JP2004207730A - リソグラフィック装置、デバイス製造方法およびその方法を使用して製造されたデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】光エレメントの過剰露光を解決する。
【解決手段】照明システムＩＬに適用され、放射源ＬＡで生成された放射ビームは、照明システムＩＬに入射し、ミラーＳＰＦである第１の光エレメントに衝突する。放射ビームは、次に、複数の別のミラーＦＦ、ＦＦ、Ｎ１、Ｎ２およびＧによって反射され、投影ビームＰＢとして最終的に照明システムから出ていく。シャッタＳＨ１およびＳＨ２を使用することによって放射の光路を選択的に遮断することができる。光エレメントの過剰露光は、光エレメントの過剰洗浄対策により防止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、
−投影放射ビームを供給するための放射システムと、
−所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
−基板を保持するための基板テーブルと、
−パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムと
を備えたリソグラフィック投影装置に関する。

本明細書で使用されている「パターン化手段」という用語は、入射する放射ビームの断面を、基板の目標部分に生成すべきパターンに対応するパターンにパターン化するために使用することができる手段を意味するものとして広義に解釈されたい。また、このコンテキストにおいては、「光バルブ」という用語が使用されている。一般的には、前記パターンは、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路または他のデバイス（以下を参照されたい）中の特定の機能層に対応している。このようなパターン化手段の例には、
−マスク：マスクの概念についてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、交番移相および減衰移相などのマスク・タイプ、および様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。このようなマスクを放射ビーム中に配置することにより、マスクに衝突する放射をマスクのパターンに従って選択的に透過（透過型マスクの場合）させ、あるいは選択的に反射（反射型マスクの場合）させている。マスクの場合、通常、支持構造がマスク・テーブルを構成しており、入射する放射ビーム中の所望の位置にマスクを確実に保持し、かつ、必要に応じてビームに対して移動させている。
−プログラム可能ミラー・アレイ：粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックス処理可能表面は、このようなデバイスの一例である。このような装置の基礎をなしている基本原理は、（たとえば）反射表面の処理領域が入射光を回折光として反射し、一方、未処理領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用することにより、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光のみを残すことができるため、この方法により、マトリックス処理可能表面の処理パターンに従ってビームがパターン化される。プログラム可能ミラー・アレイの代替実施例には、マトリックス配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、適切な局部電界を印加することによって、あるいは圧電駆動手段を使用することによって、１つの軸の回りに個々に傾斜させることができる。この場合も、微小ミラーは、入射する放射ビームを反射する方向が、処理済みミラーと未処理ミラーとで異なるよう、マトリックス処理することが可能であり、この方法により、マトリックス処理可能ミラーの処理パターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックス処理は、適切な電子手段を使用して実行される。上で説明したいずれの状況においても、パターン化手段は、１つまたは複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えている。上で参照したミラー・アレイに関する詳細な情報については、たとえば、いずれも参照により本明細書に組み込まれている米国特許ＵＳ５，２９６，８９１号およびＵＳ５，５２３，１９３号、およびＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号およびＷＯ９８／３３０９６号を参照されたい。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、たとえば、必要に応じて固定または移動させることができるフレームあるいはテーブルとして具体化されている。
−プログラム可能ＬＣＤアレイ：このような構成の一例は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許ＵＳ５，２２９，８７２号に記載されている。この場合の支持構造は、プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様、たとえば、必要に応じて固定または移動させることができるフレームあるいはテーブルとして具体化されている。
がある。分かり易くするために、本明細書の以下の特定の部分、とりわけ実施例の部分にはマスクおよびマスク・テーブルが包含されているが、実施例の中で考察されている一般原理は、上で説明したパターン化手段のより広義のコンテキストの中で理解されたい。

リソグラフィック投影装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン化手段が、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成し、このパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層で被覆された基板（シリコン・ウェハ）上の目標部分（たとえば１つまたは複数のダイからなる）に画像化される。通常、１枚のウェハには、投影システムを介して順次照射される目標部分に隣接する回路網全体が含まれている。現在、マスク・テーブル上のマスクによるパターン化を使用した装置には２種類の装置がある。第１の種類のリソグラフィック投影装置では、マスク・パターン全体を１回の照射で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される。このような装置は、一般にウェハ・ステッパと呼ばれている。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれている代替装置では、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査方向」）に連続的に走査し、かつ、基板テーブルを基準方向に平行に、あるいは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される。通常、投影システムは、倍率係数Ｍ（通常＜１）を有しているため、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度を係数Ｍ倍した速度になる。上で説明したリソグラフィック・デバイスに関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に組み込まれているＵＳ６，０４６，７９２号を参照されたい。

リソグラフィック投影装置を使用した製造プロセスでは、パターン（たとえばマスクのパターン）が、少なくとも一部が放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に画像化される。この画像化ステップに先立って、プライミング、レジスト・コーティングおよびソフト・ベークなど、様々な処理手順が基板に加えられる。放射線への露光後、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび画像化されたフィーチャの測定／検査などの他の処理手順が基板に加えられる。この一連の処理手順は、たとえばＩＣなどのデバイスの個々の層をパターン化するための基本として使用されている。次に、パターン化されたこのような層に、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、化学機械研磨等、様々な処理が施される。これらの処理はすべて個々の層の仕上げを意図したものである。複数の層を必要とする場合、すべての処理手順またはそれらの変形手順を新しい層の各々に対して繰り返さなければならないが、最終的にはデバイスのアレイが基板（ウェハ）上に出現する。これらのデバイスは、次に、ダイシングまたはソーイングなどの技法を使用して互いに分割され、分割された個々のデバイスは、キャリアに取り付け、あるいはピンに接続することができる。このようなプロセスに関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に組み込まれる著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、第３版、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｇ Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４）を参照されたい。

分かり易くするために、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語には、たとえば、屈折光学系、反射光学系およびカタディオオプトリック系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。また、放射システムには、投影放射ビームを導き、整形し、あるいは制御するための任意の設計タイプに従って動作するコンポーネントが含まれており、以下、このようなコンポーネントについても、集合的あるいは個々に「レンズ」と呼ぶ。また、リソグラフィック装置は、複数の基板テーブル（および／または複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置である。このような「多重ステージ」デバイスでは、追加テーブルが並列に使用されているか、あるいは１つまたは複数の他のテーブルが露光のために使用されている間、１つまたは複数のテーブルに対して予備ステップが実行されている。たとえば、参照により本明細書に組み込まれているＵＳ５，９６９，４４１号およびＷＯ９８／４０７９１号に、二重ステージ・リソグラフィック装置が記載されている。

光子およびガスの組合せを使用して、リソグラフィック装置の光エレメントを洗浄する方法については知られている。現在、たとえば酸素を使用したＥＵＶ放射、酸素を使用した１５０ｎｍ放射、オゾンを使用したＥＵＶ放射あるいはオゾンを使用した１５０ｎｍ放射など、いくつかの異なる洗浄戦略が存在している。洗浄方法には、洗浄を必要とする光エレメントの表面の近傍に酸素を供給するステップ、続いて、光エレメントの表面に光子の洗浄ビームを供給するステップが含まれている。光子の洗浄ビームは、光エレメントの表面の近傍に二次電子を発生させると考えられている。二次電子によって酸素が活性化すると、活性化した酸素によって、光エレメントの表面に蓄積しているあらゆる炭素が酸化され、それにより光エレメントの表面から炭素が除去される。

上で言及した従来技術による方法は、リソグラフィック装置のすべての光エレメントに酸素を供給し、続いて、放射システムを使用して光子の洗浄ビームを供給することによって実行されている。この方法によれば、リソグラフィック装置のすべての光エレメントが同時に洗浄される。また、光エレメントの使用可能な表面全体が一様に洗浄される。

