例えば、ベースフレームと投影光学システムとの間の振動絶縁または懸架システムを介して送られる音響ノイズ、残留床振動およびスキャン反応力）によって生成され、かつ投影システム要素の位置を調整するために使用するアクチュエータの反応力などの内部影響によって生成される。これらの振動の少なくとも一部を補償する一方法は、ミラー固有振動数のアクティブ制振である。
【0046】
[0046] 例えば、レンズ誘導加熱から結果として得られるミラー収差の影響を打ち消すために、ミラーを変形可能とすることが望ましい。これを行うことにより、ミラー収差を取り消すように変形の取り消しを意図的に取り入れることができる。これは、ミラーをあまり固くしない必要性という結果に自然となる。しかしながら、剛性の低下は、より低い固有振動数となり、したがってより低いサーボ帯域幅となる。
【0047】
[0047] ミラーの低下した剛性は、センサおよびアクチュエータの量が同じままであった場合に減少したサーボ帯域幅を必要とする。例えば、モード制御を加えることにより、センサおよびアクチュエータの数を増加させることによってより高い帯域幅を得ることができる。しかしながら、ミラーに取り付けることができる物理的デバイスの数は少なく、アクチュエータを物理的に接続することは一定量の収差を誘導するので、アクチュエータの数を最小限することは好ましい。したがって、ミラー位置決めおよび変形制御に使用されるのと同じアクチュエータおよび／またはセンサをモード制御のために使用することが提案されている。
【0048】
[0048] 図５は、本発明の第１実施形態のためのシステム制御図を示している。ミラー５１０位置決めおよび変形のため、かつ共振モードのアクティブ制振のために使用されるアクチュエータ５００および／またはセンサ５０５が示されている。ミラー位置決めおよび変形に対して、特定の座標系、例えば、６剛体位置および多数のゼルニケ多項式（低周波数信号）を含むゼルニケ座標系が必要とされる。アクティブ制振に対して、別の座標系、例えば、モード座標（高周波数信号）を含む座標系が必要とされる。周波数領域において２つの可能なデカップリング行列との間で切り替えることによって、両方の座標系における制御を同時に達成することができる。
【0049】
[0049] ミラー５１０位置および変形（例えば、６剛体およびＮゼルニケコントローラ）およびアクティブ制振（例えば、６＋Ｎモード形状コントローラ）の両方を制御するための多数のコントローラ５１５が示されている。Ｎは、所要のミラー変形およびアクティブに制振する必要があるモードの数によって決定される。Ｎは追加のアクチュエータ／センサの数と等しい。コントローラは、入力ｉとして、センサ５０５からのフィードバック信号と組み合わされてより高いレベルの機械ソフトウェアからセットポイント位置およびゼルニケ座標を受け取る。コントローラから出力される制御信号は、モードデカップリング行列５２０とゼルニケデカップリング行列５２５とに別々に供給される。モードデカップリング行列５２０からの出力は、その出力が高周波数信号にのみ有効であるため、ハイパスフィルタ５３０を通過する。続いて、フィルタリングされた信号は、ミラー５１０制振を制御するためにアクチュエータ５００に供給される。ゼルニケデカップリング行列５２５からの出力は、その出力が低周波数信号にのみ有効であるため、ローパスフィルタ５３５を通過する。続いて、フィルタリングされた信号は、ミラー５１０位置決めおよび変形を制御するためにアクチュエータ５００に供給される。
【0050】
[0050] 図６は、図５の構成の変形を示している。この例では、センサ５０５の測定値も周波数分離を受けることになり、測定されたモード位置は測定されたゼルニケ位置から分離される。モード位置信号を得るために、センサ５０５信号は、モードデカップリング行列６００を介して供給され、その後ハイパスフィルタ６２０を通過する。これらのモード位置信号は、アクティブ制振の制御のために専用のモードコントローラ５１５ａにフィードバックされ、ここでシステム入力ｉ１（ゼロであり得る）と組み合わされる。同様に、ゼルニケ位置信号を得るために、センサ５０５信号は、デカップリング行列６１０によってミラーの剛体位置および変形を表現する信号に変換され、ローパスフィルタ６３０を通過する。これらのゼルニケ位置信号は、ミラー位置および変形を制御するために専用の剛体／ゼルニケコントローラ５１５ｂにフィードバックされ、ここでシステム入力ｉ２（より高いレベルのソフトウェアによって生成される）と組み合わされる。このようにして、専用のコントローラを２つの制御方式のために使用することができる。
【0051】
[0051] ミラー変形、共振モードのアクティブ制振のために必要なセンサ／アクチュエータを用いることは、高い位置制御帯域幅を可能にし、したがって、低いイメージ位置エラーを可能にする。
