JP2006186366A - リソグラフィ装置、照明系及びデブリ捕捉システム - Google Patents

Abstract

【課題】ソース・ガスに対する高圧のバッファ・ガスによるデブリ粒子捕捉確率の向上及び放射の高伝送を可能にするデブリ捕捉システムを提供すること。
【解決手段】リソグラフィ装置において放射ソースにより放射発生時に放たれるデブリ粒子を捕捉するデブリ捕捉システムは、第１組のチャネルと第２組のチャネルとを含む。第１組の各チャネルは、放射ソースからの放射がそこを通って伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉える内壁を有する。第２組のチャネルは、放射の伝播方向に対し第１組の下流側に位置する。第２組の各チャネルは、放射ソースからの放射がやはりそこを通って伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉える内壁を有する。ガス供給部及びガス排出部は、第１組のチャネルと第２組のチャネルとの間に、放射ソースからの放射の伝播方向に実質的に交差する純流動方向を有するガス流を提供するように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置、照明系及びデブリ捕捉システムに関する。

リソグラフィ装置は、基板、通常は基板の目標部分に所望のパターンを施す機械である。例えば、リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニング装置を使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えば、シリコン・ウェハ）の目標部分（例えば、１つ又は複数のダイの一部を含む）上に転送することができる。一般に、パターンの転送は、基板上に設けられた放射感知物質（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、１つの基板は、次々とパターニングされる隣接した目標部分からなるネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置は、１回の動作でパターン全体を露光させることによって各目標部分を照射する、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）の放射ビームを介してパターンを走査することによって各目標部分を照射し、これと同時にこの方向と平行又は逆平行に基板を走査する、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板上にインプリントすることによって、パターンをパターニング装置から基板へ転送することも可能である。

リソグラフィ装置では、基板上に結像することのできるパターン形態の大きさは投影放射の波長によって制限される。より高いデバイス密度、つまりより高い動作速度を有する集積回路を提供するには、より小さなパターン形体を結像することが望ましい。現在のリソグラフィ投影装置が、ほとんどの場合、水銀ランプ又はエキシマ・レーザによって発生された紫外光線を使用する一方、５〜２０ｎｍ、より具体的には１３ｎｍの短波長放射の使用が提案されている。

このような放射は、極紫外（ＥＵＶ）線又は軟Ｘ線と呼ばれ、可能なソースとして、例えばレーザ生成プラズマ・ソース、放電プラズマ・ソース、又は電子蓄積リングからのシンクロトロン放射がある。こうしたタイプの放射には、ビーム拡散及びビーム吸収が起こらないように装置内のビーム経路の真空排気が必要である。ＥＵＶ放射用屈折光学素子を作成するのに適切な周知の材料がないため、ＥＵＶリソグラフィ装置は、放射（照明）系及び投影系においてミラーを使用しなければならない。ＥＵＶ放射用多層ミラーであっても比較的反射性が低いのですぐに汚染の影響を受け、それによって反射性がさらに下がり、従って装置のスループットが下がる。これによって、維持されるべき真空レベルのさらなる基準値が必要となり得、特に、炭化水素の分圧を非常に低く保つことが必要となり得る。

通常の放電プラズマ・ソースでは、プラズマは放電によって形成される。次いでプラズマは、高イオン化され、かつかなりの高温に達するように圧縮され、それによりＥＵＶ放射を生じさせる。一般に、ＥＵＶ放射を生じさせるために使用される材料は、キセノン・ガス又はリチウム蒸気であるが、クリプトン・ガス、或いはスズ蒸気又は水蒸気など他のガス又は蒸気を使用することもできる。しかし、こうしたガス又は蒸気は、ＥＵＶ範囲内での放射吸収が比較的高く、かつ／又は投影系よりさらに下流側の光学素子を損なうことがあるため、リソグラフィ装置の残りの部分内でのその存在を最低限に抑える必要がある。放電プラズマ・ソースは、例えば米国特許第５，０２３，８９７号及び米国特許第５，５０４，７９５号に開示され、この両方を参照により本明細書に組み込む。

レーザ生成プラズマ・ソースでは、ノズルから、例えば（クラスタ化した）キセノンを噴出させることができる。ノズルからある距離のところで、適切な波長のレーザ・パルスを用いてその噴出を照射して、続いてＥＵＶ放射を放つプラズマを生成する。水滴、氷粒、リチウム蒸気又はスズ蒸気など他の材料もノズルから噴出させ、ＥＵＶ発生に使用することができる。代替のレーザ生成プラズマ・ソースでは、固体（又は液体）材料を照射してＥＵＶ放射のためのプラズマを生成する。レーザ生成プラズマ・ソースは、例えば、米国特許第５，４５９，７７１号、米国特許第４，８７２，１８９号、及び米国特許第５，５７７，０９２号に開示されており、これら全てを参照として本明細書に組み込む。

上記ソースの共通の特徴は、その動作によって、ソース領域内又はその近傍におけるあるソース・ガス又は複数種類の（蒸気も含む）ソース・ガスのバックグラウンド圧力が引き起こされることである。ソース・ガスは、ＥＵＶ発生のためにそのプラズマが生成されるべきガス又は蒸気を含むが、固体又は液体材料を、例えばレーザ放射することによってソース動作中に生成されたガス又は蒸気も含む。ソース・ガスは、リソグラフィ装置の残りの部分において実質的なＥＵＶ放射吸収の原因、又は汚染や損傷の原因となることがあるため、ソース領域に閉じ込める必要がある。ソース・ガス内に存在する粒子を、以下ではデブリ粒子とも呼ぶ。

