JP2007517397A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

リソグラフィ装置が開示される。装置は、放射ビームを供給する放射システム及びパターニング構造を支持する支持構造を含む。パターニング構造は、所望のパターンに従って放射ビームをパターン化するように構成される。装置はまた、基板を支持する基板支持体及びパターン化したビームを基板の標的部分上に投影する投影システムを含む。投影システムは、ビーム入口エリア６０を有する光学要素及びビーム出口エリア８０を有する光学要素を含み、光学要素のそれぞれを通して、パターン化したビームが通過する。装置はさらに、投影システムに結合し、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面４０を含む。表面４０は、ビーム入口エリア６０及びビーム出口エリア８０の少なくとも一方から離れて配設される。

Description

本発明は、一般に、リソグラフィ投影装置に関し、より具体的には、流体清浄化システムを有するリソグラフィ投影装置に関する。

本明細書で使用する「パターニング装置」又は「パターニング構造」という用語は、基板の標的部分に作成されるパターンに相当するパターン化した断面を、到来する放射ビームに与えるのに使用することができる装置又は構造のことを言うものとして広範囲に解釈されるべきである。この状況において、「光バルブ」という用語も使用することができる。一般に、前記パターンは、集積回路又は他のデバイス（以下を参照されたい）等の、標的部分で作成される、デバイスの特定の機能層に相当するであろう。
こうしたパターニング装置の例は、以下のものを含む。
−マスク。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られており、２値、交番位相シフト、及び減衰位相シフト等のマスク・タイプ、並びに、種々のハイブリッド・マスク・タイプを含む。放射ビーム内にこうしたマスクを設置することによって、マスク上のパターンに従って、マスク上に衝当する放射の選択的な透過（透過性マスクの場合）又は反射（反射性マスクの場合）が生じる。マスクの場合、支持構造は、一般に、マスク・テーブルであることになり、マスク・テーブルによって、マスクを、到来放射ビーム内で所望位置に保持できること、及び、所望である場合、マスクを、ビームに対して移動できることが確保される。
−プログラム可能なミラー・アレイ。こうした装置の１つの例は、粘弾性制御層と反射性表面を有するマトリクス・アドレス指定可能表面である。こうした装置の背後にある基本原理は、（例えば）反射性表面のアドレス指定されたエリアは入射光を回折光として反射し、一方、アドレス指定されないエリアは入射光を未回折光として反射することである。適切なフィルタを使用して、前記未回折光を、反射ビームからフィルタリングすることができ、回折光のみが後に残る。こうして、ビームは、マトリクス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン化される。プログラム可能なミラー・アレイの代替の実施例は、小さなミラーのマトリクス機構を採用し、ミラーのそれぞれは、適した局所電界を印加するか、又は、圧電作動装置を採用することによって、軸の周りに個々に傾斜することができる。やはり、ミラーは、アドレス指定されたミラーが、アドレス指定されないミラーと異なる方向に到来放射ビームを反射するようにマトリクス・アドレス指定可能であり、こうして、反射ビームは、マトリクス・アドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化される。必要とされるマトリクス・アドレス指定は、適した電子手段を使用して実施することができる。上述した状況の両方において、パターニング装置は、１つ又は複数のプログラム可能なミラー・アレイを備えることができる。本明細書で参照するミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば、米国特許ＵＳ５，２９６，８９１及びＵＳ５，５２３，１９３並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７及びＷＯ９８／３３０９６から集めることができ、これら特許は参照により本明細書に援用する。プログラム可能なミラー・アレイの場合、前記支持構造は、必要に応じて、固定されるか、又は、移動可能であってよい、例えば、フレーム又はテーブルとして具体化されてもよい。
−プログラム可能なＬＣＤアレイ。こうした構成の例は、米国特許ＵＳ５，２２９，８７２に示され、この特許は参照により本明細書に援用する。上述したように、この場合の支持構造は、必要に応じて、固定されるか、又は、移動可能であってよい、例えば、フレーム又はテーブルとして具体化されてもよい。簡略化のために、この明細書の残りは、一定の場所において、マスクとマスク・テーブルを含む例を特に対象としてもよい。しかし、こうした例において説明する一般的な原理は、先に述べたパターニング装置のより広い状況で考えられるべきである。

リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。こうした場合、パターニング装置は、ＩＣの個々の層に相当する回路パターンを生成することができ、このパターンは、放射に敏感な材料（レジスト）の層をコーティングされた基板（シリコン・ウェハ）の（例えば、１つ又は複数のダイを含む）標的部分上にイメージング（像形成）することができる。一般に、単一ウェハは、投影システムを介して、一度に１つの標的部分が、連続して照射される隣接する標的部分の全体ネットワークを収容するであろう。最新の装置では、マスク・テーブル上のマスクによるパターンニングを採用して、２つの異なるタイプの機械装置を区別することができる。１つのタイプのリソグラフィ投影装置では、標的部分上に全体のマスク・パターンを一度に露光することによって、それぞれの標的部分が照射され、こうした装置は、ウェハ・ステッパ又はステップ及びリピート装置と一般に呼ばれる。代替の装置（ステップ及びスキャン装置と一般に呼ばれる）では、投影ビーム下で、所与の基準方向（「走査」方向）にマスク・パターンを徐々に走査し、一方、基板テーブルを、この方向に対して平行又は逆平行に同期して走査することによって、それぞれの標的部分が照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、＜１）を有することになるため、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に拡大率Ｍを掛けたものであることになる。本明細書で述べるリソグラフィ装置に関するさらなる情報は、例えば、参照により本明細書に援用するＵＳ６，０４６，７９２から集められる。

リソグラフィ投影装置を使用した製造プロセスでは、放射に敏感な材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板上に、（例えば、マスク内の）パターンがイメージングされる。このイメージング工程の前に、基板は、プライミング、レジスト・コーティング、及びソフト・ベーク等の種々の処理手順を受ける場合がある。露光後、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、及びイメージング済み特徴部の測定／検査等の他の処理手順を受けてもよい。この処理手順のアレイは、デバイス、例えば、ＩＣの個々の層をパターン化するための基本として使用される。こうしたパターン化した層は、その後、全てが個々の層を仕上げることを意図している、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、ケモメカニカル・ポリシング等の種々のプロセスを受けてもよい。いくつかの層が必要とされる場合、全体の処理手順又はその変形が、それぞれの新しい層について繰り返されることになる。最後には、デバイスのアレイが、基板（ウェハ）上に存在することになる。これらのデバイスは、その後、ダイシング又は切断等の技法によって互いから分離され、そしてそのため、個々のデバイスを、キャリア上に取り付ける、ピンに接続する、等ができる。こうしたプロセスに関するさらなる情報は、例えば、参照により本明細書に援用する、書籍「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，ｂｙ Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ，ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ ０ ０７ ０６７２５０ ４から得ることができる。

簡略化のために、投影システムは、以降で、「レンズ」と呼ばれてもよい。しかし、この用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折系を含む、種々のタイプの投影システムを包含するものと、幅広く解釈されるべきである。放射システムもまた、投影放射ビームを、誘導し、成形し、又は、制御するための、これらの設計タイプのうちの任意の設計タイプに従って動作する部品を含んでもよく、こうした部品はまた、以下で、ひとまとめにして、即ち、単数形で、「レンズ」と呼ばれてもよい。さらに、リソグラフィ装置は、２つ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）を有するタイプであってよい。こうした「複数ステージ」装置では、付加的なテーブルが平行に使用されるか、或いは、準備工程が、１つ又は複数のテーブル上で実行され、一方、１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用されてもよい。２ステージ・リソグラフィ装置は、例えば、共に参照により本明細書に援用する、ＵＳ５，９６９，４４１及びＷＯ９８／４０７９１に記載される。

