JP2007300096A - 表面クリーニング方法、デバイス製造方法、クリーニングアセンブリ、クリーニング装置およびリソグラフィ装置 - Google Patents

表面クリーニング方法、デバイス製造方法、クリーニングアセンブリ、クリーニング装置およびリソグラフィ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光学エレメントの表面を効果的にクリーニングする方法を提供する。
【解決手段】この方法は、汚れ分離デバイス40により、個々の汚れを表面21から粒子分離ビーム41により少なくとも部分的に分離させること、および汚れ除去デバイス10により少なくとも部分的に分離された個々の汚れを捕捉することを含み、汚れ除去デバイス10が少なくとも1つの光学トラップ15を発生して、少なくとも部分的に分離された個々の汚れをトラップする。
【選択図】図7

Description

[0001] 本発明は、表面をクリーニングする方法、デバイス製造方法、クリーニングアセンブリ、クリーニング装置およびリソグラフィ装置に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、基板、通常は基板のターゲット部分に所望のパターンを施す機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路(IC)の製造に使用することができる。この場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、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、シリコンウェーハ)上のターゲット部分(例えば、1つまたは複数のダイを含む)に転送することができる。パターンの転送は、通常、基板上に設けられた放射感応性材料(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ターゲット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には、1回の動作でパターン全体を各ターゲット部分上に露光させることによってそのターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、所与の方向(「スキャン」方向)の放射ビームを介してパターンをスキャンすることによって各ターゲット部分を照射すると共に、これと同期して、この方向と平行または逆平行に基板をスキャンする、いわゆるスキャナとがある。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デバイスから基板へ転送することも可能である。
[0003] リソグラフィ装置は通常、クリーンルームで操作され、清浄な空気で頻繁にフラッシュされるが、装置の汚れはどうしても発生してしまい、その位置および汚れの種類によっては、様々な問題を引き起こす。例えば、クリーンルーム内の空気から派生するマスクの無機的汚れ、あるいはマスクの製造、移送および保管から派生する無機的汚れによって、投影ビームが局部的に吸収され、これにより照射量に誤差が生じたり、マスクの形体が不適切に結像されたり、さらには空白であるべき領域にマークがプリントされることさえある。基板テーブル上の微粒子によって基板が変形することがあり、これがホットスポットとして知られる局部的焦点誤差につながる場合がある。マスクおよび基板の周囲の空気ならびにそれらの製造などに加え、汚れの原因には、露光中に投影ビームによって基板からレジストの屑が飛ばされることや、装置の移動部分同士が機械的に接触することで、その接触面から微粒子が遊離し得ることなどが挙げられる。
[0004] 汚れによって生じる誤差を最小限に抑えるために、マスク、マスクテーブルおよび基板テーブル、ならびに光学エレメントなど、装置において影響を受けやすい部分を例えば手作業で定期的にクリーニングする。これは一般に時間のかかる作業であり、例えば基板テーブルをクリーニングするには2時間以上かかるため、装置が好ましからざる休止時間をもつこととなる上、この作業を熟練した技術者が行わなければならない。
[0005] 例えばリソグラフィ装置および/またはリソグラフィ法において、クリーニングを改善することが好ましい。簡単かつ効果的な手法で特定の表面および/または目的物から汚れを取り除くことも好ましい。
[0006] 一実施形態によれば、表面をクリーニングする方法が提供され、その方法は、クリーニングされる表面から少なくとも部分的に汚れを分離するように構成された汚れ分離デバイスを提供すること、および、汚れを捕捉するように構成された汚れ除去デバイスを提供することを含み、汚れ除去デバイスは、少なくとも1つの光学的トラップを発生して分離デバイスによって少なくとも部分的に分離された汚れをトラップする。
[0007] 一実施形態によれば、表面をクリーニングする方法が提供される。この方法は、汚れ分離デバイスにより表面から少なくとも部分的に汚れを分離すること、および、少なくとも1つの光学的トラップを発生して少なくとも部分的に分離された汚れをトラップする汚れ除去デバイスにより、少なくとも部分的に分離された汚れを捕捉することを含む。
[0008] また、一実施形態によれば、表面をクリーニングする方法が提供され、その方法は、少なくとも1つの光学的トラップを表面に沿って移動させ、汚れ粒子の位置座標を知ることなく、そのような粒子を少なくとも部分的に分離および/または捕捉することを含む。
[0009] さらに、一実施形態は、デバイス製造方法を提供し、その方法は、パターニングデバイスから基板上にパターンを転送することを含み、この方法は少なくとも1つの光学的トラップを発生させて粒子を光学的に分離、トラップおよび/または捕捉することを含む。
[0010] 別の実施形態は、光学エレメントの表面をクリーニングする方法を提供し、その方法は、少なくとも1つの光学的トラップを使用して光学エレメントの表面にある汚れ粒子を少なくとも部分的に分離および/または捕捉することを含む。
[0011] さらに別の実施形態は、表面をクリーニングするためのアセンブリを提供し、そのアセンブリは、クリーニングされる表面から少なくとも部分的に汚れを分離するように構成された、少なくとも1つの汚れ分離デバイスと、少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された、少なくとも1つの粒子トラップ装置とを含む。
[0012] また、一実施形態は、クリーニング装置を提供し、その装置は少なくとも1つの光学トラップを発生し、少なくとも1つの光学トラップおよび表面の少なくとも一方を相対的に移動させ、粒子の分離の前および/または捕捉の前に該粒子の位置座標を取得することなく、表面上に存在する1つまたは複数の汚れ粒子を少なくとも部分的に分離および/または捕捉するように構成される。
[0013] 別の実施形態によれば、表面をクリーニングするためのクリーニング装置が提供され、その装置は、少なくとも1つの光学トラップを発生し、かつ少なくとも1つの光学トラップを表面に沿って移動させるよう構成され、少なくとも1つの光学トラップが、特定のクリーニング期間内に表面のほぼ各部分に到達し、かつ表面上に存在する1つまたは複数の汚れ粒子に遭遇可能である。
[0014] 一実施形態によれば、アセンブリは少なくとも1つの光学エレメントと、少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された粒子トラップ装置とを含み、アセンブリは、粒子トラップ装置が光学トラップを使用して、光学エレメントの少なくとも一部をクリーニングすることができるように構成される。
[0015] 一実施形態では、パターニングデバイスから基板上にパターンを転送するように構成されたリソグラフィ装置が提供され、その装置は、少なくとも1つの光学トラップを発生してリソグラフィ装置内の粒子を分離および/または捕捉するように構成された、少なくとも1つの光学トラップ発生器を含む。
[0016] 他の一実施形態では、パターニングデバイスから基板上にパターンを転送するように構成されたリソグラフィ装置が提供され、その装置は、少なくとも1つのアセンブリを含み、そのアセンブリは、クリーニングされる表面から少なくとも部分的に各汚れを分離するように構成された少なくとも1つの汚れ分離デバイスと、少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された少なくとも1つの粒子トラップ装置とを含む。
[0017] 添付の概略的な図面を参照して、ほんの一例として、本発明の様々な実施形態を説明する。図面において、対応する参照符号は対応する部分を示す。
[0026] 図1は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す概略図である。以下に説明するように、この装置は、パターニングデバイスから基板上にパターンを転送するように構成することができる。
[0027] この装置は、放射ビームB(例えば、UV放射または他の放射)を調整するように構成された照明システム(イルミネータ)ILと、パターニングデバイス(例えば、マスク)MAを支持するように構成され、あるパラメータにしたがってパターニングデバイス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、レジストコートされたウェーハ)Wを保持するように構成され、あるパラメータにしたが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、ウェーハテーブル)WTと、パターニングデバイスMAによって放射ビームBに付与されたパターンを基板Wのターゲット部分C(例えば、1つまた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システム(例えば、屈折投影レンズシステム)PSとを含む。
