JP4073904B2 - 動的保護層をミラーに供給する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、イオンによるエッチングから少なくとも１つのミラーを保護するために、少なくとも１つのミラーを備えたチャンバに気体物質を供給するステップと、ミラーの反射率を監視するステップとを含む、少なくとも１つのミラーに動的保護層を供給する方法に関する。

本発明は、さらに、デバイス製造方法及び動的保護層をミラーに供給するための装置に関する。また、本発明は、
投影放射ビームを提供するための放射システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように働くパターン化手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムと
を備えたリソグラフィ投影装置に関する。

本明細書に使用される「パターン化手段」という用語は、入射する放射ビームの断面を、基板の目標部分に生成すべきパターンに対応するパターンにパターン化するために使用することができる手段を意味するものとして広義に解釈されたい。また、この文脈においては、「光弁」という用語を使用することも可能である。一般的には、前記パターンは、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路又は他のデバイス（以下を参照）中の特定の機能層に対応する。このようなパターン化手段の実施例としては、以下のものが挙げられる。
−マスク
マスクの概念についてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、リベンソン型位相シフト及びハーフトーン型位相シフトなどのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。このようなマスクを放射ビーム中に配置すると、マスクに衝突する放射がマスク上のパターンに従って選択的に透過する（透過型マスクの場合）、或いは選択的に反射する（反射型マスクの場合）。マスクの場合、支持構造は、通常、入射する放射ビーム中の所望の位置に確実にマスクを保持することができ、且つ、必要に応じてマスクをビームに対して確実に移動させることができるマスク・テーブルである。
−プログラム可能ミラー・アレイ
粘弾性制御層及び反射型表面を有するマトリックス処理可能表面は、このようなデバイスの実施例の１つである。このような装置の基礎となる基本原理は、（例えば）反射型表面の処理領域が入射光を回折光として反射し、一方、未処理領域が入射光を非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することにより、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光のみを残すことができるため、この方法により、マトリックス処理可能表面の処理パターンに従ってビームがパターン化される。プログラム可能ミラー・アレイの代替実施例には、マトリックス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、適切な局部電界を印加することによって、或いは圧電駆動手段を使用することによって、軸線の周りで個々に傾斜させることができる。この場合も、微小ミラーは、入射する放射ビームを反射する方向が、アドレスされたミラーとアドレスされないミラーとでそれぞれ異なるようにマトリックスアドレス可能であり、この方法により、マトリックスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックスアドレスは、適切な電子手段を使用して実行される。上で説明したいずれの状況においても、パターン化手段は、１つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを備える。上で言及したミラー・アレイに関する詳細な情報については、たとえば、いずれも参照により本明細書に援用される米国特許第５，２９６，８９１号及び第５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号を参照されたい。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、たとえば、必要に応じて固定或いは移動させることができるフレーム又はテーブルとして実施することができる。
−プログラム可能ＬＣＤアレイ
参照により本明細書に援用される米国特許第５，２２９，８７２号に、このような構造の実施例の１つが記載されている。この場合の支持構造も、プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様、たとえば、必要に応じて固定或いは移動させることができるフレーム又はテーブルとして実施することができる。

分かり易くするために、本明細書の以下の特定の部分、とりわけ実施例の部分にはマスク及びマスク・テーブルが包含されるが、このような実施例の中で考察されている一般原理は、上で説明したパターン化手段のより広義の文脈の中で理解されたい。

リソグラフィ投影装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン化手段によってＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、このパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層で被覆された基板（シリコン・ウェハ）上の目標部分（たとえば１つ又は複数のダイからなる）に結像される。通常、１枚のウェハには、投影システムを介して一つずつ順次照射される目標部分に隣接する回路網全体が含まれる。マスク・テーブル上のマスクによるパターン化を使用した現在の装置には、２種類の機械がある。第１の種類のリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体を１回の照射で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される。このような装置は、一般にウェハ・ステッパ或いはステップ・アンド・リピート装置と呼ばれる。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる代替装置では、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査」方向）に連続的に走査し、一方、基板テーブルを基準方向に平行に、或いは反平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される。通常、投影システムは、倍率Ｍ（通常１未満）を有するため、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度を係数Ｍ倍した速度になる。上で説明したリソグラフィ装置に関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に援用される米国特許第６，０４６，７９２号を参照されたい。

