JP4637223B2 - ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置に関し、たとえば、リソグラフィ装置内の所定の空間にわたって実質的に層状のガス流をフラッシングするガス・フラッシング・デバイスに関する。

リソグラフィ装置は、基板の標的部上に所望のパターンを塗布する機械装置である。リソグラフィ装置を、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。こうした状況で、マスク等のパターニング手段を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射に敏感な材料の層（レジスト）を有する基板（例えば、シリコンウェハ）上の（例えば、１つのダイの一部、１つのダイ又はいくつかのダイを含む）標的部上にイメージングすることができる。一般に、単一基板は、連続的に露光される隣接する標的部のネットワークを収容するであろう。知られているリソグラフィ装置は、標的部上に全体のパターンを一度に露光することによって、それぞれの標的部が照射される、いわゆる、ステッパ、及び、投影ビームを通してパターンを、所与の方向（「走査」方向）に走査し、一方、基板を、この方向に平行又は逆平行に同期して走査することによって、それぞれの標的部が照射される、いわゆる、スキャナを含む。

より詳細には、本発明は、
−放射ビームを供給する照明システムと、
−その放射ビームの断面内にパターンを有する放射ビームを与える（ｉｍｐａｒｔ）のに役立つパターニング手段を支持する支持構造と、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン化されたビームを基板の標的部上に投影する投影システムとを備える。

投影システムは通常、基板の標的部上にビームを収束させる、レンズなどの光学部品を備える。しかし、本明細書でさらに少し詳しく指摘されるが、ミラーなどの反射性部品を介してビームを送ることも可能である。これらの光学部品の表面は、ガス状汚染物質と相互作用し、その結果、光の透過又は光の反射が、光学部品の表面がこれらのガス状汚染物質と相互作用しなかった場合に比べて精度の無い状態で起こる。

相互作用の結果、これらの光学部品を介した光の透過又は反射の妨害が生ずる場合がある。すなわち、相互作用によって、ある層が、光学部品の表面上か又は表面内に形成される場合があり、光学部品の透過係数又は反射係数が変わる。この変化は永続的な性質を有する場合がある。光学部品は通常、装置の非常に費用のかかる部品であるため、これらの粒子との相互作用による、これらの部品の寿命の減少は非常に望ましくない。本文書では、「粒子」という用語は、汚染性のガスの一部として使用されることが多い。これらの粒子は、分子の寸法を有してもよいことが理解されるべきである。

これらの光学部品と相互作用するガス状汚染物質は、たとえば、基板のビームへの露出前に、たとえば、ガス放出の結果として、基板のビームへの露出中に、基板からの材料の除去の結果として、又は、基板のビームへの露出後に、たとえば、基板をベーキングする結果として、（レジストをコーティングされた）基板によって放出される場合がある。これらのガス状汚染物質は、リソグラフィ装置内にも存在する場合がある。光学部品の表面と相互作用する可能性のある粒子は、たとえば、ＵＶ放射の生成中に形成される場合もある。光学部品との相互作用は、放射の影響下で起こる場合がある。しかし、ウェハ又は、リソグラフィ装置内に存在する他の場所からのガスが、放射の影響下で、光学部品の表面上のコーティングと相互作用することが最も多い。化学作用によって、結晶が形成され、結晶が、光学部品の性能に悪い影響を与える。これらの結晶を除去するために、装置が開発されなければならず、それによって、ダウンタイム、したがって、費用が生ずる。結晶を取り除くことができない場合があり、光学部品は、新しい光学部品と交換されなければならない。

光学部品の表面とガス状汚染物質の相互作用を防止する１つの方法は、光学部品の表面に沿ってガス流をフラッシングして、光学部品の表面に近づこうとしていた汚染性粒子を、ガス流の中で、引き離すことによって実行される。（パターン化された）投影ビームがたどる経路に沿って進む粒子が、光学部品の表面に達するのを防止するために、（パターン化された）投影ビームにわたってガス流を供給することが有用である場合もある。ガス流は、（パターン化された）投影ビームにわたってと、光学部品の表面に沿っての両方で供給されてもよい。ガス流が、（パターン化された）投影ビーム、又は、そのための任意の他の放射ビームにわたって供給される場合、フラッシング・ガスは、投影システムで使用される放射を実質的に吸収しないことが好ましい。ガス流は、ガス流の遮蔽効果を改善するために、実質的に層状のガス流であることも非常に好まれる。

欧州公開特許広報番号ＥＰ １０９８２２６ Ａ２は、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を記述する。デバイスは、互いの上部に平行に積み重ねた、多数の空間を含む。使用時、ガスは、これらの空間のそれぞれを通って並行方向に沿って流れる。層流を確保し、乱流を最小にするために、種々の空間が、互いに空間的に分離される。このシステムは、多くの状況で、（パターン化された）投影ビームにわたって、且つ／又は、光学部品の表面に沿って層状のガス流をフラッシングする有用な方法を提供するが、システムは、有利でないことには、たとえば、光学部品の表面と粒子用供給源の間の最小距離によって決まる空間を多く占め過ぎる。実際に、この従来技術で述べたガス・フラッシング・デバイスの存在によって、投影システムの底部と基板テーブルの間の距離が、望ましくないほどに大きくなければならない。