[0028] 照明システムは、放射を方向付け、形作り、また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、または他のタイプの光学的構成要素、あるいは、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。
[0029] 支持構造は、パターニングデバイスの重さを支持、即ち支えている。支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空状態内で保持されているか否かなど他の状態に応じた形で、パターニングデバイスを保持している。支持構造は、機械的締付け、真空式締付け、静電的締付、または他の締付け法を使用してパターニングデバイスを保持することができる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定または移動することのできるフレームまたはテーブルでよい。支持構造によって、パターニングデバイスを、例えば投影システム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」または「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「パターニングデバイス」と同義語とみなすことができる。
[0030] 本明細書で使用する「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与して、基板のターゲット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、パターンが位相シフト形体、またはいわゆる補助形体を含む場合、基板のターゲット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、集積回路などターゲット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。
[0031] パターニングデバイスは透過性でも反射性でもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブル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、および減衰位相シフトマスク、ならびに様々なハイブリッドマスクなどがある。プログラマブル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、小ミラー群からなるマトリックス構成を使用している。傾斜ミラー群は、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。
[0032] 本明細書で使用する「投影システム」という用語は、使用される露光放射、あるいは浸漬液の使用または真空の使用など他のファクタに適した屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁光学システムおよび静電光学システムを含むあらゆるタイプの投影システム、また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「投影システム」と同義語とみなすことができる。
[0033] ここに述べるように、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ある。あるいは、装置は(例えば、先に述べたようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用した、または反射性マスクを使用した)反射タイプのものでもよい。
[0034] リソグラフィ装置は、2つ(デュアルステージ)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よい。このような「マルチステージ」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つまたは複数のテーブル上で予備段階を実行し、その間1つまたは複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。
[0035] リソグラフィ装置は、投影システム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システムとの間の、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、投影システムの実効開口数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システムと基板との間に位置することを意味する。
[0036] 図1を参照すると、イルミネータILは、放射ソースSOから放射ビームを受け取る。ソースおよ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みなされず、放射ビームは、例えば、適切な方向付けミラー群および/またはビームエキスパンダを含むビーム送出システムBD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および照射装置ILは、ビーム送出システムBDが必要であるならばそれと共に、放射システムと呼ぶことができる。
[0037] 照射装置ILは、放射ビームの角強度分布を調整するための調整器ADを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側および/または内側半径範囲(通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる)は調整することができる。さらに、イルミネータILは、積算器INや集光器COなど様々な他の構成要素も含むことができる。イルミネータ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および強度分布を持たせることができる。
[0038] 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デバイス(例えば、マスクMA)に入射し、パターニングデバイス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、投影システムPSを通り抜け、それによってビームは基板Wのターゲット部分C上に集束される。第2の位置決め装置PW、および位置センサIF(例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ)を用いて、例えば、放射ビームBの経路内に別のターゲット部分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、またはスキャン中に、第1の位置決め装置PM、および別の位置センサ(これは図1には明確には描かれていない)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(粗動位置決め)およびショートストロークモジュール(微動位置決め)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およ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および基板Wは、マスクアライメントマークM1およびM2、ならびに基板アライメントマークP1およびP2を使用して位置合わせすることができる。図示した基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占めているが、ターゲット部分間の空間に配置することもできる(これらは、スクライブレーンアライメントマークとして知られている)。同様に、マスクMA上に2つ以上のダイが設けられている場合、マスクアライメントマークを、ダイ間に配置することができる。
[0039] 図示した装置を、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。
[0040] 1.ステップモードでは、マスクテーブルMTおよび基板テーブル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ターゲット部分C上に1回の動作で投影される(すなわち単一静止露光)。次いで、別のターゲット部分Cが露光されるように、基板テーブルWTはX方向および/またはY方向に移動される。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単一静止露光で結像されるターゲット部分Cのサイズが限定される。
[0041] スキャンモードでは、マスクテーブルMTと基板テーブルWTとが同期してスキャンされると共に、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分C上に投影される(すなわち単一動的露光)。マスクテーブルMTに対する基板テーブルWTの速度および方向は、投影システムPSの拡大(縮小)特性および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって単一動的露光におけるターゲット部分の(非スキャン方向の)幅が限定されるが、ターゲット部分の(スキャン方向の)高さは、スキャン動作の距離によって決まる。
