JP2009055072A - リソグラフィ装置、照明システム、およびデブリ粒子を抑制するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線の生成により放出されるデブリ粒子がもたらす有害な影響の程度に応じてデブリ粒子を抑制するリソグラフィ装置、照明システムおよびデブリ粒子を抑制する方法を提供すること。
【解決手段】本発明によれば、所定の周波数で放射線バーストを生成するための放射源と、放射線を条件付けるための照明システムと、放射線にパターンを付与するためのパターン化デバイスと、パターンを付与された放射線を基板に投射するための投影システムとを有し、照明システムが、放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムを含むリソグラフィ装置が提供される。このデブリ抑制システムは、所定の周波数に基づいて、動的適用可能コンディションを適用し、このコンディションにデブリ粒子は暴露される。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、リソグラフィ装置、照明システムおよびデブリ粒子を抑制するための方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板（一般的には基板のターゲット部分）に所望のパターンを適用するマシンである。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。その場合、マスクあるいはレチクルとも呼ばれるパターン化デバイス（すなわちパターン付与デバイス）が、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを生成するために使用され、この生成されたパターンが基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供された放射線感光材料（レジスト）の層への結像を介して実施される。通常、１枚の基板は、順次パターン化される隣接ターゲット部分の回路網を含む。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々を照射する、いわゆるステッパと、パターンを放射線ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、同時に基板をこの方向に平行に、あるいは逆平行に同期走査することによってターゲット部分の各々を照射する、いわゆるスキャナとがある。パターンを基板にインプリントすることによってパターン化デバイスから基板へパターンを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ができるフィーチャのサイズは投影放射線の波長によって制限される。デバイスの密度がより大きく、したがって動作速度がより速い集積回路を製造するためには、より小さいフィーチャを結像することが望ましい。現在使用されている多くのリソグラフィ投影装置は、水銀灯もしくはエキシマ・レーザによって生成される紫外光を使用するものであるが、５ｎｍないし２０ｎｍの範囲のより短い波長放射線、詳細には約１３ｎｍの波長放射線の使用が提案されてきている。このような放射線は、極端紫外線（ＥＵＶ）あるいは軟Ｘ線と呼ばれ、可能な放射源として、例えばレーザ生成プラズマ源、放電プラズマ源あるいは電子ストレイジ・リングからのシンクロトロン放射線がある。これらのタイプの放射線は、ビームの散乱および吸収を回避するために、装置内におけるビーム経路の排気装置を必要とする。ＥＵＶ放射線のための屈折型光学エレメントの構築に適した公知の材料が存在しないため、ＥＵＶリソグラフィ装置は、放射線（照明）内および投影システム内にミラーを使用しなければならない。ＥＵＶ放射線のための多層膜反射鏡であっても、反射率が比較的小さく、その上極めて汚染されやすく、そのために反射率がさらに小さくなり、延いては装置のスループットが小さくなる。そのため、維持しようとする真空レベルにさらに厳しい仕様が課されており、とりわけ炭化水素の分圧を極めて低く維持する必要がある。

典型的な放電プラズマ源の場合、電気放電によってプラズマが形成される。次に、このプラズマが圧縮され、それによりプラズマが高度にイオン化され、極めて高い温度に達してＥＵＶ放射線を放出する。ＵＥＶ放射線の生成に使用される材料は、一般的にはキセノン・ガスもしくはリチウム蒸気であるが、クリプトン・ガスあるいはスズ蒸気もしくは水蒸気などの他のガスもしくは蒸気を使用することも可能である。しかしながら、これらのガスおよび蒸気は、ＵＥＶレンジの放射線を比較的大量に吸収すること、および／または投影ビームのさらに下流側の光学系を損傷することがあるため、リソグラフィ装置の残りの部分に存在するこれらのガスおよび蒸気を最少化しなければならない。放電プラズマ源については、例えば、いずれも参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，０２３，８９７号明細書および米国特許第５，５０４，７９５号明細書に開示されている。

レーザ生成プラズマ源の場合、例えば（クラスタ）キセノンの噴流が、例えばインクジェット状ノズルなどのノズルから飛沫もしくは細いワイヤとして放出される。噴流は、ノズルから一定の距離を隔てた位置で、プラズマの生成に適した波長のレーザ・パルスにより照射され、ＥＵＶ放射線を放射することになる。水滴、氷粒子、リチウムあるいはスズなどの他の材料をノズルから放出してＥＵＶの生成に使用することも可能である。代替レーザ生成プラズマ源では、引き伸ばされた固体（もしくは液体）材料を照射してＥＵＶ放射線のためのプラズマが生成される。レーザ生成プラズマ源については、例えば米国特許第５，４５９，７７１号明細書、米国特許第４，８７２，１８９号明細書および米国特許第５，５７７，０９２号明細書に開示されている。これらの特許はすべて参照により本明細書に組み込まれる。