この状況で、基板の標的部上にビームを投影する分野において、現在の傾向は、より大きな開口数ＮＡを要求する、より正確な投影を対象としていることに留意する価値がある。基板と、投影システムの最終レンズ素子の、たとえば、底部の間には、ガス状汚染物質をフラッシング除去することを可能にする距離が存在する必要がある。距離が長い必要があり、又、ＮＡ数が大きい必要がある場合、レンズの底部は比較的大きくなければならない。

このレンズの底部の作製、機械加工などが、非常に費用のかかるプロセスであるため、レンズの底部がずっと小さいことが好ましい。大きなＮＡ数の場合、基板とレンズの底部の間の距離は、好ましくは、できる限り小さく、レンズに当たることなくウェハを搬送することがちょうどできるほどに十分大きい。

光学部品の表面と基板の間で多くの空間を占め過ぎないようにして、光学部品の表面と光学部品のその表面に対向して接近して位置する基板の間にガス・フラッシング・デバイスの設置を可能にする、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を提供することが本発明の目的である。

（パターン化された）放射ビームにわたってと、且つ／又は、光学部品の表面に沿って、実質的に層状のガス流をフラッシングするための、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を提供することが本発明の目的である。

粒子が、容易には超えられない層状のガス流を可能にする、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を提供することが本発明の目的である。

ガス・フラッシング・システムによって生成されるガス流が、ほぼ平坦である、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を提供することが本発明の目的である。

層状のガス流にわたって均質である層状のガス流の生成を可能にする、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を提供することが本発明の目的である。

設計及び製造が簡単である、ガス・フラッシング・デバイスを有するリソグラフィ装置を提供することが本発明の目的である。

光学部品の表面と基板の間で多くの空間を占め過ぎないようにして、光学部品の表面と光学部品のその表面に対向して接近して位置する基板の間にガス・フラッシング・デバイスの設置を可能にする、ガス・フラッシング・デバイスを提供することが本発明の目的である。

粒子が、容易には超えられない層状のガス流を可能にする、ガス・フラッシング・デバイスを提供することが本発明の目的である。

ガス・フラッシング・システムによって生成されるガス流が、ほぼ平坦である、ガス・フラッシング・デバイスを提供することが本発明の目的である。

層状のガス流にわたって均質である層状のガス流の生成を可能にする、ガス・フラッシング・デバイスを提供することが本発明の目的である。

設計及び製造が簡単である、ガス・フラッシング・デバイスを提供することが本発明の目的である。

本発明の態様によれば、リソグラフィ装置が提供され、リソグラフィ装置は、
−放射ビームを供給する照明システムと、
−放射ビームの断面内にパターンを有する放射ビームを与えるのに役立つパターニング手段を支持する支持構造と、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン化されたビームを基板の標的部上に投影する投影システムと、
−放射ビームにわたって、且つ／又は、光学部品の表面に沿って、実質的に層状のガス流をフラッシングするガス・フラッシング・デバイスとを備え、ガス・フラッシング・デバイスは、
単一のガス出口であって、単一のガス出口は、ガス出口の下流端に内部リムを有し、内部リムは、ガス・フラッシング・デバイスの全ガス出口領域を画定する、単一のガス出口と、
ガス出口の下流端にあるラミネータであって、ラミネータは、層状のガス流がそこから流れる有効領域を有し、ラミネータの有効領域は、ラミネータ開口を有する材料を含む、ラミネータとを備え、
有効領域は、全ガス出口領域と少なくとも同じ大きさである。

使用時に、ガス流は、ラミネータを出て、互いに平行に流れる小さな流れに分割されるため、単一出口の全ガス出口領域を、層状のガス流を生成するのに使用することができる。換言すれば、ラミネータを出る流れは、全体の流れの断面に対して実質的に均一な流れである。ラミネータの下流の断面領域に対する、ラミネータの上流での流れの断面領域の観点から損失が起こらない。これは、全ガス出口領域と少なくとも同じ大きさの断面について連続した流れを有することが可能であるという利点を有する。これは、ガス性汚染物質が、層状のガス流を横切って進むことを防止するのに十分に濃厚な層状のガス流を可能にする。ガス流が濃厚であるため、流れは、その有効性を低下することなく、比較的小さな断面を有することもできる。これは、比較的小さなガス出口領域を有する単一出口を可能にする。最終的には、これが意味することは、たとえば、投影システムの底部と基板テーブルの間の距離は、従来技術に記載される装置における必要な距離より小さい可能性がある。

したがって、ガス・フラッシング・デバイスは、投影システムの底部と基板テーブルの間で、実質的に層状のガス流を供給するように構成されることができる。これによって、基板テーブルに面するレンズの底部、又は、基板テーブルに面するミラー表面が、基板から発生する粒子と相互作用することから保護されることが可能になる。

本発明の実施形態によれば、ラミネータは、層状のガス流が加速し、それによって、層状のガス流が乱流になるのを防止するように、ある角度下で、投影システムの底部に近づくように向きを調整される。層状のガス流の加速は、流れが、投影システムの底部に向かって送られる時に起こる。流れが加速されると、層流性が増加する。これは、図に概略的に示される。ガス流が層状になればなるほど、レンズ又はミラーに近づくガス性汚染物質に対して、レンズの底部又はミラーの表面用の遮蔽を提供することがますます可能になる。