本明細書に参照として組み込むＷＯ９９／４２９０４国際公開は、いわゆる、よく「フォイル・トラップ」と呼ばれる複数のフォイルを含むフィルタを記載している。このフィルタは、動作中、放射がフォイルに沿って伝播し、フィルタを通過するように方向付けられ、放射の伝播方向に移動していくデブリ粒子は、フォイルによって捕捉される。デブリ粒子が冷却され、デブリ粒子がフォイルによって捕捉される確立をさらに高めるようにバッファ・ガスが供給される。

やはり参照として本明細書に組み込む欧州特許出願公開第１３２９７７２Ａ２号は、放射を発生するソース・ゾーンから切り離されたバッファ・ゾーンを使用することを記載している。ソース・ゾーンとバッファ・ゾーンとの間に壁が置かれる。この壁は、放射がソース・ゾーンからバッファ・ゾーンへ伝播するためのビーム開口を有する。バッファ・ゾーン内の圧力がソース・ゾーン内の圧力未満、又はそれにほぼ等しくなるように、バッファ・ガスをバッファ・ゾーンに供給したり、バッファ・ガスをバッファ・ゾーンから除去したりし、それによりバッファ・ガスがソース・ゾーンへ流れるのを防ぎ、ソース・ゾーンにおける圧力増大を防ぐ。

参照として本明細書に組み込むＷＯ０３／０３４１５３国際公開は、光軸を中心に放射状に配置され、かつ２組が互いに連続して配置されたチャネルを含む、いわゆる汚染物質トラップを使用することを記載している。バッファ・ガスは、この２組チャネル間の空間に供給される。ガスの一部は、この空間から第１組のチャネルの放射入口へ流れ、ガスの別の部分は、第２組のチャネルの放射出口から流れ出る。

ソース・ガスに対する高圧のバッファ・ガスがデブリ粒子を捉える確率を高めることを可能にし、同時に放射の高伝送を可能にするデブリ捕捉システムを提供することが望ましい。

このようなデブリ捕捉システムを含むソグラフィ装置、並びに照明系を提供することが、さらに望ましい。

本発明の一態様によれば、放射ビームを調整するように構成された照明系を含むリソグラフィ装置が提供される。照明系は、放射を発生するソースと、放射発生とともに放たれた、少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムとを含む。この装置はまた、調整された放射ビームをパターニングするパターニング装置と、パターニングされた放射ビームを基板の目標部分上に投影する投影系とを含む。デブリ捕捉システムは、第１組のチャネルを含む。第１組の各チャネルは、ソースからの放射がそこを通って伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する。デブリ捕捉システムは、放射の伝播方向に対し、第１組のチャネルの下流側に位置する第２組のチャネルも含む。第２組の各チャネルは、ソースからの放射がそこを通ってやはり伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する。デブリ捕捉システムは、第１組のチャネルと第２組のチャネルとの間に、放射の伝播方向と実質的に交差する純流動方向を有するガス流を供給するように構成された、ガス供給部及びガス排出部とをさらに含む。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置において放射ビームを調整するように構成された照明系が提供される。照明系は、放射を発生するためのソースと、放射発生とともに放たれた、少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムとを含む。デブリ捕捉システムは、第１組のチャネルを含む。第１組の各チャネルは、ソースからの放射がそこを通って伝播することを可能とし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する。デブリ捕捉システムは、放射の伝播方向に対し、第１組のチャネルの下流側に位置する第２組のチャネルも含む。第２組の各チャネルは、ソースからの放射がそこを通ってやはり伝播することを可能とし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する。デブリ捕捉システムは、第１組のチャネルと第２組のチャネルとの間に、放射の伝播方向と実質的に交差する純流動方向を有するガス流を供給するように構成された、ガス供給部及びガス排出部とをさらに含む。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ装置内の放射ソースによる放射発生とともに放たれた、少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムが提供される。デブリ捕捉システムは、第１組のチャネルを含む。第１組の各チャネルは、ソースからの放射がそこを通って伝播することを可能とし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する。デブリ捕捉システムは、放射の伝播方向に対し、第１組のチャネルの下流側に位置する第２組のチャネルも含む。第２組の各チャネルは、ソースからの放射がそこを通ってやはり伝播することを可能とし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する。デブリ捕捉システムは、第１組のチャネルと第２組のチャネルとの間に、放射の伝播方向と実質的に交差する純流動方向を有するガス流を供給するように構成された、ガス供給部及びガス排出部とをさらに含む。

