JP4391352B2 - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載されたリソグラフィ装置に関するものである。

ここで用いる「パターン形成手段」という用語は、入射放射ビーム横断面に、基板目標部分に結像されるパターンに対応するパターンを形成するために使用される手段に係るものと広く解釈される。「光弁（ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）」の用語も、この意味で用いられることがある。広く言えば、前記パターンは、例えば集積回路その他のデバイス（以下の記載参照）等の目標部分に形成されるデバイスの特定機能層に対応している。このパターン形成手段の例には、マスク、プログラム可能なミラー配列、プログラム可能なＬＣＤ配列が含まれる。

マスク。
マスクの概念は、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、交番位相偏移、減衰位相偏移等の種類のマスク及び種々のハイブリッド型マスクを含んでいる。このようなマスクを放射ビーム内に配置することによって、マスクに入射する放射ビームが、マスクのパターンに従って選択的に透過（透過性マスクの場合）されるか、又は反射（反射性マスクの場合）される。マスクの場合、支持構造体は、概してマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルは、入射放射ビームの望ましい位置にマスクを確実に保持でき、かつ所望とあれば、放射ビームに対しマスクを移動させることもできる。

プログラム可能なミラー配列。
この装置の一例は、粘弾性制御層と反射面とを有する、行列形式でアドレス指定可能な面である。この装置の基本原理は、反射面の（例えば）アドレス指定された領域は、入射光を回折光として反射する一方、アドレス指定されない領域は、入射光を非回折光として反射することにある。適当なフィルタを使用することにより、前記非回折光は反射ビームから除かれ、回折光のみを残すことができる。このようにして、放射ビームは、行列形式でアドレス指定可能な面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。プログラム可能なミラー配列の別の実施例では、行列構成の複数小ミラーが使用され、該小ミラーの各々は、適当な局部電界を印加することにより、又は圧電式作動素子を使用することにより、個別に軸線を中心として傾斜させることができる。繰り返すが、複数小ミラーは、行列形式でアドレス指定可能であり、この結果、アドレス指定されたミラーは、入射放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにして、反射放射ビームは、行列形式でアドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。
要求される行列形式でのアドレス指定は、適当な電子手段を使用して行うことができる。前記のいずれの場合も、パターン形成手段は、１つ以上のプログラム可能なミラー配列を含んでいる。ミラー配列についてのこれ以上の情報は、例えば米国特許第５２９６８９１号及び第５５２３１９３号と、ＰＣＴ出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号から得られる。これらは、ここに引用することで、本明細書に取り入れられるものである。プログラム可能なミラー配列の場合、前記支持構造体は、例えばフレーム又はテーブルとして具体化され、要求に応じて固定してもよいし、可動にしてもよい。

プログラム可能なＬＣＤ配列
この構成体の一例は、米国特許第５２２９８７２号に記載されており、該特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。前記のように、この場合の支持構造体は、例えばフレーム又はテーブルとして具体化され、要求に応じて固定してもよいし、可動にしてもよい。

簡単化のために、本明細書の以下の部分は、複数の或る箇所では、とりわけマスクおよびマスク・テーブルに関連する例で説明されるが、それらの例で説明される一般原則は、より広い意味として理解される。
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、パターン形成手段は、ＩＣの個別の層に対応する回路パターンを生成し、このパターンは、放射線感受性材料層（レジスト）で被覆された基板（シリコン・ウェーハ）の目標部分（例えば１つ以上のダイを含む）に結像させることができる。概して、単一のウェーハには、隣接する複数目標部分の全ネットワークが含まれ、該目標部分が、投影装置を介して１回に１つずつ連続的に照射される。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を採用している現在の装置では、異なる２種類の装置が区別される。

一方の種類のリソグラフィ投影装置では、各目標部分が、目標部分への全マスク・パターンの一括照射により露光される。この種の装置は、普通、ウェーハ・ステッパ又はステップ・アンド・リピート装置と呼ばれる。別の種類の装置（通常、ステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる）では、各目標部分が、投影ビーム下でマスク・パターンを所定基準方向（「走査」方法）に走査することにより照射されると同時に、前記基準方向と平行又は逆平行に基板テーブルを走査する。概して、投影装置は倍率Ｍ（概して＜１）を有しているので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走査される速度のＭ倍である。ここで説明したようなリソグラフィ装置に関するこれ以上の情報は、例えば米国特許第６０４６７９２号から得られる。該米国特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れるものとする。