[0042] 別のモードでは、マスクテーブルMTは、プログラマブルパターニングデバイスを保持しながら基本的に静止が保たれ、基板テーブルWTは移動またはスキャンされ、それと同時に放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分C上に投影される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルWTの移動が終わるたびに、またはスキャン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、先に述べたタイプのプログラマブルミラーアレイなど、プログラマブルパターニングデバイスを利用し、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。
[0043] 上述の使用モードを組み合わせておよび/または変更して使用してもよいし、全く異なる使用モードを使用してもよい。
[0044] 図1〜図8は、いくつかのクリーニング装置10の詳細と応用例を示す概略図である。例えば、一実施形態では、リソグラフィ装置は1つまたは複数のクリーニングデバイス(または装置またはアセンブリまたはシステム)10を含むことができ、それにより装置内のあるいは装置の1つまたは複数の部分または表面をクリーニングすることができる。図1では、このようなクリーニングデバイスを概略的に方形で示し参照番号10a、10bおよび10cを付している。例えば、この装置は、パターニングデバイス(レチクル、マスク)MAの表面の少なくとも一部をクリーニングするために、1つまたは複数のクリーニングデバイス10aを有することができる。またこの装置は、この装置の投影システムPSの少なくとも一部、例えば、適用される投影システムのタイプに応じ、レンズまたはミラーの表面の少なくとも一部をクリーニングするために、1つまたは複数のクリーニングデバイス10bを含むことができる。さらに一例として、この装置には、基板Wおよび/または基板支持体WTの表面の少なくとも一部をクリーニングするために、1つまたは複数のクリーニングデバイス10cを設けることができる。また、この装置の別の部分、例えば照明システムIL、調整器AD、積算器IN、集光器CO、放射収集器、フォイルトラップ、ならびに/あるいは装置のそれ以外の部分または領域の表面をクリーニングするために、1つまたは複数のクリーニングデバイス10を設けることができる。
[0045] さらなる実施形態では、装置のクリーニングデバイス10のうち少なくとも1つは、少なくとも1つの光学トラップを使用して、特に表面をクリーニングするために汚れを分離、トラップ、捕捉あるいは操作するように構成される。例えば、このクリーニングデバイス10は、リソグラフィ装置内の各粒子をトラップするための、少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された、少なくとも1つの光学トラップ発生器を含むことができる。限定されないこのようなクリーニングデバイスの例を、図2〜図8にいくつか示す。
[0046] また例えば、クリーニングデバイス10のうち少なくとも1つは、表面をクリーニングするためのアセンブリをそれぞれ含み、あるいは提供され、または備え、そのアセンブリは、クリーニングされる表面から(少なくとも部分的に)汚れを分離するために電磁場を使用するように構成された、少なくとも1つの汚れ分離デバイスと、少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された、少なくとも1つの粒子トラップ装置とを含む。
[0047] 図2〜図4の実施形態では、1つまたは複数の光学トラップ15を使用して各粒子を分離し、各粒子を捕捉および/または除去する。図7および図8は、別個の汚れ分離と組み合わせて1つまたは複数の光学トラップを使用する、限定されないクリーニングシステム/アセンブリ50の例を示す。
[0048] このような光学トラップは当業者には知られているので、本願では詳細には述べない。光学トラップを発生するように構成されたデバイスのいくつかの例として、光学ピンセットや光学スパナが挙げられる。例えば、沿革のあらましを見ると、光学トラップの公知の応用例およびこのようなトラップを作るための公知のデバイスは、Kishan Dolakia およびPeter Reece著 「Optical micromanipulation takes hold」, Nanotoday, February 2006, Vol. 1, nr 1 (Elsevier) ならびにJustin E. Molloy およびMiles J. Padgett 著「Lights, action: optical tweezers」, Contemporary Physics 2002,Vol. 43, nr. 4, 241-258頁 (Taylor & Francis Ltd)などに見られ、両文献全体を参考として本明細書に組み込む。
[0049] 光学トラップは主に生物材料を操作するために応用されている。例えば、米国公開特許第2002/0115164A1号 (Wang et al.)を参照されたい。また、軌道角運動量(Orbital Angular Momentum)を1つまたは複数の粒子へ移行することによって、各ラゲールガウス(Laguerre-Gauss)(LG)ビームのビームウェストで各粒子をトラップできることが実験的に示されている。例えば、K. Dholakia, et al.著「Optical tweezers: the next generation」, Physics World, 15, 31 (2002)、ならびに J.E. Molloy およびM. Padgett著「Lights, action: optical tweezers」, Contemp. Phys. 43, 241 (2002)を参照されたい。両文献全体を参考として本明細書に組み込む。
[0050] ミクロン径のシリカ粒子および生物試料の操作は、今や日常的に行われている。例えば、W.M. Lee, et al.著「Optical steering of high and low index microparticles by manipulating an off-axis optical vortex」, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 7, 1 (2005)を参照されたい。この文献全体を参考として本明細書に組み込む。主ローブ内および多数のサイドローブ内の多数の粒子をトラップするために、ベッセルビーム(Bessel beam)の「無回折(diffraction-free)」特性が利用されている。これについては、D. McGloin およびK. Dholakia著 「Bessel beams: diffraction in a new light」, Contemporary Physics, 46, 15 (2005)、V. Garces-Chavez, et. al.著「Optical levitation in a Bessel light beam」, Appl. Phys. Lett., 85, 4001 (2004), ならびにK. Volke-Sepulveda, et. al.著「Orbital angular momentum of a high-order Bessel light beam」, J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 4, S82 (2002)を参照されたい。これらの文献全体を参考として本明細書に組み込む。さらに、このようなビームのモードを多重化して目的物を2次元的3次元的に大量移送することが知られている。例えば、米国特許第6858833B1号(Curtis et al.)を参照されたい。本発明の基本的な概念は、汚れ除去の分野および/または、例えばリソグラフィにおいて、このような光学トラップのうち1つまたは複数を適用することである。
[0051] 光学トラップを汚れのトラップに適用すると、従来の汚れ除去方法に比べ様々な利点が得られる。例えば、一実施形態では、表面クリーニング方法において、少なくとも1つの光学トラップ15を表面に沿って移動させて、表面上または表面近傍に存在し得る1つまたは複数の汚れ粒子を分離および/または捕捉することができる。この動作は、このような各粒子との遭遇前までにあらかじめ、かつ/または遭遇前の時点で各粒子の位置座標を取得することなく行われる。例えば、以下に述べるように、1つまたは複数の光学トラップ15を表面に沿ってスキャンさせて各粒子25を分離、遊離および/あるいは捕捉またはトラップすることができ、例えばさらにトラップした各粒子25を操作または(再)移動することができる。このように展開すると、粒子の最初の検出を必要とすることなく、新規な光学方法をいくつか使用して、例えば、多重化したラゲールガウス(LG)ビームトラップおよびベッセルビームトラップを発生させることによって、クリーンで効率的な「非接触」粒子除去方法を提供することができる。また、本発明のいくつかの実施形態は、粒子除去方法および装置を提供し、粒子を表面から安全に、特に表面を損傷または表面の機能を悪化させずに除去することができる。例えば、クリーニング対象20が基板Wの場合、光学トラップ15を与えることによって基板表面21の好ましくない障害を避けることができる。クリーニング対象が、例えばレンズ、ミラー、フィルタエレメント、レチクルまたは他の光学エレメントなど、光学エレメントの場合は、少なくとも表面21の一部を、表面の好ましい光学特性を悪化させずに光学トラップによってクリーニングすることができる。
