JP2009010389A - リソグラフィ装置、放射システム、デバイス製造方法、及び放射生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】汚染物質トラップに生じる高温の影響への対策をとる。
【解決手段】リソグラフィ装置は、放射源から放射された放射から放射ビームを形成する放射システムを備える。放射システムは、放射源から発せられた物質捕捉する汚染物質トラップを備える。汚染物質トラップは、放射システムにおいて放射ビームが伝播しているときに放射源から発せられた物質を受けるよう放射ビーム経路に配列された汚染物質捕捉面を備える。放射システムは、汚染物質トラップを液体スズで冷却する液体スズ冷却システムを備える。リソグラフィ装置は、放射ビームを調整する照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持する支持部と、基板を保持する基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置、放射システム、デバイス製造方法、及び放射生成方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルと称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用される。このパターンが基板（例えばシリコンウエーハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイからなる）目標部分に転写されることになる。パターンの転写は典型的には、基板に塗布された放射感応性材料（レジスト）層への像形成により行われる。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。また、パターンを基板にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

より小さいフィーチャを結像するために、リソグラフィ装置の露光放射として５乃至２０ナノメートルの範囲に含まれる波長、特に１３．５ナノメートルの波長を有する極紫外放射（ＥＵＶ）、またはイオンビームや電子ビーム等の荷電粒子ビームを使用することが提案されている。これらの放射は吸収を避けるために、装置内部のビーム経路が排気されている必要がある。ＥＵＶ放射に適する既知の屈折光学素子は存在しないため、ＥＵＶリソグラフィ装置においては放射系、照明系、及び投影系にミラーが使用される。このミラーは非常に汚染を受けやすい。汚染を受けると反射率が低下して装置のスループットも低下してしまう。さらに、照明系に進入するデブリは最小化されるべきであるが、ＥＵＶ光源はデブリを生成してしまう。

照明系へのデブリ進入確率を低減すべく汚染物質トラップが使用されてもよい。このトラップは放射系において光源の下流に配設される。トラップは、デブリが堆積可能な表面を提供する要素を備える。従来の放射系は、放射ビームを集光するコレクタも備え得る。コレクタの構成要素にもデブリが堆積することが知られている。コレクタへのデブリ堆積は、洗浄しなければならなくなるまでの動作可能時間を著しく減少させる。

汚染物質トラップの構成要素が昇温すると汚染物質が増加してコレクタ動作可能時間も短くなることが知られている。これは、汚染物質トラップの構成要素が高温では２次的な汚染物質源となりうるからである。構成要素上のデブリが気化することもある。気化したデブリはコレクタをさらに汚染する。また、強力なＥＵＶ光源を採用した場合には熱負荷が増大し、汚染物質トラップの構成要素が溶かされるか気化されてしまうおそれがある。この場合、デブリに対する障壁が破壊されてしまうおそれがある。

汚染物質トラップに生じる高温の影響への対策をとることが望ましい。

一態様によれば、放射源から放射された放射から放射ビームを形成する放射システムを備えるリソグラフィ装置が提供される。放射システムは、放射源から発せられた物質捕捉する汚染物質トラップを備える。汚染物質トラップは、放射システムにおいて放射ビームが伝播しているときに放射源から発せられた物質を受けるよう放射ビーム経路に配列された汚染物質捕捉面と、汚染物質トラップを液体スズで冷却する液体スズ冷却システムと、を備える。リソグラフィ装置は、放射ビームを調整する照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持する支持部と、基板を保持する基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、を備える。

一態様によれば、放射源から放射された放射から放射ビームを形成する放射システムが提供される。放射システムは、放射源から発せられた物質捕捉する汚染物質トラップを備える。汚染物質トラップは、放射システムにおいて放射ビームが伝播しているときに放射源から発せられた物質を受けるよう放射ビーム経路に配列された汚染物質捕捉面を備える。放射システムは、汚染物質トラップを液体スズで冷却する液体スズ冷却システムをさらに備える。

一態様によれば、汚染物質捕捉表面を備える汚染物質トラップを使用して、放射源により放射された放射ビームに該表面を配列することにより、放射源から発せられた物質を捕捉し、汚染物質トラップを液体スズで冷却し、放射ビームを調整し、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成し、パターン付き放射ビームを基板の目標部分に投影するデバイス製造方法が提供される。