リソグラフィ投影装置を使用する製造過程で、（例えばマスクの）パターンが、少なくとも部分的に放射線感受性材料層（レジスト）によって被覆された基板に結像される。この結像段階の前に、基板には、例えば下地処理（プライミング）、レジスト被覆、ソフト・ベイク等種々の処理が施される。露光後、基板には、例えば露光後ベイク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベイク、結像された形状の測定及び／又は検査等の別の処理が施される。この一連の処理は、例えばＩＣ等のデバイスの個別層にパターン形成する基礎として行われる。パターン形成されたこの層は、次いで、例えばエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化、化学・機械式研摩等の種々の工程を経過するが、これらのすべては個々の層を仕上げるためのものである。

数層を要する場合は、全処理又はその変形を、各新しい層ごとに反復しなければならない。場合により、デバイスが基板（ウェーハ）上に配列される。これらのデバイスは、次いで例えばダイシング（方形切断）又はソーイング（のこ切断）等の技術により互いに分離され、個々のデバイスが担体に取付けられたり、ピンに接続されたりする。これらの処理に関するこれ以上の情報は、例えばピーター・ヴァン・ザントの著書「マイクロチップの製造：半導体加工便覧」（３版、１９９７年、マグロウヒル社刊、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４）により得られる。ここに引用することで、この著作の内容は本明細書に取り入れるものとする。

簡単化のために、投影装置は、以下では「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば屈折光学装置、反射光学装置、反射屈折光学装置等を含む種々の投影装置を包括するものと広く解釈されたい。また、放射装置は、投影ビームの方向付け、付形、又は制御用の各種設計に従って作動する構成部品を含んでおり、該構成部品も以下では集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類であることができる。そのような「多数ステージ」装置の場合、追加テーブルは並列的に使用するか、又は準備段階を１つ以上のテーブルで行う一方、別の１つ以上のテーブルが露光用に使用される。例えば、米国特許第５９６９４４１号及びＷＯ９８／４０７９１号には、２ステージのリソグラフィ装置が記載されており、これらは、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものとする。

本明細書では、本発明による装置について、とりわけＩＣの製造に使用する場合について説明するが、該装置は、他の多くの用途を有することを明瞭に理解されたい。例えば、集積光学装置の製造、磁区メモリ用の案内及び検出パターン、液晶ディスプレー・パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用できる。当業者には明らかだろうが、これらの別の用途に関連して言えば、「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」などの用語は、より一般的な用語である「マスク」、「基板」、「目標部分」にそれぞれ置換えられると考えられたい。
本明細書では、「放射線」、「ビーム」の用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば波長３６５、２４８、１９３、１５７、１２６ｎｍの）及び極紫外線（ＥＵＶ）（例えば波長５〜２０ｎｍの）並びに粒子線、例えばイオンビーム又は電子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包括して使用されている。

ビーム経路は、水、酸素、炭水化物等の物質の存在に対する感受性を有している。これらの物質は、特に紫外線が使用される場合、ガス又は蒸気の形態でビームから放射線を吸収する。更に、これらの物質の分解生成物は、ビーム照射の影響下で生成して、ビーム経路内の光学部品に損傷を生じさせることがあり、そのことが、基板のパターン形成に悪影響を与える。
前記物質の影響を防止するために、不活性パージ・ガス（例えば窒素ガス）流をビーム経路が内包されるチャンバ内へ注入することは周知である。パージ・ガスの連続供給により、ビーム経路から、望ましくないガス類が排除される。また、ビーム経路の大気から前記物質が排除されるさいに、凝縮物質も、気化又は昇華して排除される。もちろん、この気化又は昇華は、概して、気体状物質の排除より時間がかかるが、最終的には、あらゆる形態の、望ましくない物質がビーム経路から排除される。

本発明によるリソグラフィ投影装置は、パージ・ガス供給用の調整処理ユニットを含んでいる。該調整処理ユニットは、ビーム経路を内包するチャンバへのパージ・ガス供給前に、パージ・ガスを純化し、その温度を安定化する。リソグラフィ装置が起動されると、パージ・ガス供給が開始される。望ましくないすべての物質を気化又は昇華させて排除するために十分な時間をかけた後に、リソグラフィ装置は、パターン形成されたビームを基板上に投影できる。該装置は、連続的に基板を加工する一方、パージ・ガス流の連続的な供給を維持する。

