JP2003188096A - リソグラフィ投影装置、デバイス製造方法、製造されたデバイス、これに関する、被汚染物を清掃する清掃装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光学部品が安定した洗剤で清掃さ
れることの可能なリソグラフィ投影装置を提供する。 【解決手段】 リソグラフィ投影装置において使用する
光学部品の清掃は、光学部品を含んだ装置内のスペース
を、水、窒素酸化物、および酸素含有炭化水素から選択
された酸素含有種の存在下、２５０ｎｍに満たない波長
を有するＵＶ放射線もしくはＥＵＶ放射線にて照射する
ことにより実行される。一般的に、スペースは、通常の
パージガス組成物に加えて、少量の酸素含有種を含むパ
ージガスによりパージされる。本技法は、酸素含有種の
低圧をスペース内に導入することで、排気されたスペー
スにおいても使用され得る。本技法ではオゾンのような
不安定材料の使用を回避するという長所を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、 − ２５０ｎｍないしはこれに満たない波長を有する電
磁放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、 − 所望するパターンに従って投影ビームをパターン化
するパターニング手段を支持する支持構造と、 − 基板を保持する基板テーブルと、 − パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影
する投影システムとにより構成されるリソグラフィ投影
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ここに使用する「パターニング手段」な
る用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に
作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を
与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に
解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用
語もこうした状況下にて使用し得る。一般的に、上記の
パターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）で
あるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される
特別な機能層に相当する。そうしたようなパターニング
手段には以下が含まれる。すなわち、 − マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知
のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタ
イプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、
減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含
まれる。放射線ビームにこうしたマスクを配置すること
により、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに
従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射
（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、
その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望
する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、か
つ、必要な場合にはビームに対して運動させることの可
能なマスクテーブルである。 − プログラマブルミラーアレー。このようなデバイス
の例に、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクス
アドレス可能面がある。こうした装置の基本的原理は、
（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折
光として反射するが、アドレスされていない領域は入射
光を非回折光として反射するといったことである。適切
なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して
上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能
である。この方法において、ビームはマトリクスアドレ
ス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成され
る。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電
子手段を用いて実行される。こうしたミラーアレーに関
するより多くの情報は、参照までにここに引用を行う
と、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号およ
び同第ＵＳ５，５２３，１９３号から得ることが出来
る。プログラマブルミラーアレーの場合、上記支持構造
は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化さ
れ、これは必要に応じ、固定式となるか、あるいは可動
式となる。 − プログラマブルＬＣＤアレー。このような構成の例
が、参照までにここに引用を行うと、米国特許第ＵＳ
５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、こ
の場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテ
ーブルとして具体化され、これも必要に応じ、固定式と
なるか、あるいは可動式となる。簡潔化の目的で、本文
の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテ ーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しか
し、こうした例において論じられる一般的な原理は、既
に述べたようなパターニング手段のより広範な状況にお
いて理解されるべきである。

【０００３】リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路
（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パ
ターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パター
ンを生成する。そして、放射線感光材料（レジスト）の
層が塗布された基板（シリコンウェーハ）上の目標部分
（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこの
パターンを像形成することが可能である。一般的に、シ
ングルウェーハは、投影システムを介して１つずつ順次
照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでい
る。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用
いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分
される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マ
スクパターンを目標部分に１回の作動にて露光すること
によって各目標部分が照射される。こうした装置は一般
的にウェーハステッパと称されている。ステップアンド
スキャン装置と称されている別の装置では、所定の基準
方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影
ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テ
ーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行にスキャニ
ングすることにより、各目標部分が照射される。一般的
に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有する
ことから、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク
テーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここに記
載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報
は、参考までに引用を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ
６，０４６，７９２号から得ることが出来る。

【０００４】リソグラフィ投影装置を使用する製造工程
において、パターン（例えばマスクにおける）は少なく
とも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた
基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、
基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベ
ークといったような各種の工程を経る。露光後、基板
は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、お
よび結像フューチャの測定／検査といったような他の工
程を通る。この工程の配列は、例えばＩＣといったよう
な素子の個々の層をパターン化するための基準として使
用される。このようにパターン形成された層は、それか
ら、全て個々の層を仕上げる目的である、エッチング、
イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸
化、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。
数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくは
その変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。
最終的に、素子のアレイが基板（ウェーハ）上に形成さ
れる。次に、これらの素子はダイシングやソーイングと
いったような技法で相互より分離される。それから個々
の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続された
りし得る。こうした工程に関するさらなる情報は、例を
あげると、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行
された、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロ
チップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名
称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉ
ｏｎ：Ａ Ｐｒａｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の
第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４より入手
可能である。これは参考までにここに引用を行った。