[0052] 図2〜図4は、例えば図1の実施形態のクリーニングデバイス10a、10b、10cのうちの少なくとも1つとして適用することのできるクリーニングデバイスまたはクリーニング装置10の実施形態を示す。クリーニング装置10は、例えば基板、レチクル、光学エレメントおよび/またはリソグラフィ装置の一部の表面21など、対象20の表面21の少なくとも一部をクリーニングするように構成されている。当業者には明らかなように、クリーニングされる表面21は、例えばほぼ平坦な表面、プロファイルされた表面または特定のレリーフを有する表面、ならびに/あるいは他のタイプの表面など、様々な形状や形体を有することができる。クリーニング装置10は、少なくとも1つの光学トラップ15を発生し、かつ表面21に沿って少なくとも1つの光学トラップ15を移動させて、表面21上に存在し得る1つまたは複数の汚れ粒子25を分離および/または捕捉するように構成される。特にこの動作は、このような粒子25の分離および/または捕捉前に個々の粒子25の位置座標を取得することなく行われる。これを図2〜図4に示す。
[0053] 当業者には明らかであり知られているように、クリーニングデバイスまたはクリーニング装置10は、少なくとも1つの光学トラップ15を発生するための様々な方法で構成することができる。例えば、装置10は、当業者にはそういうものとして知られているように、光学ピンセットおよび/または光学スパナであり得る。クリーニングデバイス10は、個々の汚れ15を捕捉するように構成配置された汚れ除去デバイスまたは粒子トラップ装置、ならびに/あるいは汚れ分離デバイスと呼ぶことができる。
[0054] 例えば、図2〜図4の実施形態では、クリーニングされる表面21上またはその近傍の回折限界(diffraction-limited)スポットに少なくとも1本のレーザ放射ビーム12が高集束するようにクリーニング装置10を構成して、表面21上またはその近傍に少なくとも1つの光学トラップ15を提供することができる。一実施形態では、クリーニング装置10は、レーザビーム12を生成するためのレーザ11と、例えば(高開口数の)光学システム、レンズまたはレンズシステムまたは顕微鏡対物レンズなどの集束デバイスを含むビームコントローラおよび/またはモディファイア13とを備えて、それによりレーザビーム12を高集束させて、光学トラップを表面21上またはその近傍に形成することができる(詳細は図3参照)。例えば、高集束レーザビーム12から生じる光学的傾斜場によって、またはさらなる実施形態では、1つまたは複数のLGモードの集束ビームから生じる光学的傾斜場によって光学トラップ15が提供され、それにより粒子に軌道角運動量を付与する(下記参照)。当業者には知られているように、光学的傾斜場は、特に誘電粒子材料内/上で作用する放射圧または光学的傾斜力をもたらし、その圧力または力によって粒子25をトラップすることができる。例えば、高集束レーザビーム12は、例えば約1μmの(表面21上またはその近傍の)焦点面において約10μm以下または2μm以下のビーム幅を有することができる。また、例えば、高集束レーザビーム12は、少なくとも、それによって処理される粒子25のサイズ(粒径または平均サイズ)のビーム幅を有することができる。限定されない例では、レーザビーム12は、それによって処理される粒子25のサイズ(粒径または平均サイズ)の約2〜4倍の範囲内のビーム幅を有することができる。
[0055] さらなる実施形態では、クリーニングデバイス10は、各レーザビーム12をクリーニング対象20の表面21上に向けることのできる動作位置から、邪魔にならない、例えば露光中に各リソグラフィ装置の他のどんな部分をも遮らない非動作位置へ引込み可能に取り付けられたクリーニングヘッドを含む、またはそれを内部に組み入れることができる。
[0056] レーザ放射は、例えば可視波長域、紫外波長、赤外波長または他の波長域などの様々な波長を有することができる。ビーム12は、ビーム12の集束点に光学トラップ15が形成され、それにより放射が、分離および/またはトラップされる汚れ粒子25と相互作用することによってその粒子を分離および/または捕捉することができるようであればよい。
[0057] また例えば、一実施形態では、クリーニングデバイス(または汚れ除去デバイスまたは汚れ分離デバイス)10は、軌道角運動量(OAM)を持つことのできる、いわゆるベッセルビームまたはラゲールガウスビームあるいは他の適切なビームモードを発生するように構成することができ、その場合、軌道角運動量を光学ビーム12から1つまたは複数の汚れ粒子へ移行することができる。例えば、このようなビームは粒子をスピン旋回させることができ、それにより表面21からの粒子25の除去に改善をもたらすことができる。このような光学ビームモードを提供するための構成は当業者にはよく知られている(上記文献参照)。一例として、軌道角運動量を持つ光学ビーム12を、ホログラフ的に、かつ/あるいは適切なビームモード変換器、適切な螺旋相プレートなどの適切な相プレートおよび/または他の適切な手段を利用して発生させることができる。一例として、図2では、ビームコントローラおよび/またはモディファイア13を、レーザビーム12の入射レーザ放射のモードが所望の軌道角運動量を有するモードに変更されるように構成し、それにより粒子25と相互作用することのできる光学トラップ15を提供して粒子25の回転またはスピンを介して粒子25を分離することができる。その場合、クリーニングデバイス10は、汚れ分離デバイスとして動作することができる。この汚れ分離デバイスは、光学トラップ15を介して個々の粒子25をスピンまたはひねることによって、クリーニングされる表面から各粒子25を分離することができる。
[0058] また、限定されない一例では、トラップビームと共に伝播する追加のレーザパルスを有することによって汚れ分離を行って、付着した粒子を熱的に攪拌し、例えばファンデルワールス相互作用(van der Waals interaction)を弱めることができる。このファンデルワールス相互作用は、例えば、誘電性表面または金属表面上のシリカ粒子の場合、および/あるいは他の汚れや表面の場合に存在し得る(下記も参照)。したがって、パルスモードにおいてトラップビームそれ自体を動かして、衝撃波誘起による粒子解放を開始し、かつ同時にトラップを行うことができる。
[0059] 一実施形態では、クリーニング装置10を、表面21に沿って少なくとも1つの光学トラップ15を移動させるようにも構成することができる。そうすることによって、特定のクリーニング期間内に表面21のほぼ各部分に、少なくとも1つの光学トラップ15(図2〜図4のもの)が到達し、少なくとも1つの光学トラップ15が、表面21上に存在し得る1つまたは複数の汚れ粒子25に遭遇し、それを分離しかつ/あるいは捕捉することができる。このように、表面21のほぼ各部分、好ましくは表面21全体を効率的な方法でクリーニングすることができる。
[0060] 例えば、一実施形態では、表面21をトラップ装置10に対して移動させることができる。また例えば、トラップ装置10を、表面21に対して移動させることができる。さらに、図2に示すように、トラップ装置を、出射光学トラップビーム12の方向を修正するように構成して、表面21上の(光学トラップ15を提供する)集束領域をスキャンすることができる。例えば、光学ビーム12の経路内に配置することのできる1つまたは複数の調整可能または移動可能なビームステアリングミラー(図示せず)などの適切なオプティクスを使用して、ビームコントローラおよび/またはモディファイア13をこのようなビームステアリングを提供するように構成することができる。
[0061] 図2〜図4に示す実施形態の使用を通じて、表面21またはその一部をクリーニングすることができる。その場合クリーニング装置10、11および13は、表面21のところまたはそのすぐ上に光学トラップ15を生成する。本明細書では、レーザ11は適切なレーザビーム12を提供することができ、ビームコントローラおよび/またはモディファイア13は、レーザビーム12を制御および/または修正して、表面21のところまたはその近傍の所望の位置に光学トラップ15を発生する状態を提供することができる。
[0062] 好ましくは、光学トラップ15および表面21を互いに対して移動させ、それによりトラップ15が表面をスキャンして、表面21上に存在し得る粒子25を分離および/または捕捉することができる。光学トラップ15を表面21に沿ってまたは表面に対して移動させるスキャン方向を、図では矢印SCで示し、表面21のクリーニング装置10に対する同量の任意選択移動を、2つの矢印SCで示す。このように、表面21上の1つまたは複数の汚れ粒子25の正確な位置座標をあらかじめ知ることなく、このような粒子25を分離および/またはトラップすることができる。
[0063] また、上記に関連して、発生された光学トラップ15は、表面21上に在る個々の粒子25に光学的角運動量を移行させるのに適しており、このことは特に個々の粒子25の表面21からの分離(例えば、脱離)向上に有用である。このように、各粒子を効率的に分離させることができるので、例えば光学トラップ15によっても除去することができるし、別の方法、例えば表面に適切な流体の流れを与えることによって、または例えばどんなファンデルワールス結合をも弱める厚さを有する単一層の適切な流体を与えることによって除去することもできる。
