JP2005505945A - リソグラフィック装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
放射線源（LA）或いは基板（Ｗ）上のレジスト（RL）からのデブリを捕捉するための汚染物トラップ（１０）を備えるリソグラフィック投影（露光）装置が開示される。この汚染物トラップ（１０）は、投影光線（PB）の光学軸の回りにそれらの間に空間（１３）が形成されるように放射状に配置された２つのセット（１１、１２）のチャネル（２０、２１：３０、３１）から構成される。この空間内にガスが供給される。チャネルのフロー抵抗により、トラップ（１０）の外側のガス圧が内側のガス圧よりも非常に低くなることが確保される。
Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
放射線の投影光線を供給するための放射線系と、
この投影光線を所望のパターンに従ってパターニングする機能を有するパターニング手段を支え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、
パターニングされた光線を基板のターゲット部分上に投影するための投影系と、
これら放射線系、パターニング手段、基板及び投影系の少なくとも一つの少なくとも一部を包囲する少なくとも一つのチャンバと、
投影光線の経路内に配置された汚染物トラップと、
を備えるリソグラフィック投影（露光）装置に係る。
【０００２】
本発明は上述の装置を用いてデバイスを製造するための方法にも係る。
【背景技術】
【０００３】
ここで採用される「パターニング手段（patterning means）」なる語句は、入り放射光線に基板のターゲット部分内に形成されるべきパターンに対応するパターニングされた断面（patterned cross-section）を付与するために用いることができる手段を意味するものと広く解釈されるべきである。一般に、このパターンは、集積回路或いは他のデバイス（以下を参照）等のターゲット部分内に形成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。このようなパターニング手段には、
マスクと、
プログラマブルミラーアレイと、
プログラマブルLCDアレイが含まれる。
【０００４】
マスク
マスクの概念は、リソグラフィーにおいて周知であり、これには、バイナリー（binary）、交代位相シフト（alternating phase-shift）、及び減衰位相シフト（attenuated phase-shift）などのマスクタイプ、並びに他のハイブッリドマスクタイプが含まれる。このようなマスクを放射光線内に置くと、マスク上に当る放射線がマスク上のパターンに従って選択的に、（透過マスクの場合は）透過され、或いは（反射マスクの場合は）反射される。マスクの場合は、上述の支持構造は、通常は、マスクテーブルから成り、これにより、マスクを入り光線内の所望の位置に保持すること、及びマスクを必要に応じて光線に対して移動することが確保される。
【０００５】
プログラマブルミラーアレイ
このようなデバイスの一例としては、粘・弾性制御層（visco-elastic control layer）と反射面（reflective surface）を有するマトリックス・アドレサブル表面（matrix-addressable surface）がある。このような装置の背景にある原理は、（例えば、）反射表面のアドレスされたエリアは入射光線を偏向された光線として反射し、他方、アドレスされなかったエリアは入射光線を偏向されない光線として反射するところにある。適当なフィルタを用いることで、反射された光線から、偏向されなかった光線が除去され、偏向された光線のみが残される。こうすることで、光線がマトリック・スアドレサブル表面のアドレシングパターンに従ってパターニングされる。要求されるマトリックスアドレシングは適当な電子手段を用いて遂行される。このようなミラーアレイに関するさらなる情報については、例えば、米国特許第5,296,891号明細書及び 米国特許第5,523,193号明細書を参照されたい。プログラマブルミラーアレイの場合は、上述の支持構造は、例えば、フレーム或いはテーブルとして実現され、必要に応じて固定式或いは可動式とされる。
プログラマブル LCD アレイ
このような構造の一例は、米国特許第5,229,872号明細書において開示されている。この場合も、上述の支持構造は、上述と同様に、フレーム或いはテーブルとして実現され、必要に応じて固定式或いは可動式とされる。
【０００６】
簡単のために、このテキストの残りの部分は、幾つかの箇所においてマスク及びマスクテーブルを用いる実施例について直接具体的に言及するが、ただし、これらケースにおいて議論される一般原理は、上で述べたようなパターニング手段のより広い背景内で解釈されるべきである。
リソグラフィック投影（露光）装置は、例えば、半導体回路（IC）の製造に用いられる。この場合は、上述の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。この回路パターンは、放射線に敏感な材料（レジスト）の層にてコーティングされた基板（シリコンウェーハ）上の（例えば、１つ或いは複数のダイスから成る）ターゲット部分上に撮像（イメージング）される。一般に、単一のウェーハは、順次、投影系を用いて、一度に一つずつ、照射（露光）される隣接するターゲット部分の全ネットワークを含む。マスクテーブル上に搭載されたマスクによるパターニングを採用する現在の装置は、２つのタイプのマシーンによって大別することができる。一つのタイプのリソグラフィック投影装置においては、各ターゲット部分の照射は、マスクパターン全体をターゲット部分上に一度に露光することで行なわれ、このような装置は、通常、ウェーハステッパと呼ばれる。通常、ステップ・アンド・スキャン装置（step-and-scan apparatus）と呼ばれるもう一つのタイプの装置においては、各ターゲット部分の照射は、投影光線の下に置かれたマスクパターンをある与えられた参照方向（「走査（scanning）」方向）に次第に走査すると同時に、これと同期して基板テーブルをこの方向に対して平行或いは逆平行に走査することで行なわれる。一般に、投影系は、（通常は＜１なる）倍率係数（magnification factor）Mを有するため、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M倍となる。これらリソグラフィックデバイスに関するより詳しい情報については、例えば、米国特許第6,046,792号明細書を参照されたい。
【０００７】
リソグラフィック投影装置を用いる製造過程においては、（例えば、マスク内の）パターンが少なくとも部分的に放射線に敏感な材料（レジスト）の層にてカバーされた基板上に撮像される。この撮像（イメージング）ステップの前に、基板は、例えば、プライミング（priming）、レジストコーティング、ソフトベーキング（soft bake）等の様々な手続（処理）を受ける。露光の後も、基板は、例えば、露光後ベーキング（post-exposure bake, PEB）、現像（development）、バードベーキング（hard bake）及び撮像された要素の測定/検査等の他の手続（処理）を受ける。これら一連の手続は、デバイス、例えば、IC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。こうしてパターニングされた層は、次に、エッチング、イオン打ち込み（ドーピング）、酸化、化学的・機械的研磨、その他の、全てが個々の層を完成させるために向けられた様々な過程（処理）を受ける。複数の層が要求される場合には、これら全手続或いはこれらの変形が各新たな層に対して反復されることとなる。最終的に基板（ウェーハ）上にデバイスのアレイが得られる。これらデバイスは、その後、ダイシング（dicing）或いはソーイング（sawing）等の技法を用いて互いに分離され、個々のデバイスがキャリア上に搭載され、ピンに接続される。これら過程に関するさらなる情報については、例えば、“Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing”, Third Edition, by Peter van Zant, McGraw Hill Publising Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4を参照されたい。
【０００８】