【０００５】簡潔化の目的で、これより投影システムを
「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、
例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反
射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影シス
テムを網羅するものとして広義に解釈されるべきであ
る。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘
導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプの
いずれかに応じて稼動する構成要素も備える。そして、
このような構成要素もまた以降において集約的に、ある
いは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフ
ィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および
／あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を
有するタイプのものである。このような「多段」デバイ
スにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。
もしくは、１つあるいはそれ以上の他のテーブルが露光
に使用されている間に予備工程が１つあるいはそれ以上
のテーブルにて実行される。例えば、参考までに引用を
行うと、ツインステージリソグラフィク装置について、
米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出
願第ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされてい
る。

【０００６】リソグラフィ投影装置を用い像形成される
ことの可能なフューチャのサイズを減じるために、照明
放射線の波長を減じることが望ましい。ゆえに、例えば
１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍといった
ような、２００ｎｍに満たない紫外線波長が現在のとこ
ろ考慮がなされている。また、５０ｎｍに満たない、例
えば１３．５ｎｍの、極紫外線（ＥＵＶ）波長も考慮さ
れている。適するＵＶ放射線のソースとしてはＨｇラン
プおよびエキシマレーザーが含まれる。また、考慮され
ているＥＵＶソースに、レーザー生成プラズマソース、
蓄電ソース、および、ストレージ・リングまたはシンク
ロトロンの電子ビームの経路周辺に配備されたアンジュ
レータあるいはウィグラーが含まれる。

【０００７】ＥＵＶ放射線の場合、投影システムは一般
的にミラーのアレイにより構成され、マスクは反射性で
ある。例えば、参考までに引用すると、国際特許出願第
ＷＯ９９／５７５９６号にて論じられている装置を参照
にされたい。

【０００８】そのような低波長にて稼動する装置は、よ
り高い波長にて稼動する装置よりも汚染粒子の存在に著
しく敏感である。炭化水素分子や、水蒸気といったよう
な汚染粒子は外部ソースからシステム内にもち込まれる
か、あるいは、リソグラフィ装置のそれの内部で生成さ
れる。例えば、汚染粒子には、例えばＥＵＶ放射線ビー
ムによって、あるいは、装置に使用されているプラスチ
ック、接着剤、および潤滑剤の揮発から作り出される分
子によって基板から遊離した残屑と副生成物が含まれ
る。

【０００９】このような汚染はシステム内の光学部品に
吸着する傾向があり、放射線ビームの透過率損失を引き
起こす。１５７ｎｍ放射線を用いる場合、各光学表面上
に汚染粒子による一層だけの、あるいは２、３の単層が
できると、約１％の透過率損失が見られる。こうした透
過率の損失は容認できないほどに高い。さらに、こうし
たシステムに関して、投影ビーム強度における均一性要
求は一般的に０．２％に満たない。光学部品に付着した
局所的な汚染によって、この要求を満たすことが出来な
くなる。

【００１０】光学部品の洗浄における先の方法に、例え
ば、洗剤としてオゾンを使用するものが含まれる。しか
し、オゾンは非常に不安定な材料であり、その形成の
後、ほんの数時間で分解する。ゆえに、オゾンが光学表
面の洗浄に使用される場合は、これを元の状態のままに
作り出すか、あるいは洗浄前に直ちに作り出すかのいず
れかであらねばならない。しかし、オゾンそれ自身を作
り出す特別なステップは非常に不便である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ゆえに、光学部品が安
定した洗剤で清掃されることの可能なリソグラフィ投影
装置を提供することが本発明の目的である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本目的ならびに他の目的
は、初めの段落にて詳述したように、リグラフィ装置に
おいて本発明により達成される。ここで該装置はさら
に、光学部品を含んだ該装置におけるスペースにパージ
ガスを供給するガスサプライを備えており、該パージガ
スは、水、窒素酸化物、および酸素含有炭化水素から選
択される酸素含有種からなる。

【００１３】リグラフィ投影装置における光学部品の清
掃は、投影ビームが通過しトラベルするスペースに供給
されるパージガスに、安定した酸素含有種（例えば、
水、窒素酸化物（ＮＯｘ）、あるいはアルコールといっ
たような酸素含有有機種）の比較的低い部分圧力を加え
ることにより実行され得ることが発明者たちによって発
見されている。こうした原料それ自体が洗剤として有効
ではないとき、ＵＶ放射線と組み合わせて使用される。
ＵＶ放射線は酸素含有種を分解し、非常に効果の高い洗
剤である、原子状酸素あるいは他の酸素含有基を作り出
す。酸素含有種の中で、水は、分子酸素よりも高比率で
汚染を除去することが発見されている。パージガスにお
ける洗剤が低濃度であることによって、酸素含有種によ
るＵＶ放射線の吸収による許容範囲の透過損失で、目標
部分にマスクパターンを投影しながら光学部品を清掃す
ることが出来る。