本発明の第１の態様は、同時に、あるいは同じ洗浄速度ですべての光エレメントを洗浄することが必ずしも望ましくないことの認識に由来している。したがって本発明により、リソグラフィック装置の選択された光エレメントのみを洗浄するための様々な手段、および／または異なる光エレメントを異なる洗浄速度で洗浄し、かつ、空間的に分解された（つまり、洗浄速度が１つの光エレメントの表面全体に渡って変化する）洗浄を施すための手段が提供される。

光エレメントの過剰洗浄は、光エレメントの光への過剰露光の原因になり、光エレメントの不可逆反射損失をもたらすことが分かっている。この問題は、洗浄を必要とする光エレメントのみを洗浄する本発明によって改善される。

本発明の目的は、従来技術による洗浄方法を使用した場合に生じる光エレメントの過剰露光の問題を解決することである。

本発明は、反射特性または透過特性を有する光エレメントを含むあらゆるタイプの光エレメントの洗浄に適用することができる。本発明は、とりわけ、ＥＰ−Ａ−１，０６５，５３２、ＥＰ−Ａ−１，０６５，５６８および欧州特許出願第０２２５３４７５．４号に開示されているような多層ミラーに適用することができる。さらに、本発明は、ＥＰ−Ａ−１，１７４，７７０に記載されているような適応ミラーからなる光エレメントに適用することができる。

この目的および他の目的は、冒頭の段落で明記したリソグラフィック装置における、少なくとも１つの放射洗浄ビームおよびガスを使用して前記光エレメントを個々に洗浄するための洗浄手段、あるいは前記光エレメントのサブセットを洗浄するための洗浄手段を特徴とする本発明の第１の態様によって達成される。

個々の光エレメントあるいは光エレメントのサブセットのみ（つまり、すべての光エレメントではなく）を洗浄することができるため、それによりシステムにおける最もきれいな光エレメントが洗浄プロセスから除外されるため、過剰露光の問題が確実に軽減される。したがって、洗浄する必要のない光エレメントを洗浄することなく、洗浄を必要とする光エレメントの洗浄を実行することができる。

この利点を提供するための有利な方法は、放射洗浄ビームの光路を遮断する１つまたは複数のシャッタを使用することである。シャッタは、１つまたは複数の光エレメントへの放射ビームを阻止するべく、リソグラフィック装置内の様々な位置に配置することができ、かつ、選択的に開閉することができる。

このようなシャッタを使用することにより、放射洗浄ビームを供給するべく放射システムを使用した場合に、それだけで、第１の光エレメント（すなわち、放射洗浄ビームに対して最も「上流側」の光エレメント）が常に洗浄の対象になる、という事実が回避されるわけではない。それは、放射洗浄ビームは、洗浄すべき光エレメントに少なくとも到達する必要があり、そのために、放射洗浄ビームは必ず洗浄すべきその光エレメントの上流側のすべての光エレメントに到達しなければならないことによるものである。この問題は、放射光路に沿った様々なポイントにさらに放射源を提供することによって解決される。この放射源の提供と共に、洗浄光をシステムを介して後方（すなわち、システムの通常の使用時に放射が移動する方向とは逆方向）に反射させるべく、専用の洗浄マスクすなわち洗浄基板をリソグラフィック装置に挿入することができる。

本発明の第２の態様によれば、洗浄量を前記光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させるための空間変化手段を備えた洗浄手段を特徴とするリソグラフィック装置が提供される。

したがって本発明のこの態様は、光エレメントの一ヶ所から炭素付着物を洗浄するための従来技術による洗浄プロセスを使用して対処することができる代わりに、同時に、炭素付着物の少ない、光エレメントの他の部分を過剰露光することになる問題に対処している。洗浄量を光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させることにより、炭素が最も厚く付着した領域に集中して洗浄することができるため、炭素付着レベルがごく僅かでしかない領域の過剰露光が回避される。

洗浄をこのように空間的に変化させるための手段は、たとえば、強度を空間的に変化させつつあらゆる放射洗浄ビームを透過させ、あるいは反射させるべく、その範囲全体に渡って可変透過特性または可変反射特性を有する濃度フィルタである。

濃度フィルタは、最後の洗浄プロセスであるため、洗浄すべき１つまたは複数の光エレメントに入射する光の平均パターンに基づくパターンを有していることが好ましい。炭素付着物の蓄積は、通常の使用時に光エレメントの任意の特定の部分に入射する光の強度に関係していることが分かっているため、このパターンを有していることは有用である。詳細には、光エレメントの表面の放射の大部分を受け取る部分は、炭素が最も厚く付着する傾向がある。濃度フィルタのパターンは、既知のマシン使用履歴に基づいて計算することができ、あるいは別法として使用中に検出することができる。したがって濃度フィルタは、光エレメントの表面全体に渡って検出された実際の炭素付着物に基づいたパターンを有している。濃度フィルタは、本来の位置でその特性が変化するよう動的に適合することができるため、洗浄プロセス毎に置き換える必要がなく、最大限の柔軟性が発揮される。これは、透過特性または反射特性を選択的に変化させることができる複数の離散エレメントを使用して濃度フィルタを構築することによって実行される。

本発明の第３の態様により、前記光エレメントの表面に放射洗浄ビームを供給するための洗浄手段を特徴とし、かつ、前記放射洗浄ビームと前記光エレメントの表面の相互作用によって生成される二次電子が前記光エレメントの表面から引き離されるよう、前記光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための手段と、
前記二次電子が次に前記光エレメントの表面に向かって引き付けられるよう、前記電界の極性を反転させるための手段とをさらに特徴とするリソグラフィック装置が提供される。

光エレメントの表面の近傍に確立される電界により、最初に光エレメントの表面から遠ざかる方向への電子の移動が促進される（それにより光エレメントの表面の近傍の酸素を通過する）。続いて電界の極性を反転させることにより、二次電子が光エレメントの表面に向かって引き付けられ、それにより電子が酸素の層を２度に渡って通過し、洗浄速度が潜在的に２倍速くなる。

本発明の第４の態様により、前記光エレメントの表面に放射洗浄ビームを供給するための洗浄手段を特徴とし、かつ、前記光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための手段と、
洗浄すべき前記光エレメントの近傍に反応性ガスを供給するための手段と、
反応性ガス分子を帯電させるための手段とをさらに特徴とするリソグラフィック装置が提供される。

電界および帯電した反応性ガス（たとえば酸素）分子が相俟って、光エレメントの表面の近傍に位置付けすべきガスの濃度を平均濃度より濃くしている。これは、より高速の洗浄速度がその光エレメントの近傍に達成されることを意味している。したがって、電界および反応性ガス・イオンを使用して局部のガス環境を変化させることにより、光エレメント毎に異なる洗浄速度を達成することができることが分かる。

反応性ガスは、二次電子が酸素を放電させることがないよう、好ましくは負に帯電した酸素であることが好ましい。光エレメントの表面に酸素を引き付けるために、表面から離れた場所に位置する他のエレメントに対して、光エレメントを正に帯電させることができる。光エレメントの表面は、酸素粒子に対して負に帯電し、また、光エレメントの表面から離れたエレメントは、さらに強く負に帯電していることが好ましく、それにより、光エレメントの表面が負に帯電していても（したがって酸素粒子を放電させることはない）、光エレメントの表面を遠位点に対して正に帯電させることが可能であり、したがって依然として酸素粒子をその表面に向けて引き付けることができる。

本発明の第５の態様により、光エレメントの表面の洗浄を実施するべく、ガスと組み合わせた電子洗浄ビームに前記光エレメントの表面を露光させるための手段を備えた洗浄手段を特徴とするリソグラフィック装置が提供される。

電子洗浄ビームは、光エレメントの表面を走査するべく、拡大および／または方向付けされる。電子洗浄ビームによって供給される電子は、光子ビームを使用した場合に生成される二次電子と同じように作用する。電子によって酸素が活性化され、それにより光エレメントの表面の炭素が酸化される。電子ビームは制御が可能であるため、光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化する洗浄速度が達成される。電子ビームによって提供される電子密度が、光子が光エレメント表面と相互作用することによってもたらされる二次電子によって提供される電子密度より大きいため、光子洗浄と比較した場合、より速い洗浄速度が達成される。