【0052】
[0052] 特定の形態の変形を達成するために必要であるアクチュエータの数を最小限にするために、１つ以上のミラーの形状を調整することが提案されている。例えば、図７に示すように、ミラーがより三角形または台形となるようにそのミラーを再形成することにより、中心よりエッジに急峻な変形を作り出すために単一の変形アクチュエータ（位置アクチュエータに加えて、ミラー変形専用の追加のアクチュエータである）のみが必要である。図７は、（ａ）ミラーの裏面に作用する単一の変形アクチュエータによる変形の前７００および変形の後７００’の平面ミラーを示し、（ｂ）ミラーの裏面に作用する単一の変形アクチュエータによる変形の前７１０および変形の後７００’の部分台形ミラーを示している。ミラー周辺部における他の力は、ミラーの位置アクチュエータによって提供される。ミラー形状は、単一の変形アクチュエータ（または最小数のアクチュエータ）を用いる特定の形態の最も効率的な作動を可能にするように、例えば、特定のゼルニケ形態の効率的な修正または最も発生する一般の（１つ以上の）ミラー変形のためにミラー形状を選択することができる。
【0053】
[0053] ポジティブミラーの裏面の中心位置に作用する単一の変形アクチュエータのみが使用される場合、ミラーの厚さ形状は、単一の力から結果的に生じる変形が中央のへこみだけではなく所望の形状となるように選択することができる。図８はそのような構成を示している。図８はミラーフレーム８１０内のミラー８００を示し、ミラーは、エッジよりアクチュエータの中心の近くにより厚いプロファイルを有し、かつ単一のアクチュエータのみが使用された場合に変形が所望の変形と一致することを確実にする特定の形状を有する。変形アクチュエータは矢印８１５で表され、その動作（ミラープロファイルと組み合わせて）によってミラーをＸおよびＹ寸法に曲げる。ミラー位置決めのための位置アクチュエータ８２０（例えば、６自由度（６ｄｏｆ）ローレンツモータ）も示されている。
【0054】
[0054] ６ｄｏｆ位置アクチュエータの帯域幅を制限するアクチュエータの低周波数を防止するために、ミラー表面と垂直な変形アクチュエータは、ミラー表面に平行な２つのアクチュエータによって支持されてよく、各アクチュエータは、センサおよび（例えば、比例積分微分ＰＩＤ）コントローラを有する。さらに、主要な変形アクチュエータは、通常ローレンツモータで使用されるように、センサおよびコントローラを有してよい。全てのコントローラは、通常ローレンツモータに使用されるように、ＰＩＤコントローラからの微分動作（Ｄ動作）にアクティブ制振を含んでよい。内部変形の測定は、６ｄｏｆ位置センサとは異なる内部センサを用いて行うことができ、したがって、別の座標系を用いることもできる。
【0055】
[0055] 望ましくないミラー変形を減らすために、最小数のアクチュエータをミラーに接続することが好ましい。例えば、ミラーは３つのインサートを含んでよく、２−Ｄアクチュエータは各インサートに接続される。誘導レンズ収差により、同様の方法でアクチュエータをさらに加えることは望ましくない。図９は、以下「ニードル」アクチュエータと呼ぶタイプのアクチュエータ９００を示し、これはインサートを用いてミラー９１０に接続されないがミラー材料に直接接続される。ニードルアクチュエータ９００は小さい力を加えるだけであり、したがって小さいアクチュエータユニットを必要とするだけであるため、ニードルアクチュエータ９００は、非作動方向に非常に柔軟であり得る。ミラー材料にノッチ９２０を設けること以外は、ミラー自体に特定の寸法を必要としていない。ある実施形態では、ニードルアクチュエータは、押すことだけ可能であり、したがってプレストレスを与えることが必要である。
【0056】
[0056] ＬＰＰ ＥＵＶ源は、その出力に高赤外（ＩＲ）成分を有してよく、燃料を励起するために使用されるレーザによって放出されて燃料小滴からコレクタに向かって反射するＩＲ放射からが主である。このＩＲ成分は、オーバーレイエラーに繋がるウェーハ加熱および光学（過）熱を防止するために放射源出力からできる限り取り除かれるべきである。
【0057】
[0057] この問題は図１０に概略的に示されている。図１０は燃料小滴３１０に入射するＩＲレーザビーム３００を示している。一部のＩＲ放射３２０はコレクタ５０に戻るように反射する。ＩＲフィルタリングは、コレクタ５０表面（「スペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ）コレクタ」と呼ばれることがある）に組み込まれる格子３３０を設けることによって実現することができる。この格子３３０を調整して１０．６μｍの駆動ＩＲ波長のためのゼロ次反射放射３４０（これはフィルタ３３０によって基本的に抑制されるので点線として示される）を打ち消す。次いで一次反射放射３５０（および他の次数）は、中間焦点（ＩＦ）でまたはその近くのキャップ３６０によって遮断することができる。