ＥＵＶ放射線を生成している間に粒子が放出される。以下、デブリ粒子として言及するこれらの粒子には、イオン、原子、分子および微小飛沫が含まれる。これらの粒子は、リソグラフィ装置、詳細には照明システムおよび投影システムの性能および／または寿命に対するこれらの粒子による生じ得る有害な影響を最小化する、という意味において抑制しなければならない。

米国特許第４，４０８，３３８号明細書には、いずれかのパルス電磁放射源から放電されたデブリ粒子が電磁放射線の伝搬経路に沿って追従するのを阻止するための物理障壁が開示されている。この物理障壁は、放出された放射線パルスおよびパルスと同時に放電するデブリ粒子が互いに空間的に分離されるように、およびデブリおよびパルスが伝搬する速度の固有差によって異なる時間にシャッタに到着するように、放射源から十分に距離を隔てた放射線経路に配置されたシャッタを備えている。シャッタの動作は、電気磁気パルスが開いたシャッタに遭遇し、一方で、パルスと同時に放出された、より低速で移動するデブリが閉じたシャッタに遭遇するよう、電磁パルスの生成と同期している。

デブリ粒子がもたらす有害な影響の程度に応じてデブリ粒子を抑制するリソグラフィ装置、照明システムおよびデブリ粒子を抑制するための方法が提供されることが望ましい。

本発明の１つの観点によれば、所定の周波数で放射線バーストを生成するための放射源と、放射線を条件付けるための照明システムと、放射線にパターンを付与するためのパターン化デバイスと、パターンが付与された放射線を基板に投射するための投影システムとを有するリソグラフィ装置が提供される。照明システムは、放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムを有している。デブリ抑制システムは、所定の周波数に基づいて、動的に適用可能なコンディションであって、そこで上記デブリ粒子が暴露される動的適用可能コンディションを適用するように構成されている。

本発明の１つの観点によれば、リソグラフィ装置内の放射線を条件付けるようになされた照明システムが提供される。この照明システムは、放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムを有している。デブリ抑制システムは、放射源が放射線のバースト（この放射線は、その後上記照明システムによって条件付けされる）を生成する所定の周波数に基づいて、動的に適用可能なコンディションを提供するように構成されており、この動的適用可能コンディションにデブリ粒子は暴露される。

本発明の１つの観点によれば、リソグラフィに使用するための放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するための方法が提供される。この方法は、放射線のバーストが生成される所定の周波数に基づいて、デブリ粒子を抑制するための動的コンディションを適用するステップを含む。

本発明の上記観点の各々によれば、デブリ粒子を抑制するための動的に適用可能なコンディション、すなわち時間によってその「強度」が変化するコンディションが適用され、それによって、例えば抑制する必要があるデブリ粒子の速度に応じて、デブリ粒子を抑制することができる。高速粒子によってもたらされる有害な影響は、比較的速度の遅い粒子によってもたらされる有害の影響よりはるかに深刻である。デブリ粒子を抑制するためのコンディションの「強度」は、低速粒子および高速粒子が通過する時間によって、異なる特定の位置に適用される。すなわち、本発明によるデブリ抑制システムは、デブリ粒子速度分布に応じて動作させることができる。

総括すると、動的に適用可能なコンディションを適用することによってデブリ粒子の抑制を最適化すること、および／または（ＥＵＶ）放射線の透過を最適化することができる。

また、放射源の周波数が可変である場合、米国特許第４，４０８，３３８号明細書に記載されている物理障壁と比較して、動的に適用可能なコンディションを適用することによってデブリ抑制システムの応答をはるかに柔軟にすることができる。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線もしくはＥＵＶ放射線）を条件付ける（すなわちコンディショニングする）ようになされた照明システム（イルミネータ）ＩＬ、パターン化デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築された支持構造であって、特定のパラメータに従ってパターン化デバイスを正確に位置決めするようになされた第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴ、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構築された基板テーブルであって、特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になされた第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴ、およびパターン化デバイスＭＡによって放射線ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するようになされた投影システム（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳを有している。

照明システムＩＬは、放射線を導き、整形し、あるいは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントあるいは他のタイプの光学コンポーネント、もしくはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを有していてもよい。

支持構造ＭＴは、パターン化デバイスＭＡを、すなわちパターン化デバイスＭＡの重量を支えている。支持構造ＭＴは、パターン化デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件、例えばパターン化デバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた態様でパターン化デバイスを保持する。支持構造には、パターン化デバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法あるいは他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、例えば必要に応じて固定もしくは移動させることができるフレームまたはテーブルであってもよい。支持構造は、例えば投影システムに対してパターン化デバイスを所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」あるいは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化デバイス（パターン付与デバイス）」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書で使用する「パターン化デバイス」という用語は、放射線ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するように使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射線ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンが位相シフト・フィーチャもしくはいわゆる補助フィーチャを備えている場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射線ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成される（例えば集積回路などの）デバイス中の特定の機能層に対応している。

