JP2002270501A

JP2002270501A - リソグラフィー装置、デバイス製造方法、および、それによって製造されたデバイス

Info

Publication number: JP2002270501A
Application number: JP2001402917A
Authority: JP
Inventors: Schaik Willem Van; ファンシャイクウィレム
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2002-09-20
Also published as: DE60127229D1; KR100767837B1; US20020134947A1; KR20020051843A; DE60127229T2; TW556050B; US6924492B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光学部品から汚染物粒子を除去しうる手段を
有するリソグラフィー投影装置を提供すること、およ
び、遠紫外線システム内のミラーの酸化損傷を低減する
方法を提供することである。【解決手段】リソグラフィー投影装置において使用す
る光学部品の予備洗浄または、元の状態にもどす洗浄
は、光学部品をマイクロ波および／または赤外線放射線
で照射することで行うことができ、１０００ｃｍ^-1〜４
６００ｃｍ^-1の範囲の、ある波長あるいは、ある範囲の
波長を有する赤外線放射線が好ましい。この技法は、特
に、マスクの洗浄に好適である。汚染された光学部品に
配向されたマイクロ波および／または赤外線放射線の吸
収を監視することにより、前記光学部品の汚染度を適正
にすることができる。この方法は、遠紫外線装置内の水
の分圧を低減化することにも適している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフイー投
影装置に係わり、放射線投影ビームを与える放射装置
と、所望パターンにしたがって投影ビームにパターンを
付与するためのパターン付与手段を支持する支持構造体
と、基板を保持する基板テーブルと、基板のターゲット
部にパターン付与されたビームを投影するための投影装
置を有するリソグラフイー投影装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】本明細書で使用する用語「パターン付与
手段」は、広義に、基板のターゲット部に形成すべきパ
ターンに対応するパターンが付与された横断面を入射放
射ビームに付与するために使用することのできる手段を
表すものと解釈すべきあり、この文脈において、「光
弁」という用語も使用することができる。一般に、前記
パターンは、集積回路または、その他のデバイス（以下
を参照）のようなターゲット部に形成されるデバイスの
特定の機能層に対応する。この種のパターン付与手段の
例は、以下のものを含む。＊マスク：マスクという概念は、リソグラフィーに
おいて周知であり、種々のハイブリッドマスクのみなら
ず、二進交互位相偏移および減衰位相偏移のような種類
のマスクを含む。このマスクを放射線ビーム中に配置す
ることにより、マスクのパターンに応じて、選択的に、
マスクに衝突する放射線の透過(透過性マスクの場合)、
あるいは、反射(反射性マスクの場合)が生じる。マスク
の場合、支持構造体は、一般的にマスクテーブルであ
り、マスクテーブルにより、マスクは、入射放射線ビー
ムの所望位置で保持可能であり、また、望むならビーム
に対して移動可能である。＊プログラム化可能なミラー配列：この種のデバイ
スの一例は、粘弾性制御層と反射面とを有するマトリッ
クス・アドレス可能な面である。この装置の背後にある
基本概念は、例えば、反射面のアドレス領域が入射光を
回折光として反射するのに対して、非アドレス領域は入
射光を非回折光として反射することである。適切なフイ
ルターを使用して、前記非回折光は、反射ビームからフ
イルター除去され、回折光のみを後に残すことができ、
このようにして、ビームは、マトリックス・アドレス可
能面のアドレスパターンにしたがってパターン付与され
る。プログラム化可能なミラー配列の代替例は、微小ミ
ラー配列マトリックスを採用したものであり、微小ミラ
ーの各々は、適当な集中電界をかけることによって、あ
るいは、圧電性の作動手段を採用することで軸に対して
個々に傾けることができる。さらに、前記微小ミラー
は、アドレス化されたミラーが非アドレス化ミラーに対
して異なる方向に入射放射線ビームを反射するようにマ
トリックス・アドレスされうる。このように、マトリッ
クス・アドレス可能なミラーのアドレスパターンにした
がって前記反射ビームは、パターンが付与される。必要
なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的手段を
使用して行うことができる。前述の二つの実施形態のい
ずれの状態においても、パターンを付与する手段は、一
つまたは、複数のプログラム化可能ミラー配列を有する
ことができる。ここで言及されたミラー配列に関するよ
り多くの情報が、例えば、米国特許第５２９６８９１号
と第５５２３１９３号および国際公開公報第ＷＯ９８／
３８５９７号と第ＷＯ９８／３３９８６号（それらの記
載内容を本明細書の記載として援用する）で確認でき
る。プログラム化可能のミラー配列の場合、前記支持構
造体は、固定されるか必要に応じて移動できる、例え
ば、フレーム(台枠)またはテーブルとして組み立てられ
る。話しを簡単にするために、本明細書の残りの部分に
おける或る箇所では、具体的にマスクとマスクテーブル
を含む例として述べるが、そのような場合に議論される
一般的原則は、先に説明したようにパターン付与手段と
いう広義の文脈で理解すべきである。

