JP2004207740A - リソグラフィ投影装置の構成要素の表面を洗浄する方法、リソグラフィ投影装置、デバイス製造方法および洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ投影装置の構成要素の表面の洗浄システム、方法、リソグラフィ投影装置、デバイス製造方法を提供する。
【解決手段】リソグラフィ投影装置（１）において構成要素（１０１）の表面（１０４）の少なくとも一部から汚染（１０５）を除去するための洗浄システム（１００）であって、前記表面の近傍に洗浄粒子を供給するための洗浄粒子供給器を具備し、この洗浄粒子供給器は、電界（１０７）を発生させるための電界発生器（１０６、Ｖ）を具備する。更に、リソグラフィ投影装置（１）の構成要素（１０１）の表面（１０４）の少なくとも一部から汚染（１０５）を除去するための方法。この方法は、リソグラフィ投影装置の少なくとも一部に電界を発生させるステップと、前記電界（１０７）によって汚染の近傍に洗浄粒子を供給するステップと、前記洗浄粒子と前記汚染との相互作用によって前記汚染を除去するステップと、を具備する。これによって、表面（１０４）から汚染（１０５）を除去する。
【選択図】図３

Description

本発明は、リソグラフィ投影装置の構成要素の表面から汚れを除去するための方法に関する。また、本発明は、リソグラフィ投影装置、デバイス製造方法および洗浄システムに関する。

ここで用いる場合、「パターニング手段」という用語は、基板の対象部分に生成されるパターンに対応してパターニングした断面を入射放射ビームに与えるために使用可能な手段を指すものとして広く解釈するものとする。また、この文脈において、「ライトバルブ」という用語も使用可能である。一般に、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（以下を参照のこと）等、対象部分に生成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。かかるパターニング手段の例には、以下のものが含まれる。

マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知であり、これは、２値、交番移相、減衰移相、および様々なハイブリッドマスクタイプ等のマスクタイプを含む。かかるマスクを放射ビーム内に配置すると、マスクに入射する放射は、マスク上のパターンに従って、選択的に透過（透過型マスクの場合）または反射（反射型マスクの場合）する。マスクの場合、支持構造は一般にマスクテーブルであり、これによって、入射放射ビーム内の所望の位置にマスクを確実に保持することができ、更に、所望の場合にはビームに対してマスクを動かすことも確実に可能となる。

プログラマブルミラーアレイ。かかるデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射面を含むマトリクスアドレス可能面である。かかる装置の基本的な原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域が入射光を回折光として反射する一方、アドレスされていない領域が入射光を非回折光として反射するものである。適切なフィルタを用いて、反射ビームから前記非回折光を除去し、回折光のみを残す。このようにして、マトリクスアドレス可能面のアドレッシングパターンに従って、ビームをパターニングする。プログラマブルミラーアレイの代替的な実施形態では、マトリクスに配置した小さなミラーを用いる。適切な局所電界を印加することで、または圧電作動手段を用いることで、各ミラーは、軸を中心に個別に傾けることができる。この場合も、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、アドレスされたミラーが、アドレスされていないミラーとは異なる方向に入射放射ビームを反射させるようになっている。このようにして、マトリクスアドレス可能ミラーのアドレッシングパターンに従って、反射ビームをパターニングする。必要なマトリクスアドレッシングは、適切な電子手段を用いて行うことができる。上述の状況の双方において、パターニング手段は、１つ以上のプログラマブルミラーアレイから成るものとすることができる。ここで参照したミラーアレイに関する更に詳しい情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３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。プログラマブルミラーアレイの場合、前記支持構造は、例えばフレームまたはテーブルとして具現化し、必要に応じて固定または可動とすることができる。

プログラマブルＬＣＤアレイ。かかる構造の一例は、米国特許第５，２２９，８７２号に開示されているので参照されたい。上述のように、この場合の支持構造は例えばフレームまたはテーブルとして具現化し、必要に応じて固定または可動とすることができる。

簡略化のために、この文書の以降の部分では、いくつかの箇所で、マスクおよびマスクテーブルを伴う例を特定的に扱うことがある。しかしながら、かかる例で論じる一般的な原理は、上述のパターニング手段として広義に解釈するものとする。

リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。かかる場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応した回路パターンを発生することができ、このパターンを、放射感知物質（レジスト）の層によって被覆されている基板（シリコンウエハ）上の対象部分（例えば１つ以上のダイから成る）上に結像することができる。一般に、単一のウエハは、投影システムによって一度に１つずつ連続的に照射される隣接する対象部分から成る全体的なネットワークを含む。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いた現在の装置では、２つの異なるタイプの機械を区別することができる。一方のタイプのリソグラフィ投影装置では、各対象部分を照射する際に、一度でマスクパターン全体を対象部分上に露光する。かかる装置は、一般にウエハステッパまたはステップアンドリピート装置と呼ばれる。一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる代替的な装置では、各対象部分を照射する際に、投影ビーム下のマスクパターンを所与の基準方向（「走査」方向）に徐々に走査し、これに同期して、この方向に対して平行または反平行に基板テーブルを走査する。一般に、投影システムはある倍率Ｍ（一般に＜１）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、倍率Ｍに、マスクテーブルを走査する速度を掛けたものである。ここで述べるリソグラフィ装置に関する更に詳しい情報は、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号を参照されたい。

リソグラフィ投影装置を用いた製造プロセスでは、放射感知物質（レジスト）の層によって少なくとも部分的に被覆された基板上に、（例えばマスク内の）パターンを結像する。この結像ステップに先立って、基板は、プライミング、レジスト被覆、およびソフトベーク等の様々な手順を施される場合がある。露光後、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および結像したフィーチャの測定／検査等の他の手順を施される場合がある。この一連の手順は、例えばＩＣのようなデバイスの個々の層をパターニングするための基礎として用いられる。かかるパターニングされた層は、次いで、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、化学機械的研磨等の様々なプロセスを経る場合がある。これらは全て、個々の層を完成させるためのものである。いくつかの層が必要である場合には、手順全体またはその変形を、新たな各層ごとに繰り返す必要がある。最終的に、基板（ウエハ）上には、多数のデバイスのアレイが存在することになる。これらのデバイスは、次いで、ダイシングまたはのこ引き等の技法によって互いに切り離され、次いで個々のデバイスを、ピン等に接続されたキャリア上に搭載することができる。かかるプロセスに関する更に詳細な情報は、例えば、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．１９９７年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４の書籍「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版に記載されているので、この文献を参照されたい。

簡略化のために、投影システムは、以降、「レンズ」と呼ぶ場合がある。しかしながら、この用語は、例えば屈折光学部品、反射光学部品、および反射屈折光学系を含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈されるものとする。また、放射システムは、放射線の投影ビームを方向付け、整形し、または制御するためにこれらの設計タイプのいずれかに従って動作する構成要素を含むことができ、以下では、かかる構成要素のことを、まとめてまたは単独で「レンズ」と呼ぶ場合がある。更に、リソグラフィ装置は、２つ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）を有するタイプのものである場合がある。かかる「多数ステージ」のデバイスでは、並行的に追加のテーブルを用いる場合があり、または、１つ以上のテーブル上で準備ステップを実行しながら、１つ以上の他のテーブルを露光のために用いることも可能である。２ステージのリソグラフィ装置は、例えば、米国特許５，９６９，４４１号およびＷＯ９８／４０７９１号に開示されているので詳細は、これら文献を参照されたい。

この文書において、本発明による装置をＩＣの製造に用いることにして具体的に説明する場合があるが、本発明の装置は多くの他の可能な用途を有することは明白に理解されよう。例えば、これは、集積光学システム、磁区メモリ用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用いることができる。かかる代替的な用途の状況においては、この文書における「レチクル」、「ウエハ」、または「ダイ」という用語のいかなる使用も、より一般的な用語である「マスク」、「基板」、および「対象部分」にそれぞれ置換されると考えられることは、当業者には認められよう。

本文書において、「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）、および超紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば５ないし２０ｎｍの範囲の波長を有する）、および、イオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを含むあらゆるタイプの電磁放射を包含するために用いられる。

一般に、リソグラフィ投影装置のほとんどが真空で動作するとしても、例えば、装置内に常に存在する炭化水素分子のために、装置の構成要素の表面が使用中に汚染される。一般に、ＥＵＶリソグラフィ投影装置は閉じた真空システムであることを注記しておく。また、汚染は、他の物質によっても発生し得る。他の物質とは、放射によって誘導されるヘキサメチルジシラザンの亀裂による反応物、または例えばシリコン酸化物のような他のシリコン含有物質であるが、これらに限定されるものではない。特に、ＥＵＶを用いた装置では、放射によって誘導される炭化水素分子の亀裂のため、炭素含有物質による汚染が構成要素に生じる恐れがある。