【００１４】本発明に基づいて清掃を行った後、放射線
ビームの透過率あるいは反射率が増し、かつ、均一性も
また改善される。ゆえに、本発明はリソグラフィ投影装
置における光学部品を清掃する、効果の高い方法を提供
する。ここでは、オゾンのような不安定材料を使用する
ことを避ける。とりわけ、分離した清掃装置において構
成部品を洗浄するためにリソグラフィ投影装置から光学
部品（例えばレンズ素子）取り外す際のかなりの時間浪
費が回避される。

【００１５】しかし、例えばマスクのようなパターニン
グ手段は容易にその支持構造から取り外すことが可能で
ある。また、複数のマスクの場合は収納箱に保存されて
おり、すでに汚染されたマスクを収納箱から取り出し、
支持構造に配備される前に清掃することが可能である。
両方のシナリオにおいて、分離した清掃装置を備えるリ
ソグラフィ投影装置を提供することが望ましい。マスク
が支持構造に搬送準備され、次に比較的短い時間内に露
光の準備がなされた後に、こうした清掃装置によってマ
スクを容易に清掃することが可能である。またこの代り
として、清掃されるマスクが装置から外部清掃装置へと
取り出しされ、清掃され、装置に戻される、といった外
部の清掃装置が考えられる。こうした工程は上記の内部
清掃装置と比較して、明らかに多くの時間をとる。さら
に、清掃と露光間が長時間となることにより、外部清掃
装置に関しては再汚染のリスクが非常に高くなる。

【００１６】本発明のさらなる態様に基づいて、次のス
テップから成るデバイスの製造方法が提供される。すな
わち、放射線感応材料の層により少なくとも部分的に覆
われた基板を提供し、２５０ｎｍないしはこれに満たな
い波長を有する電磁放射線の投影ビームを供給し、パタ
ーニング手段を用いて、その断面において投影ビームに
パターンを与え、放射線感応材料の層の目標部分に放射
線のパターン形成されたビームを投影し、水、窒素酸化
物、および酸素含有炭化水素から選択された酸素含有種
の存在下、２５０ｎｍに満たない波長を有する放射線に
て、上記光学部品および／あるいはパターニング手段を
含んだスペースを照射することにより、装置において使
用する光学部品を洗浄するステップから成る。

【００１７】また、本発明のさらなる態様において、ス
ペースと、２５０ｎｍないしはこれに満たない波長を有
する放射線を該スペースに供給、および導入する放射線
ソースと、該スペースにパージガスを供給するガスサプ
ライとから成る、被汚染物を清掃する清掃装置を提供す
る。ここで、該パージガスは、水、窒素酸化物、および
酸素含有炭化水素から選択された酸素含有種から成る。

【００１８】このような清掃装置は炭化水素アドレイヤ
ーの付着した被汚染物を洗浄することが可能である。こ
れらの被汚染物は、上記にて述べた光学部品やパターニ
ング手段に限定されるのではなく、炭化水素アドレイヤ
ーにて汚染されたあらゆる物がその対象となる。

【００１９】本発明による装置の使用法に関して、本文
ではＩＣの製造について詳細な参照説明を行うが、こう
した装置が他の多くの用途においても使用可能であるこ
とは明確に理解されるべきである。例えば、本発明によ
る装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダ
ンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄
膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的
な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、
「ウェーハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マ
スク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的
な用語に置き換え可能であることは当該技術分野の専門
家にとって明らかである。

【００２０】本明細書において使用した「放射線」およ
び「ビーム」なる用語は、イオンビームあるいは電子ビ
ームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（例
えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎ
ｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）や、極紫外線
（ＥＵＶあるいはＸＵＶ）（例えば、１２．５ｎｍとい
ったような、５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有す
る）、あるいは軟Ｘ線を含めた、あらゆるタイプの電磁
放射線を網羅するものである。

