JP2011071535A - リソグラフィ装置およびリソグラフィ装置洗浄方法 - Google Patents

リソグラフィ装置およびリソグラフィ装置洗浄方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液浸リソグラフィ装置を効果的に洗浄する方法を提供する。
【解決手段】基板を保持するように構成された基板テーブルＷＴと、パターン付き放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、表面を洗浄するように構成されたメガソニックトランスデューサ２０と、メガソニックトランスデューサ２０と洗浄しなければならない表面の間に液体を供給するように構成されている液体供給システムと、を備え、表面を洗浄するように構成されたメガソニックトランスデューサ２０から発生するメガソニック波を使用して液浸リソグラフィ投影装置の表面を洗浄する。
【選択図】図６

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、およびリソグラフィ装置を洗浄する方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に、通常は基板のターゲット部分に与える機械である。例えば、リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、別に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は、ＩＣの個々の層上に形成されるべき回路パターンを生成するために使用することができる。このパターンは、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の一部を含む）上に転写することができる。パターンは、典型的には、基板上に用意された放射感光材料（例えば、レジスト）の層の上への結像により転写される。一般に、単一の基板は、次々にパターン形成される隣接ターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に一度に露光させることによりそれぞれのターゲット部分が照射されるいわゆるステッパ、および所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームを介してパターンを、この方向に対し平行または逆平行の基板を同期スキャンしながらスキャンすることによりそれぞれのターゲット部分が照射されるいわゆるスキャナを備える。また、パターンを基板上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パターンを転写することも可能である。
[0003] リソグラフィ投影装置内の基板を、比較的高い屈折率を持つ液体、例えば、水に浸して、投影システムの最終要素と基板との間の空間を埋めることが提案されている。このポイントは、露光放射が液体中ではより短い波長を持つことになるため小さな特徴の結像が可能になることである。（液体の効果は、システムの有効ＮＡを高くし、焦点深度も大きくすることであるとみなすこともできる。）固体粒子（例えば、石英）が懸濁された水を含む、他の浸液も提案されている。
[0004] しかし、基板または基板および基板テーブルを液バス内に沈めるということは（例えば、米国特許第４，５０９，８５２号を参照）、スキャン露光時に加速されなければならない大量の液体があることを意味する。これは、モーターを追加するか、またはより強力なモーターを必要とし、液中の乱流が望ましくない、予測不可能な効果をもたらし得る。
[0005] 提案されている解決策の１つは、液体供給システムが、液体封じ込めシステムを使用して、基板の局部のみの上、および投影システムの最終要素と基板との間に液体を供給するようにすることである（基板は、一般に、投影システムの最終要素に比べて表面積が広い）。これを準備するために提案されている方法の１つは、ＰＣＴ特許出願公開第ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。図２および図３に例示されているように、液体は、少なくとも１つの入口ＩＮにより、基板上に、好ましくは最終要素に関して基板の移動の方向にそって供給され、投影システムの下に渡された後、少なくとも１つの出口ＯＵＴにより取り出される。つまり、基板が要素の下で−Ｘ方向にスキャンされると、液体は要素の＋Ｘ側に供給され、−Ｘ側で取り込まれる。図２は、入口ＩＮを介して液体が供給され、低圧力源に接続されている出口ＯＵＴにより要素の他の側で取り込まれる。図２の例示では、液体は、最終要素に関する基板の移動の方向にそって供給されるが、この場合はそうである必要はない。最終要素の周りに配置される入口および出口の向きおよび個数はさまざまなものとすることが可能であり、図３に、いずれかの側に出口を持つ入口のセットが、最終要素の周りに規則正しいパターンとして用意される一実施例が示されている。
[0006] 局部的液体供給システムを備える他の液浸リソグラフィの解決手段が図４に示されている。液体は、投影システムＰＬのいずれかの側の２つの溝入口ＩＮで供給され、入口ＩＮの半径方向外向きに配列された複数のとびとびの出口ＯＵＴにより取り出される。入口ＩＮおよび出口ＯＵＴは、中心部に穴がある板に配列することができ、その穴を通して投影ビームが投影される。液体は、投影システムＰＬの一方の側にある１つの溝入口ＩＮにより供給され、投影システムＰＬの他方の側にある複数のとびとびの出口ＯＵＴにより取り出され、これにより、投影システムＰＬと基板Ｗとの間で薄膜状の液体が流れる。入口ＩＮと出口ＯＵＴのどの組み合わせを使用するかを選択することは、基板Ｗの移動の方向に依存し得る（入口ＩＮおよび出口ＯＵＴの他の組み合わせは使用されない）。
[0007] それぞれ参照により本明細書に組み込まれている、欧州特許出願公開第ＥＰ１４２０３００および米国特許出願公開第ＵＳ２００４−０１３６４９４号では、ツインまたはデュアルステージ液浸リソグラフィ装置のアイデアが開示されている。このような装置は、基板を支えるための２つのテーブルを備えている。浸液がない場合に、第１の位置にあるテーブルでレベル測定を実施し、浸液が存在する場合に、第２の位置にあるテーブルで露光を実施する。それとは別に、装置はただ１つのテーブルを備える。
[0008] 浸液は、破片または粒子（例えば、製造プロセスから使い残されたもの）をリソグラフィ装置の一部および／または基板から浮き上がらせるか、またはコンポーネントを腐食させて粒子を導入することができる。次いで、この破片は、イメージングの後、基板上に残されるか、または投影システムと基板の間に浮遊状態にある間イメージングに干渉する可能性がある。したがって、汚染の問題は、液浸リソグラフィ装置において解消されなければならない。