一態様によれば、汚染物質捕捉表面を備える汚染物質トラップを使用して、放射源により放射された放射ビームに該表面を配列することにより、放射源から発せられた物質を捕捉し、汚染物質トラップを液体スズで冷却することを含む放射生成方法が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または可視光放射）を調整するよう構成されている照明光学系（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を支持するよう構成され、所定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストでコーティングされたウエーハ）Ｗを保持するよう構成され、所定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つ以上のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳと、を備える。

照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御をするよう構成されている各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子またはその他の各種光学素子を含んでもよく、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

支持構造は、パターニングデバイスを支持する。すなわち、パターニングデバイスの荷重を支える。支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持構造においてはパターニングデバイスを保持するために、機械的固定、真空固定、静電固定、または他の固定用技術が用いられる。支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用され得るいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えば仮に放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。

本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光光あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられ得る。

ここに説明されるのは、（例えば反射型マスクを用いる）反射型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置を用いてもよい。

リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または２つ以上のマスクテーブル）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が液体で覆われる形式の装置であってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有する液体であり、例えば水である。この液体によって、投影系と基板との間の空間が満たされる。液浸液は、例えば投影系とマスクとの間などのリソグラフィ装置内部の他の空間に適用されてもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させるための周知の手法である。ここで使用される「液浸」という用語は、基板等の構造物が液体に浸されていなければならないことを意味するのではなく、露光中に投影系と基板との間に液体が存在するということを単に意味するにすぎない。

図１に示されるようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系が必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系（放射システム）と総称される。

イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタを備えてもよい。一般にはアジャスタＡＤにより、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータ及びコンデンサなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。

放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは投影系ＰＳに進入する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサＩＦ１とにより放射ビーム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。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。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の一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。同様に基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を構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により実現される。ステッパでは（スキャナとは逆に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。マスクＭＡと基板Ｗとは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、マスクＭＡに複数のダイがある場合にはマスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

図示の装置は例えば次のうちの少なくとも１つのモードで使用され得る。

１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルがＸ及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。

２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。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り定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、スキャン移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。

３．別のモードにおいては、マスクテーブルＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。

上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別のモードでリソグラフィ装置を使用してもよい。

図２及び図３はそれぞれ、一実施形態に係る放射系（放射システム）に設けられる汚染物質トラップ１０の模式的な断面図及び斜視図である。放射系は、放射源ＳＯ（図１参照）により発せられた放射から放射ビームを生成する。放射源ＳＯは放電プラズマで形成されてもよい。放射源ＳＯはＥＵＶ型であってもよく、この場合スズ（Ｓｎ）を利用するプラズマ源であってもよい。また、ＥＵＶ型放射源は気体または蒸気を使用してもよく、例えばＸｅガスまたはＬｉ蒸気を使用してもよい。汚染物質トラップ１０は回転箔トラップであるとみなすことができ、回転可能な汚染物質捕捉要素８を備えてもよい。汚染物質捕捉要素８は、放射源ＳＯから発せられる物質を捕捉する。回転可能汚染物質捕捉要素８は、放射源から発せられる物質が放射系を伝播するときに堆積しうる放射ビーム経路に配列される多数の要素を備える。図２及び図３に示される汚染物質トラップ１０においては、放射ビーム経路に配列される多数の要素は、プレート形状の金属小片（プレートレット）９を備える。これを箔とも称する。この箔または小片９は、デブリまたは汚染物質を受ける表面を備える。この表面は放射ビーム経路に配列されており、放射源から放出されたデブリ（すなわち汚染物質であり、パーティクルを含む）が放射系の光学素子（例えばコレクタやイルミネータＩＬ）に到達するのを防ぐ。これらの箔は、汚染物質トラップ１０の長手方向軸Ｏの周囲に放射状に配列されている。

汚染物質トラップ１０は、静止部１と、複数のリング形状要素２、３、４、５を備える。リング形状要素２、３、４、５は、静止部１の周囲に配列され、回転部６を支持し案内する。回転部６には、複数の箔９を有する回転可能汚染物質捕捉要素８が構築されている。箔９は短冊状に形成されており、例えばモリブデン等の金属で製造されることが好ましい。箔９は、リング形状シール７でシールされて回転部６に接続されている。回転部６は、気体流によって駆動される。この気体流は、静止部１の外側の流れ開口１１から流れる。この気体は静止部１と回転部６との間の軸受としても機能する。汚染物質トラップ１０はさらに、流路構造１２を備える。流路構造１２については後述する。

