JP2006093724A - リソグラフィ装置、ガス供給システム、パージ方法、並びにデバイス製造方法およびそれにより製造されたデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】効果的で改善された光学要素の清浄化を可能にするリソグラフィ装置の提供。
【解決手段】リソグラフィ装置は、放射ビームを提供する照明系と、パターン付与装置を支持する支持構造体とを含む。パターン付与装置は、放射ビームにパターンを与える。この装置は、基板を保持する基板テーブルと、パターン付与されたビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムと、装置内の複数の空間に酸素を含むパージ・ガスを供給するガス供給システムとを含む。ガス供給システムは、複数の空間の各々に供給されるパージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給される各空間に関係付ける所定の関係に基づいて、複数の空間の各々に対するガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物であるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置、ガス供給システム、パージ方法、並びにデバイス製造方法及び該デバイス製造方法によって製造されたデバイスに関するものである。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に付加する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。そのような場合、マスクなどのパターン付与装置を用いて、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することが可能であり、このパターンを、放射感応材料（例えばレジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に結像させることができる。一般に、単一の基板は連続的に露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、パターンを投影ビームによって所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同時にこの方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。

リソグラフィ投影装置を用いた製造工程では、少なくとも一部分を放射感光材料（レジスト）の層で被覆した基板に（例えばマスクの）パターンが結像される。この結像ステップの前に、プライミング（下地処理）、レジスト被覆及びソフト・ベークなど様々な処理を基板に施すことができる。また露光後に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク及び結像したフィーチャの測定／検査など他の処理を基板に施すこともできる。この一連の処理が、例えばＩＣなどのデバイスの個々の層にパターンを形成するための基礎として用いられる。次いで、こうしたパターンの形成された層を、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化、化学的機械研磨など様々な処理にかけることが可能である。これらはすべて、個々の層を仕上げるものである。複数の層が必要な場合には、すべての処理又はその変形形態を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に一連のデバイスが基板（ウェハ）上に形成されることになる。次いで、これらのデバイスをダイシングやソーイングなどの技術によって互いに分離し、それによって個々のデバイスを担体（キャリア）に取り付けたり、ピンに接続したりできるようになる。こうした処理に関する他の情報は、例えばピーター・ファン・ツァント（Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ）の著書「マイクロチップの製造：半導体処理のための実用ガイド（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」第３版、マグローヒル出版社、１９９７、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４から得ることができ、これを参照によって本明細書に援用する。

リソグラフィ投影装置を用いて結像可能なフィーチャのサイズを小さくするためには、照明放射の波長を小さくすることが望ましい。したがって、現在のところ、例えば１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍなど、２００ｎｍ未満の紫外波長が検討されている。また、例えば１３．５ｎｍなど５０ｎｍ未満の極紫外（ＥＵＶ）波長も検討されている。ＵＶ放射の適切な放射源には、水銀ランプ及びエキシマ・レーザーが含まれる。検討されているＥＵＶ放射源には、レーザー生成プラズマ源、放電源、及びストレージ・リングやシンクロトロン内で電子ビームの経路の周りに設けられるアンジュレータやウィグラが含まれる。

ＥＵＶ放射の場合、投影システムは一般に一連のミラーからなり、マスクは反射式である。例えば、ＷＯ９９／５７５９６に論じられている装置を参照されたい。また、これを参照によって本明細書に援用する。

このような短い波長で動作する装置は、より長波長で動作する装置より汚染物質の粒子の存在にかなり敏感である。

炭化水素分子などの汚染物質の粒子及び水蒸気は、外部の放射源からシステム内にもたらされるか、或いはリソグラフィ装置自体の内部で生成される可能性がある。例えば、汚染物質の粒子には、岩屑（デブリ）、及び例えばＥＵＶ放射ビームによって基板から放出される副生成物、或いは装置に使用されているプラスチック、接着剤及び潤滑剤の蒸発によって発生する分子が含まれる。「汚染物質の粒子」という用語は、分子による汚染を包含することが明らかであろう。

こうした汚染物質は、システム内の光学要素に吸着する傾向があり、放射ビームの透過損失を引き起こす。例えば１５７ｎｍの放射を用いる場合、各光学面上に汚染物質の粒子によるただ１つ又は少数の単層が形成されると、約１％の透過損失が観察される。このような透過損失は許容できない大きさである。さらに、こうしたシステムにおける投影ビームの強度に対する均一性として、一般には０．２％未満が要求される。光学要素上の局部的な汚染によって、この要求が満たされない可能性がある。