特に、ミラー等、リソグラフィ投影装置の光学構成要素の汚染は、光学構成要素の光学特性に影響を与えるので、装置の性能に悪影響を及ぼす。例えば、光学構成要素の汚染は、反射性および透過性の低下を引き起こし、波面誤差を招く。この結果、光学部品の寿命が短くなる。光学構成要素の汚染は、特にＥＵＶ放射を用いる場合に問題である。なぜなら、例えば炭素の放射により誘導される汚染は、主に、照射領域すなわち光学構成要素の近傍で生じるからである。

当技術分野において、例えば、装置の表面上で炭素含有物質の増大を抑えることによって汚染の程度を小さくする緩和方法は既知である。

しかしながら、この緩和が十分でない場合、各構成要素の洗浄が必要である。当技術分野において、汚染された表面を洗浄するための方法は既知であり、例えば、ＥＵＶ放射と組み合わせて酸素または水素等のエッチングガスを用いて、炭素含有物質を除去する。欧州特許出願ＥＰ １ ２２０ ０３８号は、光学構成要素を洗浄するための方法を開示しており、この方法では、光学構成要素にマイクロ波および／または赤外線放射を照射する。しかしながら、かかる洗浄方法は通常、典型的に、炭化水素の分圧よりも５ないし６オーダ大きい、比較的高い濃度のエッチング剤を必要とする。更に、局所的なエッチングレートを制御できない場合があり、従って、ある表面上では他の表面よりも要素当たりのエッチングレートが高くなり、結果として、構成要素には非均一な汚染パターンが生じ得る。構成要素がミラーである場合、これは、例えば、投影される放射の位相誤差という結果を引き起こす場合がある。

制御されないエッチングの別の問題は、動作の間、表面の各部分が汚染物質に露出される程度が異なることである。結果として、構成要素上の汚染の増大は、各構成要素ごとに変動し、更に、単一の構成要素の表面上でも変動する。このため、制御されないエッチングの結果、表面のある部分上では汚染の一部のみしか除去されず、一方、表面の別の部分上では汚染が全て除去されて構成要素の表面に損傷を与える場合がある。

本発明の目的は、リソグラフィ投影装置の構成要素の表面から汚染を除去するための改良された洗浄システム、および、特に、既知の洗浄システムよりも汚染の除去の制御に優れた洗浄システムを提供することである。

従って、本発明は、請求項１による洗浄システムを提供する。

電界発生器は、電界を発生させ、この電界によって汚染の近傍に洗浄粒子を供給することができる。洗浄粒子が汚染基板と相互作用するので、汚染が除去される。このため、汚染の除去を、電界の特性によって制御する。これにより、制御可能な汚染除去が得られる。洗浄粒子の供給は、例えば物理スパッタリングのように、電界によって電荷キャリアに十分なエネルギを供給して汚染の少なくとも一部を除去すること、電界によって洗浄粒子を汚染に向かわせること、電界によって反応性粒子または遊離基等の反応性粒子を発生させること（例えば反応性スパッタリング）、および、任意選択肢として、反応性粒子を表面に近付けることのうち１つ以上を含むことができるが、これらに限定されるものではない。しかしながら、洗浄粒子の供給は、これらの特定の方法に限定されず、表面上の汚染と相互作用が可能な粒子を供給するいかなる方法も含むことができる。この相互作用によって表面から汚染が除去される。

更に、本発明の１実施形態による洗浄システムは、構成要素ごとに設けることも可能であり、これによって、特定の構成要素に適切な方法で各構成要素の汚染を洗浄することができる。

本発明の１実施形態による洗浄システムにより、例えば用いる洗浄粒子のタイプおよびそれらを表面近傍に供給する特定の方法等、電界に加えて他の方法で洗浄に対する制御を行うことができる。

更に、本発明による洗浄システムは、（半）連続的に動作することができ、これによって表面の実際の汚染を防ぐ。

また、本発明は、請求項１９による方法も提供する。かかる方法において、リソグラフィ投影装置の構成要素の表面から、制御可能な方法で汚染を除去する。

本発明は、更に、積層物または基板の表面を洗浄するための方法を提供する。この方法では、前記表面上に存在する汚染クラスタに、これらが除去されるまで、イオンおよび／または電子放射によってエネルギを供給する。

本発明の更に別の態様によれば、請求項３４によるデバイス製造方法が提供される。かかる方法では、リソグラフィ投影装置の構成要素の表面から、制御可能な方法で汚染を除去し、一方、デバイス製造作業の中断をなくすか、中断しても短いものとする。

本発明は、更に、請求項３５によるリソグラフィ投影装置を提供する。かかる装置では、構成要素の表面から、制御可能な方法で汚染を除去することができる。更に、汚染を除去可能である一方、通常動作の中断をなくすか、中断しても短い時間のみとする。

本発明の特定の実施形態については、従属クレームで述べる。本発明のこれ以上の詳細、態様、および実施形態を、添付の図面を参照して、一例としてのみ記載する。

図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置１の実施形態の例を概略的に示す。装置１は、典型的に、以下を備える。

放射の投影ビームＰＢ（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ放射）を供給する放射システムＥｘ、ＩＬ。この特定の場合、放射システムは放射源ＬＡも備える。

マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスクホルダが設けられ、要素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ＰＭに接続された、第１の物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ。

基板Ｗ（例えばレジストで被覆されたシリコンウエハ）を保持するための基板ホルダが設けられ、要素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ＰＷに接続された、第２の物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ。

マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの対象部分Ｃ（例えば１つ以上のダイから成る）上に結像するための、投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えばミラー群）。

ここで述べるように、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。しかしながら、一般に、これは、例えば透過タイプ（透過マスクを有する）とすることも可能である。あるいは、この装置は、上述のようなタイプのプログラマブルミラーアレイ等、別の種類のパターニング手段を用いることも可能である。

放射源ＬＡ（例えばＨｇランプ、エキシマレーザ、ストレイジリングまたはシンクロトロン内の電子ビーム経路の周囲に設けられたアンジュレータまたはウィグラー、レーザによって生成されるプラズマ源等）は、放射ビームを生成する。このビームは、直接、または例えばビーム拡大器Ｅｘ等のコンディショニング手段を通過した後に、照射システム（照射装置）ＩＬに供給される。照射装置ＩＬは、ビームの強度分布の外側および／または内側の半径方向の広がり（一般に、それぞれσアウタおよびσインナと呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを備える場合がある。更に、照射装置ＩＬは、一般に、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯ等、他の様々な構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面において所望の均一性および強度分布を有する。

図１を参照すると、放射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置の筐体内に存在する場合がある（例えば放射源ＬＡが水銀ランプである場合に多い）が、これは、リソグラフィ投影装置から離して配置して、生成された放射ビームを（例えば適切な方向付けミラーを利用して）装置内に導くことも可能であることを注記しておく。この後者のケースは、放射源ＬＡがエキシマレーザである場合に当てはまることが多い。本発明および請求の範囲は、これらのケースの双方を包含する。

ビームＰＢは、続いて、マスクテーブルＭＴに保持されたマスクＭＡによって遮られる。マスクＭＡによって選択的に反射した後、ビームＰＢは投影システムＰＬを通過する。投影システムＰＬは、ビームＰＢを基板Ｗの対象部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決め手段ＰＷ（および干渉測定手段ＩＦ）を利用して、基板テーブルＷＴを精度高く移動させて、例えばビームＰＢの経路内に異なる対象部分Ｃを位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭを用いて、例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、または走査の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを精度高く位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの動きは、長行程モジュール（粗い位置決め）および短行程モジュール（細かい位置決め）を用いて実現する。これらのモジュールは、図１には明示的に示していない。しかしながら、（ステップアンドスキャン装置に対して）ウエハステッパの場合、マスクテーブルＭＴは、単に短行程アクチュエータに接続するか、または固定とすることができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２および基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせすることができる。