「投影系（projection system）」なる語句は、例えば、屈折オプティクス（refractive optics）、反射オプティクス（reflective optics）、並びに屈折系と反射系の両方を用いるカタディオプトリック（catadioptiric）系を含む様々なタイプの投影系を包含するものと広く解釈されるべきである。放射線系（radiation system）も、これら設計タイプの任意の一つに従って放射線の投影光線（projection beam）をダイレクティング、シェーピング（整形）或いは制御するためのコンポーネントも含む。さらに、リソグラフィック装置は、２つ或いはそれ以上の基板テーブル（及び／或いは２つ或いはそれ以上のマスクテーブル）有するタイプであっても構わない。このような「マルチステージ（multiple stage）」デバイスにおいては、追加のテーブルが平行に用いられることも、或いは一つ或いは複数のテーブル上で準備ステップが遂行されている最中に、一つ或いは複数の他のテーブルが露光のために用いられることもある。ツインステージリソグラフィック装置が、例えば、米国特許第5,969,441号明細書及びWO 98/40791に開示されているため、これについても参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
より小さな形状を撮像できるようにするためには、５ｎｍから２０ｎｍの範囲の、より具体的には、１３ｎｍ、の波長を有する超短波紫外線（extreme ultraviolet radiation, EUV）或いは荷電粒子線、例えば、イオン線及び電子線をリソグラフィック装置に対する露光放射線（exposure radiation）として用いることが提唱されている。これらタイプの放射線は、装置内の光線路を光線が散乱されたり、吸収されたりするのを防止するために、排気することを要求される。現在はEUV線に対する屈折光学要素を製造するための適当な材料が知られていないために、EUVリソグラフィック装置では、放射（照射）及び投影系内にミラーを用いることが要求される。EUV線用のマルチ層ミラー（multilayer mirrors）を用いた場合でも、これらは反射率が比較的低い上、汚染に対して非常に弱く、このため反射率がさらに低下され、従って装置のスループットも低下する。このため、維持されるべき真空レベルに課される要件が一層厳しくなり、とりわけ炭化水素の分圧を低く保つことが必要となる。
【００１０】
同時に、プラズマ放射線源及びレジストは大きな汚染物源を構成し、これらが照射及び投影系に入らないようにする必要がある。例えば、放電プラズマ源は、放電を用いて非常に熱い部分的にイオン化されたプラズマを生成するが、これはEUV線を放出する。線源からのプラズマガス（しばしばキセノン（Xe））及びデブリ（debris）が照射系に入らないようにすることが要求される。装置の他端においては、レジスト上にこれを露光するために当てられた放射線によりデブリが放出され、スパッタリング過程により副産物が生成される。線源及びレジストの両方からのデブリが照射及び投影系に到達することを阻止する必要がある。
【００１１】
EP特許出願公開明細書第0 957 402号は、レジストデブリ（resist debris）が投影系に浸入するのを防止するためのシステムを開示する。このシステムは、投影光線を投影系エンクロージャと基板との間で包囲する単純な、好ましくは、円錐のチューブから構成される。このチューブ内のガス流に乗ってレジストデブリが運び去られ、これが投影系のエンクロージャに入ることを阻止される。
【００１２】
WO 99/42904は、線源デブリ（source debris）を捕捉するためのフィルタと呼ばれる汚染物トラップ（contaminant trap）を開示する。これは、平坦或いは円錐の形状を有し、放射線源の回りに放射状に配置された複数の箔或いプレートから構成される。これら線源、フィルタ及び投影系は、バッファガス、例えば、０．５ Torr.なる分圧を有するクリプトン内に配置される。汚染物粒子は、バッファガスの温度、例えば、室温となり、このため、これら粒子の速度はこのフィルタに入る前に十分に低減される。圧力は公知の汚染物トラップにおいては周囲の圧力に等しい。このトラップは、線源から２ｃｍ離して配置され、このプレートは、放射線の伝播方向に、少なくとも１ｃｍ、好ましくは、７ｃｍなる長さを有する。この設計では、光源からの放射線を束ね、整形し、マスクに向けて導くための集光及びガイディング/シェーピングオプティクスを比較的大きくすることが必要となり、このためコストが高くなる。
【００１３】
本発明の一つの目的は、プラズマ源やＥＵＶ線に露出されたレジストから放出されるデブリを捕捉するための改善されたデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これら及びその他の目的を達成するために、冒頭に説明されたリソグラフィック装置は、本発明によると、上述の汚染物トラップは投影光線の伝播方向に対して実質的に平行に、かつ、投影光線の光学軸に沿って互いに離して配置された少なくとも２つのセットのチャネルと、これら２つのセットのチャネル間の空間内にフラッシングガスを供給するための手段とを含む。
【００１５】
チャネルとは、投影光線の一部がその内部を伝播する空間の細長い部分を意味するものと解されるべきである。プレート部材或いは箔によってこのようなチャネルが隣接するチャネルと分離される。
【００１６】
２つの粒子トラップを形成する２つのセットのチャネルを提供し、これらの間の空間にガスを供給することで、汚染粒子を捕捉するための高いガス圧が達成されるとともに、粒子トラップの高いフロー抵抗により漏れが最小となることが確保される。この新規のトラップ設計では、トラップ内のガス圧をトラップの外側よりも何倍も高くすることができる。トラップ効率が大幅に向上され、このため、トラップを大幅に短くする、つまり、よりコンパクトにすることができ、このため、集光オプティクス（collecting optics）のサイズ及びコストを大幅に低減することができる。十分な排気ポンピング能力が提供された場合は、トラップの外側の圧力をトラップの内側の圧力の少なくとも１０或いは１００倍以下に維持することができる。
【００１７】
２つのセットのチャネル間の空間とトラップの外側間の圧力差が維持できるようにガスフローに対する十分な抵抗を提供するために、プレート部材によって定義（区画）されるチャネルは、一つの好ましい実施例においては、８より大きなアスペクト比（長さ/幅）を有する。
【００１８】
もう一つの好ましい実施例においては、トラップを通じてのガスのフローは、汚染物トラップの容積が排気ポンプによって、ガス分子がこれらセットのチャネルのいずれか一つを通って拡散するために必要とされる平均時間より短な時間、好ましくは、半分以下の時間にて排気されるのに十分に速くされる。こうすることで、チャネルのプレート部材或いは箔に付着しなかった汚染粒子が、フラッシングガスのフローに乗ってこれと共に排気されることが確保される。
【００１９】
この汚染物トラップは、とりわけ線源がプラズマ源から成る場合に、線源デブリを捕捉するために、放射線源と放射線系内に含まれる照射系との間で用いることができる。
【００２０】
本発明は、さらに、
放射線に敏感な層によって少なくとも部分的にカバーされた基板を用意するステップと、
放射線系を用いて放射線の投影光線を供給するステップと、
投影光線から汚染物粒子を汚染物トラップを用いて除去するステップと、
投影光線にパターニング手段を用いて断面方向のパターンニングを付与するステップと、
パターニングされた光線を放射線に敏感な材料の層のターゲット部分上に投影するステップと、を含むデバイス製造方法にも係る。
【００２１】
本発明によると、上述の汚染物粒子を除去するステップは、投影光線を次々と投影光線の伝播方向に互いに離して配置された少なくとも２つのセットのチャネルを通じて供給するステップと、これら２つのセットのチャネル間の空間内にフラッシングガスを供給するステップとを含む。
【００２２】
このテキストにおいては、特に本発明による装置はＩＣの製造において用いられるものとして説明されたが、この装置を他の多くの用途に適用することが可能であることは明らかである。例えば、この装置は、光集積システム（integrated optical system）、磁気領域メモリに対するガイダンス及び検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造において用いることもできる。当業者においては理解できるように、これら他の用途の背景においては、このテキストにおいて用いられている「レチクル」、「ウェーハ」或いは「ダイ」なる語句は、より一般的に、それぞれ、「マスク」、「基板」及び「ターゲット部分」なる語句と置換できるものと考慮されるべきである。