参照によって本明細書で援用するＥＰ１３１２９８４には、投影ビームが伝わる空間に供給されるパージ・ガスに比較的低分圧の安定な酸素分子を加えることにより、リソグラフィ投影装置内の光学要素の清浄化が実施可能であることが記載されている。酸素分子自体には清浄剤としての効果はないので、（Ｅ）ＵＶ放射と組み合わせて用いられる。（Ｅ）ＵＶ放射は酸素を分解して、きわめて効果的な清浄剤である酸素ラジカルを発生させる。パージ・ガス中の低濃度の清浄剤を用いて光学要素を清浄化することができるが、（Ｅ）ＵＶ放射が酸素によって吸収されるため、マスク・パターンのターゲット部分への投影は、許容可能ではあるが透過損失を伴う。

この形態による清浄化を行うと、放射ビームの透過又は反射は清浄前より著しく良好になる。均一性も改善される。この形態の清浄化は、リソグラフィ投影装置の光学要素を清浄化するきわめて効果的な方法と考えられる。また、それによってオゾンなどの不安定な物質の使用が避けられる。とりわけ、別の清浄ユニットで構成要素を清浄化するために、非常に時間をかけて光学要素（例えばレンズ要素）を取り外さなくても済むようになる。

本発明の観点は、さらに効果的で改善された光学要素の清浄化を可能にするリソグラフィ装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、放射ビームを提供するための照明系と、パターン付与装置を支持するための支持構造体とを含むリソグラフィ装置が提供される。パターン付与装置は、放射ビームの断面にパターンを与えるように働く。この装置はまた、基板を保持するための基板テーブルと、パターンの付与されたビームを基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、装置内の空間にパージ・ガスを供給するためのガス供給システムとを含む。ガス供給システムは、次のように構成される。すなわち、前記空間に供給されるパージ・ガスは、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給される空間に関係付ける所定の関係に基づいて、前記空間のためにガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物である。

本発明に係る装置の一具体例では、ガス供給システムは、前記装置内の複数の空間にパージ・ガスを供給するように構成され、またガス供給システムは、複数の空間のそれぞれに供給されるパージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付ける所定の関係に基づいて、複数の空間のそれぞれに対してガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物であるように構成される。

本発明に係るリソグラフィ装置では、それぞれの空間に対して適切な清浄化を行い、及び／又は汚染物質の粒子と光学要素との間の相互作用を防止することが分かっている酸素量を、各空間に別々に提供することが可能である。予混合されたパージ・ガス混合物のそれぞれにおける酸素量は、予混合されたパージ・ガス混合物の供給される空間に対して特定なものとすることができる。このことは、各空間が異なるレベルの汚染に曝される可能性があるときに有利である。また、光学要素の汚染に対する感度は、リソグラフィ装置のなかで異なる可能性がある。パージが（Ｅ）ＵＶ投影ビームの存在下で行われる場合、特定の空間における（Ｅ）ＵＶビームの強度を明らかにすることができる。こうした空間に関する状況により、各空間又は空間のいくつかのみに対して、他のいずれの空間に対する所定の関係とも異なる所定の関係が生じる。

各空間に供給される酸素量を最適化することにより、より効果的なパージ、したがってより効果的なリソグラフィ装置を得ることができる。光学要素又は他の構成要素の寿命を延ばすことも可能であり、それによって装置の停止時間及び運転費用が低減される。

