JP2012531730A - スペクトル純度フィルタ、リソグラフィ装置、及びスペクトル純度フィルタを製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水素ラジカル雰囲気におけるシリコン成分の使用に関連する欠点を伴わずに、効率的および製造が容易であるＥＵＶスペクトル純度フィルタを提供する。
【解決手段】極端紫外放射を透過させるよう構成されたスペクトル純度フィルタは、極端紫外放射を透過させるとともに、第２のタイプの放射の透過を抑制する複数のアパーチャを有するフィルタ部分を含む。アパターチャは、シリコンなどの半導体材料に、異方性エッチングプロセスにより製造され得る。半導体材料は、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４、二酸化ケイ素ＳｉＯ_２、または炭化ケイ素ＳｉＣ等の水素耐性層が設けられている。アパーチャの側壁の粗さ特性が増大されてもよい。フィルタ部分の厚さは約２０μｍであり、アパーチャの幅は約２μｍから約４μｍであってよい。
【選択図】図４Ｄ

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００９年６月３０日に出願された米国特許仮出願第６１／２２２，００１号、及び２００９年８月２７日に出願された米国特許仮出願第６１／２３７，５８９号の利益を主張し、参照によりそれら両出願の全体が本明細書に引用される。

（分野）
本発明は、スペクトル純度フィルタ、そのようなスペクトル純度フィルタを含むリソグラフィ装置、及びスペクトル純度フィルタを製造する方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板のターゲット部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の個々の層に形成されるべき回路パターンを形成するために使用されうる。このパターンが基板（例えばシリコンウエハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分に転写される。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群のターゲット部分が含まれ、これらは連続的に露光される。公知のリソグラフィ装置にはステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、ターゲット部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各ターゲット部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（「走査」方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をこの方向に平行または逆平行に同期して走査するようにして各ターゲット部分は照射を受ける。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。

パターン印刷を制限する重要な要因は、使用される放射の波長λである。さらに小さな構造を基板上に投影できるようにするために、１０〜２０ｎｍ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極端紫外（ＥＵＶ）放射を使用することが提案されている。さらに、１０ｎｍより小さい波長、例えば６．７ｎｍまたは６．８ｎｍといったように５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有するＥＵＶ放射が使用されてもよいことが提案されている。このようなＥＵＶ放射を軟Ｘ線と呼ぶことがある。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からのシンクロトロン放射が挙げられる。

錫（Ｓｎ）プラズマに基づくＥＵＶ源は、所望の帯域内ＥＵＶ放射だけでなく、帯域外放射、特に深ＵＶ（ＤＵＶ）範囲（１００〜４００ｎｍ）内の放射も放出する。さらに、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）ＥＵＶ源の場合、通常１０．６μｍのレーザからの赤外放射は、かなりの量の望ましくない放射を表す。ＥＵＶリソグラフィシステムの光学系は通常これらの波長においてかなりの反射率を有するため、何らかの手段がとられない場合、望ましくない放射はかなりのパワーを有してリソグラフィツールへと伝搬する。

リソグラフィ装置においては、帯域外放射はいくつかの理由により最小化されるべきである。第１に、レジストは帯域外波長に対して敏感であり、よって画像品質が低下し得る。第２に、望ましくない放射、特にＬＰＰ源における１０．６μｍの放射は、マスク、ウェハおよび光学系の望ましくない加熱を引き起こす。望ましくない放射を特定の範囲内とするために、スペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ）が開発されている。

スペクトル純度フィルタは、ＥＵＶ放射に対して反射型または透過型のいずれかであってよい。反射型ＳＰＦの実施は、典型的には、既存のミラーの変形または追加の反射要素の挿入を必要とする。透過型ＳＰＦは、典型的には、コレクタとイルミネータとの間に配置され、原理上、少なくとも放射経路に影響を与えない。これは、他のＳＰＦとの柔軟性および互換性という結果をもたらすので、利点になり得る。

グリッドＳＰＦは、望ましくない放射がＥＵＶ放射よりかなり大きい波長を有する場合、例えばＬＰＰ源における１０．６μｍの放射であった場合に使用され得る透過型ＳＰＦの種類を形成する。グリッドＳＰＦは、抑制される波長程度のサイズを有するアパーチャを含む。抑制のメカニズムは、従来技術および本明細書中の詳細な実施形態においてさらに説明されるように、種々のタイプのグリッドＳＰＦの間で異なり得る。ＥＵＶ放射の波長（１３．５ｎｍ）はアパーチャのサイズ（典型的には、＞３μｍ）よりかなり小さいため、ＥＵＶ放射は実質的な回折なしにアパーチャを通過する。

いくつかの従来のスペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ）は、望ましくない放射を抑制するためにミクロンサイズのアパーチャを有するグリッドに基づく。米国特許出願公開第２００６／０１４６４１３号は、２０μｍまでの直径を有するアパーチャのアレイを含むスペクトル純度フィルタ（ＳＰＦ）を開示している。放射波長と比較したアパーチャのサイズによって、ＳＰＦは、異なるメカニズムによって望ましくない放射を抑制し得る。アパーチャサイズが（望ましくない）波長の約半分より小さい場合、ＳＰＦはこの波長の実質的に全ての放射を反射する。アパーチャサイズはより大きいが依然として波長程度であった場合、放射は少なくとも部分的に回折されてアパーチャ内の導波路で吸収され得る。

これらのＳＰＦに対するおおよその材料パラメータおよび仕様は周知である。しかしながら、これらの仕様における製造は簡単ではない。最も難しい仕様は、典型的には直径４μｍのアパーチャ、典型的には５〜１０μｍのグリッドの厚さ、および最大ＥＵＶ透過を確実にするためのアパーチャ間の非常に薄くて（典型的には＜１μｍ）平行な（テーパ状ではない）壁である。

半導体製造によってよく理解されているフォトリソグラフィ・パターニングおよび異方性エッチングプロセスを用いてこのようなグリッドを製造のための有望な材料として、シリコン（Ｓｉ）が浮上している。十分に制御された断面を有する深いアパーチャに対しては、もちろん課題は残るが、ディープ・リアクティブ・イオンエッチング（ＤＲＩＥ）が有望なものとして見出されている。２００８年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／１９３，７６９号は、本発明において適用可能である様々な製造方法を開示している。その出願の内容は本明細書中に参考により援用される。

シリコン（Ｓｉ）がＳＰＦの製造に対して有望な材料である一方、実際のＥＵＶリソグラフィ装置における汚染管理に関連する様々なメカニズムは、水素、特に水素ラジカル（原子Ｈ）を大気中に放出する。本発明者は、これらのラジカルがＳｉフィルタ材料を分解し、そして一層悪いことに、汚染物質を照明系内の重要な光学表面へと運ぶ可能性があることを発見した。ＥＵＶ投影のための最も良い反射素子ですら、より知られている光学系と比較して低い割合の放射しか反射しない。このような劣化は、リソグラフィ装置の生産性を著しく制限するであろう。フィルタは、様々な放射波長からの加熱効果に耐えなければならない。

米国特許第７，０３１，５６６Ｂ２号は、「マクロ多孔性シリコン」からなるＵＶ放射用のフィルタを開示しており、ここでは孔は、ウェハ材料の厚さｔよりかなり小さい直径ｄを有する。スペクトルフィルタまたは他の用途の両方として、このような構造を製造するための多数の従来技術が検討された。米国特許第７，０３１，５６６Ｂ２号は、所望の波長を導波する孔の側壁上に、ＳｉＯ_２の透明コーティングを適用することを提案している。分析機器での使用のために２００〜４００ｎｍの通過帯域波長が言及されており、孔は約１μｍの直径および約５０μｍの深さを有する。米国特許第７，０３１，５６６Ｂ２号の明細書は所々に「極端ＵＶ」について言及しているが、これは定義されておらず、挙げられた例は本出願において考慮されているサブ２０ｎｍの範囲にはない。導波路材料ＳｉＯ_２は、次世代フォトリソグラフィについて言及されているＥＵＶ波長では透明ではない。