本発明の実施形態によれば、ガス・フラッシング・デバイスは、ガス出口に向けてガスを流すための、ガス出口で終わる導管を備え、導管は、投影システムの底部及び／又は基板テーブルと実質的に平行に向きを調整される。これによって、層状のガス流を流す（ａｐｐｌｙ）ために、投影システムの底部と基板テーブルの間で最小の距離が必要であるようにガス出口を設置することが可能である。通常、投影システムの底部、即ち、レンズ又はミラーは、基板テーブルに平行である。特に、層状のガス流がある角度下で投影システムの底部に近づくように、ラミネータが向きを調整される状況では、ラミネータを導管の向きに対して傾斜して設置することによって、投影システムの底部と基板テーブルの間に長い距離を有することなく、有効な層流が、投影システムの底部に沿ってフラッシングされることができる。

本発明の実施形態によれば、ガス・フラッシング・デバイスは、実質的に層状のガス流を吸収するガス入口をさらに備える。これによって、圧力の蓄積が起こらないため、層状のガス流が、使用時に、比較的長い距離にわたって層状のままである可能性がある。流れは、ガス入口が存在しない状況に比べて、より長い経路にわたって層状のままである。

本発明の実施形態によれば、ガス入口は、ガス出口に対向して実質的に位置する。これによって、使用時に、流れが層状のままであるのにさらに役立つ。

本発明の実施形態によれば、ガス出口とガス入口は、ガス出口とガス入口の間にある容積が画定されるように接続され、容積は、前記パターン化されたビームに実質的に平行な方向に、パターン化されたビームに実質的に平行な方向の有効グリッド表面領域の寸法と同じ寸法を有する。この実施形態では、層状のガス流は、障壁によって囲まれ、それによって、これらの障壁に向かう方向から来るガス流は、層状のガス流を乱す可能性がない。

本発明のさらに別の有利な実施形態によれば、ガス・フラッシング・デバイスは、付加的なガス出口及び付加的なガス出口の下流端の付加的なラミネータをさらに備え、付加的なラミネータは、付加的な層状のガス流が、使用時、基板表面に沿って流れるように向きを調整される。この処置によって、ガス放出したレジストが、投影システムの底部に達する可能性がさらに減る。

本発明の別の態様によれば、たとえば、リソグラフィ装置内の所定の空間にわたって実質的に層状のガス流をフラッシングするガス・フラッシング・デバイスが提供され、ガス・フラッシング・デバイスは、
単一のガス出口であって、単一のガス出口は、ガス出口の下流端に内部リムを有し、内部リムは、ガス・フラッシング・デバイスの全ガス出口領域を画定する、単一のガス出口と、
ガス出口の下流端にあるラミネータであって、ラミネータは、実質的に層状のガス流がそこから流れる有効領域を有し、ラミネータの有効領域は、ラミネータ開口を有する材料を含む、ラミネータとを備え、
有効領域は、全ガス出口領域と少なくとも同じ大きさである。

実施形態において、ガス・フラッシング・デバイスは、ガス出口に向いた第１の方向にガスを流すための、ガス出口で終わる導管を備え、使用時に、ガスが、第１の方向に対して傾斜している第２の方向へ、ガス出口から流れるように、ラミネータ・グリッドが第１の方向に対して傾斜する。この実施形態によって、導管の断面より大きい有効領域が可能になる。この実施形態によって、層状のガス流が、その表面に沿って流れる時に加速し、それによって、層状のガス流が乱流になるのが防止されるように、層状のガス流は、ある角度下で表面に向かって送られることがさらに可能になる。

本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用が特に参照されるが、本明細書で述べるリソグラフィ装置が、集積化した光学系、磁気ドメイン・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（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどのような、他の適用形態を有してもよいことが理解されるべきである。こうした代替の適用形態の状況で、本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語の任意の使用は、それぞれ、「基板」又は「標的部」という、より一般的な用語と同意語として考えられてもよいことを、当業者は理解するであろう。本明細書で言及される基板は、たとえば、トラック・ツール（通常、レジスト層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）又は、計量ツール、又は、検査ツールにおいて、露光の前又は後で、処理されてもよい。適用可能である場合、本明細書の開示は、こうした、又、他の基板処理ツールに適用可能であってよい。さらに、基板は、たとえば、多層ＩＣを作成するために、２回以上処理されてもよく、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、既に、複数の処理された層を含む基板のことを言う場合もある。

本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（たとえば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び、極紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含む、全てのタイプの紫外放射を包含する。

本明細書で使用される「パターニング手段」という用語は、基板の標的部にパターンを作成するためなど、その断面内にパターンを有する投影ビームを与えるのに使用することができる手段のことを言うものとして広範囲に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の標的部における所望のパターンと厳密に対応しなくてもよいことが留意されるべきである。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などの、標的部で作成される、デバイスの特定の機能層に対応するであろう。

パターニング手段は、透過タイプか、又は、反射タイプであってよい。パターニング手段の例は、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及び、プログラム可能なＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィでよく知られており、バイナリ、交番位相シフト、減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、並びに、種々のハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能なミラー・アレイの例は、小型ミラーのマトリクス配置を使用し、小型ミラーのそれぞれは、到来放射ビームを異なる方向へ反射するために、個々に傾斜されることができ、こうして、反射ビームがパターニングされる。パターニング手段のそれぞれの例において、支持構造は、フレーム又はテーブルであってよく、たとえば、必要に応じて、固定されるか、又は、移動可能であってよく、又、パターニング手段を、たとえば、投影システムに対して、確実に所望の位置にあるようにしてもよい。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語は、「パターニング手段」という、より一般的な用語と同意語として考えられてもよい。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、たとえば、使用される露光放射に適した、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含む、種々のタイプの投影システムを包含するものとして広範囲に解釈されるべきである。本明細書における「レンズ」という用語の任意の使用は、「投影システム」という、より一般的な用語と同意語として考えられてもよい。