本発明に係る装置の一具体例では、ガス供給システムはさらに、複数の空間の少なくとも１つに対して、予混合されたパージ・ガス混合物を時間に関係する処理パラメータに基づいて作ることができるように構成される。このことは、本発明に係る装置では、その時点の実際の酸素の「必要性」に応じて酸素を空間に供給できるという利点を有する。この「必要性」は、実験的に決定できる。例えば、ある空間に関して、露光時間中のある一定時間後に初めて炭化水素が放出されることが分かるが、それはその時間が経過して初めて、その空間が炭化水素の放出に対応するレベルまで加熱されるためである。その時間が経過して初めて、それぞれの空間に酸素を供給することが必要になる。本発明に係るリソグラフィ装置の他の利点は、清浄化される空間の「上流」の酸素を有する空間によって（Ｅ）ＵＶビームの強度が低下しないように、別々の空間を１回ずつ連続的に清浄化することが可能になることである。これによって（Ｅ）ＵＶビームの最適な利用が可能になり、そのため清浄化に必要な時間も短縮される。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、リソグラフィ装置は複数の機能モードを有する。この複数の機能モードには、動作モード及びメンテナンス・モードが含まれる。ガス供給システムは、複数の空間のうちの少なくとも１つ特定の瞬間に、予混合されたパージ・ガス混合物の組成が、その特定の瞬間に装置の適合されている機能モードに基づくように構成される。この具体例は、メンテナンスの間、放射ビームの透過又は反射に関して該当する特定の要求がなければ、光学要素をより徹底的に清浄化するために、それぞれの空間により多くの酸素を供給できるという利点を有する。リソグラフィ装置が動作モードに適合されているときには、例えば、許容できない放射ビームの反射又は透過の損失を起こさないように、炭化水素と光学要素等の表面との相互作用を防止するためだけに、それぞれの空間にずっと少ない酸素を供給できる。酸素供給量、すなわち予混合されたパージ・ガス混合物の組成を、時間に関係する処理パラメータに依存する機能モードの範囲内にすることも可能である。例えば、光学系の交換によって空間が空気に曝された後には、汚染物質を除去するために、より強力な清浄化、したがってより多くの酸素が必要になることがある。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、ガス供給システムは、少なくとも１種類の予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、少なくとも第２のガスと混合される第１の供給ガスを精製するための少なくとも１つの精製装置を含む。少なくとも１種類のガスを精製することにより、より正確な組成を有する予混合されたパージ・ガス混合物を提供することが可能になる。実際には、精製装置は、例えば窒素から酸素を除去するように構成することが可能であり、次いでその窒素を、正確に量の分かっている酸素を含むガスと混合する。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、ガス供給システムは、少なくとも１種類の予混合されたパージ・ガス混合物を得るための少なくとも１つの混合装置を含む。この実施例では、１つの混合装置が、各空間に対して予混合されたパージ・ガス混合物を連続的に供給することが可能である。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、ガス供給システムは、それぞれの空間に供給すべき予混合されたパージ・ガス混合物を得るための混合装置を各空間に対して有する。この具体例では、各混合装置が予混合されたパージ・ガス混合物を同時に調製し、各空間に予混合されたパージ・ガス混合物を同時に供給することが可能である。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、ガス供給システムは、複数の空間の少なくとも１つに、パージ・ガスを除去するためのパージ・ガス除去装置を含む。この具体例では、パージ・ガス除去装置が設置されていないリソグラフィ装置に比べて、空間に存在する酸素の量をより適切に制御し、ある空間で酸素の蓄積が生じにくくなるようにできる。このことによって更に、必要とされる場所での酸素量を局所的に制御することが可能になる。除去装置は、清浄化に関係しない位置、したがって清浄化に対して有利な影響を及ぼすよりもむしろ、投影ビームの均一性及び／又は強度に対して有害な影響を及ぼすだけの位置に到達する酸素を妨げるように設置されるべきである。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、各空間が少なくとも１つの光学要素に対応している。すなわち、１つの空間は１つの光学要素又は一群の光学要素に関係付けられる。そうした具体例について以下に示し、論じる。この具体例は、実際の酸素供給を、酸素、炭化水素及び光学要素の間の相互作用の局所的性質に対して制御できるという利点を有する。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、各空間がリソグラフィ装置の１つの区画に対応する。この具体例では、酸素供給を、その区画で行われる処理全体に関係付けることができる。

本発明に係るリソグラフィ装置の一具体例では、ガス供給システムは、少なくとも１種類の予混合されたパージ・ガス混合物の一部として、オゾンを発生させるように構成される。この具体例は、予混合されたパージ・ガス混合物の供給される空間に、放射ビームによって提供される更なる放射が存在しないときにも、光学要素の清浄化を行うことができるという利点を有する。これにより、パージ・ガスを通過するときにオゾンの発生を引き起こすような放射の投影ビームを生成しないリソグラフィ装置の例も可能になる。

本発明の一観点によれば、リソグラフィ装置内の空間にパージ・ガスを供給するためのガス供給システムが提供される。このガス供給システムは、前記空間に供給されるパージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に基づいて、前記空間のためにガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物であるように構成される。

本発明に係るガス供給システムの一具体例では、ガス供給システムはさらに、前記装置内の複数の空間にパージ・ガスを供給するように構成され、複数の空間のそれぞれに供給されるパージ・ガスは、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付ける所定の関係に基づいて、複数の空間のそれぞれに対してガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物である。

本発明の一観点によれば、ガスを用いてリソグラフィ装置内の空間をパージする方法が提供される。この方法は、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、前記空間のために、ある酸素量を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、その予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間のために作られた予混合されたパージ・ガス混合物を前記空間に供給する段階とを含む。

