JP2012523126A - 汚染を回避する方法及びｅｕｖリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、汚染ガス状物質（１８）がＥＵＶリソグラフィ装置（１）のハウジング（４ａ）の開口（１７ｂ）を通過するのを防止する方法であって、ハウジング（４ａ）にはＥＵＶ放射線（６）を案内する少なくとも１つの光学素子を配置した、方法に関し、この方法は、開口（１７ｂ）の領域で、汚染物質（１８、１８’）を偏向させ、特に汚染物質の流れ方向（Ｚ）に逆らって指向される少なくとも１つのガス流（２１ａ、２１ｂ）を発生させることを含む。ガス流（２１ａ、２１ｂ）及びＥＵＶ放射線（６）を、パルス状に発生させ、ガス流（２１ａ、２１ｂ）のパルスレートを、ＥＵＶ放射線（６）の作用下で放出された汚染物質（１８、１８’）のパルスレートに応じて規定し、両方のパルスレートは、特に大きさが等しく、開口（１７ｂ）の領域で、ガスパルスが汚染物質（１８、１８’）のパルスに時間的に重なる。本発明は、この方法を実行できるＥＵＶリソグラフィ装置にも関する。
【選択図】図２

Description

本発明は、汚染ガス状物質がＥＵＶリソグラフィ装置のハウジングの開口を通過するのを防止する方法であって、ハウジングにはＥＵＶ放射線を案内する少なくとも１つの光学素子を配置した、方法に関する。本発明は、この方法を実行するＥＵＶリソグラフィ装置にも関する。

［関連出願の参照］
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項（１）に従って、２００９年４月６日の米国仮特許出願第６１／１６６，９７５号の優先権を主張し、その全開示内容を参照により本出願の内容に援用する。本出願は、米国特許法第１１９条（ａ）項に従って、２００９年４月６日の独国特許出願第１０ ２００９ ０１６ ３１９．０号の優先権も主張し、その全開示内容も同様に参照により本出願に援用する。

ＥＵＶリソグラフィ装置の真空系では、光学系、特にビーム整形光学ユニット、照明光学ユニット、及び投影光学ユニットを、それぞれハウジング内に封入するが、これは、例えば露光動作時のＥＵＶ放射線の作用下でハウジングの外部において形成され得る汚染物質を光学面に近付けないようにするためである。ハウジング間の移行部には、ＥＵＶ放射線を通す開口が設けられており、適切な措置を取らなければそこから汚染物質がハウジングに入り得る。

特許文献１は、マスク上の構造を感光基板に結像する投影光学ユニットを収容する第１ハウジングを設け、マスク又は感光基板を入れる第２ハウジングも設けた、ＥＵＶリソグラフィ装置を記載している。第１ハウジングと第２ハウジングとの間には差圧があり、第１ハウジング内の圧力は、第２ハウジング内の圧力の少なくとも百倍である。この発明は、差圧を用いて第１ハウジングから第２ハウジングへ一定のガス流を引き起こすが、これは、このようにして逆方向への汚染物質の侵入を回避するためである。しかしながら、ガス流又はガスカーテンを維持するために、かなりの量のガスが必要であり、このガスは、高いポンピング能力を有するポンプによってしか循環させることができない。

特許文献２は、ウェーハを有するチャンバをハウジング内に配置した投影光学ユニットから開口により分離した、ＥＵＶリソグラフィ装置を開示している。ウェーハを有するチャンバ内には、不活性ガス流又は不活性ガスカーテンをウェーハの表面にわたって発生させるデバイスが位置しており、これは、ＥＵＶ照射中にウェーハから放出された汚染物質を、不活性ガス流に同伴させることにより除去するためである。このようにして、この発明は、メンブレンフィルタを開口に設ける必要をなくすことができる。

特許文献３は、装置の２つの異なる領域間に延びるガスパージ開口を有するリソグラフィ装置を開示している。ガス供給デバイスが、特に水素及びアルゴンを含む群から選択される１つ又は複数のガスを開口に供給する。開口は、特に管状通路として構成することができ、供給ガス流は、ウェーハから抜ける汚染物質に逆らって指向させることができる。

特許文献４は、装置の２部分間の障壁に開口を開けるための制御可能な（回転可能な）アパーチャを設けて、放射線パルスが装置の第１部分から装置の第２部分へ通過することができるようにする、リソグラフィ装置を記載している。制御アパーチャは、２部分間のガス流を最小化するために放射線パルス間の開口を閉じ、放射線パルスが障壁の開口を通過できるように放射線パルスと同期する。いくつかの実施形態では、付加的な入口を設け、そこを通してバッファガスが装置の部分間の隙間に流入することができる。

米国特許出願第２００６／０００１９５８号明細書 米国特許第６，１９８，７９２号明細書 米国特許出願第２００６／０２６８２４６号明細書 欧州特許第１ ３４９ ０１０号明細書

本発明の目的は、ハウジングの開口への汚染の通過を高いプロセス信頼性でほぼ支出なく防止できるように、導入部で述べたタイプの方法及びＥＵＶリソグラフィ装置を改善することである。

この目的は、導入部で述べたタイプの方法であって、開口の領域で、汚染物質を偏向させ、特に汚染物質の流れ方向に逆らって指向される少なくとも１つのガス流を発生させることを含み、ガス流及びＥＵＶ放射線をパルス状に発生させ、ガス流のパルスレートをＥＵＶ放射線の作用下で放出された汚染物質のパルスレートに応じて規定し、両方のパルスレートは特に大きさが等しく、開口の領域でガスパルスが汚染物質のパルスに時間的に重なる、方法により達成する。