本発明の第６の態様により、光エレメントの表面に、光エレメントによっては実質的に吸収されず、光エレメントの表面に粘着したあらゆる炭化水素分子または水分子によって吸収される波長を有する光子ビームを供給するための手段を特徴とするリソグラフィック装置が提供される。

炭化水素分子または水分子による光子ビームの吸収により、これらの分子が光エレメントの表面に留まる期間が短くなる。

光子ビームは、エネルギーが小さく、かつ、たとえば１μｍ〜１０μｍ領域の赤外放射などの放射ビームからなっていることが好ましい。このような放射は、多くの汚染物質（水を含む）によって吸収され、かつ、光エレメントによって極めて良好に反射される。

この態様の変形形態により、光エレメントの表面のあらゆる水分子によって吸収されるマイクロ波を光エレメントに供給するための手段を特徴とするリソグラフィック装置が提供される。

水分子によってマイクロ波が吸収されるため、水分子が光エレメントの表面に留まる期間が短縮される。

第６の態様の変形形態として、真空システム内のあらゆる水分子または炭化水素が光子ビームまたはマイクロ波を吸収し、これらの汚染物質分子が真空システム内の表面に留まる期間が短縮されるよう、光子ビーム（好ましくは赤外放射）またはマイクロ波を真空システム中により広範囲に印加することができる（真空システム内の特定の光エレメントに向けてではなく）。水分子および／または炭化水素分子による光子ビームまたはマイクロ波の吸収により、汚染物質分子の結合の破壊および／または汚染物質分子の加熱が促進され、それにより光エレメントの表面からの汚染物質分子の除去が促進されると考えられている。

本発明の第１の態様によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システムの光エレメントに、前記光エレメントを洗浄するべく放射洗浄ビームおよびガスを提供するステップが含まれており、前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システムの他の光エレメントが洗浄されることはない。

本発明の第２の態様によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
洗浄量を、前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させるべく、放射洗浄ビームを提供するステップが含まれている。

本発明の第３の態様によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面の近傍に電界を確立するステップと、
二次電子が生成されるよう、放射洗浄ビームを提供するステップと、
前記電界を使用して、前記二次電子を前記光エレメントから遠ざかる方向に引き離すステップと、
前記二次電子を前記光エレメントの表面に向けて引き付けるべく、前記電界の極性を反転させるステップが含まれている。

本発明の第４の態様によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面の近傍に電界を確立するステップと、
酸素ガス分子を帯電させるステップと、
前記帯電した酸素ガス分子を前記光エレメントの近傍に供給するステップが含まれている。

本発明の第５の態様によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
光エレメントの表面の洗浄を実行するべく、前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面を、ガスと組み合わせた電子洗浄ビームに露光するステップが含まれている。

本発明の第６の態様によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面を、前記光エレメントによっては実質的に吸収されず、光エレメントに粘着した炭化水素分子または水分子の結合を破壊させる波長を有する光子に露光させるステップが含まれている。

炭化水素分子または水分子の結合が破壊すると、システムからこれらの汚染物質分子がポンプ除去される。したがって容器内の光エレメントの汚染／酸化が防止され、真空システムのポンプ・ダウン時間が短縮される。

本発明の第６の態様の変形形態によれば、リソグラフィック投影装置を洗浄する方法が提供される。リソグラフィック投影装置を洗浄する方法には、
前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面をマイクロ波に露光させるステップが含まれている。水分子によってマイクロ波が吸収され、それにより汚染が軽減される。

また、
−少なくとも一部が放射線感応材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−投影ビームの断面をパターン化するべくパターン化手段を使用するステップと、
−投影システムを使用して、パターン化された放射ビームを放射線感応材料の層の目標部分に投射するステップとを含み、
本発明の第１から第６までの態様によるいずれか１つの方法を使用して装置を洗浄するステップを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

本明細書においては、本発明による装置の、とりわけＩＣの製造における使用が参照されているが、本発明による装置は、他の多くの可能アプリケーションを有していることを明確に理解されたい。たとえば、本発明による装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用することができる。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「レクチル」、「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「目標部分」という用語に置換されているものと見なすべきであることは、当分野の技術者には理解されよう。

本明細書においては、「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線放射（たとえば、波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍ）、ＥＵＶ（波長の範囲がたとえば５〜２０ｎｍの極紫外線放射）およびイオン・ビームあるいは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電気放射を包含するべく使用されている。

本出願は、主として、光エレメントの表面からの炭化水素分子および水分子の除去に的が絞られているが、他のタイプの汚染物質を除去することも可能である。たとえば、適切な放射を一酸化炭素と共に使用することにより、酸化したルテニウムからの酸素付着物を除去することができる。また、同様の方法で、付着したケイ素（たとえば、ケイ素含有レジストからの）を除去することも可能である。たとえば、気体水素（Ｈ_２）を使用して固体Ｓｉ汚染物質を除去し、気体ＳｉＨ_４を形成することができる。

赤外放射は、赤外放射によって汚染物質分子（たとえば水）中に、金属中にはもたらされることがないエネルギー遷移がもたらされると考えられているため、赤外放射が使用されることが好ましい。汚染物質分子による赤外光子の吸収により、しばしば分子が励起状態に達し、そのために汚染物質分子が表面から除去される確率が高くなる。水は、極めて広範囲のスペクトルを吸収するため、本発明を使用することにより、酸素分子および炭化水素分子に影響を及ぼすことなく、水分子のみを除去することさえ可能である。しかし、炭化水素分子および水分子が除去されることが好ましい。

次に、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。

図において、対応する参照記号は、対応する部品を表している。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィック投影装置を略図で示したものである。この装置は、
−投影放射ビームＰＢ（たとえばＥＵＶ放射）を供給するための放射システムＥｘ、ＩＬ（この特定の実施例の場合、放射システムにはさらに放射源ＬＡが含まれている）と、
−マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備えた、アイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１の対物テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板Ｗ（たとえばレジスト被覆シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備えた、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２の対物テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイからなっている）に結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（たとえばミラー群）とを備えている。図に示すように、この装置は反射型（たとえば反射型マスクを有する）装置であるが、一般的にはたとえば透過型（たとえば透過型マスクを備えた）装置であっても良い。別法としては、この装置は、たとえば上で参照したプログラム可能ミラー・アレイ・タイプなど、他の種類のパターン化手段を使用することもできる。

放射源ＬＡ（たとえば、レーザ生成源あるいは放電プラズマ源）は放射ビームを生成している。この放射ビームは、照明システム（イルミネータ）ＩＬに直接供給され、あるいは、たとえばビーム拡大器Ｅｘなどの調整手段を通して供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分布の外部および／または内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部およびσ−内部と呼ばれている）を設定するための調整手段ＡＭを備えている。また、イルミネータＩＬは、通常、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなど、他の様々なコンポーネントを備えている。この方法により、マスクＭＡに衝突するビームＰＢの断面に、所望する一様な強度分布を持たせることができる。

図１に関して、放射源ＬＡをリソグラフィック投影装置のハウジング内に配置し（放射源ＬＡがたとえば水銀灯の場合にしばしば見られるように）、かつリソグラフィック投影装置から離して配置することにより、放射源ＬＡが生成する放射ビームをリソグラフィック投影装置に供給する（たとえば適切な誘導ミラーを使用することによって）ことができることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザの場合にしばしば見られるシナリオである。本発明および特許請求の範囲の各請求項には、これらのシナリオの両方が包含されている。

次に、ビームＰＢが、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡによって遮断される。マスクＭＡによって選択的に反射したビームＰＢは、ビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。第２の位置決め手段（および干渉測定手段ＩＦ）を使用することにより、たとえば異なる目標部分ＣをビームＰＢの光路中に配置するべく、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段を使用して、たとえばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後、あるいは走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、対物テーブルＭＴおよびＷＴの移動は、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）および短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されている。しかし、ウェハ・ステッパ（ステップ・アンド・スキャン装置ではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータに接続するだけで良く、あるいは固定することもできる。