リソグラフィ装置が、チャンバを開くことを含む保守作業のために停止される場合には、パージ・ガスの供給は中止される。この措置は、パージ・ガス自体は有毒ではないが、装置が配置されている部屋から酸素が排出されると、健康に危険を及ぼすことがあるため、安全上の理由で行われる。パージ・ガスの供給中止により、またパージ・ガスの浪費も防止される。装置は、保守完了後に、再び始動され、望ましくない物質が排除される。該物質の排除に要する時間のため、保守による非稼働時間が長引くことになる。このため、リソグラフィ装置の経済的な収益が低下する。同じように、電力停止で調整処理ユニットの作動が停止することによる非稼働時間にも、装置の始動に要する時間が含まれる。

本発明の目的は、とりわけ、リソグラフィ投影装置の非稼働時間を低減することにある。

本発明によるリソグラフィ投影装置は請求項１に記載されている。本発明により、該投影装置では、異なるモードに切替え可能であり、異なるモードで異なるパージ・ガス流量を実現する処理が取られる。一具体例では、投影装置が、標準モードと別のモードとを有している。標準モードでは、操作可能な放射ビームがビーム経路に供給でき、パージ・ガスは、ビームに影響するチャンバ内大気から望ましくない物質を排除するのに十分な流量で供給される。
別のモードでは、放射ビームは作動できず、パージ・ガスが低流量で供給されるため、大気からの望ましくない物質の排除には不十分だが、概して、光学装置上での望ましくない物質の凝縮を事実上阻止するには十分である。一具体例では、この別のモードは、チャンバを開けて作業できる保守モードである。このように、排除されるべき凝縮物質が皆無か又は小量なので保守完了後の非稼働時間が短縮され、パージ・ガス供給量が少なくなるため、健康被害の危険も減少する。標準モードでは、制御ユニットによりチャンバの開放が防止されることが好ましい。

別の具体例では、これらのモードは予備標準モードを含み、予備標準モードでは、制御ユニットは、パージ・ガス供給装置を制御することにより標準流量のパージ・ガスが供給される一方、放射装置が作動できない。制御ユニットは、また別のモードから、予備標準モードをへて標準モードへ切り替える。したがって、標準モードでは、チャンバ内大気が放射ビームに光学的な影響を与えないことが保証される。更に別の具体例では、パージ・ガス供給装置が、チャンバから排出されるガス内の望ましくない物質の濃度を検出するセンサを含み、制御ユニットは、センサからのセンサ信号を受信するように接続されており、所定のレベル未満に濃度が低下したことをセンサ信号が指示するまで、予備標準モードから標準モードへの切り替えを延ばす。
あるいはまた該パージ・ガス供給装置は、大気から望ましくない物質を取り除くのに十分と分かっている所定の時間間隔後に、標準モードに切り替えることができるが、これは、時間の余裕が必要とされるために、概して非稼働時間を増すことになろう。

パージ・ガス流量は、開くことを選択されたチャンバに対してのみ低減され、ビーム経路の他の部分を包含するチャンバは閉じられたままで、標準流量のパージ・ガスが供給されることが好ましい。これによって、他のチャンバのパージのための非稼働時間が短縮される。
モードには始動モードが含まれることが好ましく、始動モードでは、制御ユニットがパージ・ガス供給ユニットを制御し、標準流量より大きい始動流量でパージ・ガスを供給するが、制御ユニットは放射装置の機能を停止させる。始動流量を増すことにより、装置が始動後に作業可能になるまでの時間が短縮される。始動流量は、チャンバ内に渦流が発生する程度に高くして（標準モードでは光学的に望ましくない）、それにより望ましくない物質の蒸発又は昇華を加速することが好ましい。
別の具体例では、パージ・ガス供給装置が、非常バイパスを有し、該バイパスが、パージ・ガス供給接続部と少なくとも１つのチャンバとの間を接続し、バイパスの途中に非常弁を備え、該非常弁は、標準パージ・ガス供給の故障時にチャンバへパージ・ガスを供給するように構成されている。

以下に、本発明の実施例を添付図面につき説明するが、該実施例は単なる例に過ぎない。各図面では、対応する部品には対応する符号が付されている。
図１には、本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置が略示されている。該装置は、放射装置ＬＡ，ＩＬと、第１対象物テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、第２対象物テーブル（基盤テーブル）ＷＴと、投影装置（「レンズ」）ＰＬとを含んでいる。
放射装置ＬＡ，ＩＬは、放射ビームＰＢ（例えば遠紫外領域の光）の供給用である。この特定事例の場合、放射装置は、また放射線源ＬＡを含む。
第１対象物テーブルＭＴは、マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスク・ホールダを備え、部品ＰＬに対しマスクを精密に位置決めするための第１位置決め手段ＰＭに結合されている。