パターン化デバイスは、透過型であってもよく、あるいは反射型であってもよい。パターン化デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイおよびプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィの分野においてよく知られており、バイナリ、交互位相シフトおよび減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、および様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックス状に配列された微小ミラーが使用される。微小ミラーの各々は、入射する放射線ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができる。この傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射する放射線ビームにパターンが付与される。

本明細書で使用する「投影システム」という用語には、使用する露光放射線に適した、あるいは液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系および静電光学系、もしくはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されるものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

図に示すように、この装置は反射型（例えば反射型マスクを使用した）装置である。別法として、この装置は、透過型（例えば透過型マスクを使用した）装置であってもよい。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（および／または複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「マルチ・ステージ」マシンの場合、追加のテーブルを並列で使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルを露光のために使用している間に１つまたは複数のテ他のーブルに対して予備ステップを実行することができる。

またリソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体（例えば水）で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が満たされるタイプの装置であってもよい。またリソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を充填することも可能である。液浸技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることでよく知られている。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、露光の間に投影システムと基板の間に液体が配置されることを単に意味しているにすぎない。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射線ビームを受け取る。放射線を生成する際に放出されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムＤは、放射線が放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ伝搬する経路に配置することができる。デブリ抑制システムＤは、放射源の一部であってもよく、照明システムＩＬの一部であってもよく、あるいは放射線システムの一部であってもよい。このようなデブリ抑制システムＤおよびその動作については、以下でより詳細に説明する。放射源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、別個の構成要素とすることができる。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているものとは見なされず、放射線ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビーム・エキスパンダを備えたビーム・デリバリ・システムを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の例えば放射源が水銀灯などの場合、放射源をリソグラフィ装置の一構成部品とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じて、ビーム・デリバリ・システムと共に放射線システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射線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ることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部および／または内部ラジアル範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射線ビームを条件付け、所望の一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

放射線ビームＢは、支持構造（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されたパターン化デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、このパターン化デバイスによってパターン化（すなわちパターンを付与）される。マスクＭＡを透過した放射線ビームＢは、放射線ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉デバイス、直線エンコーダもしくは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なるターゲット部分Ｃを放射線ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよびもう１つの位置センサＩＦ１を使用して、マスクＭＡを、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後で、もしくは走査中に、放射線ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）および短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現される。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュールおよび短ストローク・モジュールを使用して実現される。（スキャナではなく）ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２および基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図には、専用のターゲット部分を占有している基板アライメント・マークが示されているが、基板アライメント・マークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメント・マークは、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、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アライメント・マークを配置することができる。

図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。
（１）ステップ・モード
マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一の静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野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のサイズが制限される。
（２）走査モード
放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間にマスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期走査される（すなわち単一の動的露光）。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の倍率（縮小率）およびイメージ反転特性によって決まる。走査モードでは、露光視野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幅（非走査方向の幅）が制限され、また、走査運動の長さによってターゲット部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
（３）その他のモード
プログラム可能パターン化デバイスを保持するようにマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間に基板テーブルＷＴが移動もしくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射線パルスと放射線パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化デバイスが更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化デバイスを利用したマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２は、本発明によるリソグラフィ装置の一部を示したものである。図に示す部分は、照明システムＩＬの一部を略図で示したものである。照明システムは、通常、放射線ビームを条件付けるようになされており、ここで考察する実施例および以下で考察する実施例ではＥＵＶ放射線ビームを条件付けるようになされている。照明システムは、所定の周波数（周期）で放射線バーストを生成するための放射源ＳＯを備えている。照明システムは、さらに、放射線を生成する際に放出されるデブリ粒子Ｄ_Ｐを抑制するためのデブリ抑制システムＤを備えている。デブリ抑制システムＤは、上記の所定の周波数に基づいて、デブリ粒子Ｄ_Ｐが露光される動的に適用可能なコンディションを適用するように構成されている。本明細書のコンテキストにおける「動的適用可能コンディション」とは、受動的に、あるいは能動的に、適切な時間に変化する物理的なコンディションに関するものである。特に、シャッタの存在は、適切な時間に変化する物理的コンディションとして理解されるべきではない。それは、そのようなシャッタは物理的に存在することもあれば物理的に存在しないこともあるためである。シャッタの物理的な存在は、いかなる発展（ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）も不可能であることが多い。これに対して、動的適用可能コンディションは発展が可能である。