本発明に係るパージ方法の一具体例では、ガスを用いてリソグラフィ装置内の複数の空間がパージされ、この方法はさらに、
予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、各空間に対してある酸素量を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、
その予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に対して作られた予混合されたパージ・ガス混合物を複数の空間のそれぞれに供給する段階とを含む。

本発明の一観点によれば、基板を提供する段階と、照明系を用いて放射の投影ビームを提供する段階と、パターン付与装置を用いて投影ビームの断面にパターンを与える段階と、パターンの付与された放射ビームを基板のターゲット部分に投影する段階とを含むデバイス製造方法が提供される。この方法はまた、ガスを用いてリソグラフィ装置内の空間をパージする段階と、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、前記空間のために、ある酸素量を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、その予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間のために作られた予混合されたパージ・ガス混合物を前記空間に供給する段階とを含む。

本発明の一観点によれば、リソグラフィ装置向けのデバイス製造方法が提供される。この方法は、パターン付与装置を用いて放射ビームにパターンを付与する段階と、パターンの付与された放射ビームを基板のターゲット部分に投影する段階と、ガスを用いてリソグラフィ装置内の空間をパージする段階と、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量をその予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、前記空間のために、ある酸素量を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、その予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間のために作られた予混合されたパージ・ガス混合物を前記空間に供給する段階とを含む。

本発明の一観点によれば、前記のデバイス製造方法に従って、及び／又は前記のリソグラフィ装置によって製造されたデバイスが提供される。

本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書で記載するリソグラフィ装置は、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像するツール）や計測又は検査ツールで処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示をこうしたツールや他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。

本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射を含むあらゆる種類の電磁放射、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

本明細書で使用する「パターン付与装置」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを形成するためなど、投影ビームの断面にパターンを与えるために用いることのできる装置を指すものとして広く解釈すべきである。投影ビームに与えられるパターンが、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に一致しない可能性があることに留意すべきである。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などターゲット部分に作製されるデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン付与装置は、透過式でも反射式でもよい。パターン付与装置の例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ（配列）及びプログラム可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ＰＳＭ）及び減衰位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＰＳＭ）などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの一例は、小さいミラーのマトリクス（行列）状の配列を使用するものであり、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができる。このようにして反射ビームにパターンが付与される。パターン付与装置の各例では、支持構造体を、例えばフレーム又はテーブルとすることが可能であり、これらは必要に応じて固定することも移動させることもでき、またパターン付与装置が、例えば投影システムに対して等の所望の位置にあることを保証できる。本明細書中の「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターン付与装置」という、より一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば使用される露光放射向け、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要素向けの屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含めて様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

照明系も、放射の投影ビームの方向付け、成形又は制御のための屈折式、反射式及び反射屈折式の光学要素を含めて様々な種類の光学要素を包含することが可能であり、こうした構成要素も以下では一括して、又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。

リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）又は３以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものでもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、或いは１つ又は複数のテーブル上で予備工程を実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。

リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を満たすように、例えば水など比較的大きい屈折率を有する液体に基板を浸す種類のものでもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムの第１の要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野では周知である。

次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明するが、図中において同じ参照符号は同じ部品を指すものであることに留意されたい。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置は、放射の投影ビームＰＢ（例えばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を提供するための照明系（照明器）ＩＬと、パターン付与装置（例えばマスク）ＭＡを支持するための支持構造体（例えばマスク・テーブル）ＭＴであって、部材ＰＬに対してパターン付与装置を正確に位置決めするための第１の位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体ＭＴと、基板（例えばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持するための基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴであって、部材ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブルＷＴと、パターン付与装置ＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを、基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに結像するための投影システム（例えば屈折投影レンズ）ＰＬと、酸素を含むパージ・ガスを装置内の複数の空間に供給するためのガス供給システムＧとを含んでいる。

本明細書で図示する装置は、（例えば先に言及した種類のプログラム可能ミラー・アレイのような反射型マスクを使用する）反射型のものである。或いは、装置は（例えば透過型マスクを使用する）透過型のものでもよい。

照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば放射源がエキシマ・レーザーである場合、放射源とリソグラフィ装置とを別々の構成要素にすることができる。その場合には、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば適切な指向性ミラー及び／又はビーム拡大器（エキスパンダ）を含むビーム送出システムを用いて、放射源ＳＯから照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合には、放射源を装置の一部とすることができる。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬを、必要であればビーム送出システムと共に、放射システムと呼ぶことがある。