ここに示す装置は、２つの異なるモードで使用可能である。
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、マスク像全体を、一度で（すなわち単一の「フラッシュ」で）対象部分Ｃ上に投影する。次いで、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動させて、ビームＰＢによって異なる対象部分Ｃを照射可能とする。
２．スキャンモードでは、基本的に同じ事柄が当てはまるが、所与の対象部分Ｃを単一の「フラッシュ」で露光しない点が異なる。代わりに、マスクテーブルＭＴを、所与の方向に（いわゆる「スキャン方向」、例えばｙ方向に）速度ｖで移動させることができ、投影ビームＰＢにマスク像を走査させる。これと共に、基板テーブルＷＴを、同時に速度Ｖ＝Ｍｖで、同じまたは反対の方向に動かす。ここで、Ｍは、レンズＰＬの倍率である（通例、Ｍは１／４または１／５である）。このようにして、解像度に関して妥協することなく、比較的大きな対象部分Ｃを露光することができる。

図２は、図１のリソグラフィ投影装置１の例で使用可能な投影システムＰＬおよび放射システム２を示す。放射システム２は、照明光学ユニット４を備える。また、放射システムは、ソース−コレクタモジュールまたは放射ユニット３も備える場合がある。放射ユニット３には、放電プラズマによって形成することができる放射源ＬＡが設けられている。放射源ＬＡは、ＸｅガスまたはＬｉ蒸気等の気体または蒸気を用い、極めて高温のプラズマを生成して電磁スペクトルのＥＵＶ範囲の放射を発することができる。極めて高温のプラズマは、部分的にイオン化した放電プラズマを光学軸０上で崩壊させることによって生成する。効率的な放射を発生させるため、Ｘｅガス、Ｌｉ蒸気、または他のいずれかの適切な気体または蒸気には、０．１ｍｂａｒの分圧が必要である場合がある。放射源ＬＡが発した放射は、ソースチャンバ７から、気体バリア構造または「フォイルトラップ」９を介して、コレクタチャンバ８内に送られる。気体バリア構造は、例えば欧州特許出願ＥＰ−Ａ−１ ２３３ ４６８号およびＥＰ−Ａ−１ ０５７ ０７９号に詳細に記載されたもののようなチャネル構造を備える。

コレクタチャンバ８は、斜入射コレクタによって形成可能な放射コレクタ１０を備える。コレクタ１０によって送られた放射は、格子スペクトルフィルタ１１により反射して、コレクタチャンバ８の開口における二次ソース点１２に合焦する。チャンバ８から、投影ビーム１６は、照明光学ユニット４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上へと反射される。パターニングされたビーム１７は、投影システムＰＬにおいて、反射要素１８、１９を介して、ウエハステージまたは基板テーブルＷＴ上に結像する。一般に、照明光学ユニット４および投影システムＰＬには、図示したものよりも多くの要素が存在し得る。

図１の本発明の１実施形態によるリソグラフィ投影装置１の例は、図２に示すように、投影システムＰＬおよび放射システム２内に、リフレクタ１３、１４および反射要素１８、１９の近傍に配置された、本発明による１つ以上の洗浄システム１００を有する。しかしながら、本発明の１実施形態による洗浄システムを、装置の他の部分に設けることも可能である。例えば、リソグラフィ投影装置のレチクルまたは１つ以上のセンサに洗浄システムを設けることができる。

図３には、洗浄システム１００の第１の例が、より詳細に示されている。図１および２において、洗浄システム１００は、装置１の内部に配置されている。洗浄システムは、装置１の外部のいずれかの便利な手段を用いて、特定の実施に適切ないずれかの方法で制御することができる。

しかしながら、洗浄システムを制御するための適切な手段は、装置の内部に設けることも可能である。例えば、洗浄システム１００は、装置１における１つ以上の構成要素の１つ以上の表面の汚染のレベルを、例えばその表面から発する二次電子を測定することによって測る測定デバイスに通信接続することができる。従って、測定デバイスが信号を出力し、これによって、表面がある程度汚染されている場合は、本発明による洗浄システム１００を活性化することができる。

図３および４には、本発明の１実施形態による洗浄システム１００の光学構成要素および例が示されている。処理する光学構成要素は、層構造を有する多層ミラー１０１である。また、ミラー以外の非光学構成要素または光学構成要素も処理することができる。ミラー１０１は、屈折率ｎ１およびｎ２を有する多数の交互の層１０２および１０３を備え、これらはそれぞれミラーの表面１０４の下にある。例えば炭素またはシリコン（−酸化物）含有物質または物理吸着粒子のような汚染物質層１０５が、ミラー１０１の表面１０４上に堆積している。

層１０２および１０３は、例えば、それぞれシリコン（Ｓｉ）およびモリブデン（Ｍｏ）から成り、これらの物質は、特にＥＵＶリソグラフィ装置におけるミラーに適切である。多層ミラーは、キャップなしまたはキャップありと呼ぶことができる。キャップなし多層ミラーは、他の層と同様の表面層を有し、一方、キャップあり多層ミラーは、例えば酸化のような多層への損傷を防ぐために１つ以上の表面層を有する。表面層または「キャップ」は、通常、ミラーの他の層とは異なる物質から成る。例えば、表面層はＲｕから成る。簡略のため、多層ミラーは一般にリソグラフィ投影の技術分野において既知であるので、多層ミラーおよび投影システムについては、これ以上詳細に説明しない。

洗浄システム１００は、この例では電界発生器である洗浄粒子供給器を有する。この例では、電界発生器は、電極１０６、電圧供給源Ｖ、およびミラー表面１０４から成る。表面１０４は、電圧供給源Ｖの負の接点Ｖ−と電気的に接続されている。電極１０６は、表面１０４と対向し、電圧供給源の正の接点Ｖ＋と接続されている。電圧供給源Ｖは、表面１０４と電極１０６との間に電圧差を印加し、このため、図３および４に矢印１０７で示すように、表面１０４と電極１０６との間に電界１０７が発生する。これによって、ミラーの表面１０４は電界内に配置される。

電界１０７は、汚染層１０５の近傍に洗浄粒子を供給する。この洗浄粒子は汚染と相互作用し、この相互作用によって汚染を除去することができる。洗浄粒子の供給および洗浄粒子と表面との相互作用は、例えば、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、またはイオンミリング等のドライエッチングプロセスとすることができる。ドライエッチングに関する更に詳しい情報は、例えば、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．１９９７年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４の書籍「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版、２６６〜２７３ページを参照されたい。しかしながら、本発明は、ドライエッチングに限定されない。特定の実施のため、いずれかの他のタイプの洗浄粒子の供給および洗浄粒子と表面との相互作用を用いることができ、また、例えば十分な運動エネルギを有する電子のみを用いて汚染を除去することができる。

洗浄粒子の供給は、既存の洗浄粒子を汚染の方向へと移動させることを含み得るが、これに限定されるわけではない。例えば、電極の近傍にほぼ常に存在する自由電子等の既存の電荷キャリアは、例えば物理スパッタリングにより、十分なエネルギを電界によって供給して、汚染の少なくとも一部を除去することができるか、または、電界によって汚染へと向かわせることができる。また、自由電子は、構成要素の表面または別の電子表面から発生させることも可能である。

また、洗浄粒子の供給は、洗浄粒子の発生または生成（および、必要な場合には、洗浄粒子を汚染へと移動させること）を含み得る。例えば、電界にすでに存在する気体から、または、加圧気体を有する容器に接続された流体通路を介する等の気体供給によって電界に供給された気体から、反応性イオンまたは遊離基等の反応性粒子を、電界によって発生させる（例えば反応性スパッタリング）。任意選択肢として、反応性粒子を表面に近付ける場合もある。同様に、電気的に中性の粒子を、電界によって荷電することも可能である。例えば、気体粒子を、電界によって加速した電子と衝突させてイオン化することができる。次いで、荷電粒子を汚染に向けて加速させ、例えば物理スパッタリングによって運動エネルギを汚染に伝達することによって、汚染と相互作用させることができる。しかしながら、本発明は、これらの特定の方法には限定されず、表面上の汚染と相互作用可能な洗浄粒子のいかなる提供方法も使用可能である。