図１に示すシステムは、動的適用可能コンディションを適用するための周波数発生器Ｆもしくは周波数モニタＦを備えることができる。いずれの場合においても、デブリ抑制システムＤがデブリ粒子Ｄ_Ｐを抑制するための動的適用可能コンディションを提供する根拠を形成するのは、放射源が放射線バーストを生成している周波数である（一般的には所定の周波数である）。このようなコンディションを適用するために、図２ａ、図２ｂおよび図８に示す各例示的実施例は、コンディション・アプリケータＣＡを備えている。放射源が放射線バーストを生成している周波数がコンディション・アプリケータＣＡに知らされ、それによりコンディション・アプリケータは、動的適用可能コンディションを同じ周波数で適用することができる。

図２ａおよび図２ｂは、デブリ抑制システムＤの動的態様を略図で示したものである。放射源ＳＯによって放射線のバーストが生成されると、この実施例ではＥＵＶ放射線である放射線が光の速度で伝搬して放射源ＳＯから遠ざかる。光のこのパルスには、例えば数百ナノ秒以内に、イオン、原子および／または分子および極めて微小な飛沫などの他のデブリ粒子のパルスが追従する。デブリ粒子が移動する速度は光の速度よりはるかに遅いため、デブリ粒子が放射源ＳＯから一定の距離まで移動するのに要する時間は、ＥＵＶ放射線の移動時間と比較するとはるかに長い。図２ａは、放射源から一定の距離を隔てた位置における、ある瞬間ｔ＝ｔ１の状況を示したものである。すなわち、ＥＵＶ放射線が特定の領域Ｒから離れ、高速デブリ粒子ＦＤ_Ｐがその特定の領域Ｒに突入している。黒い点は高速デブリ粒子を表している。デブリ抑制システムＤは、高速デブリ粒子ＦＤ_Ｐが抑制されるこのような範囲に動的適用可能コンディションを適用することができる。粒子を抑制する方法の実施例については以下で考察する。

図２ｂは、少し後の瞬間ｔ＝ｔ２（ｔ１＜ｔ２）における状況を示したものである。高速粒子ＦＤ_Ｐは抑制されているため、図２ｂには示されていない。より低速のデブリ粒子ＳＤ_Ｐが領域Ｒに到達している。デブリ抑制システムＤは、デブリ粒子を抑制するための動的適用可能コンディションを、高速デブリ粒子ＦＤ_Ｐを抑制するためのコンディションと比較してはるかに狭い範囲に適用することができる。図２ａおよび図２ｂの中で図式的に領域Ｒを画定している線の太さは、領域Ｒに存在しているコンディションの「強度」を図式的に表している。例えば、分子などの低速粒子を抑制する方法とは極めて異なる方法で高速イオンを抑制することができる。このような実施例については、以下でより詳細に説明する。

図２ａおよび図２ｂに示すデブリ抑制システムＤは、放射源ＳＯから延びる経路の領域Ｒに比較的速度の速いデブリ粒子ＦＤ_Ｐが存在している場合に、その領域Ｒにおける抑制のためのコンディションが強化されるようにデブリ粒子Ｄ_Ｐを抑制するためのコンディションを適用するように構成されていることを理解されたい。その領域Ｒに比較的速度の遅いデブリ粒子ＳＤ_Ｐが存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない場合は、その領域Ｒにおける抑制のためのコンディションが緩和されるか、あるいは抑制のためのコンディションは全く存在しない。

しかしながら、放射源ＳＯから延びる経路の複数の位置に対して動的コンディションを適用することも可能である。

図３は、放射源ＳＯから延びる経路の第１の領域Ｒ１に比較的速度の速いデブリ粒子ＦＤ_Ｐが存在している時にその領域Ｒ１における抑制のためのコンディションが強化されるようにデブリ粒子Ｄ_Ｐを抑制するためのコンディションを適用するようになされたデブリ抑制システムＤを示したものである。その経路の第２の領域Ｒ２に比較的速度の遅いデブリ粒子ＳＤ_Ｐが存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない場合には、その第２の領域Ｒ２における抑制のためのコンディションが緩和されるか、あるいは抑制のためのコンディションは全く存在しない。この場合も、第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２を図式的に画定している線の太さは、デブリ粒子を抑制するためのコンディションの強度を図式的に表している。またこの場合も、黒い点は高速デブリ粒子ＦＤ_Ｐを表し、空白の点は低速デブリ粒子ＳＤ_Ｐを表している。この実施例では、領域Ｒ１のコンディションと領域Ｒ２のコンディションは異なっているが、これらのコンディションは初期には同時に適用される。領域Ｒ１に適用されるコンディションの「強度」は、領域Ｒ２に適用されるコンディションの強度のレベルまで小さくすることができるため、領域Ｒ２で首尾よく抑制されなかった粒子をさらに領域Ｒ１で抑制することができ、「強度」の大きいコンディションを常に領域Ｒ１に適用する必要はない。