シリコンによって形成されたＳＰＦに関するさらに潜在的な問題は、ＥＵＶ照明系内の雰囲気である。これは名目上は真空であるが、実際には、光学表面の崩壊堆積物（debris）及び汚染物質を軽減するとともに、高真空領域と装置の外部ポートとの間のバッファを生成するために故意に導入されたガスを含んでいる。この目的に用いられる特定のガスは、水素（Ｈ_２）である。ＥＵＶ源の領域の条件は、多数の水素ラジカル（Ｈ原子）を生成させるが、これらは、ＳＰＦに好適なシリコン材料と極めて反応性に富む。これは２つの問題をもたらす。ＳＰＦ自体の劣化と、ＳＰＦから運ばれたＳｉによる光学系の汚染である。特にグリッド状構造は、比較的大きな露出面を有しており、これが水素アタックの問題を悪化させるおそれがある。

本発明の一態様は、水素ラジカル雰囲気におけるシリコン成分の使用に関連する欠点を伴わずに、効率的および製造が容易であるＥＵＶスペクトル純度フィルタを提供することである。フィルタ部分の厚さは約２０μｍよりも小さくてもよい。各アパーチャの直径は、約２μｍよりも大きくてもよい。各アパーチャの直径は、約２μｍから約１０μｍの範囲内であってもよい。半導体材料は、好ましくはシリコンである。アパーチャは、約３μｍから約６μｍの範囲の周期を有していてもよい。好ましくは、フィルタ部分は実質的に平面であってよく、複数のアパーチャは、第２のタイプの放射の透過を抑制しつつ極端紫外放射を透過させるようフィルタ部分の前面から後面まで延在していてもよい。各アパーチャは、少なくとも約８０ｎｍの粗さを有するテクスチャ加工された側壁により画定されてもよい。反射性材料は、アパーチャの側壁に沿って少なくとも約１μｍ延在していてもよい。このフィルタは、一体不可分のフィルタホルダを含んでもよい。

本発明の一実施形態によると、極端紫外放射（λ＜２０ｎｍ）のためのスペクトル純度フィルタが提供される。このフィルタは、キャリア材料（例えばシリコンなどの半導体材料）に製造されたグリッド状構造を備え、その表面領域の全てまたは大部分にわたって水素耐性材料の表面層が設けられている。グリッド状構造は、例えば、複数のアパーチャを有する略平面フィルタ部分を含んでおり、各アパーチャはフィルタ部分の前面から後面へ完全にまたは実質的に延在する側壁によって画定される。

水素耐性材料（キャリア材料よりも水素ラジカルに対して著しく耐性が高い任意の材料として定義される）は、コーティングとして適用されてもよいし、または基礎をなす半導体を変形することにより形成されてもよい。例示的な材料は、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４、及び／またはＳｉＮ、二酸化ケイ素ＳｉＯ_２、及び炭化ケイ素ＳｉＣである。製造の容易性および反射コーティングなどの他の材料との相性に応じて、フィルタの異なる部分を形成するために異なる材料が用いられてもよい。所望の及び不要な放射の透過率や反射率などの光学特性のために、保護材料が選択される。言い換えると、例えば反射体または導波路として水素耐性を有する機能性材料が既に設けられているので、特殊な水素保護材料が追加される必要はない。

スペクトル純度フィルタは、第２のタイプの放射の透過を抑制しつつ、極端紫外放射を透過させるようフィルタ部分の前面から後面まで延在する複数のアパーチャを有するフィルタ部分を備える透過型であってもよい。フィルタ部分の平面における各アパーチャの寸法は、約２μｍより大きくてよく、例えば約１．５μｍから約１０μｍの範囲内、約１．５μｍから約４μｍの範囲内、または約２μｍから約３μｍの範囲内であってよい。このサイズは対象となるＥＵＶ波長よりかなり大きいが、例えば抑制されるべき遠赤外線の波長とは同程度である。水素耐性材料は、前面及び／または後面だけでなく、アパーチャの内壁を覆ってもよい。

スペクトル純度フィルタは、シリコン（Ｓｉ）から成り約１０μｍの厚さを有するフィルタ部分と、該フィルタ部分のおける複数のアパーチャとを含んでもよい。各アパーチャは実質的に垂直な側壁により画定される。

側壁は、テクスチャ加工されてもよい。ＤＲＩＥ及び他の異方性エッチングプロセスは、通常、側壁にあるテクスチャを形成する。本発明のいくつかの実施形態では、このテクスチャは、壁の光学特性を変更するために意図的に拡大されている。一実施形態では、サイズが約８０ｎｍよりも大きい、例えば１００ｎｍから約２００ｎｍの粗さ特性のＳｉＣ層が設けられる。このＳｉ層は、水素浸食から保護するが、また、もし設けられていなければかすめ入射で送られるであろう放射を反射及び散乱する。

一態様によれば、極端紫外放射を透過させるよう構成されたスペクトル純度フィルタが提供される。このスペクトル純度フィルタは、極端紫外放射を透過させるとともに、第２のタイプの放射の透過を抑制する複数のアパーチャを有するフィルタ部分を含み、該フィルタ部分は、シリコンなどの半導体材料と、水素耐性材料の表面層とを含む。フィルタ部分の厚さは、約２０μｍより小さくてもよい。各アパーチャの直径は、約２μｍよりも大きく、または約２μｍから約１０μｍの範囲内であってもよい。アパーチャは、約３μｍから約６μｍの範囲の周期を有する。フィルタ部分は実質的に平面であってよく、複数のアパーチャは、第２のタイプの放射の透過を抑制しつつ極端紫外放射を透過させるようフィルタ部分の前面から後面まで延在していてもよい。各アパーチャは、少なくとも約８０ｎｍの粗さを有するテクスチャ加工された側壁により画定されてもよい。反射性材料は、アパーチャの側壁に沿って少なくとも約１μｍ延在していてもよい。水素耐性材料の層は、ＳｉＮ、ＳｉＣ及び／またはＳｉＯ_２を少なくとも部分的に含んでいてもよい。フィルタは、一体不可分のフィルタホルダを含んでもよい。

本発明の別の態様は、極端紫外放射用のスペクトル純度フィルタを提供することである。このスペクトル純度フィルタは、第２のタイプの放射の透過を抑制しつつ、極端紫外放射を透過させるよう大きさ及び配置にされた複数のアパーチャを有する略平面フィルタ部分を備える。各アパーチャはフィルタ部分の前面と後面との間に延在する側壁により画定されており、側壁は、かすめ入射とならない面（non-grazing incidence surface）を与えるようテクスチャ加工されている。

反射面、潜在的には側壁面の全体は、第１及び／または第２のタイプの放射に対して反射性を有する材料の層を有してもよい。反射面が例えばＳｉＣである一方、フィルタ部分は、Ｓｉなどの半導体であってよい。

本発明の一実施形態によると、極端紫外放射を含む放射を生成するように構成された放射源と、放射を放射ビームへと調整するように構成された照明系と、パターニングデバイスを支持するように構成された支持部とを含むリソグラフィ装置が提供される。パターニングデバイスは、放射ビームをパターン付けするように構成されている。当該装置はまた、ターゲット材料上にパターン付けされた放射ビームを投影するように構成された投影系と、極端紫外放射を他の放射からフィルタするように構成されたスペクトル純度フィルタとを含む。このスペクトル純度フィルタは、極端紫外放射を透過させるよう構成され、極端紫外放射を透過させるとともに、第２のタイプの放射の透過を抑制する複数のアパーチャを有するフィルタ部分を含むスペクトル純度フィルタであってよい。フィルタ部分は、半導体材料と、水素耐性材料の表面層とを含む。このようなスペクトル純度フィルタは、上述したスペクトル純度フィルタであってよい。スペクトル純度フィルタは、シリコンなどの半導体材料に製造されたグリッド状構造を含んでおり、その表面領域の全てまたは大部分にわたって水素耐性材料の表面層が設けられている。
本発明の一実施形態によると、透過型スペクトル純度フィルタを製造する方法が提供される。この方法は、グリッド状フィルタ部分を形成するために異方性エッチングプロセスを用いて半導体基板に複数のアパーチャをエッチングするステップを備える。アパーチャは、抑制されるべき第２放射の波長より小さいまたは同等である一方、極端紫外放射の波長よりも大きい直径を有してよい。例えば、直径は、約１．５μｍから約６μｍの範囲内、または約２μｍから約４μｍの範囲内であってよい。本方法によれば、水素耐性材料の保護層が表面領域の全てまたは大部分にわたって設けられてもよい。