洗浄粒子は、特定の実施のために適切ないずれかのタイプとすることができ、例えば、電界によって加速された電荷キャリアとすることができる。また、洗浄粒子は、非荷電洗浄粒子とすることも可能であり、例えば、電界によって汚染領域へと加速された電荷キャリアとの相互作用によって汚染の近傍に発生させるか、または、電荷キャリアを汚染からある距離に発生させ、次いで拡散機構または流体流等の適切な方法で汚染へと移動させる。洗浄粒子は、例えば、気体分子または原子等の気体粒子とすることができ、電界によって加速した電子によりイオン化され、このイオン化粒子が汚染と化学的に相互作用する。また、洗浄粒子は、例えば電界によって加速された電子により解離した酸素からの遊離基とすることができ、この遊離基が汚染内の物質と反応する。また、洗浄粒子は、電界によって、または、例えば高エネルギ電子のような電界により与えられる粒子によって励起した励起状態の分子とすることも可能である。また、洗浄粒子は、気体分子のイオン化によって生成された電子とすることもできる。しかしながら、電界によって他のタイプの洗浄粒子も供給することができ、本発明は、特定のタイプの洗浄粒子に限定されない。また、洗浄粒子は、例えば電子およびイオンまたは他のものの混合物のような、複数のタイプの洗浄粒子の組み合わせとすることも可能であり、本発明は、単一のタイプの洗浄粒子に限定されない。

また、洗浄粒子と汚染との相互作用は、化学的相互作用、物理的相互作用（例えば運動エネルギの伝達）、化学的および物理的相互作用または他のものの組み合わせ等、特定の実施に適したいずれかのタイプとすることができる。

本発明の１実施形態による方法において、本発明の１実施形態による洗浄システムを用いて、電界によって洗浄を制御することができる。しかしながら、本発明は、電界による制御に限定されず、電界に加えて、例えば洗浄粒子のタイプおよびそれらが表面近傍に供給される特定の方法等、他の特徴を用いて洗浄に対する制御を行うことができる。洗浄システムは、例えば、汚染関連調整装置を備える場合がある。これは、電界発生装置に通信接続されて、除去される汚染の少なくとも１つの特性に関して、電界の少なくとも１つの特性を調整することができる。例えば、汚染関連調整装置は、表面から除去される物質に関して電界の強さを変更することができる。これについては、以下で説明する。しかしながら、汚染関連調整装置は、例えば汚染の厚さまたはミラーの光学特性に対する汚染の影響等、汚染の他の特性に関して、電界変調周波数、電界の方向、または他のもの等、電界の他の特性も調整することができる。

本発明の１実施形態による洗浄システムは、電界発生装置に通信接続された洗浄粒子関連調整装置を備え、供給される洗浄粒子の少なくとも１つの特性に関連して電界の少なくとも１つの特性を調整することができる。例えば、電界内に気体が存在する場合、電界の強度を調整することで、気体をそれ以上イオン化せず、イオンの代わりに電子を洗浄粒子として供給可能とする。洗浄粒子関連調整装置は、除去される汚染の少なくとも１つの特性に関連して、供給する洗浄粒子および／または電界の少なくとも１つの特性を調整可能なデバイスを備えることができる。例えば、このデバイスは、洗浄粒子のタイプまたはそれらのエネルギを変更して、汚染内に存在する１つの物質を選択的に除去することができる。これについては、以下で更に詳しく説明する。

図３および４の例では、電極１０６と表面１０４との間の空間に存在する電荷キャリアは、電荷のタイプすなわち負または正および電界１０７の方向に応じて、電界によって電極１０６または表面１０４の方向へ加速される。図示の例では、表面１０４は負の電位であり、このため、例えば正に荷電したイオンのような正の電荷キャリアを引き付ける。電極１０６は正の電位であり、このため、例えば電子のような負の電荷キャリアを引き付ける。また、表面１０４が正の電位であり、このため負の電荷キャリアを引き付ける場合もある。

表面１０４の方向へ加速された電荷キャリアは、汚染層１０５に入射する。入射した電荷キャリアは、例えば運動エネルギのようなそれらのエネルギの少なくとも一部を汚染層１０５の分子に伝達し、これによって分子を表面から解放することができる。このように、汚染の少なくとも一部を除去する。一般に、電荷キャリアの加速および入射のプロセスを、以降、スパッタリングまたはエッチングと呼ぶ。しかしながら、スパッタリングおよびエッチングという用語は、加速および入射のステップに限定されるものではない。

電界によって加速した電荷キャリアは、特定の実施に適したいずれかのタイプとすることができる。電荷キャリアは、例えば、構成要素の表面から発した二次電子、例えば深紫外線（ＤＵＶ）または超紫外線（ＥＵＶ）放射等の電磁放射によって誘導されたイオン等の荷電粒子、または電子との衝突によって発生したイオン、それらのタイプの電荷キャリアまたの他のものの組み合わせを含み得る。電荷キャリアは、システムにすでに存在しているか、または洗浄の間に挿入もしくは発生させることができる。例えば、洗浄する表面近傍に気体を挿入し、次いで、電界またはＥＵＶ／ＤＵＶ放射によって発生させた高エネルギ電子によってイオン化させることができる。

図３におけるミラー１０１の近傍の電極１０６のように、構成要素の近傍に電極を加えることによって、または余分な電極を用いることなく各構成要素に電圧を印加することによって、構成要素ごとに個々に電界１０７を印加することができる。後者の場合、リソグラフィ投影装置１の１つ以上の他の構成要素が、対電極として機能することができる。例えば、ＥＵＶシステムにおける真空室等、接地に接続された構成要素は、対電極として使用可能である。また、対電極として作用する構成要素に異なる電圧を印加したり、またはその構成要素を接地したりすることも可能である。双方の場合で、結果として、構成要素の表面が電界内に配置されて洗浄される。構成要素の近傍の電極は、例えば、メッシュまたは格子状の適切なワイヤおよび適当なピッチを有するワイヤ格子またはメッシュとすることができる。かかるワイヤ格子またはメッシュは、双方とも、放射に対して、特にＥＵＶ等の電磁放射に対して、比較的透過である。洗浄システムは、例えば、二次電子発生量を測定して汚染を判定する汚染監視モジュールのために用いるものと同じ対電極を用いることができる。また、例えばミラーのような構成要素の表面を、電圧源に接続することなく電界内に配置することも可能である。例えば、ミラーを、コンデンサ装置の負および正の電極板の間で、電界内に配置することができる。これは、例えば絶縁性またはドーピングされていない半導体物質の表面のような、導電率の低い表面を有する構成要素には特に適しているが、これに限られるわけではない。

電界によって、汚染物質の除去を容易かつ正確に制御することができる。例えば、電極１０６および表面１０４のように、電極間に適切な電圧差を印加することによって、電界の強度を制御することができ、従って、入射洗浄粒子のエネルギまたは洗浄粒子を発生させる速度を制御可能である。

しかしながら、電界の強度は、例えば、ステッピングモータまたは他のもの等、機械的アクチュエータによって電極の位置を変化させることにより、異なる方法でも制御することができる。このため、例えば電極と表面との間の距離を変えることができる。同様に、電界の強度は、電極においてアドレス可能格子を制御することによって変更することもできる。例えば電界強度を局所的に変えることによって、または電界および電極の適切な設計によって、以降はエッチングレートと呼ぶ物質除去の速度を局所的に制御可能である。また、電界は、調整可能な電極の幾何学的形状によっても制御することができる。例えば、多数の電極を構成要素の表面近傍に配置し、これらを共に組み合わせ電極として作用させ、これらの電極を異なる電位とすることによって、組み合わせ電極に調整可能な幾何学的形状および大きさを与える。このため、エッチングレートは、例えば汚染層の厚さまたは汚染層の物質における局所的な差に適合させることができる。また、入射粒子の方向は、電界の方向によって制御可能である。更に、電極の構成において、エッチングレートは入射角に大きく依存するので、入射電荷キャリアの入射角によってエッチングレートを制御可能である。イオン照射において、斜めの入射角でのエッチングレートが垂直入射よりもはるかに大きいことは既知である。また、入射角は、異なる物質の除去に異なる影響を及ぼす。このため、適切な入射角によって物質を選択的に除去することができる。

本発明の１実施形態による方法または洗浄システムを適用して、１つのステップで汚染を除去することができ、または、同じ表面において汚染の２回以上の除去で汚染を除去することができる。例えば、少なくとも１つの特徴において互いに異なる場合がある少なくとも２回の除去を行って、表面を洗浄することができる。例えば、洗浄は、表面の特定部分から汚染の一部を除去する第１の除去と、これに続く、第１の除去とは少なくとも１つの特徴が異なる、表面の当該特定部分から残りの汚染の一部または全てを除去する第２の除去とから成るものとすることができる。例えば、第１の除去は、汚染から除去する物質のタイプに関して非選択的とすることができるが、第２の除去は選択的であり、実質的に物質の１つ以上の特定の所定タイプのみを除去する。また、第１の除去が第２の除去よりも高い除去レートを有し、このため最初に速い洗浄を行って、その後洗浄を遅くするが、例えば第１の除去の後に汚染の薄い層のみが残っている場合、制御性を高くしてオーバーエッチングを防ぐということも可能である。しかしながら、より多くの回数の除去を、互いに少なくともいくつかの特徴が異なる場合もあるし異ならない場合もあるように行うことも可能であり、本発明は除去の特定量には限定されない。