【００２１】本発明およびその効果について、実施の形
態および添付の図面を参照して、詳細なる説明を行う。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に基づいたリソグ
ラフィ投影装置を示したものである。この装置は、ＵＶ
放射線あるいはＥＵＶ放射線の投影ビームＰＢを供給す
る放射線システムＬＡ、ＩＬと、品目ＰＬに対して正確
にマスクの位置合わせを行う第一位置決め手段に連結を
行った、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持する第一
オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、品
目ＰＬに対して正確に位置合わせを行う第二位置決め手
段に連結を行った、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリ
コンウェーハ）を保持する第二オブジェクト・テーブル
（基板テーブルあるいはウェーハテーブル）と、マスク
ＭＡの照射部分を基板テーブルＷＴ上に保持された基板
Ｗの露光領域Ｃに照射する投影システム（「レンズ」）
ＰＬ（例えば、ミラー群）とにより構成されている。

【００２３】ここに示すように、この装置は反射タイプ
（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一
般的に、透過タイプのものも可能である。

【００２４】放射線システムは、ＵＶ放射線あるいはＥ
ＵＶ放射線のビームを作り出すソースＬＡ（例えば、Ｈ
ｇランプ、エキシマレーザー、レーザー生成プラズマソ
ース、放電プラズマソース、あるいは、ストレージ・リ
ングあるいはシンクロトロンの電子ビームの経路周辺に
配備されたアンジュレータあるいはウィグラー）を備え
ている。このビームを、放射線システムにも含まれる、
例えばビーム成形オプティクス、積分器、およびコンデ
ンサといったような、照明システムＩＬに含まれる、さ
まざまな光学部品を横断させることで、結果としてビー
ムＰＢはその断面において所望の形状と強度分布を有す
る。

【００２５】続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上
に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢは
マスクＭＡにより選択的に反射され、基板Ｗの露光部分
ＣにビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過す
る。干渉変位計測手段ＩＦにより、基板テーブルＷＴ
は、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃ
に位置を合わせるために、第二位置決め手段により正確
に運動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭは、
ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決め
するために使用することが出来る。一般的に、オブジェ
クト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴ
の運動はロングストロークモジュール（粗調整の位置合
わせ）およびショートストロークモジュール（微調整の
位置合わせ）にて行われる。これについては図１に明示
を行っていない。しかし、ウェーハステッパの場合（ス
テップアンドスキャン装置とは対照的に）、マスクテー
ブルＭＴは、マスクの方向および位置において微調整を
行うためにショートストローク位置決め装置に連結され
るだけであるか、あるいは単に固定される。

【００２６】ここに示した装置は２つの異なるモードに
て使用可能である。 １． ステップアンドリピート（ステップ）モードにお
いて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれ
ている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわ
ち１回の「フラッシュ」）で露光部分Ｃに投影される。
次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向
にシフトされ、異なる露光部分ＣがビームＰＢにより照
射され得る。 ２． ステップアンドスキャン（スキャン）モードにお
いて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、こ
こでは、所定の露光部分Ｃは１回の「フラッシュ」では
露光されない。その代わり、マスクテーブルＭＴが、速
度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方
向）に運動可能であり、それによって投影ビームＰＢが
マスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷ
Ｔが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向もしくは反対方向に運動
する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１
／４あるいは１／５）である。このような方法で、解像
度を妥協することなく、比較的大きな露光部分Ｃを露光
することが可能である。

【００２７】本発明の実施形態において、清掃される光
学部品は照明システム内の光学部品である。しかし、本
発明は、例えば投影システム内に含まれるマスクや光学
部品といったような、システム内のあらゆる光学部品か
ら汚染を除去するために使用し得る。本発明は、１個あ
るいは複数個の光学部品に、同時に、もしくは別々に適
用することが出来る。

【００２８】図２は、本発明のある特定の実施形態にお
ける照明システムの一部をより詳細に示したものであ
る。照明システム内にあり、かつ、光学部品３を含むス
ペース２には、ガス状の、あるいは液体状のパージガス
を含んだ加圧容器であるパージガスサプライ４からパー
ジガスが供給される。酸素含有種を含むパージガスは、
バルブから成る注入口５を介してスペース２に供給され
る。そこで、酸素含有種を含んだスペース２にはソース
ＬＡに発生されたＵＶ放射線あるいはＥＵＶ放射線が照
射される。本実施形態において、照射ステップは露光と
同時に実行される。すなわち、投影ビームＰＢは酸素含
有種を分解するために使用される。

【００２９】約２５０ｎｍないしはそれ以下の波長を有
するＵＶ放射線あるいはＥＵＶ放射線にて照射される
と、スペース内の酸素含有種は分解され、酸素ラジカル
および、酸素含有種の特性によりＯＨ基もしくは炭化水
素基といったような他のラジカルを形成する。形成され
た酸素ラジカルは効果の高い洗浄剤として作用し、光学
部品の表面から炭化水素や他の汚染の粒子を除去する。