第２対象物テーブルＷＴは、基板Ｗ（例えばレジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための基板ホールダを備え、部品ＰＬに対し基板を精密に位置決めするための第２位置決め手段ＰＷに結合されている。
投影装置（「レンズ」）ＰＬは、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）にマスクＭＡの照射部分を結像させるためのものである。
ここで説明するように、この投影装置は、反射型である（すなわち反射性マスクを有している）。しかし、概して、例えば透過型（透過性マスクを備える）であってもよい。あるいはまた、投影装置は、別種のパターン形成手段、例えば前記のような種類のプログラム可能なミラー配列を採用してもよい。

線（光）源ＬＡ（例えばエキシマ・レーザ源）が放射ビームを発生させる。このビームは、例えば、直接又はビーム・エキスパンダ等の調整処理手段を通過後、照明装置（照明器）ＩＬへ供給される。照明器ＩＬは、ビーム内の強度分布の半径方向外側及び／又は内側の範囲（通常、各々外σ、内σと呼ばれる）を設定する調節手段を含む。更に、照明器ＩＬは、概して、このほかの種々の構成部品、例えば積分器や集光レンズ（図示せず）を含む。このようにして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その横断面に所望の均一性及び強度分布を有する。
図１で注目すべき点は、線源ＬＡは、（例えば、線源ＬＡが水銀灯の場合によくあるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内に配置されているが、リソグラフィ投影装置から遠隔位置に配置して、発生するビームを投影装置内へ（例えば適当な指向ミラーを使用して）案内してもよい。この後者の例は、線源ＬＡがエキシマ・レーザの場合に、しばしば見られる。本発明及び請求項には、これら両方の例が包含されている。

ビームＰＢは、次に、マスク・テーブルＭＴに保持されたマスクＭＡに衝突する。マスクＭＡから反射したビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢを集束させる。第２位置決め手段ＰＷ（及び干渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは精密に移動せしめられ、例えば、ビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを位置決めすることができる。同じように、第１位置決め手段ＰＭは、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械式に回収後に又は走査中に、ビームＰＢ経路に対してマスクＭＡを精密に位置決めすることに使用できる。概して、対象物テーブルＭＴ，ＷＴの運動は、長行程モジュール（粗位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とによって実現されるが、この経過は図１には明示されていない。しかし、ウェーハ・ステッパ装置の場合（ステップ・アンド・スキャン装置とは異なり）、マスク・テーブルＭＴは、短行程アクチュエータだけに接続又は固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクの位置合わせ印Ｍ１，Ｍ２と基板の位置合わせ印Ｐ１，Ｐ２とを用いて位置合わせされる。

図示された装置は、ステップ・モードおよびスキャン・モードの異なる２つのモードで使用できる。
１． ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは、事実上静止したままで、マスク画像全体が、目標部分Ｃに一回（すなわち単一の「フラッシュ」で）で投影される。基板テーブルＷＴが、次にＸ方向及び／又はＹ方向に変位され、別の目標部分ＣがビームＰＢによって照射される。
２． スキャン・モードでは、事実上同じ工程が実施されるが、所定目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されない点が異なる。その代わり、マスク・テーブルＭＴが、速度ｖで所定方向（いわゆる「スキャン方向」、例えばＹ方向）に移動可能であり、これにより投影ビームＰＢは、マスク画像全体にわたり走査せしめられる。同時に、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで同方向又は逆方向に同時移動せしめられる。この場合、ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４又は１／５）。このようにして、相対的に大きい目標部分Ｃが、解像度に関し妥協することなしに、露光され得る。

図２は、リソグラフィ投影装置のパージ・ガス供給装置を示している。この図には、放射線源ＬＡと、ビーム経路の異なる部分を収容する一連の異なるチャンバ３６ａ〜３６ｄとが略示されている。全体としてビームを形成するための光学構成部品は見やすくするために図示していない。例として４つのチャンバが示されているが、この数は一例に過ぎず、実際には、これより少なくても多くてもよいことが理解されよう。通常は、最初のいくつかのチャンバが、均質なビームＰＢを形成させる照明装置を内包し、次のチャンバがレチクル・ステージを内包し、次のチャンバが投影レンズを、最後のチャンバがウェーハ・ステージを内包するようにすることができよう。