使用の際、第１組のチャネルに侵入するデブリ粒子を、第１組のチャネルの内壁によって捕捉することができる。第１組のチャネルに侵入するときに放射の伝播方向に沿って移動し、第１組のチャネルから退出するデブリ粒子を、伝播方向に交差する純流動を有し、かつ２組のチャネル間の空間に供給されるバッファ・ガスによって、ほとんどの場合屈折させる。こうしたデブリ粒子は、２組のチャネル間からバッファ・ガスとともに除去されない場合、たいがい第２組のチャネルの内壁によって捕捉される。第１組のチャネル及び第２組のチャネルによって、２組のチャネル間の空間からのガス流に高抵抗が提供される。これによって、２組のチャネル間の空間におけるバッファ・ガスの圧力が相対的に高くなるので、第１組のチャネルから退出するデブリ粒子の流れを遅くし、かつ／又は屈折させる上で、バッファ・ガスの効果はさらに高まる。第１組のチャネル及び第２組のチャネル双方の各チャネルが放射の伝播を可能にするので、放射の伝送性が高くなる。

添付の概略的な図面を参照して、ほんの一例として、本発明の実施例について説明する。図面において、対応する参照符号は対応する部分を示す。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の概略図である。この装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明系（照明装置）ＩＬと、パターニング装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するために構成され、あるパラメータに従ってパターニング装置を正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジスト被膜ウェハ）Ｗを保持するために構成され、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、放射ビームＢに付与されたパターンを、パターニング装置ＭＡによって基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影系（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳとを含む。

照明系は、放射を方向付け、形作り、又は調整する屈折光学的、反射光学的、磁気光学的、電磁光学的、静電光学的構成要素、又は他のタイプの光学的構成要素、或いは、これらのあらゆる組合せなど、様々なタイプの光学的構成要素を含むことができる。

支持構造ＭＴは、パターニング装置ＭＡの重みを支える。支持構造は、パターニング装置の向き、リソグラフィ装置の設計、並びに、例えばパターニング装置が真空状態内で保持されているか否かなど他の状態にある程度応じた形で、パターニング装置を保持している。支持構造は、機械的締付け、真空式締付け、静電的締付、又は他の締付け法を使用してパターニング装置を保持することができる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定又は移動可能なフレーム又はテーブルでよい。支持構造によって、パターニング装置を、例えば投影系に対して所望の位置にくるようにすることができる。本明細書で「レチクル」又は「マスク」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語の「パターニング装置」と同義語と見なすことができる。

本明細書で使用する「パターニング装置」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与して、基板の目標部分へのパターン形成などを行うために使用することのできる、あらゆるデバイスを意味するものとして広く解釈すべきである。放射ビームに付与されたパターンは、例えば、パターンが位相ずれ形体、又はいわゆる補助形体を含む場合、基板の目標部分内の所望パターンに厳密に対応しないことがあることを留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路など、目標部分内に形成されているデバイス内の特定の機能層に対応する。

パターニング装置は透過性又は反射性であってよい。パターニング装置の例としては、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルなどがある。リソグラフィでは、種々のマスクがよく知られており、マスクのタイプとしては、バイナリ・マスク、交互位相シフトマスク、及び減衰位相シフトマスク、並びに様々なハイブリッド・マスクなどがある。プログラム可能なミラー・アレイの一例は、様々な方向から入射する放射ビームを反射するようにそれぞれを個別に傾斜させることのできる、小ミラーからなるマトリックス構成を使用している。傾斜ミラーは、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビーム内にパターンを付与する。

本明細書で使用する「投影系」という用語は、使用される露光放射、或いは浸漬液の使用又は真空の使用など他のファクターに適した屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気光学系、電磁光学系及び静電光学系を含むあらゆるタイプの投影系、又はそれらのあらゆる組合せを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語の「投影系」と同義語と見なすことができる。

次に述べるように、装置は（例えば、反射性マスクを使用した）反射タイプのものである。或いは、装置は（例えば、透過性マスクを使用した）透過タイプのものでもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（２段）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものでよい。このような「多段」機械では、追加のテーブルを並行して使用してもよいし、１つ又は複数のテーブル上で予備段階を実行し、その間１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。

リソグラフィ装置は、投影系と基板との間の空間が満たされるように、少なくとも基板の一部分を、例えば水などの比較的高屈折率を有する液体で覆うことのできるタイプのものでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影系との間の、リソグラフィ装置の他の空間にも適用することができる。浸漬法は、投影系の開口率を増加させる技術分野ではよく知られている。本明細書で使用する「浸漬」とは、基板などの構造が、液体中に浸水されなければならないことを意味するのではなく、むしろ単に、露光中に液体が投影系と基板との間に位置することを意味する。

図１を参照すると、照明装置ＩＬは、放射ビーム・ソースＳＯから放射ビームを受け取る。照明系は、ソースを含んでいると見ることもできる。しかし、ソース及びリソグラフィ装置は、例えば、ソースがエキシマ・レーザである場合は、互いに独立したものであってよい。このような場合、ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な方向付けミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送出系を用いて、ソースＳＯから照射装置ＩＬへ送られる。他の場合では、例えば、ソースが水銀ランプの場合、ソースは、リソグラフィ装置の一体部分であってよい。ソースＳＯ及び照射装置ＩＬは、ビーム送出系が必要ならばそれとともに、放射系と呼ぶことができる。リソグラフィ装置は、放射発生の際に放たれる、少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムＤを含むことができる。デブリ捕捉システムは、独立した存在でもよいし、ソースの一部でもよいし、照明系の一部でもよい。

照射装置ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整する調整手段を含むことができる。一般に、照明装置のひとみ平面における強度分布の少なくとも外径及び／又は内径の長さ（通常、それぞれ外σ及び内σと呼ばれる）は調整することができる。さらに、照明装置ＩＬは、積算器や集光器など様々な他の構成要素を含むことができる。照明装置を使用して放射ビームを調整し、その断面に所望の均一性及び強度分布を持たせることができる。