使用されたＧ線及びＩ線及び深紫外のマイクロリソグラフィ・レンズは、全体の透過率の喪失及びウェハ照明の均一性の喪失のために、劣化を受けることがわかっている。

パージ式システム、即ち、パージ気体でパージされるシステムでは、この劣化は、投影システムの最初と最後の光学要素、即ち、投影システムにおいて、投影ビームが遭遇する最初の光学要素と、投影ビームが遭遇する最後の光学要素の表面上における汚染の発生によって主に引き起こされる。しかし、パージされていないシステムでは、結晶成長が、最初と最後の光学要素の表面に加えて、投影システムの他の表面上で起こる可能性があることが理解されるであろう。こうした汚染は、レンズ表面上で成長する樹枝状塩類構造を備える。ある期間、通常、数年にわたって強い放射にさらされるレンズは、塩類構造で汚染されるようになることがわかっている。この問題は、使用される特性のタイプの放射に限定されるのではなく、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ及び極紫外（ＥＵＶ）リソグラフィの放射に関して起こることがわかってきた。ＥＵＶリソグラフィ装置は、通常、パージ式システムではないことが述べられる。レンズ表面汚染の原因は、パージ空気内で非常に低い濃度、即ち、百万分の１（ｐｐｍ）〜１０億分の１（ｐｐｂ）で存在し、装置内の条件を安定化させるために、リソグラフィ装置の媒体として使用され、特別なパージ目的で使用される精製窒素内に見出された、シラン等の耐火性化合物であるようである。例えば、酸素、水、及びアンモニア等の他の気体の存在と組み合わされた、シラン、硫酸塩、又はリン酸塩の照射誘発化学表面反応は、基本劣化メカニズムであると考えられる。汚染結晶の核形成及び成長は、Ｇ波長、Ｉ波長、深紫外波長、及びＥＵＶ波長の放射による露光中に起こると考えられている。少なくとも、これらの波長によって、特定の光化学反応が起こると考えられている。

従来、この問題は、特定の化学物質で湿潤したスクラッチ性の無い布による機械式又は化学式清浄化によって対処されてきた。しかし、この従来の手法によって、レンズ表面全体にわたって塩類成長核の拡散又は分散が生じることがわかった。投影システムにおけるレンズのその後の使用によって、「清浄化された」レンズ表面全体にわたって汚染の成長が加速されることになる。この作用は、光学スループット、光学イメージング品質、及びその後の清浄までの時間を著しく低減させる。多数の清浄ラウンド後に、表面汚染の除去がより困難になることがわかっている。汚染の発生は、最後には、汚れた投影システムを新しいシステムと完全に交換することを必要とする場合があり、非常に費用がかかる。

冷却用空気から汚染物質を除去する問題は、半導体製造装置内の冷却用気体を清浄化する方法を含む空気パージ・システムを開示するＵＳ−Ａ−５，６９６，６２３において対処されている。方法は、冷却用空気を紫外放射にさらすことを含む。この特定の従来技術に関する１つの問題は、空気を冷却することが必要であることである。空気がレンズ系を通過する前に、空気を紫外線にさらすことは、塩類結晶成長をなくすことにならないことがわかっている。

従来の流体清浄化システムが遭遇する問題に対処することが、本発明の態様である。

この態様及び他の態様は、本発明の実施例に従って、リソグラフィ装置において達成され、リソグラフィ装置は、放射の投影ビームを供給する放射システムと、パターニング装置を支持する支持構造とを備え、パターニング装置は、所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するのに役立ち、リソグラフィ装置はさらに、基板を保持する基板テーブルと、基板の標的部分上にパターン化したビームを投影する投影システムとを備え、投影システムは、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を含んでおり、光学要素のそれぞれをパターン化したビームがそれぞれ通過し、上記リソグラフィ装置は複数の核形成部位（ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ ｓｉｔｅ）が上に設けられ、前記投影システム内又はその周りに存在する汚染物質が核形成部位のうちの１つの核形成部位と結合する被核形成表面（ｎｕｃｌｅａｔｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）を有し、前記表面は、前記ビーム入口エリアと前記ビーム出口エリアの少なくとも一方から離れて配設されることを特徴とする。

一実施例では、リソグラフィ投影装置が提供される。装置は、放射ビームを供給する放射システムと、パターニング構造を支持する支持構造を含む。パターニング構造は、所望のパターンに従って放射ビームをパターン化するように構成される。装置はまた、基板を支持する基板支持体と、基板の標的部分上にパターン化したビームを投影する投影システムとを含む。投影システムは、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を含み、光学要素のそれぞれを、パターン化したビームが通過する。装置はさらに、投影システムに結合し、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面を含む。表面は、ビーム入口エリアとビーム出口エリアの少なくとも一方から離れて配設される。

この機構は、装置の性能に最小の影響を及ぼしながら、投影システムの光学要素から汚染塩類成長がなくなる点で、利点を提供する。さらなる利点は、光学要素の清浄化を達成するのに、流体の冷却を必要としないことである。

本発明のさらなる態様によれば、被核形成表面は、光学要素の少なくとも一方と同じ材料で作られる。

この機構は、被核形成表面が「ダミー」表面の役目を果たす、即ち、光学要素の特定の材料のために、普通なら光学要素を汚染することになる汚染物質が、代わりに、「ダミー」表面を汚染するという利点を提供する。被核形成表面に結合することによって、汚染物質は、ダミー表面上に保持され、それによって、同じ汚染物質による、さらなるどんな汚染も防ぐ。

一実施例では、リソグラフィ投影装置が提供される。装置は、放射ビームを供給する第１放射システムと、パターニング構造を支持する支持構造を含む。パターニング構造は、所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するように構成される。装置はまた、基板を支持する基板支持体と、基板の標的部分上にパターン化したビームを投影する投影システムとを含む。投影システムは、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を含み、光学要素のそれぞれを、パターン化したビームが通過する。装置はさらに、光学要素が配設される領域内に導入される流体を清浄化する流体清浄化システムを含む。流体清浄化システムは、清浄化される流体を受け取る流体入口及び清浄化された流体を装置の領域に供給する流体出口と、受け取った流体を清浄化し、前記入口と前記出口の間に配設される清浄化ゾーンと、清浄化ゾーンの流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすために、清浄化ゾーンに放射を供給する第２放射システムとを含む。装置はまた、複数の核形成部位を備える被核形成表面を含む。被核形成表面は清浄化ゾーン内に配設される。

さらなる態様によれば、装置で使用するための流体清浄化システムが提供され、前記システムは、清浄化される気体を受け取る流体入口及び清浄化された流体を装置に供給する流体出口／供給システムと、前記入口と前記出口の間に配設される清浄化ゾーンと、使用時、前記清浄化ゾーンに入射するように構成された放射源とを備えており、前記放射源は、前記清浄化ゾーンの前記流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすこと、及び、前記流体清浄化システムはさらに、前記清浄化ゾーン内に配設される被核形成表面であって、複数の核形成部位が上に設けられ、前記解離した汚染物質が、核形成部位のうちの１つの核形成部位と結合する、被核形成表面を備えることを特徴とする。

一実施例では、装置で使用するための流体清浄化システムが提供される。システムは、清浄化される流体を受け取る流体入口及び清浄化された流体を装置に供給する流体出口と、入口と出口の間に配設される清浄化ゾーンと、清浄化ゾーンの流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすために、清浄化ゾーンに入射するように構成された放射源と、清浄化ゾーン内に配設され、複数の核形成部位が上に設けられる、被核形成表面を含む。

一実施例では、装置で使用するための流体清浄化方法が提供される。方法は、清浄化される流体を入口において受け取り、清浄化された流体を出口において装置に供給することと、入口と出口の間に配設される清浄化ゾーンにおいて流体を清浄化することと、放射源を使用し、清浄化ゾーンの流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすことと、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面を、清浄化ゾーン内に設けることとを含む。

この機構は、汚染物質が清浄化ゾーン内に保持されるため、流体が超高水準に清浄化される点で利点を提供する。特に、時間を経て、高価な装置部品に損傷を与える塩類結晶成長がなくなる。そのため、装置の寿命が増す。精密光学系が必要とされず、流体清浄化システム又は装置の精密調整が必要とされないため、流体清浄化システムのコストが限定される。