パージ・ガス供給装置は、パージ・ガス入口３００と、調整処理ユニット３０１と、減圧弁ユニット３０６と、マニホールド３２と、チャンバ供給弁ユニット３４２とを含んでいる。パージ・ガス入口３００は、通常、工場内の何らかのガス供給ネットワーク（図示せず）に接続される。パージ・ガス入口３００は、また調整処理ユニット３０１の入口に連結され、調整処理ユニットの出口は、管３０４を介して減圧弁ユニット３０６の入口に連結されている。減圧弁ユニット３０６の出口は、管３０８を介してマニホールド３２の入口に連結されている。マニホールド３２の出口は、それぞれ管３４０とチャンバ供給弁ユニット３４２とを介して各チャンバ３６ａ〜３６ｄに接続されている。チャンバ３６ａ〜３６ｄは出口３７（１つだけ符号で明示されている）を有している。
バイパスが、調整処理ユニット３０１の入口３００と出口３０４とを橋渡し（ブリッジ）するように設けられている。バイパスの途中には、流量調整器３０２と弁３０３とが直列に配置されている。

パージ・ガス供給装置は、更に、制御ユニット３８に連結された命令入力装置３９（通常、キーボード又はマウス）を含む。制御ユニット３８は、調整処理ユニット３０１と、放射線源ＬＡと、チャンバ供給弁ユニット３４２と、減圧弁ユニット３０６とに接続された出力部を有している。
作動中、調整処理ユニット３０１は、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性パージ・ガスを入口３００から受け取る。該調整処理ユニットは、パージ・ガスの汚染物質除去やパージ・ガスの熱安定化等の種々の状態調整処理を行う。これらの処理の詳細は、本発明には無関係である。調整処理されたパージ・ガスは、減圧弁ユニット３０６に供給されるが、減圧弁ユニットは、パージ・ガスをマニホールド３２へ供給し、マニホールド３２はパージ・ガス流を各チャンバ３６ａ〜３６ｄに分配する。制御ユニット３８は、パージ・ガス供給装置の作動を制御する。

図３は、制御ユニット３８の作動を示す状態図である。最も重要な状態は標準状態４０であり、この状態では、投影装置は、完全に作動が可能であり、投影装置を切り替えて、放射線源ＬＡから供給される放射ビームが、チャンバ３６ａ〜３６ｄ内のビーム経路を通過して、パターンを基板上に投影するようにできる。図３に示されている他の状態は、保守状態４２と、予備標準状態４４と、始動状態４６と、停止状態４８とである。

標準状態４０では、パージ・ガス供給装置はパージ・ガスをチャンバ３６ａ〜３６ｄへ供給するが、そのさいのパージ・ガス流量は、ビーム経路内の望ましくない物質のガス濃度が、該経路内を伝播するビームに有意に影響することを防止できる流量である（さらに、ビーム経路内の光学部品への望ましくない物質の凝縮を防止する流量でもある）。標準状態４０では、調整処理ユニット３０１は作動可能であり、例えば５０立法メートルのパージ・ガス流を圧力３．５×１０^５Ｐａ（３．５バール）でマニホールド３２へ供給できる。この標準状態では、チャンバ供給弁ユニット３４２は、各々、この流量の一部（通常は、毎時１０立法メートル程度）を対応チャンバ３６ａ〜３６ｄへ通過させ、パージ・ガスはチャンバから出口３７を経て排出される。このようにして、パージ・ガスの定常流が、各チャンバ３６ａ〜３６ｄを通じて維持される。ビーム経路内を伝播するビームに有意に影響するような望ましくない物質ガスの濃度を阻止する流量である限り、本発明の範囲を逸脱することなく異なる流量を使用できることが理解されよう。

制御ユニット３８は、外部から保守作業を実施するために、操作員が、チャンバ３６ａ〜３６ｄの１つ以上を開放する必要があることを入力装置３９に指示した場合に、保守状態４２に切り替える。制御ユニット３８は、また他の条件でも、例えば安全作動条件を指示していないセンサがある場合には、保守状態４２に切り替え可能である。操作員は、またチャンバ３６ａ〜３６ｄのどれを開放するかを入力装置３９に指示することが好ましい。保守状態４２では、制御ユニット３８は、少なくとも、開放される（又は安全でない作動条件が存在する）チャンバへのチャンバ供給弁ユニット３４２の流量を低減させる。