【0058】
[0058] このゼロ次相殺は、単一の特定波長に特有であり、二次ラインに対して効果的ではない。これは二次ＩＲラインが効果的に抑制されていないことを意味し、ＩＲレーザまたはデリバリシステムで除去される必要がある。この制限は、多数のＣＯ２出力ラインの使用を効果的に防止することによってレーザシステムからの正味のＩＲ出力を制限する。
【0059】
[0059] 一部の現在のＣＯ２ＩＲレーザは、主要な１０．６μｍラインに加えて波長９．６μｍの強力な二次ラインを出力する。このラインの使用は、全体的な出力を１０％増加させることができる。多数の出力ラインの使用は、波長フィルタリングが必要ないかまたは少ない波長フィルタリングが必要であることを意味し、さらに、より少ないレベル遷移障害の存在を意味する。
【0060】
[0060] コレクタ上の抑制格子は破壊的干渉の基本原理を使用し、格子の上部領域からの各寄与は、下部領域からの位相外れの同等の寄与によって打ち消される。これは上部と下部の等面積（デューティサイクルＤＣ＝５０％）および格子深さλ／４（より一般的にはλ／４＋ｎ*λ／２）と同じである。
【0061】
[0061] 図１１は、これらの条件を満たす最も単純なプロファイル２００を示している。ｐは格子ピッチ（一例として、１０００μｍであってよい）を表し、λ１は格子によって抑制される波長（例えば、１０．６μｍ）である。図に示すように、プロファイル２００は、格子深さλ１／４（例えば、２．６５μｍ）を有する二元（方形波）構造を表す。
【0062】
[0062] 追加される形状が格子の上部および下部の両方で同一となるように、さらなる形状を図１０の構造に追加することによってこの基本的なレイアウトを広げることが提案されている。このようにして、各寄与に対して依然として１８０度の位相外れの同等の寄与が存在する。
【0063】
[0063] 一実施としては、基本ピッチｐを有する格子に重ね合わされたハーフピッチｐ２＝ｐ／２を有する段階格子の追加が挙げられる。同様に、別の実施としては、ダブルピッチｐ２’＝２*ｐを有する段階格子をピッチｐを有するオリジナル格子に重ね合わせることが挙げられる。
【0064】
[0064] 図１２は、これらの実施のうちの後者のプロファイル２１０を示している。繰り返しとなるが、ｐは（メイン）格子ピッチを表し、λ１は格子によって抑制されるメイン波長（例えば、１０．６μｍ）である。λ２は、格子によって抑制される二次波長（例えば、９．６μｍ）である。プロファイル２１０は、便宜上、図１１のプロファイル２００に重ね合わされて示されている（ここでは点線で示している）。格子の上部および下部のそれぞれの上に、深さλ２／４（前述の例では２．４μｍになり得る）を有するステップが追加されてこの二次波長の破壊的干渉のための条件を満たす。
【0065】
[0065] 図１２のプロファイルは、基本ピッチｐを有する格子に重ね合わされたハーフピッチｐ２＝ｐ／２を有する段階格子の追加を含む例にとって好ましい場合がある。なぜなら、これはメイン波長（１０．６μｍ）の抑制が損なわれるのが最低限になることを意味するからである。より大きいピッチは、ＩＲ放射がより小さい角度で回折されて熱負荷が空間フィルタまたはアパーチャの近くでより集中していることを意味する。したがって、最も強い波長がより小さいピッチを有することが好ましい。
【0066】
[0066] この概念は、形状が上部および下部の両方のプロファイルに対して等しい限り、任意の形状の格子を含むようにさらに一般化することができる。したがって、このステップ形状は、一次抑制を維持しながらあらゆる所望の二次特性のために設計することができる。
【0067】
[0067] 実際には、この一般化は、基本的な破壊的干渉条件が満たされている限り、上部および下部の両方の形状が自由形状であるさらなるステップをとることができる（「各寄与に対して１８０度の位相外れの同等の寄与が必要である」）。
【0068】
[0068] この原理は、３つ以上の波長を抑制するための単純な方法で広げることができる。（しかし、実際には、これはピッチおよびエッジ損失の考慮によって制限される。追加の波長ごとに、ピッチの倍増および追加のエッジを必要とする。）これは、最適な波長および／またはレーザタイプがメインパルスと比べてプレパルスに対してはかなり異なり得る例に対して有用となり得る（例えば、プレパルスに対して１μｍで出力するＮｄ−ＹＡＧレーザ、メインパルスに対して１０．６μｍおよび９．６μｍの両方で出力する上述したＣＯ２レーザ）。プレパルスに対するパワーは、さらに、コレクタ格子３３０がメインパルスの（１つ以上の）波長に対してのみ調整された場合に制限されるべきである。