放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターニング装置（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターニング装置によってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横切った後、投影系ＰＳを通り抜け、それによってビームは基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束される。第２の位置決め装置ＰＷ、及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス、リニア・エンコーダ又は容量センサ）を用いて、例えば、放射ビームＢの経路内に別の目標部分Ｃが位置するように、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、例えばマスク・ライブラリからの機械的検索の後、又は走査中に、第１の位置決め装置ＰＭ、及び別の位置センサＩＦ１を使用して、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（大雑把な位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（精密な位置決め）を用いて行うことができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール及びショート・ストローク・モジュールを使用して行うことができる。ステッパの場合（スキャナとは反対に）、マスク・テーブルＭＴは、ショート・ストローク・アクチュエータのみに接続してもよいし、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１及びＭ２、並びに基板位置合わせマークＰ１及びＰ２を使用して位置合わせすることができる。図示した基板位置合わせマークは、専用の目標部分を占めているが、目標部分間の空間に配置することもできる（これらは、スクライブ・レーン位置合わせマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に１つ又は複数のダイが設けられている場合、マスク位置合わせマークを、ダイ間に配置することができる。

図示した装置は、次のモードのうち少なくとも１つにおいて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及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止が保たれ、放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回の動作で（つまり１回の静止露光で）投影される。次いで、別の目標部分Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴはＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光範囲の最大サイズによって１回の静止露光で結像される目標部分Ｃのサイズが制約される。

２．走査モードでは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影（つまり１回の動的露光）される間、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴとが同時に走査される。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性によって決まることがある。走査モードでは、露光範囲の最大サイズによって１回の動的露光における目標部分の（非走査方向の）幅が制約されるが、目標部分の（走査方向の）高さは、走査動作の距離によって決まる。

３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターニング装置を保持しながら基本的に静止が保たれ、基板テーブルＷＴは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃ上に投影される間移動又は走査される。このモードでは、一般に、パルス状の放射ソースが使用され、プログラム可能なパターニング装置は、基板テーブルＷＴの移動が終わるたびに、又は走査中の連続的な放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、先に述べたようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイなど、プログラム可能なパターニング装置を利用しマスクを利用しないリソグラフィに容易に適用することができる。

上述の使用モード又は全く異なる使用モードを組み合わせて、かつ／又は変更して使用することもできる。

図２は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部としてのデブリ捕捉システムＤの概略図である。デブリ捕捉システムＤは、独立した存在として見ることができる。しかし、デブリ捕捉システムＤは、ソースＳＯの一部として見ることもできる。デブリ捕捉システムＤを照明装置ＩＬの一部として見ることも可能である。図２に示すシステムは、放射発生のためのソースＳＯを含み、かつ放射発生の際に放たれた少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムＤを含む照明系としても見ることができる。デブリ捕捉システムＤは、チャネルＣのうち第１組ＦＳを含む。第１組ＦＳの各チャネルＣは、デブリ粒子（図示せず）を捉えるための内壁ＩＷを有する。第１組ＦＳの各チャネルＣは、ソースＳＯからの放射Ｒが、チャネルＣを通って伝播することを可能にするチャネルの向きをさらに有する。デブリ捕捉システムＤは、第２組ＳＳのチャネルＣをさらに含む。第２組ＳＳのチャネルＣは、放射の伝播方向（破線Ｒの先端の矢印で示す）に対し、第１組ＦＳのチャネルＣの下流側に位置する。やはり、第２組ＳＳの各チャネルＣは、デブリ粒子を捉えるための内壁ＩＷを有する。第２組ＳＳの各チャネルＣも、ソースＳＯからの放射Ｒが、やはりそのチャネルＣを通って伝播することを可能にするチャネルの向きを有する。デブリ捕捉システムＤは、第１組ＦＳのチャネルＣと第２組ＳＳのチャネルＣとの間に、放射Ｒの伝播方向に実質的に交差する純流動を有するガス流Ｆを構成するための、ガス供給部ＧＳ及びガス排出部ＧＲをさらに含む。

第１組ＦＳのチャネルＣを通って伝播方向に移動したデブリ粒子（図示せず）は、ガス供給部ＧＳによって供給されたガスのガス粒子と激突して屈折する。これによって、デブリ粒子が、第２組ＳＳのどのチャネルＣの内壁によっても捕捉される確率が高まる。