本発明のさらなる態様によれば、デバイス製造方法が提供され、方法は、放射に敏感な材料の層によって少なくとも部分的に覆われる基板を設ける段階と、放射システムを使用して放射の投影ビームを供給する段階と、パターニング装置を使用して、投影ビームの断面において、あるパターンを投影ビームに与える段階と、光学要素のそれぞれを、パターン化したビームが通過する、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を使用して、放射に敏感な材料の層の標的部分上にパターン化した放射ビームを投影する段階とを含んでおり、被核形成表面であって、複数の核形成部位が上に設けられ、投影システム内又はその周りに存在する解離した汚染物質が、核形成部位のうちの１つの核形成部位と結合する、被核形成表面を設ける段階と、前記表面を、ビーム入口エリアとビーム出口エリアの少なくとも一方から離して配設する段階を特徴とする。

一実施例では、デバイス製造方法が提供される。方法は、放射ビームを投影することと、放射ビームをパターン化することと、光学要素のそれぞれを、パターン化したビームが通過する、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を使用して、放射に敏感な材料の層の標的部分上にパターン化した放射ビームを投影することと、ビーム入口エリアとビーム出口エリアの少なくとも一方から離間して配置された複数の核形成部位によって汚染物質を捕捉することとを含む。投影システム内又はその周りに存在する解離した汚染物質は、複数の核形成部位の少なくとも１つと結合する。

一実施例では、流体内の汚染物質を検出する汚染検出器が提供される。検出器は、流体が流れる流体経路と、前記流体経路内に配設された検出ゾーンと、検出ゾーン上に入射するように構成された放射源とを含む。放射源は、検出ゾーンの流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こす。検出器はまた、検出ゾーン内に配設され、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面と、被核形成表面の光学特性を求める光学測定装置とを含み、求めた光学特性から、前記流体内の汚染物質の濃度が求められる。

本明細書において、ＩＣの製造において本発明の実施例による装置の使用が特に参照される場合があるが、こうした装置は、多くの他の可能な用途を有することが明確に理解されるべきである。例えば、こうした装置は、集積化した光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導（ｇｕｉｄａｎｃｅ）及び検出パタ−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採用されてもよい。こうした代替の用途の文脈で、本明細書における、「レチクル」、「ウェハ」、又は「ダイ」という用語のいずれの使用も、それぞれ、「マスク」、「基板」、又は「標的部分」というより一般的な用語と置き換えられるものと考えられるべきであることを、当業者は理解するであろう。

本明細書において、「放射」及び「ビ−ム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びに、イオンビーム又は電子ビーム等の粒子ビームを含む、全てのタイプの電磁放射を包含するのに使用される。

ここで、添付概略図面を参照して、単に例として本発明の実施例がのべられるであろう。図面において、対応する参照数字は、対応する部品を指示する。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置１を概略的に示す。装置は、放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７ｎｍ放射）の投影ビームＰＢを供給する放射システムＥｘ、ＩＬを備える。この特定の場合、放射システムはまた、放射源ＬＡと、マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するマスク保持器を備え、マスクをアイテムＰＬに対して正確に位置決めする第１位置決め装置に接続された第１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、レジストをコーティングしたシリコン・ウェハ）を保持する基板保持器を備え、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めする第２位置決め装置に接続された第２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の標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にイメージングする投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、光学レンズ系）とを備える。本明細書で使用される「オブジェクト・テーブル」という用語もまた、オブジェクト支持体と考えられるか、又は、呼ばれてもよい。オブジェクト支持体又はオブジェクト・テーブルとい用語は、オブジェクト（対象物）又は基板を支持し、保持し、又は運ぶ構造のことを幅広く指すことが理解されるべきである。

本明細書で示すように、装置は透過タイプである（即ち、透過マスクを有する）。しかし、一般に、装置は、例えば、反射性マスクを有する反射タイプであってよい。代替的に、装置は、先の参照したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどの別の種類のパターニング装置を採用してもよい。

放射源ＬＡ（例えば、水銀ランプ、フッ化クリプトン・エキシマ・レーザ、又はプラズマ源）は放射ビームを生成する。このビームは、直接か、例えば、ビーム・エキスパンダＥｘのような調節手段を横切った後のいずれかで、照射システム（照射器）ＩＬ内に送られる。照明器ＩＬは、ビームにおける外部及び／又は内部の放射方向の輝度分布の程度（一般に、それぞれ、σ−外部及びσ−内部と呼ぶ）を設定する調整装置ＡＭを備えてもよい。さらに、照明器ＩＬは、一般に、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの種々の他の部品を含むであろう。こうして、マスクＭＡ上に衝当するビームＰＢは、その断面において所望の均一性及び輝度分布を有する。

放射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよい（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプである場合にしばしばそうである）が、放射源ＬＡはまた、リソグラフィ装置から離れていてもよく、放射源ＬＡが生成する放射ビームが（例えば、適した誘導ミラーを使用して）装置内に送られてもよいことが、図１に関して、留意されるべきである。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザである場合にしばしばそうである。本発明及び特許請求の範囲は、これらのシナリオの両方を包含する。

ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴ上に保持される、マスクＭＡに遮られる。マスクＭＡを横切って、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームＰＢを収束させる。第２位置決め装置（及び干渉測定装置ＩＦ）を使用して、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路内で異なる標的部分Ｃを位置決めするために、正確に移動することができる。同様に、第１位置決め装置を使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取出した後か、又は、スキャン中に、ビームＰＢ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、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１では明示的には示されない、ストロークの長いモジュール（粗い位置決め）とストロークの短いモジュール（精密な位置決め）を使用して実現してもよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２ポジショナＰＷの一部を形成する、ストロークの長いモジュールとストロークの短いモジュールを使用して実現されるであろう。しかし、ウェハ・ステッパの場合（ステップ及びスキャン装置と対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、ストロークの短いアクチュエータだけに接続されるか、又は、固定されてもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マーク及び、基板アライメント・マークを使用して位置合わせ（ａｌｉｇｎ）されてもよい。

示す装置を、２つの異なるモードで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は、実質的に静止したままにされ、全体のマスク画像は、標的部分Ｃ上に１度（即ち、単一「フラッシュ」）で投影される。基板テーブルＷＴは、その後、異なる標的部分ＣをビームＰＢで照射することができるようにＸ及び／又はＹ方向に動かされる。
２．スキャン・モードでは、実質的に所与の標的部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されないことを除いて、同じシナリオが当てはまる。代わりに、マスク・テーブルＭＴは、速度νで所与の方向（いわゆる、「スキャン方向」、例えば、ｙ方向）に移動可能であるため、投影ビームＰＢは、マスク画像にわたって走査するようにされる。同時に、基板テーブルＷＴは、速度Ｖ＝Ｍνで、同じか、又は、反対方向へ同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（通常、Ｍ＝１／４又は１／５）。こうして、分解能を低下させる必要なしに、比較的大きな標的部分Ｃを露光することができる。

上述したように、投影システム（「レンズ」）ＰＬは、例えば、マスクＭＡの照射部分を標的部分Ｃ上にイメージングする光学レンズ系である。光学レンズ系は、通常、投影ビームが各レンズ要素を通過するように配列された約３０のレンズ要素を含む。各レンズ要素は、投影ビームが通過する２つの表面を有する。投影ビームが、投影システム内に入る時に通過する最初の表面と、投影ビームが、投影システムを出る時に通過する最後の表面である外部レンズ表面上で、塩類成長が著しいことがわかっている。特に、投影システムは、ビーム入口エリアを有する光学要素とビーム出口エリアを有する光学要素を含み、前記投影ビームが、投影システム内に入る時及び投影システムを出る時に光学要素を通過する。