【００３０】パージガスは、水、窒素酸化物（ＮＯ
ｘ）、および酸素含有炭化水素より選択された酸素含有
種の１つ、あるいはこれらの混合を含む。適する酸素含
有炭化水素はアルコール、アルカノン、およびエーテル
を含む。特に望ましい酸素含有炭化水素は、メタノー
ル、エタノールおよびプロパノールを含むＣ_1-6アルコ
ール（１（Ｃ₁）から６（Ｃ₆）炭素原子から成る）、ホ
ルムアルデヒド、エタナール、プロパナルおよびアセト
ンといったようなＣ_1-6アルカノン、メトキシメタン、
エトキシルメタン、およびエトキシルエタンといったよ
うなＣ_1-6エーテルといったような高Ｏ：Ｃ比を有する
ものである。本発明における使用において最も望ましい
酸素含有種は、水、窒素酸化物、メタノール、およびエ
タノールである。これらの化合物は単体で使用される
か、あるいは、２種あるいはそれ以上の化合物の混合に
より使用される。

【００３１】発明者たちは、汚染前のレチクルを１７２
ｎｍの放射線にて露光しながら、分子酸素と水の清掃率
を比較した。発明者たちは、水による該レチクルの清掃
が可能であり、それにより、分子酸素よりもかなりの速
さでその透過率を元の状態に戻すことを発見した。パー
ジガスに分子酸素と水を加えることでは、単に水を加え
るだけの場合と比較して、清掃率に著しい影響はない。
使用した波長で、水の解離率は酸素の解離率よりも著し
く高い。さらに、水は、分子酸素とは異なる方法で、紫
外線により解離されることが分かる。実験により、水は
主にレチクル表面で解離し、それにより高反応ＯＨ基を
形成することが推定される。これらのＯＨ基は、該表面
にある炭化水素の汚染近くあるいはこの上に置かれる
と、それとすぐに作用し合う。分子酸素は、表面で解離
するのではなく、レチクルを囲むスペースにて解離する
と信じられている。水と酸素間における解離反応のこう
した違いは、明らかに清掃率の不一致を説明することが
出来る。

【００３２】本発明の一実施形態において、清掃される
光学部品を含んだスペースは十分な不活性ガスによりパ
ージされる。この場合、酸素含有種はパージガスに少量
存在する。パージガスは、上記で明示したように１種あ
るいはそれ以上の酸素含有種と共に、リソグラフィ装置
において使用することに適したガス組成物から成る。典
型的なパージガスは、上記で明示したように１種あるい
はそれ以上の酸素含有種と共に、希ガスあるいは窒素と
いったような不活性ガスの１つ、あるいはそれの混合か
ら成る。最も好ましい不活性ガスとしては、アルゴン、
ヘリウム、および窒素、例えば超高純度窒素があげられ
る。

【００３３】本発明における最も望ましいパージガス組
成物は、上記において明示したように、１種もしくはそ
れ以上の不活性ガスと、１種もしくはそれ以上の酸素含
有種だけから成る。ゆえに、他の汚染をガスから取り除
くことが望ましい。一般的に、パージガスから炭化水素
を除去するために浄化装置が使用される。本発明におい
て炭化水素のほとんどを取り除く浄化装置を使用するこ
とは可能であるが、関連する酸素含有種の存在には影響
しない。

【００３４】パージガスに含まれる酸素含有種の総量は
一般的に容量にて約１ｐｐｂから約１０ｐｐｍである。
酸素含有種の量が、容量にて約１ｐｐｂよりも少ない場
合、数時間にわたる洗浄（これ自体が望ましいことでは
ないが）が行われない限り、光学部品から取り除かれる
汚染の量としては不十分である。さらに、約１ｐｐｂに
満たない濃度の検出は非常に困難である。

【００３５】あるいは、酸素含有種の濃度が容量にて約
１ｐｐｍを超過すると、酸素含有種による投射ビームの
吸収が一般的に高くなり、透過率は許容レベルを下回っ
て低下する。投射ビームのこの吸収による透過率損失の
レベルは、洗浄される光学システムの経路長による。例
えば、一般的にビーム送出システムでは照明システムよ
りもかなり長い経路長を有しており、ビーム送出システ
ムにおけるＵＶ吸収による１０％の透過率の低下は、酸
素含有種の同一濃度が与えられた照明システムにおいて
約１％のみの低下と同等と見なすことが出来る。ゆえ
に、約１ｐｐｍの濃度は照明システムにおいては許容さ
れ得るが、もっと長い経路長を有するシステムでは３０
０ｐｐｂもしくは４００ｐｐｂといったような、より低
い濃度が要求される。