照明システムも又、投影された放射ビームを、送り、成形し、又は、制御するための、屈折、反射、及び反射屈折光学部品を含む種々のタイプの光学部品を包含することができ、こうした部品は又、以下で、ひとまとめで、すなわち、単数形で、「レンズ」と呼ばれてもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）の、又は、それより多くの基板ステージ（及び／又は、２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであってよい。こうした「マルチステージ」機械装置では、付加的なテーブルを並列に使用することができるか、又は、１つ又は複数のテーブル上で、準備工程（ｓｔｅｐ）を実行し、一方、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することができる。

ここで、本発明の実施形態が、添付の概略的な図面を参照して、例としてのみ述べられるであろう。図面では、対応する参照符号は、対応する部品を指示する。

図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、
−投影放射ビームＰＢ（例えば、ＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を供給するための照明システム（照明器）ＩＬと、
−パターニング手段（例えば、マスク）ＭＡを支持し、パターニング手段をアイテムＰＬに対して正確に位置決めする第１位置決め手段ＰＭに接続される、第１支持体（たとえば、マスク・テーブル）と、
−基板（例えば、レジストをコーティングしたウェハ）Ｗを保持し、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めする第２位置決め手段ＰＷに接続される、基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、
−パターニング手段ＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを、基板Ｗの標的部Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にイメージングする、投影システム（例えば、反射投影レンズ）ＰＬとを備える。

本明細書で示すように、装置は透過タイプである（例えば、透過マスクを使用する）。別法として、装置は、反射タイプ（例えば、先に述べたタイプのプログラム可能なミラー・アレイを使用する）であってよい。

照射器ＩＬは、放射源ＳＯからの放射を受け取る。放射源及びリソグラフィ装置は、別々の実体であり、例えば、放射源がエキシマ・レーザである。こうした場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成すると考えられず、放射ビームは、例えば、適当な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えるビーム送出システムＢＤを使用して、放射源ＳＯから照射器ＩＬへ渡される。他の場合では、例えば、放射源は水銀ランプである時、放射源は装置と一体の部品であってもよい。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要である場合、ビーム送出システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてもよい。

照明器ＩＬは、ビームの角度輝度分布を調整するように構成された調整手段ＡＭを備えてもよい。一般に、照明器の瞳面における、少なくとも外部及び／又は内部の放射方向の輝度分布の程度（一般に、それぞれ、σ−外部及びσ−内部と呼ぶ）を調整することができる。さらに、照明器ＩＬは、一般に、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの種々の他の部品を備える。照明器は、その断面において所望の均一性及び輝度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ばれる、調節された投影ビームを供給する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡ上に入射する。マスクＭＡを横切り、投影ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、基板Ｗの標的部Ｃ上にビームを収束させる。第２位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス）を使用して、基板テーブルＷＴは、たとえば、ビームＰＢの経路内の異なる標的部Ｃを位置決めするために、正確に移動されることができる。同様に、第１位置決め手段ＰＭ及び別の位置センサ（図１では明示的には示されない）を使用して、たとえば、マスク・ライブラリから機械的に取出した後か、又は、スキャン中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭ及びＰＷの一部を形成する、ストロークの長いモジュール（粗い位置決め）とストロークの短いモジュール（精密な位置決め）を使用して実現されるであろう。しかし、ステッパの場合（スキャナと対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、ストロークの短いアクチュエータに単に接続されるか、又は、固定されてもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２、及び、基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされてもよい。

示す装置を、以下の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、投影ビームに与えられる全体のパターンが、標的部Ｃ上に１度で投影される間、実質的に固定したままにされる（即ち、単一静的露光）。基板テーブルＷＴは、その後、異なる標的部Ｃを露光できるようにＸ及び／又は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は、単一静的露光でイメージングされる標的部Ｃのサイズを制限する。
２．スキャン・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられるパターンが、標的部Ｃ上に投影される間、同期して走査される（即ち、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（縮小率）拡大率及びイメージ反転特性によって決まる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光の標的部の（走査しない方向の）幅を制限し、走査運動の長さは、標的部の（走査方向の）高さを決める。
３．別のモードでは、プログラム可能なパターニング手段を保持するマスク・テーブルＭＴは、実質的に固定したままにされ、基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられるパターンが、標的部Ｃ上に投影される間、移動する、即ち、走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、プログラム可能なパターニング手段は、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動後か、又は、走査中における連続した放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードを、先に言及したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどの、プログラム可能なパターニング手段を利用するマスク無しリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードに関する組み合わせ、及び／又は、変形、或いは、全く異なる使用モードを使用してもよい。

図１に示すリソグラフィ装置は、本発明によれば、放射ビームにわたって、且つ／又は、光学部品の表面に沿って、実質的に層状のガス流をフラッシングするガス・フラッシング・デバイスを備えることができる。こうしたデバイスは、たとえば、リソグラフィ装置内の、基板Ｗか、又は、他の場所から出るガス性汚染物質が、投影システムＰＬの底部に達するのを防止するために、投影システムＰＬの底部と基板テーブルＷＴの間に、図１のＡで示す位置で使用されることができる。