【０００３】リソグラフィー投影装置は、例えば、集積
回路（ＩＣｓ）の製造に使用することができる。この場
合、パターン付与手段は、集積回路（ＩＣ）の個々の層
に対応する回路パターンを作ることができ、このパター
ンは、放射線感光性材料(レジスト)の層で被覆された基
板（シリコンウェーハ）のターゲット部(例えば、一つ
または複数のダイを含む)に描画することができる。一
般に、単一のウェーハは、投影システムによって一回に
一つづつ連続的に照射される複数の隣接ターゲット部分
から成る全体ネットワークを含む。マスクテーブル上で
のマスクによるパターン付与を採用する現在の装置は、
二つの異なる型式の機械に区別することができる。一つ
の型式のリソグラフィー投影装置では、一回の作動で、
ターゲット部の全マスクパターンを露光することによっ
て、各ターゲット部分が照射される。このような装置
は、一般にウエーハ・ステッパ−と称する。一般に、ス
テップ・アンド・スキャン装置と称する代替装置では、
投影ビームの下で所定の基準方向（走査方向）で漸進的
にマスクパターンを走査し、これと同期して該基準方向
に対して同方向または反対方向で基板テーブルを走査す
ることによって、各ターゲット部が照射される。一般
に、投影装置は、倍率Ｍ（通常は、＜１）を有し、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。本明細書中で説明されている
リソグラフィー・デバイスに関する詳しい情報は、例え
ば、米国特許第６０４６７９２号明細書（その記載内容
を本明細書の記載として援用する）で確認できる。

【０００４】リソグラフィー投影装置を使用する製造プ
ロセスにおいて、パターン(例えば、マスクの)が、放射
線感光性材料(レジスト)の層によって少なくとも一部が
被覆された基板に描画される。この描画段階に先立っ
て、基板は、プライミング（下地処理）、レジスト被覆
およびソフトベーク（軽加熱処理）のような各種処理を
受けるだろう。露光後、基板は、露光後加熱処理（ＰＥ
Ｂ）、現像、強加熱処理および描画部の測定／検査のよ
うなその他の処理を施されるだろう。この一連の処理
は、デバイス(例えば、集積回路)の個々の層にパターン
を付与するための基礎として用いられる。パターン付与
された層は、この後、エッチング、イオン注入（ドーピ
ング）、メタライゼーション（金属被覆処理）、酸化、
機械化学的研磨など、個々の層を仕上げるための各種処
理を受けるだろう。複数の層が必要な場合は、前記全て
の処理または、その変形処理を新たな各層に対して繰り
返す必要がある。最終的に、一連のデバイスが基板（ウ
ェーハ）上に存在することになる。これらのデバイス
は、この後、ダイシング（賽の目切断）またはソーイン
グ（鋸切断）のような技術によって互いに分離され、次
いで、個々のデバイスがキャリヤに装着され、ピンなど
に接続される。このプロセスに関する他の情報は、「Ｍ
icrochip Fabrication :A Practical Guide to Semicon
ductor Processing」（マイクロチップの製造：半導体
製造の実用ガイド）と題する書籍（第３版、ピーター・
バン・ザント著、マックグローヒル出版社、１９９７年
発行、ＩＳＢＮ 0-07-067250-4）（その記載内容を本明
細書の記載として援用する）で確認できる。