図に示す装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは、基本的に静止状態に維持され、マスク画像全体が目標部分Ｃに１回の照射（すなわち単一「フラッシュ」で）投影される。次に、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢによって照射される。
２．走査モードでは、所与の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」に露光されない点を除き、ステップ・モードと基本的に同じシナリオが適用される。走査モードではマスク・テーブルＭＴを所与の方向（いわゆる「走査方向」、たとえばｙ方向）に速度νで移動させることができるため、投影ビームＰＢでマスク画像を走査し、かつ、基板テーブルＷＴを同時に同じ方向または逆方向に、速度Ｖ＝Ｍνで移動させることができる。ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４またはＭ＝１／５）。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分Ｃを露光させることができる。

以上、リソグラフィック装置の一般動作について説明したが、次に、リソグラフィック装置の本発明が適用される部分について説明する。

本発明の第１の態様
本発明のこの態様は、知られている洗浄プロセスが、リソグラフィック装置のすべての光エレメントに光子洗浄ビームおよび酸素を供給し、したがって異なる光エレメントには異なる洗浄量が必要であることが考慮されていない、という問題を対象としている。光エレメントの過剰洗浄は、不可逆反射損失の原因になっている。

図２は、照明システムＩＬに適用される本発明を示したものである。既に知られているように、放射源ＬＡで生成された放射ビームは、照明システムＩＬに入射し、この実施例ではミラーＳＰＦである第１の光エレメントに衝突する。放射ビームは、次に、複数の別のミラーＦＦ、ＦＦ、Ｎ１、Ｎ２およびＧによって反射され、投影ビームＰＢとして最終的に照明システムから出ていく。

光エレメントの洗浄が望ましい場合、照明システム全体に酸素が充填され、かつ、放射洗浄ビームが供給される。従来技術では、この放射洗浄ビームは、それ以外の放射源を供給する必要がないため、放射源ＬＡによって最も容易に供給されている。本発明によれば、照明システムＩＬのすべての内部部品にさらに酸素が供給されるが、放射洗浄ビームが相互作用するのは、個々の光エレメントまたは光エレメントのサブセットのみである。これは、放射洗浄ビームの光路を選択的に遮断するシャッタＳＨ１およびＳＨ２を使用することによって達成されている。たとえばシャッタＳＨ１は、ミラーＳＰＦとミラーＦＦの間の放射の光路を選択的に遮断することができる。したがってシャッタＳＨ１を配列することにより、放射源ＬＡからの放射洗浄ビームによってミラーＳＰＦのみを洗浄し、シャッタＳＨ１より下流側のすべてのミラーに対しては洗浄を施さないようにすることができる。他の実施例として、シャッタＳＨ１を開いた状態（すなわち放射を通過させる）に維持し、かつ、ＳＨ２を閉じることにより、ミラーＳＰＦ、ＳＦおよびＦＦを洗浄し、ミラーＮ１、Ｎ２およびＧには洗浄を施さないようにすることができる。

システムにさらに柔軟性を付与し、また、最も上流側のミラー（たとえばミラーＳＰＦ）を洗浄する必要がなく、かつ、もっと下流側のミラー（たとえばミラーＮ２）を洗浄することができる洗浄構成にするべく、１つまたは複数の追加放射源ＬＡ１、ＬＡ２およびＬＡ３を供給することができる。これらの追加放射源は、図２に炎で示されている。これらの放射源は、光を照明システムの周りの「誤った方向」へ反射させることができるよう、たとえば反射拡散板（図４参照）を備えた特注レチクルを通して、側面から放射を照明システム中に結合するべく配列することができる。たとえば図２に示す放射源ＬＡ３は、図４に示すような専用拡散マスクを、放射洗浄ビームが図１および２に示す投影ビームＰＢの光路と同じ光路を逆方向に辿るようにマスク・テーブル上に配置することによって達成される。この場合、この放射洗浄ビームは、ミラーＮ２およびＧ（シャッタＳＨ２を閉じた状態で）を洗浄するべく使用されることになるが、ミラーＮ２より上流側のミラーは洗浄されない。

図３は、本発明の第１の態様の類似実施態様を示したものであるが、図３では、投影レンズＰＬにシャッタＳＨ３、ＳＨ４、ＳＨ５および追加放射源ＬＡ４、ＬＡ５、ＬＡ６およびＬＡ７が設けられている。投影レンズＰＬのサブセットである様々なミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５およびＭ６は、既に説明した方法と同じ方法で洗浄するべく分離されている。

マスクＭＡは、マスクＭＡに供給される光ビームが様々な方向に反射されるよう、表面に専用拡散エレメントＤＦを備えた図４に示す構成にすることができる。図１を参照すると、光が照明システムＩＬまたは投影レンズＰＬのいずれか一方もしくはその両方に同時に投射されるように拡散板を配列することができることが分かる。この方法によれば、単純な方法で放射源ＬＡ３およびＬＡ４を提供することができる。

放射源ＬＡに使用されるＥＵＶ放射を始めとする任意のタイプの洗浄放射を使用することができる。別法としては、ＤＵＶ、ＩＲ、１７３ｎｍ、１５０ｎｍ等の放射を使用することもできる。図５は、スペクトル分解されたＭｏＳｉミラーの反射曲線をグラフで示したものである。このようなミラーは、バンド内ＥＵＶ（１３ｎｍ波長近辺）およびＥＵＶ、ＶＵＶおよびＩＲ放射の両方を反射していることが分かる。したがって、光エレメント（この場合、ＭｏＳｉミラー）がこのような他の放射を関連するシステムの周りに反射するため、ＥＵＶ放射以外の放射を使用してミラー群の洗浄を実施することができる。別法としては、最初に遭遇するミラーのみの洗浄を必要とし、かつ、シャッタを省略する必要がある場合、最初に遭遇する光エレメントによって実質的に反射されないよう、放射を選択することができる。たとえば、かなりの程度までＭｏＳｉミラーによって反射されないバンド外ＥＵＶ放射（たとえば２０ｎｍ）を使用することができる。

本発明のこの実施例による洗浄は、集積回路の生成に使用される露光量の中間で実施することができる。また、使用する洗浄波長に最終レジストが鈍感である場合、使用されているレジストを露光している間、この洗浄方法を実時間で使用することができる。

図４に示す専用洗浄レチクルは、何ら多層被覆のない単純な低膨張ガラスであり、洗浄光が光路中に反射されることを条件として良好に機能する。また、同じく反射拡散板を有する専用洗浄ウェハをウェハ・ステージ（図１参照）に載せ、かつ、同じ原理を使用して、図３に示すミラーＭ５およびＭ６を洗浄することができる（つまり、この原理を使用して放射源ＬＡ７を提供することができる）。

本発明の第２の態様
本発明のこの態様は、強度が均一な光子ビームおよび濃度が空間的に変化しない酸素を使用した場合に、光エレメント（たとえば多層ミラー）の表面全体に渡って同じ洗浄速度が生じる、という問題を対象としている。光エレメント上の炭素付着物は、光エレメントの表面全体に渡って一様に分布しないことが分かっており、したがって、光エレメントの表面の炭素が最も薄く付着した部分は、より厚い炭素付着物の洗浄が終了する前に洗浄されてしまうことになる。そのまま洗浄を継続することにより、既に洗浄済みの部分が過剰露光され、不可逆反射損失がもたらされる。しかしながら、薄く付着した炭素の洗浄が終了した時点で洗浄プロセスを停止させると、厚い付着物は洗浄されないことになる。

この問題は、この実施例においては、洗浄量を光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させることができる洗浄プロセスを提供することによって解決されている。これは、光エレメントの表面の炭素が最も厚く付着した特定の部分が、光エレメントの炭素の付着がより薄い他の部分より速く洗浄されることを意味している。