本発明は、気体及び液体を含む流体の清浄化に対して適用を有する。特に、しかし、限るものではないが、本発明は、光学式リソグラフィにおける気体の清浄化及び液浸リソグラフィにおける液体の清浄化に対して適用を有する。

本発明の実施例をさらに詳細に述べる前に、光化学反応が述べられる。官能基が好ましくは所与の表面に付着すること、例えば、金上の硫黄含有分子、白金上のアルコール及びアミド基、銀と二酸化シリコン上の脂肪酸基、シリコン上の１−アルケン、及びマイカ上のアルキル（二）リン酸が、例えば、自己秩序化単分子層形成（ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｅｄ ｍｏｎｏｌａｙｅｒｉｎｚ）から知られている。典型的な汚染物質は、シリコン、カルシウム、硫黄、リン、アルミニウム、及び他の金属を含む化合物を含み、二酸化硫黄、硫酸アンモニウム、リン酸、シラン、又は全ての有機金属錯体を含む炭化水素又は過フッ化炭化水素末端を有する化合物を含む。ほとんどの場合、原子又は官能基などの化合物のほんのわずかの部分が、結晶用の核形成部位として残る。通常、有機か、又は、炭化水素である残留（非核形成部位を形成する）部分は、リソグラフィ装置において、酸化除去される。塩類結晶は、例えば、「ウィスカ」、ナノチューブ又はナノワイヤ、樹枝状結晶又は耐火性化合物として知られている。汚染に由来する核形成及び結晶成長は、リソグラフィ装置及び電子放射を使用する装置において見られる放射等の強い放射による露光中に起こる。

酸素、水、アンモニア等の他の気体の存在と組み合わされた、シラン、硫酸塩、又はリン酸塩等の化学物質の照射誘発化学反応は、基本的な汚染塩類成長メカニズムである。第１に、放射にさらすことによって、シラン、硫酸塩、又はリン酸塩が解離する。第２に、解離後に、化学物質は、他の化合物、特に、塩類化合物として改質する。強い放射が存在しない状態で、精製され浄化された乾燥空気の環境であるリソグラフィ装置で見られる環境において、塩類化合物は、通常、発生しないため、リソグラフィ装置内での波長が、環境内で特定の化学反応を生じることがわかっている。例えば、３６５ｎｍ〜１９３ｎｍ、ＥＵＶ、及び電子照射からの投影ビームの波長の減少が、さらなるエネルギーを提供し、次に、さらなる解離、したがって、より多くの損傷を与える塩類化合物を提供することがわかっている。形成される典型的な塩類結晶化合物は、例えば、硫酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、及び硫酸アンモニウムを含む。これらの塩類は、従来の装置では、光が通過するレンズ要素上に付着する。光が、そのレンズの塩類汚染部をたどってレンズを伝わる時、レンズを通過する光の回折が引き起こされる。迷走光又はフレアとも呼ばれる、この光の回折は、リソグラフィ・プロセス内で問題を引き起こす。塩類結晶化合物は、原子又は分子を、流体又は溶液状態から規則正しい固体状態に再配列することによって形成される。従来のシステムでは、核形成メカニズムは、レンズ欠陥と不純物を足したものの結果として生じることがわかっている。結晶成長にとって核形成が必要とされることもわかっている。しかし、核形成は、結晶成長よりずっと長くかかる。そのため、表面が一旦核形成されると、結晶成長は、急速に進行する。

２つの主要な汚染物質は、周囲環境において見出される二酸化硫黄、及び、例えば、可塑剤又は防炎剤として、リソグラフィ装置内のプラスチックに存在する、揮発性有機リンからのリンである。汚染物質が反応する、他の反応物、例えば、水、アンモニア、及び酸素が、周囲空気内に存在する。炭化水素を酸化除去するために、装置内に存在する気体に酸素が添加されることが留意される。化学物質の解離は、容積及び反応物の分圧並びに放射波長を含む因子に依存する。別の因子は表面の存在であることがわかっている。特に、表面において、解離、したがって、その後の塩類結晶成長の可能性が、表面から離れたところに比べて高いことがわかっている。図５〜８を参照して示し述べる実施例は、特に、この最後の因子を利用する。

劣化メカニズムは、少なくとも２つの可能な経路の１つをとる可能性があることがわかっている。主要なメカニズムのうちの２つが、より詳細に説明される。第１のメカニズムによれば、分子汚染物質が気体（又は液体）内に存在する。適切な放射を受けると、汚染物質は解離して、ラジカルが形成される。ラジカルは、その後、表面に集まって、核形成部位が形成される。結晶成長は、ラジカルの再配列の結果として起こる。

第２のメカニズムによれば、反応ゾーン内に表面が存在することが必要である。分子は、表面で吸着される。それぞれの吸着分子は、一定時間の間、表面に付着する。一定時間後、脱離が起こり、分子は表面から遊離する。特定の分子が表面上に保持される時間量は、分子のサイズ及び化学的性質に従って分子ごとに変わる。

分子を含有する気体（又は液体）流が、リソグラフィ装置内に存在する場合、核形成及びその後の結晶成長が第１のメカニズムに従って起こる可能性は、非流動状態と比べて減ることになることが理解されるであろう。その理由は、流動環境では、分子が流れの中を流れてレンズを通過する時に、分子は、限られた期間のみの間、投影レンズの近傍にあるからである。そのため、分子が表面上に吸着される場合、分子が長い期間の間、反応ゾーン内に保持されるため、核形成の可能性がより高い。

分子が表面上に吸着されるかどうかは、気体状態における分子の分圧（及び、液体状態における分子の濃度）に主に依存することになる。吸着分子は表面に付着し、以下の表面作用を受ける。即ち、反応ゾーンにおいて、吸着分子は、放射によって直接的に、又は、間接的に衝当されることができる。間接放射は、例えば、リソグラフィ装置の放射源によって生成される放射ビームが生成する２次電子を含む。リソグラフィ装置では、放射ビームは、通常、約３〜１００エレクトロンボルト（ｅＶ）の領域のエネルギーを有することができるが、２次電子は、約５〜１０エレクトロンボルト（ｅＶ）の領域のエネルギーを有する。吸着分子の解離を引き起こすために、約５エレクトロンボルトの領域のエネルギーが必要とされる。そのため、分子は、放射ビームか、２次電子のいずれかによって解離する。解離の産物であるラジカルは、核形成部位を形成し、さらなるラジカルが、再配列されて、核形成部位の周りの表面に結晶が形成される。そのため、本発明によれば、核形成部位が上に設けられる表面を設けることによって、結晶成長の可能性が増加する。

上述した第２のメカニズムが起こる時、起こることができる２つのレジメが存在する。第１のレジメによれば、光の強度は、分子の分圧（又は濃度）関して高い。そのため、結晶成長は、分圧（又は、液体の濃度）によって決まることになる。このレジメは、「分子束制限レジメ」と呼ばれ、通常、低い分圧（又は濃度）で起こる。第２のレジメによれば、光強度は、反応ゾーン内の分子の数に関して低い（即ち、比較的高い分圧（又は濃度）が存在する）。そのため、成長は、放射強度によって決まる。このレジメは、「放射束制限レジメ」と呼ばれ、分圧（又は濃度）によって制限されない。

分圧（又は濃度）が低いため、リソグラフィ装置で通常遭遇するレジメは、分子束制限レジメであることがわかっている。結晶成長は、通常、長い期間にわたって起こる。しかし、特に、本発明が適用されるレジメは、放射強度に著しく依存しない。そのため、本発明が働くために、一定のエネルギーを有する放射が必要とされるが、特に高い強度は必要とされない。特に、必要とされる強度は、リソグラフィ装置の放射源が生成する典型的な放射ビームの強度より低い。