図２は、本発明による、ガス・フラッシング・デバイス１の少なくとも一部を示す。デバイスは、ガス出口２の下流端に内部リム３を有する単一ガス出口２を備える。内部リム３は、ガス・フラッシング・デバイス１の全ガス出口領域を画定する。ガス出口２は、使用時に、実質的に層状のガス流がそこから流れるラミネータ４をさらに備える。ラミネータ４は、グリッド材料５及びラミネータ開口を備える有効領域Ａ２を有する。有効領域Ａ２は、全ガス出口領域Ａ１と少なくとも同じ大きさである。これは、図２を見ると容易にわかり、ラミネータ４の幅Ｄｒ及びラミネータ４の高さＨｒは、それぞれ、ガス出口領域Ａ１の幅Ｄｏ及びガス出口領域Ａ１の高さＨｏと等しい大きさである。ラミネータ４はグリッドとして示されるが、ラミネータ４は、通常、シートにわたって均等に分布した、円形開口を有するシートを備えてもよいことを覚えておくべきである。そのため、開口は、異なる形状、たとえば、図面（図２及び図４）に示す形状ではなく円形を有してもよい。

図３は、投影システムの底部Ｂ、及び、放射ビームが投影システムを出てそこに向かうウェハＷを概略的に示す。外側の放射ビームの一部が、破線矢印で指示される。ガス・フラッシング・デバイス１は、投影システムの底部（この図では、レンズＬの底部Ｂ）と、この図で、ウェハＷが設置される基板テーブル（この図には示されない）の間に実質的に層状のガス流を供給するように構成される。示すように、ガス・フラッシング・デバイスは、ガス出口２及び実質的に層状のガス流を吸収するガス入口７を備える。ガス入口７は、以下でより詳細に説明されるであろう。

図３において、点線の矢印で示す外側放射ビームの収束した使用が望まれる時、ガス・フラッシング・デバイス１の高さＨが、大きい、たとえば、ＥＰ １０９８２２６ Ａ２に示すほどに大きい場合、投影レンズＬの底部Ｂの領域は、ずっと大きくなければならないであろう。

図４は、本発明によるガス・フラッシング・デバイス１の別の実施形態を示す。ガス・フラッシング・デバイス１は、ガス出口２に向けて第１の方向にガスを流すための、ガス出口２で終わる導管８を備える。第１の方向は矢印Ｒで示される。ラミネータ４は、この実施形態では、第１の方向に対して傾斜しており、その結果、使用時、ガスは、第１の方向に対して傾斜し、この図ではラミネータ４にほぼ垂直である第２の方向Ｒ２にガス出口から流れる。この実施形態では、有効領域Ａ２は、再び、全ガス出口領域と少なくとも同じ大きさである。しかし、導管８の高さＨは、それぞれ、全ガス出口領域Ａ１及び有効領域Ａ２の高さＨｏ及びＨｒよりずっと小さい。この利点は図５に示される。ラミネータ４は、ガス出口２を出る層状のガス流が、ある角度で投影システムの底部Ｂに近づくように向きを調整される。結果として、層状のガス流が、投影システムの底部に向かう流れから、投影システムの底部に沿う流れへ方向を変えなければならない時に、層状のガス流は加速する。ガス・フラッシング・デバイスの導管８が、ガス出口２に向けてガスを流すための、ガス出口２で終わることが留意されるべきである。しかし、この導管は、投影システムの底部及び／又は基板テーブルに実質的に平行に向きを調整される。（基板テーブル自体は、図４及び図５に示されない、しかし、ウェハは通常、この基板テーブル上に配置される。）

図５に実線で示すガス出口２で終わる導管８は、層状のガス流の方向の変化をはっきりと示すために、レンズＬの底部Ｂから一定の距離のところに位置する。しかし、図５では、導管８とガス出口２が投影レンズの底部Ｂに非常に接近して位置した場合に、状況がどうなるかが破線で示される。投影システムの底部とウェハの表面の間の距離Ｋ１を有する代わりに、投影システムの底部とウェハの表面の間の距離は、Ｋ２であり、Ｋ１よりずっと小さい。レンズＬの底部であることになる、投影システムの底部は、矢印Ｂｒで示すサイズを有する可能性があり、導管８とガス出口２が実線で示すように位置する状況と比較すると、示すように、レンズＬの底部Ｂのサイズより非常に小さい。レンズＢの底部が非常に小さい可能性がある時、レンズの底部の作製についての実質的な費用の低減が達成される可能性がある。実際、ガス出口２で終わる導管８は、破線で引かれた導管及びガス出口によって示すように、レンズＬの底部に対して位置する。矢印Ｋ１及びＫ２の方向の、レンズＬの底部Ｂと導管８の上面の間の距離ｄ１は通常０．３ｍｍである。矢印Ｋ１及びＫ２の方向の、導管の下面とウェハの間の距離ｄ２、すなわち、Ｋ１−Ｋ２は通常約２ｍｍである。実線の導管８に対する、破線で示す導管の高さの減少、すなわち、Ｈｓ−Ｈが、必ずしも、レンズＬの底部Ｂの方へ送られるガスの流れを変えるわけではないことも、図５を見てはっきりわかる。