【０００５】話しを簡単にするために、投影装置は、こ
の後「レンズ」と称することができるが、この用語は、
広く、例えば、屈折光学、反射光学および反射屈折光学
系を含む各種投影装置を包含するものとして解釈するべ
きである。放射装置は、放射投影ビームの配向、形状付
与、あるいは制御のために、これら各種形状の設計構造
のいずれかににしたがって作動する部品を含むことがで
き、これらの部品は、以下で、総括的または単独で「レ
ンズ」と称することもできる。さらに、リソグラフィー
装置は、二つ以上の基板テーブル（および／または二つ
以上のマスクテーブル）を有する型式であってもよい。
この「マルチステージ」デバイスでは、追加のテーブル
が並列で使用可能であり、あるいは、一つ以上の別のテ
ーブルが露光のために使用されている間に、準備段階を
一つ以上のテーブルで実施可能である。二重ステージリ
ソグラフィー装置は、例えば、米国特許第５９６９４４
１号および国際公開公報ＷＯ９８／４０７９１号に記載
されている（それらの内容を本明細書の記載として援用
する）。

【０００６】リソグラフィー投影装置を使用して描画さ
れる像形の大きさを小さくするために照明放射線の波長
を短くすることは望ましいことである。その結果、現在
のところ、１８０ｎｍ未満（例えば、１５７ｎｍまたは
１２６ｎｍ）の波長の紫外線が考慮されている。５０ｎ
ｍ未満の例えば、１３．５ｎｍの遠紫外線（ＥＵＶ）波
長も考慮されている。紫外線放射の適切な供給源には、
水銀ランプおよびエキシマレーザーが含まれる。考慮さ
れた遠紫外線の供給源には、レーザー製プラズマ供給
源、放電源、および蓄電リングまたはシンクロトン内の
電子ビームの通路の周囲に設けた波状振動器（undulato
rs）または小刻み振動器（wigglers）が含まれる。

【０００７】遠紫外線放射線の場合は、投影システム
は、一般に、一連のミラーで構成され、マスクは、反射
性である。例えば、国際公開公報第ＷＯ９９／５７５９
６号で論議された装置を参照。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな波長で操作する装置は、より長い波長で操作する装
置よりも、汚染物粒子の存在に対して著しく敏感にな
る。炭化水素分子および水蒸気のような汚染物粒子が、
外部供給源からシステム内に持ち込まれうる。あるい
は、それらがリソグラフィー装置自身の中で生成されう
る。汚染物粒子は、例えば、遠紫外線放射線ビームによ
って基板からスパッター放出された破片および副産物、
あるいは、装置に使用されたプラスチック、接着剤およ
び潤滑剤の蒸発により生成した分子などを含みうる。

【０００９】これらの汚染物質は、システム内の光学部
品に吸着する性質があり、放射線ビームの透過ロスをも
たらす。１５７ｎｍ放射線が使用される場合、僅か一つ
あるいは数個の汚染物粒子の分子膜が各光学表面に形成
されると、約１％の透過ロスが観察される。この透過ロ
スは、許容できない大きさである。さらに、この種のシ
ステムの投影ビーム強度における均一性必要条件は、
０．２％未満である。局部的に集中した汚染は、この必
要条件が満たされない原因になりうる。