[0064] 図3では、粒子25は表面21上にある。好ましくは、その粒子の位置はクリーニング装置10に知られていない。しかし、クリーニング装置は、光学トラップ15に表面21上をスキャンさせ、例えば偶然に粒子25に向かう。したがって、図4に示すように、光学トラップ15は、粒子25に遭遇して粒子と相互作用し、粒子をトラップして粒子25を表面21から除去することができる。本明細書では、粒子を除去することには、表面21から粒子25を(表面に直交する方向に)持ち上げること、および/または、表面21に対し、例えば表面21に沿って粒子25を移動させることが含まれる。また、光学トラップは軌道角運動量を粒子に移行して、粒子25が表面21から除去されるのを補佐することが好ましい。加えて、ベッセルビームは、粒子を捕捉してそれをビーム中心から横方向に離れさせることができることが知られている。
[0065] また、一例として、使用を通じて、光学トラップ15の中心と表面との距離を、トラップされる粒子25の平均半径または粒子25の他の寸法とほとんど同じ値に保持することができる。また、当業者には明らかなように、除去対象である1つまたは複数の粒子のサイズおよびタイプならびに光学トラップのサイズに応じて、トラップ中心と表面21との間の別の距離dを付すことができる。一実施形態では、例えばビームコントローラおよび/またはモディファイア13によって、あるいは表面21とクリーニング装置10との間の距離を変えることによって、光学トラップ15の中心と表面21との間の距離dを変えることができる。例えば、距離dに1つまたは複数の小さな変化を持たせることは、表面21に存在する粒子25を初めに除去または減損または収集する上で有用であり得る。限定されない例として、トラップの中心と表面21との間の距離dの変化を、表面21に対し垂直に計測された粒子の径または高さなど、粒子25の寸法とほぼ同じ大きさとすることができる。
[0066] クリーニングデバイス10を、光学トラップ15がクリーニングされる表面21から遠ざかる方向の領域に移動するように構成することもできる。例えばトラップ15を表面21の上方にまたはそれに沿ってスキャンさせる1回または複数回のスキャニングまたは「フーバリング(hoovering)」走行の後、例えば粒子除去領域31(図2参照)に移動するように構成することもできる。例えば、粒子除去領域31を光学トラップ15に向かって移動可能にして、例えばクリーニングされる表面21がクリーニングデバイス10に対して(各方向SCへ)移動されている場合、捕捉した粒子を受け取ることができる。一例として、クリーニングデバイス10は、各光学トラップ15を操作して、粒子捕捉領域を通り抜けてトラップ15を移動させ、かつ/または光学トラップ15を「オープン」してまたはアンドゥーして、トラップ15内に捕捉されている粒子25を全て開放または移行させることができる。1つまたは複数の光学トラップ15からこのような個々の粒子25を受け取り、このような各粒子25を捕捉保持し、かつ/またはさらにこのような各粒子を除去するように、粒子除去領域31を構成することができる。限定されない例として、図2では、粒子除去領域31に圧送装置または吸引線30を設けている。これにより上述の表面スキャン後1つまたは複数の光学トラップ15から粒子を受け取り、このような個々の粒子25を粒子除去領域31から圧送または吸引して離し(これを矢印A1で示す)、例えば任意選択でさらにこのような各粒子を除去する(これを矢印A2で示す)。当業者には明らかなように、このような各粒子捕捉領域31および粒子除去装置30は、様々な方法で構成することができる。
[0067] 先に述べたように、一実施形態では、2つ以上の光学トラップ25を適用して表面21をクリーニングすることができる。これを図5および図6の実施形態において概略的に示す。特に、図5および図6の実施形態は、クリーニングデバイス10が複数の光学トラップ15を提供するという点で図2〜図4に示す実施形態とは異なる。例えば、クリーニングデバイス10を、多重化ビームトラップ、好ましくは多重化ラゲールガウスビームトラップやベッセルビームトラップを生成するように構成することができる。トラップを多重化する方法は当業者には知られている。多重化は、1つまたは複数のレーザビーム源を使用して行うことができる。例えば、多重化トラップまたは多重光学トラップ(図5参照)は、多重コヒーレント光学ビームの干渉を与えるという簡単な方法で提供することができる。このような多重コヒーレント光学ビームは、2次元的または3次元的に、例えば少なくとも100個または最低1000個という非常に多数のトラップサイト15を提供することができる。また、多重光学トラップを形成するためにホログラムを適用することができる(例えば、上述の米国特許第6858833号参照)。例えば、ホログラフィック回折格子、空間的光変調器によって、金属またはSi基板上のミクロ相プレートによって、多重螺旋相プレートまたは多重化アキシコンによって多重化を行うことができる。このように、表面21を即座にクリーニングすることができ、この場合、比較的多数の光学トラップ15が多数の表面部分に到達すると同時に汚れを分離および/または捕捉することができる。図6に示すように、例えば様々なスキャン方向SCやSCを付して表面21に対して、例えば2つの互いに直角を成す方向SCおよびSCまたは別の方向に光学トラップをスキャンさせることができる。
[0068] 図7および図8は、アセンブリ50の一実施形態を示す。この実施形態は、汚れトラップデバイス10に加え、別個に汚れ分離デバイス40が設けてある点で、図2〜図6に示す実施形態とは異なる。本明細書では、汚れ分離デバイス40および汚れトラップデバイス10を様々な方法で構成することができ、例えば互いに組み込んだり、別の存在としたり、かつ/または別の方法で構成することができる。特にアセンブリ50は、1つまたは複数の粒子を分離するように構成されるが、1つまたは複数の光学トラップ15をその目的のためには適用または使用せず、1つまたは複数の光学トラップ15を(少なくとも部分的に)分離された粒子25を捕捉および/または除去するために引き続き使用する。本明細書では、粒子25の分離に伴い、表面21に対し粒子25を(再)移動させてまたは(再)移動させずに、粒子と表面21との結合または他の力(例えば接着力、吸着力)を解くことができる。したがって、分離されたまたは少なくとも部分的に分離された汚れは、依然としてクリーニングされる表面のところに在り得るし、それに接触していることもある。また、分離された粒子を表面から除去することができるが、依然としてその表面から近い距離のところに位置し得る。例えば、以下に説明するように、汚れ分離デバイス40を、粒子を分離するための1つまたは複数の粒子分離ビーム41を発生するように構成し、トラップデバイス10を、1つまたは複数の別個のトラップビーム12を発生するように構成する。ただし、分離デバイス40を、例えば分離させる粒子25のタイプに応じて表面に電磁場(例えば、電場および/または磁場)を印加するなど、別の分離技術を使用して、別の方法で表面21から粒子を分離するように構成することもできる。
[0069] 例えば、図7および図8のクリーニングアセンブリ50は、汚れと表面との結合を弱めるように構成された少なくとも1つの汚れ分離デバイス40と、少なくとも1つの光学トラップ15を発生するように構成された少なくとも1つの上述の粒子トラップ装置10とを含むことができる。一例として、粒子トラップ装置10をやはり光学ピンセットおよび/または光学スパナによって提供することができる。さらに例えば、表面21および/または汚れに、流体、液体、プラズマ、低温プラズマ、電磁場、放射ビームおよび粒子ビームのうち少なくとも1つを施すことによって表面21(および汚れ)を処理するように、汚れ分離装置40を構成することができる。例えば、本明細書では、低温プラズマ処理によって低エネルギー処理および低損傷方法を提供することができ、この場合、(交流AC)電磁場と化学的相互作用とを組み合わせて、汚れと表面との結合を弱めることができる。
[0070] 例えば、汚れ分離デバイス40を、汚れ粒子25とクリーニング対象20の表面21との間の力を低減または破壊するように構成することができる。さらなる実施形態では、汚れ分離デバイス40は、クリーニング対象の表面21に対して、粒子分離レーザビーム41の放射を誘導するレーザデバイス42を含むことができ、それによりその上の汚れ25を少なくとも切除または熱的に遊離させる、あるいはその両方を行うことが好ましい。このようなレーザデバイス42は当業者には知られており、様々な方法で構成することができる。粒子分離の結果、各汚れ粒子が損傷されないことが好ましい。したがって、レーザクリーニング強度は、処理される汚れ粒子の損傷閾値を下回ることが好ましく、レーザによって表面が損傷を受けないようであることが好ましい。一例として、汚れ分離デバイス40は、ドライレーザクリーニングデバイスまたはスチームレーザクリーニングデバイスを含むことができる。レーザクリーニングは、こうした複数の過渡的粒子の少なくとも一部を除去するために使用することのできる表面クリーニングの1つの独特な方法である。汚れ分離デバイス40によって提供されるこのようなレーザクリーニングは、粒子と粒子25が堆積する表面21との間の、界面エネルギーまたは物理的結合とも呼ばれる静的電位またはゼータ電位に基づくと言える。界面エネルギーは、粒子の直径と表面上の粒子の接触部分の直径との比の逆数を基準としている。ドライレーザクリーニングは、一種のレーザクリーニングであり、それによってレーザ放射のビームを表面21に向かって誘導することができ、それを例えば特定の粒子に誘導することができる。レーザスチームクリーニングは、分離デバイス40によって表面21をクリーニングする別の方法であり、ドライレーザクリーニングの技法を組み入れることができるが、表面21上の液体界面を利用して、ドライレーザクリーニングが生じ得る損傷を少なくともある程度低減し、その上、レーザエネルギー全体を粒子の内部に分散させる必要なく、粒子を除去することが可能である。さらなる実施形態の場合は、(レーザ)分離デバイス40によって表面から分離された粒子25をトラップするように、トラップ装置10を構成することができる(図8参照)。