図２は、本発明の実施例による、投影システム・プロテクタを含むリソグラフィ装置の詳細を示す。特に、図２は、入口表面６０と出口表面８０を有する少なくとも１つのレンズ要素を備える投影システムＰＬを示す。使用時、（パターン化した）ビームは、入口表面６０の所定のエリアを介して投影システムに入り、入射ビームのエリアは入口エリア７０である。ビームは、出口表面８０の所定のエリアを介して投影システムを出て、出力ビームのエリアは出口エリア９０である。図２に示す実施例では、入口及び出口エリアは、十字の形状を有する。しかし、本発明は、この点で制限されない。通常、入口及び出口エリアは、それぞれ、投影システムの入口及び出口面において、パターン化したビームの断面に相当し、特定の用途に応じて変わることになる。図２に示す実施例では、入口及び出口エリアは、同じ形状を有するが、本発明はこの点で制限されない。

被核形成表面４０も設けられ、被核形成表面４０上に、複数の汚染核形成部位が設けられ、表面は、ビーム入口エリア又はビーム出口エリアの少なくとも一方から離れて配設される。例えば、被核形成表面は、投影システムの入口か、出口か、又はその両方に設けられてもよい。被核形成表面をビーム経路から離して設けることによって、重要な放射経路の外側で、かつ、パターン化したビームが通過するレンズの部分から離れて結晶成長が起こる。代わりに、結晶成長は、ビーム経路の外周（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）の周囲の調製された表面上で起こる。被核形成表面は、表面上に核形成部位を設けることによって調製される。好ましくは、核形成部位は理想的である。即ち、核形成部位は、成長する化合物の結晶核を含み、表面を設置する前に、調製され、表面上に設けられる。好ましくは、表面は粗い。表面粗さは、約３〜５ナノメートル以上の２乗平均平方根の値を有してもよい。例えば、被核形成表面４０は、エッチングされた、好ましくは、わずかにエッチングされた石英であってよく、硫酸アンモニウムの塩類核が石英の上に配設される。好ましくは、核形成部位は、被核形成表面４０のすぐ上流か、すぐ下流のいずれかに配設されるレンズ要素と同じ材料で作られる。しかし、これは必須ではない。被核形成表面用の典型的な材料は、限定はしないが、二酸化シリコン、フッ化マグネシウム、及びフッ化カルシウムを含む任意のレンズ材料を含む。

図２を見てわかるように、被核形成表面４０は、投影システムの端部上に、矢印１０１で示すように、使用時に配設される保護キャップ２００の一部を形成する。図２では、投影システムの出口端上に設けられている保護キャップ２００が示される。しかし、上述したように、保護キャップは、投影システムの、入口、出口、又はその両方の端部上に設けられてもよいことが想定される。好ましくは、被核形成表面は、投影システムの少なくとも出口又は入口エリアの上に嵌合する保護キャップの一部を形成する。好ましくは、被核形成表面４０は、ビーム入口エリアか、ビーム出口エリアのいずれかに隣接して、これらのエリア又は両方のエリアの平面に配設される。被核形成表面の寸法は重要ではない。この特定の実施例によれば、被核形成表面は、装置内で放射にさらされることは必要でないことが付け加えられる。解離は、装置の容積内で起こるであろう。しかし、核形成部位が、さらなる結晶成長がそこで起こる可能性がある核であるため、解離分子は、非常に高い確率で、被核形成表面４０上に設けられた核形成部位において塩類を形成するであろう。

図３は、本発明のさらなる実施例による、投影システム・プロテクタを含むリソグラフィ装置の詳細を示す。図３では、被核形成表面４０は、少なくとも１つのチューブ、好ましくは、石英チューブを使用して形成される。好ましくは、被核形成表面は、入口又は出口レンズ要素の外部表面であってもよく、又は、外部表面でなくてもよい表面１２０上に配設された少なくとも１つのチューブ１１０を含み、少なくとも１つのチューブ１１０は、使用時に、チューブ１１０が、ビーム伝播方向においてビーム入口又は出口エリア７０、９０（図３には示さず）から変位し、かつ、ビーム入口エリアか、ビーム出口エリアのいずれかに隣接するように表面１２０上に配列される。接着剤、又は、クランプを使用してレンズ本体に取り付けるなどの、なんらかの他の従来の取付手段を使用して、或いは、レンズにぶら下がるようにレンズの最大径の場所より小さい環状片をレンズの周りに配設することによって、１つ又は複数のチューブ１１０がレンズ要素に取り付けられてもよい。図３を見てわかるように、１つ又は複数のチューブ１１０は、装置を通したビームの伝播方向のビームの断面の外周全体を囲むことは必要ではない。しかし、好ましくは、図２及び図３に示す両方の実施例における被核形成表面４０は、ビームがそこを通って投影システムに出入りするレンズ要素のエリアの周りに、好ましくは、エリアから標準距離のところに広がる。使用時、被核形成表面がビームから離れて配設される距離は、特定のリソグラフィ装置によって実行される露光によって決まることになる。特に、種々のビーム断面が想定される場合、レンズ要素上で、保護キャップ又はチューブの配列を変える必要なく、全ての想定されるビーム形状を実施することが可能になるのに十分な距離のところに被核形成表面４０を配設することが有益である場合がある。しかし、一般に、特定のビーム形状の場合、被核形成表面４０は、使用時、ビームの入口及び出口平面において、露光エリアに重なることなく、ビームの入射エリアに近いことが好ましい。図３では、被核形成表面はチューブ配列として示されるが、本発明は、この点で制限されない。実際に、表面は、立方体、又は、核形成部位を植えつける任意の他の幾何学的構造を含んでもよいことが想定される。

図４は、本発明のさらなる実施例による、投影システム・プロテクタ及び取付具を含むリソグラフィ装置の詳細を示す。被核形成表面４０は、被核形成表面４０を前記投影システムＰＬ上に取り付けるための取付要素１４０を備える。図４に示す実施例では、被核形成表面４０は、入口又は出口レンズ要素上に直接配設されるのではなく、投影システムＰＬと被核形成表面４０の間に配設されるパージ・フード１３０上に配設される。取付要素１４０は、被核形成表面をパージ・フードに取り付けるために設けられる。図２又は図３と同様に、被核形成表面は、核形成部位が配設されるエッチングされた石英又はチューブの配列を備えてもよい。しかし、本発明はこの点で制限されず、上述したように、核形成部位は、レンズ要素に直接取り付けられてもよい。パージ・フード１３０は、リソグラフィ装置の任意選択の部品であり、精製空気を装置内に導入する部品を含む。

図５は、本発明のさらなる実施例に従って被核形成表面が組み込まれる、流体清浄化システムを含むリソグラフィ装置の詳細を示す。図１に示す対応する部品と同じ参照数字又は文字を有する図５に示す部品の場合、これらの部品が以降でさらに述べられないため、上記図１の説明が参照される。図５は、放射の投影ビーム１、所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するのに役立つパターニング装置ＭＡ、パターン化したビーム３を示す。特定の断面エリアを有するパターン化したビームは、投影システム入口エリア（図５には示さず）において投影システムＰＬ上に入射する。パターン化したビームは、ビーム出口エリア（図５には示さず）を介して投影システムを出る。出て来るパターン化したビーム５は、その後、基板テーブルＷＴ上に搭載された基板Ｗ上に入射する。図５はさらに、図１及び図５に示すリソグラフィ装置等の装置と共に使用するためのものである、本発明の実施例による気体清浄化システム１０、１４、１５、１６、２０を示す。示す実施例では、リソグラフィ装置と共に使用する時の流体清浄化システムが示されるが、本発明は、この点で制限されず、本発明のこの実施例による流体清浄化システムは、ウェハ検査ツール、窒素又はアルゴン等の容器に入った気体用の気体精製システムなどの、清浄流体が必要である他の装置において用途を有することが想定される。