電界は、時間的にほぼ一定とすることができる。そして、電界発生器には、電界を一定に保つ制御デバイスを設けることができる。例えば、電界センサおよびフィードバックループを備えた制御デバイスを設け、電極１０６の電圧を調整して電界を一定に保つことができる。しかしながら、例えば図３および４の例において、ＤＣ電圧源を用いることによって、異なる方法で電界を一定に保つことも可能である。

電界発生器には、時間的に電界を変動させる変動デバイスを設けることも可能である。例えば、図４の例において、変動デバイスは、電極１０６およびミラー１０１に接続されたＡＣ電圧源を備えることができる。かかる変動電圧は、例えば、時間的に一定のコンポーネントを有し、この上に時間的に変動するコンポーネントを重ねる。例えば、図３および４の例において、ＤＣ電圧上に重ねて、ＡＣ電圧を供給する電圧供給源を用いる。また、電界は、交番電界とすることができる。例えば、電界の方向を時間的に反転し、これによって正および負の電位間で表面を切り替える。電界を反転するため、電界発生器に反転機構を設けることができる。かかる反転機構は、例えば、図３および４の例において、構成要素１０１に接続された出力を有する電圧供給源とすることができ、この出力において交互に正の電圧および負の電圧を供給する。

変動する電界を用いる場合、構成要素に向けて加速される電荷キャリアの特性に関連して変調周波数によって電界を変調することができる。特性は、例えば、異なるタイプの電荷キャリアの（相対的な）量とすることができる。なぜなら、プラズマスパッタリングの分野において一般に既知であるように、電界の周波数は、表面１０４に入射する異なるタイプの電荷キャリアの（相対的な）量に関連するからである。変調された電界は、例えばオン／オフ変調することができる。すなわち、電界は交互にオンおよびオフに切り替えられる。ミラー表面に入射するイオンの量およびエネルギは、電界がオンに切り替えられる期間および電界がオフに切り替えられる期間によって、オン／オフ変調電界において制御可能である。

変調された電界は、例えばパルス電界とすることができる。すなわち、通常１周期の半分以下の、オフ時間に比べて比較的短いオン時間を有する電界である。例えば、電界発生器は、パルス電界を発生するパルス電界発生装置を備えることができる。適切な方法で電界のパルス幅を適合させることによって、構成要素に向けて加速される電荷キャリアの特性を制御可能である。例えばイオンについては、パルス幅は、表面に入射するイオンのエネルギおよびイオン流束とも呼ばれる表面に入射する（変調周期当たりの）イオンの量の双方に影響を与える。従って、パルス幅を制御すると、結果として、制御されたエネルギによって、表面に入射するイオンの量が制御されることになる。パルス発生器は、例えば、図３および４の例において、電圧源Ｖと直列に接続されたスイッチの開状態の持続時間を制御するパルス幅制御回路を備えることができる。しかしながら、パルス幅の制御は、特定の実施に適した他のいずれかの方法でも実施することができる。

実験により、１ナノ秒から１０ミリ秒の範囲のパルス幅および１ｋＨｚおよび１００ｋＨｚ間の変調周波数では、スパッタレートとも呼ばれるエッチングレートは、ゼロ（スパッタリングなし）と２０ｎｍ／分未満までとの間で高精度に変動させることが可能であることが示されている。１０キロヘルツの数倍未満の変調周波数と数ナノ秒および数ミリ秒間のパルス幅では、１０ｎｍ／分までのエッチングレートが示されている。しかしながら、本発明は、これらの実験結果に限定されない。

本発明の１実施形態の方法またはシステムにおいて、構成要素の表面を洗浄しながら、この表面の一部または全体に電磁放射を投射可能である。放射は、例えば、深紫外線（ＤＵＶ）または超紫外線（ＥＵＶ）放射とすることができる。ＤＵＶまたはＥＵＶ放射は、気体分子をイオン化し、このため電荷キャリアを生成することができる。このため、より多くの洗浄粒子が存在するので、汚染の除去が向上する。放射は、表面全体に適用するか、または、例えば図１の装置においてマスクＭＡとして専用レチクルを用いて、表面の一部にのみ局所的に適用することができる。このレチクルは、例えばミラーのような汚染された表面において局所的に放射ビームプロファイルを生成する。この放射ビームプロファイルは、表面から除去される汚染層の厚さに対応する。これによって、構成要素を局所的にのみ洗浄するので、オーバーエッチングまたは非均一な除去を防止する。電磁放射は、いずれかの適切な方法で供給することができる。例えば、図３および４の洗浄システム１００に放射デバイスを設けることができ、または図１および２の放射源ＬＡからの放射を表面に投射することができる。

また、本発明の１実施形態による洗浄システムまたは方法において、磁界発生装置によって磁界を印加して電荷キャリアを制御することができる。図４のシステムの例は、永久磁石１６１を有する。これは、電極１０６の近傍に配置されて、電極１０６の近傍の領域に二次電子を含むようにし、このためイオンの発生を刺激する。図４において、永久磁石１６１は、２つのＮ極ＮおよびこのＮ極Ｎの間にＳ極Ｓを有する。このため、磁石１６１が有する磁界が電極１０６の近傍に、電子損失率が下がり、イオン化確率が高まるゾーン（「磁気トラップ」）を生成する。

電界１０７を発生させるために用いる電極（複数の電極）は、構成要素の表面の物質に実質的に類似した物質の表面を有することができる。これによって、電極（複数の電極）の表面から電荷キャリアによって除去された物質による構成要素の表面の汚染を防ぐ。

本発明の１実施形態の例では、汚染クラスタが存在する、積層物または基板の表面、例えばリソグラフィ装置においてマスクおよび反射光学素子として機能する積層物の表面の上に、イオンおよび／または電子放射によるエネルギを汚染クラスタが除去されるまで供給することによって、この表面は、洗浄される。これらの汚染クラスタの直径は、通常、数１０ナノメートル（約８０ｎｍ）から数マイクロメートルの範囲であり、高さは数分の１ナノメートルから少なくとも４０ｎｍの範囲である。それらは通常、主に、炭素、酸素、硫黄、窒素、および／またはシリコンから成る。しかしながら、クラスタは、以上とは異なる成分および／または異なる寸法であっても良い。汚染クラスタは、ミラーをある残留気体雰囲気内に配置することによって、または電子による放射もしくはＤＵＶからＥＵＶを超えてＸ線までの範囲の波長を有する光子による放射によって、または外部電界の影響のもとで残留気体雰囲気において、発生する可能性がある。

この実施形態は、特に、ナノメートル範囲の横サイズ規模に適用することができる。最小イオンまたは電子ビームのサイズによって、特にナノメートルサイズの汚染クラスタを除去可能である。しかしながら、必要な場合には、粒子ビーム断面を適切に拡大させることによって、全体洗浄を実行することができる。

２つの異なるプロセスにより、表面から汚染クラスタを除去することができる。一方で、粒子を焼くことによって機械的な除去を行い、他方では「応力解放」機構が生じる。すなわち、汚染クラスタがいわば割れるまで、粒子放射によってエネルギを供給する。

放射粒子の種類の選択とは別に、パラメータ、すなわち粒子ビームのエネルギ、入射角、および放射時間によって、洗浄方法を更に正確に制御することができる。好ましくは、３つのパラメータを全て調整して、一方でクラスタを砕いて、および／または除去する一方、他方では表面粗さおよび／または層厚の均一さを本質的に不変のままとしなければならない。このため、粒子の種類および表面物質に応じて、クラスタの除去と表面の変化との間のバランスが得られるようにパラメータ範囲を選択しなければならない。

クラスタを除去するため、イオンビームエネルギは例えば４０ｅＶおよび２０００ｅＶの間とすることができ、電子ビームエネルギは４０ｅＶおよび１５０００ｅＶの間とすることができる。表面に対するイオンビームの入射角は４度から４５度までの範囲とし、電子ビームの入射角は７０度から９０度までであり、放射時間は０．５秒から３００秒までの範囲とすることができる。