[0071] 例えば、汚れ分離デバイス40を、粒子分離ビーム41が所定の入射角で表面21上に誘導されるように構成することができる。また、汚れ分離デバイス40は、クリーニングされる表面をスキャンするための粒子分離ビームの角度が変わるように構成配置されるビームスキャニングデバイスを含むことができる。移動可能なミラーまたは他のステアリングデバイス(図示せず)を設けることができるので、表面21に沿って粒子分離ビーム41を迅速にスキャンさせることができる。
[0072] 粒子分離ビーム41をクリーニングされる表面に対して誘導することができ、切除、燃焼および熱効果を組み合わせて汚れを分離することができる。汚れを主に気化させ、酸素がいくらかでもあれば燃焼させることができる。気化した汚れは気化していない、よりひどい汚れの除去を加勢することができ、粒子分離ビーム41からのエネルギーを継続して吸収することによってプラズマに変わることもできる。無機的な汚れは主に粒子であるが、レーザビーム41からのエネルギーを迅速に吸収し、その結果起こる熱膨張によって衝撃波が生じ、それが表面から汚れを遊離させる。粒子はまた切除され、かつ/または昇華させられる。レーザ分離のプロセスを最適化するために、粒子分離ビーム41の波長は、予測される汚れが最大限に吸収するように選択することができる。さらに、レーザデバイスによってレーザビーム41の波長を変えるようにすることができる。特に、例えば100ナノ秒未満、好ましくは10ナノ秒未満の短パルス長を有するパルス粒子分離ビーム41が効果的であると言える。パルス源により、熱衝撃波の効果が顕著となる。また、気化または遊離した汚れに後続のパルスが衝突することにより、プラズマおよびさらなる衝撃波が発生し、それにより汚れの遊離が加勢される。Qスイッチレーザ42を使用して強力な短レーザパルスを提供することができる。したがって、トラップビームと一直線上にあり得るパルス分離ビームは、粒子近傍においてレーザ衝撃波を引き起こすことによりファンデルワールス−ロンドン引力を克服することによって、表面から粒子を遊離させる働きをすることができる。遊離後、トラップビームが粒子をトラップし除去することができる。
[0073] また、クリーニング対象20上の繊細な膜を保護するために、入射面内に偏光面のある偏光レーザビーム41を使用することができる。次いで、当該表面および/または膜に対し、ブルースター角未満の入射角で粒子分離ビーム41をクリーニングされる表面上に誘導する。このように、クリーニングされる表面21内への粒子分離ビーム41の吸収を最小限に抑え、表面21およびその上のあらゆる膜の劣化も最小限に抑える。
[0074] 当業者には明らかなように、例えば表面21を移動させることによって、またレーザ源42を移動させることによって、かつ/または適切なレーザビームステアリングを提供することによって(粒子分離)レーザビーム41を様々な方法で表面21の所定位置に誘導することができる。汚れ分離デバイス40を使用して、汚れが致命的であったり汚れが汚れディテクタに結合したりする、汚れを受けやすい構成要素の各領域を完全に一掃することができ、また汚れ分離デバイス40を使用して、汚れが検出されたところのみをクリーニングすることができる。後者の場合、適切な制御システムを介して位置決めデバイスにレーザトリガをつなぐことができ、それにより表面21の必要箇所のみをレーザクリーニングすることが可能である。
[0075] 図7および図8に示すように、クリーニングされる表面21に対し少なくとも1つの光学トラップ15を移動させるようにアセンブリ50を構成して、表面21のところまたはその近傍に存在する粒子を捕捉することができる。先に述べたように、本明細書ではクリーニング対象の個々の部分が引き続き処理されるように汚れ分離デバイス40を構成配置して、こうした個々の部分から汚れを分離することができる。(上述の実施形態でのように)クリーニング対象に対し少なくとも1つの光学トラップ15を移動させるようにトラップデバイス10を構成することができる。この場合、汚れ分離デバイス40によって処理されるべき表面の部分、また処理されている表面の部分、かつ/または処理された後にその表面の部分に、少なくとも1つの光学トラップを移動させるように粒子トラップ装置を構成する。
[0076] 図7および図8の実施形態の使用を通じて、汚れ分離デバイス40を使用してクリーニングされる表面から個々の汚れ25を分離することができる。例えば、汚れ分離デバイス40は、個々の汚れを分離させるために表面21の1つまたは複数の部分を処理することができる。本明細書では、例えばレーザデバイス42は所定の方法で、またはランダムに、または別の方法でレーザビーム41を表面上方でスキャンさせることができる。好ましくは、クリーニングデバイスの粒子分離動作を、このような個々の粒子25の分離前にそれぞれの粒子の位置座標を取得せずに行う。あるいは、粒子検出デバイス(図示せず)を設けて、クリーニングされる表面21上の除去すべき個々の粒子25を検出することができる。この場合、クリーニングデバイスの粒子分離動作は、粒子検出デバイスによって検出された個々の粒子25の位置座標を使用して行う。
[0077] 汚れ除去デバイス10は、その使用を通じて少なくとも1つの光学トラップ15を発生して、分離デバイスによって分離された汚れをトラップする(図8参照)。例えば、レーザデバイス42が表面部分を処理する前、処理中かつ/または処理後に、少なくとも1つの光学トラップ15を、汚れ分離デバイス40によって処理された表面部分にまたはその近傍に移動させて、分離された汚れを捕捉する。
[0078] 少なくとも1つの光学トラップの発生方法は、例えば1本または複数本のレーザビーム12を使用するという、図2〜図6の実施形態に関して先に説明した方法と同じまたは同様であり得る。一実施形態では、図7のアセンブリ50は、主レーザビームを提供するためのレーザ源を1つのみと、この主レーザビームを分割して、各粒子の分離に使用される1つまたは複数の粒子分離ビーム41、および1つまたは複数の光学トラップ15の提供に使用される1つまたは複数のトラップビーム12を得るビームスプリッタとを含むことができる。一実施形態では、いくつかのレーザ源を別個に設けてビーム12および41を別々に発生させる。
[0079] 例えば、分離デバイス40のレーザビーム41が表面21にぶつかる表面区画に密接して、またはその表面区画から所定距離のところに、光学トラップ15をその使用を通じて配置することができる。例えば、トラップデバイス10によって発生された粒子トラップビーム12のスキャン方向SCは、粒子分離ビーム41のスキャン方向SCL(図8参照)と同様にすることができ、かつ/または粒子トラップビーム12を、粒子分離ビーム41に追従するように誘導することができる(図8参照)。粒子分離ビーム41(の移動)に対する粒子トラップビーム12の移動は、別の方法で行うこともできる。例えば、各ビーム移動、各入射角または他の各ビームパラメータ間の特定の(別の)相関関係を使用して行うこともできる。トラップビーム12の動作は、粒子分離ビーム41の動作に対し相関関係を持つ必要はない。例えば、表面21(またはその一部)をまず粒子分離ビーム41によって処理して、各分離粒子25を緩めることができ、その後1つまたは複数の光学トラップ25を使用して、緩めた、かつ/または分離させた各粒子25をトラップ(かつ除去)する。また、先に述べたように、少なくとも1つの光学トラップ15を表面21に沿って移動させて、表面21上またはその近傍に存在し得る1つまたは複数の分離された汚れ粒子を捕捉することができる。この場合、その動作は、このような粒子25の捕捉前に各粒子の位置座標を取得して、かつ/または取得せずに行うことができる。また、一実施形態では、少なくとも1つの光学トラップ15を表面21に沿って移動させ、それにより特定のクリーニング期間内に少なくとも1つの光学トラップ15を表面のほぼ各部分に到達させ、またそれにより少なくとも1つのトラップを表面21上またはその近傍に存在し得る1つまたは複数の汚れ粒子に遭遇させることができる。また、本実施例では、少なくとも1つの光学トラップを、少なくとも第1の位置(クリーニングされる表面21近傍など)から第2の位置(例えば、上述の除去領域A1)に移動させて、トラップによってトラップされた各粒子を移送し、かつ/または粒子を表面21から遠ざけるように移送させることができる。