[0009] 例えば、容易に、また効果的に洗浄することができるリソグラフィ装置を実現するだけでなく、液浸リソグラフィ装置を効果的に洗浄する方法を提供することが望ましい。
[0010] 本発明の一態様によれば、実現される液浸リソグラフィ投影装置は、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、表面を洗浄するように構成されたメガソニックトランスデューサと、メガソニックトランスデューサと洗浄しなければならない表面の間に液体を供給するように構成されている液体供給システムと、を備える。
[0011] 本発明の一態様によれば、実現される液浸リソグラフィ投影装置は、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、表面を洗浄するように構成されたメガソニックトランスデューサであって、洗浄モードにおいて、メガソニックトランスデューサと表面の間に液体を通る直線経路が存在するように表面に関して移動可能である、メガソニックトランスデューサと、トランスデューサと表面の間に液体を供給するように構成されている液体供給システムと、を備える。
[0012] 本発明の一態様によれば、提供される、液浸リソグラフィ投影装置の表面を洗浄する方法は、液体中で洗浄される表面の少なくとも一部を覆うこと、および、メガソニック波を液体中に導入することを含む。
[0013] 本発明のいくつかの実施形態は、実施例を使ってのみ、対応する参照記号が対応する部分を示す付属の概略図面を参照しつつ説明される。
[0014]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。 [0015]リソグラフィ投影装置で使用するための液体供給システムを示す図である。 [0015]リソグラフィ投影装置で使用するための液体供給システムを示す図である。 [0016]リソグラフィ投影装置で使用するための他の液体供給システムを示す図である。 [0017]液浸リソグラフィ装置で使用するための他の液体供給システムの断面図である。 [0018]基板テーブルを洗浄する本発明の第１の実施形態の断面図である。 [0019]液体供給システムを洗浄する本発明の第２の実施形態の断面図である。 [0020]基板テーブルを洗浄する本発明の第３の実施形態の断面図である。
[0021] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の概略を示す。装置は、
[0022] 放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0023] 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、いくつかのパラメータに従ってパターニングデバイスの位置を正確に決めるように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造物（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
[0024] 基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、いくつかのパラメータに従って基板の位置を正確に決めるように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
[0025] パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに与えられるパターンを基板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、屈折投影レンズ系）ＰＳとを備える。
[0026] 照明システムは、放射の誘導、整形、または制御を行うための屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他の種類の光学コンポーネントなどのさまざまな種類の光学コンポーネント、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
[0027] 支持構造物は、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環境に保持されるか否かなどの他の条件に依存する方法でパターニングデバイスを保持する。支持構造物は、機械的、真空、静電気、または他の締め付け技術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。支持構造物は、例えば、必要に応じて固定または移動可能である、フレームまたはテーブルとすることができる。支持構造物は、例えば投影システムに関してパターニングデバイスが確実に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」という用語を使用した場合、これは、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と考えることができる。
[0028] 本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを作成するなどその断面内において放射ビームにパターンを与えるため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い意味で解釈すべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えば、位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合に、パターンが基板のターゲット部分の中の所望のパターンに正確に対応するわけではないことに注意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分の中に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。
[0029] パターニングデバイスは、透過するか、または反射する材質のものである。パターニングデバイスの実施例は、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パネルを含む。マスクは、リソグラフィではよく知られており、バイナリマスク、Alternating位相シフトマスク、およびAttenuated位相シフトマスクなどの種類のマスクを含む。プログラマブルミラーアレイの一実施例では、入射放射ビームを異なる方向に反射するように個別にそれぞれ傾斜させることができる小型の鏡からなるマトリックス配列を採用する。傾斜された鏡は、ミラーマトリックスにより反射される放射ビーム内にパターンを与える。