エッチングは、アパーチャを画定する、テクスチャ加工された側壁を形成してもよい。そのような側壁のテクスチャは、かすめ入射とならない反射面を側壁に入射する放射に与えるために、約８０ｎｍを超える寸法であってよい。反射面は、水素に対する耐性と、第２の波長の放射の一部または全てに対する反射性との両方を有する材料の層が設けられてもよい。ＳｉＣは、反射性と水素耐性の両方を有する材料である。選択的に、反射層はモリブデンまたはルテニウムを含んでもよい。

フィルタ部分の異なる部分上に保護層を形成するために、異なる水素耐性材料が設けられてもよい。フィルタ部分の前面におけるアパーチャ間に、例えば前記第２の波長の反射を高めるための金属層（例えばＭｏ）を有してもよい。

水素耐性材料の表面層を設けるステップは、フィルタ部分の半導体材料上に直接的に前記材料を堆積させるステップ、前駆体材料を堆積させ、該前駆体材料を水素耐性材料に変化させるようにフィルタ部分を処理するステップ、及び／または半導体材料を水素耐性材料に変化させるようにフィルタ部分を処理するステップを含んでもよい。エッチングプロセスは、基板をＳＦ_６プラズマ及びフルオロカーボンプラズマに交互にさらすステップを含んでもよい。

本方法は、エッチストップ層を有する半導体基板を設けるステップと、異方性エッチングプロセスを用いて、アパーチャがエッチストップ層に届くように半導体基板をエッチするステップとを含んでもよい。本方法はさらに、基板にアパーチャを製造した後にエッチストップ層を除去するステップを含んでもよい。エッチストップ層は、半導体基板内に、２つの基板外面から間隙を介して設けられてもよい。選択的に、アパーチャは約１００ｎｍから約１０μｍの範囲の直径を有する。

本発明の実施形態によれば、アパーチャの異方性エッチングがディープ・リアクティブ・イオンエッチングを用いてシリコン基板に施される。シリコン基板は、約１０μｍの厚さを有しており、アパーチャは約１．５μｍから約１０μｍの範囲、例えば約１．５μｍから約６μｍの範囲、またはさらに約２μｍから約４μｍの範囲の直径を有している。

一部の実施形態におけるエッチングは、フィルタ部分の平面に対して垂直に走りアパーチャを画定するテクスチャ加工された側壁を生成する。テクスチャは、側壁に入射する放射にかすめ入射とはならない反射面を与えるために、約５０ｎｍを超える寸法、例えば約１００ｎｍから２００ｎｍの間の寸法とすることができる。反射面は、水素に対する耐性と、第２の波長の放射の一部または全てに対する反射性との両方を有する材料の層が設けられてもよい。ＳｉＣはそのような材料の一つである。

本発明の実施形態が付属の図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。各図面において対応する参照符号は対応する部分を指し示す。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す図である。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置のレイアウトを示す図である。

本発明の一実施形態に係るスペクトル純度フィルタの正面図である。

水素耐性層の形成前の、スペクトル純度フィルタの製造プロセスの一実施形態の概略図を示す図である。

本発明の一実施形態に係る、製造の中間ステージにおけるスペクトル純度フィルタの傾斜断面図のマイクロ写真画像である。

図５のスペクトル純度フィルタにおける２つのアパーチャ間の壁のより詳細な画像である。

本発明の一実施形態に係るスペクトル純度フィルタの一部の上面図である。

本発明の一実施形態に係る、水素耐性層を組み込んだスペクトル純度フィルタの概略断面図である。

本発明の一実施形態に係る保護層の製造プロセスの一種類を示す図である。

本発明の一実施形態に係る保護層の製造プロセスの別の種類を示す図である。

本発明の一実施形態に係るスペクトル純度フィルタの概略断面図と、拡大された側壁の詳細図である。

本発明の一実施形態に係る、保護層及び反射層を組み込んだスペクトル純度フィルタの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る、保護層及び反射層を組み込んだスペクトル純度フィルタの概略断面図である。 本発明の一実施形態に係る、保護層及び反射層を組み込んだスペクトル純度フィルタの概略断面図である。

図１は、リソグラフィ装置の主な特徴を模式的に示す。リソグラフィ装置は、放射源ＳＯと、該放射源からの放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するよう構成されている及び照明系（イルミネータ）ＩＬとを含む。指示部ＭＴ（例えばマスクテーブル）は、パターニングデバイスＭＡ（例えばマスクまたはレチクル）を支持するよう構成されるとともに、パターニングデバイスを特定のパラメータに従って正確に位置決めするよう構成された第１位置決め装置ＰＭに接続されている。基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴは、基板Ｗ（例えばレジストでコーティングされた半導体ウェハ）を保持するよう構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成された第２位置決め装置ＰＷに接続されている。投影系ＰＳは、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するよう構成されている。

照明系は、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射の向きや形状を整え、あるいは放射を制御するためのものである。

支持部ＭＴは、パターニングデバイスを支持する。支持部は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否か等のその他の条件に応じた方式で、パターニングデバイスを保持する。支持部は、機械的固定、真空固定、静電固定、またはパターニングデバイスを保持するその他の固定技術を用いてもよい。支持部は、例えばフレームまたはテーブルであってよく、これらは固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。支持部は、パターニングデバイスが例えば投影系に対して所望の位置にあることを保証してもよい。

本明細書で用いられる「パターニングデバイス」なる用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するために放射ビーム断面にパターンを与えるのに使用される何らかのデバイスを表すと広義に解釈すべきである。通常、放射ビームに付与されたパターンは、ターゲット部分に生成される集積回路等のデバイスにおける特定の機能層に対応している。放射ビームに付与されたパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ、すなわち所謂アシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分の所望のパターンに厳密に対応していなくてもよいことを留意されたい。

パターニングデバイスは、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。実用上の理由から、ＥＵＶリソグラフィに対する現行の提案は、図１に示されるような反射型のパターニングデバイスを採用している。パターニングデバイスにはマスクやプログラム可能ミラーアレイ、プログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスク、さらには多様なハイブリッド型マスクが含まれる。プログラム可能ミラーアレイは例えば、小型ミラーのマトリックス配列で構成される。各ミラーは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個別的に傾斜可能である。ミラーマトリックスにより反射された放射ビームには、傾斜されたミラーによってパターンが付与されている。

本明細書で用いられる「投影系」なる用語は、使用される露光放射に応じて、あるいは真空の使用等のその他の要因に応じて適切とされる、屈折光学素子、反射光学素子、反射屈折光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、またはこれらの組合せを含む何らかの投影系であると広義に解釈されるべきである。ＥＵＶ放射または電子ビーム放射には真空を使用することが望ましい。放射または電子をガスが過度に吸収しうるからである。よって、真空壁及び真空ポンプの利用によってビーム経路の全体に真空環境を提供するようにしてもよい。ＥＵＶに特有な実施例が下記に図２を参照して記載されている。

本明細書において「投影レンズ」なる用語の使用は、より一般的な「投影系」なる用語と同じ意味であると見なしてよい。ＥＵＶ波長に対し、透過性材料は容易には利用できない。従って、ＥＵＶシステムにおける照明及び投影用の「レンズ」は通常、反射型、すなわちカーブミラーである。

リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または２つ以上のマスクテーブル）を備えてもよい。こうした多重ステージ型の装置においては、複数のテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルが露光のために使用されている間に、１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。

また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の高い液体、たとえば水で覆われ、それにより投影系と基板との間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。液浸液は例えばマスクと投影系との間などの、リソグラフィ装置の他の空間に与えられてもよい。液浸技術は、投影系の開口数を大きくするため技術として周知である。本明細書で使用される「液浸（immersion）」という用語は、基板などの構造が液体の中に沈められなければならないことを意味するものではなく、むしろ露光中に投影系と基板との間に液体がある程度のことを意味するものである。

図１に示されるように、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射を受け取る。例えば放射源がエキシマレーザである場合には、放射源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされず、放射は放射源ＳＯから照明器ＩＬへとビーム搬送系ＢＤ（図示せず）を介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは、例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。他の場合においては、放射源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。放射源ＳＯと照明器ＩＬとは、またビーム搬送系が必要とされる場合にはこも合わせて、放射系と総称される。

イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するための調整装置（アジャスタ）を備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータ及びコンデンサなどの種々の他の要素を備えてもよい。イルミネータは、ビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。