【００２３】
さらに、この文献において用いられている「放射（radiation）」及び「光線（beam）」なる語句は、（例えば、265ｎｍ、248ｎｍ、193ｎｍ、157ｎｍ或いは126ｎｍなる波長を有する）紫外線及び（例えば、５ｎｍから２０ｎｍのレンジ内の波長を有する）超短波紫外線（EUV）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を包含するものと解されるべきである。
【００２４】
以下では本発明の様々な実施の形態について添付の略図を参照しながら単に例示として説明する。
【００２５】
図面中、対応する参照符号は対応するパーツを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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（露光）装置（lithographic projection apparatus）を簡略的に示す。この装置は：
放射線（例えば、ＥＵＶ放射線）の投影光線（projection beam, PB）を供給するための、この特定の実施例においては放射線源LAも含む、放射線系Ex、ILと、
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を備え、マスクが、例えば、投影系（PS）或いは基板（W）に対して正確に位置決めするための第一の位置決め手段（positioning means, PM）に接続された、第一のオブジェクトテーブル（マスクテーブル）MTと、
基板W（例えば、レジストを塗布されたシリコンウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、基板が例えば、投影系PL或いはマスクMAに対して正確に位置決めするための第二の位置決め手段 PWに接続された、第二のオブジェクトテーブル（基板テーブル）WTと、
マスクMAの照射された部分を基板Wの（例えば、１つ或いは複数のダイから成る）ターゲット部分C上に撮像（imaging）するための投影系（projection system, PS）（例えば、ミラー群）と、を含む。
【００２７】
ここに示されるように、この装置は反射タイプから成る（つまり、反射マスクを有する）。ただし、一般には、これは透過タイプ（つまり、例えば、透過マスクを有する）であっても構わない。代替として、この装置は別のタイプのパターニング手段、例えば、上で言及されたタイプのプログラマブルミラーアレイを採用することもできる。
【００２８】
線源LA（例えば、放電或いはレーザ発生プラズマ源）は、放射線（beam of radiation）を生成する。この光線は、直接に、或いは、例えば、ビームエクスパンダ（beam expander, Ex）等のコンディショニング手段を横断した後に、照射系（イルミネータ）ILに供給される。イルミネータILは、光線の強度分布の（通常、それぞれ、δ−outer及びδ−innerとも呼ばれる）外径及び/或いは内径の広がりを設定するための調節手段（adjusting means, AM）を備える。加えて、これは、通常は、様々な他のコンポーネント、例えば、インテグレータ（integrator, IN）及びコンデンサ（condenser, CO）を備える。こうして、マスクMA上に当る光線PBは、その断面に所望の一様性及び強度分布を有する。
【００２９】
図１との関連で、線源LAは、（線源が、例えば、水銀灯の場合においてしばしば行なわれるように）リソグラフィック投影装置のハウジング内に配置することもできる。さらに、線源はリソグラフィック投影装置から離れた所に配置し、その線源によって生成される放射線を（例えば、適当なダイレクティングミラーを用いて）投影装置内に導くこともできる。この後者のシナリオは、線源LAがエキシマレーザ（excimer laser）から成る場合に用いられる。本発明及びクレームはこれら両方のシナリオを包含する。
【００３０】
光線PBは、その後、途中でマスクテーブルMT上に保持されたマスクMAに当る。マスクMAによって選択的に反射された光線は、投影系PSを通過するが、投影系PSによって光線PBは基板Wのターゲット部分C上に集められる。第二の位置決め手段PW（及び干渉測定手段IF）を用いて、基板テーブルWTが正確に移動され、例えば、異なるターゲット部分Cが光線PBの経路内に置かれる。同様に、第一の位置決め手段PM用いることで、例えば、マスクMAをマスクライブラリから機械的に取り出した後に、或いは走査の際に、マスクMAが光線PBの経路に対して正確に位置決めされる。一般には、オブジェクトテーブルMT、WTの移動は、図面には明示されていないが、長ストロークモジュール（粗い位置決め）及び短ストロークモジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。ただし、ウェーハステッパの場合は（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、単に短ストロークアクチュエータのみに接続されるか、或いは固定される。
【００３１】
示される装置は、２つの異なるモード、つまり、ステップモードと、走査モードにて用いることができる。
【００３２】
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルMTは本質的に定位置に保たれ、マスクパターン全体が一度に（つまり、単一の「フラッシュ」にて）ターゲット部分C上に投影される。次に基板テーブルWTをｘ及び/或いはｙ方向にシフトすることで、異なるターゲット部分Cが光線PBによって照射される。
２．走査モードにおいても本質に同一のシナリオが適用される。ただし、このモードにおいては、ある与えられたターゲット部分Cは、単一の「フラッシュ」にて露出されるのではなく、代りに、マスクテーブルMTはある与えられた方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に、速度ｖにて、あるマスク画像全体が投影光線にて走査されるように移動される。同時に、基板テーブルWTが同一或いは反対の方向に、速度V＝Mvにて移動される。ここで、Mは投影系PSの倍率を表す（典型的には、M＝1/4或いは1/5とされる）。これにより、投影系の解像度に関して妥協することなく、比較的大きなターゲット部分Cを露光することが可能となる。
【００３３】
放射線源がEUV放出プラズマ源、例えば、レーザ生成プラズマ源（laser produced plasma source）、或いは放電プラズマ源から成る場合は、汚染物トラップ（contaminant trap）１０は、図１に示すように、線源の近傍に配置される。このトラップは、デブリ（debris：がらくた）、つまり、線源から押し出された汚染粒子（contaminant particles）が放射線系及び照射系の光学コンポーネントに到達することを阻止できることを要求される。本発明による汚染物トラップ１０が図２に断面図にて示される。汚染物トラップ１０は、線源LAから放出される投影光線PBの光学軸（optical axis, OA）の回りに放射状に配置された第一のセット１１と第二のセット１２のプレート状の部材或いは箔から構成される。これら第一と第二のセットの部材は、それぞれ、第一のセット１１のチャネルと第二のセット１２のチャネルを定義する。明快さの目的で、図２には、第一のセットの２つのチャネル２０、２１と、第二のセットの２つのチャネル３０、３１のみが示される。これら２つのセット１１、１２のチャネルは互いに空間１３が形成されるように離され、この空間１３内にガス源１４からフラッシングガスが供給される。排気系１５が汚染物トラップ１０からのガスを除去するために設けられ、こうして除去されたガスはスクラバ（scrubber）１６にて洗浄され、ガス源１３に向けてリサイクルされる。フラッシングガスには不活性ガス、例えば、アルゴンが用いられ、好ましくは、投影光線の波長において最小吸収を有するものが選択される。排気システム１５は、通常は、汚染物トラップ１０に隣接するチャンバに接続されたポンプを備える。
【００３４】
投影光線PBは、第一のセット１１のチャネルと、第二のセット１２のチャネルとを次々とパスする。これらチャネルは、好ましくは、例えば、８以上の長さ/幅比を有する。プレート状の部材は、好ましくは、吸収された光線からの放射の量が最小となるように可能な限り薄くされ、金属箔から形成され、必要に応じてフレームにて支持される。好ましくは、第一のセット１１のチャネルと第二のセット１２のチャネルは、下流のプレートが上流のプレートの影内に来るように整合される。