図４は、チャンバ供給弁ユニット３４２の一実施例を示している。チャンバ供給弁ユニット３４２は、マニホールド３２（図示せず）へ通じる管３４０に接続された入口と、チャンバ（図示せず）に接続された出口５０と、出入口の間に接続された制御可能な弁３４４とを有している。弁３４４は、細い管３４６によるバイパスを有している。作動時に、標準状態４０では、制御ユニット３８が、弁３４４を開状態に維持し、パージ・ガス流は弁３４４を通過できる。保守状態４２では、制御ユニット３８は弁３４４を閉じさせ、パージ・ガス流は、弁３４４の通過を阻止され、細い管３４６のみを流れる。これによって、チャンバ（図示せず）への流量が低減される。別の実施例も可能であることは理解できよう。例えば、バイパスは、弁３４４を通過する標準状態でのパージ・ガス流とは異なるチャンバ内の箇所へ、例えば光学構成部品へ向けてパージ・ガスを注入するように配置することができる。別の例では、制御可能に可変の開口を有する弁を使用することができ、その場合、バイパスは不要になる。

その流量は、ビーム経路内の光学構成部品を取り囲む大気内の望ましくない物質の濃度を低減させるレベルまで低減され、それによって、望ましくない物質が、ビーム経路内の光学構成部品上に又はビーム経路近くの何らかのハードウエア上に液状又は固体状に凝縮することが事実上防止される。しかし、その流量は、望ましくない物質成分のガス濃度がビームの伝播に有意に影響しないように阻止するほど高い値である必要はない。この点で、その流量は、標準状態４０での流量より低い。通常、流量は５分の１程度に低減される。しかし、この率は一例にすぎず、例えば２〜１０分の１の範囲、又は更に広範囲の率を使用してもよい。
開放されるチャンバへの流量を低減することにより、パージ・ガスによる健康被害の危険は低減される。制御ユニット３８は、操作員によって開放されるチャンバの流量のみを低減し、他のチャンバの流量は標準状態４０の場合と同じにしておくことが好ましい。保守状態４２では、制御ユニット３８は、線源ＬＡの機能を抑止する（直接的、間接的にすべての投影動作を不能にする）ため、基板へのパターンの投影は、流量が低減されている間は不可能となる。

保守が完了すると、操作員は、チャンバが閉じられたことを指示し、標準稼働が再開される。これに応じて、制御ユニット３８は、予備標準状態４４に切り替える。予備標準状態４４では、制御ユニット３８は、すべてのチャンバへの流量を標準状態４０で使用されるレベルに回復させる。制御ユニット３８は、予備標準状態４４では未だ線源ＬＡの機能を停止させている。予備標準状態４４での待ち時間終了後に、制御ユニット３８は、標準状態４０へ切り替えることにより、線源ＬＡの起動を含む基板加工の再開を可能にする。
標準状態４０への切り替え前の待ち時間は、いくつかの方式のうちの１つにより実現される。一実施例では、制御ユニット３８は、タイマーを使用し、予備標準状態４４に入ってから所定時間後に標準状態４０に切り替える。

図５には、別の実施例が示されており、この実施例では、センサ６０がチャンバ３６ａ〜３６ｄの出口３７に備えられ、チャンバからの排出流内の望ましくない物質の濃度を検出する。制御ユニット３８は、センサ６０から信号を受信し、望ましくない物質の濃度が所定の閾値より小さい値になり、安全作業可能になったことを、すべての出口３７のセンサ６０が指示した場合にのみ、予備標準状態４４から標準状態４０へ切り替える。センサ６０は、出口３７の１つ以上のところに、例えば湿度センサ、酸素センサ、全有機物含量センサ（これ自体は公知である）を含んでいる。その他のセンサには、硫黄センサ、シリコンセンサ、リン含有物質センサが含まれる。このほか何らかの関連物質用のセンサを加えることができる。
別の実施例では、１組の共通のセンサがすべてのチャンバ３６ａ〜３６ｄからのガス流の集中する位置に配置される。更に別の実施例では、チャンバ３６ａ〜３６ｄの一部のチャンバの出口３７のみにセンサを有し、制御ユニット３８は、他のチャンバが開かれた場合、予備標準状態４４で少なくとも所定時間経った後に、標準状態４０へ切り替える。