図４は、動的適用可能コンディションがバッファ・ガスＢＧの存在を含む実施例を示したものである。図４では、黒い点がバッファ・ガス粒子を表し、空白の点がデブリ粒子を表している。したがって、デブリ抑制システムＤは、ガス・サプライＧＳを備えており、場合によってはガス排気装置ＧＲを備えている。この実施例は、ＥＵＶ光が通過する際にバッファ・ガスの圧力を最小にできるという利点を有していてもよい。一方、最も高速の速いデブリ粒子ＦＤ_Ｐがデブリ抑制システムＤを通過する際には、バッファ・ガスの圧力を最大にすることができる。この実施例のもう１つの可能な利点は、抑制の必要性およびデブリ粒子の存在に応じてバッファ・ガスを供給するようにデブリ抑制システムを構成することができるため、とりわけ放射源近辺の全体圧力を小さい圧力に維持することができることである。バッファ・ガスの過剰供給を回避することができるため、全体圧力が小さくなり、したがって（ＥＵＶ）放射線の透過に有利である。バッファ・ガスＢＧは、バッファ・ガス粒子と衝突させることによって高速中性物およびイオンの速度を著しく減速させることができる。放射線がデブリ抑制システムを通過する際の圧力を最小化することにより、ＥＵＶの透過を最適化することができる。すなわち、高圧で印加されたバッファ・ガスを介して放射線が伝搬する場合と比較して、バッファ・ガスＢＧによるＥＵＶ放射線の吸収を少なくすることができる。また、たとえＥＵＶ放射線の吸収が比較的大きくてもデブリ粒子Ｄ_Ｐの抑制により適したタイプのバッファ・ガスを使用することもできる。いずれにせよ、バッファ・ガスが印加される際には、放射線は既にデブリ抑制システムＤを通過している。

放射源は、動的適用可能コンディションが適用される周波数と等しい周波数で放射線バーストを生成するが、放射線バーストの生成と動的適用可能コンディションの適用は位相がずれていること、すなわち生成と適用が同時ではないことが大いに有り得ることを理解されたい。実際、バッファ・ガスは、当然のことではあるが、放射線バーストが生成されるはるかに前に供給することができる。光の速度とデブリ粒子の速度の有り得る差から理解されるように、デブリ粒子を抑制する必要がある領域にバッファ・ガスが到達した瞬間、放射線は既にその領域を通過している。当業者には、例えば機械的な計算および／または機械的な実験によって、動的コンディションの適用の開始と放射線バーストの生成の開始との間に適用すべき、デブリ粒子を最適に抑制するためおよび／または放射線に対する妨害を最小にするための位相ずれの量を決定することができるはずである。

図４に示すように、動的適用可能コンディションがバッファ・ガスの組成を含むこともできる。例えば、最初に比較的重いガス分子を供給して効果的に高速中性物および／またはイオンを減速し、少し後に比較的軽く、尚且つ低速中性物および／またはイオンを減速させることができるガス分子を供給することができる。これらの軽量ガス分子は、例えばＥＵＶ放射線を吸収する可能性が少ないため、次の放射線バーストの生成時に周囲に残留しているガスが大量のＥＵＶ放射線を吸収することは有り得ない。デブリ抑制システムＤは、そのために、図４に示すように、例えばガス分子の重量が比較的重いガスを含有した第１のボトルＢ１、およびガス分子の重量が比較的軽いガスを含有した第２のボトルＢ２を備えている。

本発明によるリソグラフィ装置の一部としてのデブリ抑制システムの一実施例では、動的適用可能コンディションが、デブリ粒子をイオン化させることになるコンディションの存在を含むことができる。例えば、デブリ抑制システムＤは、それぞれデブリ粒子Ｄ_Ｐと相互作用してデブリ粒子Ｄ_Ｐをイオン化することができる電子ビームあるいはイオン・ビームを生成するための電子銃ＥＧあるいはイオン銃ＩＧを備えることができる。図５では、黒い点が電子またはイオンのいずれかを表し、空白の点がデブリ粒子である。したがって、電界Ｅあるいは磁界Ｂの影響下でデブリ粒子の進路を偏向させることができる。これらのコンディションすなわち電界の存在あるいは磁界の存在も同じく容易に動的に適用することができることを理解されたい。