図６は、ガス出口２及びリム３を備えるガス・フラッシング・デバイス１の断面を示す。デバイスは、ガス出口２の下流端に内部リム３ａを有する単一ガス出口２を備える。ガス出口２は、ラミネータ４を装備し、ラミネータ４から、使用時、実質的に層状のガス流が流れる。ラミネータ４は、内部リム３ａの外側に位置するリム３の一部に接続される。ラミネータ４は、たとえば、グリッド材料としてニッケルを含む。ガス出口に接続するために、ラミネータは、折り重ねられ、曲げられ、又は、ガス出口２への接続を可能にするように、角Ｃｒでその他の方法で機械的に処理されてもよい。ラミネータ４が、内部リム３ａの外側に位置するリム３の一部に接続されるため、ラミネータ４は、ガス出口領域と少なくとも同じ大きさである可能性がある。ラミネータのリムへの取り付けは、当業者によって理解されるように、種々の異なる方法で可能である。

図７は、本発明によるガス・フラッシング・デバイス１の代替の実施形態の断面を概略的に示す。この場合、ラミネータ４は、ガス出口２の外側面に接続される。ラミネータ４は、溶接接続部９によってガス出口２に接続される。この文脈では、溶接は、はんだ付け、ろう付けなどを含んでもよい。

示すように、ガス出口２は、ラミネータ・グリッドがガス出口２の外側面と同一平面になるように、ラミネータ４の周囲を収容する凹所Ｒを備えることが可能である。これは、ラミネータの接続部がガス・フラッシング・デバイスの有効高さを増大させないことを意味し、このことは、次に、投影システムの底部とウェハの間の距離が、ガス・フラッシング・デバイスのサイズによって増大する必要がないことを意味する。もちろん、ラミネータがガス出口２の内側面と同一平面になることも可能である。ラミネータ４の有効グリッド領域Ａ２が、ガス出口２の全ガス出口領域Ａ１と少なくとも同じ大きさである限り、ガス・フラッシング・デバイスのサイズと有効な層状流の観点において最適な状況を達成することができる。図６と図７の両方において、有効グリッド領域Ａ２は、実際には、全ガス出口領域Ａ１より大きいことが留意されるべきである。

ガス出口２は、流れストレイトナ１０であって、流れストレイトナ１０の下流で、ガス出口２の内部断面にわたってガス流の速度を均一化する流れストレイトナ１０を備えることがさらに留意されるべきである。流れストレイトナ１０は、それぞれが一般に１００ミクロンより小さい直径を有する、開口を有する材料のシートを備える。開口は、一般に５０ミクロンより小さい直径を有してもよい。より好ましくは、開口は、２０ミクロンより小さい直径を有する。流れストレイトナ１０の開口は、流れストレイトナの領域の少なくとも１％で、且つ、５％未満を含んでもよい。好ましくは、開口は、流れストレイトナ１０の約２％を含む。ラミネータ４のグリッド・ラミネータ開口６は、一般に２００ミクロンより小さい直径を有する。好ましくは、ラミネータ開口６は、一般に１００ミクロンより小さい直径を有する。ラミネータ開口６が、一般に４０ミクロンより小さい直径を有することがより一層好ましい。ラミネータ開口６は、ラミネータの有効領域の少なくとも１０％で、且つ、３０％未満を含んでもよい。好ましくは、ラミネータ開口６は、ラミネータの有効領域の約２０％を含む。先に述べたように、ラミネータ４は、ニッケルなどの金属を含んでもよい。ガス出口２は、アルミニウム又は鋼、或いは、それらの任意の組み合わせからなるグループからの少なくとも１つの材料を実質的に含んでもよい。この材料を使用すると、導管８及びガス出口２の非常に薄い壁１１を作成することができ、その結果、ガス出口領域を最大にし、ガス・フラッシング・デバイス１の高さＨを最小にするという観点から、最適値を見出すことができる。同様に、容易に機械加工可能で、且つ、たとえデバイスの壁が非常に薄くても、比較的剛性の高いガス・フラッシング・デバイスの製造を可能にする他の材料を、ガス・フラッシング・デバイスの製造に採用することができる。

先に述べたように、ガス・フラッシング・デバイス１は、実質的に層状のガス流を吸収するガス入口７をさらに備えてもよい。この結果、圧力の蓄積が起こらないため、層状のガス流が、ガス流を吸収するガス入口７が無い状況に比べて、ずっと長い経路にわたって層状のままであることになる。ガス入口７は、ガス出口２に対向して実質的に位置する。ガス出口２は、ガス入口７と少なくとも形状が同じである。好ましくは、ガス入口７は、寸法の観点から、ガス出口２と同じである。

図８及び図９は、ガス・フラッシング・デバイス１の実施形態を示し、ガス出口２及びガス入口７は、ガス出口とガス入口の間に、容積Ｖが画定されるように接続される。この容積Ｖは、パターン化されたビームに実質的に平行な方向に、パターン化されたビームに実質的に平行な方向の領域の寸法と同じ寸法Ｈを有する。これが意味することは、ガス・フラッシング・デバイスの総合高さＨは、パターン化されたビームに実質的に平行な方向の有効グリッド表面領域の寸法によって決まることである。そのため、ガス・フラッシング・デバイス１は、非常に薄いか、又は、実質的に平坦な形状を有してもよい。先に概説したように、これが意味することは、投影レンズの底部とウェハの間の距離は、比較的小さく、ウェハ上の標的位置へのビームの投影精度を低下させることなく、投影レンズの底部を小さくすることが可能であることである。