放射ビームＢは、支持部ＭＴに保持されているパターニングデバイスＭＡに入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。パターニングデバイスＭＡで反射された放射ビームＢは、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により、基板テーブルＷＴは正確に移動される。こうして例えば放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃを位置決めするように移動される。同様に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために、第１位置決め装置ＰＭと別の位置センサＩＦ１（干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサであってよい）が使用されてもよい。この位置決めは、例えばマスクライブラリからのマスクの機械検索後や走査中に行われる。

一般に、マスク支持部ＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現されうる。同様に基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを使用して実現されうる。ステッパでは（スキャナとは異なり）、支持部ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。マスクＭＡと基板Ｗとは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用のターゲット部分を占拠しているが、アライメントマークはターゲット部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、マスクＭＡに複数のダイがある場合には、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

図示の装置は以下のモードのうち少なくとも１つで使用することができる。

１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で１つのターゲット部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一の静的露光で転写されるターゲット部分Ｃのサイズを制限することになる。

２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一の動的露光でのターゲット部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離がターゲット部分の（走査方向の）長さを決定する。

３．別のモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、プログラム可能パターニングデバイスＭＡは実質的に静止状態とされ、基板テーブルＷＴは移動または走査される。このモードでは一般にパルス放射源が用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは１回の走査中において基板テーブルＷＴが移動するたびに、または１回の走査中において連続するパルスとパルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上述の形式のプログラム可能ミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイスを使用する「マスクレスリソグラフィ」と呼ぶことができる。

上記の使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、使用モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別の使用モードを用いてもよい。

図２は、実際のＥＵＶリソグラフィ装置の概略側面図を示す。物理的な配置は図１に示す装置と異なるが、動作原理は同様であることを留意されたい。この装置は、ソースコレクタモジュールまたは放射ユニット３と、照明系ＩＬと、投影系ＰＳとを備える。放射ユニット３は、例えばキセノン（Ｘｅ）ガスやリチウム（Ｌｉ）、ガドリニウム（Ｇｄ）または錫（Ｓｎ）の蒸気などのガスまたは蒸気を用いた放射源ＳＯを備える。この放射源では、電磁放射スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を放出するよう非常に高温の放電プラズマが生成される。放電プラズマは、電気放電の一部イオン化したプラズマを光軸Ｏ上に崩壊させることにより生成される。Ｘｅ，Ｌｉ，Ｇｄ，Ｓｎ蒸気またはその他の適切なガスまたは蒸気の例えば１０Ｐａ０．１ｍｂａｒの分圧が、放射の効率的な発生に望ましい。一実施形態においては、ＥＵＶ源としてＳｎ源が適用される。

図２の主要部は、放電形成プラズマ（ＤＰＰ）形式の放射源７を示している。図面の左下の代替的な詳細図は、レーザ形成プラズマ（ＬＰＰ）を用いた放射源の代替形態を示している。ＬＰＰ型の放射源では、着火領域７ａは、燃料供給系７ｂからの例えば溶解したＳｎの液滴などのプラズマ燃料で満たされている。レーザビーム生成部７ｃ及び関連する光学系は、放射ビームを着火領域に供給する。生成部７ｃは、例えば１０．６マイクロメートルまたは９．４マイクロメートルの赤外線波長を有するＣＯ_２レーザであってよい。あるいは、例えば１〜１１マイクロメートルの範囲の個別の波長を有する他の適切なレーザが用いられてもよい。レーザビームとの相互作用により、燃料の液滴は、例えば６．７ｎｍの放射または５〜２０ｎｍの範囲から選択された他のＥＵＶ放射を放出することのできるプラズマ状態に転移する。ここではＥＵＶが関連する実施例であるが、異なるタイプの放射が他のアプリケーションで生成されてもよい。プラズマで生成された放射は、楕円形または他の適切なコレクタ７ｄにより集められ、中間焦点１２を有する放射ビーム源を生成する。

図２の主要部に戻り、放射源ＳＯにより放出された放射は、ＤＰＰ源チャンバ７からガス・バリアまたは「フォイル・トラップ」形式の汚染物質トラップ（contaminant trap）９を経由してコレクタ・チャンバ８内に通過する。これは、以下でさらに説明される。コレクタ・チャンバ８は、放射コレクタ１０を含んでもよい。放射コレクタ１０は、例えば、所謂かすめ入射リフレクタの入れ子式アレイを備えるかすめ入射コレクタである。この目的に適した放射コレクタは、従来より知られている。コレクタ１０から放出されるＥＵＶ放射ビームは、光軸Ｏのどちらかの側に恐らく１０度程度の一定の角拡散を有する左下に示すＬＰＰ源においては、放射源からの放射を集めるために垂直入射コレクタ７ｄが設けられている。

コレクタ１０を通過した放射は、本発明の実施形態に係るスペクトル純度フィルタ１１を通り抜けて伝搬する。反射型格子スペクトル純度フィルタとは対照的に、透過型スペクトル純度フィルタ１１は、放射ビームの方向を変えないことに留意されたい。フィルタ１１の実施形態を以下に説明する。放射は、コレクションチャンバ８内のアパーチャから仮想源点１２（すなわち、中間焦点）に合焦される。放射ビーム１６は、チャンバ８から照明系ＩＬ内で垂直入射リフレクタ１３、１４を介してレチクルまたはマスクテーブルＭＴ上に位置決めされたレチクルまたはマスクへと反射される。パターン付けされたビーム１７が形成され、投影系ＰＳによって反射エレメント１８、１９を介してウェハステージまたは基板テーブルＷＴに搭載されたウェハＷ上へと結像される。図示されたものより多いエレメントが照明系ＩＬ及び投影系ＰＳの中に通常存在してもよい。反射エレメント１９のうちの１つは、その前にＮＡディスク２０を有しており、ＮＡディスク２０はそこを通るアパーチャ２１を有する。アパーチャ２１のサイズは、ビームが基板テーブルＷＴに当たるときにパターン付けされた放射ビーム１７によって定められる角度α_ｉを決定する。

図２は、仮想源点１２の上流近傍に位置決めされたスペクトル純度フィルタ１１を示す。図示されていないが別の実施形態では、スペクトル純度フィルタ１１は、仮想源点１２に位置決めされてもよく、またはコレクタ１０と仮想源点１２との間のあらゆる箇所に位置決めされてもよい。このフィルタは、例えば仮想原点１２の下流など放射経路における他の位置に配置されてもよい。複数のフィルタが配置されてもよい。

ガス・バリアは、本明細書に参照により援用される例えば米国特許第６，６１４，５０５号及び米国特許第６，３５９，９６９号に詳細に説明されるチャネル構造を含む。この汚染物質トラップの目的は、光学システムのエレメント上に衝突する燃料材料または副生成物の入射、及び時間にわたるその性能の低下を防ぐか、または少なくとも減少させることである。これらのエレメントは、コレクタ１０を含む。図２の左下に詳細に説明されるＬＰＰ源の場合、汚染物質トラップは楕円コレクタ７ｄを保護する第１トラップ構成９ａを含み、さらに任意選択として符号９ｂで示される更なるトラップ構成を含む。ガス・バリアは、汚染物質との化学的相互作用によって、及び／または荷電粒子の静電または電磁偏向によって（流体逆流によって）物理的バリアとして機能することができる。実際、できる限り大きな範囲でプラズマ材料を遮断する一方、照明系への放射の移動を可能とするためにこれらの方法の組み合わせが採用されてもよい。上記の米国特許で説明されるように、Ｓｎまたは他のプラズマ材料を化学修飾するために特に水素ラジカルが注入されてもよい。

水素ラジカルは、Ｓｎ及び光学面上に既に堆積し得る他のものを洗浄するために適用されてもよい。さらに、水素ガスは、システム内のより大きな真空空間へと入るウェハからの汚染物質に対するバッファとして、ウェハ支持部ＷＴの付近に展開されてもよい。真空環境では、典型的なフォトレジスト材料は、（支持部及び位置決めシステムのコンポーネントについては言及しないが）、時間にわたって光コンポーネントを汚染し得る有機及び他のガス状材料を放出する傾向がある。