洗浄速度は、光エレメントの表面に供給される放射の強度によって決まることが分かっている。したがって、図６に示すような構成を提供することができる。図６に示すコンポーネントは、図１に示すコンポーネントに類似しているが、放射ビームの光路中に濃度フィルタＧＦが追加されていることに留意されたい。濃度フィルタＧＦによって、その幅全体に渡って放射ビームの強度が修正され、非一様になる。これは、光エレメントの表面の炭素が最も厚く付着した洗浄すべき部分に、より強度の大きい放射を印加することができることを意味している。したがって、表面が酸化し、それによって不可逆反射損失がもたらされる危険が少ない方法で確実に光エレメントの表面全体を洗浄することができる。図６では、この原理は、ミラーＳＰＦ（図２参照）の洗浄に一般的に使用される放射源ＬＡに適用されているが、この原理は、より広範囲に適用することができ、したがって濃度フィルタＧＦは、個々の放射源（ＬＡ１．．．ＬＡ７）およびすべての放射源に結合することができ、また、すべての光エレメント（たとえばミラー）は、専用の放射源ＬＡおよび濃度フィルタＧＦに結合することができる。濃度フィルタＧＦは、洗浄中に放射洗浄ビームに付与される強度差が、炭素蓄積プロセスと空間的に同じ洗浄速度プロセスをもたらすように設計することができる。

照明システムＩＬ部分では、一定の強度プロファイルが、光エレメントに供給される放射ビーム中に観察される。詳細には、放射ビームと相互作用する第１の光エレメントが一定の強度プロファイルを受け取ることになるが、それは、この第１の光エレメント以前にはＮＡ／σの変化が存在しないことによるものである。したがって、他のミラー、詳細には、使用中、集積回路のフィーチャ・タイプおよびサイズによって決まる強度プロファイルを有する放射ビームを受け取る投影システムＰＬ中の他のミラーの洗浄には一般的には有用であるが、図６に示す位置に実際に濃度フィルタＧＦを設ける必要はない。したがって、洗浄に使用するフィルタに、当該光エレメントが使用されたすべての露光量の履歴を模倣させることができる。

光エレメントの表面に蓄積する炭素は、使用中、光エレメントが露光される放射の強度に酷似していることが分かっている。したがって濃度フィルタＧＦは、純粋に、既知のリソグラフィック投影装置の使用履歴に基づいて構築することができる。

別法としては、濃度フィルタＧＦは、蓄積した炭素の測値および／または当該光エレメントの反射損失の測値に基づいて構築することができる。濃度フィルタＧＦは内部への取付けが可能であり、洗浄後、取り出すことができるが、これは、時間を浪費することが分かっている。そのための代替は、外部に濃度フィルタＧＦを設け、ファイバ、フィードスルーまたは光学系および窓によって洗浄光子を光路にもたらすことである。

また、濃度フィルタリングは、状況に合わせて実施することができる。図７は、適応濃度フィルタＧＦを示したものである。図から分かるように、濃度フィルタＧＦは、光透過特性および／または光反射特性を変化させることができる極めて多数の離散エレメントＤＥでできている。必要なビーム全体のアナログ光子強度のディジタル近似値は、様々な離散エレメントＤＥを適切にスイッチングすることによって提供される。したがって、その幅全体に渡って強度が一定のビームを使用して濃度フィルタＧＦを常に照射することができ、それにより、そのビームに光エレメントを洗浄するための正確な強度を最小限の過剰露光量で付与することができる。使用する多数の離散エレメントＤＥによってミラーの洗浄分解能が決定されることは明らかであろう。個々の離散エレメントＤＥの反射特性／透過特性をスライディング・スケール・ベースで変化させるための代替として、たとえば反射状態および非反射状態の２つの状態のいずれか一方の状態に設定することができるディジタル・エレメントを使用することができる。その場合、個々の離散エレメントが反射状態にある時間によって、光エレメントの表面の特定の位置が受け取る洗浄量が決定される。

濃度フィルタＧＦはデバイス内への組込みが可能であり、また、取外しおよび交換を必要とすることなくその特性を変更することができるため、この適応解決法はとりわけ有用である。したがって、洗浄中、その位置で濃度フィルタＧＦを変更することができ、洗浄プロセスの実行に要する時間が短縮される。

図８および９は、離散エレメントＤＥのフィルタを洗浄するための実際的な方法の１つを示したものである。図８は、フィルタの一対の離散エレメントＤＥを放射源ＬＡおよび洗浄すべき光エレメントＯＥと共に示したものである。また、光エレメントＯＥの表面に炭素付着物ＣＤが示されている。図８には、反射モードにある２つの離散エレメントが示されており、放射源ＬＡからの光を光エレメントＯＥの表面全体に渡って反射している。これは、光エレメントＯＥの底部部分に過剰露光をもたらしている。図９は、下部離散エレメントＤＥが反射する光が、光エレメントＯＥの表面から外れるようになされた場合を示している。したがってこの２つの離散エレメントは、光エレメントの表面の炭素が付着した部分に光を反射し、光エレメントの表面の炭素が付着していない部分には光を反射していない。

この概念の変形形態を使用して、たとえば、入射した光の偏光を変化させるエレメントを使用し、かつ、洗浄すべき光エレメントＯＥにこの光を透過させるべく、偏光に応じて透過型あるいは反射型になる反射エレメントを使用することができる。

ミラーの洗浄に光子ビームではなく電子ビームを使用する可能性について、本発明の第５の態様に関連して追って説明する。電子ビームによって、炭素付着物を除去する酸素を活性化させるために必要な電子が提供される。密度の高い電子強度が電子ビームによって提供されるため、光子ビームを使用する場合より高速の洗浄を達成することができる。

電子ビームを使用する利点は、ビーム・ステアリング・ユニットを使用して電子ビームを方向付けすることができることである。したがって、光エレメントの表面全体を走査するべく電子ビームを導き、炭素付着物が存在している領域に電子ビームを衝突させることができる。したがって、炭素付着物が存在していない領域を回避することができるため、光エレメントの若干の部分の過剰露光を防止することができる。図１０はこの概念を示したもので、光エレメントＯＥの表面に衝突する前にビーム・ステアリング・ユニットＢＳを通過する電子ビームＥＢが示されている。炭素付着物ＣＤは、光エレメントＯＥの表面の一部分にのみ付着しており、ビーム・ステアリング・ユニットＢＳは、炭素付着物ＣＤが存在している表面部分のみを電子ビームＥＢが走査するように較正されている。図１０に示す３つのビームは、３つの異なる時間における電子ビームを示したものであり、電子ビームが光エレメントの炭素が存在している表面全体を走査することができることは理解されよう。電子ビームＥＢが炭素付着物を走査するために要する時間は、炭素付着物の厚さに応じて調整することができる。したがって、光エレメントの表面全体を確実に洗浄するべく、薄く付着した炭素に対しては極めて迅速に走査し、厚く付着した炭素に対してはより低速で走査するよう、電子ビームＥＢを配列することができる。

図１１は、他の展開を示したもので、ビーム・ステアリング・ユニットＢＳを使用して電子ビームＥＢを方向付けする前に、拡大光学系ＢＭを使用して電子ビームＥＢの幅が拡大されている。拡大光学系ＢＭを使用することにより、電子ビームの幅を広くすることができ、それにより炭素付着物を除去するために必要な走査回数を少なくすることができる。図１１に示す実施例では、ビームの幅は、炭素付着物ＣＤの幅と整合する幅に拡大されており、ビーム・ステアリング・ユニットは、炭素付着物に向けてビームを導くべく使用されている。

局部洗浄の分解能は、電子ビームの直径およびビーム・ステアリング・ユニットＢＳの精度によってのみ制限されることは理解されよう。電子ビームによってより高速の洗浄が提供されるため、洗浄時間を短縮することができ、延いてはリソグラフィック装置の使用効率を高くすることができる。