イオンビームについては、好ましくは、例えば不活性ガスイオン（すなわちヘリウム、ネオン、アルゴン、またはクリプトンイオン）、ハロゲンイオン（すなわちフッ化物、塩化物、臭化物、またはヨウ化物イオン）、および／またはガリウムイオンを適用可能である。一方で、技術的な見地から、これらのイオンはイオンビームの供給に適している。他方で、かかるイオンビームによって、表面粗さおよび／または層厚の均一さにあまり大きな影響を与えることなく、汚染クラスタを特に良好に除去することができる。

本発明による洗浄方法は、表面からクラスタを除去するのに十分に適している。クラスタは、例えば、モリブデン、炭化モリブデン、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、金、ウォルフラム、ニッケル、炭化ホウ素、シリコン、ベリリウム、窒化シリコン、二酸化シリコン、窒化ホウ素、チタニウム、二酸化チタン、窒化チタン、イットリウム、酸化イットリウム、セリウム、酸化ロジウム、ジルコニウム、酸化ジルコニウム、ニオビウム、銅−金合成物（すなわちＣｕ₃Ａｕ、ＡｕＣｕ、Ａｕ₃Ｃｕ）、パラジウム、または白金から成る。特に、例えば多層等のＥＵＶ光学部品の洗浄では、表面はこれらの層物質から成るものとする。特に基板物質として適切なのは、シリコン、クオーツ、または異なる種類のガラス（例えばＺｅｒｏｄｕｒ（Ｓｃｈｏｔｔ社の製品）、ＵＬＥ（Ｃｏｒｎｉｎｇ社の製品））である。

本発明による方法の例によって、汚染クラスタを除去する４つの例を以下に説明する。

例１
０．５ＫｅＶから１．０ＫｅＶのエネルギのＮｅイオンにより、マイクロアンペア範囲の電流（イオン源に依存する）で、表面に対する入射角を１０度から３０度とし、３０秒未満の時間期間、汚染クラスタによって汚染された層の燃焼を行うと、結果として、汚染クラスタが除去される。約０．３ｎｍのｒｍｓ値の表面粗さは実質的に不変のままである。上層が極めて薄く、これらが例えばルテニウムのような金属または例えばシリコンのような半導体から成る場合、これらの層には無視できるほどの小さな混合が生じる可能性がある。

例２
具体的には、走査電子顕微鏡によって、１０ＫｅＶ電子で、ナノアンペア範囲の電流により、６０秒未満の時間期間、表面に対して８５度から９０度の角度で汚染クラスタの燃焼を行うと、結果として、汚染クラスタが割れる。残りの物質残留物は、例えばＵＶオゾン洗浄によって、後で除去することができる。上層の混合はほとんど発生しない。約０．２５ｎｍのｒｍｓ値の表面粗さは不変のままである。

例３
１ＫｅＶのＡｒイオンにより、マイクロアンペア範囲の電流で、表面に対する入射角を３０度未満とし、１０から２０秒の時間期間、汚染クラスタの燃焼を行うと、結果として、汚染クラスタが除去される。アルゴンの質量は、基本的に汚染クラスタの物質の質量よりも大きいので、上層が例えばロジウムのような金属または窒化シリコンのような非金属から成る場合、およびこれらが極めて薄い場合、上層のわずかな混合が発生する可能性がある。この場合も、表面粗さは、ほぼ影響を受けないままである。

例４
具体的には、走査電子顕微鏡のもとで、０．５ＫｅＶのＫｒイオンにより、マイクロアンペア範囲の電流で、表面に対する入射角を３０度未満として、更に、１２ＫｅＶ電子により、ナノアンペア範囲の電流で、表面に対する入射角を８０から８５度として、１０から２０秒の時間期間、汚染クラスタの燃焼を行うと、結果として、汚染クラスタは剥離または割れによって除去される。クリプトンの質量は、基本的に汚染クラスタの物質の質量よりも大きいので、上層が例えばイリジウムのような金属または炭化ホウ素のような非金属から成る場合、およびこれらが極めて薄い場合、上層のわずかな混合が発生する可能性がある。この場合も、表面粗さは、ほぼ影響を受けないままである。

図３および４の洗浄システム１００、または請求項１９から３３に請求された方法のいずれかに従って動作する洗浄システムは、簡単に調整し、例えば、強度もしくは周波数等の電界の１つ以上の特性を変更することによって、または電荷キャリアのタイプを変更することによって、特定の物質の汚染を選択的に除去することができる。これによって、例えば、多層ミラーの層におけるＳｉまたはＭｏのような、実際のミラー表面からの物質を除去することなく、構成要素の表面から、炭素含有物質またはシリコン含有物質による汚染を選択的に除去可能である。かかる選択的な除去は、特にＥＵＶ多層ミラーに適している。かかるミラーは、「オーバーエッチング」に比較的影響されやすい。なぜなら、汚染された表面からあまりにも多くの物質を除去すると、多層ミラーの適切な表面すなわち汚染前のミラー表面、および、従って、ミラーの光学特性を破壊するからである。

選択的な物質除去は、例えば電界の強度または他のものを制御することによって、例えば電荷キャリアを特定の速度または運動エネルギに加速することにより行うことができる。一般に、物理スパッタリングには閾値が存在し、これは主に、除去される原子の表面結合エネルギＥ_bind、および、発射物と対象との間の最大転送効率（すなわち、４＊Ｍ_t.a.＊Ｍ_s.i.／（Ｍ_t.a.＋Ｍ_s.i.）²）に依存する。ここで、Ｍ_t.a.は対象原子の質量を表し、Ｍ_s.i.はスパッタリングイオン（すなわち発射物）の質量を表す。実際、表面から対象原子の放出を達成するためには、効果的に伝達されるエネルギは、表面結合エネルギＥ_bindよりも大きくなければならない。放出に必要な最小エネルギは、物理スパッタリングの最小変位エネルギ閾値Ｅ_dispと呼ばれる。

図５（Ｅ．Ｈｅｃｈｔｌ，Ｊ．Ｂｏｈｄａｎｓｋｙ、「Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｇｒａｐｈｉｔｅ ａｎｄ ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ ａｔ ｌｏｗ ｂｏｍｂａｒｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｉｅｓ」、Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍａｔ．１２２／１２３（１９８４年）１４３１から得た）は、異なる運動エネルギでの様々な希ガスイオンによるボンバードメントについて、グラファイトの測定スパッタ生成量をイオン原子質量の関数であるとしている。グラファイトは、ＥＵＶリソグラフィ投影装置の炭素汚染の構造に近い基準物質であり、従って、グラファイトについて得られた結果は、他の炭素含有物質にも適用可能である。図５に、２つの方位のグラファイトのスパッタ生成量を示す。白い記号は、グラファイト構造において炭素層に平行に切断したグラファイトを表し、黒い記号は、炭素層に垂直に切断したグラファイトを表す。図５からわかるように、スパッタリングイオンの運動エネルギを小さくすることによって、スパッタ生成量は著しく低減する可能性があり、このため、電荷キャリアの適切な運動エネルギによって、汚染を選択的に除去することができる。例えば、実験によって、イオンの運動エネルギが１５０ｅＶ未満であっても、特に、イオンのエネルギが約１００ｅＶおよび４０ｅＶであっても、約１０^-3ｍｂａｒのＡｒの圧力でＥＵＶ放射を行って、物理スパッタリングによる炭素含有物質の選択的な除去が可能である（しかしスパッタ生成量は極めて少ない）ことが示されている。

表１は、いくつかのタイプの表面物質の（Ａｒによる）物理スパッタリングについて、最小変位エネルギ閾値Ｅ_dispを示す。表１に示すように、グラファイトは２５ｅＶの閾値Ｅ_dispを有し、一方、Ａｕは３６ｅＶの閾値Ｅ_dispを有する。従って、例えばＡｕミラーから、〜３０ｅＶの運動エネルギを有するアルゴンイオンによって、グラファイトを選択性高く除去することができる、すなわち、ミラー表面に損傷を与えることなく洗浄できる。なぜなら、このエネルギはグラファイトの閾値より高いが、Ａｕの閾値よりも低いからである。同様に、Ｓｉは、２０ｅＶ未満のエネルギを有するＡｒイオンによって、Ｒｕ表面から除去することができ、Ｓｉは、３６ｅＶ未満のエネルギを有するＡｒイオンによって、Ａｕ表面から除去することができる。他の物質も選択的に除去可能であり、本発明は物質の特定の組み合わせに限定されないことを注記しておく。