[0030] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用している露光放射、または浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に必要に応じて、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、および静電気光学系、またはそれらの組み合わせを含む、さまざまな種類の投影システム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が、これは、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。
[0031] ここで示されているように、装置は、透過型である（例えば、透過マスクを採用する）。それとは別に、装置は、反射型（例えば、上述のような種類のプログラマブルミラーアレイを採用するか、または反射マスクを採用する）とすることもできる。
[0032] リソグラフィ装置は、２つ（例えば、デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つまたはそれ以上の支持構造物）を持つ型とすることができる。このような「マルチステージ」装置では、追加テーブルを並列で使用することができるが、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用しながら、準備工程を１つまたは複数のテーブル上で実行することもできる。
[0033] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源およびリソグラフィ装置は、例えば、放射源がエキシマレーザーの場合には、別の実体とすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとみなされず、放射ビームは、例えば、適当な指向ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えるビームデリバリーシステムＢＤの補助を借りて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。他の場合、放射源は、例えば放射源が水銀ランプの場合、リソグラフィ装置に一体化することもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリーシステムＢＤと合わせて、放射システムと呼ぶことができる。
[0034] イルミネータＩＬは、放射ビームの強度角度分布を調整するための調整器ＡＤを備えることができる。一般的に、イルミネータの瞳面内の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）を調整することができる。それに加えて、イルミネータＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどのさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータは、断面内で所望の一様性および強度分布を持つように放射ビームを調整するために使用できる。
[0035] 放射ビームＢは、支持構造物（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持され、パターニングデバイスによりパターン形成される、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射する。パターニングデバイスＭＡを横断した、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に集束する。ポジショナ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、または容量センサなど）の助けを借りて、基板テーブルＷＴを正確に移動することができ、これにより、例えば、放射ビームＢの経路内で異なるターゲット位置Ｃを決定することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび他の位置センサ（図１で明示的に示されていない）は、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に関してパターニングデバイスＭＡの位置を正確に決めるために使用することができる。一般に、支持構造物ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部をなす、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）の助けを借りて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部をなす、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の助けを借りて実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは反対に）、支持構造物ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続できるか、または固定することができる。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイス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を使用して位置合わせすることができる。例示されているような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、これらは、ターゲット部分の間の空間内に配置することができる（これらは、スクライブレーンアライメントマークと呼ばれる）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に用意される状況では、パターニングデバイスアライメントマークは、それらのダイとダイの間に配置することができる。
[0036] 示されている装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用することが可能である。