【００１０】光学部品の表面への汚染物粒子の吸着、ま
たは、例えば非反射性コーティングの多孔性表面の場合
における光学表面内での汚染物粒子の吸着が、例えば、
亀裂などの損傷を光学部品そのものにもたらす危険もあ
る。そのような損傷は、光学部品が、例えば１５７ｎｍ
放射線の紫外線によって、全出力で急激に照射された場
合に起こりうる。照射によって、光学部品の前記多孔性
表面内に捕捉された水の微粒子のような、より微細な汚
染物粒子の急激な蒸発が起こり、このため光学表面その
ものを損傷する。この損傷は、非常に損害が大きく、ご
く僅かの発生の危険も避けなければならない。それゆ
え、リソグラフィー装置の光学部品を、できるだけ汚染
物質のない状態に維持することが望まれる。

【００１１】光学部品を洗浄する従来の方法には、例え
ば、紫外線の存在によってその活性が増大されるオゾン
を洗浄剤として使用することが含まれる。しかしなが
ら、そのような洗浄方法は、大変過酷であり、洗浄され
る光学部品を、特に、その表面を損傷するであろう。一
般的にテフロン（登録商標）基材料または、他の有機材
料を有するマスクは、特に、そのような洗浄方法の使用
により損傷をうける。

【００１２】遠紫外線放射用装置に関する別の問題は、
とりわけ装置内の水分子の存在にかかわる。典型的に、
遠紫外線リソグラフィー機械の操作に必要な高真空シス
テムは、水の高い分圧を有する。しかしながら、放射遠
紫外線と水の存在の組み合わせは、ミラーの酸化を引き
起こす傾向がある。これは、不可逆であり、プロセスに
大きな損害を与え、非常に重大なミラー反射のロスをも
たらす。ミラーの交換に高い費用がかかることに制限さ
れて、結局、前記の状態では、リソグラフィー機を低反
射水準で操作することになり、そのため、生産性が低下
する。結果として、ミラーの寿命も低減し、さらに目立
った経済的不利益をもたらす。

【００１３】酸化防止キャップ層が、この問題の解決可
能策として提案されている。しかしながら、この分野に
おける成功例は、今までのところ極めて僅かしか公開さ
れていない。遠紫外線システムに使用されるミラーの寿
命を１５時間を超えて増大させうる防止方法は、まだ発
見されていない。これは、望ましい１００００時間より
も、かなり短い時間である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】したがって、光学部品か
ら汚染物粒子を除去できる手段を有するリソグラフィー
投影装置を提供することが本発明の目的である。遠紫外
線システムのミラーに生じる酸化損傷を低減化する方法
を提供することも本発明の目的である。

【００１５】前記目的およびその他の目的が、冒頭で述
べたリソグラフィー装置に関して、本発明によって達成
され、その装置は、さらに、光学部品に付着した汚染物
粒子を、実質的に光学部品を加熱することなく除去しう
る放射線供給源を有することを特徴とする。

【００１６】本発明者は、例えば、マイクロ波および／
または赤外線放射線のような放射線をリソグラフィー投
影装置に供給することが、システム内の光学部品の洗浄
と、ミラーに対する損傷の低減化との両者に効果的であ
ることを見出した。洗浄は、システム内の光学部品に適
切な放射線源を配向することで実行される。この放射線
は、光学部品の表面に吸着した汚染物質分子によって吸
収される。放射線を吸収する分子は、励起され、十分な
エネルギーを得て、光学部品の表面から蒸発する。それ
ゆえ、マイクロ波および／または赤外線放射線が、吸着
した汚染物質を光学部品から除去するために、前記の方
法で使用可能である。

【００１７】本発明は、リソグラフィー投影装置の光学
部品に穏やかでかつ効果的な洗浄方法を提供する。洗浄
後は、放射線ビームの透過が増大し、均一性も改良され
る。さらに、光学部品の洗浄は、光学部品の表面（光学
表面）に吸着された水のような小さい分子の数を著しく
減少させる。この洗浄は、同様に、紫外線投影ビームで
照射された時、そのような分子の非制御的蒸発によって
光学部品に亀裂が形成されたり、あるいはその他の損傷
が発生したりする可能性を少なくする。