汚染物質トラップ１０は、液体スズ冷却システムをさらに備える。この冷却システムは汚染物質トラップ１０特に回転可能汚染物質捕捉要素８を液体スズで冷却する。汚染物質トラップ１０を液体スズで冷却することにより、高温発生対策がされた汚染物質トラップ１０が得られる。この液体スズ冷却法は、輻射による伝熱よりも相当効果的でありうる。放射系は動作時に真空とされるから、気体分子による熱伝導は比較的貧弱である。また、箔９は非常に薄く、かつ、回転部６はベアリングで支持されていて静止部１との材料の接触が比較的小さいので、回転可能汚染物質捕捉要素８の材料を通じた熱伝導は比較的小さい。よって、液体スズ冷却によって熱伝達が著しく向上される。したがって、高温（例えば６５０℃またはそれ以上）の発生が抑えられる。このような高温が回避されることにより、放射系の構成要素が無用に溶解してしまうことも避けることができる。さらに、液体スズ冷却によって、比較的高出力（例えば約１００ｋＷ）の放射源を用いることも可能となる。液体スズ冷却システムを使用することで、放射源の周波数を高くして、装置の稼動時間も長くすることができる。また、液体スズ冷却システムをスズ使用型プラズマ源に組み合わせて用いることには、汚染が発生しないという更なる利点もある。加えて、液体スズは放射源で既に使用されているから、材質を防護するための特段の設計変更も不要である。また、システムに動作不良または故障が生じた場合にも汚染の発生が事実上無視できる。更なる利点としては、液体スズ冷却システムに充分な過圧を与えるようにすれば、汚染物質トラップ８内部の流路を細くしてトラップ８への妨害的な回転力や機械部品変形を実質的になくすことができる。

スズ冷却液は再使用すべく回収される。よって効率的な冷却システムが実現される。冷却液は例えば、汚染物質トラップが設けられているチャンバ底部で回収されてもよい。放射源から発せられて捕捉されたＳｎデブリも、冷却システムでの再使用のために冷却液と共に回収されてもよい。

液体スズ冷却システムで汚染物質トラップ１０を温調することにより、スズ粒子の凝固を妨げることもできる。固体スズ粒子は回転する複数の箔９の釣り合い状態を劣化させて、放射の透過に損失を生じさせたり、あるいは故障さえしてしまうおそれがある。このために無用の凝固プロセスがなくても放射源の稼動が停止され得る。一例として、供給される液体スズ温度は、スズの融点よりも充分に高温である約２５０℃に保たれる。供給される液体スズを予め設定された温度に保持することによって汚染物質トラップ１０が温調される。これにより、トラップ１０の温度が上がろうとするときには冷却効果が得られ、トラップ１０の温度が予め定められた液体スズ供給温度よりも下がろうとするときには加熱効果が得られる。

図２及び図３に示される放射系は、汚染物質トラップ１０の静止部の内部に液体スズ閉回路１２が形成されている液体スズ冷却システムを備える。稼働時には液体スズ閉回路１２は汚染物質トラップ１０の静止部１を能動的に冷却する。液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの回転部を直接冷却する液体スズ準開（ｓｅｍｉ−ｏｐｅｎ）回路を備えてもよい。この回路は、トラップ８の外表面に開放流路部分を備える。液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの静止部１の内部に液体スズ供給流路１３を備えてもよい。供給流路１３は、汚染物質トラップの回転部へと延びており、回転部の外表面に液体スズを供給する。液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップ１０の箔９の先端に沿った戻り経路をさらに備えてもよい。液体スズは箔の先端に沿った毛細管流動を生成する。これにより、箔上の熱負荷が比較的大きい部位から熱を伝達することができる。戻り経路は汚染物質トラップ１０の箔９に埋め込まれていてもよい。例えば準開回路または内部流路を経由してもよい。幾何形状及び遠心流により液体スズは放射方向外向きに流れる。そしてトラップ１０が設けられているチャンバ底部に滴下する。