[0037] １．ステップモードでは、支持構造物ＭＴおよび基板テーブルＷＴは、本質的に静止状態に保たれるが、放射ビームに与えられるパターンは全体として一度に（つまり、単一の静的露光で）ターゲット部分Ｃに投影される。その後、異なるターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズにより、単一静的露光で転写されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0038] ２．スキャンモードでは、支持構造物ＭＴおよび基板テーブルＷＴは、同期スキャンされるが、放射ビームに与えられるパターンはターゲット部分Ｃに投影される（つまり、単一の動的露光で）。支持構造物ＭＴに関する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性により決定され得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズにより、単一動的露光のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が制限されるが、スキャン動作の長さにより、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
[0039] ３．他のモードでは、支持構造物ＭＴは、本質的に静止状態に保たれ、プログラマブルパターニングデバイスを保持するが、基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される間に、移動またはスキャンされる。このモードでは、一般的に、パルス放射源が採用され、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が移動するたび毎に、またはスキャン中の次々に発生する放射パルスと放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のようなプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブル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与えられ得る。
[0040] 上述の使用モードまたは全く異なる使用モードで組み合わせ形態および／または変更形態を使用することもできる。
[0041] 局部的液体供給システムの解決方法を用いた他の液浸リソグラフィの解決方法では、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部にそって延びるバリア部材を液体供給システムに備える。このような解決方法は、図５に例示されている。バリア部材は、ＸＹ平面内において投影システムに関して実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には何らかの相対的移動があり得る。一実施形態では、バリア部材と基板の表面との間にシールが形成され、このシールは、ガスシールなどの非接触型シールとすることができる。
バリア部材１２は、少なくとも部分的に、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗとの間の空間１１内に液体を封じ込める。基板の非接触シール１６は、投影システムの像視野周辺に形成することができ、それにより、液体は、基板表面と投影システムの最終要素との間の空間内に封じ込められる。この空間は、少なくとも一部は、投影システムＰＳの最終要素の下、およびその周囲に位置決めされたバリア部材１２により形成される。液体は、液体入口１３から投影システムの下およびバリア部材１２の中の空間内に入れられ、液体出口１３から取り出すことができる。バリア部材１２は、投影システムの最終要素の少し上に延び、液位は、液体の緩衝がもたらされるように最終要素の上にくる。バリア部材１２は、上端において一実施形態では、投影システムまたはその最終要素の形状によく一致し、例えば、丸形とすることができる内周を持つ。底部では、内周は、像視野の形状、例えば、長方形によく一致しているが、この場合はそうである必要はない。
液体は、バリア部材１２の底部と基板Ｗの表面との間に、使用時に形成される、ガスシール１６により空間１１内に封じ込められる。ガスシールは、ガス、例えば、空気または合成空気、ただし一実施形態では、Ｎ２または他の不活性ガスにより形成され、バリア部材１２と基板との間の間隙に入口１５を介して圧力下で供給され、出口１４を介して抽出される。ガス入口１５の陽圧、出口１４の真空レベル、および間隙の幾何学的形状は、液体を封じ込める内向きの高速なガス流があるように配列される。これらの入口／出口は、空間１１を囲む環状の溝とすることができ、ガス１６の流れは、空間１１内に液体を収める効果を有する。このようなシステムは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第ＵＳ２００４−０２０７８２４号で開示されている。
[0042] 上記のように、液浸リソグラフィ装置は、液体を通して基板に結像が行われる装置である。つまり、浸液は、投影システムＰＳの最終要素と基板との間に供給される。この配置では、１つまたは複数の特定の問題が生じ得る。特に、液体は、装置内に封じ込められなければならず、また液体には、結像時に、および／または結像後および下流処理に先立って基板表面上に残されることにより、欠陥を生じさせる可能性のある異物粒子ができる限り混じらないようにしなければならない。ときには、浸液は、懸濁液中に粒子を意図的に含むこともある。
[0043] 本発明の１つまたは複数の実施形態では、異物粒子の問題を解消するために、洗浄液が洗浄すべき表面に付けられ、表面を洗浄するためにメガソニック波が液体中に導入される液浸リソグラフィ投影装置を洗浄する装置および方法を提供する。洗浄液は、浸液と同じであっても、同じでなくてもよい。例えば、超純水も可能である。
[0044] 超音波と比較して、メガソニック波は、非常に小さなキャビテーション気泡（内破または振動する）を発生し、したがって、洗浄される表面に非常に近いところまで行くことができる。しかし、メガソニックを使用して液体中に導入することができるエネルギーの量には限界がある。一般に、超音波エネルギーは、液体中のどこにでも導入することができ、液体全体にわたって分配されるが、メガソニックエネルギーは、局所的に高いだけであり、したがって、洗浄される表面に直接向けなければならない。つまり、直接的経路（視線／直線）が、メガソニック波を導入するトランスデューサと洗浄される表面との間に存在していなければならない。その経路の全長は、液体で満たされなければならない。