図６は、本発明による一実施例を示したもので、動的適用可能コンディションが、デブリ粒子の温度を含んでいる。そのために、デブリ抑制システムＤは、図６に示すように加熱器Ｈを備えることができる。加熱器Ｈは、デブリ粒子Ｄ_Ｐを加熱する光を提供するためのランプＬを備えることができる。ランプには、例えばフラッシュ・ランプ、Ｉライン・ランプあるいはレーザを使用することができる。デブリ粒子を光イオン化し、且つ、例えば電界あるいは磁界（図６には示されていない）をさらに使用してデブリ粒子を抑制することができ、あるいは抑制がより容易であり、あるいはリソグラフィ装置に対する有害な影響がはるかに少ないより微小な粒子にデブリ粒子が破壊するよう、比較的小さい飛沫を蒸発させることができる。図６に示すデブリ抑制システムは、ランプＬによって提供された光を確実にデブリ粒子Ｄ_Ｐに向かって反射させるためのミラーＭＩを備えることができる。ミラーＭＩを備えることにより、光イオン化もしくは蒸発のいずれかをもたらすデブリ粒子による吸収の可能性がより大きくなる。デブリ粒子を加熱するために使用する光のパワーおよび／または周波数は、動的に適用することができる。

図７は、本発明による一実施例を示したもので、動的適用可能コンディションが、プラズマＰを生成するためのコンディションの存在を含む。そのために、図７に示すデブリ抑制システムＤは、プラズマ発生器ＰＧを備えている。デブリ粒子がプラズマ化されると、この場合も、電界および／または磁界の影響下ではるかに容易に個々のデブリ粒子Ｄ_Ｐの進路を偏向させることができる。図７では、空白の点が非プラズマ化デブリ粒子を表し、黒い点が、デブリ粒子Ｄ_Ｐから形成されたプラズマ粒子を表している。この場合も、電界もしくは磁界を生成することにより、放射線が放射源ＳＯから遠ざかって伝搬する経路から荷電粒子を偏向させることができる。

最後に、図８は、動的適用可能コンディションが、電界Ｅもしくは磁界Ｂの存在を含む一実施例を示したものである。この実施例では、黒い小さい点で示す荷電デブリ粒子が偏向し、放射線が伝搬する方向ではなく、電界もしくは磁界の線を追従することになる。電界および磁界は、それぞれ反対の電荷に帯電された電極あるいは反対の電荷に帯電された永久磁石を使用して、あるいは電磁石を適用して、よく知られている方法で印加することができる。

本発明は、図に示した実施例に何ら限定されず、当然、上で示した実施例を組み合わせることが可能である。例えば、デブリ粒子を再度イオン化するイオンを提供するために、バッファ・ガスを供給し、且つ、そのバッファ・ガスを例えば光イオン化することができる。上で示したように、ガス粒子は、通常、電界および／または磁界の影響下での抑制がはるかに容易である。本明細書には記載されていない他のコンディションも、本発明に従った動的な適用に適していることを理解されたい。

放射源が放射線バーストを生成する周波数は、約２５０Ｈｚから約２ｋＨｚの間、またはそれ以上の範囲で変更することができる。バッファ・ガスの「バースト」の適用が、約２５０Ｈｚの周波数で容易に生成できることが明らかであろう。しかしながら、約２ｋＨｚの周波数を使用して放射線バーストを生成する場合、例えばフラッシュ・ランプによってより容易に動的コンディションを適用することができる。当業者は、機械的な考察に基づいて、放射源が放射線バーストを生成する周波数で適用することができるタイプのコンディションを適用できるはずである。

本発明は、例えば、いずれも参照により本明細書に組み込まれる国際公開第９９／４２９０４号パンフレットおよび国際公開第０３／０３４１５３号パンフレットに開示されているような、いわゆるホイルトラップ（ｆｏｉｌｔｒａｐ）の使用と組み合わせることができる。

本明細書では、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について言及しているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導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）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」あるいは「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において言及している基板は、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）、測定ツールおよび／または検査ツール中で、露光前もしくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、そ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。また、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用している基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれた基板を指している場合もある。

また、本発明による実施例の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で言及してきたが、本発明は、他のアプリケーション、例えばインプリント・リソグラフィに使用することができ、コンテキストが許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。インプリント・リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターン化デバイスのトポグラフィによって画定される。パターン化デバイスのトポグラフィが、基板に供給されたレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるように電磁放射線、熱、圧力もしくはそれらの任意の組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターン化デバイスがレジストから除去され、後にパターンが残る。

本明細書で使用する「放射線」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射線（例えば波長が３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍあるいは１２６ｎｍの放射線もしくはその近辺の波長の放射線）、極端紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射線）およびＸ線を含むあらゆるタイプの電磁放射線が包含されている。

コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つあるいは組合せを意味している。

以上、本発明の特定の実施例について説明してきたが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数のマシン可読命令シーケンスを含んだコンピュータ・プログラムの形態とすることができ、あるいはこのようなコンピュータ・プログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体記憶装置、磁気ディスクもしくは光ディスク）の形態とすることができる。

以上の説明は、本発明の例証を意図したものであり、本発明を何ら制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の第１の瞬間における一部を示す略図である。 第１の瞬間の後の第２の瞬間における図２ａに示すリソグラフィ装置部分の略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部を示す略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部を示す略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部を示す略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部を示す略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部を示す略図である。 図１に示す本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の一部を示す略図である。