デブリ捕捉システムＤは、少なくともソースＳＯの動作中、第１組ＦＳのチャネルＣの放射入口ＲＥでのガス圧及び／又は第２組ＳＳのチャネルＣの放射出口ＲＸでのガス圧よりもはるかに高いガス圧を、第１組ＦＳのチャネルＣと第２組ＳＳのチャネルＣとの間に確定かつ維持するように構成される。ガスの高圧によって、第１組ＦＳのチャネルＣから第２組ＳＳのチャネルＣへ移動するガス及びデブリ粒子の相互作用距離が相対的に短くなるという効果がある。高ガス圧は、例えばガス供給及びガス除去を制御することによって容易に得ることができる。チャネルＣの抵抗によって、バッファ・ガスがチャネルＣを通り抜けてソースＳＯ又は照明装置に向かって移動する可能性が低減する。チャネルを通り抜けるガスに対し、チャネルの必要な抵抗、つまり伝導性を決めるときに適用することのできる考慮事項を以下に示す。一般に、チャネルが長いほど、ガスは、そのチャネルを通り抜ける際に、より高い抵抗に遭遇すると言える。その意味で、２組のチャネル間の空間における高ガス圧のおかげで相互作用距離を短くすることが可能となるので、チャネルを比較的長くすることも可能となり、従って、ソースと照明装置との間の利用可能な距離が制約される状況において、チャネルを通り抜けるガスに対し、これらのチャネルの抵抗をより高くすることが可能となる。ソースの適切な動作が、ソースでの最高許容圧力を制約するので、ソースもこの機能から利益を得ることができることを留意されたい。ある意味で、ソースは、第１組のチャネルと第２組のチャネルとの間にある「ガス室」から隔絶されている。しかし、ガス室は、ソースと光学的には接続されたままとなる。圧力と、圧力が維持する距離との産物と定義される、高水準のデブリ抑制をさらに達成することができる。要するに、圧力が相対的に高いので、２組のチャネル間の相対的に短い距離を補償することができる。バッファ・ガスの高圧力が可能であり、かつ第１組のチャネル及び第２組のチャネルが相対的に大きいことで実際上２組のチャネル間の距離が相対的に短くなるので、長さ単位当たり相対的に大きなデブリ抑制を行うことができる。

純流動方向が第２組ＳＳのチャネルＣの内壁ＩＷのうちの１つの少なくとも一部に対してほぼ垂直となるガス流Ｆを提供するようにデブリ捕捉システムＤを構成することができる。これにより、第２組ＳＳのチャネルＣの内壁ＩＷが、バッファ・ガスとの相互作用によって屈折されたデブリ粒子を捕捉できるという可能性が高まる。第２組ＳＳのチャネルＣの各内壁ＩＷは、実質的に平面であってよい。これにより、バッファ・ガスとの相互作用によって屈折されたデブリ粒子が、第２組ＳＳのチャネルＣの内壁ＩＷによって捕捉されるという可能性がよりいっそう高まる。第２組ＳＳのチャネルＣの１つの内壁ＩＷを、第２組ＳＳのチャネルＣの、少なくとも他の１つの内壁ＩＷにほぼ平行にすることが可能である。これにより、バッファ・ガスによって屈折されたデブリ粒子が、第２組ＳＳのチャネルＣの内壁ＩＷによって捕捉されるという可能性をよりいっそう高めることができる。

具体的には、図５ａ及び図５ｂは、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部としてのデブリ捕捉システムの概略図である。このシステムでは、第２組のチャネルの内壁の少なくとも一部、また図示するように、その内壁全体さえをもフォイル又はプレートによって形成する。この実施例については、以下にさらに論ずる。

第２組のチャネルの各チャネルが、放射の伝播方向にほぼ垂直に、閉幾何形状の断面を有することも可能である。図３及び図４は両方とも、本発明のこのような一実施例又はこのようないくつかの実施例によるリソグラフィ装置の一部としてのデブリ捕捉システムの概略断面図である。図３に示す断面は、図２に示すＩ線に沿った断面、ＩＩ線に沿った断面、又はＩ線及びＩＩ線の両方に沿った断面を表し得る。図４に示す断面も、図２に示すＩ線に沿った断面、ＩＩ線に沿った断面、又はＩ線及びＩＩ線の両方に沿った断面を表し得る。図３又は図４に示す断面を有する１組のチャンネルによって、これらのチャネルを通り抜けるガスに対し、仮想直線内にそれぞれが位置する互いに平行なプレートによって形成された１組のチャネルよりも、より大きな抵抗が提供される。

明らかに、各チャネルの断面が小さいほど、ガスは、そのチャネルを通り抜ける際に、より大きな抵抗に遭遇する。当業者であれば、このような１組のチャネルの必要な放射伝送率に基づき、かつこのようなチャネルの１組が、これらのチャネルを通り抜けるガスに与えるはずの必要な抵抗値に基づき、チャネルの数を最適化することができるであろう。先に示したように、これらのチャネルの長さも考慮するであろう。図３は、チャネルの円形断面を示し、図４はチャネルの方形断面を示すが、本発明は、これらの断面に限定されないことを理解されたい。例えば、ハニカム形断面又は他の最適化された断面も有効である。１組のチャネルのチャネル全てが、必ずしも同様の断面を持つ必要はないとも言える。

第２組ＳＳのチャネルＣの１つのチャネルＣ又は各チャネルＣの内壁ＩＷは、仮想円錐に合致し、その上部はソースＳＯに合致することが可能である。このような実施例では、チャネルの形状は、ソースＳＯからの径方向への放射が可能になるように構成されている。

これまでは、第２組のチャネルについて説明してきた。次に第１組ＦＳのチャネルＣに注意を促す。一実施例では、純流動方向が、第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部にほぼ平行となるガス流を提供するようにデブリ捕捉システムを構成する。図５ａは、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部としてのデブリ捕捉システムＤの概略図である。このシステムでは、純流動方向が、第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部にほぼ平行となるようにガス流が提供される。図示するように、実際、第１組のチャネルの各内壁は、実質的に平面である。この（仮想）平面は、ソースＳＯと交わる。第２組のチャネルの構成について先に述べた利点が同様に当てはまる。