【００３５】
プレート状の部材にて定義されるチャネルの幅を狭くすることで、空間１３に供給されるガスに対する大きなフロー抵抗（flow resistance）が得られ、装置の残りの部分内への漏れが最小化される。一例として、チャネルの平均幅は１ｍｍとされ、高さと長さは２０ｍｍとされ、チャネル開口の総面積は１００ｃｍ２とされる。チャネル構造のガスフローコンダクタンス（gas flow conductance）、或いはこのガスフローに対する抵抗は、以下のように導くことができる。これから、例えば、真空チャンバ壁内の開口を複数の隣接するチャネルに分割することで、開口のコンダクタンスを劇的に低減することができることがわかる。約１０％内で正確な単純な計算によると、チャネル構造のコンダクタンスCTは、以下のように表すことができる：
CT＝CM ＋ CV
ここで、CMは分子コンダクタンス（molecular conductance）を表し、CV は層流コンダクタンス（laminar conductance）を表す。これら計算に対するさらなる背景については、“Foundations of Vacuum Science and Technology”, edited by J.M. Lafferty, Wiley & Sons Inc., 1998, ISBN 0-471-17593-5を参照されたい。クヌーセン数（Knudsen number）が高い場合（＞０．５）はCMが優勢となり、クヌーセン数が低い場合はCVが優勢となる。ここで考えられている状況が当てはまるいわゆる遷移領域（transition regime）においては、両方の寄与を考慮することが必要となる。
【００３６】
図２の構造の場合は、チャネル開口の総面積は１００ｃｍ２、チャネルの長さは約２０ｍｍ、光学軸、つまり光線の軸に対して接線方向の幅は０．５ｍｍ、径方向の幅は２０ｍｍとされ、CM＝１０l/s、 CV ＝１３０l/sとなる。これから、チャネル内の平均圧力を０．０５ミリバールアルゴン（空間１３内における圧力は０．１ミリバール、トラップ外側の圧力は無視できる程度）とした場合、総コンダクタンスCT＝１４０l/sとなる。こうして、フラッシングガスを５６００1/sなる容量を有するポンプにて排気した場合、トラップの外側の圧力は０．０２５ミリバールに維持され、各セットのチャネルを通じてのフローは１４ml/sとなる。
【００３７】
本発明による汚染物トラップは汚染粒子を２つのやり方にて捕捉する。第一に、チャネル内のガスの圧力により、汚染粒子或いは分子がトラップを通じてチャネル壁に接触することなく拡散する機会が非常に小さくなることが確保される。つまり、殆どの汚染物はチャネル壁に付着し、壁がざらざらになったり及び／或いは帯電し、付着がさらに促進される。壁に付着しなかった粒子については、ガスのフロー速度が、分子がいずれかのセットのチャネルを通じて拡散する平均時間より短い時間にてトラップが排気されるような速度に維持されるという事実から、これら粒子はフラッシングガスフローに乗ってこれとともに排気されることが期待できる。汚染物トラップとフラッシングガスを拡散速度を低減するために冷却することもできる。
【００３８】
本発明による汚染物トラップは、放射線源側においてのみでなく、リソグラフィック投影装置内の他の様々な位置で用いることもできる。図３に非常に簡略的に示されるように、この装置の様々なコンポーネントが複数の真空チャンバ内に分散される。これらチャンバは壁によって分離され、壁内には、投影光線をある真空チャンバから次のチャンバに通すための窓が存在する。図３は、線源LAを含む線源チャンバ４０、集光ミラー（図示せず）及び場合によってはさらなるミラー、例えば、投影光線の形状及び収束/発散を決定するミラー５１を含む照射オプティクスチャンバ５０、投影系PSのコンポーネントを含む投影オプティクスチャンバ７０、及び基板Wを含むチャンバ８０を示す。これら様々なチャンバ内において異なる真空レベルが維持される。照射及び投影オプティクスチャンバは、投影光線の光学路をこれらチャンバを通じてこの光線に対して透明（transparent）に維持するために高い真空レベルを要求される。さらに、汚染粒子がこれらチャンバに入り、これら光学コンポーネントに到達することを防止することも必須である。これら汚染粒子は、これらコンポーネントの反射率及び品質を大きく低下させ、このため、投影装置の性能に対して有害である。上述のように、あるタイプの汚染物はEUV放射線源に由来するが、これは、放電プラズマ源の場合は電極及びチャンバ壁の侵食に由来し、レーザ生成プラズマ源の場合はプラズマ及び壁からのイオン或いは粒子に由来するデブリを生成する。もう一つのタイプの汚染物は基板上のレジスト層に由来するが、このレジスト層は、EUV投影光線を照射されると有機蒸気及び他のデブリを生成する。一般に、本発明による汚染物トラップは、リソグラフィック投影装置のチャンバ系に投影光線が出入りする位置に配置される。EUV装置の場合は、このトラップは、放射線源LAと照射系ILの間、或いは存在する場合はビームエクスパンダExとの間に、及び投影系PLと基板Wとの間に配置される。投影光線内のデブリ或いは汚染粒子をさらに低減するために、汚染物トラップを２つの一連のチャンバ間に配置することもできる。
【００３９】
同一の目的で、２つ或いはそれ以上の汚染物トラップを上述の位置に並べて配置することもできる。
【００４０】
上では本発明の特定の実施例について説明されたが、本発明は説明されたのとは異なるやり方にて実施することもできる。より具体的には、上では本発明の汚染物トラップは線源からのデブリを捕捉するために用いるものとして説明されたが、この汚染物トラップはリソグラフィック装置の他の任意の位置において、他の任意の汚染源からのデブリを捕捉するために用いることもできる。さらに、このトラップは、図示されるように、収束する或いはコリメートされた光線、並びに発散する光線に適合するように形状を変えることもできる。ここでの説明は本発明を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一つの実施例によるリソグラフィック投影（露光）装置を示す図である。
【図２】放射線源の回りに配置された本発明による汚染物トラップを示す図である。
【図３】ＥＵＶリソグラフィック投影装置の様々な真空チャンバを簡略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 汚染物トラップ
１１ 第一のセットのチャネル
１２ 第二のセットのチャネル
１３ 空間
１４ ガス源
１５ 排気系
１６ スクラバ
４０ 線源チャンバ
【０００１】
本発明は、
放射線の投影光線を供給するための放射線系と、
この投影光線を所望のパターンに従ってパターニングする機能を有するパターニング手段を支え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、
パターニングされた光線を基板のターゲット部分上に投影するための投影系と、
これら放射線系、パターニング手段、基板及び投影系の少なくとも一つの少なくとも一部を包囲する少なくとも一つのチャンバと、
投影光線の経路内に配置された汚染物トラップと、
を備えるリソグラフィック投影（露光）装置に係る。
【０００２】
本発明は上述の装置を用いてデバイスを製造するための方法にも係る。
【背景技術】
【０００３】
ここで採用される「パターニング手段（patterning means）」なる語句は、入り放射光線に基板のターゲット部分内に形成されるべきパターンに対応するパターニングされた断面（patterned cross-section）を付与するために用いることができる手段を意味するものと広く解釈されるべきである。一般に、このパターンは、集積回路或いは他のデバイス（以下を参照）等のターゲット部分内に形成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。このようなパターニング手段には、
マスクと、
プログラマブルミラーアレイと、
プログラマブルLCDアレイが含まれる。
【０００４】
マスク