これらの全ての目的のために、水素源ＨＳは、水素ガスを各汚染物質トラップ構成９ａ及び９ｂに供給するために配置され、照明系ＩＬ及び投影系ＰＳのチャンバへの出口に配置されて示されている。他のものがＨラジカルを生成する一方、一部の放射源は、単一のバッファとして水素分子ガス（Ｈ_２）を供給し得る。真空環境に浸透する水素分子は、環境における放射、放電等によってラジカル化され得る。

図３は、例えばリソグラフィ装置の上記のフィルタ１１として適用することができるスペクトル純度フィルタ１００の一実施形態の概略正面図である。本フィルタ１００は、極端紫外（ＥＵＶ）放射を透過させるように構成されている。更なる実施形態では、フィルタ１００は、放射源によって生成される第２のタイプの放射（例えば、赤外（ＩＲ）放射、例えば約１μｍより大きい、特に１０μｍより大きい波長の赤外放射）を実質的に遮断する。特に、透過されるＥＵＶ放射及び（遮断される）第２のタイプの放射は、同じ放射源、例えばリソグラフィ装置のＬＰＰ源ＳＯから発せられていてもよい。

後述の実施形態におけるスペクトル純度フィルタ１００は、略平面フィルタ部分１０２Ｆ（例えば、フィルタ膜またはフィルタ層）を備える。このようなフィルタ部分１０２Ｆは、「フィルタ基板」と呼ぶことができる。フィルタ部分１０２Ｆは、極端紫外放射を透過させ、かつ第２のタイプの放射の透過を抑制するために複数（好ましくは平行の）アパーチャ１０４を有する。放射源ＳＯから放射が衝突する面を前面と呼ぶ一方、放射が照明系ＩＬへと出る面を後面と呼ぶことができる。上述したように、例えば、ＥＵＶ放射は、放射の方向を変化することなくスペクトル純度フィルタによって透過される。一実施形態では、各アパーチャ１０４は、異方性エッチングプロセスによって製造されており、かつアパーチャ１０４を画定して前面から後面へと完全に延在する平行側壁を有する。

図４Ａ〜図４Ｅは、フィルタ部分１０２Ｆを製造するための実例プロセスにおけるステップを示す。このプロセスを以下に簡潔に説明する一方、更なる詳細は上記の米国仮特許出願第６１／１９３，７６９号から入手できる。例えば、フィルタ１００は、独立型（freestanding）の薄膜のシリコン（Ｓｉ）１０２Ｆ及び略垂直（すなわち、膜表面に対して垂直な）側壁１０６を有するアパーチャ１０４のアレイを含んでもよい。アパーチャ１０４の直径は、ＥＵＶ放射が実質的な回折を伴わずにスペクトル純度フィルタ１００を通り抜けることを可能とするために、望ましくは約１００ｎｍより大きい、さらに望ましくは約１μｍより大きい。アパーチャ１０４は、円形断面を有するように概略的に示されているが（図３）、他の形状も可能であり、好適である。例えば、機械的安定性の観点から、六角形のアパーチャ（図４Ｅ、図５、図６及び図８を参照）が有利であり得る。フィルタ１００によって抑制される波長は、透過されるＥＵＶ波長の少なくとも１０ｘであってもよい。特に、フィルタ１００は、（約１００〜４００ｎｍの範囲内の波長を有する）ＤＵＶ放射及び／または１μｍより大きい（例えば、１〜１１ミクロンの範囲内）の波長を有する赤外放射の透過を抑制するように構成されている。

本発明の実施形態によれば、スペクトル純度フィルタ１００は異方性エッチング方法を用いて製造されてもよい。違法性エッチングの適切な例としては、以下に簡潔に説明するディープ・リアクティブ・イオンエッチング（ＤＲＩＥ）の技術が挙げられる。ＤＲＩＥは、いわゆるボッシュ（Bosch）法を用いてＳｉに垂直エッチプロファイルを製造できるようにする高異方性エッチ率を有するエッチング法である。これは、例えば、Ｓ．Ｔａｃｈｉ，Ｋ．Ｔｓｕｊｉｍｏｔｏ，Ｓ．ＯｋｕｄａｉｒａによるＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５２（１９８８），６１６の「Ｌｏｗ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｌａｓｍａ ｅｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ」に記載されている。ボッシュ法は、Ｓｉ表面をＳＦ_６プラズマ及びフルオロカーボン（例えばＣ_４Ｆ_８）プラズマへ交互にさらすことからなる。第１のステージでは、シリコンはほぼ等方にエッチングされる一方、第２ステージでは、エッチングされたプロファイルはパッシベーション層によって覆われる。次のエッチングでは、このパッシベーション層は主にイオン衝撃によって好ましくは底部が開放され、エッチングが再び開始する。エッチング／パッシベーションサイクルの繰り返しにより、エッチングは、横の広がりを伴わずに層ごとにシリコン表面へと下方に進行する。

フィルタ製造方法の一実施形態は、（ｉ）アパーチャパターンのハードマスクを独立型Ｓｉ薄膜の上に適用するステップと、（ｉｉ）Ｓｉ膜全体を垂直に通ってアパーチャパターンをディープ・リアクティブ・イオンエッチングするステップとを含む。製造方法の別の実施形態は、（ｉ）アパーチャパターンのハードマスクをＳｉ表面を有する基板上に適用するステップと、（ｉｉ）アパーチャパターンをＳｉ表面へと所望の深さまで垂直にディープ・リアクティブ・イオンエッチングするステップと、（ｉｉｉ）エッチングされたアパーチャの下の基板の一部を除去するステップとを含む。

ここで図４Ａを参照すると、例示的な製造方法は、シリコンからなる平面基板１０２から始まる。基板１０２の厚さＴＷは、初めは、フィルタ部分１０２Ｆに対して望まれる厚さＴＨよりかなり大きい。

基板１０２は、ＳＯＩ（シリコン・オン・インシュレータ）ウェハ、例えば酸化物層１０２Ｓを有する（結晶構造の）Ｓｉウェハを含んでもよい。酸化物層１０２Ｓは、例えば酸素イオン注入によって特定の深さに埋められる。従って、ＳＯＩウェハ１０２は、トップＳｉ層（膜）１０２Ｆ、ＳｉＯ_２中間層１０２Ｓ及びボトムＳｉ層１０２Ｂからなる。例えば、ウェハの厚さＴＷは、１ｍｍより小さく、例えば６７０ミクロンであってよい。

図４Ｂは、ＤＲＩＥを用いた結果を示しており、ここでは（六角形アパーチャの）アパーチャパターンが（前面側から）トップＳｉ層にエッチングされ、これにより厚さＴＨのフィルタ部分１０２Ｆが設けられる。ＳｉＯ_２層１０２Ｓは、エッチストップとして機能する。

次に、アパーチャパターン１０４の下で延在するボトムＳｉ層１０２Ｂの少なくとも一部がＫＯＨエッチを用いてエッチングされる。好ましくは、ボトム層１０２Ｂの一部は、フィルタホルダ１０２Ｃのそれぞれの（下方）部分を設けるために残されたままである。この結果が図４Ｃに示されている。この場合も、ＳｉＯ_２層１０２Ｓはエッチストップとして機能し得る。

最後に、ＳｉＯ_２は、緩衝酸化物エッチを用いて除去することができ、その結果は図４Ｄに示される。さらにこの場合、好ましくは、エッチストップ層１０２Ｓの少なくとも一部のみが除去されてアパーチャ１０４が開口される。ここで、ボトム層１０２Ｓの残部は、フィルタホルダ１０２Ｃのそれぞれの部分を設けるために残されたままである。

図４Ｃ〜図４Ｄによると、望ましくは、フィルタ１００には、アパーチャ１０４を有するフィルタ部分１０２Ｆの外側にフィルタホルダ１０２Ｃが設けられる。例えば、フィルタホルダ１０２Ｃは、フィルタ部分１０２Ｆを囲うように構成されてもよい。好ましくは、フィルタホルダ１０２Ｃは、（本実施形態では中心の）フィルタ部分１０２Ｆより実質的に厚い。例えば、（アパーチャ１０４と平行方向で測定された）ホルダ１０２Ｃの厚さは、２０ミクロンを超えてもよく、例えば少なくとも０．１ｍｍである。