リソグラフィ投影装置を使用した製造プロセスでは、パターン（たとえばマスクのパターン）が、少なくとも一部が放射感応性材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像される。この結像ステップに先立って、プライミング、レジスト・コーティング及びソフト・ベークなどの様々な処理手順が基板に加えられる。露光の後で、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク及び結像されたフィーチャの測定／検査などの他の処理手順が基板に加えられる。この一連の処理手順は、たとえばＩＣなどのデバイス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。次に、パターン化されたこのような層に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械的研磨等、様々な処理が施される。これらの処理はすべて個々の層の仕上げを意図したものである。複数の層を必要とする場合、すべての処理手順又はそれらの変形手順を新しい層の各々に対して繰り返さなければならないが、最終的にはデバイスのアレイが基板（ウェハ）上に出現する。これらのデバイスは、次に、ダイシング又はソーイングなどの技法を使用して互いに分離され、分離された個々のデバイスは、キャリアに実装され、或いはピン等に接続されることができる。このようなプロセスに関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に援用された書籍「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、第３版、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４）を参照されたい。

分かり易くするために、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語には、たとえば、屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。また、放射システムには、投影放射ビームを導き、整形し、或いは制御するための任意の設計タイプに従って動作するコンポーネントが含まれており、以下、このようなコンポーネントも、集合的又は個々に「レンズ」と呼ぶ。また、リソグラフィ装置は、場合によっては複数の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有しており、このような「多重ステージ」デバイスの場合、追加テーブルを並列に使用することも、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いる間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップを実行することもできる。たとえば、いずれも参照により本明細書に援用された米国特許第５，９６９，４４１号及びＷＯ９８／４０７９１号に、二重ステージ・リソグラフィ装置が記載されている。

本発明の場合、投影システムは、通常、ミラー・アレイからなっており、マスクは反射型である。この場合、放射は、極紫外（ＥＵＶ）範囲の電磁放射であることが好ましい。通常、放射の波長は５０ｎｍ未満であり、好ましくは１５ｎｍ未満、たとえば１３．７ｎｍ又は１１ｎｍである。ＥＵＶ放射源は、通常、プラズマ源であり、たとえばレーザ生成プラズマ源或いは放電源である。レーザ生成プラズマ源には、水滴、キセノン、スズ、或いはレーザで照射されＥＵＶ放射を生成する固体ターゲットが包含されている。

すべてのプラズマ源に共通する特徴は、プラズマからあらゆる方向に放出された高速のイオン及び原子が固有に生成されることである。これらの粒子は、一般的には多層膜反射鏡であるコレクタ・ミラー及びコンデンサ・ミラーを損傷するおそれがある。多層膜反射鏡の表面はもろく、プラズマから放出された粒子の衝撃すなわちスパッタリングによって表面が徐々に劣化するため、ミラーの寿命は短くなる。ミラーの表面は、酸化によってさらに劣化する。

既に使用されている、ミラーを損傷する問題に実際に対処する手段は、バックグラウンド・ガスとしてヘリウムを使用し、ヘリウムとの衝突によって粒子を妨害し、それによりミラーに対する粒子束の衝撃を小さくすることであるが、この種の技法では、スパッタリング速度を、たとえばヘリウムのバックグラウンド圧力を放射ビームに対する十分な透明性を保証するだけの十分な低圧に維持しつつ許容可能なレベルまで小さくすることはできない。

ＥＰ １ １８６ ９５７ Ａ２に、ミラー（すなわちコレクタ）及びミラーの感度を測定する反射率センサとミラーを備えた空間に気体炭化水素を供給するためのガス供給手段を提供することによって、この問題を解決するための方法及び装置が記述されている。ミラーの感度に加えてさらに圧力センサによって圧力が測定される。ミラーを備えたチャンバに炭化水素分子を導入することにより、ミラーの表面に炭化水素保護層が形成され、この保護層によって酸化及びスパッタリングなどの化学腐食からミラーが保護されるが、その代わりにミラーの反射率が減少する。

この保護層はスパッタリングによって徐々に破壊され、一度腐食するとミラーの表面が損傷するため、薄すぎることのない保護層を加えることが有利であるが、保護層が厚すぎると許容できないレベルまでミラーの反射率が減少し、また、投影装置の効率が悪くなる。