マスクの概念は、リソグラフィーにおいて周知であり、これには、バイナリー（binary）、交代位相シフト（alternating phase-shift）、及び減衰位相シフト（attenuated phase-shift）などのマスクタイプ、並びに他のハイブッリドマスクタイプが含まれる。このようなマスクを放射光線内に置くと、マスク上に当る放射線がマスク上のパターンに従って選択的に、（透過マスクの場合は）透過され、或いは（反射マスクの場合は）反射される。マスクの場合は、上述の支持構造は、通常は、マスクテーブルから成り、これにより、マスクを入り光線内の所望の位置に保持すること、及びマスクを必要に応じて光線に対して移動することが確保される。
【０００５】
プログラマブルミラーアレイ
このようなデバイスの一例としては、粘・弾性制御層（visco-elastic control layer）と反射面（reflective surface）を有するマトリックス・アドレサブル表面（matrix-addressable surface）がある。このような装置の背景にある原理は、（例えば、）反射表面のアドレスされたエリアは入射光線を偏向された光線として反射し、他方、アドレスされなかったエリアは入射光線を偏向されない光線として反射するところにある。適当なフィルタを用いることで、反射された光線から、偏向されなかった光線が除去され、偏向された光線のみが残される。こうすることで、光線がマトリック・スアドレサブル表面のアドレシングパターンに従ってパターニングされる。要求されるマトリックスアドレシングは適当な電子手段を用いて遂行される。このようなミラーアレイに関するさらなる情報については、例えば、米国特許第5,296,891号明細書及び 米国特許第5,523,193号明細書を参照されたい。プログラマブルミラーアレイの場合は、上述の支持構造は、例えば、フレーム或いはテーブルとして実現され、必要に応じて固定式或いは可動式とされる。
プログラマブル LCD アレイ
このような構造の一例は、米国特許第5,229,872号明細書において開示されている。この場合も、上述の支持構造は、上述と同様に、フレーム或いはテーブルとして実現され、必要に応じて固定式或いは可動式とされる。
【０００６】
簡単のために、このテキストの残りの部分は、幾つかの箇所においてマスク及びマスクテーブルを用いる実施例について直接具体的に言及するが、ただし、これらケースにおいて議論される一般原理は、上で述べたようなパターニング手段のより広い背景内で解釈されるべきである。
リソグラフィック投影（露光）装置は、例えば、半導体回路（IC）の製造に用いられる。この場合は、上述の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。この回路パターンは、放射線に敏感な材料（レジスト）の層にてコーティングされた基板（シリコンウェーハ）上の（例えば、１つ或いは複数のダイスから成る）ターゲット部分上に撮像（イメージング）される。一般に、単一のウェーハは、順次、投影系を用いて、一度に一つずつ、照射（露光）される隣接するターゲット部分の全ネットワークを含む。マスクテーブル上に搭載されたマスクによるパターニングを採用する現在の装置は、２つのタイプのマシーンによって大別することができる。一つのタイプのリソグラフィック投影装置においては、各ターゲット部分の照射は、マスクパターン全体をターゲット部分上に一度に露光することで行なわれ、このような装置は、通常、ウェーハステッパと呼ばれる。通常、ステップ・アンド・スキャン装置（step-and-scan apparatus）と呼ばれるもう一つのタイプの装置においては、各ターゲット部分の照射は、投影光線の下に置かれたマスクパターンをある与えられた参照方向（「走査（scanning）」方向）に次第に走査すると同時に、これと同期して基板テーブルをこの方向に対して平行或いは逆平行に走査することで行なわれる。一般に、投影系は、（通常は＜１なる）倍率係数（magnification factor）Mを有するため、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M倍となる。これらリソグラフィックデバイスに関するより詳しい情報については、例えば、米国特許第6,046,792号明細書を参照されたい。
【０００７】
リソグラフィック投影装置を用いる製造過程においては、（例えば、マスク内の）パターンが少なくとも部分的に放射線に敏感な材料（レジスト）の層にてカバーされた基板上に撮像される。この撮像（イメージング）ステップの前に、基板は、例えば、プライミング（priming）、レジストコーティング、ソフトベーキング（soft bake）等の様々な手続（処理）を受ける。露光の後も、基板は、例えば、露光後ベーキング（post-exposure bake, PEB）、現像（development）、バードベーキング（hard bake）及び撮像された要素の測定/検査等の他の手続（処理）を受ける。これら一連の手続は、デバイス、例えば、IC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。こうしてパターニングされた層は、次に、エッチング、イオン打ち込み（ドーピング）、酸化、化学的・機械的研磨、その他の、全てが個々の層を完成させるために向けられた様々な過程（処理）を受ける。複数の層が要求される場合には、これら全手続或いはこれらの変形が各新たな層に対して反復されることとなる。最終的に基板（ウェーハ）上にデバイスのアレイが得られる。これらデバイスは、その後、ダイシング（dicing）或いはソーイング（sawing）等の技法を用いて互いに分離され、個々のデバイスがキャリア上に搭載され、ピンに接続される。これら過程に関するさらなる情報については、例えば、“Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing”, Third Edition, by Peter van Zant, McGraw Hill Publising Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4を参照されたい。
【０００８】
「投影系（projection system）」なる語句は、例えば、屈折オプティクス（refractive optics）、反射オプティクス（reflective optics）、並びに屈折系と反射系の両方を用いるカタディオプトリック（catadioptiric）系を含む様々なタイプの投影系を包含するものと広く解釈されるべきである。放射線系（radiation system）も、これら設計タイプの任意の一つに従って放射線の投影光線（projection beam）をダイレクティング、シェーピング（整形）或いは制御するためのコンポーネントも含む。さらに、リソグラフィック装置は、２つ或いはそれ以上の基板テーブル（及び／或いは２つ或いはそれ以上のマスクテーブル）有するタイプであっても構わない。このような「マルチステージ（multiple stage）」デバイスにおいては、追加のテーブルが平行に用いられることも、或いは一つ或いは複数のテーブル上で準備ステップが遂行されている最中に、一つ或いは複数の他のテーブルが露光のために用いられることもある。ツインステージリソグラフィック装置が、例えば、米国特許第5,969,441号明細書及びWO 98/40791に開示されているため、これについても参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
より小さな形状を撮像できるようにするためには、５ｎｍから２０ｎｍの範囲の、より具体的には、１３ｎｍ、の波長を有する超短波紫外線（extreme ultraviolet radiation, EUV）或いは荷電粒子線、例えば、イオン線及び電子線をリソグラフィック装置に対する露光放射線（exposure radiation）として用いることが提唱されている。これらタイプの放射線は、装置内の光線路を光線が散乱されたり、吸収されたりするのを防止するために、排気することを要求される。現在はEUV線に対する屈折光学要素を製造するための適当な材料が知られていないために、EUVリソグラフィック装置では、放射（照射）及び投影系内にミラーを用いることが要求される。EUV線用のマルチ層ミラー（multilayer mirrors）を用いた場合でも、これらは反射率が比較的低い上、汚染に対して非常に弱く、このため反射率がさらに低下され、従って装置のスループットも低下する。このため、維持されるべき真空レベルに課される要件が一層厳しくなり、とりわけ炭化水素の分圧を低く保つことが必要となる。
【００１０】