本明細書では、第１組のチャネルの内壁の構成は、平行という言葉の厳密な意味ではそうではないけれども、互いにほぼ平行であると見なす。このことは、図５ｂに示す第２組のチャネルにも当てはまる。第１組のチャネルの内壁の少なくとも一部を、フォイル又はプレートで形成する。純流動方向が、第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部にほぼ平行となるようにガス流Ｆを提供することによって、ガス流Ｆの少なくとも一部が、第１組のチャネルの内壁に沿い、放射の伝播方向と交差して維持される。

デブリ捕捉システムＤの第１の側面図である図５ａに示す実施例では、図面が描かれている平面に垂直にガスが流れる。図５ｂは、図５ａに示す側面図に垂直な別の概略側面図である。図５ｂでは、ガス流を矢印Ｆで示す。先に論じたように、ガス流内での第２組のチャネルは、ガス流の純流動方向が、第２組のチャネルの内壁にほぼ垂直となるように互いに方向付けられている。

また、図５ａ及び図５ｂに示した実施例では、ソースＳＯは、高ガス荷重にさらされないと言える。第１組ＦＳのチャネルＣは、ガス流Ｆに対して相対的に透過的であるけれども、流れＦがソースＳＯに向かって移動する際は、抵抗によってそれほど多量のガスがソースＳＯに到達しないようになっている。さらに、ガス流がガス排出部ＧＲに向かって移動する際の抵抗は、ガス流がソースに向かって移動する際の抵抗よりもずっと小さい。従って、ガスは、ソースＳＯよりもむしろ、ガス排出部ＧＲに向かってより移動しやすい。２組のフォイル間の空間ＳＰは、圧力が相対的に高く保たれるため最小限に抑えることができるので、１組のチャネルを有し、かつ図２並びに図５ａ及び図５ｂに示すデブリ捕捉システムＤの放射入口ＲＥから放射出口ＲＸまでの長さと同様の全長を有するフォイル捕捉装置と比べ、「デブリ抑制距離」が相対的にほとんど損なわれない。

この実施例でも、第１組ＦＳのチャネルＣの各チャネルＣの内壁ＩＷは、放射の伝播方向にほぼ垂直に、閉幾何形状の断面を有することができることを理解されたい。また、第１組ＦＳのチャネルＣの各チャネルＣの内壁ＩＷは、実質的に円錐と合致し、その上部はソースＳＯと合致することができる。この場合、第１組ＦＳのチャネルＣの内壁は、バッファ・ガスの流れ方向をそれ以上誘導しない。ただし、ソースＳＯに向かってチャネルＣを通り抜けるガスに対するチャネルＣの抵抗は、図５ａに示す第１組のチャネルに比べて実質的に高い。

当業者であれば、チャネルの内壁の断面が例えば閉幾何形状である、例えば図２に示す第１組のチャネルを、図５ｂに示す第２組のチャネルと難なく組み合わせることができるはずであることを理解されたい。さらに、図５ａに示す第１組のチャネルと、チャネルの内壁の断面が閉幾何形状である、図２に示す第２組のチャネルとの組合せは、本明細書に記載する本発明の一部の一実施例である。デブリ捕捉システムを、ソースを通って延びる仮想線に合致する軸を中心に回転させてもよいことをさらに理解されたい。このような実施例では、バッファ・ガスの流れ方向が、第１組及び第２組のチャネルの回転速度と同じ回転速度で回転することが好ましい。

本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について特に記載しているが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、集積光学系の製造、磁気ドメイン・メモリ用ガイダンス及び検出パターン、平面型表示装置、液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなど、他への応用もできることを理解されたい。このような代替応用例との関連で、当業者であれば、本明細書で「ウェハ」又は「ダイ」という用語を使用する場合はいつも、より一般的な用語である「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義語と見なせることを理解するであろう。本明細書で言う基板は、例えばトラック・ツール（通常、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）、計測ツール及び／又は検査ツール内で露光の前又は後に処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために２回以上処理される場合があり、従って本明細書で使用する基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板も意味することがある。

先の記載では、光学リソグラフィとの関連で本発明の実施例の使用について特に記載してきたが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなど他への応用にも使用することができ、場合によって、光学リソグラフィに限定されないことが分かるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターニング装置内のトポグラフィによって基板上に作られるパターンが画定される。パターニング装置のトポグラフィを、基板に供給されたレジスト層内に押し付け、それから電磁放射、熱、圧力又はこれらの組合せを加えることによってレジストを硬化させる。パターニング装置をレジストから移動させ、レジストが硬化するとそこにパターンが残る。

本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、波長が３６５、３５５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍのもの又はその近傍のもの）、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲）及び（軟）Ｘ線放射を含むあらゆるタイプの電磁放射を包含する。

場合によって、「レンズ」という用語は、屈折光学的、反射光学的、磁気光学的、電磁光学的、及び静電光学的構成要素を含む様々なタイプの光学的構成要素のうちいずれか１つ又はそれらの組合せを意味する。