ＥＰ １ １８６ ９５７ Ａ２に記載されている発明は、動的保護層を生成することによってこの問題を解決している。炭化水素ガスの圧力を変化させることによって保護層の成長速度を調整することができ、保護層が厚くなりすぎるとガスの圧力が低くなり、また、保護層が薄すぎる場合はガスの圧力が高くなる。保護層の成長と減少を平衡させることにより、所望する厚さを維持することができる。保護層の厚さに関する情報は、反射率センサから推測することができる。

このような動的保護層を使用して保護するのは、プラズマ源から入射する光及び高速イオンを最初に受け取るコレクタすなわちミラーのみであることが好ましいことは理解されよう。後続するミラーは、プラズマ源からのこれらの高速イオンに晒されることはない。

しかしながら、ＥＵＶ放射によってミラーを備えたチャンバ内で正イオン及び電子からなるプラズマが誘導されることが分かっている。この正イオン及び電子はいずれもミラーの表面で吸収され得るが、電子は正イオンより速いため、電界はミラーの表面の近傍に、一般的に、電子及びイオンの濃度が著しく異なる最大距離として定義される長さに対応する距離に、渡って生成され、電気的準中性に局部的な妨害をもたらす。この現象は、当業者には知られている。

この電界によってイオンがミラーの表面に向かって加速され、そのためにミラーの表面がエッチング或いはスパッタリングされ、表面が退化する。この効果はプラズマ誘導エッチングと呼ばれる。このプラズマ誘導エッチングは、コンデンサ・ミラーだけではなく、他のミラーにも生じる。

ＥＰ １ １８６ ９５７を参照して説明した動的保護層を確立する方法は、プラズマ源からの高速イオンが存在しないため、他のミラーには適用することができないことは理解されよう。また、圧力を高くすることによって保護層がより厚くなるだけでなく、プラズマ誘導エッチングが増加する。さらに、スパッタリング条件がすべてのミラーに対して同じではないため、個別のガス供給手段及びガス・チャンバを個々のミラーに提供しなければならず、実際的ではない。したがって本発明の目的は、プラズマ誘導エッチング及び酸化から投影装置のミラーを保護するための代替装置及び方法を提供することである。

この目的は、冒頭の段落で明記した、監視されたミラーの反射率に基づいてミラーの表面の電位を制御することによって保護層の厚さが制御されることを特徴とする本発明によって達成される。ミラー表面の電位を制御することにより、ミラー表面のエッチング・プロセスを制御することができる。ミラーの表面に引き付けられる正イオンによってはエッチングが生じないため、ミラー表面の電位を調整することによって原子の衝撃速度が制御され、延いてはエッチングの有効性が制御される。

このような動的保護層を使用することにより、プラズマ誘導エッチングによるミラーのエッチングが防止される。保護層の成長量及びエッチング量を制御することによって保護層の厚さを制御することができ、それによりエッチングからミラーを保護し、且つ、ミラーの反射率を著しく減少させることのない特定の所望厚さを有する保護層を生成することができる。また、この保護層によってミラーの酸化が有効に保護される。

本発明の一実施例によれば、気体は、無水酢酸、ｎペンタノール、安息香酸アミル、ジエチレン・グリコール・エチルエーテル、アクリル酸、アジピン酸、２第３ブチル４エチルフェノールなどの気体炭化水素（Ｈ_ｘＣ_ｙ）である。これらの気体は保護層の形成に極めて適している。

本発明の一実施例によれば、少なくとも１つのミラーを使用してマスクが基板に結像される。本発明は、リソグラフィ投影装置に有利に使用することができる。このようなリソグラフィ投影装置によってマスクなどのパターン化手段からの投影ビームが基板に結像される。通常、結像されるパターンは極めて微細であるため、このようなリソグラフィ投影装置に使用される光学系は、あらゆる損傷プロセスから保護されなければならない。ミラー表面の欠陥がたとえ比較的微小な欠陥であっても、生成される基板の欠陥になり得る。