【００１８】本発明の利用は、装置内に装着されること
もある傷つきやすい光学表面への損傷をも回避する。特
に、マイクロ波および／または赤外線の強度は変えるこ
とができ、そのことが初期放射を低強度で行うことを可
能にする。それゆえ、この方法は、例えば、テフロン
（登録商標）含有マスクの使用に好適である。

【００１９】光学部品に使用される材料は、例えば、Ｃ
ａＦ₂、ＢａＦ₂、ＭｇＦ₂および石英などで、それら
は、若い数字の水酸基群を有することもあるし、有しな
いこともある。これらの材料が比較的低い周波数を持つ
放射赤外線で照射されると、これらの材料は、放射赤外
線を吸収し、その結果実質的に熱くなる。リソグラフィ
ー投影装置の光学要素を加熱するために放射赤外線を使
用する一つの具体例が、ＥＰ−０５３２２３６Ａ１で確
認できる。しかしながら、光学部品上の投影ビームの熱
負荷が比較的小さい場合、前記光学部品を加熱すること
は、光学部品の光学的性質に影響を及ぼし、その結果装
置の描画遂行に悪影響を及ぼすので、一般的に望ましく
ない。光学部品が露光によって実質的に、かつ、許容で
きないほどに熱くなるかどうかは、例えば、材料の種類
および光学部品の大きさと形状次第である。このため、
１０％、２０％あるいは３０％でさえ光学部品によって
吸収される放射線でも、まだ本発明にとっては好適であ
る。光学部品を実質的に加熱することなく選択的に汚染
物質分子を除去するために、１０００ｃｍ^-1を超える赤
外線放射線が、フッ化カルシウム製光学部品に好適であ
り、また、２８００ｃｍ^-1を超える赤外線放射線が、石
英製光学部品に好適である。

【００２０】このような（光学部品によって吸収されな
い）赤外線放射線を使用することの付加的な利点は、各
光学部品の両側が同時に、単一の赤外線供給源の使用で
洗浄されることである。さらに、この方法は、放射線
が、光学部品自身よりもむしろ汚染物質によって、とり
わけ吸収されるので効果的である。洗浄された光学部品
は、洗浄プロセスによって、それ自身が実質的に加熱さ
れることはないので、直ちに露光に使用できる。

【００２１】本発明のリソグラフィー装置は、遠紫外線
システム内で発生しやすい酸化損傷をも低減する。本発
明のこの実施形態において、この装置は、水の回転また
は、振動の周波数と一致する周波数を有する赤外線ある
いはマイクロ波放射線で照射される。そのような周波数
で照射されることによって、装置内の水分子が、選択的
に加熱される。これにより、装置内の様々な表面に吸着
されうる水分子の蒸発および除去がおこなわれ、それに
よって、ミラーの酸化が低減する。

【００２２】この方法は、水分子を、選択的に狙うの
で、水がこのシステムから除去されうる効率的な方法を
提供し、一方、装置自身を加熱することを回避する。こ
のことは、用具の熱的安定性の要求を犠牲にしない遠紫
外線装置の経済的実行可能性のために必須であり、ま
た、少ない段取り時間でよいという特徴のために必須で
ある遠紫外線ミラーの寿命を延長する。

【００２３】本発明のさらなる観点にしたがって、以下
の段階を有するデバイス製造方法が提供される。放射線
感光性材料層で少なくとも一部が被覆された基板を用意
する段階と、放射システムを使用する放射線投影ビーム
を用意する段階と、投影ビームに、その横断面において
パターンを付与するパターン付与手段を使用する段階
と、放射線感光性材料層のターゲット部上にパターン付
与された放射線ビームを投影する段階とを有し、光学部
品に付着した汚染物質分子を、実質的に前記光学部品を
加熱することなく前記汚染物質分子を除去しうる放射線
で照射することにより除去する段階とを有することを特
徴とするデバイス製造方法。

【００２４】そのうえ、この方法は、さらに、光学部品
の汚染度を、前記光学部品を放射マイクロ波および／ま
たは放射赤外線で照射すること、および前記放射線の吸
収度を監視することによって、測定する段階を含む。