【００３６】本発明の第一実施形態の変形において、清
掃される光学部品を含んだスペースは排気される。本実
施形態において、酸素含有種、もしくは酸素含有種の混
合は、望ましくは実質的にパージガスの構成成分のみで
ある。パージガスは部分的低圧力でスペース内に導入さ
れる。スペース内の酸素含有種の圧力は、汚染が妥当な
時間内で光学部品から効果的に清掃され得る程度に高圧
にしなくてはならないが、しかし、投射ビームの透過率
が許容レベル以下とならない程度に低圧としなくてはな
らない。一般的に、存在する全ての酸素含有種の合計の
部分圧力は約１ｘ１０^-4Ｐａから約１Ｐａである。圧力
が約１ｘ１０^-4Ｐａを下回る場合、十分な量の汚染を除
去するためには数時間にわたる洗浄がなされなくてはな
らない。これとは逆に、圧力が約１Ｐａを超えると、酸
素含有種による（Ｅ）ＵＶ放射線の吸収が高くなり、容
認出来ないほどの透過率の損失を引き起こす。上述した
ように、使用される酸素含有種の最大許容量は、清掃さ
れるシステムの経路長により変わる。

【００３７】望む場合、センサー６を用いて汚染の度合
いをモニターすることが可能である。センサー６は、清
掃される光学部品ごとに（Ｅ）ＵＶ放射線の反射率や透
過率を計測するように動作する。図２において示すよう
に、光学部品は反射性であり、ゆえにセンサーは（Ｅ）
ＵＶ放射線の反射率を計測する。しかし、光学部品が透
過タイプである場合には、光学部品を通る透過度を計測
出来るようにセンサーが配置される。

【００３８】（Ｅ）ＵＶ放射線の吸収度は、光学部品が
汚染で覆われた度合いを示すために使用することが出来
る。本実施形態において、システムは一般的に、その濃
度が分かっており、かつ望ましくは一定に保たれる、酸
素含有種を除く全ての（Ｅ）ＵＶ吸収剤がパージされ
る。ゆえに、観測される（Ｅ）ＵＶ吸収は、存在する酸
素含有種に起因すると考えられるものは別として、汚染
があることによる。このようにして、センサーは、光学
システムの汚染のレベル、および汚染のレベルに対する
何らかの変化をモニターするために使用し得る。

【００３９】センサーは、問題の光学部品が露光される
のに十分に汚れのない状態であるか、あるいは、さらに
清掃が必要であるかを示すため、清掃前および／または
清掃後に使用される。いつ光学部品の清掃が必要である
かの判断が出来るよう、この検出工程は規則的に用いら
れることが望ましい。センサーは洗浄工程中も使用可能
である。清掃は上記のように実行され、照射が行われて
いる間、センサー６を用いて該放射線の吸収がモニター
される。吸収レベルが十分なレベルを下回って降下し、
よって、光学部品の汚染のレベルが許容範囲であること
をセンサーが示すと、清掃工程は中止される。

【００４０】第一実施形態のまた別の変形において、光
学部品および／またはマスクは露光ウェーハ間における
１つあるいはそれ以上の洗浄剤により清掃される。例え
ば、ウェーハの２バッチ間で、あるいは、例えば通常の
メンテナンスプログラムの一部として、規則的なベース
で行われる。この方法において、ウェーハが露光されな
い場合、および、洗浄中の透過率損失が不利にはならな
い場合、より高い濃度の洗浄剤の使用が可能である。

【００４１】本発明の第二実施形態において、清掃は別
工程として実行され、かつ／あるいは露光と異なる時間
に実行される以外は第一実施形態と同様である。例え
ば、リソグラフィ装置内の別個の装置でのマスクの清掃
である。

【００４２】この実施形態において、酸素含有種の量は
投影ビームの許容透過率損失に制限されず、１０ｐｐｍ
よりも高い濃度（あるいは１Ｐａよりも高い部分圧力）
が使用され得る。よって、例えば、不活性ガスにおいて
２０％までの酸素含有種濃度が適する。特に、例えば１
０００ｐｐｍから１５０００ｐｐｍの水分濃度が使用さ
れ得る。

【００４３】一般的に、照明は清掃と同時には実行され
ず、排気は必要ではないため、装置は排気されない。し
かし、装置が排気される場合、酸素含有種の合計の部分
圧力は約２ｘ１０⁴Ｐａまで高くなる。特に、例えば１
００Ｐａから１５００Ｐａの水分濃度が使用され得る。