照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整装置を含むことができる。一般に、照明器の瞳面内における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。さらに照明器ＩＬは、一般には積算器やコンデンサなど他の様々な構成要素を含む。照明器は、所望の均一性及び強度分布をその断面に有する、投影ビームＰＢと呼ばれる調節された放射ビームを提供する。

投影ビームＰＢは、支持構造体ＭＴに保持されているパターン付与装置ＭＡに入射する。パターン付与装置ＭＡを通過した投影ビームＰＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉測定装置）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び他の位置センサＩＦ１を用いて、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後、又は走査中に、パターン付与装置ＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、支持構造体ＭＴ及び基板テーブルＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭ及びＰＷの一部を形成する長ストローク・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。しかし（スキャナではなく）ステッパの場合には、支持構造体ＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけでもよいし、又は固定してもよい。パターン付与装置ＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置調整用マークＭ１、Ｍ２、及び基板位置調整用マークＰ１、Ｐ２を用いて位置を調整することができる。

図示した装置は、以下の好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、投影ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃに投影する間、支持構造体ＭＴ及び基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保つ（すなわち、ただ１回の静止露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向に移動させる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の静止露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、投影ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、支持構造体ＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期して走査する（すなわち、ただ１回の動的露光）。支持構造体ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）率、及び像の反転特性によって決まる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査移動の長さによってターゲット部分の（走査方向の）高さが決定される。
３．他のモードでは、投影ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、プログラム可能なパターン付与装置を保持しながら支持構造体ＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動又は走査させる。このモードでは、一般にパルス式の放射源が使用され、基板テーブルＷＴが移動するたびに、又は走査中の連続する放射パルスの合間に、プログラム可能なパターン付与装置が必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及した種類のプログラム可能ミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン付与装置を利用するマスクレス・リソグラフィに簡単に適用できる。

上記の使用モードの組み合わせ及び／又は変形形態、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。

これまで論じたように、図１に示すリソグラフィ装置は、酸素を含むパージ・ガスを装置内の複数の空間に供給するためのガス供給システムＧを含んでいる。これらの空間へのガスの供給は、開矢印によって概略的に示している。これらの空間はそれぞれ、装置が使用される際に投影ビームと相互作用するように配置された少なくとも１つの光学要素を含む。ガス供給システムを、多数の空間に、酸素を含むパージ・ガスを供給するように構成することもできる。

図２は、酸素を含むパージ・ガスをリソグラフィ装置内の複数の空間に供給するためのガス供給システムＧを概略的に示している。図２には、ガス供給システムＧにより酸素を含むパージ・ガスの供給される４つの空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が示されている。図２には示していないが、これらの空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４はそれぞれ、装置の使用される際に投影ビームと相互作用するように配置された少なくとも１つの光学要素を含むことができる。ガス供給システムＧはさらに、空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれに供給されるパージ・ガスが、所定の関係に基づいて、ガス供給システムＧによって空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれに対して作られた予混合されたパージ・ガス混合物であるように構成されている。これらの関係はそれぞれ、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を、その予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付けるものである。ガス供給システムＧは、少なくとも１種類の予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、少なくとも第２のガス（例えば酸素／空気）と混合される第１のガス（例えば窒素）の供給を精製するための少なくとも１つの精製装置ＰＲを含んでいる。精製装置ＰＲは、例えば窒素から酸素を除去することが可能であり、したがって精製された窒素に酸素を計画的に加えると、パージ・ガス中の酸素含有量が正確に分かるようになる。図２に示すガス供給システムＧは、少なくとも１種類の予混合されたパージ・ガス混合物を得るための１つの混合装置ＭＸを含んでいる。空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のすべてに同一の予混合されたパージ・ガス混合物を供給する必要がある場合、すなわち混合物のすべてが同じ組成を有する場合、混合装置ＭＸはパージ・ガスをすべての空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に同時に供給することができる。その場合、混合装置ＭＸは、すべての弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を開放して、予混合されたパージ・ガス混合物が空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれに流れるようにすることが可能である。

図２に示すガス供給システムＧの実施例はさらに、予混合されたパージ・ガス混合物を、複数の空間の少なくとも１つのために、時間に関係する処理パラメータに基づいて作製できるように構成可能である。その場合、ガス供給システムは、混合装置ＭＸを制御するための制御ユニットＣＵを含むことができ、それにより、必要な予混合されたパージ・ガス混合物が、ある空間（例えばＳ３）のために作製され、弁Ｖ３のみが開放されることにより、作製された予混合されたパージ・ガス混合物が空間Ｓ３へ向かって流れることができることを保証する。その場合、空間Ｓ１、Ｓ２及びＳ４に（精製された）窒素からなるパージ・ガスが供給されるように、弁Ｖ１’、Ｖ２’及びＶ４’を開放してもよい。そのとき、弁Ｖ３’は閉鎖される。すべての空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に対して、それぞれの所定の関係に従って他のいずれのパージ・ガス混合物中の酸素量とも異なる酸素量を有するパージ・ガス混合物を供給すべき場合、混合装置ＭＸが、それぞれの予混合されたパージ・ガス混合物を連続的に作製し、各空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に必要な予混合されたパージ・ガス混合物をただ連続的に供給するようにしてもよいことが明らかであろう。