ＥＵＶリソグラフィ装置では、そこで必要な高出力密度が連続動作で維持できないため、ＥＵＶ放射線を通常はパルス状に発生させる。本発明者らの認識では、例えばウェーハのフォトレジストからの気相への汚染物質の放出が、ＥＵＶ放射線の作用下で、したがってパルス状に起こるため、ガス流を永続的に維持する必要がない。正確には、ガス流も同様にパルス状に発生させることができる。この目的で必要なガスの量は、連続的に維持するガス流の場合よりも大幅に少ない。したがって、ガス流を真空環境から除去するポンプのポンピング能力を大幅に低くすることができ、これはかなりの費用削減につながる。

この場合、ガスパルスは、ＥＵＶパルスに対して遅れて発生させることができ、遅延時間は、開口の領域でガスパルスが汚染物質のパルスに時間的に重なるよう選択又は設定する。汚染物質は、汚染の発生場所、例えばフォトレジスト又はＥＵＶ光源から開口の領域へ移動するのに、又はＥＵＶ放射線の影響下で気相に移行するのに、一定の時間を要するため、ガスパルスをＥＵＶパルスに対して遅らせることで、汚染物質の各圧力パルスを偏向させるために各ガスパルスが開口の領域でこの圧力パルスに衝突するようにする必要がある。この場合、遅延時間は、開口までの汚染物質の飛翔持続時間に影響するＥＵＶリソグラフィ装置のパラメータに応じて適宜変えることができる。例として、遅延時間は、例えばウェーハのコーティングに用いる材料に応じて設定することができる。飛翔時間に影響するパラメータに対する遅延時間の依存は、表に格納することができ、この依存関係は、例えば実験的に決定したものである。しかしながら、例えば、ハウジングの外部の開口付近に汚染センサ（例えば、圧力センサ）を設けることにより、遅延時間の調節を行うことも可能である。その場合、パルスガス流は、センサが汚染物質の存在を検出するとすぐに、例えば測定圧力の閾値を超えた場合に、起動することができる。

一変形形態では、ガスパルスのパルス持続時間は、ＥＵＶ放射線の２つの連続したパルス間の時間間隔の５％未満、好ましくは１％未満、特に０．５％未満である。結果として、汚染物質を偏向させるのに要するガスの量を、連続ガス流と比較して大幅に減らすことができる。特に、ガスパルスのパルス持続時間は、ＥＵＶパルスの持続時間の５倍未満、好ましくは３倍未満、より詳細には２倍未満とすることもでき、これは、汚染パルスの持続時間がＥＵＶパルスの持続時間のオーダだからである。個々のガスパルス中に放出させるガスの量は、この場合、ＥＵＶパルスにより発生する汚染物質の総量の約５倍〜１０倍とすることができる。

さらに別の変形形態では、ガス流中に含まれるガス粒子の運動量を、ガス状汚染物質の運動量よりも大きくなるよう選択する。ＥＵＶリソグラフィ装置において、一方で１０^−６ｍｂａｒ未満の汚染物質の分圧、他方で各ガス分子が層流の物理法則（クヌーセン数、Λ／ｄ＜＜０．１、Λ＝ガス流中の汚染物の平均自由行程の長さ、ｄ＝典型的な通路断面又は長さ）に従うほど十分に高いガス流の分圧がある場合、通常は質量の大きな長鎖分子、例えば炭化水素である汚染分子の侵入を、ガス流の全体的に軽い分子が高速且つ高圧で発生することにより効果的に防止することができる。このように、ガス流のガス分子と汚染物質の分子との衝突（又は理想的には多数の衝突）の場合に、汚染物質の分子の流れ方向を確実に反転させることができる。

さらに別の変形形態では、パルス状ガス流を少なくとも１つの制御可能なガス弁で発生させる。この場合、ガス弁は、高パルスレート（数μｓの範囲）で電子的に駆動することができ、ガス流中のガスの量は、パルス持続時間又はガス弁の開放状態と閉鎖状態との間のデューティ比により設定することができる。特に、例えば弁を開放するための制御電圧を適切に（時間的に変動するように）設定することにより、変圧調節を行うこともできる。この場合、ガス弁は、流出ガスが高い速度成分を、したがって高運動量を有するように開放時に急峻な圧力パルスを発生させるよう設計する。言うまでもなく、急峻な圧力パルスを発生させるために、ガスリザーバとＥＵＶリソグラフィ装置内部の圧力との間の差圧を最大限にすべきであり、すなわち、弁に接続したガスリザーバは、４ｂａｒを超える、通常は６ｂａｒ〜１０ｂａｒ以上の圧力を有するべきである。このような弁は、例えば基礎研究で用いる金属クラスタを例えば生成するために用いるような、例えばピエゾバルブとして実現することができる。この場合、集束レーザビームを金属薄板に指向させ、金属を局所的に蒸発させる。続いて、レーザ蒸発の結果として生じたプラズマ雲に、ピエゾバルブの急峻なガスパルスによるクラスタ化を行わせる。これは、原子衝突が急峻な立ち上がりのパルスエッジにより促進され、任意サイズのクラスタの形成がこうして可能になるからである。