同時に、プラズマ放射線源及びレジストは大きな汚染物源を構成し、これらが照射及び投影系に入らないようにする必要がある。例えば、放電プラズマ源は、放電を用いて非常に熱い部分的にイオン化されたプラズマを生成するが、これはEUV線を放出する。線源からのプラズマガス（しばしばキセノン（Xe））及びデブリ（debris）が照射系に入らないようにすることが要求される。装置の他端においては、レジスト上にこれを露光するために当てられた放射線によりデブリが放出され、スパッタリング過程により副産物が生成される。線源及びレジストの両方からのデブリが照射及び投影系に到達することを阻止する必要がある。
【００１１】
EP特許出願公開明細書第0 957 402号は、レジストデブリ（resist debris）が投影系に浸入するのを防止するためのシステムを開示する。このシステムは、投影光線を投影系エンクロージャと基板との間で包囲する単純な、好ましくは、円錐のチューブから構成される。このチューブ内のガス流に乗ってレジストデブリが運び去られ、これが投影系のエンクロージャに入ることを阻止される。
【００１２】
WO 99/42904は、線源デブリ（source debris）を捕捉するためのフィルタと呼ばれる汚染物トラップ（contaminant trap）を開示する。これは、平坦或いは円錐の形状を有し、放射線源の回りに放射状に配置された複数の箔或いプレートから構成される。これら線源、フィルタ及び投影系は、バッファガス、例えば、０．５ Torr.なる分圧を有するクリプトン内に配置される。汚染物粒子は、バッファガスの温度、例えば、室温となり、このため、これら粒子の速度はこのフィルタに入る前に十分に低減される。圧力は公知の汚染物トラップにおいては周囲の圧力に等しい。このトラップは、線源から２ｃｍ離して配置され、このプレートは、放射線の伝播方向に、少なくとも１ｃｍ、好ましくは、７ｃｍなる長さを有する。この設計では、光源からの放射線を束ね、整形し、マスクに向けて導くための集光及びガイディング/シェーピングオプティクスを比較的大きくすることが必要となり、このためコストが高くなる。
【００１３】
本発明の一つの目的は、プラズマ源やＥＵＶ線に露出されたレジストから放出されるデブリを捕捉するための改善されたデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
これら及びその他の目的を達成するために、冒頭に説明されたリソグラフィック装置は、本発明によると、上述の汚染物トラップは投影光線の伝播方向に対して実質的に平行に、かつ、投影光線の光学軸に沿って互いに離して配置された少なくとも２つのセットのチャネルと、これら２つのセットのチャネル間の空間内にフラッシングガスを供給するための手段とを含む。
【００１５】
チャネルとは、投影光線の一部がその内部を伝播する空間の細長い部分を意味するものと解されるべきである。プレート部材或いは箔によってこのようなチャネルが隣接するチャネルと分離される。
【００１６】
２つの粒子トラップを形成する２つのセットのチャネルを提供し、これらの間の空間にガスを供給することで、汚染粒子を捕捉するための高いガス圧が達成されるとともに、粒子トラップの高いフロー抵抗により漏れが最小となることが確保される。この新規のトラップ設計では、トラップ内のガス圧をトラップの外側よりも何倍も高くすることができる。トラップ効率が大幅に向上され、このため、トラップを大幅に短くする、つまり、よりコンパクトにすることができ、このため、集光オプティクス（collecting optics）のサイズ及びコストを大幅に低減することができる。十分な排気ポンピング能力が提供された場合は、トラップの外側の圧力をトラップの内側の圧力の少なくとも１０或いは１００倍以下に維持することができる。
【００１７】
２つのセットのチャネル間の空間とトラップの外側間の圧力差が維持できるようにガスフローに対する十分な抵抗を提供するために、プレート部材によって定義（区画）されるチャネルは、一つの好ましい実施例においては、８より大きなアスペクト比（長さ/幅）を有する。
【００１８】
もう一つの好ましい実施例においては、トラップを通じてのガスのフローは、汚染物トラップの容積が排気ポンプによって、ガス分子がこれらセットのチャネルのいずれか一つを通って拡散するために必要とされる平均時間より短な時間、好ましくは、半分以下の時間にて排気されるのに十分に速くされる。こうすることで、チャネルのプレート部材或いは箔に付着しなかった汚染粒子が、フラッシングガスのフローに乗ってこれと共に排気されることが確保される。
【００１９】
この汚染物トラップは、とりわけ線源がプラズマ源から成る場合に、線源デブリを捕捉するために、放射線源と放射線系内に含まれる照射系との間で用いることができる。
【００２０】
本発明は、さらに、
放射線に敏感な層によって少なくとも部分的にカバーされた基板を用意するステップと、
放射線系を用いて放射線の投影光線を供給するステップと、
投影光線から汚染物粒子を汚染物トラップを用いて除去するステップと、
投影光線にパターニング手段を用いて断面方向のパターンニングを付与するステップと、
パターニングされた光線を放射線に敏感な材料の層のターゲット部分上に投影するステップと、を含むデバイス製造方法にも係る。
【００２１】
本発明によると、上述の汚染物粒子を除去するステップは、投影光線を次々と投影光線の伝播方向に互いに離して配置された少なくとも２つのセットのチャネルを通じて供給するステップと、これら２つのセットのチャネル間の空間内にフラッシングガスを供給するステップとを含む。
【００２２】
このテキストにおいては、特に本発明による装置はＩＣの製造において用いられるものとして説明されたが、この装置を他の多くの用途に適用することが可能であることは明らかである。例えば、この装置は、光集積システム（integrated optical system）、磁気領域メモリに対するガイダンス及び検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造において用いることもできる。当業者においては理解できるように、これら他の用途の背景においては、このテキストにおいて用いられている「レチクル」、「ウェーハ」或いは「ダイ」なる語句は、より一般的に、それぞれ、「マスク」、「基板」及び「ターゲット部分」なる語句と置換できるものと考慮されるべきである。
【００２３】
さらに、この文献において用いられている「放射（radiation）」及び「光線（beam）」なる語句は、（例えば、265ｎｍ、248ｎｍ、193ｎｍ、157ｎｍ或いは126ｎｍなる波長を有する）紫外線及び（例えば、５ｎｍから２０ｎｍのレンジ内の波長を有する）超短波紫外線（EUV）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を包含するものと解されるべきである。
【００２４】
以下では本発明の様々な実施の形態について添付の略図を参照しながら単に例示として説明する。
【００２５】
図面中、対応する参照符号は対応するパーツを示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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（露光）装置（lithographic projection apparatus）を簡略的に示す。この装置は：
放射線（例えば、ＥＵＶ放射線）の投影光線（projection beam, PB）を供給するための、この特定の実施例においては放射線源LAも含む、放射線系Ex、ILと、
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を備え、マスクが、例えば、投影系（PS）或いは基板（W）に対して正確に位置決めするための第一の位置決め手段（positioning means, PM）に接続された、第一のオブジェクトテーブル（マスクテーブル）MTと、
基板W（例えば、レジストを塗布されたシリコンウェーハ）を保持するための基板ホルダを備え、基板が例えば、投影系PL或いはマスクMAに対して正確に位置決めするための第二の位置決め手段 PWに接続された、第二のオブジェクトテーブル（基板テーブル）WTと、
マスクMAの照射された部分を基板Wの（例えば、１つ或いは複数のダイから成る）ターゲット部分C上に撮像（imaging）するための投影系（projection system, PS）（例えば、ミラー群）と、を含む。
【００２７】
ここに示されるように、この装置は反射タイプから成る（つまり、反射マスクを有する）。ただし、一般には、これは透過タイプ（つまり、例えば、透過マスクを有する）であっても構わない。代替として、この装置は別のタイプのパターニング手段、例えば、上で言及されたタイプのプログラマブルミラーアレイを採用することもできる。