リソグラフィ投影装置において、構成要素の表面からある物質を選択的に除去するために、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）も使用可能である。反応性イオンエッチングでは、イオンを電界によって表面へと加速し、次いで表面物質と化学的に反応させる。これは、物理スパッタリングにおいて、イオンが表面物質と反応せず、表面上の分子に運動エネルギを伝達するだけであるのとは対照的である。しかしながら、ほとんどのＲＩＥプロセスでは、イオンからいくらかの運動エネルギも伝達され、従って、物理スパッタリングも行われる。

エッチングされる物質に応じて、反応性イオンは、例えば、Ｏ⁺、Ｈ⁺、Ｎ⁺、Ｆ⁺、Ｃｌ⁺、Ｂｒ⁺（Ｓ．Ｔａｃｈｉ、Ｓ．Ｏｋｕｄａｉｒａ、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｏｆ ｓｉｌｌｉｃｏｎ ｂｙ Ｆ＋、Ｃｌ＋、ａｎｄ Ｂｒ＋ ｉｏｎｓ：ｒｅａｃｔｉｖｅ ｓｐｏｔ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ４、２（１９８６年）４５９を参照）またはその他のものとすることができる。これらのイオンは、例えば気体または他のもののような要素を追加することによってシステムに加えることができ、この要素がこれらの要素を含有するか、または、例えば反応性イオンを生成可能な化学結合した原子のように、この要素からこれらの要素を発生可能である。例えば、炭素含有物質のみを除去する場合、これらの反応性イオンは、炭素含有物質と反応して、例えば酸化炭素（ＣＯ_x）等の新しい化合物を形成することができる。通常そうであるように、これらの形成された化合物が揮発性である場合、炭素含有物質が表面から除去される。

図７は、グラファイト、Ｍｏ、およびＳｉに対する物理スパッタリングおよびＲＩＥの実験的スパッタレートを示す。図７において、スパッタリング生成量を、電子ボルト（ｅＶ）でのイオンエネルギの関数として示す。図７に示すように、物理スパッタリングを、グラファイトおよびＭｏについてはネオン（Ｎｅ⁺）イオンで行い、Ｓｉについてはアルゴン（Ａｒ⁺）イオンで行った。ＲＩＥは、グラファイトおよびＭｏについて酸素イオン（Ｏ⁺）で行った。

低いイオンエネルギでは、重量減少測定により、酸素イオンボンバードメントによるグラファイトの合計浸食量は約１であり、温度および入射イオンエネルギにはほぼ無関係であることがわかった。これは、化学的侵食が低エネルギ範囲の物理スパッタリングを決定することを示している。図７において、ＭｏのＲＩＥは、１５０ｅＶ以上のＯ⁺イオンエネルギについて有効であるが、１０ｅＶ未満のＯ⁺イオンエネルギによる反応性Ｏ⁺イオンエッチングによって、炭素をすでに除去可能であることがわかる。従って、低エネルギ（１５０ｅＶ以下）のＯ⁺スパッタリングを用いて、例えばＭｏ表面から炭素を除去する際に、極めて高い選択性（２オーダー）が得られる。

図７からわかるように、例えば１００ｅＶ未満のイオンエネルギにおいて、ＭｏまたはＳｉ表面からの炭素の選択的な除去は１００対１の選択性で得られるが、例えば５から２５ｅＶの間のイオンエネルギでは、これよりも高い選択性を達成可能である。原子またはグラファイトのような物質の除去では、化学結合を分解するには５ｅＶよりも大きいイオンエネルギが好適であるが、物理スパッタリングでは、２５ｅＶの最小変位エネルギが好都合である。表面から物理吸着した分子を除去するためには、更に低いエネルギで十分である場合がある。電子刺激脱離を用いて、物理吸着した分子および弱く化学吸着した分子を除去することができる。更に、当技術分野において、Ｏ₂ ⁺等の励起分子は、化学エッチングに寄与することがわかっている。

図６（また、先に引用したＳ．Ｔａｃｈｉ、Ｓ．ｏｋｕｄａｉｒａの文献からも得られる）は、Ｃｌ⁺、Ｆ⁺、およびＢｒ⁺イオンによるＳｉのＲＩＥの化学スパッタ生成量、すなわち物理スパッタリング成分を減じることによって得られたものを示す。これらの結果は、適切なイオンエネルギおよびイオン投与量を選択することで選択的な化学エッチングが行われる高い可能性を示している。

（局所的）エッチングレート、電界強度、または他のもの等、本発明の１実施形態による方法の特定のパラメータを検出するため、例えば光学的検出、楕円偏光法による検出、または二次電子を用いた検出等、汚染層の厚さについて既存の検出方式を使用可能である。

本発明の１実施形態による方法は、オフライン洗浄、すなわちリソグラフィ投影装置が使用されない時の洗浄として適用可能である。この状態をオフラインとも呼ぶ。しかしながら、例えばパルスＥＵＶ源に対して電界のパルスをトリガすることによって、装置がオンラインすなわち使用中である時に本発明の１実施形態による方法を適用することも可能である。これによってダウンタイムを防ぎ、従って所有コストを低減する。明確さのため、オフライン洗浄は、リソグラフィ装置がウエハを露光していない場合の装置の洗浄を含む。オンライン洗浄は、露光中のリソグラフィ装置の洗浄を含む。オンラインおよびオフライン洗浄の双方は、現場で行われる。すなわち、洗浄中に各構成要素を装置から取り外す必要はない。オンライン洗浄は、例えば表面がある程度汚染された後等、ある間隔をあけて行うことができる。しかしながら、かかるオンライン洗浄は、（準）連続的に行うことも可能であり、これによって汚染の著しい増大を防ぐ。本発明による（準）連続的な洗浄方法は、このため、緩和方法と考えることができる。

本発明の１実施形態によるオンライン洗浄方法は、例えば、以下を備えるデバイス製造方法を含むことができる。すなわち、放射感知物質の層によって少なくとも部分的に被覆された基板を設けること、放射システムを用いて投影放射ビームを提供すること、パターニング手段を用いて投影ビームの断面にパターンを与えること、および、放射感知物質の層の対象部分上にパターニングした放射ビームを投影すること。その後、例えば炭素含有物質によって構成要素の表面がある程度汚染された場合、以下を備えた、汚染を除去するための本発明の１実施形態による洗浄方法を、放射システムの少なくとも一部に適用することができる。すなわち、リソグラフィ投影装置の一部に電界を発生させること、前記電界によって汚染の近傍に洗浄粒子を供給し、洗浄粒子と汚染との相互作用によって前記汚染の少なくとも一部を除去すること。また、洗浄方法は、基板を設ける前または投影ビームを提供する前に適用することも可能である。これによって、清潔な表面によって製造を開始する。洗浄を光学構成要素に適用した場合、投影ビームにおいて高い精度が得られる。

更に、本発明の１実施形態による方法またはシステムは、現場で、すなわち、洗浄される構成要素をその位置から取り外さずに実行可能である。

上述の実施形態は、本発明を限定するのではなく例示的なものであり、当業者は、添付の請求の範囲から逸脱することなく代替物を設計可能であることを注記しておく。請求項において、カッコ内に置かれた参照符号はいずれも、請求項を限定すると解釈するものではない。「を具備する」という語は、請求項に挙げたもの以外の要素またはステップの存在を除外しない。互いに異なる請求項で、ある大きさを挙げたという事実は、これらの大きさの組み合わせを用いて利益を得られないということを示すものではない。

本発明の１実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。 本発明によるリソグラフィ投影装置のＥＵＶ照明システムおよび投影光学部品の側面図を示す。 本発明による洗浄システムの一例を備えた光学構成要素の一例を概略的に示す。 本発明による洗浄システムの別の例を備えた光学構成要素の一例を概略的に示す。 いくつかのイオンエネルギについて、イオン原子質量の関数としてイオンごとのグラファイト原子におけるスパッタリング生成量のグラフを示す。 Ｃｌ⁺、Ｆ⁺、およびＢｒ⁺による反応性イオンエッチングについて、イオンエネルギの関数としてイオンごとのシリコン原子における化学スパッタリング生成量のグラフを示す。 Ｎｅ⁺およびＡｒ⁺イオンによるＳｉ、Ｍｏ、およびグラファイトの物理スパッタリングについて、ならびに、Ｏ⁺イオンによるグラファイトおよびＭｏの反応性イオンスパッタリングについて、イオンエネルギの関数としてイオンごとの原子における化学スパッタリング生成量のグラフを示す。

Claims (35)