センサを出口３７に設ける代わりに又は該センサに加えて、別のセンサ６０を、チャンバ３６ａ〜３６ｄのどこかに配置することができる。チャンバ用のすべてのセンサが、望ましくない物質が十分に低レベルであることを指示すれば、モードが切り替えられる。出口にセンサ６０を配置することには、排出されるすべての物質を確実に検出できる位置にセンサが配置される利点がある。
「停止」状態４８は、給電停止状態に相応する。その場合、少なくとも調整処理ユニット３０１が作動停止する。給電停止状態では、制御ユニット３８は（まだ作動している場合）、放射線源ＬＡの機能を止め、投影装置の操作員に対し警告を発する。その場合、操作員は、手動操作式の弁３０３を開き、調整処理されていないパージ・ガスをチャンバ３６ａ〜３６ｄへ流すことができる。その場合、例えば音響調整器である受動式調整器３０２（バイパス内の小さな穴を有する壁）が、流れを調整する。調整処理されていないパージ・ガスを供給する別の形式も可能であることを理解されたい。例えば、流路の他のどこかからチャンバへパージ・ガスを注入する。

標準作動中は、弁３０３が閉じられ、調整処理されないパージ・ガス流は阻止される。好ましくは、制御ユニット３８は、弁３０３に連結された検出入力部を有し、弁３０３が開弁しているか否かを検出する。もし開弁状態であれば、制御ユニット３８は、稼働開始前には弁３０３が閉状態でなければならないことを操作員に指示し、弁３０３が閉じられるまで、停止状態に留める（必要ならば、停止状態に切り替える）。
投影装置が始動すると、制御ユニット３８は、まず始動状態４６を設定する。始動状態では、制御ユニット３８は、減圧弁ユニット３０６にパージ・ガス流量を増量させ、標準状態４０でのチャンバ３６ａ〜３６ｄへの流量より多くする。標準状態４０での流量は、概して、ビーム経路内にあまり渦流が発生しない程度の低量である。始動状態では、パージ・ガス流量が、渦流を発生するレベルに増量されることが好ましい。高流量、好ましくは渦流により、望ましくない物質は、ビーム経路内の光学構成部品から、より急速に蒸発又は昇華する。制御ユニット３８は、始動状態では、放射線源ＬＡの機能を停止させる。

図６は、減圧弁ユニット３０６の一実施例を示している。減圧弁ユニット３０６は、減圧弁３０７、および、入口３０４と出口３０８との間に並列配置された制御可能なオン／オフ弁３０５を含んでいる。制御ユニット３８は、制御可能なオン／オフ弁３０５を開くことにより、始動状態４６でのパージ・ガス流の増量を可能にする。
一例では、始動状態４６での流量増加は、標準状態４０での流量の２倍である。このほかの流量、すなわち標準状態での流量の１．５〜１００倍の流量を使用できることが理解されよう。また、流量増加は多くの形式で実現でき、例えば、調整処理ユニット３０１からチャンバ３６ａ〜３６ｄまで完全に別個の流路を設けて、付着した物質の除去に最も効果的な箇所でパージ・ガスを注入することにより実現できることを理解されたい。その場合、制御ユニット３８は、始動状態４６のときのみ、別個の流路を開放する。同じように、他の実施例は、標準状態での流れ回路の、より大部分又はより小部分を共有する。
制御ユニット３８は、望ましくない物質がビーム経路内の光学構成要素から蒸発又は昇華すると、始動状態４６から予備標準状態４４へ切り替える。予備標準状態４４からの切り替えの場合同様、センサの検出結果がこの検出に使用されるか、又はタイマーが使用される。

以上、具体的な実施例を開示したが、他の実施例も可能であることは理解されよう。例えば、パージ・ガス供給には、弁の数がより多い又はより少ない種々の異なる接続形式が使用可能である。一実施例では、１つだけの制御可能な弁がすべてのチャンバ用又はチャンバ群用に使用され、流量が標準状態４０の流量から保守状態４２の流量に減少せしめられる。更に、チャンバ３６ａ〜３６ｄは、好ましくは各光学要素全部を包含するが、ビーム経路がチャンバ３６ａ〜ｄ内に包含される限り、チャンバ３６ａ〜ｄの壁の一部又は全部を光学要素で形成できる。
以上、本発明の特定実施例を説明したが、本発明は、以上の説明とは別様に実施できること概して理解されよう。以上の説明は、本発明を限定するものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置。 パージ・ガス供給装置。 状態図。 チャンバ供給弁ユニット。 パージ・ガス供給装置。 減圧弁ユニット。