本発明の一実施例によれば、少なくとも１つのミラーを使用してＥＵＶ放射ビームが投射される。本発明は、ＥＵＶ放射を使用した応用例に有利に使用することができる。ＥＵＶ放射はミラーの前面にプラズマを生成することが分かっている。上で考察したように、このようなプラズマによってミラーの近傍に電界が生成され、正イオンによるミラー表面のエッチングを引き起こす。ＥＵＶ放射は、通常、マスクから基板への比較的極めて微細なパターンの投影に使用されるため、ＥＵＶの応用例は、ミラーに対する欠陥にとりわけ敏感である。また、いずれにしてもＥＵＶ放射を反射させることは困難である。

本発明の一実施例によれば、チャンバはバックグラウンド圧力を有する。このバックグラウンド圧力は監視されており、チャンバ内のガスの量の制御、延いては保護層の成長速度のより正確な制御を可能にする。

本発明の他の態様によれば、本発明は、
少なくとも一部が放射感応材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
投影ビームの断面にパターンを付与するためにパターン化手段を使用するステップと、
パターン化された放射ビームを放射感応材料の層の目標部分に投射するステップと
を含むデバイス製造方法であって、本発明による方法を適用することを特徴とするデバイス製造方法に関する。

本発明の他の態様によれば、本発明は、少なくとも１つのミラーに動的保護層を供給し、それによりイオンによるエッチングから少なくとも１つのミラーを保護するための装置に関する。この装置は、少なくとも１つのミラーを備えたチャンバと、少なくとも１つのミラーを備えたチャンバに気体物質を供給するための入口と、ミラーの反射率を監視するための手段とを備え、さらに、前記ミラーの前記反射率に基づいて保護層の厚さを制御するために、ミラーの表面に電位を印加するための制御可能な電圧源を備えたことを特徴とする。ここで説明する装置は、チャンバへの気体物質の流入を可能にすることによってミラーの表面に保護層を供給するようになされている。ミラーの表面に気体物質が析出し、保護層が形成される。制御可能電圧源を制御してミラー表面の電位を制御することにより、正イオンによって支配されるエッチング・プロセスを制御することができる。以上により動的保護層が確立され、その厚さを容易に制御することができる。

本発明の一実施例によれば、少なくとも１つのミラーに制御可能電圧源の一方の端部が接続され、ミラーと対向する電極にもう一方の端部が接続される。このような装置により、ミラーの反射表面の電位を信頼性の高い方法で調整することができる。電極の形状はあらゆる種類の形状が可能であり、たとえばミラーの形状及び寸法に類似した形状にすることができる。あるいは、電極をリング形ワイヤ、直線ワイヤ又は点放射源にすることも可能であり、または他の適切な任意の形状にすることも可能である。

本発明の一実施例によれば、少なくとも１つのミラーに制御可能電圧源の一方の端部が接続され、もう一方の端部は接地される。表面に電位を印加するのに、この実施例は容易であり、費用効果的である。

本発明の一実施例によれば、装置は、少なくとも１つのミラーを備えたチャンバ内のバックグラウンド圧力を監視するための手段を備えており、それによりチャンバ内のガスの量を制御することができ、延いては保護層の成長速度をより正確に制御することができる。

本発明の他の態様によれば、本発明は、
投影放射ビームを提供するための放射システムと、
投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するように働くパターン化手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムと
を備えたリソグラフィ投影装置であって、本発明による装置をさらに備えたことを特徴とするリソグラフィ投影装置に関する。

本明細書においては、とりわけ、ＩＣの製造における本発明によるリソグラフィ装置の使用が言及されているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、他の多くの可能応用例を有することを明確に理解されたい。たとえば、本発明によるリソグラフィ装置は、集積光学系、磁区メモリのための誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用することができる。このような代替応用例の文脈においては、本明細書における「レチクル」、「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「マスク」、「基板」及び「目標部分」という用語に置換されるものと見なすべきであることは、当業者には理解されよう。

本明細書における「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（たとえば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの放射）、極紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射を包含するために使用される。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、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、対応する部品を表す。