[0045] メガソニック周波数は、一般に、７５０ｋＨｚから３ＭＨｚまでの範囲内であるとみなされている。本発明の目的に関して、約７５０ｋＨｚよりも高い、１ＭＨｚよりも高い、または１．５ＭＨｚよりも高い周波数が使用される。
[0046] 洗浄される対象の表面近くの洗浄液中の停滞境界層は、導入される音波エネルギーの周波数が高くなるほど薄くなる。メガソニック周波数洗浄は、部分的に、洗浄液中の高速圧力波とともに気泡振動、およびそれほどでないにせよ、キャビテーションおよび気泡破裂を伴う音波の流れにより行われる。
[0047] メガソニック周波数では、直径０．５μｍ未満の粒子は、洗浄される表面に損傷を与えることなく取り除くことができる。上述のように、トランスデューサから洗浄される表面への明確な経路（視線）がなければならない。洗浄効率をさらに高めるために、ガスを液体中に溶解させて、キャビテーション（気泡形成）を促進することができる。好適なガスは、窒素、二酸化炭素、または酸素であるが、オゾン、または水素（水を含む）などの他のガスも、適していると考えられる。液体中で界面活性剤を使用すると、洗浄効率をさらに高められる。洗浄効率を高める可能性のあるものとしては他に、洗剤または溶媒を洗浄液中で使用すること、またはＨ２Ｏ２溶液を加えることが挙げられる。
[0048] 液浸リソグラフィ装置内で洗浄したい対象としては、限定はしないが、基板Ｗ（その上面）を支える基板テーブルＷＴ、結像時に浸液中に浸された投影システムＰＳの最終要素、および結像時に投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗとの間に液体を供給する液体封じ込めシステム（例えば、図２〜図５に例示されているもの）の一部がある。
[0049] 一実施形態では、液体供給システムは、メガソニックトランスデューサと洗浄しなければならない表面との間に液体を供給するために備えられる。この実施形態では、液体供給システムは、表面が洗浄され表面から除去された粒子が運び去られるときに液体が取り除かれるように液体流を供給する。好適な液体としては、超純水の形態の水がある。しかし、他の種類の液体も適していると考えられる。さらに、上述のように界面活性剤などを液体に加えることも、有利に働き得る。他の洗浄液は、例えば、水／過酸化水素、水／エタノール、水／イソプロピルアルコール（ＷＡ）、水／アンモニア、または水／アセトン混合液である。添加剤として使用できる他の化学物質としては、ＴＭＡＨおよびＳＣ−１またはＳＣ−２がある。
[0050] ガス（または何らかの溶媒）を液体中に導入する理由の１つは、これが安定したキャビテーションを促進するという点である。この結果、安定した気泡が、液体中に形成される。次いで、これらの気泡は、メガソニック波により振動され、その結果、溶媒が蒸発し気泡になり、次いで内破するか潰れるキャビテーションであるいわゆる一時的キャビテーションよりも洗浄される表面への損傷が少ない可能性の高い洗浄が行われる。これらの激しい内破が生じると、表面が損傷し得るが、典型的には超音波周波数で見られ、また生成される気泡が超音波周波数で生成されたものよりも小さい傾向があるメガソニック周波数において有意性が低い。しかし、上記のように、メガソニック波は、洗浄すべき表面の視線内で供給される必要がある。
[0051] 最大１００秒までのプロセス時間では、粒子除去効率は、約１ＭＨｚの周波数で最大１００％になり得る。音響周波数が３ＭＨｚよりもかなり大きい場合、粒子除去効率は、１ＭＨｚそこそこの周波数に比べて劇的に減少する。ガスを液体中に導入すると、粒子除去効率に大きな影響を及ぼす。直径３４ｎｍのＳｉＯ２粒子の除去は、２０ｐｐｍのレベルの酸素を液体中に導入することで除去効率０から除去効率３０％まで高められる。そのため、約５ｐｐｍを超えるガス濃度が、有用な場合がある。
[0052] 温度も、重要であり、高温で溶解されるガスが少ないことに対する高温（つまり、５５℃）で反応時間が短いことについてバランスがとられなければならない。
[0053] また、液体のｐＨの効果もある。ｐＨが低い場合、液体中には多数のＨ＋イオンがあり、表面電荷はプラスである。同様に、ｐＨが高い場合、液体は、多数のＯＨ−イオンを含み、表面電荷はマイナスになる。したがって、液体のｐＨがｐＨ７から必ず遠くなるようにすると、除去された後の粒子の再堆積は発生しないように確実にできる。さらに、粒子と表面との間の静電反発力は、両者が等しい電荷を持つ（プラスまたはマイナスのいずれか）場合に、粒子を表面から浮かび上がらせるのを助長する。
[0054] トランスデューサの出力は、０．２から５Ｗ／ｃｍ２の範囲内でなければならず、照射距離は、５から２０ｍｍの範囲内でなければならず、洗浄時間は、１０から９０秒の範囲内でなければならない。メガソニックトランスデューサからの音波が、メガソニックトランスデューサから洗浄される表面への直接経路を辿る場合には、液浸リソグラフィ装置の異なる部分を洗浄する複数の設計が提案されている。
[0055] 例えば、基板テーブルＷＴの上面を洗浄するために使用することができる第１の実施形態が、図６に例示されている。本実施形態では、液体供給システムは、トランスデューサ２０を囲むバリア部材１２を備える。バリア部材１２は、ガスシールデバイス１４、１５を備え、ガス１６の流れを利用してバリア部材１２の底部と基板テーブルＷＴの上面との間にシールを形成するという点で図５の液体封じ込めシステムと類似のものとすることが可能である。バリア部材１２の内側にはまるトランスデューサ２０は、これにより、基板テーブルＷＴの表面に非常に近く位置決めすることができる。これは、トランスデューサ２０がきわめて小さく、バリア部材１２の内側にはまり、したがって、洗浄される基板テーブルＷＴの上面に比較的近いところに位置決めされなければならないための利点である（低出力なので）。一実施形態では、メガソニックトランスデューサ２０は、洗浄する表面から１．５ｍｍ未満または１．６ｍｍ未満離れている。液流は、バリア部材１２の端から端まで送られ、トランスデューサ２０の底部は液体で覆われる。
[0056] 基板テーブルＷＴおよび／またはバリア部材１２およびトランスデューサ２０は、他方に相対的に移動され、基板テーブルＷＴの上面すべてが洗浄されるようにできる。洗浄は、自動的にリソグラフィ装置内で実行させることが可能であるか、または手作業で、もしくはある種の工具により基板テーブルＷＴの上面でバリア部材１２およびトランスデューサ２０を手動ハイパスさせることで実行することが可能である。