図２に示す実施例は、任意の時間にそれぞれの空間にパージ・ガスが供給されるように構成可能であることが明らかであろう。パージ・ガスは、酸素を含む予混合されたパージ・ガス混合物、又は（精製された）窒素からなるパージ・ガスとすることができる。

本発明に係るリソグラフィ装置は、複数の機能モードを有することができる。１つの機能モードを、例えば動作モードとすることができ、もう１つの機能モードを、例えばメンテナンス・モードとすることができる。ガス供給システムはさらに、特定の瞬間に空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の１つに対して、予混合されたパージ・ガス混合物の組成が、その特定の瞬間に装置が適合されている機能モードに基づくように構成することができる。

ガス供給システムＧは、空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の少なくとも１つからパージ・ガスを除去するためのパージ・ガス除去装置ＰＧＲを含むことも可能である。各空間を少なくとも１つの光学要素に対応させることができることに留意すべきである。また、各空間をリソグラフィ装置の１つの区画に対応させることもできる。パージ・ガス・システムＧを予混合されたパージ・ガス混合物の供給される空間を含まないシステムと考えてもよいが、ガス供給システムを予混合されたパージ・ガス混合物の供給される空間を含むシステムと考えることもできる。その場合、図２に示すように、パージ・ガス供給システムは、囲み領域Ｇ及び囲み領域Ｇ’の全体によって概略的に示されるシステムを含む。

図３は、本発明の他の実施例によるリソグラフィ装置の一部分を概略的に示している。この実施例では、ガス供給システムＧは、空間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４のそれぞれに対して、それぞれ、各空間に供給される予混合されたパージ・ガス混合物を得るための混合装置ＭＸ１、ＭＸ２、ＭＸ３、ＭＸ４を含んでいる。各混合装置ＭＸ１、ＭＸ２、ＭＸ３、ＭＸ４には、例えば精製装置ＰＲによって精製された窒素、及び混合物の酸素／空気、酸素／窒素、又は酸素のみ若しくは空気のみを供給することができる。

しかし、混合装置ＭＸはまず、好ましくは精製された窒素と酸素／空気との混合物を提供することが可能である。次いで、この混合物を各混合装置ＭＸ１、ＭＸ２、ＭＸ３、ＭＸ４に供給し、さらに所定の関係に従って、各混合装置ＭＸ１、ＭＸ２、ＭＸ３、ＭＸ４に酸素を供給できる。この実施例はさらに、図２に示した実施例のように動作できる。また、この実施例では、ガス供給システムＧは、各ガス流れの供給及び組成を制御するための制御ユニットＣＵを含むことができる。また、この実施例では、システムはパージ・ガス除去装置ＰＧＲを含むこともできる。この場合も、システムは囲み領域Ｇの中に示される構成要素をすべて含むものと考えられる。ただし、ガス供給システムは、囲み領域Ｇ及び囲み領域Ｇ’の全体に示される構成要素のすべてを含むことができる。

図４は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部分をより詳細に示している。空間Ｓは、装置が使用されている際に、投影ビームと相互作用するように配置された光学要素ＯＣを含んでいる。パージ・ガスが光学要素ＯＣの表面に沿って流れるように、酸素を含むパージ・ガスＯｘを光学要素に供給できる。このガス流れの下流には、パージ・ガスを除去するためにパージ・ガス除去装置ＰＧＲを配置できる。この実施例では、パージ・ガスは酸素を含み、例えば投影ビームの強度低下をまねく投影ビームによる吸収など、悪影響のみが生じる虞がある位置で供給されるのではなく、例えば汚染物質の粒子と光学要素ＯＣの相互作用の防止など有利な効果がありそうな位置で主に供給される。窒素ガスの流れＮを投影ビームＲの経路と一致するように供給することも有利である場合がある。図４に示す空間Ｓが一群の光学要素を含んでもよいことに留意すべきである。さらに、空間Ｓをリソグラフィ装置のある区画に対応させてもよいことにも留意すべきである。