[0080] 一実施形態では、例えばリソグラフィ法などのデバイス製造方法が提供され、その方法は、パターンをパターニングデバイスから基板上に転送する段階を含む(例えば、図1参照)。この方法は、例えば、先に述べた、かつ/または図1〜図8に示した粒子トラップなど、またはそれと同様に、光学的に粒子をトラップするための、少なくとも1つの光学トラップ15を発生する段階も含むことができる。例えば、この方法は、光学的にトラップされた個々の粒子を移動させるために光学トラップ15を移動させる段階を含むことができる。さらなる実施形態では、光学的にトラップされる粒子25を、パターニングデバイスMA上またはその近傍に、かつ/または基板W上またはその近傍に探し当てることができ、この場合パターニングデバイスMA上またはその近傍で、かつ/または基板W上またはその近傍で、少なくとも1つの光学トラップをそれぞれ発生させて個々の粒子25をトラップすることができる。さらなる実施形態では、この方法は、投影システム(例えば、図1参照)を利用して、パターニングされた放射ビームを基板上に投影する段階を含むことができ、投影システムPLの少なくとも一部上またはその近傍に、光学的にトラップされる粒子を探し当て、投影システムの各部分上またはその近傍で少なくとも1つの光学トラップ15を発生させて粒子をトラップすることができる。
[0081] 例えば、除去対象の汚れは、様々なタイプの汚れ粒子25を含み得、こうした粒子は様々なサイズおよび形状を有し様々な物質を含み、または様々な物質から成り得る。一例として、リソグラフィでは、汚れは、マスク上の誘電性粒子、金属粒子、無機的汚れ、基板テーブル上の微粒子、露光中に投影ビームによって基板から飛ばされるレジストの屑を含み、装置の各移動部分同士が機械的に接触し、それにより接触面から微粒子を遊離させることもあり、かつ/または他の汚れも含む。上述のクリーニング方法およびデバイスは、汚れによって生じるリソグラフィ誤差を望み通りに、時間的に効率よく低減することができる。
[0082] 上記に関連して、放射ビームの基本的物理特性の理解が新たに展開され、放射ビームのラゲールガウス(LG)モード、およびいわゆるベッセルビームの独特な「伝播不変(propagation invariant)」特性に基づく「光学ピンセット」および「光学スパナ」など、効率的な光学的トラップ方法がいくつかもたらされている。直径が数ミクロンの粒子、および染色体などの大きな生体分子を焦点領域近傍(ビームウェスト)でトラップし、正確に顕微操作することができることが、多数の研究グループによって示されている(上記参照)。上記に関連して、空間的光変調器またはホログラフィック回折格子を使用することによって、トラップに必要な特性を有する放射ビームを2次元的または3次元的にさえ多重化することができることが、他の研究グループによって示されている。上記に関連して、また例えば図1〜図8に関連して、光学トラップ技術はリソグラフィの構成要素およびシステム、および/または他の分野における粒子除去にとって有利である。
[0083] 例えば、一実施形態では、ベッセルビームの光場およびLGモードのOAMを使用して、個々の粒子25をトラップすることができる。このようなビームは、粒子分離力および/またはトラップ力が比較的高いと言える。こうしたビームの高多重化バージョンを使用して、多重光学ピンセットと同じように、各ビームウェストから多重粒子25をトラップし除去することができる。多重化は、ホログラフィック回折格子、空間的光変調器によって、また金属またはSi基板上のミクロ相プレート、多重螺旋相プレートおよび/または多重化アキシコンによって、あるいは別の方法で行うことができる。OAMの移行に関連するトルクを使用して、例えばSiウェーハ、レチクルおよびオプティクスの表面など、表面21上に堆積した誘電性粒子および金属粒子を除去することができる。ファンデルワールス相互作用によってこれらの粒子25を表面21に接触させ、「光学スパナ」動作によって除去することができる。多重化を適用する実施形態では、サイズが数ナノメータから数ミクロンの範囲の粒子25の除去が可能であり、こうした1つまたは複数の粒子25の位置を知る必要はない。クリーニングされる部分が移動してレーザ場を通り抜けるに従って、個々の粒子が捕捉される(例えば、図3〜図8参照)。
[0084] 構成要素の表面21上の汚れは、例えばリソグラフィ投影装置の生成サイクルを通じて検出および/またはクリーニングすることができる。例えば、基板テーブルの支持表面上に存在する汚れが検出されたときに、基板テーブルから基板をアンロードし、基板テーブル上に別の基板をロードする合間に、少なくとも1つの光学トラップ15を使用して基板テーブルをクリーニングすることができる。同様に、汚れのクリーニングおよび/または検出を、構成要素の準備中に行うことができる。例えば、露光位置で、またはプレアライナ(pre-aligner)内や独立したアライメント台内などのアライメント位置でなど、アライメントプロセスを通じてクリーニングおよび/または検出を行うことができる。
[0085] 加えてまたは代替に、基板全体の超音波攪拌または光学トラップ15自体による局部的超音波攪拌によって、ファンデルワールス−ロンドン引力を克服する手段を提供することができ、その結果光学トラップ15による光学的トラップが容易になり、粒子が表面21から除去される。
[0086] 本発明はリソグラフィまたはかかるリソグラフィ機器に限定されない。本発明の教示を利用して他の多くの対象物および/または表面をクリーニングすることができる。例えば、レチクルなどの光学エレメントを修復または再構成するための方法、または例えば半導体基板などの基板表面を修復する方法などにおける修復プロセスにおいて本発明を適用することができる。
[0087] 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、集積光学システムの製造、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、フラットパネル表示装置、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「ウェーハ」または「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」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義語とみなせることが分かるであろう。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)、メトロロジーツールおよび/またはインスペクションツール内で露光の前また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およ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、したが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。
[0088] 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形態の使用について特に記載してきたが、当然のことながら本発明は、例えばインプリントリソグラフィや電子ビームに基づく方法など他への応用にも使用することができ、場合によっては、光学リソグラフィに限定されない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス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。パターニングデバイスのトポグラフィを、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、圧力また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。パターニングデバイス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。
[0089] 本明細書で使用する「放射」および「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または126nm、あるいはその近傍)および極紫外(EUV)放射(例えば、波長が5〜20nmの範囲)、ならびにイオンビームや電子ビームなど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。
[0090] 場合によっては、「レンズ」という用語は、屈折光学的構成要素、反射光学的構成要素、磁気光学的構成要素、電磁光学的構成要素およ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つまたはそれらの組合せを意味する。
[0091] 本発明の特定の実施形態をいくつか説明してきたが、当然のことながら本発明は、先に説明した以外の方法でも実施することができる。例えば、本発明は、上述の方法を記載する機械読取可能な1つまたは複数の指令順序を含むコンピュータプログラム、または、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、磁気ディスクまたは光学ディスクなど)の形を取ってもよい。
[0092] また例えば、粒子の分離は、部分的な分離を含むことができる。粒子の分離は、汚れ粒子とクリーニングされる表面との結合を弱めることを含むことができる。
[0093] 先の記載は、限定的なものではなく、例示的なものとする。したがって、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、当業者には明らかであろう。