図１は、本発明の特定の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。この装置は、
投影放射ビームＰＢ（たとえばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を提供するための照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターン化手段（たとえばマスク）ＭＡを支持するための、アイテムＰＬに対してパターン化手段を正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の支持構造（たとえばマスク・テーブル）ＭＴと、
基板（たとえばレジストで覆われたウェハ）Ｗを保持するための、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン化手段ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイからなる）に結像するための投影システム（たとえば反射型投影レンズ系）ＰＬと
を備える。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、反射型（たとえば反射型マスク或いは上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した）タイプの装置である。あるいは、このリソグラフィ装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源がたとえばプラズマ放電源である場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。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は見なされず、放射ビームは、通常、たとえば適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを備えた放射コレクタを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源は、リソグラフィ装置の一構成要素である。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整手段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及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれる）は調整が可能である。イルミネータは、投影ビームＰＢと呼んでいる、所望する一様な強度分布をその断面に有する調整済み放射ビームを提供する。

マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに投影ビームＰＢが入射する。マスクＭＡで反射した投影ビームＰＢは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（たとえば干渉デバイス）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なる目標部分Ｃを投影ビームＰＢの光路内に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を使用して、たとえばマスク・ライブラリから機械的に検索した後、又は走査中に、マスクＭＡを投影ビームＰＢの光路に対して正確に位置決めすることができる。通常、対物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されるが、ステッパ（スキャナではなく）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、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。

図に示す装置は、以下に示す好ましい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及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに１回の照射（すなわち単一静止露光）で投影される。次に、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズによって、単一静止露光で結像される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（すなわち単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光領域の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の）が左右される。
３．他のモードでは、プログラム可能パターン化手段を保持するためにマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。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、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化手段が更新される。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手段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。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態、或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。

上で既に考察したように、ＥＵＶ放射を使用する場合、ミラーＭを使用して投影ビームＰＢが投射される。この場合、リソグラフィ投影装置１の１つ又は複数のミラーＭを備えたチャンバ内に存在する低圧アルゴン又は他のガス中でのＥＵＶ放射によってミラーＭの前面にプラズマが形成されることが分かっている。このプラズマの存在は、実験によって、集束したＥＵＶ束中のグローとして確認されている。

プラズマは、電子及び正イオンからなる。これらの粒子は、複数のミラーＭのうちの１つの表面と衝突すると吸収されるが、当業者には理解されるように、電子の方が正イオンより速く移動するため、Ｄｅｂｉｊｅ長に対応する距離に渡って電界が生成される。図２は、ミラーＭの近傍における電子及び正イオンの分布を略図で示したものである。図２の下の部分は、電位ＶをミラーＭからの距離ｘの関数として略図で示したものである。

図２から、ミラーＭの近傍に、ミラーＭの表面に対して直角に導かれた電界が存在することが分かる。この電界によって正イオンがミラーＭの表面に向かって加速される。加速されたイオンがミラーＭの表面に当たると、ミラーＭの表面が損傷する。つまり、イオンによってミラーＭの表面がエッチングされる。イオンによるこのエッチングは、ミラーＭの反射率に対して負の効果を有する。

ＥＰ １ １８６ ９５７の場合、動的保護層が提供され、その厚さは、ミラーの表面における２つの競合プロセスによって制御する。第１のプロセスは、炭化水素ガスの圧力を制御することによって調整されたＣ_ｘＨ_ｙ汚染による保護層の成長である。第２のプロセスは、プラズマ源から入射する高速イオンによるミラー表面のエッチングである。保護層の厚さは、炭化水素ガスの圧力を調整することによって制御される。

本発明によれば、ガスの圧力は、プラズマ誘導エッチングを制御することによってＣ_ｘＨ_ｙ汚染による保護層を提供するために維持される。

図３は、本発明の一実施例によるミラーＭの実施例を示したものである。図３には、ミラーＭの表面と対向する電極１１が示されている。ミラーＭ及び電極１１は、いずれも調整可能電圧源１２に接続されている。図３の下の部分は、電位ＶをミラーＭの表面から電極に向かう距離の関数として示したものである。Ｉで示す曲線は、調整可能電圧源１２をゼロに設定した場合の電位Ｖを示している。調整可能電圧源１２をゼロ以外の値に設定すると、ミラーＭの近傍の電位Ｖが変化する。たとえば電極１１に対して負の電圧をミラーＭに印加すると、電界Ｅは、図３の下の部分にIIで示すような曲線になり、ミラーＭとプラズマの中心の間の電位差がより大きいことを示すようになる。この場合、正イオンがより速い速度に加速され、ミラーＭのエッチングが増加することになることは理解されよう。当然のことではあるが、このエッチングは、電極１１に対して正の電圧をミラーＭの表面に印加することによって減少され得る。