向流原理を用いて汚染物質をハウジングに近付けないようにするために、ガス弁をハウジングに配置することが得策である。しかしながら、言うまでもなく、場合によっては、汚染物質の流れ方向に対して横方向に指向させたパルス状ガス流を用いることもでき、これは、例えば参照により本出願の内容に援用する特許文献２に記載のように、ハウジングの外部に配置する。さらに、場合によっては、ガス弁をハウジングの外部に装着し、汚染の発生場所に向けることもできる。

さらに別の変形形態では、ガス弁又はその出口開口をハウジングの開口に向くように配置し、ガス弁を開口に対してずらして配置する。開口を通して、又は場合によっては開口の領域に配置した特に管状の通路を通して、ハウジングに入り込む汚染物質を、汚染物質に対向する流れ方向を有するガス流に曝すことが理想的である。ハウジングの開口を、ＥＵＶ放射線のビーム経路の領域に配置するため、ガス弁は概して、開口に直接配置することができないが、開口に対してずらして配置し、開口に対するガス流又はガス弁の角度は、最小限になるよう選択すべきである。ガス弁の出口開口の幾何学的形状は、発生させたガス流の所望の幾何学的形状を成立させるよう選択することができる。丸形の出口開口の場合、ガス流は概ね円錐形であり、他の形態の出口開口の場合、例えば、細長い矩形の幾何学的形状の場合、対応する形状の平坦なガス流が発生する。

特に、複数のガス弁を開口の周りに規則的な配列で配置して、可能な限り均一な発生ガス流の調量、したがって開口への均一な圧力分布を得るようにすることも可能である。ガス弁の数は、特に、開口のサイズに応じて変わる。規則的又は対称な配列は、Ｎ個のガス弁を、開口の円周に沿ってそれぞれ約３６０°／Ｎの角度で分配して開口に向けた配列であると理解される。例として、それぞれを互いに対して９０°の角度で配置した４つのガス弁を用いることが可能である。

ガス流は、水素（Ｈ_２）、窒素（Ｎ_２）、重水素（Ｄ_２）、及び希ガス、特にヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、及びキセノン（Ｘｅ）を含む群から選択される少なくとも１つのガスを含む。これらのガスは不活性ガスであり、適当なガスの選択は、特に、汚染物質の質量に応じて変わる。分子量が大きな汚染物質の場合、概して、ガス流中でより大きな質量を有する傾向があるガスを利用して、衝突プロセス中により大きな運動量を発生させるようにする。特に、Ｈ_２、Ｎ_２、Ｄ_２及びＨｅは、ＥＵＶ放射線の吸収性が低く、これは、後続のＥＵＶパルスの発生時にそれらのガスがＥＵＶリソグラフィ装置内に残ったままである場合の吸収に好影響を及ぼす。

一変形形態では、パルス状ガス流中に含まれるガスを、ＥＵＶ放射線の後続パルス前に（事実上完全に）圧送除去して、ガス流中に含まれるガスによるＥＵＶ放射線の吸収を可能な限り完全に防止するようにする。

さらに別の変形形態では、ハウジング内の静圧を、ハウジングの開口外の静圧よりも少なくとも１０Ｐａ高くなるよう選択する。このような差圧は、ガスパルスを発生させなくても、ハウジングから開口を通して外部へのガス流を可能にして、ＥＵＶ放射線により発生しない汚染物質の侵入を防止するのに十分である。開口の領域における、より詳細にはそこに配置した管状体内の圧力は、曝露休止中、すなわち２つの連続したパルス間で約３Ｐａであり、ＥＵＶパルス中に２０Ｐａもの大きさまで上昇させることができる。

一変形形態では、パルス状ＥＵＶ放射線の作用下で放出した荷電汚染物質を偏向させるために、電磁場、より詳細には均一電場をパルス状に発生させ、そのパルスレートを汚染物質のパルスレートに応じて規定し、両方のパルスレートは特に大きさが等しい。言うまでもなく、電磁場のパルスは、概してＥＵＶパルスに対して遅らせ、その遅延時間は、電磁場領域で電磁場パルスが汚染物質のパルスに時間的に重なるよう選択する。偏向目的で、例えば部分的に重畳させた電場及び／又は磁場を用いることが可能である。（パルス状）均一電場がこの場合は好ましいが、それは、これを特に単純に発生させることができるからである。この場合、パルス状均一電場は、特に開口に対して横方向に指向させることができる。

本発明のさらに別の態様は、ＥＵＶ放射線を発生させる光源と、ＥＵＶ放射線を案内する少なくとも１つの光学素子及び汚染物質を通過させることができる少なくとも１つの開口を有する、少なくとも１つのハウジングと、開口の領域でパルス状ガス流を発生させ、ガス流は汚染物質を偏向させ、特にその流れ方向に逆らって指向される、少なくとも１つのガス発生デバイスと、パルス状に発生したＥＵＶ放射線のパルスレートに応じたパルスレートでガス発生デバイスを駆動し、両方のパルスレートは特に大きさが等しく、開口の領域でガスパルスが汚染物質のパルスに時間的に重なるようにガス発生デバイスを駆動する、制御デバイスと、を備えるＥＵＶリソグラフィ装置において実現する。

上述のように、汚染物質がハウジングに入るか又は開口を通過するのを防止するために、パルス状ガス流を用いて汚染物質の流れ方向を変えることができる。ガス流の発生をＥＵＶパルスと同期させるために、制御デバイスをＥＵＶ光源に接続することができる。