図５〜８に示す実施例では、リソグラフィ装置は、気体環境で動作する。流体清浄化システムは、投影システムＰＬを取り囲む気体を清浄化する。以下で説明するように、本発明はまた、液体環境で動作するリソグラフィ及び他の装置において用途を有する。当技術分野で気体パージ・システムとも呼ばれる、従来の気体清浄化システム８もまた図５に示される。こうした従来の気体清浄化システム８は任意選択である。図５に示す気体清浄化システム１０、１４、１５、１６、２０は、従来のシステムと共に、又は、代替的に、従来の気体清浄化システム８が無い状態で使用されてもよいことが想定される。さらに、図５に示す実施例では、本発明を組み込む気体清浄化システムは、従来の気体清浄化システム８の気体流の方向の上流に配設される。しかし、本発明はこの点で制限されず、気体清浄化システム１０、１４、１５、１６、２０はまた、従来の気体清浄化システム８の気体流の方向の下流に配設されてもよいことが想定される。気体清浄化システムは、空気の清浄化に特定の用途を有する。しかし、上述したタイプの汚染物質がその中に存在する、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、及び水素等の他の気体を清浄化するのに使用されることが想定される。

図５〜８に示す実施例による気体清浄化システム１０、１４、１５、１６、２０は、レンズ要素の表面上での塩類結晶汚染物質の形成がそこから引き起こされる原理に基づく方法を使用して、気体、通常、窒素を清浄化する（又は精製する）。従来システムに関して問題である、レンズ要素の汚染は、以下の方法で制御することができることがわかっている。第１に、超清浄空気を必要とする、装置、通常、リソグラフィ投影装置のエリアが識別される。上述したように、こうしたエリアは、投影システムの最初のレンズの上のエリア、及び、投影システムの最後のレンズの下のエリアである。任意選択で、図８に示すように、光学的に透明なペリクル２２、２３が、超清浄空気を必要とする装置の部分を汚染源から分離するために設けられる。リソグラフィ投影装置では、こうしたエリアはまた、例えば、マスクＭＡエリア及びウェハＷエリアを含む。第２に、超清浄空気を識別された領域に供給するために、従来の空気パージ・システム８に付加するか、分離するかのいずれかで、気体清浄化システム１０、１４、１５、１６、２０が組み込まれる。超清浄気体を必要とする装置のエリアを識別し分離することによって、気体清浄化システムが高スループット・システムとして設計されることは必要でない。これにより、必要とされる気体清浄化システムの複雑さ及びコストが低減される。

気体清浄化システム１０、１４、１５、１６、２０は、図６及び図７を参照してさらに詳細に述べられる。しかし、通常、気体清浄化システムは、清浄化される気体を受け取る気体入口１０及び清浄気体を必要とする装置の識別された領域に清浄化された気体を供給する気体出口／供給システム１４と、受け取った気体を清浄化する清浄化ゾーン２０とを含み、清浄化ゾーンは入口１０と出口１４の間に配設される。気体清浄化システムはさらに、清浄化ゾーン２０に放射１６を供給するための放射システム１５を備える。放射は、清浄化ゾーン２０内に存在する汚染物質の解離を引き起こすようなものである。気体清浄化システムはさらに、解離された汚染物質が結合する複数の核形成部位を備える被核形成表面を備え、被核形成表面は清浄化ゾーン２０内に配設される。

通常、放射システムは、リソグラフィ装置に見られるよりも小さい場合がある、十分な強度を有する。

清浄化される気体の照射は、清浄化ゾーンにおいて起こり、清浄化ゾーンは、好ましくは、清浄化される気体が送り込まれる、特別に設計されたチャンバ２０である。チャンバは、清浄ゾーンにおける汚染物質の解離と解離された汚染物質と被核形成部位との結合を達成するのに、十分に長い時間の間、又は、十分に長い経路長に沿って、高放射強度エリア内を気体が流れるように設計される。好ましくは、チャンバは、Ｇ線とＩ線とＫｒＦ２レーザ生成用の石英二酸化シリコン、ＡｒＦ２レーザ生成用のフッ化マグネシウム、及びＦ２レーザ生成用のＣａＦ２等の、リソグラフィ装置又は気体クリーナが意図される他の装置のレンズと好ましくは同じ材料からなる大きな活性表面エリアを含む。好ましくは、被核形成表面の活性表面エリア、又は、代替的に、全チャンバ２０は、取り外し可能ユニットとして設けられ、保守点検又は交換のために、気体清浄化システムから容易に取り外すことができる。好ましくは、活性表面エリアは粗い。好ましくは、活性エリアの表面積は、レンズ要素の表面積と比較して大きい。

被核形成表面は、気体がチャンバを通過している間に、放射に対するチャンバのある期間の初期暴露後に、清浄化布片で表面を拭き取ることによって調製されてもよい。この調製は、表面上でのゆっくりした塩類結晶成長を引き起こす。代替的に、活性表面の核形成を達成するために、ダミー表面が、動作中にではなく、同じ条件下で前処理される。こうして調製された表面は、装置用の気体清浄化システム内に一旦設置されると、非常に多くの成長核が表面上に存在するため、被核形成表面上での汚染成長の増大を実証する。気体清浄化システムにおいて汚染塩類の高い核形成部位濃度を提供することによって、レンズ要素を囲むエリア等の識別されたエリア内に気体が導入される前に、より多くに汚染物質が気体から除去されるため、気体清浄の改善が達成されることがわかっている。

図６により詳細に示す特定の実施例では、照射チャンバ２０内の気体流は、放射に対して透明な壁で形成された流路系を通って導かれる。図７により詳細に示す実施例では、チャンバは、例えば、上述したレンズ材料からの、適切な材料で製造された発泡ウール又はガラス・ウールを備える。流路或いは発泡ウール又はガラス・ウールを設けることは、大きな接触表面を提供する。気体の乱流動力と組み合せた、図５の流路設計及び図６の発泡ウール又はガラス・ウール充填からもたらされる照射チャンバ２０内での空気の滞留時間は、被核形成表面との十分な接触を提供するように構成される。好ましくは、表面反応確率、即ち、照射チャンバ内で汚染物質が塩類結晶として解離し被核形成表面上に結合する確率は、照射チャンバ内で、できる限り高くされる。これは、上述したように、表面の表面積、表面上での核形成部位の発生、及びチャンバに入射する放射強度を最適化することによって達成される。

本発明の実施例による気体清浄化システムによって清浄化された気体は、好ましくは、識別された領域に存在する対象となるレンズ表面に、他のどんな気体も達することができないように、そのレンズ表面の近くでのみ使用される。これらの領域は、図８に示す光学的に透明なペリクル（外被）２２、２３によって、装置容積の残りから遮蔽することができ、ペリクル２２、２３は、超清浄空気を再循環させる可能性を提供し、したがって、識別された領域においてさらに一層、汚染率及び確率を減らす。本発明の特定の実施例では、図８に示す気体清浄化システム２０、２１が、無しで済まされ、ペリクル２２、２３は、投影システムＰＬ内又はその周りに存在する汚染物質がそれと結合する、表面の役を果たす核形成部位を備える。ペリクル２２、２３は、パターン化ビーム入口エリア又はパターン化ビーム出口エリアの少なくとも一方から離れて配設される。

図６は、本発明の実施例による流体清浄化システムを含むリソグラフィ装置の詳細を示す。予備清浄化された気体又は再循環された超清浄空気１０を含むパージ気体は、パージ気体入口１１を介して供給される。清浄化ゾーンはチャンバ１２を備え、好ましくは、妨害壁２４を備える。チャンバは、放射源１５からの放射１６によって照射される。好ましくは、妨害壁２４は、放射１６に対して透明である。妨害壁２４は、核形成部位を備え、したがって、被核形成表面を形成する。好ましくは、放射は被核形成表面上に入射する。特に、壁は、前記気体が前記気体入口１１から気体出口１３までそこを通って通過する気体経路を画定するように配設される。特に、壁２４は、気体経路が、放射の伝播方向のチャンバの寸法より長い長さを有するように構成される。放射は、矢印１６によって示す方向に伝播することが、図５からみてわかる。放射がチャンバ２０を通って伝播する時、放射は、実質的に同じ方向に伝播し続ける。しかし、放射は、チャンバ内での反射及び何らかの吸収のために、伝播方向の何らかの変化を受ける場合があることが理解されるであろう。特に、放射１６のエネルギーを利用するために、チャンバ２０を出る放射を反射するミラー１７が、任意選択で設けられる。図に示す実施例では、ミラーは、平坦ミラーであるとして示される。しかし、ミラーは、球形幾何形状を含む任意の形状を有してもよい。ミラー１７は、チャンバ２０を出る放射が、チャンバの気体内に存在する汚染物質のさらなる解離を生じるように、チャンバ２０を出る放射を反射して、チャンバ内に戻す。