本フィルタホルダ１０２Ｃは、フィルタ１００と一体不可分であり、実質的にはフィルタ部分（半導体）材料からなる。例えば、フィルタホルダ１０２Ｃは、フィルタ部分１０２Ｆを囲うフレーム１０２Ｃであってもよい。本実施例では、フィルタホルダ１００Ｃは、（それぞれの基板材料に「埋められる」）エッチストップ層の一部及びフィルタ部分１０２Ｆより実質的に厚いサポート部分１０２Ｄを依然として含む。本実施例では、フィルタ部分１０２Ｆ及びサポート層１０２Ｄは、同じ材料からなる。

図４Ｅは、再度前面から見た、基板層１０２Ｆにおける六角形のアパーチャ１０４の一部を概略的に示す。矢印Ｑ１は、フィルタアパーチャ１０４間の壁の厚さＱ１を示す。矢印Ｑ２は、アパーチャの周期を示す。厚さＱ１は、本製造方法の適用により比較的小さくなり得る。さらに、フィルタ部分１０２Ｆの壁の（最密）六角構造は、非常に耐久性のある開放構造（open configuration）である。

有利には、大きな角拡散を有するＥＵＶ透過を可能とするのに十分なほどアパーチャのアスペクト比を低く保つために、ＥＵＶ放射は、好ましくは比較的薄いフィルタ１００を利用して、アパーチャ１０４を直接通過する。フィルタ部分１０２Ｆの厚さＴＨ（すなわち、各アパーチャ１０４の長さ）は、例えば約２０μｍより小さく、例えば約２μｍ〜約１０μｍの範囲内、例えば約５μｍ〜約１０μｍの範囲内である。さらに、一実施形態によると、各アパーチャ１０４は、約１００ｎｍ〜約１０μｍの範囲内の直径を有し得る。望ましくは、各アパーチャ１０４は、約１．５μｍ〜約６μｍの範囲内、例えば約２μｍ〜約４μｍの範囲内の直径を有する。

図４Ｅに示す正面の詳細図を参照すると、フィルタアパーチャ１０４間の壁の厚さＱ１は、約１μｍより小さくてもよく、例えば約０．４μｍ〜約０．６μｍの範囲内、特に約０．５μｍであってよい。ＥＵＶ透過型フィルタ１００のアパーチャは、約３μｍ〜約６μｍの範囲内、特に約３μｍ〜約４μｍの範囲内、例えば約４μｍの周期Ｑ２（図４Ｅに示す）を有してもよい。その結果、アパーチャは、フィルタ前面全体の約７０〜８０％の開放エリア（open area）を提供し得る。

有利には、フィルタ１００は、多くて５％の赤外光（ＩＲ）透過を提供するように構成されている。さらに、有利には、フィルタ１００は、入射ＥＵＶ放射の少なくとも約６０％を法線入射で透過させるように構成されている。それに加えて、特に、フィルタ１００は、（法線方向に対して）約１０°の入射角を有するＥＵＶ放射の透過の少なくとも約４０％を提供できる。

上記のプロセスによって生成される半導体フィルタ部分１０２Ｆは、変形を伴わずにスペクトル純度フィルタとして機能することができる。しかしながら、実際の実施形態では、以下に説明するような変形がフィルタ性能及び寿命を改善するために実施されてもよい。一実施形態では、本発明によると、大気内の水素または他のラジカルによる攻撃から半導体材料を保護するために追加の（１つ以上の）層が提供される。実施形態は、半導体部分、結晶半導体部分、ドープ半導体部分、コーティングされた半導体部分、及び少なくとも部分的に変形された半導体部分のうちの１つ以上から選択されたフィルタ部分１０２Ｆを含む。フィルタ部分１０２Ｆは、シリコン、ゲルマニウム、ダイヤモンド、ガリウム砒素、セレン化亜鉛及び硫化亜鉛から選択された少なくとも１つの半導体材料を含んでもよい。

図５及び図６は、上記したプロセスによって製造されたスペクトル純度フィルタの例を示す。図５は、約３μｍ周期のアパーチャを有するスペクトル純度フィルタの傾斜断面図の画像である。アパーチャの深さ（視角のために補正されている）は、約１０．８μｍである。

図６は、２つのアパーチャ間の壁の傾斜断面の拡大詳細図である。図６に示されるトップ層は、ボッシュ法のために使用されるＳｉＯ_２ハードマスクであり、視角のための補正された場合、約４００ｎｍの厚さを有する。図６に最もよく示されるように、壁はテクスチャ加工(textured)されており、特にリブ模様またはスカラップ（scalloped）模様であり、壁の表面に沿って周期的な厚みの変化を有する。このスカラップ効果は、上記のディープ・リアクティブ・イオンエッチング（ＤＲＩＥ）プロセスにおけるエッチング及びパッシベーションのサイクルから生じる。従来、テクスチャは、プロセスの実用性とスループットとが両立し得る範囲内において最小化される。しかしながら、本発明者は、以下に説明するように、これらのサイクルのエッチング速度及び／または持続時間が増幅したテクスチャをもたらすよう意図的に変更されてもよいことに気づいた。この増幅されたテクスチャは、側壁の光学特性を変更するために適用され得る。

図７は、本発明の実施形態に係る独立型スペクトル純度フィルタ１００の上面図である。いくつかのグリッドＳＰＦのタイプは、不要な１０．６μｍの放射の抑制のための異なるメカニズムに基づいて区別され得る。本発明の実施形態に係るＳｉグリッドは、これらのグリッドタイプの仕様によって変更されてもよい。

図８は、変形されたスペクトル純度フィルタ部分１０２Ｆを示す。このスペクトル純度フィルタ部分１０２Ｆでは、保護層１０２Ｈがグリッド材料の全露出面にわたって形成されている。保護層１０２Ｈは、水素ラジカルによる攻撃に対してＳｉや他のグリッド材料よりも耐性がある材料から形成される。

保護層１０２Ｈ用の材料の例としては、Ｓｉ_３Ｎ_４及び／またはＳｉＮ（窒化ケイ素）、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、及びＳｉＣ（炭化ケイ素）が挙げられる。

他の半導体基板及び他のタイプの基板材料のために、他の材料が考慮されてもよい。これらの材料の各々は、以下に説明するように、光学特性、製造の容易さ、基板材料及び他の層（例えば反射層）との適合性の観点から潜在的なメリット及びデメリットを有する。保護層を設けるために、３つの幅広い種類のプロセルが考えられる。第１のタイプのプロセスでは、保護層１０２Ｈの材料は、単にフィルタ部分１０２Ｆのグリッド材料上に堆積される。図９Ａ及び図９Ｂは、第２のタイプのプロセスを示す。このプロセスでは、フィルタ部分１０２Ｆにおけるシリコンなどの基板材料の表面層を変形することによって保護材料が形成される。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、第３および第４のタイプのプロセスを示す。これらのプロセスでは、保護層１０２Ｈが２ステップのプロセスにより適用される。第１のステップでは、前駆体材料１０２Ｐがフィルタ部分１０２Ｆに適用される。第２のステップでは、前駆体材料は、環境との相互作用によって変形されるか、または基板材料を変形して保護材料１０２Ｈを形成する。

これらのプロセスは、単独でまたはお互いを組み合わせて使用することができる。異なる材料及びプロセスは、原理上、構造の異なる部分において使用することができる。例示的な保護材料を生成するためのプロセス例が以下に記述されるが、これらは、所定の材料を生成するために適用可能である唯一のプロセスとして受け取るべきではない。プロセスの選択は、例えば基板の全ての部分にわたって一様なコーティングが達成されるかどうか、または特定の面が優先的にコーティングされ、他の面が仮にあったとしても非常に弱いコーティングしかされないか、といった決定もする。

シリコン基板上のＳｉ_３Ｎ_４及び／またはＳｉＮ層１０２Ｈの例としては、第２のタイプの方法によって窒化物材料を生成することができる。既にグリッド形態に成されたフィルタ部分１０２Ｆは、窒素ラジカルまたはイオンの流れにさらされる。これは、例えば冷たい窒素プラズマである。シリコンとのこれらのラジカルの相互作用は、図９Ｂに示すように、表面上にＳｉ_３Ｎ_４の薄膜を形成する。非常に薄い層でさえも、水素アタックを防ぐ。層１０２Ｈの厚さは、例えば約５０ｎより小さく、特に約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲内、または約２０ｎｍであってもよい。