[0057] 洗浄プロセスが自動化される場合、これを準備する一方法では、バリア部材１２およびトランスデューサ２０を静止しているストア位置から（静止している）洗浄位置まで移動可能なように配列し、トランスデューサが（静止）洗浄位置にあるときに基板テーブルＷＴをトランスデューサ２０に関して移動させる。基板テーブルＷＴは、洗浄デバイスの液体供給システムを起動するのに先立ってＺ軸内で移動させる必要がある場合がある。ガス流１６が形成された後、バリア部材１２は、液体を供給され、基板テーブルＷＴは、洗浄したい表面を洗浄できるようにＸ−Ｙ平面内で移動される。
[0058] 図７は、投影システムＰＳの最終要素の周りに配置されている、図２〜図５に例示されているものなどの、液体封じ込めシステムＬＣＳを洗浄するために使用される第２の実施形態を例示している。図７では、図５に示されているものによる液体封じ込めシステムは、一実施例として示されている。
[0059] この実施形態では、底面上にメガソニックトランスデューサ２０を備える移動可能バス５０が用意される。第２の実施形態のメガソニックトランスデューサ２０は、第１の実施形態のメガソニックトランスデューサよりも大きい場合があるが、それは、粒子サイズ制約がないからである。そのため、メガソニックトランスデューサと洗浄される表面（液体封じ込めシステムの底面）との間の距離は、さらに大きく、最大５０ｍｍにすることができる。一実施形態では、距離は、約４０ｍｍ未満または３０ｍｍ未満である。
[0060] コントローラは、ストア位置と洗浄位置（例示されているとおり）の間で移動可能であり、バス５０内の液位を制御するバス５０の位置を制御する。一実施形態では、液位は、液体封じ込めシステムＬＣＳの底面を覆うが、投影システムＰＳの最終要素を覆わないように制御される。そのため、間隙７５は、液体で満たされない。これは、投影システムの最終要素を音波および／またはその要素を損傷する可能性のある洗浄液から護るためである。それに加えて、またはそれとは別に、シールド（たぶん、板の形態）を使用して、投影システムの最終要素をメガソニック波および／または液体から遮蔽することができる。一実施形態では、このバス配列は、投影システムＰＳの最終要素を洗浄するために使用することができ、その場合、コントローラは、投影システムＰＳの最終要素が液体で覆われるようにバス５０内の液位を増加させる。
[0061] 図７に例示されている第２の実施形態では、バス５０および／またはトランスデューサ２０は、液体封じ込めシステムＬＣＳの全下面を洗浄できるように洗浄位置の投影システムＰＳおよび液体封じ込めシステムＬＣＳに関して移動可能であるようにできる。もちろん、これは、トランスデューサ２０が十分に大きく、液体封じ込めシステムＬＣＳ（またはその必要な部分だけ）の全下面を、移動することなく、洗浄することができる場合には、実装する必要はない。
[0062] 例えば、基板テーブルＷＴの上面を洗浄するために使用される、図８に例示されている第３の実施形態では、基板テーブルＷＴは、その洗浄位置で、洗浄すべき基板テーブルＷＴの上面の上および周囲に延びる引き込み可能バリア８０を備える。バリア８０がその洗浄位置まで上げられた後、液体は、洗浄される表面に置かれ、メガソニックトランスデューサ２０は、基板テーブルＷＴ上の表面上に移動させることができ（液体により覆われているトランスデューサ２０の底面とともに）、および／または基板テーブルＷＴは、トランスデューサ２０の下に移動させることができ、それにより基板テーブルＷＴの上面を洗浄することができる。もちろん、バリア８０が、引き込み可能でない、また基板テーブルＷＴに恒久的に取り付けられるか、または取り外し可能パーツである類似の実施形態も可能である。トランスデューサ２０は、固定または移動可能（特にＺ方向に）とすることが可能であり、および／または洗浄時にはＸ／Ｙ軸内で移動可能であることも可能である。
[0063] 基板テーブルＷＴの上面が洗浄される場合、基板テーブルＷＴの上面に備えられた１つまたは複数のセンサを同時に洗浄することも可能である。さまざまな種類のセンサの実施例としては、透過イメージセンサ、レンズ干渉計、および／またはスポットセンサがある。
[0064] 一実施形態では、トランスデューサにより生成される音波を９０°の角度で洗浄すべき表面上に当てるために使用することができる。この目的に関して、洗浄すべき表面に関してトランスデューサ２０のチルトを調整するマイクロメータを備えることができる。一実施形態では、表面に関して傾斜されたトランスデューサを備えると都合がよく、ここでもまた、これは、マイクロメータを使用して調整することができる。マイクロメータは、さらに、トランスデューサから洗浄すべき表面までの距離を調整するためにも使用できる。すべての実施形態において、トランスデューサと洗浄すべき表面との間の距離にわたる液流は、望ましいが、本質的ではない。
[0065] 上述のメガソニッククリーナーは、表面から粒子を取り除くのに適している。しかし、粒子は、取り除かれた後、粒子が懸濁されている液体が素早く移動されない限り、ときには表面に再び付着することもある。したがって、メガソニックトランスデューサと洗浄される表面との間に液体の流れをもたらすことが望ましい。特に、流速が０となる場所（停滞域）がないように装置を設計することが望ましい。
[0066] 粒子が表面に再付着するのを防止するか、少なくとも低減する他の手段は、トランスデューサと表面との間の液体の特性を変えて、粒子が表面に引き付けられないような、好ましくは表面から反発されるような粒子のゼータ電位と表面のゼータ電位を確実に生じさせることである。
[0067] ゼータ電位は、液体中の表面の電位である。ゼータ電位は、一般に、表面から離れるに従って減少する。特定の種類の液体に関して、材料の種類が指定されればゼータ電位も決まる。表面のゼータ電位を変える一方法は、液体中の電解質の濃度を変えることであり、ゼータ電位を変えるもう１つの方法は、液体のｐＨを変えることである。液体の電解質（例えば、塩）の濃度または液体のｐＨを慎重に選択することにより、（ｉ）粒子が取り除かれる表面（および／または付着が回避されるべき他の表面）のゼータ電位、および（ｉｉ）粒子のゼータ電位を選択することができる。好ましくは、これら２つのゼータ電位は、同じ極性を持ち、したがって反発するように選択される。
[0068] 表面が洗浄される材料のことを知った上で選択された液体のｐＨおよび／または電解質の濃度が作られ、材料の種類を知ったうえで、粒子が作られる可能性がある。材料が同じである場合、表面と粒子の両方に対しゼータ電位が非ゼロであるｐＨまたは電解質濃度を選択するのは容易であろう。そのような状況において、電位は、表面と粒子の両方に関して反発し合うようにプラスであるか、またはマイナスであり、そのため粒子は、表面に再付着しえないであろう。材料が異なる場合、ｐＨまたは電解質濃度は、選択しにくいものとなるが、ゼータ電位が両方の材料に関して同じ極性を持つ少なくとも１つのｐＨおよび／または濃度がある可能性がある。