図４及び図５はそれぞれ本発明の一実施形態に係る放射系に設けられた汚染物質トラップの模式的な断面図である。図４においては、液体スズ冷却システムは、上述の液体スズ閉回路１２とは異なり、外部供給流路１５を備える。外部供給流路１５は、汚染物質トラップ１０の回転部に噴霧するスプレー端を有する。図５においては、外部供給流路１４は、汚染物質トラップ１０の箔９の近傍に設けられたスプレー端を有する。まず始めにスズ冷却液は箔９の先端を覆い、ブレードを越えて流れ、チャンバ底部に滴下する。外部供給流路１５は、内部を流れるスズ冷却液によって本質的に冷却されている。

上述の実施形態によれば、高い信頼性で汚染物質トラップからスズを除去することができるとともに汚染物質トラップを効率的に冷却することができる。

一実施形態においては、フィルタ処理や化学洗浄などの液体スズ再生処理が回路１２または供給流路においてなされてもよい。

また、放射系は外部加熱システムを備えてもよい。外部加熱システムは例えば電気加熱システムであり、例えばメンテナンス状態等のスズが固化した状態からのシステムの始動を可能とするように構成される。

液体スズシステムの冷却効果をさらに高めるために、及び／または汚染物質トラップの放射伝達特性をさらに高めるために、汚染物質トラップの外表面に表面濡れ性を向上させる前処理がなされていてもよい。図６に示される一実施形態の放射系１００においては、当該前処理は、表面を加熱することを含む。この加熱工程は、汚染物質トラップ１０２の近傍に加熱素子１０４を設けることにより行う。トラップ１０２は放射ビーム１０５の経路に設けられており、放射系１００において放射ビーム１０５が伝播するときに放射源１０１から発せられた物質が堆積しうる。加熱素子１０４を作動させることにより、汚染物質トラップの外表面は加熱され、汚染物質及び酸化物が表面から除去される。その結果、液体スズの薄いコーティングが表面に実質的に形成されるため、表面のＳｎ濡れ特性ひいては冷却効果が増進される。さらに、スズの小液滴の発生も抑えられ、汚染物質トラップの放射透過も向上される。この装置は、汚染物質トラップ１０２の近傍に設けられた気体供給口１０３をさらに備えてもよい。汚染物質トラップ１０２が設けられたチャンバへと方向Ｄに沿って水素ガスを流すことにより、汚染物質及び酸化物の外表面からの除去が増進されてもよい。水素ガスは、加熱素子１０４を作動させる前にチャンバに導入するようにしてもよい。別体の加熱素子１０４を用いるのに加えて、またはそれに代えて、熱源として放射源１０１がある低減された水準で作動されてもよい。この前処理工程後に、液体スズ冷却システムを使用して放射系が稼動されてもよい。

図７に示される一実施形態の放射系においては、放射系はラジカル生成ユニットまたはプラズマ生成ユニット１０４Ａを備える。ラジカル生成ユニットは水素ラジカルを生成し、プラズマ生成ユニットは水素プラズマを生成する。ラジカル生成ユニットを作動させることにより、チャンバに導入された水素分子が少なくとも部分的にラジカルに変換され、より高速及び／またはより低温での酸化物及び汚染物質の除去が促進される。ラジカル生成ユニット１０４Ａは、熱フィラメントまたは高周波放電素子として具現化されていてもよい。プラズマ生成ユニット１０４Ａを設けることにより、トラップ外表面の汚染物質が除去され得る。酸素プラズマで表面が処理されてもよい。

図８は、一実施形態に係る放射系の一部の模式的な断面図である。図８は特に、トラップの長手方向軸Ｏに対し中心に位置する汚染物質トラップ８の中心部１０６を示す。中心部１０６はプラグとも称する。箔１０８は中心部１０６に接続されている。箔１０８は、実質的に多孔質の材料で形成されていてもよい。図示されるように、液体スズ供給経路１０７は、箔１０８の多孔質構造に終端を有する。作動時には、液体スズは供給流路１０７を経由して多孔質構造へと流れる。すなわち、経路Ｉ_１を通り、さらに箔１０８の外表面に向けて経路Ｉ_２、Ｉ_３を通る。回転する箔１０８に軸Ｏに対して遠心力が生じるので、液体スズは、箔１０８の放射方向末端へと表面に沿って経路Ｉ_４、Ｉ_５を流れる。これにより、箔１０８の外表面が均一に覆われる。箔１０８の端部から、液体スズは、チャンバの下部構造へと経路Ｉ_６で箔１０８から滴下する。その下部構造においてＳｎは回収される。Ｓｎはさらに再利用されてもよい。箔１０８の多孔質構造に液体スズを注入することにより、実質的に均一な注入処理が得られる。これにより、比較的滑らかな液体スズ層が箔表面に形成され、冷却特性がよりよくなる。一実施形態においては、箔の少なくとも一部が実質的に多孔質である。箔の多孔質部分は、液体スズ供給経路１０７の端部近傍及び／または箔１０８の外表面近傍に配置されていてもよい。