図４は、２つのミラーＭを備えたチャンバ１０を示したものである。ミラーＭは、いずれも図３に従って調整可能電圧源１２に接続される。図４には２つのミラーしか示されていないが、適切な他の任意の数のミラーＭを使用することができることは当然である。ミラーＭを使用して基板Ｗにパターン・ビームＰＢを投射する場合、通常、６つのミラーが使用される。また、ミラーＭには、ミラーの配向を制御するためのアクチュエータ（図示せず）を設けることも可能である。

図４には、さらに、ガス供給装置１３に接続された入口１４が示されている。ガス供給装置１３は、たとえば炭化水素ガスをチャンバ１０に提供する。上で既に考察したように、この炭化水素の分子がミラーＭの表面に吸着し、ミラーＭの表面に保護層を生成する。保護層の成長速度は、チャンバ１０内のガスの量によって決定される。保護層の安定した成長を保証するために、チャンバ内の炭化水素の量を測定するセンサ１５がチャンバ１０内に設けられている。炭化水素の量を一定に維持することにより、安定した成長が保証される。センサは、コントローラ１７に接続される。このコントローラ１７もガス供給装置１３に接続される。コントローラ１７は、チャンバ１０内の炭化水素の量をセンサ１５からのセンサ信号に基づいて、ガス供給装置１３を介して制御する。

同時に、保護層は、プラズマ誘導エッチングの結果として、徐々に腐食される。保護層のこの腐食が保護層の成長と平衡するならば、一定の厚さの保護層が確立される。保護層によってミラーＭの反射率が減少されるため、ミラーＭの反射率を測定することによって保護層の厚さを測定することができる。反射率は、たとえば特定のミラーＭに入射する光の強度及びミラーＭで反射する光の強度を測定し、測定したこの２つの値の比率を決定することによって測定される。当業者には、反射率を測定するための様々なタイプのセンサが知られている。図４には、このような反射率センサ１６がミラーＭの各々に対して略図で示されている。ミラーＭに向かう点線は、反射率を測定するためのビームを示している。反射率センサ１６は、同じく調整可能電圧源１２に接続されたコントローラ１７に接続されている。調整可能電圧源１２の各々は、エッチングの量を増減させるために、コントローラ１７によって、センサ１６を使用して測定した反射率に基づいて個別に制御され、所望の電圧ＶがミラーＭに提供される。測定した反射率が所望の反射率に準じている場合、コントローラ１７によって調整可能電圧源１２の設定値が変更されることはない。

保護層の厚さは、ミラーＭを十分に保護し、且つ、ミラーの反射率を著しく減少させることのない特定の厚さに維持することができる。

使用に先立ってミラーに予め初期保護層を施し、使用中は、上で説明したメカニズムによって保護層の厚さを維持することができる。

電極１１の形状はあらゆる種類の形状が可能であり、たとえば電極１１は、ミラーＭの形状及び寸法に類似した形状のプレートにすることができる。あるいは、電極１１をリング形ワイヤ、直線ワイヤ又は点放射源にすることも可能であり、又は他の適切な任意の形状を持たせることも可能である。

本発明に使用するガスには様々な種類の炭化水素（Ｈ_ｘＣ_ｙ）ガスが適しており、無水酢酸、ｎペンタノール、安息香酸アミル、ジエチレン・グリコール・エチルエーテル、アクリル酸、アジピン酸、２第３ブチル４エチルフェノールなどは、その一例である。

プラズマとミラー表面の間の電圧差によってのみ保護層のエッチング速度が決定されるわけではないことは理解されよう。使用する炭化水素分子の特性も重要であり、たとえばイオンが大きいほど保護層すなわちミラーＭのエッチングがより有効になる。

図５は、本発明の他の実施例を示したものである。同様の対象物には図４と同じ参照番号が使用される。この実施例では、調整可能電圧源１２は、その一方の側がミラーＭに接続され、もう一方の側は接地されている。電極１１は設けられていない。プラズマ誘導エッチングを制御するためには、通常、負の電圧をミラーＭに印加するだけで十分であることは理解されよう。当然のことではあるが、周りを取り囲んでいる壁などの周囲に正の電圧を印加することも可能である。