図５は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の他の部分を概略的に示している。この実施例は、混合装置ＭＸから空間Ｓへのパージ・ガスの流れに対して露光を行い、酸素を含むガス成分の分解を引き起こしてこのパージ・ガスの流れにオゾンを発生させる、放射Ｒｃを生成するように構成されている。この実施例は、酸素を含むガス粒子の分解に適さない波長を有する放射を伴う投影ビームを使用するリソグラフィ装置において有用な場合がある。この実施例では、放射Ｒｃはパージ・ガス中の酸素を含む成分を分解し、その結果、オゾンを発生させて各空間に供給することが可能になる。

図２及び図３に示した実施例では、４つの空間及び４つの混合物に言及しているが、任意の数ｎの空間を選択することも可能である（ただし、ｎは２に等しいか又は２より大きい）。同じことが、混合装置ＭＸに付加される混合装置の数にもあてはまる。

さらに、本明細書で言及した空間は、装置が使用されているとき、投影ビームと相互作用するように配置された少なくとも１つの光学要素を含んでも、含まなくてもよいことを理解すべきである。酸素を含むパージ・ガスを、光学要素とは異なる構成要素の表面を清浄化するために用いることもできる。

「メンテナンス・モード」という用語を用いる代わりに、「清浄モード」という用語を用いてもよい。

ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施可能であることが理解されよう。上記説明は本発明を限定するものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図。 本発明の一実施例による図１のリソグラフィ装置の一部分を概略的に示す図。 本発明の他の実施例による図１のリソグラフィ装置の一部分を概略的に示す図。 本発明の一実施例による図１のリソグラフィ装置の他の部分を概略的に示す図。 本発明の一実施例による図１のリソグラフィ装置の一部分を概略的に示す図。

Claims (36)