1. リソグラフィ投影装置において構成要素の表面の少なくとも一部から汚染を除去するための洗浄システムであって、
   前記表面の近傍に洗浄粒子を供給するための洗浄粒子供給器であって、電界を発生させるための電界発生器を具備する洗浄粒子供給器、
   を具備することを特徴とする、洗浄システム。
2. 更に、前記電界発生デバイスに通信接続され、前記除去される汚染の少なくとも１つの特性に関して前記電界の少なくとも１つの特性を調整するための汚染関連調整デバイスを具備することを特徴とする、請求項１に記載の洗浄システム。
3. 更に、前記電界発生デバイスに通信接続され、供給される洗浄粒子の少なくとも１つの特性に関して前記電界の少なくとも１つの特性を調整するための洗浄粒子関連調整デバイスを具備することを特徴とする、請求項１または２に記載の洗浄システム。
4. 前記洗浄粒子関連調整デバイスは、前記除去される汚染の少なくとも１つの特性に関して、前記供給される洗浄粒子および／または電界の少なくとも１つの特性を調整するためのデバイスを具備することを特徴とする、請求項３に記載の洗浄システム。
5. 前記電界発生器は、前記電界を時間的にほぼ一定に維持するための制御デバイスを具備することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗浄システム。
6. 前記電界発生器は、前記電界を時間的に変動させるための変動デバイスを具備することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の洗浄システム。
7. 前記電界発生器は、パルス電界を発生させるためのパルス電界発生器を具備し、前記洗浄粒子調整装置は、前記パルス発生器に通信接続されて、供給される前記洗浄粒子の少なくとも１つの特性に関して前記パルス電界のパルス幅を制御することを特徴とする、請求項３および６に記載の洗浄システム。
8. 前記供給される洗浄粒子は、
   前記電界によって加速された電荷キャリアと、
   加速された電荷キャリアによって発生する粒子と、
   から成る群のうち少なくとも１つを具備し、前記電荷キャリアは、
   深紫外線または超紫外線放射等の電磁放射によって誘導される荷電粒子と、
   前記構成要素の前記表面から放出された二次電子およびイオンの生成によって発生した電子等の電子と、
   イオンと、
   化学的に反応性の電荷キャリアと、
   希ガスイオン等の化学的に不活性の電荷キャリアと、
   から成る群のうち少なくとも１つを具備し、加速された電荷キャリアによって発生した前記粒子は、反応性イオンまたは遊離基等の反応性粒子を具備することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の洗浄システム。
9. 更に、磁界を発生させて前記洗浄粒子を制御するための少なくとも１つの磁界発生デバイスを具備することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の洗浄システム。
10. 更に、前記電界において少なくとも１つの気体を供給するための少なくとも１つの気体供給を具備することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の洗浄システム。
11. 前記気体は酸素および水素のうち１つであり、前記気体から発生した反応性イオンを前記電界によって前記表面に向けて加速させることを特徴とする、請求項１０に記載の洗浄システム。
12. 前記電界発生デバイスは少なくとも１つの電極を具備し、前記洗浄システムは更に、前記表面に対して前記少なくとも１つの電極の少なくとも１つの位置を変化させるための機械的アクチュエータを具備することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の洗浄システム。
13. 前記機械的アクチュエータは、前記電極と前記表面との間の距離を調整可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の洗浄システム。
14. 前記電界発生デバイスは、調整可能な幾何学的形状を有する少なくとも１つの電極を具備することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の洗浄システム。
15. 前記電界発生デバイスは、前記構成要素の前記表面の物質に実質的に類似した物質の表面を有する少なくとも１つの電極を具備することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の洗浄システム。
16. 前記電界発生デバイスは、前記電界を反転させるための反転機構を具備することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の洗浄システム。
17. 更に、前記構成要素の前記表面の少なくとも一部上に深紫外線または超紫外線放射等の電磁放射を投影するための放射デバイスを具備することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の洗浄システム。
18. 更に、レチクルであって、該レチクルによって反射または透過した放射ビームプロファイルを変更するように構成および配置され、ビーム強度、ビーム方向、ビーム偏光、ビーム断面のうち少なくとも１つを、前記構成要素の前記表面から除去される前記汚染の位置、汚染層の厚さ、および／または汚染のタイプに適合させるようになっているレチクルを具備することを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の洗浄システム。
19. リソグラフィ投影装置の構成要素の表面の少なくとも一部から汚染を除去するための方法であって、
    前記リソグラフィ投影装置の少なくとも一部に電界を発生させるステップと、
    前記電界によって汚染の近傍に洗浄粒子を供給するステップと、
    前記洗浄粒子と前記汚染との相互作用によって前記汚染の少なくとも一部を除去するステップと、
    を具備することを特徴とする、方法。
20. 更に、前記構成要素の前記表面の少なくとも一部上に深紫外線または超紫外線放射等の電磁放射を投影するステップを具備することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 前記汚染の一部の第１の除去と、
    前記汚染の別の部分の少なくとも第２の除去と、
    を具備し、前記第２の除去は前記第１の除去とは少なくとも１つの特徴が異なることを特徴とする、請求項１９または２０に記載の方法。
22. 積層物または基板の表面を洗浄するための方法において、前記表面上に存在する汚染クラスタに、これらが除去されるまで、イオンおよび／または電子放射によってエネルギを供給することを特徴とする、方法。
23. 前記汚染クラスタが割れるおよび／または剥離するまで、イオンおよび／または電子放射によって前記クラスタにエネルギを供給することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
24. 前記イオンおよび／または電子ビームの前記エネルギは、一方で前記汚染クラスタが割れるおよび／または剥離し、他方で前記表面の粗さおよび／または層厚の均一さが本質的に不変のままであるようになっていることを特徴とする、請求項２２または２３に記載の方法。
25. 前記イオンビームの前記エネルギは４０ｅＶおよび２０００ｅＶの間であることを特徴とする、請求項２２から２４に記載の方法。
26. 前記電子ビームの前記エネルギは４０ｅＶおよび１５０００ｅＶの間であることを特徴とする、請求項２２から２４に記載の方法。
27. 前記表面に対する前記イオンおよび／または電子ビームの入射角は、一方で前記汚染クラスタが割れるおよび／または剥離し、他方で前記表面の粗さおよび／または層厚の均一さが本質的に不変のままであるように選択されることを特徴とする、請求項２２から２６に記載の方法。
28. 前記表面に対する前記イオンビームの入射角は４度および４５度の間で選択されることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
29. 前記表面に対する前記電子ビームの入射角は７０度および９０度の間で選択されることを特徴とする、請求項２７または２８に記載の方法。
30. 前記イオンおよび／または電子ビームの放射時間は、一方で前記汚染クラスタが割れるおよび／または剥離し、他方で前記表面の粗さおよび／または層厚の均一さが本質的に不変のままであるように選択されることを特徴とする、請求項２２から２９に記載の方法。
31. 前記放射時間は０．５秒および３００秒の間で選択されることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
32. 前記イオンビームにおける前記イオンは、不活性ガスイオン、ハロゲンイオン、およびガリウムイオンから成る群のうち１つから成ることを特徴とする、請求項２２から３１に記載の方法。
33. 前記洗浄される表面は、モリブデン、炭化モリブデン、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、金、ウォルフラム、ニッケル、炭化ホウ素、シリコン、ベリリウム、窒化シリコン、二酸化シリコン、窒化ホウ素、チタニウム、二酸化チタン、窒化チタン、イットリウム、酸化イットリウム、セリウム、酸化ロジウム、ジルコニウム、酸化ジルコニウム、ニオビウム、銅−金合成物、パラジウム、または白金を含むことを特徴とする、請求項２２から３２に記載の方法。
34. デバイス製造方法であって、
    請求項１９から３３のいずれか１項に記載の方法を適用して、構成要素の表面の少なくとも一部から汚染を除去するステップと、
    放射感知物質の層によって少なくとも部分的に被覆された基板を設けるステップと、
    投影放射ビームを提供するステップと、
    パターニング手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを与えるステップと、
    前記放射感知物質の層の対象部分上に前記パターニングした放射ビームを投影するステップと、
    を具備することを特徴とする、方法。
35. リソグラフィ投影装置であって、
    所望のパターンに従って投影ビームをパターニングするように機能するパターニング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、
    前記基板の対象部分上に前記パターニングしたビームを投影するための投影システムと、
    請求項１から１９のいずれか１項に記載され、前記装置の構成要素の表面から汚染を除去するための少なくとも１つの洗浄システムと、
    を具備することを特徴とする、装置。

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