シリコン基板上のＳｉＣ層１０２Ｈの例として、シリコン基板の表面層を変形させることによって炭化物材料を生成することができる。一つの方法は、基板をほぼ真空においてメタン（ＣＨ４）にさらし、加熱することである。また、１〜５０ｎｍのＳｉＣの薄層も水素アタックを防ぐことができる。

ＳｉＯ_２を生成するためには、シリコン基板を酸素プラズマまたは単にＯ_２大気内で加熱することが周知である。また、１〜５０ｎｍ、例えば２〜５０ｎｍのＳｉＯ_２の薄膜も、水素アタックを防ぐことができる。

保護材料の各々は、それ自体の光学特性を有する。炭化ケイ素ＳｉＣは、特に、不要なＩＲ波長において比較的高い反射率を有する。光学特性が活用される場合には、層の厚さは、単に水素を遮蔽するのに望まれるものより厚くなるように所望の光学特性によって規定され得る。薄いコーティングは、特に材料が基板とは全く異なる熱膨張を有する場合には、動作における熱応力の管理において有益である。厚すぎるコーティングは、熱膨張係数の差によって剥離する可能性がある。

図１１は、変形されたフィルタ部分１０２Ｆを示す。このフィルタ部分１０２Ｆにおいては、保護層１０２Ｈが不要な放射を反射するとともに、アパーチャ１０４の側壁の粗さが増大されている。例えば数ｎｍまたは数十ｎｍの偏差を有する滑らかな側壁の場合、アパーチャに入射する長波長の放射Ｒｉは、かすめ入射（grazing incidence）で側壁に衝突し、大きくは散乱されない。約５０ｎｍより大きい、例えば約１００ｎｍまたは更には約２００ｎｍの基準長さ（typical dimension）ｄの増大された粗さをより大きな散乱表面に適用することにより、より大きな散乱表面がかすめ入射ではなく（non-grazing incidence）放射Ｒｉに与えられ、より大きな散乱Ｒｓが促進される。これは、フィルタにおける上記のような波長の減衰を増大させることができる。ＤＲＩＥにより形成されるスカラップ模様の壁(scalloped wall)の場合、長さｄは図のようにスカラップの深さであってよい。粗さがよりランダムな形状においては、粒径は±５０％変動するかもしれないが、ｄは例えば表面を形成する粒子の平均直径を表す。

図１２〜図１４は、更なる変形例を模式的に示す。この変形例では、Ｓｉグリッドが薄い反射層、好ましくは金属、例えばモリブデンでコーティングされている。堆積方法及び条件によって、２タイプの堆積の幾何学的形状（deposition geometry）が生じる可能性がある。図１２は、金属がシリコングリッドの上端部のみを覆っている断面を示しているが、図１３および図１４は、金属が側壁の側面上部を覆っている断面を示している。

保護層１０２Ｈのないシリコンフィルタグリッドに対するＧＳｏｌｖｅｒシミュレーションパッケージを用いて得られるシミュレーション結果は、上記した米国仮特許出願第６１／１９３，７６９号に記載されている。これらの結果は、Ｍｏがシリコングリッドの上面のみに堆積される場合、所望のＩＲ波長の抑制を達成するために約２μｍの厚い金属コーティングが望ましい可能性があることを示唆している。所望の金属の厚さは、より小さな周期のグリッドを用いることにより減少させることができるが、その場合、所要のＥＵＶ放射の透過もまた減少する傾向がある。しかしながら、図１２または図１３に示すように、金属コーティングがシリコングリッドの上面及び側壁の両方を覆う場合、状況は劇的に変化する。その場合、ＩＲ透過は、数ナノメータだけの厚みのコーティングに対してすぐにほぼゼロに落ちる。そのような薄い厚みでは、ほとんどのパワーがグリッド内に吸収される。グリッドを実質的に反射型（例えば、反射率９５％）にするためには、約３０ｎｍだけ、または約５０ｎｍより小さいコーティングが必要である。薄いコーティングは、動作中の熱応力の管理に対しても有利である。

ＥＵＶ透過率の損失を最小限にしつつ反射コーティングをフィルタ（例えばシリコン）グリッド上に適用するための一つの方法は、原子層堆積法（ＡＬＤ）である。この方法では、均一なコーティング厚の三次元コーティング構造１０２Ｒを達成することができる。コーティング厚が均一であるため、過度なコーティング厚に起因するＥＵＶ透過率の損失を最小限にしつつ、所望の赤外反射率を達成することができる。特に、ＡＬＤ法の適用により、グリッド１０２Ｆの側壁１０６の下方への十分なコーティング厚を保持しつつ、グリッド上端における過剰なコーティング厚を回避することができる。ＡＬＤ法は、原子層を一層ごとに堆積させるために自己限定的表面反応の交互のステップを使用する。堆積される材料は、前駆体により提供される。ＡＬＤ法は、例えば、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｒｕ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ及びＮｉなどのいくつかの金属に対して公知である。好適な実施形態は、Ｍｏの代わりにルテニウム（Ｒｕ）からなる反射コーティング１０２Ｆを使用してもよい。多くの場合、Ｒｕは、フィルタを利用するシステムに既に存在する。例えば、リソグラフィ装置は、Ｒｕを含むＥＵＶソース−コレクタモジュールを有してもよい。あるいは、反射コーティング１０２Ｒは金属ではなく、不要な放射を反射する別の材料、例えばＴｉＮまたはＲｕＯｘ、あるいは導体材料であってもよい。

ＡＬＤ法に代えて、ガルバニック成長（電気めっき）を使用して反射コーティング１０２Ｒを堆積してもよい。また、例えば蒸着またはスパッタ堆積によってＳｉグリッド上に金属が堆積されてもよい。

１０μｍの厚さのグリッドの側壁を完全に覆う反射コーティングを適用することが実用的ではなく、または望ましくない場合がある。例えば、放射率を高めて、それによってグリッドの放射冷却を高めるために、グリッド１０２Ｆの後面を覆わないままにすることが有利な場合がある。従って、一実施形態では、コーティングは側壁の部分的下方のみに適用される。例えば、反射コーティングがグリッドの上端及びグリッドの側壁に沿った最初の約２μｍ下方に適用された場合、光学的挙動は側壁全体がコーティングされた場合と本質的に同じである。従って、追加的な保護手段がとられない限り、シリコンや他の半導体等の基礎をなすグリッド材料は、真空システム内の環境の水素ラジカルや他の成分にさらされる。これらは、グリッド材料を攻撃し、それと同時にその粒子を運んで光学面およびシステムの他の部分を汚染する可能性がある。

図１３は、水素耐性の保護層１０２Ｈが生成された後に反射金属層１０２Ｒが適用された一実施形態を示す。あるいは、金属層は保護層の真下にあってもよい。保護層により光学特性が影響を受ける場合がある。または、それらが非常に薄い場合には影響を受けない場合もある。保護層が金属層の真下にある場合には、保護層は金属とシリコンまたは他の基板１０２Ｆとの間の反応に対するバリアとしても機能する。特にフィルタ部分が動作中に高温になると予期される場合、溶解および化学結合が徐々に生じ、金属層のＩＲ反射性能を低下させ、結果的にさらなる加熱を引き起こすであろう。

図１４は、反射層１０２Ｒおよび保護層１０２Ｈが構造の異なる部分を覆っている一実施形態を示す。この場合、異なる層は別々のプロセスにより適用されてもよい。さらに、異なる部分は、共通前駆体材料の異なる処理により取得されてもよい。

金属に加えて、上述したようにＳｉＣはＩＲに対して反射性を有する。従って、フィルタの前面及び側壁への反射コーティングとして、ＳｉＣを用いることができ、または前面への金属と側壁へのＳｉＣとの組合せを、製造を容易にするために用いてもよい。
反射コーティングが側壁の下方の適切な距離まで延在している場合、前面の反射率を非常に高めることができる。

ここで留意すべきは、かすめ入射においては、ＳｉＣおよび他の材料は、「所望の」ＥＵＶ波長を含む追加的な波長に対して反射性を有することである。フィルタがＥＵＶ放射ビームの拡散に寄与しないことが望まれている場合、側壁でのかすめ入射反射は望ましくない可能性がある。テクスチャを設けることは、側壁の表面がＥＵＶに対して反射性の材料でコーティングされていようとなかろうと、かすめ入射反射を避けるのに有利である。