[0069] 液体のｐＨを変えると、材料の可溶性にマイナスの影響を及ぼす可能性があり、それ自体材料完全性の汚染または喪失を引き起こし得るため、電解質濃度を変えることが好ましい。これが、塩（ＮａＣｌ）を加えることにより行われる場合、液体のｐＨにそれほどの影響を及ぼさない（つまり、液体は中性のままである）。
[0070] 上記のすべての技術を組み合わせて使用すること（特に、ｐＨおよび電解質濃度を変えてゼータ電位を変えることと界面活性剤を使用すること）は、最良のアプローチといえよう。
[0071] 本文ではＩＣの製造にリソグラフィ装置を使用することについて具体的参照を行う場合があるが、本明細書で説明されているリソグラフィ装置には、集積光学系、磁気ドメインメモリ用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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の応用例のあることは理解されるであろう。当業者であれば、このような他の応用に関して、本明細書の「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用は、それぞれ「基板」または「ターゲット部分」というより一般的な用語の同義語であると考えられることを理解するであろう。本明細書で参照している基板は、露光前後に、例えばトラック（通常レジストの層を基板上に形成し露光したレジストを現像するツール）または測定もしくは検査ツール内で処理されるようにできる。該当する場合には、本明細書の開示を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。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作製するために複数回処理することができ、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板をも指すことができる。
[0072] 本明細書で使用されている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射を含む、あらゆる種類の電磁波放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）を包含する。
[0073] 「レンズ」という用語は、文脈上許される場合には、屈折型および反射型光学コンポーネントを含む、さまざまな種類の光学コンポーネントのうちの１つ、または組み合わせを意味することができる。
[0074] これまで本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明は説明した以外の方法でも実施することができることは理解されるであろう。例えば、本発明は、上述のように方法を記述する機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはそのようなコンピュータプログラムを格納するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形を取り得る。
[0075] 本発明の１つまたは複数の実施形態は、任意の液浸リソグラフィ装置、とりわけ、ただし限定はしないが、上述の種類のものに、浸液がバスの形態で供給されるか、または基板の局部的表面領域上のみに供給されるかに関係なく、与えることができる。本明細書で考えられているような液体供給システムは、広い意味で解釈すべきである。いくつかの実施形態では、投影システムと基板および／または基板テーブルとの間の空間に液体を供給する構造物の仕組み、もしくは組み合わせとすることができる。これは、１つまたは複数の構造物、１つまたは複数の液体入口、１つまたは複数のガス入口、１つまたは複数のガス出口、および／または空間に液体を供給する１つまたは複数の液体出口の組み合わせを含むことができる。一実施形態では、空間の表面は、基板および／または基板テーブルの一部とすることができるか、または空間の表面は、基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆うことができるか、または空間は、基板および／または基板テーブルを包み込むことができる。液体供給システムは、適宜さらに、液体の位置、量、質、形状、流量、または他の特徴を制御する１つまたは複数の要素を備えることができる。
[0076] この装置で使用される浸液は、所望の特性および使用される露光放射の波長に応じて異なる組成を有し得る。１９３ｎｍの露光波長には、超純水または水性組成物を使用することができ、このような理由から、浸液は、水と呼ばれることもあり、親水性、疎水性、湿潤性などの水に関係する用語を使用することができる。
[0077] 上の説明は、例示的であることを意図されており、制限することを意図していない。したがって、当業者にとっては、請求項の範囲から逸脱することなく説明されている通り本発明に対し修正を加えることができることは、明白であろう。

Claims (39)

  1. 基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    パターン付き放射ビームを前記基板上に投影するように構成された投影システムと、
    表面を洗浄するように構成されたメガソニックトランスデューサと、
    前記メガソニックトランスデューサと洗浄すべき前記表面との間に液体を供給するように構成された液体供給システムと、
    を備える、液浸リソグラフィ投影装置。
  2. 前記メガソニックトランスデューサは、約７５０Ｈｚの周波数よりも高い周波数、好ましくは約１ＭＨｚよりも高い周波数を有する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記液体供給システムは、前記メガソニックトランスデューサの下端を囲むバリア部材を備え、前記バリア部材は、前記バリア部材と洗浄すべき前記表面との間にシールを形成し、それにより前記メガソニックトランスデューサと洗浄すべき前記表面との間に液体を封じ込める、請求項１に記載の装置。
  4. 前記バリア部材、前記トランスデューサ、またはその両方は、前記表面に関して移動可能である、請求項３に記載の装置。
  5. 前記非接触シールは、ガスシールである、請求項３に記載の装置。
  6. 前記表面は、前記基板テーブルの上面である、請求項３に記載の装置。