【００２８】
線源LA（例えば、放電或いはレーザ発生プラズマ源）は、放射線（beam of radiation）を生成する。この光線は、直接に、或いは、例えば、ビームエクスパンダ（beam expander, Ex）等のコンディショニング手段を横断した後に、照射系（イルミネータ）ILに供給される。イルミネータILは、光線の強度分布の（通常、それぞれ、δ−outer及びδ−innerとも呼ばれる）外径及び/或いは内径の広がりを設定するための調節手段（adjusting means, AM）を備える。加えて、これは、通常は、様々な他のコンポーネント、例えば、インテグレータ（integrator, IN）及びコンデンサ（condenser, CO）を備える。こうして、マスクMA上に当る光線PBは、その断面に所望の一様性及び強度分布を有する。
【００２９】
図１との関連で、線源LAは、（線源が、例えば、水銀灯の場合においてしばしば行なわれるように）リソグラフィック投影装置のハウジング内に配置することもできる。さらに、線源はリソグラフィック投影装置から離れた所に配置し、その線源によって生成される放射線を（例えば、適当なダイレクティングミラーを用いて）投影装置内に導くこともできる。この後者のシナリオは、線源LAがエキシマレーザ（excimer laser）から成る場合に用いられる。本発明及びクレームはこれら両方のシナリオを包含する。
【００３０】
光線PBは、その後、途中でマスクテーブルMT上に保持されたマスクMAに当る。マスクMAによって選択的に反射された光線は、投影系PSを通過するが、投影系PSによって光線PBは基板Wのターゲット部分C上に集められる。第二の位置決め手段PW（及び干渉測定手段IF）を用いて、基板テーブルWTが正確に移動され、例えば、異なるターゲット部分Cが光線PBの経路内に置かれる。同様に、第一の位置決め手段PM用いることで、例えば、マスクMAをマスクライブラリから機械的に取り出した後に、或いは走査の際に、マスクMAが光線PBの経路に対して正確に位置決めされる。一般には、オブジェクトテーブルMT、WTの移動は、図面には明示されていないが、長ストロークモジュール（粗い位置決め）及び短ストロークモジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。ただし、ウェーハステッパの場合は（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、単に短ストロークアクチュエータのみに接続されるか、或いは固定される。
【００３１】
示される装置は、２つの異なるモード、つまり、ステップモードと、走査モードにて用いることができる。
【００３２】
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルMTは本質的に定位置に保たれ、マスクパターン全体が一度に（つまり、単一の「フラッシュ」にて）ターゲット部分C上に投影される。次に基板テーブルWTをｘ及び/或いはｙ方向にシフトすることで、異なるターゲット部分Cが光線PBによって照射される。
２．走査モードにおいても本質に同一のシナリオが適用される。ただし、このモードにおいては、ある与えられたターゲット部分Cは、単一の「フラッシュ」にて露出されるのではなく、代りに、マスクテーブルMTはある与えられた方向（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に、速度ｖにて、あるマスク画像全体が投影光線にて走査されるように移動される。同時に、基板テーブルWTが同一或いは反対の方向に、速度V＝Mvにて移動される。ここで、Mは投影系PSの倍率を表す（典型的には、M＝1/4或いは1/5とされる）。これにより、投影系の解像度に関して妥協することなく、比較的大きなターゲット部分Cを露光することが可能となる。
【００３３】
放射線源がEUV放出プラズマ源、例えば、レーザ生成プラズマ源（laser produced plasma source）、或いは放電プラズマ源から成る場合は、汚染物トラップ（contaminant trap）１０は、図１に示すように、線源の近傍に配置される。このトラップは、デブリ（debris：がらくた）、つまり、線源から押し出された汚染粒子（contaminant particles）が放射線系及び照射系の光学コンポーネントに到達することを阻止できることを要求される。本発明による汚染物トラップ１０が図２に断面図にて示される。汚染物トラップ１０は、線源LAから放出される投影光線PBの光学軸（optical axis, OA）の回りに放射状に配置された第一のセット１１と第二のセット１２のプレート状の部材或いは箔から構成される。これら第一と第二のセットの部材は、それぞれ、第一のセット１１のチャネルと第二のセット１２のチャネルを定義する。明快さの目的で、図２には、第一のセットの２つのチャネル２０、２１と、第二のセットの２つのチャネル３０、３１のみが示される。これら２つのセット１１、１２のチャネルは互いに空間１３が形成されるように離され、この空間１３内にガス源１４からフラッシングガスが供給される。排気系１５が汚染物トラップ１０からのガスを除去するために設けられ、こうして除去されたガスはスクラバ（scrubber）１６にて洗浄され、ガス源１３に向けてリサイクルされる。フラッシングガスには不活性ガス、例えば、アルゴンが用いられ、好ましくは、投影光線の波長において最小吸収を有するものが選択される。排気システム１５は、通常は、汚染物トラップ１０に隣接するチャンバに接続されたポンプを備える。
【００３４】
投影光線PBは、第一のセット１１のチャネルと、第二のセット１２のチャネルとを次々とパスする。これらチャネルは、好ましくは、例えば、８以上の長さ/幅比を有する。プレート状の部材は、好ましくは、吸収された光線からの放射の量が最小となるように可能な限り薄くされ、金属箔から形成され、必要に応じてフレームにて支持される。好ましくは、第一のセット１１のチャネルと第二のセット１２のチャネルは、下流のプレートが上流のプレートの影内に来るように整合される。
【００３５】
プレート状の部材にて定義されるチャネルの幅を狭くすることで、空間１３に供給されるガスに対する大きなフロー抵抗（flow resistance）が得られ、装置の残りの部分内への漏れが最小化される。一例として、チャネルの平均幅は１ｍｍとされ、高さと長さは２０ｍｍとされ、チャネル開口の総面積は１００ｃｍ２とされる。チャネル構造のガスフローコンダクタンス（gas flow conductance）、或いはこのガスフローに対する抵抗は、以下のように導くことができる。これから、例えば、真空チャンバ壁内の開口を複数の隣接するチャネルに分割することで、開口のコンダクタンスを劇的に低減することができることがわかる。約１０％内で正確な単純な計算によると、チャネル構造のコンダクタンスCTは、以下のように表すことができる：
CT＝CM ＋ CV
ここで、CMは分子コンダクタンス（molecular conductance）を表し、CV は層流コンダクタンス（laminar conductance）を表す。これら計算に対するさらなる背景については、“Foundations of Vacuum Science and Technology”, edited by J.M. Lafferty, Wiley & Sons Inc., 1998, ISBN 0-471-17593-5を参照されたい。クヌーセン数（Knudsen number）が高い場合（＞０．５）はCMが優勢となり、クヌーセン数が低い場合はCVが優勢となる。ここで考えられている状況が当てはまるいわゆる遷移領域（transition regime）においては、両方の寄与を考慮することが必要となる。
【００３６】
図２の構造の場合は、チャネル開口の総面積は１００ｃｍ２、チャネルの長さは約２０ｍｍ、光学軸、つまり光線の軸に対して接線方向の幅は０．５ｍｍ、径方向の幅は２０ｍｍとされ、CM＝１０l/s、 CV ＝１３０l/sとなる。これから、チャネル内の平均圧力を０．０５ミリバールアルゴン（空間１３内における圧力は０．１ミリバール、トラップ外側の圧力は無視できる程度）とした場合、総コンダクタンスCT＝１４０l/sとなる。こうして、フラッシングガスを５６００1/sなる容量を有するポンプにて排気した場合、トラップの外側の圧力は０．０２５ミリバールに維持され、各セットのチャネルを通じてのフローは１４ml/sとなる。
【００３７】