一実施形態では、制御デバイスを、ＥＵＶパルスに対してガスパルスを遅れて発生させるようにガス発生デバイスを駆動するよう設計し、特に可変の遅延時間を、開口の領域でガスパルスが汚染物質のパルスに時間的に重なるよう選択する。

適当な遅延時間は、汚染パルス及びガス流がそれぞれ開口に到達するまでの時間を測定又は計算することにより設定することができる。こうして求めた値は、ガス流と汚染パルスとを同期させるために制御デバイスにおいて用いる。

一実施形態では、制御デバイスを、ＥＵＶ放射線の２つのパルス間の期間の５％未満、好ましくは１％％未満、より詳細には０．５％未満のパルス持続時間を有するガスパルスを発生させるようにガス発生デバイスを駆動するよう設計又はプログラムする。２つのＥＵＶパルス間の期間は、概して、マイクロ秒のオーダ、例えば約１００μｓであり、個々のＥＵＶパルスは、概して約１００ｎｓのパルス持続時間を有する。汚染パルスの持続時間は、ＥＵＶパルスの持続時間と同じオーダ、例えば４００ｎｓ〜５００ｎｓである。したがって、ガスパルスの持続時間がパルス間の持続時間の０．５％にすぎないとしても、汚染物質をハウジングから事実上完全に遠ざけることができる。

一実施形態では、ガス発生デバイスは、少なくとも１つの制御可能なガス弁を有する。概して、パルスの持続時間によりガスの量を設定することが実際に可能であるが、最高到達ガス圧（通常は３ｂａｒ〜６ｂａｒ）をガス弁で設定することは不可能であるため、各ガス弁をオンに切り換えた直後に生じるような高運動量を有する十分なガス分子を発生させるために２つ以上のガス弁を用いることが有利であり得る。言うまでもなく、２つ以上のガス弁を用いる場合、それらは同時に開閉することができるが、高運動量を有するガス流中の分子の数を汚染パルスの持続時間にわたってよりよく分布させるために、短時間遅らせて交互に切り換えることもできる。

さらに別の実施形態では、ガス弁をハウジングに配置する。これは通常の場合であり、すでに上述したように、ガス弁を通常はＥＵＶ放射線のビーム経路外で開口に向けて開口に対してずらして配置する。さらに別の実施形態では、ガス流を可能な限り均一に調量できるようにするために、複数のガス弁を開口の周りに特に規則的な配列で配置する。

一実施形態では、開口を管状通路に形成する。通路を用いて汚染物質を開口で空間的に狭く区切った領域に集中させることで、ガス流を用いて、汚染物質が開口を通過するのをより容易に防止することができる。

一発展形態では、管状通路の長さは、２ｃｍを超え、好ましくは５ｃｍを超える。これは、ガスパルスが管状通路に障壁を形成することができるようにするために好ましく、その結果として、汚染物質を可能な限り効果的に抑制又は偏向させることができる。

さらに別の実施形態では、ＥＵＶリソグラフィ装置は、パルス状ＥＵＶ放射線の作用下で放出した荷電汚染物質を偏向させるための電磁場、特に均一電場をパルス状に発生させる発生デバイスをさらに備え、電磁場のパルスレートは汚染物質のパルスレートに応じて規定し、両方のパルスレートは特に大きさが等しい。概して、電磁場は、電磁場を発生させる領域に到達するまでの汚染物質の伝播時間を考慮に入れた遅延時間後にしかオンに切り換えない。

一実施形態では、ハウジングは、マスク上の構造を感光基板に結像する投影光学ユニットを収容する。投影光学ユニットのハウジングは、マスク及び基板に通じるＥＵＶ放射線の通過用の各開口を有する。汚染物質は、ＥＵＶ放射線の結果として感光基板から抜ける可能性があり、ＥＵＶ光源自体によるパルス的動作中に場合によっては生成されマスクの領域を通過する可能性がある汚染物質（「デブリ」）にも同じことが当てはまる。

さらに別の実施形態では、ハウジングは、マスク上の構造を照明する照明光学ユニットを有する。この場合も、マスク又はＥＵＶ光源を有するモジュールに通じるハウジングの開口を、１つ又は複数のパルス状ガス流により汚染の侵入から保護することができる。

言うまでもなく、ＥＵＶ光源を配置したビーム整形ユニットを有するハウジングも、上述のように汚染の侵入から保護することができる。代替的に、上述のように、（例えば、プラズマ光源を用いた場合）ＥＵＶ光源により発生する汚染物がハウジングから出るのを防止することも可能である。

本発明のさらに他の特徴及び利点は、本発明に不可欠な細部を示す図面を参照して本発明の例示的な実施形態の以下の説明から、また特許請求の範囲から、明らかとなるであろう。個々の特徴は、本発明の変形形態において任意の所望の組み合わせで、それぞれ個別に単独で又は複数として実現することができる。

例示的な実施形態は、概略図に示し、以下の説明において説明する。

本発明によるＥＵＶリソグラフィ装置の実施形態の概略図を示す。 ２つのガス弁を開口に向けた、ハウジングを有する図１からの細部の概略図を示す。 ＥＵＶ放射線のパルスシーケンスの概略図を示す。 汚染パルスのパルスシーケンスの概略図を示す。 図２からのガス弁の制御電圧のパルスシーケンスの概略図を示す。 ガス弁により発生させる圧力パルスのパルスシーケンスの概略図を示す。