さらに、図６に示す実施例では、壁は交互に配置されていることがわかる。

清浄化ゾーンを通過する気体内の汚染物質は、上述したように除去される。チャンバ内で清浄化された気体１４は、装置に向かう超清浄パージ気体出口を介して、装置、例えば、リソグラフィ投影装置に出力される。

図７は、本発明のさらなる実施例による流体清浄化システムを示す。予備清浄化された気体又は再循環された超清浄気体１０を含むパージ気体は、パージ気体入口１８内に導入され、パージ気体入口１８は、十分な気体流分配制御を行うように構築される。好ましくは、清浄化ゾーンは、被核形成表面を含むチャンバ２０を備える。好ましくは、被核形成表面は、チャンバ内に配設された発泡ウール又はガラス・ウールの表面を備える。清浄化気体１４は、パージ気体出口１９を介して送られ、パージ気体出口１９は、所望の位置に対して十分な気体流分配制御を行うように構築される。図６に示す実施例と同様に、清浄化ゾーンにおいて汚染物質の最適な解離を達成するように、放射エネルギーを利用するために、チャンバを出る放射を反射して、チャンバ内に戻すために、ミラー１７が設けられる。

図８は、本発明のさらなる実施例による流体清浄化システムを含むリソグラフィ装置の詳細を示す。図１及び図５を参照し既に述べた部品に加えて、図８は、同様に既に述べたように、本発明の気体清浄化システムによって清浄化された超清浄気体の循環を、装置内で所望の領域に制限するように機能する光学的に透明なペリクル２２、２３を示す。さらに、気体清浄化システム２０、２１が無い状態で、ペリクル２２、２３は、汚染物質が結合する表面としても機能するように、核形成部位を備える。図５〜７を参照して先に述べた超清浄気体システム２０が、好ましくは設けられ、矢印２５の方向の、ペリクル２２、２３によって制限された領域に気体を出力する。好ましくは、気体は、例えば、投影システムが位置する制限された領域を横切るのに十分な力で吹きつけられる。制限された領域の反対側には、超清浄気体収集ユニット２１が設けられる。収集ユニット２１の構造は、好ましくは、送出ユニット２０と同じである。しかし、収集ユニット２１は、本発明の気体浄化システムの任意の実施例の構造を有してもよい。収集ユニット２１は、送出ユニットによって放出された気体を収集し、気体を再循環させる。再循環された気体は、制限された領域内に直接出力されてもよいし、又は、送出ユニット２０にフィードバックされ、送出ユニット２０で、制限された領域に再導入される前に、もう一度清浄化されてもよい。気体の再循環は、気体中に存在する汚染物質をさらに減らし、したがって、制限された領域内で起こる表面反応の確率をさらに減少させることがわかっている。

図５〜８に示す実施例では、清浄化ゾーンがパターン化したビームから離れて配設されていることがわかる。さらに、チャンバは、気体が入口から出口まで通過するのにかかる時間が、清浄化ゾーンにおける汚染物質の解離を達成するのに十分であるように構築されることが理解される。好ましくは、被核形成表面は、気体が入口から出口まで通過するのにかかる時間が、被核形成表面における解離された汚染物質の結合を達成するのに十分であるように構築される。特に、リソグラフィ装置における用途を参照すると、被核形成表面の表面積は、パターン化ビームの断面積より大きい。

先に述べたように、核形成部位は塩類結晶成長核であり、結合は核形成部位における、又は、核形成部位の近傍の塩類結晶の形成を含む。特に、汚染物質は、塩類結晶として被核形成表面上に保持される。

さらに、図５及び図８に示す実施例の、パターン化したビームを供給する第１放射システム及び解離放射を供給する第２放射システムは同じであってもよい。しかし、代替の実施例では、これらの放射システムは互いに独立である。第２放射システムによって供給される放射波長は、その放射波長が特定の汚染物質の解離を引き起こす限り重要ではない。一実施例では、第１及び第２放射システムは、実質的に同じ波長を有する放射を供給する。

図８では、清浄化ユニット２０は、１つのステッパ・ユニットへ清浄空気を送出するものとして示される。しかし、本発明は、この点で制限されず、単一清浄化ユニット２０が、複数のステッパ、例えば、互いに並列に配設されたステッパに清浄空気を供給するのに使用されてもよいことが想定される。

上述した実施例では、気体環境で動作するリソグラフィ装置が参照される。しかし、本発明は、こうした装置に限定されない。本発明は、流体から汚染物質を除去するのに使用することができる。そのため、気体か、液体のいずれかに存在する汚染物質は、被核形成表面と結合することになる。特に、本発明はまた、液浸リソグラフィ装置、即ち、部分的に液体の環境で動作するリソグラフィ装置に対する用途を有する。液浸リソグラフィでは、投影システムの最後のレンズとウェハとの間の空間が、液体で充填される。液体は、通常、水又は油である。典型的な油の例は、ポンプ油としても使用されるフォンブリンである。本発明は、使用前に使用済みの水又は油を清浄化すること、又は、最後のレンズとウェハとの間に存在する流体を清浄化することに対して用途を有する。レンズの汚染は、標準的リソグラフィにおいてより、液浸リソグラフィにおいてさらに大きいことがわかっている。

さらに、「ダミー」被核形成表面、即ち、複数の核形成部位が上に設けられる表面の使用は、検出器として使用されてもよい。こうした用途の場合、被核形成表面は、流体経路、例えば、流体が装置に入る流体入口に配設される。被核形成表面は、汚染物質の存在下で結晶成長を引き起こすのに十分なエネルギーの放射ビームの経路内に配設される。試験される流体は、その後、表面上を通過させられる。流体が１つ又は複数の汚染物質を含む場合、時間を経て、結晶成長が起こるであろう。結晶成長の量は、汚染物質の濃度に関連する。結晶成長は、被核形成表面の光学特性に影響を及ぼすため、成長の量、したがって、汚染物質の濃度を、光学的に求めることができる。そのため、放射ビーム内に配設された被核形成表面は、検出用表面が配設される流体経路に沿って流れる流体内の汚染物質濃度を検出するのに使用することができる。汚染物質濃度が高いことが測定によりわかった場合、汚染された流体を交換し、リソグラフィ装置内のレンズ要素等の、装置内の要素のさらなる汚染を防ぐために、装置の動作に割り込みがかけられるであろう。こうして、被核形成表面は、装置内の流体の品質尺度として使用することができる。光学的検出は、反射式で行われてもよいし、又は、透過式で行われてもよい。同様に、直接ビームが遮断され、迷走光のみが検出されるダーク・フィールド法を適用することができ、より高い感度がもたらされる。特に、流体内の汚染物質を検出する汚染検出器を提供することが想定され、検出器は、試験用の流体がそれに沿って流れる流体経路と、流体経路内に配設された検出ゾーンと、使用時に、検出ゾーン上に入射するように構成され放射源とを備え、放射源は、検出ゾーンの流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こし、検出器はさらに、前記検出ゾーン内に配設された被核形成表面であって、被核形成表面上に複数の核形成部位が設けられ、前記解離した汚染物質が前記複数の核形成部位のうちの１つの核形成部位と結合する、被核形成表面と、前記被核形成表面の光学特性を求める光学測定装置とを備え、求めた光学特性から、前記流体内の汚染物質濃度を求めることができる。好ましくは、測定される特性は、被核形成表面の透過率又は反射率である。