本発明の第３の態様
本発明のこの態様は、知られている、光子ビームおよび酸素を使用した洗浄プロセスより高速の洗浄プロセスの達成を対象としている。本発明のこの態様について、図１２および１３を参照して説明する。

図１２および１３では、光エレメントＯＥは、光エレメントと洗浄すべき光エレメントの表面から間隔を隔てた格子部材ＧＭとの間に電位差を印加する電圧源ＶＳに取り付けられている。好ましい実施例では、格子部材ＧＭは、光エレメントの表面と格子部材ＧＭの間の間隔が約１ｃｍになるように距離を隔てている。電圧ＶＳにより、光エレメントＯＥの表面と格子部材ＧＭの間の空間に電界が確立される。この電界は、図１２および１３に、記号「＋」および「−」を使用して示されている。

図１２では、光エレメントＯＥの表面から離れた点がより強い正になるように電界が確立されており、したがって、光子と光エレメントの表面の相互作用によって生成される二次電子ＳＥが光エレメントの表面から遠ざかる方向に引き離され、光エレメントＯＥの表面の近傍の酸素を通過する。この動きにより、いくつかの二次電子ＳＥによって酸素が活性化され、それにより光エレメントの表面が洗浄される。引き続いて、電圧源ＶＳによって供給される電位差を反転させることによって電界の極性が反転される。図１３は、この電界の極性の反転を示したもので、光エレメントＯＥの表面が格子部材ＧＭより強い正になっていることが分かる。この電界の極性の反転により、二次電子ＳＥが光エレメントＯＥの表面に向かって引き付けられ、それにより二次電子が再び酸素層を通過するため、それを酸素の活性化に利用することによって洗浄プロセスが確立される。したがって、電界を反転させることにより、二次電子が２度に渡って酸素を通過するため、洗浄速度が潜在的に２倍速くなる。

酸素は、格子部材ＧＭに物理的に取り付けられた酸素供給手段ＯＳによって供給され、かつ、格子部材ＧＭと光エレメントＯＥの表面の間の空間に直接供給されることが好ましい。

本発明の第４の態様
本発明のこの態様は、知られている洗浄プロセスが、リソグラフィック装置のすべての光エレメントに光子洗浄ビームおよび酸素を供給し、したがって異なる光エレメントには異なる洗浄量が必要であることが考慮されていない、という問題に関している。本発明の第１の態様は、個々のミラーへの異なる量の光子の供給を提案しており、また、本発明のこの第４の態様は、異なるミラーに対して異なる洗浄速度を付与するべく、個々のミラーの近傍への異なる量の酸素の供給に関している。これは、本発明の第３の態様を実施するべく使用される手段と類似の手段、すなわち格子部材ＧＭおよび関連する電圧源ＶＳを使用して達成される。この第４の態様について、図１４、１５および１６を参照して説明する。

本発明の第３の態様の場合と同様、光エレメントＯＥの表面と格子部材ＧＭの間の間隙に展開する電界の確立には電圧源ＶＳが使用されている。電圧源ＶＳによって、光エレメントＯＥの表面が格子部材ＧＭより強く正に帯電するように、光エレメントＯＥの表面と格子部材ＧＭの間の間隙の両端間に電位差が印加され、同時に、酸素供給手段ＯＳによって、負の電荷を持たせるべく帯電させた酸素が供給される。これは、酸素供給手段によって供給される帯電した酸素分子が、光エレメントＯＥの表面に向かって引き付けられることを意味している。これにより、システム内の酸素の分圧が、光エレメントＯＥの表面の近傍で、光エレメントＯＥの表面から離れた点の分圧より大きくなるように、酸素の濃度勾配が設定される。これは、酸素の局部濃度がより濃くなるため、光エレメントＯＥの表面を洗浄する放射洗浄ビームの効果がより大きいことを意味している。したがって、電圧源ＶＳを使用して電界を印加することにより、電界が印加されていない場合より大きい洗浄効果が得られることが分かる。したがって、個々のミラーに隣接する電界を制御し、かつ、帯電した酸素をシステム全体に供給することにより、ミラー毎の洗浄速度の制御が簡単に達成される。

たとえば個々のミラーに対して局部的である酸素加圧手段を使用して酸素の局部濃度を変化させることは困難であるため、この解決法は有用であることが分かっている。システム全体に単純に酸素を供給し、かつ、電界を使用して局部濃度を濃くすることは、特定の光エレメントＯＥに対して、圧力を個々に変化させることができる局部酸素リザーバを持たせるべく試行するよりはるかに費用有効性に優れている。

図１６は、光エレメントＯＥおよび格子部材ＧＭの平面図を示したものである。矢印は、酸素供給手段ＯＳを介して光エレメントの表面に隣接した空間に流入する帯電した酸素分子を示している。電界には、光エレメントの表面に隣接する帯電した酸素分子を保持する傾向がある。また、酸素を換気するための手段が供給されており、図１６には、酸素除去手段ＯＲとして示されている。したがって、帯電した酸素粒子を補給することができるよう、一定の酸素の流れが維持されている。

酸素粒子が二次電子と接触する際に電荷が失われないよう、酸素粒子は負に帯電させることが好ましい。これは、光エレメントの表面における電界を、格子部材ＧＭの遠位点における電界より強い正にすることが好ましいことを意味している。

図１４は、光エレメントＯＥの表面が正の電荷を有し、格子部材ＧＭが負の電荷を与えられた構成を示している。この構成は、負に帯電した酸素粒子を光エレメントの表面の近傍に維持するべく動作するが、負に帯電した酸素粒子が光エレメントの表面に到達する機会が存在しており、そのために光エレメントの表面に存在する正の電荷によって放電する可能がある。この問題を解決するために、図１５に示す、光エレメントＯＥの表面が負に帯電し、かつ、格子部材がより強い負に帯電した構成が使用される。したがって、光エレメントＯＥの表面は、格子部材に対しては正に帯電し、かつ、酸素粒子に対しは負に帯電しているか、あるいは帯電していない。これにより、酸素粒子の放電が確実に回避され、同時に、酸素分子を光エレメントの表面の近傍に維持する効果が維持される。

本発明の第５の態様
光子洗浄ビームの代わりに電子洗浄ビームを使用することができることについては、本発明の第２の態様に関連して既に言及した。二次電子を遊離させ、続いて酸素を活性化させることによって洗浄プロセスをもたらすためには、光子洗浄ビームには光エレメントの表面との相互作用が必要であることが分かっている。電子洗浄ビームを使用する利点は、密度のより高い電子が提供され、総合洗浄速度が速くなり、それにより洗浄時間が短縮されることである。

本発明の第５の態様は、図１０および１１に示す装置を使用して実施することができるが、本発明のこの態様は、何らかの空間変化を洗浄すべき光エレメントの表面全体にもたらすための基本ではないことに言及しておく。図１７に示すように、炭素付着物が光エレメントに一様に分散している場合、ビーム拡大器ＢＭを使用して、光エレメントＯＥの表面に一様に電子ビームを照射することができる。使用中に一般的に一様な強度の放射が入射し、したがって一般的に炭素付着物が一様に蓄積する照射システムの第１のミラーには、これは有効である。この実施例の場合、ビーム・ステアリング・ユニットＢＳは不要であることについては理解されよう。

本発明の第６の態様
本発明のこの態様は、リソグラフィック装置の真空システムを起動した後に、水蒸気または炭化水素ガスが浸透あるいは存在し、光エレメントＯＥの表面に粘着する問題に関している。露光ステップにおいて、水分子が高エネルギー光子に露光されると、光エレメントＯＥの表面が酸化し、それにより不可逆反射損失がもたらされることになる。また、露光ステップにおいて、炭化水素が高エネルギー光子に露光されると、光エレメントが汚染されることになる。