[0018]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0019]本発明の限定されない一実施形態を示す側面図である。 [0020]光学トラップが第1の位置にある、図2に示す実施形態の部分Qの詳細を示す図である。 [0021]図3と同様に、光学トラップが第2の位置にあることを示す図である。 [0022]代替の実施形態の、図3と同様の詳細を示す図である。 [0023]図5のVI−VI線上から見た断面図である。 [0024]限定されない代替の実施形態を示す図である。 [0025]図7の部分Rの詳細を示す図である。

Claims (30)

  1. 表面から汚れを汚れ分離デバイスにより少なくとも部分的に分離すること、
    前記少なくとも部分的に分離された前記汚れを汚れ除去デバイスにより捕捉すること、を含み、
    前記汚れ除去デバイスが、少なくとも1つの光学トラップを発生して前記少なくとも部分的に分離された前記汚れをトラップする、表面クリーニング方法。
  2. 前記汚れ分離デバイスが、流体、液体、プラズマ、電磁場、放射ビームおよび粒子ビームを含むグループから選択された少なくとも1つを前記表面および前記汚れに与えることによって、前記表面および前記汚れを処理するように構成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記汚れ分離デバイスが、クリーニングされる前記表面に対し粒子分離の放射ビームを誘導してその上の汚れを少なくとも切除しおよび/または熱的に遊離させる、レーザデバイスを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 光学ピンセットおよび/または光学スパナによって前記少なくとも1つの光学トラップが発生される、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記汚れ除去デバイスが、少なくとも1本の集束レーザ放射ビームを発生して前記少なくとも1つの光学トラップを提供する、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記汚れ分離デバイスおよび/または前記汚れ除去デバイスが、前記汚れに軌道角運動量を移行するように構成される、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記汚れ分離デバイスおよび前記汚れ除去デバイスが、同じクリーニングデバイスによって提供され、前記クリーニングデバイスが、少なくとも1つの光学トラップを発生して少なくとも1つの汚れに軌道角運動量を移行し、少なくとも1つの汚れを捕捉するように構成される、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記少なくとも1つの光学トラップが、あらかじめおよび/またはその時点で、前記表面上の汚れ粒子の位置座標を取得することなく、前記表面に沿って移動される、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記少なくとも1つの光学トラップが前記表面に沿って移動されることにより、前記少なくとも1つの光学トラップが、特定のクリーニング期間内に前記表面のほぼ各部分に到達し、かつ前記表面上またはその近傍に存在する1つまたは複数の汚れ粒子を捕捉可能である、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記汚れ分離デバイスが、前記表面の1つまたは複数の部分を処理して少なくとも部分的に汚れを分離し、
    前記少なくとも1つの光学トラップが、前記汚れ分離デバイスによって処理された各表面部分またはその近傍に移動され、前記少なくとも部分的に分離された汚れを捕捉する、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
  11. 前記少なくとも1つの光学トラップが、少なくとも第1の位置から第2の位置へ移動され、前記トラップによってトラップされた粒子を移送しおよび/または粒子を前記表面から離れる方向に移動させる、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
  12. 少なくとも1つの光学トラップを前記表面に沿って移動させ、汚れ粒子の位置座標を知ることなく、汚れ粒子を少なくとも部分的に分離および/または捕捉することを含む、表面クリーニング方法。
  13. パターニングデバイスから基板上にパターンを転送すること、
    少なくとも1つの光学トラップを発生させて粒子を光学的に分離、トラップおよび/または捕捉すること、
    を含む、デバイス製造方法。
  14. 前記パターニングデバイス上もしくはその近傍におよび/または前記基板上もしくはその近傍に前記粒子が示され、前記パターニングデバイス上もしくはその近傍におよび/または前記基板上もしくはその近傍に前記少なくとも1つの光学トラップがそれぞれ発生する、請求項13に記載の方法。
  15. パターニングされた放射ビームを投影システムにより前記基板上に投影することをさらに含み、
    前記粒子が前記投影システムの少なくとも一部上またはその近傍に示され、前記投影システム部分上またはその近傍に前記少なくとも1つの光学トラップが発生する、請求項13または14に記載の方法。
  16. 光学エレメントの表面上に存在する汚れ粒子を、少なくとも1つの光学トラップにより、少なくとも部分的に分離することおよび/または捕捉することを含む、光学エレメントの表面クリーニング方法。
  17. 前記光学エレメントが、レンズ、ミラーエレメント、レチクル、照明システム、調整装置、積算器、集光器、放射収集器、フォイルトラップおよび光学フィルタを含むグループから選択される、請求項16に記載の方法。
  18. クリーニングされる表面から少なくとも部分的に汚れを分離するように構成された、少なくとも1つの汚れ分離デバイスと、
    少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された、少なくとも1つの粒子トラップ装置と、
    を含む、表面クリーニングアセンブリ。
  19. 前記トラップ装置が、前記分離デバイスによって前記表面から少なくとも部分的に分離された粒子をトラップするように構成される、請求項18に記載のアセンブリ。
  20. 電磁場および/または超音波攪拌を使用して汚れ粒子と前記表面との間の力を低減または破壊し、および/または汚れを前記表面から切除し熱的に遊離させるように、前記分離デバイスが構成される、請求項18または19に記載のアセンブリ。
  21. 前記分離デバイスが、ドライレーザクリーニングデバイスまたはスチームレーザクリーニングデバイスを含む、請求項18または19に記載のアセンブリ。
  22. 前記少なくとも1つの光学トラップおよびクリーニングされる前記表面の少なくとも一方を相対的に移動させるように構成される、請求項18から21のいずれか1項に記載のアセンブリ。
  23. 前記分離デバイスが、前記表面の複数の部分を引き続き処理して該複数の部分から少なくとも部分的に汚れを分離するように構成され、
    前記トラップ装置が、前記分離デバイスによって処理されるべき、処理されている、および/または処理された前記表面の少なくとも一部分に、前記少なくとも1つの光学トラップを移動させるように構成される、請求項18から22のいずれか1項に記載のアセンブリ。
  24. 前記少なくとも1つの光学トラップが、光学ピンセットおよび/または光学スパナによって発生される、請求項18から23のいずれか1項に記載のアセンブリ。
  25. 前記トラップ装置が、クリーニングされる前記表面上またはその近傍に少なくとも1本のレーザ放射ビームを集束させるように構成され、前記少なくとも1つの光学トラップをその表面上またはその近傍に提供する、請求項18から23のいずれか1項に記載のアセンブリ。
  26. パターニングデバイスから基板上にパターンを転送するように構成され、請求項18から25のいずれか1項に記載の少なくとも1つのアセンブリを含む、リソグラフィ装置。
  27. 少なくとも1つの光学トラップを発生し、前記少なくとも1つの光学トラップおよび前記表面の少なくとも一方を相対的に移動させ、粒子の分離の前および/または捕捉の前に該粒子の位置座標を取得することなく、前記表面上に存在する1つまたは複数の汚れ粒子を少なくとも部分的に分離および/または捕捉するように構成される、表面クリーニングのためのクリーニング装置。
  28. 少なくとも1つの光学トラップを発生し、前記少なくとも1つの光学トラップを表面に沿って移動させるように構成され、前記少なくとも1つの光学トラップが、特定のクリーニング期間内に前記表面のほぼ各部分に到達し、かつ前記表面上に存在する1つまたは複数の汚れ粒子に遭遇可能である、表面クリーニングのためのクリーニング装置。
  29. 少なくとも1つの光学エレメントと、
    少なくとも1つの光学トラップを発生するように構成された粒子トラップ装置と、を含み、
    前記粒子トラップ装置が、前記光学トラップを使用して前記光学エレメントの少なくとも一部をクリーニングするように構成される、アセンブリ。
  30. パターニングデバイスから基板上にパターンを転送するように構成されたリソグラフィ装置であって、少なくとも1つの光学トラップを発生し該リソグラフィ装置内の粒子を分離および/または捕捉するように構成された、少なくとも1つの光学トラップ発生器を含む、リソグラフィ装置。
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