【0069】
[0069] （密接配置された波長を有する）デュアルラインＩＲメインパルスおよび（約１０倍短い波長を有する）別のプレパルス波長の特定の例に対して、本明細書中に記載された概念を、長いおよび短い波長の両方を抑制するように格子深さが選択される従来型の深さの最適化と組み合わせることができる。既に述べたように、深さがλ／４＋ｎ*λ／２の式を満たす場合、破壊的干渉が発生し、したがって、ｎを変化させることにより同じ深さが２つの異なる波長を満たすことができる。この具体例では、１０．６μｍ放射に加えて、深さ２．６５μｍは、１μｍ波長放射を妥当な程度にまで抑制する。一実施形態では、両方の格子深さ（すなわち、メイン格子の深さおよびメイン格子に重ね合わされた格子の深さ）は、メインパルスおよびプレパルスの両方の寄与を抑制するように選択される。
【0070】
[0070] λ／４格子は、ゼロ次を相殺するように（２つの均等に広い表面積からの）同等の強度および逆位相（λ／４異なる表面垂直位置）の２つの信号の生成に依拠する。便宜な表示としては複素平面がある。幅ｗｋおよび深さｚｋの各平面要素は、以下のように点ｐｋで表される。【数2】
上の式では、
【数3】
である。ゼロ次が消える条件は、Σｐｋ＝０の場合である。λ／４格子は、２つの対点、ｐ１＝ｐ２で表される。
【0071】
[0071] 上記したこのようなλ／４格子は、ゼロ次反射を強く抑制することに効果的であるが、格子は２つの一次における入射パワーの４０％を反射する。図１０に示すように、一次は、このパワーが消散されるＩＦキャップ３６０によって遮断される。
【0072】
[0072] ＭＯＰＡ−ＰＰ駆動レーザの場合のように、レーザパワーがコレクタ５０上のホットスポットに集中した場合、ＩＦキャップ３６０上に２つのホットスポットが生じ、各ホットスポットは、コレクタによって送られるパワーの約４０％を含む。したがって、この熱負荷は、ＩＦキャップ３６０の最大仕様を超え、高パワーレベルおよび高デューティサイクルの機械的損傷をもたらし得る。
【0073】
[0073] したがって、三重相λ／６格子を、λ／４格子の代わりにコレクタ格子３３０として用いることが提案されている。この格子は、ゼロ次も同様に抑制する一方、反射する一次放射を、λ／４格子に対する４０％と比べて入射パワーの２３％に減少させる。したがって、一次ホットスポットパワーは、二倍近く減少され、ＩＦキャップ３６０に対するダメージのリスクを減少させる。
【0074】
[0074] 図１３は、そのような格子を構成する構造のうちの１つの断面を示している。格子は、格子のより下部プロファイルと中間プロファイルとの間に深さλ／６を有する。繰り返しとなるが、λは入射放射の波長である。
【0075】
[0075] λ／６格子は、λ／４格子の次に格子の最も単純な一般化である。図１３に示すように３つのほぼ等しい表面が存在するところでは、複素平面内の原点に中心がある正三角形として表すことができる。三相の解決策では、高差がΣｐｋ＝０となるように選択される限り、レベルの幅は異なってもよい。三重相格子に対しては、６つのパラメータ、ｗｋおよび【数4】
がある。位相のうちの一つ、例えば
【数5】
をゼロに設定できることを考慮に入れると、以下のとおりとなる。
【数6】
そして、２つの独立したパラメータが残る。ｗ１＝ｗ３を選択することにより、これを単一の自由パラメータｗ２に減少させ、キルヒホッフ格子近似または標準電磁コードを用いて一次と二次との間の所望の比率のために最適化することができる。
【0076】
[0076] 図１４は、一例として、ｗ１＝ｗ３＝ｗ＝０．３２１Ｐ、ｗ２＝Ｐ−２ｗに対する、厳密結合波理論（ＲＣＷＡ）コードを用いて波長λ＝１０．６μｍの光で照らされたピッチＰの二波格子から得られる回折パターンを示している。上の式では、回折効率はｙ軸にあって、回折次数はｘ軸にある。
【0077】
[0077] 構造の全高は、幅および位相の選択によって変化する。λ／４格子に対してより大きく、λ／３で最大である。このようにして、一次および二次をさらに最適化し、強度をほぼ同等にすることができる。
【0078】
[0078] この概念は、あらゆる数の位相レベルに一般化することができる。位相レベルの数を二倍にすることによって、この概念を図１２に関連して説明した概念と組み合わせることができる。
【0079】
[0079] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【0080】
[0080] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
【0081】
[0081] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。