本発明の特定の実施例を上述したが、本発明が、述べた以外の方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。説明は、本発明を制限することを意図しない。

本発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 本発明の実施例による投影システム・プロテクタを含むリソグラフィ装置の詳細を示す図である。 本発明のさらなる実施例による投影システム・プロテクタを含むリソグラフィ装置の詳細を示す図である。 本発明のさらなる実施例による投影システム・プロテクタ及び取付具を含むリソグラフィ装置の詳細を示す図である。 本発明の実施例による流体清浄化システムを含むリソグラフィ装置の詳細を示す図である。 本発明の実施例による流体清浄化システムを示す図である。 本発明のさらなる実施例による流体清浄化システムを示す図である。 本発明のさらなる実施例による流体清浄化システムを含むリソグラフィ装置の詳細を示す図である。

Claims (34)

1. リソグラフィ投影装置であって、
   放射ビームを供給する放射システムと、
   パターニング構造を支持する支持構造とを備え、前記パターニング構造は、所望のパターンに従って前記放射ビームをパターン化するように構成され、
   前記リソグラフィ装置は、さらに、
   基板を支持する基板支持体と、
   前記基板の標的部分上に前記パターン化したビームを投影する投影システムとを備え、前記投影システムは、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を含み、前記光学要素のそれぞれを前記パターン化したビームが通過し、
   前記リソグラフィ装置は、さらに、
   前記投影システムに結合し、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面を備え、前記表面は、前記ビーム入口エリアと前記ビーム出口エリアの少なくとも一方から離れて配設されるリソグラフィ投影装置。
2. 前記被核形成表面は、前記光学要素の少なくとも一方と同じ材料で作られる請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記被核形成表面は石英である請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記被核形成表面は粗いテクスチャである請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
5. 前記被核形成表面は、表面上に配設された少なくとも１つのチューブを含み、前記少なくとも１つのチューブは、前記チューブが、前記パターン化したビームの伝播方向において前記ビーム入口又は出口エリアから変位し、かつ、前記ビーム入口エリアか、前記ビーム出口エリアのいずれかに隣接するように前記表面上に配列される請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
6. 前記被核形成表面は、前記投影システムの少なくとも前記出口又は入口エリアの上に嵌合する保護キャップの一部を形成する請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
7. 前記キャップは、前記保護キャップを前記投影システム上に取り付ける取付要素を備える請求項６に記載のリソグラフィ投影装置。
8. パージ・フードは、前記保護キャップと、前記投影システムの前記入口又は出口エリアの前記少なくとも一方との間に配設される請求項６に記載のリソグラフィ投影装置。
9. 前記被核形成表面は、気体清浄化システム内に配設される請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
10. リソグラフィ投影装置であって、
    放射ビームを供給する第１放射システムと、
    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するように構成されたパターニング構造を支持する支持構造と、
    基板を支持する基板支持体と、
    前記基板の標的部分上に前記パターン化したビームを投影する投影システムとを備え、前記投影システムは、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を含み、前記光学要素のそれぞれを、前記パターン化したビームが通過し、
    前記リソグラフィ投影装置は、さらに、
    前記光学要素が配設される領域内に導入される流体を清浄化する流体清浄化システムを備え、前記流体清浄化システムは、
    清浄化される流体を受け取る流体入口及び清浄化された流体を前記装置の前記領域に供給する流体出口、
    前記受け取った流体を清浄化し、前記入口と前記出口の間に配設される清浄化ゾーン、及び
    前記清浄化ゾーンの前記流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすために、前記清浄化ゾーンに放射を供給する第２放射システムを備え、
    前記リソグラフィ投影装置は、さらに、
    複数の核形成部位を備える被核形成表面を備え、前記被核形成表面は、前記清浄化ゾーン内に配設されるリソグラフィ投影装置。
11. 前記清浄化ゾーンは、前記ビーム出口エリアの前記ビーム入口エリアから離れては配設される請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
12. 前記放射は、前記被核形成表面上に入射する請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
13. 前記清浄化ゾーンはチャンバを備える請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
14. 前記チャンバは、前記放射に対して透明な複数の壁を含み、前記壁は、前記流体が前流体記入口から前記流体出口まで通過する流体経路を画定するように配設される請求項１３に記載のリソグラフィ投影装置。
15. 前記壁は、前記流体経路が、前記放射の伝播方向において、前記チャンバの寸法より長い長さを有するように構成される請求項１４に記載のリソグラフィ投影装置。
16. 前記壁は交互に配置される請求項１４に記載のリソグラフィ投影装置。
17. 前記被核形成表面は、発泡ウール又はガラス・ウールの表面を備える請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
18. 前記発泡ウール又はガラス・ウールは前記チャンバ内に配設される請求項１７に記載のリソグラフィ投影装置。
19. 前記チャンバは、前記流体が前記入口から前記出口まで通過するのにかかる時間が、前記清浄化ゾーン内の汚染物質の解離を達成するのに十分であるように構築される請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
20. 前記被核形成表面は、前記流体が前記入口から前記出口まで通過するのにかかる時間が、解離した汚染物質の前記被核形成表面との結合を達成するのに十分であるように構築される請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
21. 前記被核形成表面の表面積は、前記投影システム内で構成されるレンズの表面積より大きい請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
22. 前記核形成部位は、塩類結晶成長核であり、前記結合は、前記核形成部位のところか、又は、前記核形成部位の近傍における塩類結晶の形成を含む請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
23. 前記汚染物質は、前記被核形成表面上で塩類結晶として保持される請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
24. 前記第１及び第２放射システムは同じである請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
25. 前記第１及び第２放射システムは互いに独立である請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
26. 前記第１及び第２放射システムは、実質的に同じ波長を有する放射を供給する請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
27. 前記表面は交換可能である請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置。
28. 装置で使用するための流体清浄化システムであって、
    清浄化される流体を受け取る流体入口及び清浄化された流体を装置に供給する流体出口と、
    前記入口と前記出口の間に配設される清浄化ゾーンと、
    前記清浄化ゾーンの前記流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすために、前記清浄化ゾーンに入射するように構成された放射源と、
    前記清浄化ゾーン内に配設され、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面とを備える流体清浄化システム。
29. 前記清浄化される流体は、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、水、及び油のうちの少なくとも１つである請求項２８に記載の流体清浄化システム。
30. 装置で使用するための流体清浄化方法であって、
    清浄化される流体を入口において受け取り、清浄化された流体を出口において装置に供給することと、
    前記入口と前記出口の間に配設される清浄化ゾーンにおいて前記流体を清浄化することと、
    放射源を使用して、前記清浄化ゾーンの前記流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こすことと、
    複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面を、前記清浄化ゾーン内に設けることとを含む流体清浄化方法。
31. 請求項３０の方法に従って清浄化される、リソグラフィ装置内の流体を使用することを含む方法。
32. 放射ビームを投影することと、
    前記放射ビームをパターン化することと、
    光学要素のそれぞれを前記パターン化したビームが通過する、ビーム入口エリアを有する光学要素及びビーム出口エリアを有する光学要素を使用して、放射に敏感な材料の層の標的部分上に前記パターン化した放射ビームを投影することと、
    前記ビーム入口エリアと前記ビーム出口エリアの少なくとも一方から離間して配置された複数の核形成部位によって汚染物質を捕捉することとを含むデバイス製造方法。
33. 流体内の汚染物質を検出する汚染検出器であって、
    前記流体が流れる流体経路と、
    前記流体経路内に配設された検出ゾーンと、
    前記検出ゾーン上に入射するように構成され、前記検出ゾーンの前記流体内に存在する汚染物質の解離を引き起こす放射源と、
    前記検出ゾーン内に配設され、複数の核形成部位が上に設けられる被核形成表面と、
    前記被核形成表面の光学特性を求め、前記求めた光学特性から、前記流体内の汚染物質の濃度が求められる光学測定装置とを備える汚染検出器。
34. 前記特性は透過率又は反射率である請求項３３に記載の汚染検出器。

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