符号の説明

Ｂ 放射線ビーム
Ｂ 磁界
ＢＧ バッファ・ガス
Ｂ１、Ｂ２ ガスを含有したボトル
Ｃ 基板のターゲット部分
ＣＡ コンディション・アプリケータ
Ｄ デブリ抑制システム
Ｄ_Ｐ デブリ粒子
Ｅ 電界
ＥＧ 電子銃
Ｆ 周波数発生器（周波数モニタ）
ＦＤ_Ｐ 高速デブリ粒子
ＧＳ ガス・サプライ
ＧＲ ガス排気
Ｈ 加熱器
ＩＦ１、ＩＦ２ 位置センサ
ＩＧ イオン銃
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
Ｌ ランプ
ＭＡ パターン化デバイス（マスク）
ＭＩ ミラー
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
Ｐ プラズマ
ＰＧ プラズマ発生器
ＰＭ 第１のポジショナ
ＰＳ 投影システム
ＰＷ 第２のポジショナ
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
Ｒ、Ｒ１、Ｒ２ 領域
ＳＤ_Ｐ より低速のデブリ粒子
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (33)

1. 所定の周波数で放射線バーストを生成するための放射源と、
   前記放射線を条件付けるための照明システムと、
   前記放射線にパターンを付与するためのパターン化デバイスと、
   パターンが付与された前記放射線を基板に投射するための投影システムと
   を有するリソグラフィ装置であって、
   前記照明システムが、前記放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムを有していること、および
   前記デブリ抑制システムは、前記所定の周波数に基づいて、動的適用可能コンディションを適用するように構成されており、前記デブリ粒子はこの動的適用可能コンディションに暴露されるようになっていること
   を特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記デブリ抑制システムは、前記放射源から延びる経路の所定の領域に相対的に速度の速いデブリ粒子が存在している時には前記領域における抑制のための前記コンディションが強化されるように、また前記領域に相対的に速度の遅いデブリ粒子が存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない時には前記領域における抑制のための前記コンディションが緩和されるように、あるいは抑制のための前記コンディションが全く存在しないように、デブリ粒子を抑制するための前記コンディションを適用するように構成されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記放射源から延びる経路の複数の位置に対しても前記コンディションを動的に適用することができる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記デブリ抑制システムは、前記放射源から延びる経路の第１の領域に相対的に速度の速いデブリ粒子が存在している時には前記第１の領域における抑制のための前記コンディションが強化されるように、また前記経路の第２の領域に相対的に速度の遅いデブリ粒子が存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない時には前記第２の領域における抑制のための前記コンディションが緩和されるように、あるいは抑制のための前記コンディションが全く存在しないように、デブリ粒子を抑制するための前記コンディションを適用するように構成されている請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記デブリ抑制システムが、バッファ・ガスを提供するためのガス・サプライを有し、
   前記バッファ・ガスの存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記ガス・サプライは、
   分子の重量が相対的に重いガス分子を有する第１のガス源と、
   分子の重量が相対的に軽いガス分子を有する第２のガス源とを有し、
   前記バッファ・ガスの組成が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記デブリ抑制システムが、前記デブリ粒子をイオン化するための電子銃またはイオン銃であって、電子ビームまたはイオン・ビームをそれぞれ生成する電子銃またはイオン銃を有し、
   前記電子ビームまたは前記イオン・ビームの存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記デブリ抑制システムが、前記デブリ粒子を加熱するための加熱器を有し、前記デブリ粒子が晒される温度が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記デブリ抑制システムが、プラズマを生成するためのプラズマ発生器を有し、前記プラズマの存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記デブリ抑制システムが、電界を生成するための電界発生器を有し、前記電界の存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記デブリ抑制システムが、磁界を生成するための磁界発生器を有し、前記磁界の存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. リソグラフィ装置内の放射線を条件付けるように構成された照明システムであって、
    前記照明システムは、前記放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するためのデブリ抑制システムを有し、
    前記デブリ抑制システムは、前記照明システムによって条件付けされる前記放射線のバーストを放射源が生成する所定の周波数に基づいて、動的適用可能コンディションを提供するように構成されており、
    前記デブリ粒子はこの動的適用可能コンディションに暴露されるようになっている照明システム。