【００２５】この後者の方法は、装置内の光学部品の汚
染度を、通常、露光に先立って測定できることを提供す
る。光学表面の汚染物質の存在を示す吸収度が望ましく
ないほど高い場合は、本発明の方法かまたは他の方法を
利用して、洗浄を実施できる、または、洗浄を続行でき
る。このことにより、汚染水準が許容できることが分か
るまで露光を延期することができる。それゆえ、各露光
間における透過および均一性水準を高い状態に確保する
ことが可能となり、装置の効率を最大限に高める。

【００２６】本明細書では、特に、集積回路の製造で本
発明装置を用いることについて説明がなされるであろう
が、この装置が他の多くの適用可能例を有することを明
確に理解すべきである。例えば、この装置は、集積光学
システムと、磁区メモリー、液晶表示パネル、薄膜磁気
ヘッドなどの案内および検出パターンとの製造において
用いることができる。このような代替的な適用例に関連
して、本明細書中の用語「レティクル」、「ウエーハ」
または、「ダイ」は、より一般的な用語「マスク」、
「基板」および「ターゲット部」によってそれぞれ置き
換えられると考えるべきことを、当業者は、理解するで
あろう。

【００２７】本明細書において、用語「放射線」および
「ビーム」は、放射紫外線（例えば、３６５，２４８，
１９３，１５７または１２６ｎｍの波長を有する）およ
び遠紫外線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有す
る遠紫外線放射）、およびイオンビームまたは電子ビー
ムのような粒子線を含む全ての種類の電磁放射線を包含
するものとして使用されている。

【００２８】本発明およびその利点について、図面を併
用して、以下の典型例によって説明する。図中、同一部
材は同一符号で表示されている。

【００２９】

【発明の実施の形態】［例１］図１は、本発明の具体例
によるリソグラフィー投影装置を模式的に示す。このリ
ソグラフィー投影装置は、放射線（例えば、紫外線ある
いは遠紫外線の放射）の投影ビームＰＢを供給する放射
システムＥ_X，ＩＬを有し、この特定実施形態の場合
は、前記放射システムは、放射線源ＬＡをも有し、マス
クＭＡ（例えば、レティクル）を保持するマスクホルダ
に設けられ、マスクをアイテムＰＬに対して正確に位置
決めする第一位置決め手段に接続された第一対象物テー
ブル（マスクテーブル）ＭＴを有し、基板Ｗ（例えば、
レジスト被覆シリコンウエーハ）を保持する基板ホルダ
に設けられ、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決
めする第二位置決め手段に接続された第二対象物テーブ
ル（基板テーブル）ＷＴを有し、基板Ｗのターゲット部
Ｃ（例えば、一つまたは複数のダイを有する）上にマス
クＭＡの照射部を描画するための投影システム（レン
ズ）ＰＬ（例えば、ミラー群）を有する。図のように、
このリソグラフィー投影装置は反射型である（即ち、反
射マスクを有する）。しかしながら、一般に、リソグラ
フィー投影装置は、例えば、（透過マスクを有する）透
過型であっても良い。代替的に、リソグラフィー投影装
置は、前記のごとき型式のプログラム可能なミラー配列
のような他の種類のパターン付与手段を用いてもよい。

【００３０】放射線源ＬＡ（例えば、水銀ランプ、エキ
シマレーザー、ストレイジリングまたはシンクロトンま
たはレーザー製プラズマ供給源内の電子ビームの通路の
周辺に備えられたアンジュレーターまたはウイグラー）
は、放射線ビームを生成する。このビームは、直接に、
あるいは、例えば、ビーム拡大器Ｅ_Xのような調整手段
を横断後、照明系（照明器）ＩＬ内に供給される。照明
器ＩＬは、ビームに、強度分布の外側およびまたは内側
の半径方向広がり（一般に、それぞれ外側σおよび内側
σと称する）を設定する調整手段ＡＭを備えてもよい。
さらに、照明器は、一般に、積分器ＩＮおよびコンデン
サーＣＯのような種々のその他の部品を備える。このよ
うに、マスクＭＡに衝突するビームＰＢは、その横断面
に所望の均一性および強度分布を有する。