図８は、ガス出口２とガス入口７の間に接続部１２を有する実施形態の平面図を示す。管２ａはガス供給源のための接続部を形成する。管７ａはガス排出のための接続部を形成する。ガス出口２とガス入口７の間で画定される容積はＶで示される。こうしたデバイスは、鋼又はアルミニウムから容易に機械加工されることができる。ラミネータ４（図８には示さず）は、たとえば、溶接接続部によって、ガス出口２に容易に接続されることができる。先に説明したように、ラミネータ自体は、ニッケルなどの金属シートを備えてよく、それ自体よく知られている電解加工によって、開口が形成された。

図９は、図８に示す実施形態の側面図を示す。ラミネータ４及び流れストレイトナ１０は点線で示される。

図１０及び図１１はそれぞれ、本発明によるフラッシング・デバイスのガス出口の実施形態を、断面で示す。これらの実施形態では、ラミネータ４及び流れストレイトナ１０は互いに平行である。ラミネータ４及び流れストレイトナ１０は、一方の面上で両方とも（図１０）か、両方の面で（図１１）、金属シートｍｓに接続され、金属シートは、導管８の薄い壁１１のリムに接続される。

使用時、ガス・フラッシング・デバイスは、ガスとしてろ過された空気を供給するように構成されることができる。このために、ガス・フラッシング・デバイスは、空気供給源及びろ過システムを装備されてもよい。ろ過された空気は、２００ナノメートルより大きな波長を有する放射をほとんど吸収しないことがわかっている。２００ナノメートルより大きな波長を有する放射を使用するリソグラフィ装置の場合、ろ過した空気を供給することによるガス供給源は、投影システムの底部を保護する非常に費用のかからない方法を提供する。

図１２Ａ〜Ｄはそれぞれ、本発明によるガス・フラッシング・デバイスの実施形態を、断面で示す。これらの実施形態では、ガス・フラッシング・デバイスは又、付加的なガス出口２０及び前記付加的なガス出口２０の下流端に付加的なラミネータ２１を備える。付加的なラミネータ２１は、付加的な層状のガス流が基板Ｗの表面に沿って流れるように向きを調整される。この処置は、投影システムの底部Ｂにガス放出したレジストが達する可能性がさらに減らす。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、付加的なガス出口２０を出る付加的なガス流の方向が、基板Ｗの表面に対して実質的に直角である実施形態を示す。

図１２Ｃ及び図１２Ｄは、付加的なラミネータ２１が、付加的なガス出口２０を出る付加的な層状のガス流が、基板表面に対してある角度で基板表面に近づくように向きを調整され、それによって、基板Ｗの表面に沿う付加的なガス流の方向の制御がさらに改善される実施形態を示す。

図６、７、９〜１０と同様に、付加的な流れストレイトナの下流で、付加的なガス出口の内部断面にわたって付加的なガス流の速度を均一化するガス流れストレイトナ１０が、ガス・フラッシング・デバイス内に挿入された。

図１２Ｄでは、付加的なガス出口は、互いに実質的に平行に向きを調整された少なくとも２つのラミネータのセットを装備する。

本発明の特定の実施形態について先に述べたが、本発明は、先に述べた以外の方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。説明は本発明を制限することを意図しない。特に、本発明は、リソグラフィ装置内の他の位置で、したがって、基板テーブルと投影システムの底部の間で使用してもよいことが理解されるであろう。

本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の略図である。 本発明の実施形態によるガス・フラッシング・デバイスのガス出口の略図である。 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の一部の略図である。 本発明の実施形態によるガス・フラッシング・デバイスの別のガス出口の略図である。 ガス・フラッシング・デバイスの使用時における、本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の一部のより詳細な概図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスの実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスの別の実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスの実施形態の略平面図である。 図８に示すガス・フラッシング・デバイスの略側面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスのさらに別の実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスのさらに別の実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスのさらなる実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスのさらなる実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスのさらなる実施形態のガス出口の略断面図である。 本発明によるガス・フラッシング・デバイスのさらなる実施形態のガス出口の略断面図である。

符号の説明

ＰＢ 投影ビーム
ＩＬ 照明システム
ＭＡ パターニング手段（マスク）
ＰＬ 投影システム（反射性投影レンズ）
ＰＭ 第１位置決め手段
ＭＴ 第１支持構造（マスク・テーブル）
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）
Ｗ 基板
ＰＷ 第２位置決め手段
ＳＯ 放射源
ＢＤ ビーム送出システム
ＡＭ 調整手段
ＩＮ 積分器
ＣＯ コンデンサ
Ｃ 標的部
ＩＦ２ 位置センサ
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アライメント・マーク
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメント・マーク
１ ガス・フラッシング・デバイス
２ ガス出口
２ａ 管
３ リム
３ａ 内部リム
４ ラミネータ
５ グリッド材料
６ ラミネータ開口
７ ガス入口
８ 導管
９ 溶接接続部
１０ 流れストレイトナ
１１ 非常に薄い壁
１２ 接続部
２０ 付加的なガス出口
２１ 付加的なラミネータ
Ａ１ ガス出口領域
Ａ２ 有効グリッド領域
Ｂ 投影システムの底部
Ｌ 投影レンズ
Ｃ 標的部
Ｃｒ 角
ｍｓ 金属シート
Ｖ 容積

Claims (30)