  7. 前記液体供給システムは、前記表面上に液体の流れを供給するように構成される、請求項１に記載の装置。
  8. 前記メガソニックトランスデューサは、洗浄モードにおいて、洗浄すべき表面への視線経路に音波が指向されるように前記表面に面して位置付けられる、請求項１に記載の装置。
  9. 前記表面は、前記基板テーブルの表面、前記投影システムと露光される基板の間に液体を供給するように構成された液体封じ込めシステムの表面、またはその両方である、請求項１に記載の装置。
  10. 前記液体供給システムは、バス、および前記バスに液体を所定レベルまで満たすように構成されたコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
  11. 前記メガソニックトランスデューサは、前記バス内の液体中で、前記バスの前記底部から離れる方向に、音波を誘導するように前記バスの底部に位置付けられる、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記バスは、前記投影システムの下の洗浄位置に移動可能であり、かつ前記投影システムと露光すべき基板の間に使用時に液体を供給するように構成された液体封じ込めシステムの少なくとも一部を取り囲み、前記所定レベルは、前記投影システムの前記底部よりも下であって、前記液体封じ込めシステムの底面の上である、請求項１０に記載の装置。
  13. 前記液体供給システムは、前記基板テーブルの上面を囲むバリアを備え、液体は、前記上面に供給されかつ前記バリアから逃れられないようにできる、請求項１に記載の装置。
  14. 前記バリアは、洗浄位置から非洗浄位置までの間で移動可能である、請求項１３に記載の装置。
  15. 前記メガソニックトランスデューサは、前記表面に関して移動可能である、請求項１に記載の装置。
  16. 前記投影システムの光素子をメガソニック波、液体、またはその両方から遮蔽するためのシールドをさらに備える、請求項１に記載の装置。
  17. ガスを前記液体中に導入するように構成されたガス供給をさらに含む、請求項１に記載の装置。
  18. 前記ガスは、Ｎ２、ＣＯ２、Ｏ２、Ｏ３、水を含むＨ２、またはこれらのガスの混合物を含む、請求項１７に記載の装置。
  19. 界面活性剤を前記液体および／またはＨ２Ｏ２を水素酸化物供給装置に供給する界面活性剤供給装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
  20. 前記メガソニックトランスデューサと洗浄すべき前記表面の間に前記液体の流れを形成するためのポンプをさらに備える、請求項１に記載の装置。
  21. 前記液体供給装置は、前記液体中の電解質のｐＨおよび／または濃度を制御するコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
  22. 基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    パターン付き放射ビームを前記基板上に投影するように構成された投影システムと、
    表面を洗浄するように構成されたメガソニックトランスデューサであって、洗浄モードにおいて、前記メガソニックトランスデューサと前記表面との間に液体を通る直線経路が存在するように前記表面に関して移動可能である、メガソニックトランスデューサと、
    前記トランスデューサと前記表面との間に液体を供給するように構成されている液体供給システムと、
    を備える、液浸リソグラフィ投影装置。
  23. 前記洗浄モードにおいて、前記メガソニックトランスデューサおよび前記表面は、互いに５０ｍｍ未満の距離だけ離れて面する、請求項２２に記載の装置。
  24. 前記洗浄モードにおいて、前記メガソニックトランスデューサおよび前記表面は、互いに５０ｍｍ未満の距離だけ離れて面し、前記表面は、前記投影システムと露光される基板の間に液体を供給するように構成された液体封じ込めシステムの表面である、請求項２２に記載の装置。
  25. ガスを前記液体中に導入するように構成されたガス供給をさらに含む、請求項２２に記載の装置。
  26. 前記ガスは、Ｎ２、ＣＯ２、Ｏ２、Ｏ３、水を含むＨ２、またはこれらのガスの混合物からなる群から選択される、請求項２５に記載の装置。
  27. 界面活性剤を前記液体に供給するように構成された界面活性剤供給装置をさらに備える、請求項２２に記載の装置。
  28. 液浸リソグラフィ投影装置の表面を洗浄する方法であって、
    液体中で洗浄すべき前記表面の少なくとも一部を覆うこと、および、
    メガソニック波を前記液体中に導入すること、
    を含む方法。
  29. 前記メガソニックトランスデューサは、約７５０Ｈｚよりも高い周波数を有する、請求項２８に記載の方法。
  30. 前記メガソニック波は、メガソニックトランスデューサを使用して導入され、洗浄すべき前記表面に関して前記メガソニックトランスデューサを移動することを含む、請求項２８に記載の方法。
  31. 前記メガソニック波は、洗浄すべき前記表面に垂直に当たる、請求項２８に記載の方法。
  32. 前記メガソニック波は、洗浄すべき前記表面にある角度で当たる、請求項２８に記載の方法。
  33. 洗浄すべき前記表面の少なくとも一部を覆う前記液体を前記表面上で移動することを含む、請求項２８に記載の方法。
  34. 洗浄モードにおいて、洗浄すべき表面への視線経路にメガソニック波が指向されるように前記表面に面する位置に前記メガソニックトランスデューサを位置付けることを含む、請求項２８に記載の方法。
  35. ガスを前記液体中に導入することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
  36. 界面活性剤を前記液体中に導入することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
  37. 洗浄すべき前記表面と前記メガソニックトランスデューサの間に前記液体を移動させることをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
  38. 所定のｐＨで、および／または電解質の濃度で前記液体を供給することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
  39. 前記所定のｐＨおよび／または濃度は、洗浄すべき前記表面および取り除くべき前記表面上の粒子のゼータ電位が異なる極性を持たないようなものである、請求項３８に記載の方法。
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