【００４４】一般的に、存在する酸素含有種の量を増や
すことは有益である。なぜならば、清掃時間が短縮し、
それによって装置の稼動休止時間が短縮されるからであ
る。

【００４５】本実施形態では、１０ｐｐｍ（あるいは真
空で１Ｐａ）よりも高濃度の酸素含有原料を用いること
で、清掃効果を増すことが可能である。これは、かなり
多量な、あるいは部分的に強く吸収された汚染を除去す
る必要があるときに使用され得る。この技法は、例え
ば、装置の始動時、あるいは例えば通常のメンテナンス
プログラムの一部として規則的なベースで、汚染レベル
が特に高いと分かっている場合に使用し得る。

【００４６】上記の洗浄装置は、別個の清掃装置とし
て、リソグラフィ投影装置以外にも使用可能であること
を注記する。こうした外部清掃装置により、紫外線によ
り対象物を露光しながら、例えば、水、窒素酸化物、あ
るいは酸素含有炭化水素によって、あらゆる種類の被汚
染物を洗浄することが可能である。上記の説明のよう
に、清掃される対象物は光学部品やパターニング手段に
は限定されず、例えば、金属シート、（レジスト塗布）
ウェーハ、ソーラーパネル、あるいは他のあらゆる種類
の汚染物も含む。

【００４７】図３は本発明の第三実施形態を示したもの
であり、以下に記載の内容以外は第二実施形態と同様で
ある。すなわち、この実施形態においては、ＵＶ放射線
あるいはＥＵＶ放射線のソース７がさらに付加されてい
る。ソース７は２５０ｎｍないしはこれ以下の波長を有
する放射線を供給する。こうした放射線の適するソース
については、ソースＬＡに関して上記で行った説明と同
様である。

【００４８】この実施形態において、光学部品３は２５
０ｎｍよりも短い波長を有するＥＵＶ放射線あるいはＵ
Ｖ放射線のいずれかにより照射され、同時にＥＵＶ放射
線のパターン化ビームを投影する。望ましくは、ＥＵＶ
放射線よりもおおいに酸素含有種を選択的に解離するこ
とが可能なＵＶ放射線が使用される。例えば、酸素の場
合、約１５７ｎｍの波長を有するＵＶ放射線が使用され
ることが望ましい。このようにして、パージガスにおい
て比較的低濃度の酸素含有種が用いられ、洗浄剤による
ＥＵＶ放射線の比較的低吸収を可能にする。従い、ウェ
ーハを露光しながら、許容範囲の透過損失にて、光学部
品３が清掃され得る。

【００４９】投影ビームＰＢによる露光前、あるいは露
光後のいずれかに、ソース７より供給されるＵＶ放射線
あるいはＥＵＶ放射線を使用して、スペース２に配置さ
れた光学部品３を照射することをさらに意図する。照射
は露光の前になされ、それにより露光中の透過率と均一
性のレベルを改善する、清掃された光学部品を用意する
ことが望ましい。しかし、放射線を直接的に光学部品に
導く以外に、例えば光学部品を介することなども可能で
ある。

【００５０】望まれる場合には、上述のようにセンサー
６を用いて汚染レベルをモニターすることが可能であ
る。

【００５１】上記にて説明を行った実施形態において、
マスクやレチクルについて説明がなされているが、これ
はまたペリクルから成るものでも良い。マスクとペリク
ル間のスペースにおいて、上記の洗浄工程に従って該ス
ペースから汚染を取り除くために、洗浄剤から成るパー
ジガスを供給することが出来る。

【００５２】以上、本発明の実施形態を詳細に説明した
が、本発明の範囲を逸脱することなく他の方法でも具体
化できることは当業者にとって明らかである。本発明
は、ここに記載の詳細説明により制限されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくリソグラフィ投影装置を図示し
たものである。

【図２】本発明の実施形態における照明システムの一部
を図示したものである。

【図３】本発明のさらなる実施形態における照明システ
ムの一部を図示したものである。これらの図面におい
て、類似の部分を同様の参照番号にて示すものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントニー エルラート ドイステルヴィ ンケル オランダ国エヌエルー2612 エーシー デ ルフト、モルッケンシュトラ ート 10 (72)発明者 バスチアーン マシアス メルテンス オランダ国エヌエルー2517 アールケイス ーグラベンハーゲ、 スネリ ウスシュト ラート 90 (72)発明者 ハンス メイリング オランダ国エヌエルー3722 ビージー ビ ルトーフェン、パークラーン 76 (72)発明者 ノルベルトス ベネディクタス コスター オランダ国エヌエルー2612 ケイティ デ ルフト、スティル プッテン ２ Ｆターム(参考） 2H097 BA02 BA04 CA13 CA15 LA10 5F046 AA17 AA22 DA27