更なる態様によれば、箔の外表面などの汚染物質トラップ外表面は、例えば金などの低酸化速度の最上層を備えてもよい。比較的低酸化速度の最上層を設けることにより、外表面の汚染物質及び酸化物を抑えられる。一例として、薄い金のコーティングに覆われたモリブデンの基体により箔が形成されてもよい。外表面の液体スズへの溶解度を低くしてもよく、好ましくは約０．０５％未満、より好ましくは約０．００５％未満の溶解度としてもよい。この場合、液体スズ冷却処理において箔が溶解しない。Ｓｎ以外の液体金属が使用されてもよい。一実施形態では、Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金、Ｇａ−Ｓｎ合金、またはＩｎ−Ｓｎ合金が使用されてもよい。これらの合金はＳｎよりも低温で液体となるため、冷却速度を大きくすることができる。よって、システムの最低温度を低減し、加熱の仕様を緩和することができる。

図９乃至図１４は、金属プレート外表面を濡らす液滴の実験結果を示す。特に、実験はスズの濡れ挙動を模擬して行われた。Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金はスズの濡れ挙動に近い。Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金は室温で液体であるため、この合金が実験に使用された。実験は、合金中のＧａ成分の酸化を防ぐためにアルゴン雰囲気中で行った。図９は、モリブデン（Ｍｏ）のプレートレット２０１上におけるＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金の液滴２０２を示す。同様に、図１０は、Ｇａ_２Ｏ_３コーティング２０４が成膜されたＭｏプレートレット上におけるＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金の液滴２０３を示す。図９及び図１０はともに濡れがほとんど生じないことを示している。

図１１及び図１２は、金表面３０２上のＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ液滴３０１をそれぞれ異なる方向から見た図である。図示されるように、液滴３０１は外表面２０３に塗布されており、優良な濡れ特性が得られている。

さらに、図１３及び図１４は、スズ液滴３０３を使用した更なる実験結果を示す。図１３においては、液滴は、Ｎ_２雰囲気中で加熱されているＭｏプレートレット３０２上に位置する。図示されるように濡れ性は悪い。これに対して図１４は、本発明の一態様に従って水素ラジカルで前処理をしたＭｏプレートレット３０４に接触したスズ液滴３０５を示す。液滴３０５は表面３０４に塗布され良好な濡れ特性が得られている。これにより、箔の放射伝達性能が向上される。

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を例として説明しているが、リソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用案内パターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウエーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。基板は露光前または露光後においてトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味する。

ここでは特に光リソグラフィを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光リソグラフィに限られるものではない。インプリントリソグラフィでは、パターニング用デバイスのトポグラフィが基板に生成されるパターンを決める。パターニング用デバイスのトポグラフィが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニング用デバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。

本明細書において「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５乃至２０ｎｍの範囲に含まれる波長を有する）、さらには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種類の電磁放射を示す。

「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子を含む１つまたは各種の光学素子の組み合わせを指し示すものであってもよい。

本発明の具体的な実施形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば本発明は、上述の方法が記述された機械で読み取り可能な１以上の一連の指示を含むコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムが記録された（半導体メモリや磁気・光ディスクなどの）データ記録媒体の形式をとってもよい。本発明は制御部（コントローラ）の制御のもとで実行されてもよい。制御部は例えば上述のコンピュータプログラムプログラムされていてもよい。

本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の請求項の範囲から逸脱することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。