一部のＳＰＦでは、１０．６μｍの放射または他の不要な放射はグリッド材料に吸収され得る。そのようなグリッドは、ドープＳｉを用いて本発明の実施形態で実現することができる。本発明のこの態様に係る典型的な実施形態は、１０^１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３を超えたドーピング濃度を有するＳｉグリッドを含む。上述した同時係属中の米国仮特許出願第６１／１９３，７６９号に説明されるように、Ｓｉの屈折率は、ＳｉをＰまたはＡｓなどのｎ型不純物でドープすることによって実質的に変化され得る。ドーピングの高い値は、グリッド材料を透明よりむしろ実質的に吸収性がある状態にする。

例えば、純シリコンから成るグリッドは、層での干渉により、その厚さの関数として透過率に振動を示す。グリッド材料の厚さを制御することにより干渉効果を利用するよう透過率を変更することも可能であるが、リスクは全般的に見れば透過率が高水準にとどまることである。ｎ型ドープＳｉから成る同じ寸法のグリッドは、グリッドの厚さの関数としてＩＲ透過率の連続的な減少を示す。例えば、９μｍのグリッド厚（深さ）において、入射赤外放射の約４％が透過し、約１２％が反射し、残り（約８４％）が吸収される。従って、グリッドは実質的に吸収性である。同じような挙動がｐ型ドープＳｉにも予期される。

ドープＳｉグリッドの製造方法は、上述した純Ｓｉグリッドと同じであってよく、出発物質は純ＳｉよりむしろドープＳｉを含む。ドーピングがＤＲＩＥプロセスに著しく影響することは予測されない。代替の製造方法では、ドーピングはグリッドの製造後に導入されてもよく、例えばイオン注入または熱拡散によって導入される。

一実施形態は、（例えばフィルタの一部として）マイクロレンズアレイの製造を含むことができる。例えば、マイクロレンズアレイＳＰＦは、Ｓｉグリッドにおけるドーピング濃度を横方向に変化させることにより形成されてもよい。これは、上述したように屈折率がドーピング濃度に依存することに起因して、所謂グレーデッド・インデックス（ＧＲＩＮ）レンズを形成する。ドーピング濃度の望ましい変化は、例えば集束イオンビームを用いることにより、または適切なマスクと組み合わせて均一なイオン注入を用いることにより、達成され得る。マイクロレンズアレイＳＰＦを形成する別の方法は、Ｓｉグリッド１０２Ｆの厚さＴＨを横方向に変化させることである。これは、Ｓｉグリッドの製造前または製造後に、例えばマイクロマシニングまたはリソグラフィにより為されてもよい。あるいは、エッチングの間に所望の厚みの変動が得られるよう、グリッドの製造におけるエッチプロセスの一つを修正してもよい。

水素耐性を有するスペクトル純度フィルタを組み込んだ図１及び図２の装置は、リソグラフィ製造プロセスに使用されてもよいことが理解されるであろう。このようなリソグラフィ装置は、ＩＣ、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及び検出パターン、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に使用されてもよい。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）、計測ツール、及び／または検査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処理ツール及びその他の基板処理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。従って、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数の処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

上記の説明は、限定することを意図するものではなく、例示を意図したものである。従って、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が加えられてもよいことを理解されたい。

本発明の実施形態は、放電生成プラズマ源（ＤＰＰ源）またはレーザ生成プラズマ源（ＬＰＰ源）を含むがそれらに限定されない、あらゆるタイプのＥＵＶ源に対して使用されてもよいことが理解されるであろう。しかしながら、本発明の一実施形態は、典型的にはレーザ生成プラズマ源の一部を形成するレーザ源からの放射を抑制するのに特に適していてもよい。これは、そのようなプラズマ源が、多くの場合、レーザから発生する二次放射を出力するからである。

スペクトル純度フィルタは、実際には放射経路の任意の位置に配置されてもよい。一実施形態では、スペクトル純度フィルタは、ＥＵＶ放射源からのＥＵＶを含む放射を受け、ＥＵＶ放射を適切な下流のＥＵＶ放射光学系へと運ぶ領域内に配置されている。ここで、ＥＵＶ放射源からの放射は、光学系に入る前にスペクトル純度フィルタを通るように構成されている。一実施形態では、スペクトル純度フィルタはＥＵＶ放射源内にある。一実施形態では、スペクトル純度フィルタは、ＥＵＶリソグラフィ装置内、例えば照明系または投影系内にある。一実施形態では、スペクトル純度フィルタは、プラズマの後ではあるがコレクタの前の放射経路に配置される。

以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は説明したものとは別の方法で行われてもよいことを理解されたい。

Claims (15)

1. 極端紫外放射を透過させるよう構成されたスペクトル純度フィルタであって、
   前記スペクトル純度フィルタは、極端紫外放射を透過させ、且つ第２のタイプの放射の透過を抑制する複数のアパーチャを有するフィルタ部分を備え、
   前記フィルタ部分は、半導体材料と、水素耐性材料の表面層とを備えることを特徴とするスペクトル純度フィルタ。
2. 前面上に、前記第２のタイプの放射に対して反射性に構成された反射性材料の層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
3. 前記反射性材料は、前記水素耐性材料の層の一部を形成しており、一方、別の材料が前記水素耐性材料の層の別の一部を形成していることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ。
4. 前記水素耐性材料の層は、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４、窒化ケイ素ＳｉＮ、二酸化ケイ素ＳｉＯ_２、または炭化ケイ素ＳｉＣで構成されるグループの一つを少なくとも部分的に含むことを特徴とする請求項１，２または３に記載のフィルタ。
5. 前記フィルタ部分の異なる部分上に保護層を形成するために、異なる水素耐性材料が設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のフィルタ。
6. 前記フィルタ部分の前面における前記アパーチャ間に、前記第２のタイプの放射の反射を高めるための金属層が設けられたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のフィルタ。
7. 極端紫外放射を含む放射を生成する様構成された放射源と、
   前記放射を放射ビームへと調整するよう構成された照明系と、
   前記放射ビームをパターン付けするパターニングデバイスを支持するよう構成された支持部と、
   ターゲット材料上にパターン付けされた放射ビームを投影するよう構成された投影系と、
   請求項１から６のいずれかに記載のスペクトル純度フィルタと、
   を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
8. 前記放射源は、燃料供給系と、レーザ放射源とを備え、
   前記レーザ放射源は、前記極端紫外放射の生成のために前記燃料供給系によって供給されるプラズマ燃料材料を含むターゲット上に赤外波長の放射を供給し、それによって前記放射源は、前記スペクトル純度フィルタに向かって極端紫外放射および赤外放射の混合物を放出することを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記プラズマ燃料材料に由来する汚染を制御するために、前記放射源の近傍に水素ラジカルを放出する水素ラジカル源が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 極端紫外放射を透過させるよう構成された透過型スペクトル純度フィルタを製造する方法であって、前記方法は、
    グリッド状フィルタ部分を形成するために異方性エッチングプロセスを用いて半導体基板に複数のアパーチャをエッチングするステップであって、前記アパーチャは、抑制される第２放射の波長より小さいまたは同等である一方、前記極端紫外放射の波長よりも大きい直径を有する、ステップと、
    その次に、半導体材料の実質的に全ての露出面にわたって水素耐性材料の保護層を設けるステップと、
    を備えることを特徴とする方法。
11. 前記基板の上端部に金属または反射層を堆積させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 各側壁の少なくとも一部に金属または反射層を堆積させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記水素耐性材料は、前記フィルタ部分の半導体材料を変形することにより形成されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記水素耐性材料の層は、少なくとも部分的に、窒化ケイ素ＳｉＮ、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４、二酸化ケイ素ＳｉＯ_２、または炭化ケイ素ＳｉＣで構成されるグループの一つを少なくとも部分的に含むことを特徴とする請求項１，２または３に記載のフィルタ。
15. 極端紫外放射用のスペクトル純度フィルタであって、
    前記スペクトル純度フィルタは、極端紫外放射を透過させつつ、第２のタイプの放射の透過を抑制するような大きさにされ且つ配置された複数のアパーチャを有する略平面フィルタ部分を備え、
    各アパーチャは、前記フィルタ部分の前面と後面との間に延在する側壁により規定され、 前記側壁は、かすめ入射とならない面を与えるようテクスチャ加工されている、ことを特徴とするスペクトル純度フィルタ。

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