図１は、ハウジング２ａ、３ａ、４ａを有するＥＵＶリソグラフィ装置１を概略的に示し、ハウジング２ａ、３ａ、４ａは、別個の真空ハウジングとして具現し、内部にビーム整形システム２、照明システム３、及び投影システム４を配置し、これらは、ビーム整形システム２のＥＵＶ光源５から出るＥＵＶ放射線６のビーム経路に連続して配置する。例として、プラズマ源又はシンクロトロンがＥＵＶ光源５としての役割を果たすことができる。約５ｎｍ〜約２０ｎｍの波長範囲の出射放射線を、最初にコリメータ７で集束させる。下流のモノクロメータ８を用いて、所望の作動波長を、両方向矢印で示すような入射角度の変化により除去する。上記波長範囲では、コリメータ７及びモノクロメータ８を通常は反射光学素子として具現し、少なくともモノクロメータ８は、最大限の帯域幅を有する波長範囲を反射するためにその光学面８ａに多層系を有さない。

ビーム整形システム２において波長及び空間分布に関して処理した放射線を、ビーム整形システム２の開口１５を介して照明システム３に伝達し、該照明システムは、例として第１反射光学素子９及び第２反射光学素子１０を有する。２つの反射光学素子９、１０は、瞳整形用のファセットミラーとして具現され、ＥＵＶ放射線をさらに別の反射光学素子としてのマスク１１に指向させ、該マスクは、投影システム４によりウェーハ１２に縮小結像させる構造を有する。この目的で、第３反射光学素子１３及び第４反射光学素子１４を投影システム４に設ける。反射光学素子９、１０、１１、１２、１３、１４はそれぞれ、ＥＵＶリソグラフィ装置１のビーム経路６に配置した光学面９ａ、１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａを有する。ＥＵＶ放射線６を出入りさせる各開口１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂを、照明システム３のハウジング３ａ及び投影システム４のハウジング４ａの両方に形成する。

図２を参照して、ハウジング４ａへの汚染物質１８の侵入を投影システム４からＥＵＶ放射線６を出す開口１７ｂにおいて効果的に防止できる方法を、例として以下で説明する。この場合、開口１７ｂは、ハウジング４ａの管状通路１９に形成するが、管状通路１９の一部のみを抜き出して図２に示す。ハウジング４ａに装着した２つのガス弁２０ａ、２０ｂは、開口１７ｂに対してずらして配置され、ガス発生デバイスとしての役割を果たし、ＥＵＶ放射線６のビーム経路外に開口１７ｂの平面に対して斜めに配置され、開口１７ｂに向けられたものであり、これらはそれぞれ、開口１７ｂに指向させたガス流２１ａ、２１ｂを発生させる。図２に矢印で示すように、ガス流２１ａ、２１ｂは負のＺ方向に大きな流れ成分を有する。すなわち、これらを汚染物質１８の流れ方向（正のＺ方向）に実質的に逆らって指向させる。ガス弁２０ａ、２０ｂは、ガスリザーバ（図示せず）へのガス供給を実行又は停止するために各制御デバイス２２ａ、２２ｂにより電子的に駆動される。この場合、ガス流２１ａ、２１ｂに用いるガスは、通常は６ｂａｒ〜１０ｂａｒ以上の高圧である。

汚染物質１８が生じる時間プロファイルを、図３ａ、図３ｂを参照して以下で説明する。露光動作中、ＥＵＶリソグラフィ装置１をパルス的に動作させる。すなわち、ＥＵＶ光源５は、通常は数ナノ秒の範囲（最大約１００ｎｓ）のＥＵＶ光パルス２３を発し、この光パルスの強度プロファイルＩを図３ａに示す。パルス状ＥＵＶ放射線６の影響下で、汚染物質１８は、ウェーハ１２に施した感光層１２ａ（フォトレジスト）から放出され、これらの汚染物質は、フォトレジスト１２ａの化学組成物に応じて、例えば有機の、すなわち概して長鎖の分子であり得る。パルス状ＥＵＶ放射線６により発生する、汚染物質１８の圧力パルス２４の圧力プロファイルｐ_Ｋを、図３ｂに例として示す。

汚染物質１８の圧力パルス２４が開口１７ｂを通してハウジング４ａの内部に入り得るのを防止するために、ガス弁２０ａ、２０ｂをパルス状制御電圧Ｖで駆動し、その時間プロファイルを図３ｃに示す。この場合、電圧パルス２５は、ＥＵＶパルス２３を発生させる（例えば、１０ｋＨｚの）パルスレート１／Ｔ_Ｉと等しい大きさのパルスレート１／Ｔ_Ｖを有し、このパルスレートは、汚染物質１８のパルス２４を発生させるレートに対応する。電圧パルス２５は、ＥＵＶパルス２３に対して遅延時間Ｔ_Ｄだけさらにずらし、遅延時間Ｔ_Ｄは、圧力プロファイルｐ_Ｇを図３ｄに示すパルス状に発生させたガス流２１ａ、２１ｂのガスパルス２６を、汚染物質１８のパルス２４と同期させるよう、すなわち両方が開口１７ｂの場所で時間的に最大限に重なるよう選択する。