【００３１】放射線源ＬＡは、リソグラフィー投影装置
のハウジング内にあってもよいが（放射線源ＬＡが例え
ば、水銀灯であるときに該当することが多い）、リソグ
ラフィー投影装置から離間していてもよく、放射線源が
生成する放射線ビームが（例えば、好適な指向ミラーの
助けで）装置内に導かれることが図−１に関連して留意
すべきことであり、後者の説明の場合は、放射線源ＬＡ
がエキシマレーザーである場合に該当することが多い。
本発明および特許請求の範囲は、これらの場合の両者を
包含する。

【００３２】ビームＰＢは、この後、マスクテーブル上
に保持されたマスクＭＡを捕らえる。マスクＭＡを横断
後、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、このレンズ
は、ビームＰＢを基板Ｗのターゲット部Ｃ上で集束す
る。第二位置決め手段（および干渉式測定手段ＩＦ）の
助けで、基板テーブルＷＴは、正確に移動して、例え
ば、ビームＰＢの通路に、異なるターゲット部Ｃを位置
決めすることができる。同様に、第一位置決め手段は、
例えば、マスクＭＡをマスクライブラリーから機械的に
取り出し後、あるいは、走査中に、ビームＰＢの通路に
対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用する
ことができる。一般に、対象物テーブルＭＴ、ＷＴの移
動は、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短
ストロークモジュール（微細位置決め）の助けで実現さ
れ、これらのモジュールは、図１に明瞭に示されていな
い。しかし、（ステップアンドスキャン装置とは対照的
な）ウェーハステッパの場合、マスクテーブルＭＴは、
短ストロークアクチュエータに単に接続したり、あるい
は、固定することができる。

【００３３】図示された装置は、二つの異なるモードで
使用することができる。１．ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは、
事実上静止状態に維持され、全マスク像が一回の作動
（即ち、単一フラッシュ）でターゲット部Ｃ上に投影さ
れる。基板テーブルＷＴは、この後、ｘおよび／または
ｙ方向に変位され、異なるターゲット部Ｃが、ビームＰ
Ｂによって照射される。２．走査モードにおいて、所定のターゲット部Ｃが単一
フラッシュで露光されない点を除いて、ほぼ同じ説明が
適用される。その代わりに、マスクテーブルＭＴは、速
度ｖで所定方向（いわゆる、走査方向、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、
マスク像全体を走査し、同時に、基板テーブルＷＴは、
速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または反対方向に同時に移動し、
ここで、Ｍは、レンズＰＬの倍率（典型的に、Ｍ＝１／
４または１／５）である。このようにして、比較的大き
なターゲット部Ｃの露光を、分解能について妥協するこ
となく行うことができる。

【００３４】本発明の具体例において、洗浄しなければ
ならない光学部品上に赤外線またはマイクロ波放射線の
ビームを指向させることにより、光学部品は、汚染物粒
子を洗浄される。例えば、洗浄しなければならない光学
部品はマスクである。しかしながら、本発明は、システ
ム内のあるゆる部品、たとえば、照明または投影システ
ムの中に含まれる光学部品（即ち、レンズ）から汚染物
質を除去することに使用できる。本発明は、一つまたは
複数の光学部品に、同時に、または別々に適用できる。

【００３５】この具体例において、放射システムは、波
長１５７ｎｍの紫外光線を発生すると想定されるが、１
２６ｎｍのような他の波長も使用できる。

【００３６】図２は、本発明例のマスクステージをより
詳細に示す。マスクＭは、マイクロ波および／または赤
外線放射線で照射される。図２に示した本発明例におい
て、放射線は、赤外線供給源ＩＲＳで生成される赤外線
放射線である。放射線を吸収する、あらゆる汚染物質分
子は、エネルギーを得て、それらが吸着している表面か
ら蒸発する。照射は、露光に先立ってかまたは、露光と
同時に行われてもよい。洗浄を要するマスクまたは、そ
の他の光学部品が、リソグラフィー投影装置の中に挿入
される前に照射されてもよいこともまた、予見される。