本発明のこの第６の態様によれば、光エレメントに粘着する水分子または炭化水素ガス分子の結合を破壊するための、好ましくは赤外領域の低エネルギー光子を使用した解決法が提案される。この解決法により、光エレメントに付着する分子の数が減少する。光子のエネルギーは、光エレメントが光子のエネルギーを吸収しないように、また、その反射特性が維持されるよう選択され、なおかつ光子が分子を絶対に分解しないように選択され、それにより光エレメントの汚染が少なくなる利点が提供される。

赤外ビームの代替としてマイクロ波を使用して、水分子をより高いエネルギー状態に励起（たとえば加熱）し、それにより、分子が光エレメントに粘着している時間を短縮することができる。マイクロ波を使用することは、光エレメント自体は全く加熱されず、また、その特性が実質的に影響されることがないことを意味している。

この方法は、真空システムの内部表面に付着する分子の数を少なくするべく、一般的には赤外放射を照射することができるすべての真空システムに適用することができる。これらの分子はポンプ除去することができる。上に示した実施例の場合と同様、光子のエネルギーは、真空システム内の光エレメントが光子を全く吸収しないように選択され、それにより光エレメントの反射品質が維持される。また、光子のエネルギーは、光子が分子を分解しないように選択される。結合が破壊した水分子または炭化水素ガス分子はポンプ除去される。このシステムは、洗浄を実時間で実施するべく提供され、それにより真空システムの内部表面の連続的な洗浄と汚染物質分子の連続的なポンプ除去が保証される。汚染の蓄積はいささかも許容されないため、真空システムのポンプ・ダウン時間が短縮される。

低エネルギー光子およびマイクロ波は、汚染の低減に有効であるだけでなく、システム内の様々な光エレメントの表面を損傷し、あるいは汚染することがない。詳細には、高エネルギー光子は、光エレメントに酸化ケイ素汚染をもたらすことが分かっている。この酸化ケイ素汚染は、システム内部の真空が完全でない場合、および水蒸気または他の汚染物質が存在している場合にもたらされる。本発明のこの第６の態様による方法によれば汚染分子が励起されるため、標準の真空ポンプを使用して、装置の初期ポンプ・ダウン時に汚染分子を装置からポンプ除去することができる。これと関連して、低エネルギー光子またはマイクロ波は、システムの空洞全体に印加することができ、いずれか１つの光エレメントに向けて集束すなわち導く必要はない。低エネルギー光子およびマイクロ波は、システム内のあらゆる部分に存在するあらゆる汚染物質と相互作用するため、低エネルギー光子またはマイクロ波によってそれらの汚染物質が励起され、したがって励起された汚染物質をシステムからポンプ除去することによって光エレメントの汚染を低減することができる。水蒸気は、１つの特定の問題であるが、この方法は、他のタイプの汚染、特に双極分子の低減に有効である。本発明は、汚染物質が励起（加熱）状態にある場合のポンプ除去がより容易であるため、ポンプ・ダウン時間が短縮される利点を有している。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。以上の説明は、本発明を制限することを意図したものではない。

本発明の実施例によるリソグラフィック投影装置を示す図である。 本発明の実施例による照明システムを示す図である。 本発明の実施例による投影システムを示す図である。 本発明の実施例による、拡散板エレメントを備えた修正レチクルすなわちウェハを示す図である。 本発明によるＭｏＳｉミラーの反射率を示すグラフである。 本発明の実施例による濃度フィルタを備えた照明システムを示す図である。 複数の離散エレメントを有する濃度フィルタの構成を示す図である。 本発明の実施例による、離散エレメントの反射特性が変化する様子を示す、光エレメントの表面に光が照射され、かつ、光を反射している一対の離散エレメントを示す図である。 本発明の実施例による、離散エレメントの反射特性が変化する様子を示す、光エレメントの表面に光が照射され、かつ、光を反射している一対の離散エレメントを示す図である。 本発明の実施例による電子ビームを使用した、光エレメントの表面を洗浄する手段を示す図である。 電子ビームの幅を拡大するための拡大手段を含んだ、図１０と同様の図である。 本発明の実施例による、第１の時間ポイントにおける光エレメントおよび関連する電界を示す側面図である。 異なる時間ポイントにおける図１２と同様の光エレメントおよび関連する電界を示す側面図である。 本発明の実施例による光エレメントおよび関連する電界を示す側面図である。 電界が異なる図１４と同様の光エレメントおよび関連する電界を示す側面図である。 図１２〜１５に示す構成の平面図である。 ビーム拡大器が電子ビームをより大きく拡大する点、およびビームを方向付けする手段が存在しない点を除き、図１１と同様の図である。

符号の説明

ＡＭ 調整手段
ＢＭ 拡大光学系（ビーム拡大器）
ＢＳ ビーム・ステアリング・ユニット
Ｃ 目標部分
ＣＤ 炭素付着物
ＤＥ 離散エレメント
ＤＦ 拡散板
ＥＢ 電子ビーム
Ｅｘ ビーム拡大器
ＦＦ、Ｇ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｎ１、Ｎ２、ＳＰＦ ミラー
ＧＦ 濃度フィルタ
ＧＭ 格子部材
ＩＦ 干渉測定手段
ＩＬ 照明システム
ＩＮ インテグレータ
ＬＡ、ＬＡ１、ＬＡ２、ＬＡ３、ＬＡ４、ＬＡ５、ＬＡ６、ＬＡ７ 放射源
ＭＡ マスク
ＭＴ 第１の対物テーブル（マスク・テーブル）
ＯＥ 光エレメント
ＯＲ 酸素除去手段
ＯＳ 酸素供給手段
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム（投影レンズ）
ＳＥ 二次電子
ＳＨ１、ＳＨ２、ＳＨ３、ＳＨ４、ＳＨ５ シャッタ
ＶＳ 電圧源
Ｗ 基板
ＷＴ 第２の対物テーブル（基板テーブル）

Claims (43)

1. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
   所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
   前記放射システム、前記パターン化手段および／または前記投影システム部分を形成している複数の光エレメントとを備えた、少なくとも１つの放射洗浄ビームおよびガスを使用して、前記光エレメントの各々または前記光エレメントのサブセットを洗浄するための洗浄手段を特徴とするリソグラフィック投影装置。
2. 前記光エレメントの前記サブセットが、前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システムのうちの１つの部分を形成しているすべての前記光エレメントより少ない光エレメントからなる、請求項１に記載の装置。
3. 前記洗浄手段が、前記複数の光エレメントの１つまたは複数への前記放射洗浄ビームの光路を遮断するための１つまたは複数のシャッタを備えた、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記洗浄手段が、それぞれ異なる前記放射洗浄ビームを提供するための１つまたは複数の他の放射システムをさらに備えた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記基板テーブルが、前記システムを介して放射洗浄ビームを後方へ反射させるための洗浄基板を保持する、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記支持構造が、マスクを保持するためのマスク・テーブルを備えた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記マスク・テーブルが、前記投影システムおよび／または前記放射システム中に放射洗浄ビームを反射させるための洗浄マスクを保持する、請求項６に記載の装置。
8. 前記洗浄手段が、洗浄量を少なくとも１つの前記光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させるための空間変化手段を備えた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
9. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
   所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
   前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システム部分を形成している光エレメントとを備えた、洗浄量を前記光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させるための空間変化手段を備えた洗浄手段を特徴とするリソグラフィック投影装置。
10. 前記空間変化手段が、放射強度を前記光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させるべく、前記放射洗浄ビームを修正するようになされた濃度フィルタを備えた、請求項８または９に記載の装置。
11. 前記濃度フィルタが、最終洗浄プロセスであるため、洗浄すべき前記光エレメントに入射する光の平均パターンに基づくパターンを有する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記濃度フィルタが動的に適合し、それにより前記濃度フィルタのパターンをその位置で変化させることができる、請求項１０または１１に記載の装置。
13. 前記濃度フィルタを構築している離散エレメントの透過特性または反射特性を調整することによって前記パターンを変化させることができる、請求項１２に記載の装置。
14. 前記空間変化手段が、電子ビームが前記光エレメントの表面を非一様に走査し、それにより空間分解洗浄を達成するべく、前記光エレメントの表面全体に渡って電子洗浄ビームを方向付けするための手段を備えた、請求項８から１３までのいずれか一項に記載の装置。
15. 前記洗浄手段が、
    前記放射洗浄ビームと前記光エレメントの表面の相互作用によって生成される二次電子が、前記光エレメントの表面から遠ざかる方向に引き離されるよう、前記光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための手段と、
    次に前記二次電子が前記光エレメントの表面に向かって引き付けられるよう、前記電界の極性を反転させるための手段とをさらに備えた、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
16. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
    基板を保持するための基板テーブルと、
    前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
    前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システム部分を形成している光エレメントとを備えた、前記光エレメントの表面に放射洗浄ビームを供給するための洗浄手段を特徴とし、かつ、前記放射洗浄ビームと前記光エレメントの表面の相互作用によって生成される二次電子が、前記光エレメントの表面から遠ざかる方向に引き離されるよう、前記光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための手段と、
    次に前記二次電子が前記光エレメントの表面に向かって引き付けられるよう、前記電界の極性を反転させるための手段とをさらに特徴とするリソグラフィック投影装置。
17. 前記洗浄手段が、洗浄すべき前記光エレメントの表面の近傍に酸素を供給するための手段を備えた、請求項１５または１６に記載の装置。
18. 酸素を供給するための前記手段が、酸素ガス分子を帯電させるための手段を備えた、請求項１７に記載の装置。
19. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
    基板を保持するための基板テーブルと、
    前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
    前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システム部分を形成している光エレメントとを備えた、前記光エレメントの表面に放射洗浄ビームを供給するための洗浄手段を特徴とし、かつ、前記光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための手段と、
    洗浄すべき前記光エレメントの近傍に反応性ガスを供給するための手段と、
    反応性ガス分子を帯電させるための手段とをさらに特徴とするリソグラフィック投影装置。
20. 反応性ガスを供給するための前記手段が、前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システムのいずれかまたはすべての前記光エレメントのすべてに同時に前記ガスを供給するようになされた、請求項１７、請求項１８または１９に記載の装置。
21. 前記少なくとも１つの光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための前記手段が、より高濃度のガスを前記光エレメントの表面の近傍に生成するべく、前記帯電したガス分子を前記光エレメントの表面に向けて引き付ける傾向を示す電界を確立するようになされた、請求項１８から２０までのいずれか一項に記載の装置。
22. 前記反応性ガス分子を帯電させるための前記手段が、前記ガス分子に負の電荷を付与するための手段を備え、前記光エレメントの表面の近傍に電界を確立するための前記手段が、前記光エレメントの表面の近傍の方が前記表面から遠くに離れた部分より正の性質が強い電界を確立するようになされた、請求項１８から２１までのいずれか一項に記載の装置。
23. 前記表面が遠位点に対しては正に帯電し、かつ、前記帯電した反応性ガス分子に対しては負に帯電するか、あるいは帯電しないよう、前記光エレメントの表面自体が負に帯電し、前記光エレメントの前記表面から間隔を隔てた前記遠位点が前記表面より強い負に帯電した、請求項２２に記載の装置。
24. 電界を確立するための前記手段が、前記光エレメントの表面から約１ｃｍの空間を隔てて変化する電界を確立するようになされた、請求項１５から２３までのいずれか一項に記載の装置。
25. 請求項１６または１８に付加された場合に、電界を確立するための前記手段が、前記電界が展開している下側の領域に前記ガスが直接供給されるように、前記反応性ガスを供給するための前記手段に物理的に取り付けられる請求項１７から２４までのいずれか一項に記載の装置。
26. 前記反応性ガスが酸素である、請求項１９から２５までのいずれか一項に記載の装置。
27. 前記放射洗浄ビームが光子ビームである、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
28. 前記放射洗浄ビームが非ＥＵＶ放射である、請求項２７に記載の装置。
29. 前記放射洗浄ビームが電子ビームである、請求項１から２６までのいずれか一項に記載の装置。
30. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
    基板を保持するための基板テーブルと、
    前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
    前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システム部分を形成している光エレメントとを備えた、前記光エレメントの表面の洗浄を実施するべく、前記光エレメントの表面をガスと組み合わせた電子洗浄ビームに露光するための手段を備えた洗浄手段を特徴とするリソグラフィック投影装置。
31. 空間分解洗浄を達成するべく、１つまたは複数の前記光エレメントの表面全体に渡って前記電子ビームを方向付けするための手段をさらに備えた、請求項３０に記載の装置。
32. 前記電子ビームの幅を拡大するための手段をさらに備えた、請求項２９、請求項３０または３１に記載の装置。
33. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
    基板を保持するための基板テーブルと、
    前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
    前記放射システム、前記パターン化手段および／または前記投影システム部分を形成している光エレメントとを備えた、前記光エレメントの表面に、前記光エレメントによっては実質的に吸収されず、前記光エレメントの表面に粘着したあらゆる炭化水素分子または水分子によって吸収される波長を有する光子ビームを供給するための手段を特徴とするリソグラフィック投影装置。
34. 投影放射ビームを提供するための放射システムと、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
    基板を保持するための基板テーブルと、
    前記パターン化されたビームを前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
    前記放射システム、前記パターン化手段および／または前記投影システム部分を形成している光エレメントとを備えた、前記光エレメントの表面のあらゆる双極分子を励起することによって前記光エレメントの汚染を低減するべくマイクロ波を供給するための手段を特徴とするリソグラフィック投影装置。
35. リソグラフィック投影装置を洗浄する方法であって、
    前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システムの光エレメントに、前記光エレメントを洗浄するべく放射洗浄ビームおよびガスを提供するステップを含み、前記放射システム、前記パターン化手段または前記投影システムの他の光エレメントが洗浄されない方法。
36. リソグラフィック投影装置を洗浄する方法であって、
    洗浄量を、前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面全体に渡って空間的に変化させるべく、放射洗浄ビームを提供するステップを含む方法。
37. リソグラフィック投影装置を洗浄する方法であって、
    前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面の近傍に電界を確立するステップと、
    二次電子が生成されるよう、放射洗浄ビームを提供するステップと、
    前記電界を使用して、前記二次電子を前記光エレメントから遠ざかる方向に引き離すステップと、
    前記二次電子を前記光エレメントの表面に向けて引き付けるべく、前記電界の極性を反転させるステップとを含む方法。
38. リソグラフィック投影装置を洗浄する方法であって、
    前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面の近傍に電界を確立するステップと、
    反応性ガス分子を帯電させるステップと、
    前記帯電した反応性ガス分子を前記光エレメントの近傍に供給するステップとを含む方法。
39. リソグラフィック投影装置を洗浄する方法であって、
    光エレメントの表面の洗浄を実行するべく、前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している前記光エレメントの表面を、ガスと組み合わせた電子洗浄ビームに露光するステップを含む方法。
40. リソグラフィック投影装置の汚染を低減する方法であって、
    前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している光エレメントの表面を、前記光エレメントによっては実質的に吸収されず、前記光エレメントに粘着した汚染物質分子によって吸収される波長を有する光子に露光させるステップを含む方法。
41. リソグラフィック投影装置の汚染を低減する方法であって、
    光エレメントに粘着した双極分子を励起し、汚染を低減すべく、前記リソグラフィック投影装置の放射システム、パターン化手段または投影システム部分を形成している前記光エレメントの表面をマイクロ波に露光させるステップを含む方法。
42. デバイス製造方法であって、
    少なくとも一部が放射線感応材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
    放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
    前記投影ビームの断面をパターン化するべくパターン化手段を使用するステップと、
    投影システムを使用して、前記パターン化された放射ビームを前記放射線感応材料の層の目標部分に投射するステップとを含み、前記方法が、
    請求項３５から４１までのいずれか一項に記載の方法を使用してリソグラフィック投影装置を洗浄するステップを特徴とする方法。
43. 請求項４２に記載の方法によって製造されたデバイス。

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