プラズマの縁に生じる電圧差は、ミラーＭに印加する電圧を使用しても単純には相殺することはできないことを理解されたい。これは、当業者には理解されるように、生じるプロセスが非定常プロセスであり、且つ、時間に強く依存していることによるものである。

本発明の他の実施例によれば、１つ又は複数の電極１１をメッシュ（図示せず）として形成することができる。メッシュを使用することにより、ミラーＭと電極１１の間の明確な電圧降下の生成が促進される。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実施することができることは理解されよう。以上の説明は、本発明の制限を意図したものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 ＥＵＶ放射に晒された低圧環境中のミラーを示す図である。 本発明の一実施例によるミラーを示す図である。 本発明の一実施例によるミラーを備えたチャンバを示す図である。 本発明の他の実施例によるミラーを備えたチャンバを示す図である。

Claims (11)

1. イオンによるエッチングから少なくとも１つのミラー（Ｍ）を保護するために、前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）に動的保護層を供給する方法であって、前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を備えたチャンバ（１０）に気体物質を供給することと、前記ミラー（Ｍ）の反射率を監視することとを含む方法において、
   前記ミラー（Ｍ）の監視された反射率に基づいて、前記保護層の厚さが前記ミラー（Ｍ）の表面の電位を制御することによって制御されることを特徴とする方法。
2. 前記気体が、無水酢酸、ｎペンタノール、安息香酸アミル、ジエチレン・グリコール・エチルエーテル、アクリル酸、アジピン酸、２第３ブチル４エチルフェノールなどの気体炭化水素（Ｈ_ｘＣ_ｙ）である、請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を使用して基板（Ｗ）にマスク（ＭＡ）が結像される、請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を使用してＥＵＶ放射ビームが投射される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記チャンバ（１０）がバックグラウンド圧力を有し、前記バックグラウンド圧力が監視される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 少なくとも一部が放射感応材料の層で覆われた基板（Ｗ）を提供することと、放射システムを使用して投影放射ビーム（ＰＢ）を提供することと、前記投影ビーム（ＰＢ）の断面にパターンを付与するためにパターン化手段（ＭＡ）を使用することと、パターン化された放射ビーム（ＰＢ）を前記放射感応材料の層の目標部分（Ｃ）に投射することとを含むデバイス製造方法において、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法が適用されることを特徴とするデバイス製造方法。
7. 少なくとも１つのミラー（Ｍ）に動的保護層を供給し、それによりイオンによるエッチングから前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を保護するための装置であって、前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を備えたチャンバ（１０）と、前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を備えた前記チャンバ（１０）に気体物質を供給するための入口（１４）と、前記ミラー（Ｍ）の反射率を監視するための手段とを備えた装置において、
   前記保護層の厚さを前記ミラー（Ｍ）の前記反射率に基づいて制御するために、前記ミラー（Ｍ）の表面に電位（Ｖ）を印加するための制御可能電圧源（１２）をさらに備えたことを特徴とする装置。
8. 前記制御可能電圧源（１２）の一方の端部が前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）に接続され、もう一方の端部が前記ミラー（Ｍ）と対向する電極（１１）に接続された、請求項７に記載の装置。
9. 前記制御可能電圧源（１２）の一方の端部が前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）に接続され、もう一方の端部が接地された、請求項７に記載の装置。
10. 前記少なくとも１つのミラー（Ｍ）を備えた前記チャンバ（１０）内のバックグラウンド圧力を監視するための手段が設けられている、請求項7から請求項９のいずれか一項に記載の装置。
11. 投影放射ビーム（ＰＢ）を提供するための放射システムと、
    前記投影ビーム（ＰＢ）を所望のパターンに従ってパターン化するように働くパターン化手段（ＭＡ）を支持するための支持構造（ＭＴ）と、
    基板（Ｗ）を保持するための基板テーブルと、
    パターン化されたビーム（ＰＢ）を前記基板（Ｗ）の目標部分（Ｃ）に投射するための投影システムとを備えたリソグラフィ投影装置において、
    請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の装置をさらに備えたことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
    

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