13. 前記デブリ抑制システムが、前記放射源から延びる経路の所定の領域に相対的に速度の速いデブリ粒子が存在している時には前記領域における抑制のための前記コンディションが強化されるように、また前記領域に相対的に速度の遅いデブリ粒子が存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない時には前記領域における抑制のための前記コンディションが緩和されるように、あるいは抑制のための前記コンディションが全く存在しないように、デブリ粒子を抑制するための前記コンディションを適用するように構成されている請求項１２に記載の照明システム。
14. 前記放射源から延びる経路の複数の位置に対しても前記コンディションを動的に適用することができる請求項１２に記載の照明システム。
15. 前記デブリ抑制システムが、前記放射源から延びる経路の第１の領域に相対的に速度の速いデブリ粒子が存在している時には前記第１の領域における抑制のための前記コンディションが強化されように、また前記経路の第２の領域に相対的に速度の遅いデブリ粒子が存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない時には前記第２の領域における抑制のための前記コンディションが緩和されるように、あるいは抑制のための前記コンディションが全く存在しないように、デブリ粒子を抑制するための前記コンディションを適用するように構成されている請求項１４に記載の照明システム。
16. 前記デブリ抑制システムが、バッファ・ガスを提供するためのガス・サプライを有し、
    前記バッファ・ガスの存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１２に記載の照明システム。
17. 前記ガス・サプライは、分子の重量が相対的に重いガス分子を有する第１のガス源と、
    分子の重量が相対的に軽いガス分子を有する第２のガス源とを有し、前記バッファ・ガスの組成が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１６に記載の照明システム。
18. 前記デブリ抑制システムが、前記デブリ粒子をイオン化するための電子銃またはイオン銃であって、
    電子ビームまたはイオン・ビームをそれぞれ生成する電子銃またはイオン銃を有し、前記電子ビームまたは前記イオン・ビームの存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１２に記載の照明システム。
19. 前記デブリ抑制システムが、前記デブリ粒子を加熱するための加熱器を有し、前記デブリ粒子が晒される温度が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１２に記載の照明システム。
20. 前記デブリ抑制システムが、プラズマを生成するためのプラズマ発生器を有し、前記プラズマの存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１２に記載の照明システム。
21. 前記デブリ抑制システムが、電界を生成するための電界発生器を有し、前記電界の存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１２に記載の照明システム。
22. 前記デブリ抑制システムが、磁界を生成するための磁界発生器を有し、前記磁界の存在が前記動的適用可能コンディションの少なくとも一部である請求項１２に記載の照明システム。
23. リソグラフィに使用するための放射線の生成により放出されるデブリ粒子を抑制するための方法であって、
    前記放射線のバーストが生成される周波数である所定の周波数に基づいて、デブリ粒子を抑制するための動的コンディションを適用するステップを含む方法。
24. 前記適用ステップは、放射線が伝搬する経路あるいは放射線が伝搬した経路の所定の領域に相対的に速度の速いデブリ粒子が存在している時には前記領域における抑制のための前記コンディションが強化されるように、また前記領域に相対的に速度の遅いデブリ粒子が存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない時には前記領域における抑制のための前記コンディションが緩和されるように、あるいは抑制のための前記コンディションが全く存在しないように、デブリ粒子を抑制するための前記コンディションを適用するステップを含む請求項２３に記載の方法。
25. 前記適用ステップは、放射線が伝搬する経路あるいは放射線が伝搬した経路の複数の位置に対しても前記コンディションを動的に適用するステップを含む請求項２３に記載の方法。
26. 前記適用ステップは、放射線が伝搬する経路あるいは放射線が伝搬した経路の第１の領域に相対的に速度の速いデブリ粒子が存在している時には前記第１の領域における抑制のための前記コンディションが強化されるように、また前記経路の第２の領域に相対的に速度の遅いデブリ粒子が存在しているか、あるいはデブリ粒子が全く存在していない時には前記第２の領域における抑制のための前記コンディションが緩和されるように、あるいは抑制のための前記コンディションが全く存在しないように、デブリ粒子を抑制するための前記コンディションを適用するステップを含む請求項２５に記載の方法。
27. 前記コンディションを適用する前記ステップが、ガス・サプライを使用して前記デブリ粒子にバッファ・ガスを供給するステップを含む請求項２３に記載の方法。
28. 前記コンディションを適用する前記ステップが、組成が動的に変化するバッファ・ガスを供給するステップを含む請求項２７に記載の方法。
29. 前記コンディションを適用する前記ステップが、電子銃またはイオン銃を使用して前記デブリ粒子をイオン化するために、電子ビームまたはイオン・ビームをそれぞれ生成するステップを含む請求項２３に記載の方法。
30. 前記コンディションを適用する前記ステップが、加熱器を使用して前記デブリ粒子を加熱するステップを含む請求項２３に記載の方法。
31. 前記コンディションを適用する前記ステップが、プラズマ発生器を使用してプラズマを生成するステップを含む請求項２３に記載の方法。
32. 前記コンディションを適用する前記ステップが電界を生成するステップを含む請求項２３に記載の方法。
33. 前記コンディションを適用する前記ステップが磁界を生成するステップを含む請求項２３に記載の方法。

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