ＥＵＶリソグラフィ装置１では、汚染物質１８及びガス流２１ａ、２１ｂの全圧又は分圧を、ガス流２１ａ、２１ｂが開口１７ｂ又は管１９を通して層流を発生させるよう選択するため、各ガス粒子間の衝突により汚染物質１８をハウジング４ａに近付けないようにすることができる。この場合、ガス流２１ａ、２１ｂのガス分子の質量ｍ_Ｇ及び速度ｖ_Ｇは、その運動量ｐ_Ｇ＝ｍ_Ｇ ｖ_Ｇが質量ｍ_Ｋ及び速度ｖ_Ｋからなる汚染物質１８の運動量ｐ_Ｋ（ｐ_Ｋ＝ｍ_Ｇ Ｖ_Ｇ）よりも大きくなるよう選択する。このように、汚染物質１８の流れ方向を反転させることができるため、汚染物質１８がハウジング４ａに入り得るのを効果的に防止することができる。この場合、管１９を開口２７ｂに設けることが好ましいが、必須ではない。しかしながら、管状通路１９を用いる場合、その長さが通常は２ｃｍを超える、より詳細には５ｃｍを超えるべきであり、そうすることで、管状通路１９内のガス流２１ａ、２１１ｂは、可能な限り効果的に汚染物質１８をハウジング４ａに近付けないようにする障壁を形成することができる。

この場合、ガス流２１ａ、２１ｂ用に選択するガスタイプ（単数又は複数）と、通常は６ｂａｒ〜１０ｂａｒであるガス弁２０ａ、２０ｂのバックグラウンド圧力とは、条件ｍ_Ｇ＞ｍ_Ｋ Ｖ_Ｋを可能な限り正確に満たすように、汚染物質１８のタイプ又は質量及び速度に適合させるべきである。例として、水素、重水、窒素、又は希ガス、例えばＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅを、ガス流２１ａ、２１ｂのガスとして用いることができる。図３ｄで認めることができるように、ガス弁２０ａ、２０ｂの使用タイプにより、ガスパルス２６は大きな立ち上がりエッジを有し、その結果として使用ガスの高い速度成分が得られる。したがって、場合によっては、非常に小さな時間オフセットを有するガス流２１ａ、２１ｂを設けて、十分な数の高速分子が汚染物質１８の圧力パルス２４にその時間プロファイル全体で逆らうようにすることが得策であり得る。

通常、ガスパルス２６のパルス持続時間Ｔ_Ｇを、ＥＵＶ放射線の２つの連続したパルス２３間の時間間隔Ｔ_Ｉの５％未満、好ましくは１％未満、より詳細には０．５％未満であるよう選択する。より詳細には、個々のガスパルス２６の持続時間Ｔ_Ｇを、個々のＥＵＶパルス２３の持続時間の最大５倍、好ましくは最大３倍、より詳細には最大２倍とすることができる。

パルス状ガス流２１ａ、２１ｂに含まれるガスは、概してＥＵＶ放射線に対して低い吸収性しか有さないよう選択するが、後続のＥＵＶパルス２３の発生前にハウジング４ａから、またハウジング４ａの開口１７ｂの前方の領域からも除去されることが好ましい。この目的で、ポンプデバイス３０（図１参照）をハウジング４ａに設けることができ、ポンプデバイス３０の寸法及び配置は、後続のＥＵＶパルス２３の前にガス流２１ａ、２１ｂに含まれるガスをハウジング４ａから除去することができるようなものとする。対応するポンプデバイスを、ウェーハ１２と開口１７ｂとの間の空間に装着することもできる。

言うまでもなく、図２の図とは対照的に、汚染物質１８に逆らって指向させたパルス状ガス流を発生させるために、１つ又は複数のガス弁が管状体１９に直接通じていてもよい。例えば、導入部で引用した特許文献３に記載のように、この場合はパルス状の横方向ガスカーテンを管１９内で発生させることも可能である。

概して、ハウジング４ａ内の（静）圧Ｐ_ＩＮを、ハウジング４ａの開口１７ｂの外部の（静）圧Ｐ_ＯＵＴよりも少なくとも１０Ｐａ高くなるよう選択して、ガスパルスを発生させない期間でも、ハウジング４ａへの汚染物質の侵入を回避するか又はハウジング４ａから開口１７ｂを通した連続ガス流を可能にするようにする。

同様に図２で認めることができるように、パルス状電場２９を、ＥＵＶリソグラフィ装置においてハウジング４ａの外部の領域及び開口１７ｂの前方で発生させる。この場合、電場２９を、電源２８の形態の場発生ユニットにより発生させ、場発生ユニットは、第１の導電板２７ａ及び第２の導電板２７ｂを（パルス状に）異なる静電位にすることで、図３に示す均一電場２９を上記板２７ａ、２７ｂ間に形成し、上記電場を、汚染パルス２４の持続時間の例えば３倍〜４倍の持続時間にわたり維持する。電場２９は、汚染物質１８のうち荷電した（イオン化した）部分１８’を偏向させる役割を果たすため、この部分を、負に帯電した板２７ｂに向けて横方向に偏向させてそこで中和することができる。電場２８により偏向させた汚染物質１８’は、負に帯電した板２４ｂの領域に装着した抽出デバイス（ポンプ）による吸引により抽出することができる。