本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る放射系に設けられた汚染物質トラップの模式的断面図である。 図２の放射系に設けられた汚染物質トラップの模式的斜視図である。 本発明の一実施形態に係る放射系に設けられた汚染物質トラップの模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る放射系に設けられた汚染物質トラップの模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る放射系の模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る放射系の模式的断面図である。 本発明の一実施形態に係る放射系の一部の模式的断面図である。 プレートレット上の液滴を示す図である。 プレートレット上の液滴を示す図である。 プレートレット上の液滴を示す図である。 プレートレット上の液滴を示す図である。 プレートレット上の液滴を示す図である。 プレートレット上の液滴を示す図である。

符号の説明

１ 静止部、 ６ 回転部、 ８ 汚染物質捕捉要素、 ９ 箔、 １０ 汚染物質トラップ。

Claims (28)

1. 放射源から放射された放射から放射ビームを形成する放射システムであって、
   放射システムにおいて放射ビームが伝播しているときに放射源から発せられた物質を受けるよう放射ビーム経路に配列された汚染物質捕捉面を備え、放射源から発せられた物質を捕捉する汚染物質トラップと、
   汚染物質トラップを液体スズで冷却する液体スズ冷却システムと、を備える放射システムと、
   放射ビームを調整する照明システムと、
   放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持する支持部と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   パターン付き放射ビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの温度を調整することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの静止部の内部に設けられた液体スズ閉回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの静止部の内部に液体スズ供給流路を備え、該供給流路は、汚染物質トラップの回転部へと延びており該回転部の外表面に液体スズを供給することを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記表面は箔に形成されており、液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの回転部に設けられた箔の先端に沿う戻り経路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記表面は箔に形成されており、液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの回転部に設けられた箔に埋め込まれている戻り経路をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
7. 液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの回転部を直接冷却する液体スズ準開回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 液体スズ冷却システムは、汚染物質トラップの回転部に噴霧するスプレー端を有する外部供給流路を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記表面は箔に形成されており、前記スプレー端は、汚染物質トラップの回転部に設けられた箔の近傍に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 汚染物質トラップの近傍に設けられた気体供給口及び加熱素子をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. ラジカルまたはプラズマを生成するユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. 汚染物質トラップの外表面は、低酸化速度の最上層を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記最上層は金を含むことを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記表面は、実質的に多孔質の部分を有する箔に形成されており、液体スズ供給流路は、該箔の多孔質部分に端部を有することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
15. 放射源から放射された放射から放射ビームを形成する放射システムであって、
    放射システムにおいて放射ビームが伝播しているときに放射源から発せられた物質を受けるよう放射ビーム経路に配列された汚染物質捕捉面を備え、放射源から発せられた物質を捕捉する汚染物質トラップと、
    汚染物質トラップを液体スズで冷却する液体スズ冷却システムと、を備えることを特徴とする放射システム。
16. 汚染物質捕捉表面を備える汚染物質トラップを使用して、放射源により放射された放射ビームに該表面を配列することにより、放射源から発せられた物質を捕捉し、
    汚染物質トラップを液体スズで冷却し、
    放射ビームを調整し、
    放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成し、
    パターン付き放射ビームを基板の目標部分に投影することを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
17. 汚染物質トラップが設けられているチャンバに滴下した液体スズを回収し、回収された液体スズを汚染物質トラップの冷却に再使用することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 液体スズ冷却システムの冷却回路において液体スズを再生することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 表面濡れ性を向上させる前処理を汚染物質トラップの外表面にすることをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
20. 前記前処理は前記外表面を加熱することを含む請求項１９に記載の方法。
21. 前記外表面の加熱は水素雰囲気中で行うことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記前処理は汚染物質トラップの近傍にラジカルまたはプラズマを導入することを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
23. 前記プラズマは酸素プラズマであることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記前処理は低酸化速度の最上層で該表面をコーティングすることを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
25. 前記最上層は金を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
26. 前記最上層は液体スズへの溶解度が約０．０５％未満であることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
27. 前記最上層は液体スズへの溶解度が約０．００５％未満であることを特徴とする請求項２６に記載の方法。
28. 汚染物質捕捉表面を備える汚染物質トラップを使用して、放射源により放射された放射ビームに該表面を配列することにより、放射源から発せられた物質を捕捉し、
    汚染物質トラップを液体スズで冷却することを含むことを特徴とする放射生成方法。