本発明の特定の実施例をいくつか先に記載したが、本発明は、説明した以外の方法でも実施することができることが分かるであろう。例えば、本発明は、上述の方法を記載する機械読取り可能な１つ又は複数の指令順序を含むコンピュータ・プログラム、又はこのようなコンピュータ・プログラムを中に蓄積したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光学ディスク）の形を取ってもよい。

先の記載は、限定的なものではなく、例示的なものとする。従って、当業者には、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載した本発明を変更することができることは、明らかである。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の概略図である。 図１に示すリソグラフィ装置の一部としてのデブリ捕捉システムの概略図である。 図２に示すデブリ捕捉システムの一実施例の概略断面図である。 図２に示すデブリ捕捉システムの一実施例の別の概略断面図である。 図２に示すデブリ捕捉システムの一実施例の第１の概略側面図である。 図５ａに示すデブリ捕捉システムの第１の側面図に垂直な、第２の概略側面図である。

符号の説明

ＳＯ 放射ビーム・ソース
Ｄ デブリ捕捉システム
ＩＬ 照明系
ＰＳ 投影系
Ｂ 放射ビーム
ＭＡ パターニング装置
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合わせマーク
ＭＴ 支持構造
ＰＭ 第１の位置決め装置
Ｗ 基板
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合わせマーク
Ｃ 目標部分
ＷＴ 基板テーブル
ＷＴ 第２の位置決め装置
ＩＦ１、ＩＦ２ 位置センサ
Ｒ 放射
ＲＥ 放射入口
ＩＷ 内壁
ＦＳ 第１組
Ｃ チャネル
Ｆ ガス流
ＧＳ ガス供給部
ＧＲ ガス排出部
ＳＳ 第２組
ＲＸ 放射出口

Claims (45)