本発明による汚染物トラップは汚染粒子を２つのやり方にて捕捉する。第一に、チャネル内のガスの圧力により、汚染粒子或いは分子がトラップを通じてチャネル壁に接触することなく拡散する機会が非常に小さくなることが確保される。つまり、殆どの汚染物はチャネル壁に付着し、壁がざらざらになったり及び／或いは帯電し、付着がさらに促進される。壁に付着しなかった粒子については、ガスのフロー速度が、分子がいずれかのセットのチャネルを通じて拡散する平均時間より短い時間にてトラップが排気されるような速度に維持されるという事実から、これら粒子はフラッシングガスフローに乗ってこれとともに排気されることが期待できる。汚染物トラップとフラッシングガスを拡散速度を低減するために冷却することもできる。
【００３８】
本発明による汚染物トラップは、放射線源側においてのみでなく、リソグラフィック投影装置内の他の様々な位置で用いることもできる。図３に非常に簡略的に示されるように、この装置の様々なコンポーネントが複数の真空チャンバ内に分散される。これらチャンバは壁によって分離され、壁内には、投影光線をある真空チャンバから次のチャンバに通すための窓が存在する。図３は、線源LAを含む線源チャンバ４０、集光ミラー（図示せず）及び場合によってはさらなるミラー、例えば、投影光線の形状及び収束/発散を決定するミラー５１を含む照射オプティクスチャンバ５０、投影系PSのコンポーネントを含む投影オプティクスチャンバ７０、及び基板Wを含むチャンバ８０を示す。これら様々なチャンバ内において異なる真空レベルが維持される。照射及び投影オプティクスチャンバは、投影光線の光学路をこれらチャンバを通じてこの光線に対して透明（transparent）に維持するために高い真空レベルを要求される。さらに、汚染粒子がこれらチャンバに入り、これら光学コンポーネントに到達することを防止することも必須である。これら汚染粒子は、これらコンポーネントの反射率及び品質を大きく低下させ、このため、投影装置の性能に対して有害である。上述のように、あるタイプの汚染物はEUV放射線源に由来するが、これは、放電プラズマ源の場合は電極及びチャンバ壁の侵食に由来し、レーザ生成プラズマ源の場合はプラズマ及び壁からのイオン或いは粒子に由来するデブリを生成する。もう一つのタイプの汚染物は基板上のレジスト層に由来するが、このレジスト層は、EUV投影光線を照射されると有機蒸気及び他のデブリを生成する。一般に、本発明による汚染物トラップは、リソグラフィック投影装置のチャンバ系に投影光線が出入りする位置に配置される。EUV装置の場合は、このトラップは、放射線源LAと照射系ILの間、或いは存在する場合はビームエクスパンダExとの間に、及び投影系PLと基板Wとの間に配置される。投影光線内のデブリ或いは汚染粒子をさらに低減するために、汚染物トラップを２つの一連のチャンバ間に配置することもできる。
【００３９】
同一の目的で、２つ或いはそれ以上の汚染物トラップを上述の位置に並べて配置することもできる。
【００４０】
上では本発明の特定の実施例について説明されたが、本発明は説明されたのとは異なるやり方にて実施することもできる。より具体的には、上では本発明の汚染物トラップは線源からのデブリを捕捉するために用いるものとして説明されたが、この汚染物トラップはリソグラフィック装置の他の任意の位置において、他の任意の汚染源からのデブリを捕捉するために用いることもできる。さらに、このトラップは、図示されるように、収束する或いはコリメートされた光線、並びに発散する光線に適合するように形状を変えることもできる。ここでの説明は本発明を制限することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一つの実施例によるリソグラフィック投影（露光）装置を示す図である。
【図２】放射線源の回りに配置された本発明による汚染物トラップを示す図である。
【図３】ＥＵＶリソグラフィック投影装置の様々な真空チャンバを簡略的に示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ 汚染物トラップ
１１ 第一のセットのチャネル
１２ 第二のセットのチャネル
１３ 空間
１４ ガス源
１５ 排気系
１６ スクラバ
４０ 線源チャンバ
Claims (14)
- 放射線の投影光線を供給するための放射線系と、
前記投影光線を所望のパターンに従ってパターニングする機能を有するパターニング手段を支え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、
前記パターニングされた光線を前記基板のターゲット部分上に投影するための投影系と、
前記放射線系、前記支持構造、前記基板及び前記投影系の少なくとも一つの少なくとも一部を包囲する少なくとも一つのチャンバと、
前記投影光線の経路内に配置された汚染物トラップと、を備えるリソグラフィック投影装置であって、
前記汚染物トラップが前記投影光線の伝播方向に対して実質的に平行に、かつ、前記投影光線の光学軸に沿って互いに離して配置された少なくとも２つのセットのチャネルと、これら２つのセットのチャネル間の空間内にフラッシングガスを供給するための手段と、を含むことを特徴とする装置。 - 前記少なくとも２つのセットのチャネルの少なくとも一つが前記光学軸のまわりに放射状に配置されたチャネルから成ることを特徴とする請求項１記載の装置。
- 前記チャネルはその幅よりも少なくとも８倍大きな長さを有することを特徴とする請求項１または２記載の装置。
- 前記汚染物トラップからガスを除去するためのガス排気手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の装置。
- 前記排気手段は、前記第一と第二のセットのチャネルの伝導率に対し、前記汚染物トラップから漏れるガスの圧力が、前記空間内のガスの圧力とくらべて少なくとも１０倍、より好ましくは４０倍、最も好ましくは１００倍となるのに十分なポンピング能力を有することを特徴とする請求項４記載の装置。
- 前記排気ガス手段は、周囲温度のガス分子が前記第一と第二のセットのチャネルのいずれか一つを通って拡散する平均時間より短な期間で前記汚染物トラップの容積が排気されるようなポンピング能力を有することを特徴とする請求項４または５記載の装置。
- 前記汚染物トラップが放射線源と前記放射線系内に含まれる照射系との間に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
- 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ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
- 放射線に敏感な層にて少なくとも部分的にカバーされた基板を用意するステップと、
放射線系を用いて放射線の投影光線を供給するステップと、
前記投影光線から汚染粒子を汚染物トラップを用いて除去するステップと、
前記投影光線の断面にパターニング手段を用いてパターンニングを付与するステップと、
前記パターニングされた光線を前記放射線に敏感な材料の層のターゲット部分上に投影するステップと、を含むデバイス製造方法であって、
前記汚染粒子を除去するステップが前記投影光線を次々と前記投影光線の伝播方向に互いに離して配置された少なくとも２つのセットのチャネルに供給するステップと、前記２つのセットのチャネル間の空間内にフラッシングガスを供給するステップとを含むことを特徴とする方法。 - さらに、前記汚染物トラップから前記フラッシングガスを除去するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
- 前記フラッシングガスを除去するステップが前記汚染物トラップから逃げ出るガスの圧力が前記空間内の圧力の少なくとも１０倍、より好ましくは４０倍、最も好ましくは１００倍となることが確保されるのに十分な速度にて遂行されることを特徴とする請求項1０記載の方法。
- 前記フラッシングガスを除去するステップは、周囲温度のガス分子が前記第一と第二のセットのチャネルのいずれか一つを通って拡散する平均時間より短な期間で前記汚染物トラップの容積が排気されるような速度にて遂行されることを特徴とする請求項1０または１１記載の方法。
- 前記投影光線はEUV放射から成ることを特徴とする請求項１乃至８記載のいずれかに記載の装置或いは請求項９乃至1２のいずれかに記載の方法。
- 請求項１乃至８のいずれかに記載の装置内で或いは請求項９乃至1２のいずれかに記載の方法において用いるための汚染物トラップであって、汚染物トラップに係るクレームにおいて記載される特徴を有することを特徴とする汚染物トラップ。
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