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２５０ｎｍないしはこれに満たない波長
   を有する電磁放射線の投影ビームを供給する放射線シス
   テムと、 所望するパターンに従って投影ビームをパターン化する
   パターニング手段を支持する支持構造と、 基板を保持する基板テーブルと、 パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影する
   投影システムと、 リソグラフィ投影装置における光学部品を含んだスペー
   スに、水、窒素酸化物、および酸素含有炭化水素から選
   択された酸素含有種から成るパージガスを供給するガス
   サプライとから成ることを特徴とするリソグラフィ投影
   装置。
2. 【請求項２】 上記パージガスは、不活性ガス、望まし
   くはヘリウム、アルゴン、窒素、もしくはこれらの混合
   から成り、ここで、該パージガスに存在する酸素含有種
   の総量は、容量にて１ｐｐｂから１０ｐｐｍであること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 酸素含有種は、水、窒素酸化物、アルコ
   ール、アルカノン、およびエーテルから選択されること
   を特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 上記スペースは十分に排気され、ここ
   で、該スペースにおける酸素含有種の合計の部分圧力は
   １ｘ１０^-4Ｐａから１Ｐａであることを特徴とする請求
   項１に記載の装置。
5. 【請求項５】 装置はさらに、２５０ｎｍないしはこれ
   に満たない波長を有する電磁放射線のさらなるサプライ
   から成り、該サプライは上記光学部品および／または上
   記パターニング手段にこうした放射線を供給するために
   配備されていることを特徴とする請求項１に記載の装
   置。
6. 【請求項６】 装置はさらに、スペースと、２５０ｎｍ
   ないしはこれに満たない波長を有する放射線を該スペー
   ス内に供給、および誘導する放射線ソースと、水、窒素
   酸化物、および酸素含有炭化水素から選択された酸素含
   有種から成るパージガスを該スペース内に供給するガス
   サプライとにより構成されるパターニング手段を清掃す
   る分離した清掃装置を備えていることを特徴とする請求
   項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 放射線感応材料の層により少なくとも部
   分的に覆われた基板を提供し、 ２５０ｎｍないしはこれに満たない波長を有する電磁放
   射線の投影ビームを供給し、 パターニング手段を用いて、その断面において投影ビー
   ムにパターンを与え、 放射線感応材料の層の目標部分に放射線のパターン化ビ
   ームを投影し、 水、窒素酸化物、および酸素含有炭化水素から選択され
   た酸素含有種の存在下、２５０ｎｍに満たない波長を有
   する放射線にて上記光学部品を含んだスペースを照射す
   ることにより、装置において使用する光学部品を清掃す
   るステップとから成ることを特徴とするデバイス製造方
   法。
8. 【請求項８】 さらには、不活性ガス、望ましくはヘリ
   ウム、アルゴン、窒素、もしくはこれらの混合から成る
   パージガスを、上記光学部品および／または上記パター
   ニング手段を含んだ上記スペースに供給するステップか
   ら成り、ここで、該パージガスに存在する酸素含有種の
   総量は、容量にて１ｐｐｂから１０ｐｐｍであることを
   特徴とすることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 上記光学部品および／または上記パター
   ニング手段を含んだ上記スペースに、水、窒素酸化物、
   アルコール、アルカノン、およびエーテルから選択され
   た酸素含有種から成るパージガスを供給するステップか
   ら成ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】 上記の洗浄のステップは、放射線のパ
    ターン化ビームを投影する上記ステップとは別に実行さ
    れることを特徴とする請求項７に記載の方法。
11. 【請求項１１】 請求項７、請求項８、請求項９、およ
    び請求項１０のいずれか１つに記載の方法に従って製造
    されたデバイス。
12. 【請求項１２】 スペースと、２５０ｎｍないしはこれ
    に満たない波長を有する放射線を該スペース内に供給お
    よび導く放射線ソースと、水、窒素酸化物、および酸素
    含有炭化水素から選択された酸素含有種から成るパージ
    ガスを該スペース内に供給するガスサプライとから成る
    被汚染物を清掃するための清掃装置。
13. 【請求項１３】 対象物をスペース内に用意し、 ２５０ｎｍないしはこれに満たない波長を有する放射線
    を該スペースに供給し、かつ該放射線を該対象物に誘導
    し、 水、窒素酸化物、および酸素含有炭化水素から選択され
    た酸素含有種から成るパージガスを該スペースに供給す
    るステップとから成ることを特徴とする、被汚染物を清
    掃する方法。