符号の説明

ＬＡ 放射線源
ＩＬ 照明器
ＰＢ 投影ビーム
ＩＦ 干渉測定手段
ＰＬ 投影装置（レンズ）
Ｗ ウェーハ
Ｐ１，Ｐ２ 基板位置合わせ印
ＭＡ マスク
Ｍ１，Ｍ２ マスク位置合わせ印
Ｃ 目標部分
ＭＴ マスク・テーブル
ＰＭ 第１位置決め装置
ＷＴ 基板テーブル
ＰＷ 第２位置決め装置
３２ マニホールド
３６ａ〜ｄ チャンバ
３７ チャンバ出口
３８ 制御ユニット
３９ 命令入力装置
４０ 標準状態
４２ 保守状態
４４ 予備標準状態
４６ 始動状態
４８ 停止状態
６０ センサ
３０１ 調整処理ユニット
３０２ 流量調整器
３０３ 弁
３０５ オン／オフ弁
３０６ 減圧弁ユニット
３０７ 減圧弁
３４２ チャンバ供給弁ユニット
３４４ 制御可能な弁

Claims (7)

1. 放射線の投影ビーム用のビーム経路と、少なくとも１つのチャンバと、パージ・ガス供給装置とを含むリソグラフィ投影装置であって、
   前記ビーム経路が、投影ビームを得るための放射装置と、投影装置と、パターン形成手段を支持する支持構造体と、基板を保持する基板ホールダとを含み、
   前記投影装置が、パターン形成手段によりパターン形成された投影ビームを基板の目標部分に投影し、
   前記少なくとも１つのチャンバが、前記ビーム経路の少なくとも一部分を含み、前記チャンバ内で、前記放射装置、前記投影装置、前記支持構造体、及び／又は前記支持ホールダの少なくとも一部、またはそれらの組み合わせの少なくとも一部が、大気に曝露され、
   前記パージ・ガス供給装置が、前記チャンバにパージ・ガス流を供給するために前記チャンバに連結されているリソグラフィ投影装置において、
   前記リソグラフィ投影装置が、前記パージ・ガス供給装置および前記放射装置を少なくとも２つの操作モードで切り替えるように構成された制御ユニットを含み、
   前記モードが、標準モードと、別のモードとを含み、
   前記標準モードでは、前記制御ユニットが、前記放射装置の作動を可能にし、前記パージ・ガス供給装置を制御することにより、前記ビーム経路内の大気中に存在してビームに影響を与える望ましくない物質の濃度を低減するのに十分な標準流量のパージ・ガスを供給し、
   前記別のモードでは、前記制御ユニットが、前記パージ・ガス供給装置を制御することにより、前記標準流量より低い別の流量でパージ・ガスを供給し、かつ前記放射装置の作動を停止させることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. 前記パージ・ガス供給装置が、パージ・ガス源と前記チャンバとの間に互いに並列に接続された弁およびバイパスを含み、前記制御ユニットが、前記弁を、前記標準モード及び前記別のモードでの作動中に、それぞれ開弁状態及び閉弁状態に維持するように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
3. 前記モードが、予備標準モードを含み、該予備標準モードでは、前記制御ユニットが、前記パージ・ガス供給装置を制御し、パージ・ガスを前記標準流量で供給するとともに、前記放射装置の作動を停止させ、
   前記別のモードから前記予備標準モードを経て前記標準モードへ切り替えるようになっている請求項１又は請求項２に記載されたリソグラフィ投影装置。
4. 前記パージ・ガス供給装置が、前記チャンバから排出されるガス及び／又は前記チャンバ内のガスに含有される望ましくない物質の濃度を検出するセンサを含み、前記制御ユニットが、前記センサからの信号を受信するように接続されており、前記濃度が所定のレベル未満に低下したことをセンサ信号が指示するまで、前記予備標準モードから前記標準モードへの切り替えを延ばすようになっている請求項３に記載されたリソグラフィ投影装置。
5. 前記センサが、湿度センサ、酸素センサ、全有機物含量センサ、硫黄センサ、シリコンセンサ、リン含有物質センサ、及び／又はその他の汚染物質用のセンサのうちの少なくとも１つを含んでいる請求項４に記載されたリソグラフィ投影装置。
6. 前記ビーム経路が複数のチャンバを含み、前記制御ユニットが、前記パージ・ガス供給装置を切り替えることにより、前記チャンバのうちから選択可能なチャンバに前記別の流量を供給する一方、前記別のモードのチャンバの残りには標準流量を供給するように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
7. 前記モードが、さらに始動モードを含み、前記始動モードでは、前記制御ユニットが、前記パージ・ガス供給装置を制御することにより、前記標準流量より大きい別の流量でパージ・ガスを供給し、かつ前記放射装置の作動を停止させるようになっている請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。

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