1. リソグラフィ装置であって、
   放射発生のためのソースと、放射発生とともに放たれた少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムとを含み、放射ビームを調整するように構成された照明系と、
   前記調整された放射ビームをパターニングするためのパターニング装置と、
   前記パターニングされた放射ビームを基板の目標部分上に投影するための投影系とを含み、
   前記デブリ捕捉システムが、
   （ｉ）第１組のチャネルであって、前記第１組の各チャネルが、そこを通って前記ソースからの放射が伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する第１組のチャネルと、
   （ｉｉ）前記放射の伝播方向に対し、前記第１組のチャネルの下流側に位置する第２組のチャネルであって、前記第２組の各チャネルが、やはりそこを通って前記ソースからの放射が伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する第２組のチャネルと、
   （ｉｉｉ）前記第１組のチャネルと前記第２組のチャネルとの間に、前記放射の前記伝播方向と実質的に交差する純流動方向を有するガス流を提供するように構成されたガス供給部及びガス排出部とを含むリソグラフィ装置。
2. 少なくとも前記ソースの動作中、前記第１組のチャネルと前記第２組のチャネルとの間に、前記第１組のチャネルの放射入口ガス圧及び／又は前記第２組のチャネルの放射出口ガス圧よりはるかに高いガス圧を確定かつ維持するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部に、前記純流動方向がほぼ垂直となるガス流を提供するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部が、フォイル又はプレートによって形成される、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つが、前記第２組のチャネルの内壁のうち少なくとも他の１つにほぼ平行である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記第２組のチャネルの各内壁が、実質的に平面である、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記第２組のチャネルの各チャネルが有する、前記放射の前記伝播方向にほぼ垂直な断面が、閉幾何形状である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記第２組のチャネルの各チャネルが、前記ソースに合致する上部を有する仮想円錐にほぼ合致する、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部に、前記純流動方向がほぼ平行となるガス流を提供するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部が、フォイル又はプレートで形成される、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記第１組のチャネルの内壁のうち１つが、前記第１組のチャネルの少なくとも他の１つの内壁にほぼ平行である、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記第１組のチャネルの各内壁がほぼ平面である、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記第１組のチャネルの各チャネルが有する、前記放射の前記伝播方向にほぼ垂直な断面が、閉幾何形状である、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記第１組のチャネルの各チャネルが、前記ソースに合致する上部を有する仮想円錐にほぼ合致する、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記ソースを通って延びる仮想線に合致する軸を中心に、前記デブリ捕捉システムが回転可能である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
16. リソグラフィ装置において放射ビームを調整するように構成された照明系であって、
    放射発生のためのソースと、
    放射発生とともに放たれた少なくともいくらかのデブリ粒子を捕捉するためのデブリ捕捉システムとを含み、
    前記デブリ捕捉システムが、
    （ｉ）第１組のチャネルであって、前記第１組の各チャネルが、そこを通って前記ソースからの放射が伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する第１組のチャネルと、
    （ｉｉ）前記放射の伝播方向に対し、前記第１組のチャネルの下流側に位置する第２組のチャネルであって、前記第２組の各チャネルが、やはりそこを通って前記ソースからの放射が伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する第２組のチャネルと、
    （ｉｉｉ）前記第１組のチャネルと前記第２組のチャネルとの間に、前記放射の前記伝播方向と実質的に交差する純流動方向を有するガス流を提供するように構成されたガス供給部及びガス排出部とを含む照明系。
17. 少なくとも前記ソースの動作中、前記第１組のチャネルと前記第２組のチャネルとの間に、前記第１組のチャネルの放射入口ガス圧及び／又は前記第２組のチャネルの放射出口の動作中ガス圧よりはるかに高いガス圧を確定かつ維持するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項１６に記載の照明系。
18. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部に、前記純流動方向がほぼ垂直となるガス流を提供するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項１６に記載の照明系。
19. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部が、フォイル又はプレートによって形成される、請求項１８に記載の照明系。
20. 前記第２組のチャネルの内壁のうち１つが、前記第２組のチャネルの内壁のうち少なくとも他の１つにほぼ平行である、請求項１８に記載の照明系。
21. 前記第２組のチャネルの各内壁がほぼ平面である、請求項２０に記載の照明系。
22. 前記第２組のチャネルの各チャネルが有する、前記放射の前記伝播方向にほぼ垂直な断面が、閉幾何形状である、請求項１９に記載のリソグラフィ装置。
23. 前記第２組のチャネルの各チャネルが、前記ソースに合致する上部を有する仮想円錐にほぼ合致する、請求項１８に記載の照明系。
24. 前記第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部に、前記純流動方向がほぼ平行となるガス流を提供するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項１６に記載の照明系。
25. 前記第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部が、フォイル又はプレートで形成される、請求項２４に記載の照明系。
26. 前記第１組のチャネルの内壁のうち１つが、前記第１組のチャネルの少なくとも他の１つの内壁にほぼ平行である、請求項２４に記載の照明系。
27. 前記第１組のチャネルの各内壁がほぼ平面である、請求項２６に記載の照明系。
28. 前記第１組のチャネルの各チャネルが有する、前記放射の前記伝播方向にほぼ垂直な断面が、閉幾何形状である、請求項２４に記載の照明系。
29. 前記第１組のチャネルの各チャネルが、前記ソースに合致する上部を有する仮想円錐にほぼ合致する、請求項２４に記載の照明系。
30. 前記ソースを通って延びる仮想線に合致する軸を中心に、前記デブリ捕捉システムが回転可能である、請求項１６に記載の照明系。
31. リソグラフィ装置において放射ソースによる放射発生とともに放たれたデブリ粒子の少なくともいくらかを捕捉するためのデブリ捕捉システムであって、
    第１組のチャネルであって、前記第１組の各チャネルが、そこを通って放射ソースからの放射が伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する第１組のチャネルと、
    前記放射の伝播方向に対し、前記第１組のチャネルの下流側に位置する第２組のチャネルであって、前記第２組の各チャネルが、やはりそこを通って前記放射ソースからの放射が伝播することを可能にし、デブリ粒子を捉えるための内壁を有する第２組のチャネルと、
    前記第１組のチャネルと前記第２組のチャネルとの間に、放射ソースからの前記放射の前記伝播方向と実質的に交差する純流動方向を有するガス流を提供するように構成されたガス供給部及びガス排出部とを含むデブリ捕捉システム。
32. 少なくとも放射ソースの動作中、前記第１組のチャネルと前記第２組のチャネルとの間に、前記第１組のチャネルの放射入口ガス圧及び／又は前記第２組のチャネルの放射出口ガス圧よりはるかに高いガス圧を確定かつ維持するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項３１に記載のデブリ捕捉システム。
33. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部に、前記純流動方向がほぼ垂直となるガス流を提供するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項３１に記載のデブリ捕捉システム。
34. 前記第２組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部が、フォイル又はプレートによって形成される、請求項３３に記載のデブリ捕捉システム。
35. 前記第２組のチャネルの内壁のうち１つが、前記第２組のチャネルの内壁のうち少なくとも他の１つにほぼ平行である、請求項３３に記載のデブリ捕捉システム。
36. 前記第２組のチャネルの各内壁がほぼ平面である、請求項３５に記載のデブリ捕捉システム。
37. 前記第２組のチャネルの各チャネルが有する、放射ソースによって発生された前記放射の前記伝播方向にほぼ垂直な断面が、閉幾何形状である、請求項３３に記載のデブリ捕捉システム。
38. 前記第２組のチャネルの各チャネルが、仮想円錐にほぼ合致し、使用の際は、前記円錐の上部が、放射ソースに合致する、請求項３３に記載のデブリ捕捉システム。
39. 前記第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部に、前記純流動方向がほぼ平行となるガス流を提供するように、前記デブリ捕捉システムが構成される、請求項３１に記載のデブリ捕捉システム。
40. 前記第１組のチャネルの内壁のうちの１つの少なくとも一部が、フォイル又はプレートで形成される、請求項３９に記載のデブリ捕捉システム。
41. 前記第１組のチャネルの内壁のうち１つが、前記第１組のチャネルの少なくとも他の１つの内壁にほぼ平行である、請求項３９に記載のデブリ捕捉システム。
42. 前記第１組のチャネルの各内壁がほぼ平面である、請求項４１に記載のデブリ捕捉システム。
43. 前記第１組のチャネルの各チャネルが有する、放射ソースによって発生された前記放射の前記伝播方向にほぼ垂直な断面が、閉幾何形状である、請求項３９に記載のデブリ捕捉システム。
44. 前記第１組のチャネルの各チャネルが、仮想円錐にほぼ合致し、使用の際は、前記円錐の上部が、放射ソースに合致する、請求項３９に記載のデブリ捕捉システム。
45. 前記デブリ捕捉システムが、軸を中心に回転可能である、請求項３１に記載のデブリ捕捉システム。

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