1. リソグラフィ装置内の所定の空間にわたって実質的に層状のガス流をフラッシングするガス・フラッシング・デバイスであって、
   単一のガス出口と、
   前記ガス出口に向けて第１の方向にガスを流すための導管と、
   前記ガス出口に、前記第１の方向に対して傾斜して配置されるラミネータであって、前記ラミネータから流れ出るガスを前記第１の方向と異なる方向に向けるラミネータと、を備えたガス・フラッシング・デバイス。
2. 前記単一のガス出口の下流端に、ガス出口領域を確定する内部リムを有し、
   前記ラミネータは、前記内部リムの外に位置するリムの一部に接続される請求項１に記載のガス・フラッシング・デバイス。
3. 前記ラミネータは、前記ガス出口の外側面に接続される請求項１または請求項２に記載のガス・フラッシング・デバイス。
4. 前記ラミネータは、溶接接続部によって前記ガス出口に接続される請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
5. 前記ガス出口は、前記ラミネータが前記出口の外側面と同一平面になるように、前記ラミネータの周囲を収容する凹所を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
6. 前記凹所は、前記ガス出口の外側リム又は前記外側面に位置する請求項５に記載のガス・フラッシング・デバイス。
7. 前記ガス出口は、流れストレイトナを備え、
   前記流れストレイトナは、当該流れストレイナの下流で、前記ガス出口の内部断面にわたって前記ガス流の速度を使用時に均一化する請求項１から請求項６のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
8. 前記流れストレイトナは、一般に１００ミクロンより小さい直径を有するような開口を有する材料のシートを備える請求項７に記載のガス・フラッシング・デバイス。
9. 前記開口は、一般に５０ミクロンより小さい直径を有する請求項８に記載のガス・フラッシング・デバイス。
10. 前記開口は、一般に２０ミクロンより小さい直径を有する請求項９に記載のガス・フラッシング・デバイス。
11. 前記ラミネータの開口は、一般に２００ミクロンより小さい直径を有する請求項１から請求項１０のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
12. 前記ラミネータの開口は、一般に１００ミクロンより小さい直径を有する請求項１１に記載のガス・フラッシング・デバイス。
13. 前記ラミネータの開口は、一般に４０ミクロンより小さい直径を有する請求項１２に記載のガス・フラッシング・デバイス。
14. 前記ラミネータは、実質的に金属を含む請求項１から請求項１３のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
15. 前記ガス出口は、アルミニウム及び鋼からなるグループからの少なくとも１つの材料を実質的に含む請求項１から請求項１４のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
16. 前記ガス・フラッシング・デバイスは、前記実質的に層状のガス流を吸収するガス入口をさらに備える請求項１から請求項１５のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
17. 前記ガス入口は、前記ガス出口に対向して位置する請求項１６に記載のガス・フラッシング・デバイス。
18. 前記ガス出口は、前記ガス入口と少なくとも形状が同じである請求項１７に記載のガス・フラッシング・デバイス。
19. 前記ガス出口は、前記ガス入口と寸法が同じである請求項１８に記載のガス・フラッシング・デバイス。
20. 前記ガス出口と前記ガス入口が接続される請求項１６から請求項１９のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
21. 実質的に平坦な形状を有する請求項１から請求項２０のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
22. 互いに実質的に平行に向きを調整されたラミネータと流れストレイナとのセットを備える請求項１から請求項２１のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
23. 付加的なガス出口及び前記付加的なガス出口の下流端に付加的なラミネータをさらに備える請求項１から請求項２２のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
24. 前記付加的なラミネータは、前記第１の方向に対し前記ラミネータと異なる向きで傾斜して配置されている請求項２３に記載のガス・フラッシング・デバイス。
25. 前記付加的なガス出口は、流れストレイトナを備え、当該流れストレイトナは、該流れストレイトナの下流で前記付加的なガス出口の内部断面にわたって前記付加的なガス流の速度を均一化する請求項２３又は２４のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
26. 前記付加的なガス出口が、互いに実質的に平行に向きを調整されたラミネータと流れストレイナとのセットを備える請求項２３又は２４のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイス。
27. 請求項１から請求項２６のいずれかに記載のガス・フラッシング・デバイスを備えたリソグラフィ装置であって、
    放射ビームを供給する照明システムと、
    前記放射ビームの断面内にパターンを有する放射ビームを与えるパターニング手段を支持する支持構造と、
    基板を保持する基板テーブルと、
    前記パターン化された放射ビームを前記基板の標的部上に投影する投影システムと、を備え、
    前記ガス・フラッシング・デバイスは、前記放射ビームにわたって、かつ／又は、光学部品の表面に沿って、実質的に層状のガス流をフラッシングする、リソグラフィ装置。
28. 前記ガス・フラッシング・デバイスは、前記投影システムの底部と前記基板テーブルの間で、前記実質的に層状のガス流を供給するように構成される請求項２７に記載のリソグラフィ装置。
29. 前記ラミネータは、前記層状のガス流が加速し、それによって、前記層状のガス流が乱流になるのを防止するように、前記ガス出口を出る前記層状のガス流が、使用時、前記投影システムの前記底部に対してある角度で、前記投影システムの前記底部に近づくように、向きを調整される請求項２８に記載のリソグラフィ装置。
30. 前記ガス・フラッシング・デバイスは、化学的にろ過された空気を含むガスを供給するように構成される請求項２７から請求項２９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。

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