ガスパルス２６の場合のように、電場２９も、汚染物質１８又は１８’のパルスレート１／Ｔ_Ｉに応じて規定したパルスレート１／Ｔ_ＥＬで発生させ、両方のパルスレートを、概して大きさが等しくなるよう選択する。さらに、電場パルスは概して、ＥＵＶパルス２３に対して、ウェーハ１２から電場２９まで汚染物質１８’が要する持続時間に対応する遅延時間で発生させる。ウェーハ１２から電場２９までの汚染物質１８’の経路は、開口１７ｂまでの経路よりも短いため、電場パルスの遅延時間は、通常はガスパルス２６の遅延時間Ｔ_Ｄよりも幾分短い。

言うまでもなく、上述の方法は、投影システム４のハウジング４ａの出口開口１７ｂの場合にしか用いることができないのではなく、ハウジング２、３、４の他の開口１５、１６ａ、１６、１７ａでも行うことができる。特に、この場合、投影システム４又は照明システム３を、ウェーハ１２から抜ける汚染物質１８からだけでなく、場合によってはＥＵＶ光源５の使用タイプに応じてＥＵＶ光源５により発生する汚染物質からも保護することができる。汚染物質がビーム整形システム２のハウジング２ａの開口１５を通過するのを防止することも同様に可能である。この場合、場合によっては、汚染の抑制を適宜逆方向に行うこともでき、すなわち、ＥＵＶ光源５により発生する汚染物質がビーム整形システム２から出るのを防止するために、ガス弁をハウジング２ａの外部に配置する。

上述の全ての場合において、パルス状「ガスカーテン」をパルス状のガス調量により発生させて、この目的で大量のガスを必要とすることなく、ＥＵＶリソグラフィ装置１の光学素子９〜１４の光学面９ａ〜１４ａにおける汚染の効果的な回避を達成するようにすることができる。言うまでもなく、さらに、図２に示す通路１９の幾何学的形状は、必ずしも円形である必要はなく、場合によっては異なる幾何学的形状、例えば矩形とすることもできる。

言うまでもなく、汚染物質の量又はその運動量がどの程度になるかに応じて、また開口１５、１６ａ、１７ａ、１７ｂの寸法に応じて、２つ以外の数のガス弁を開口１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂに設けることもできる。概して、均一な圧力調量を確保するために、ガス弁を開口１５、１６ａ、１７ａ、１７ｂの円周に沿って均等に分配する。このような均等配置は、例えば、Ｎ個のガス弁を円周に沿ってそれぞれ約３６０°／Ｎの角度で分配すれば達成することができる。例として、この目的で、それぞれ互いに対して９０°の角度で配置した４つのガス弁を用いることができる。

Claims (25)