1. 放射ビームを提供するための照明系と、
   前記放射ビームの断面にパターンを与えるように働くパターン付与装置を支持するための支持構造体と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   パターンの付与されたビームを前記基板のターゲット部分に投影するための投影システムと、
   前記装置内の空間にパージ・ガスを供給するためのガス供給システムであって、前記空間に供給されるパージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に基づいて、前記空間のために前記ガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物であるように構成されるガス供給システムと
   を有するリソグラフィ装置。
2. 前記ガス供給システムが、前記装置内の複数の空間にパージ・ガスを供給するように構成され、
   前記ガス供給システムは、前記複数の空間のそれぞれに供給される前記パージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付ける所定の関係に基づいて、前記複数の空間のそれぞれに対して前記ガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物であるように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
3. 前記ガス供給システムがさらに、前記予混合されたパージ・ガス混合物を、時間に関係する処理パラメータに基づいて作製できるように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
4. 前記リソグラフィ装置が複数の機能モードを有し、該複数の機能モードが動作モード及びメンテナンス・モードを含み、前記ガス供給システムがさらに、特定の瞬間に、前記予混合されたパージ・ガス混合物の組成が、前記特定の瞬間に前記装置の適合されている機能モードに基づくように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
5. 前記ガス供給システムが、前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、第２のガスと混合される第１の供給ガスを精製するための精製装置を有する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
6. 前記ガス供給システムが、前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るための混合装置を有する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
7. 前記ガス供給システムが、それぞれの空間に供給される予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、空間ごとに１つの混合装置を有する請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
8. 前記ガス供給システムが、前記空間内の前記パージ・ガスを除去するためのパージ・ガス除去装置を有する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
9. 前記空間が光学要素に対応する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
10. 前記空間が前記リソグラフィ装置の区画に対応する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
11. 前記ガス供給システムが、前記予混合されたパージ・ガス混合物の１つのうちの一部としてオゾンを発生させるように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
12. パージ・ガスをリソグラフィ装置内の空間に供給するためのガス供給システムにおいて、前記空間に供給される前記パージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に基づいて、前記空間のために前記ガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物であるようにさらに構成されているガス供給システム。
13. 前記ガス供給システムが、前記装置内の複数の空間にパージ・ガスを供給するように構成され、前記複数の空間のそれぞれに供給される前記パージ・ガスが、予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付ける所定の関係に基づいて、前記複数の空間のそれぞれに対して前記ガス供給システムによって作られる予混合されたパージ・ガス混合物である請求項１２に記載されたガス供給システム。
14. 前記ガス供給システムが、前記空間のために、前記予混合されたパージ・ガス混合物を時間に関係する処理パラメータに基づいて作製できるようにさらに構成されている請求項１２に記載されたガス供給システム。
15. 前記リソグラフィ装置が、動作モード及びメンテナンス・モードを含む複数の機能モードを有し、前記ガス供給システムは、前記空間に対して特定の瞬間に、前記予混合されたパージ・ガス混合物の組成が、前記特定の瞬間に前記装置が適合されている機能モードに基づくように構成されている請求項１２に記載されたガス供給システム。
16. 前記ガス供給システムが、前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、第２のガスと混合される第１の供給ガスを精製するための精製装置を有する請求項１２に記載されたガス供給システム。
17. 前記ガス供給システムが、前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るための混合装置を有する請求項１２に記載されたガス供給システム。
18. 前記ガス供給システムが、前記それぞれの空間に供給される前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、空間ごとに１つの混合装置を有する請求項１３に記載されたガス供給システム。
19. 前記ガス供給システムが、前記空間内の前記パージ・ガスを除去するためのパージ・ガス除去装置を有する請求項１２に記載されたガス供給システム。
20. 前記ガス供給システムが、前記予混合されたパージ・ガス混合物の一部としてオゾンを発生させるように構成されている請求項１２に記載されたガス供給システム。
21. ガスを用いてリソグラフィ装置内の空間をパージする方法において、
    予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、前記空間のために、酸素を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、
    前記予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間のために作られた前記予混合されたパージ・ガス混合物を、前記空間に供給する段階と
    を含む、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
22. ガスを用いて前記リソグラフィ装置内の複数の空間をパージする方法であって、前記方法が、
    予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給されるそれぞれの空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、前記各空間に対して、酸素を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、
    前記予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間のそれぞれに対して作製された前記予混合されたパージ・ガス混合物を、前記複数の空間のそれぞれに供給する段階と
    を含む請求項２１に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
23. 前記予混合されたパージ・ガス混合物を、時間に関係する処理パラメータに基づいて作製する段階を含む請求項２１に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
24. 前記予混合されたパージ・ガス混合物を、前記リソグラフィ装置の適用可能な機能モードに基づいて作製する段階であって、前記装置が動作モード及びメンテナンス・モードを含む複数の機能モードを有する段階を含む請求項２１に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
25. 前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、第２のガスと混合される第１の供給ガスを精製する段階をさらに含む請求項２１に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
26. 前記空間に供給される前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、前記空間のために精製された前記第１のガスを前記第２のガスと混合する段階をさらに含む請求項２５に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
27. 前記空間内の前記予混合されたパージ・ガス混合物を除去する段階をさらに含む請求項２１に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
28. 前記予混合されたパージ・ガス混合物の一部としてオゾンを発生させる段階をさらに含む請求項２１に記載された、リソグラフィ装置内の空間をパージする方法。
29. リソグラフィ装置のためのデバイス製造方法において、
    放射ビームにパターンを付与する段階と、
    パターンの付与された放射ビームを基板のターゲット部分に投影する段階と、
    ガスを用いてリソグラフィ装置内の空間をパージする段階と、
    予混合されたパージ・ガス混合物中の所望の酸素量を該予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間に関係付ける所定の関係に実質的に従って、前記空間のために、酸素を有する予混合されたパージ・ガス混合物を作製する段階と、
    前記予混合されたパージ・ガス混合物の供給される前記空間のために作製された前記予混合されたパージ・ガス混合物を前記空間に供給する段階と
    を含むデバイス製造方法。
30. 前記予混合されたパージ・ガス混合物を、時間に関係する処理パラメータに基づいて作製する段階を含む請求項２９に記載されたデバイス製造方法。
31. 前記予混合されたパージ・ガス混合物を、前記リソグラフィ装置の適用可能な機能モードに基づいて構成する段階であって、前記装置が動作モード及びメンテナンス・モードを含む複数の機能モードを有する段階を含む請求項２９に記載されたデバイス製造方法。
32. 前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、第２のガスと混合される第１の供給ガスを精製する段階をさらに含む請求項２９に記載されたデバイス製造方法。
33. 前記空間に供給される前記予混合されたパージ・ガス混合物を得るために、前記空間のために精製された前記第１のガスを前記第２のガスと混合する段階をさらに含む請求項３２に記載されたデバイス製造方法。
34. 前記空間内の前記予混合されたパージ・ガス混合物を除去する段階をさらに含む請求項２９に記載されたデバイス製造方法。
35. 前記予混合されたパージ・ガス混合物の一部としてオゾンを発生させる段階をさらに含む請求項２９に記載されたデバイス製造方法。
36. 請求項２９に従って製造されたデバイス。

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