1. 汚染ガス状物質（１８）がＥＵＶリソグラフィ装置（１）のハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）の開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）を通過するのを防止する方法であって、前記ハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）にはＥＵＶ放射線（６）を案内する少なくとも１つの光学素子（８〜１４）を配置した、方法において、
   前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の領域で、前記汚染物質（１８、１８’）を偏向させ、特に該汚染物質の流れ方向（Ｚ）に逆らって指向される少なくとも１つのガス流（２１ａ、２１ｂ）を発生させることを含み、該ガス流（２１ａ、２１ｂ）及び前記ＥＵＶ放射線（６）をパルス状に発生させ、前記ガス流（２１ａ、２１ｂ）のパルスレート（１／Ｔ_Ｖ）を前記ＥＵＶ放射線（６）の作用下で放出された前記汚染物質（１８、１８’）のパルスレート（１／Ｔ_Ｉ）に応じて規定し、両方のパルスレート（１／Ｔ_Ｉ、１／Ｔ_Ｖ）は特に大きさが等しく、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の領域で、ガスパルス（２６）が前記汚染物質（１８、１８’）のパルス（２４）に時間的に重なる、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記ガスパルス（２６）を、前記ＥＵＶパルス（２４）に対して遅れて発生させ、特に可変の遅延時間（Ｔ_Ｄ）を、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の領域で前記ガスパルス（２６）が前記汚染物質（１８、１８’）の前記パルス（２４）に時間的に重なるよう選択する、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、前記ガスパルス（２６）のパルス持続時間は、前記ＥＵＶ放射線（６）の２つのパルス（２３）間の期間（Ｔ_Ｉ）の５％未満、好ましくは１％未満、特に０．５％未満である、方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、前記ガス流（２１ａ、２１ｂ）に含まれるガス粒子の運動量（ｐ_Ｇ）を、前記ガス状汚染物質（１８、１８’）の運動量（ｐ_Ｋ）よりも大きくなるよう選択する、方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法において、前記パルス状ガス流（２１ａ、２１ｂ）を、少なくとも１つの制御可能なガス弁（２０ａ、２０ｂ）により発生させる、方法。
6. 請求項５に記載の方法において、前記ガス弁（２０ａ、２０ｂ）を前記ハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）に配置する、方法。
7. 請求項５又は６に記載の方法において、前記ガス弁（２０ａ、２０ｂ）を、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）に向けて該開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）に対してずらして配置する、方法。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の方法において、複数のガス弁（２０ａ、２０ｂ）を、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の周りに規則的な配列で配置する、方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、前記ガス流（２１ａ、２１ｂ）は、水素（Ｈ_２）、窒素（Ｎ_２）、重水（Ｄ_２）、及び希ガス、より詳細にはヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、及びキセノン（Ｘｅ）を含む群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法において、前記パルス状ガス流（２１ａ、２１ｂ）に含まれるガスを、前記ＥＵＶ放射線（６）の後続のパルス（２３）の前に圧送除去する、方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法において、前記ハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）内の静圧（Ｐ_ＩＮ）を、前記ハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）の前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の外部の静圧（Ｐ_ＯＵＴ）よりも少なくとも１０Ｐａ高くなるよう選択する、方法。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法において、前記パルス状ＥＵＶ放射線（６）の作用下で放出された荷電汚染物質（１８’）を偏向させるために、電磁場、より詳細に静電場（２９）をパルス状に発生させ、該静電場（２９）のパルスレート（１／Ｔ_ＥＬ）を、前記汚染物質（１８、１８’）のパルスレート（１／Ｔ_Ｉ）に応じて規定し、両方の前記パルスレート（１／Ｔ_Ｉ、１／Ｔ_ＥＬ）は特に大きさが等しい、方法。
13. ＥＵＶリソグラフィ装置（１）であって、
    ＥＵＶ放射線（６）を発生させる光源（５）と、
    前記ＥＵＶ放射線（６）を案内する少なくとも１つの光学素子（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）及び汚染物質（１８）を通過させることができる少なくとも１つの開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）を有する、少なくとも１つのハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）と、
    前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の領域で、パルス状ガス流（２１ａ、２１ｂ）を発生させ、該ガス流は前記汚染物質を偏向させ、特に前記汚染物質（１８、１８’）の流れ方向（Ｚ）に逆らって指向される、少なくとも１つのガス発生デバイス（２０ａ、２０ｂ）と、
    パルス状に発生した前記ＥＵＶ放射線（６）のパルスレート（１／Ｔ_Ｉ）に応じたパルスレート（１／Ｔ_Ｖ）で前記ガス発生デバイス（２０ａ、２０ｂ）を駆動し、両方のパルスレート（１／Ｔ_Ｉ、１／Ｔ_Ｖ）は特に大きさが等しく、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の領域でガスパルス（２６）が前記汚染物質（１８、１８’）のパルス（２４）に時間的に重なるように前記ガス発生デバイス（２０ａ、２０ｂ）を駆動する、制御デバイス（２２ａ、２２ｂ）と、
    を備える、ＥＵＶリソグラフィ装置。
14. 請求項１３に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記制御デバイス（２２ａ、２２ｂ）を、前記ＥＵＶパルス（２４）に対して前記ガスパルス（２６）を遅れて発生させるように前記ガス発生デバイス（２０ａ、２０ｂ）を駆動するよう設計し、特に可変の遅延時間（Ｔ_Ｄ）を、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の領域で前記ガスパルス（２６）が前記汚染物質（１８、１８’）の前記パルス（２４）に時間的に重なるよう選択した、ＥＵＶリソグラフィ装置。
15. 請求項１３又は１４に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記制御デバイス（２２ａ、２２ｂ）を、前記ＥＵＶ放射線（６）の２つのパルス（２３）間の期間（Ｔ_Ｉ）の５％未満、好ましくは１％％未満、より詳細には０．５％未満のパルス持続時間（Ｔ_Ｇ）を有するガスパルス（２６）を発生させるように前記ガス発生デバイス（２０ａ、２０ｂ）を駆動するよう設計した、ＥＵＶリソグラフィ装置。
16. 請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記ガス発生デバイスは、少なくとも１つの制御可能なガス弁（２１ａ、２１ｂ）を有する、ＥＵＶリソグラフィ装置。
17. 請求項１６に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記ガス弁（２１ａ、２１ｂ）を前記ハウジング（２ａ、３ａ、４ａ）に配置した、ＥＵＶリソグラフィ装置。
18. 請求項１６又は１７に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記ガス弁（２１ａ、２１ｂ）を、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）に向けて該開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）に対してずらして配置した、ＥＵＶリソグラフィ装置。
19. 請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、複数のガス弁（２０ａ、２０ｂ）を、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）の周りに規則的な配列で配置した、ＥＵＶリソグラフィ装置。
20. 請求項１３〜１９のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記開口（１５、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ）を管状通路（１９）に形成した、ＥＵＶリソグラフィ装置。
21. 請求項２０に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記管状通路（１９）は、２ｃｍを超える、好ましくは５ｃｍを超える長さ（Ｌ）を有する、ＥＵＶリソグラフィ装置。
22. 請求項１３〜２１のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記パルス状ＥＵＶ放射線（６）の作用下で放出された荷電汚染物質（１８’）を偏向させるために、電磁場、より詳細には静電場（２９）をパルス状に発生させる発生デバイス（２８）をさらに備え、該静電場（２９）のパルスレート（１／Ｔ_ＥＬ）を、前記汚染物質（１８、１８’）のパルスレート（１／Ｔ_Ｉ）に応じて規定し、両方の前記パルスレート（１／Ｔ_Ｉ、１／Ｔ_ＥＬ）は、特に大きさが等しい、ＥＵＶリソグラフィ装置。
23. 請求項１３〜２２のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記ハウジング（４ａ）は、マスク（１１）上の構造を感光基板（１２）に結像する投影システム（４）を収容する、ＥＵＶリソグラフィ装置。
24. 請求項１３〜２３のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記ハウジング（３ａ）は、マスク（１１）上の構造を照明する照明システム（３）を収容する、ＥＵＶリソグラフィ装置。
25. 請求項１３〜２４のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ装置において、前記ハウジング（２ａ）は、前記光源（５）を有するビーム整形システム（２）を収容する、ＥＵＶリソグラフィ装置。

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