【００３７】赤外線放射線ＩＲＳの適切な供給源に、白
熱電球が含まれる。マイクロ波放射線の適切な供給源
に、空洞共振器、後進波発信器および「クライストロ
ン」が含まれる。この放射線供給源は、ある範囲の波長
の放射線を提供する、即ち、単一の、あるいは、ある狭
い範囲の波長の放射線を提供できる広帯域エミッターで
もよい。この放射線供給源は、異なる波長に切り替える
ことができるように調整可能であることが望ましい。所
望の波長を選択するためにフイルターを用いてもよい。

【００３８】あらゆる分子内の化学結合は、特定の周波
数で回転し且つ振動している。一般に、マイクロ波領域
に回転周波数があり、赤外線領域に振動周波数がある。
それゆえ、これらの領域において一つまたは、ある範囲
の波長で照射すると、回転または振動によって汚染物質
分子が励起され、除去される。マイクロ波または、赤外
線放射線に好適な波長あるいは、波長の範囲は、回転励
起が使用される場合（マイクロ波領域）は、０．３ｃｍ
^-1〜４６００ｃｍ^-1の範囲、典型的には１〜１００ｃ
ｍ^-1の範囲であり、または、振動励起が使用される場合
（赤外線領域）は、４００〜４６００ｃｍ^-1である。

【００３９】本発明の一例は、一つまたは複数の特定の
汚染物質分子を、ターゲットとして、その分子に即ち、
その分子内の化学結合に特有の回転または振動の周波数
でもって照射することを含んでいる。例えば、振動励起
の場合、アルキル基のＣ−Ｈ結合は、２８００ｃｍ^-1〜
３０００ｃｍ^-1の範囲に広がる周波数を有し、Ｏ−Ｈ結
合は、２８００ｃｍ^-1〜３８００ｃｍ^-1の範囲に広がる
周波数を有する。任意の分子における各振動の正確な周
波数は、立体効果および非共有結合（例えば、水素結
合）のような因子の数によって決定される。各種の化学
結合の、おおよその振動周波数が、以下の表に示されて
いる。

【００４０】前述の特定周波数の一つまたは、ある範囲
の周波数の赤外線放射線は、上記の周波数の一つを含ん
でいるので、一致する型の化学結合を有する分子を励起
するために使用できる。

【００４１】例えば、水およびアルコールなど、リソグ
ラフィー装置に介在する汚染物質分子の多くが、Ｏ−Ｈ
結合を有しており、それゆえ、周波数の好適範囲は、２
８００ｃｍ^-1〜３８００ｃｍ^-1である。水の振動周波数
は、この範囲の上限側にあり、水の分子を特にターゲッ
トにしたいなら、３５００ｃｍ^-1〜３８００ｃｍ^-1の周
波数が使用できる。同様に、他の汚染物質も、問題とさ
れる汚染物質の振動周波数に一致する周波数を有する放
射線で光学部品を照射することによってターゲットにす
ることができる。複数の異なる汚染物質がターゲットと
なるように、複数の周波数を順番に、または、同時に照
射してもよい。

【００４２】個々の種類の汚染物質を除去するために、
それぞれ決まった波長を使用することが望ましいが、一
方、例えば、マイクロ波および／または赤外線放射線の
供給源として広帯域エミッターを使用することによっ
て、代替的に広範囲の波長が使用されることが必要とな
る。これは、広範囲の種類の異なる分子を同時に励起さ
せ、蒸発させるだろう。

【００４３】所望であれば、マイクロ波および／または
赤外線放射線の吸収を、センサー２を用いて監視するこ
とができる。このことは例２で、さらに、説明される。

【００４４】本発明の洗浄方法は、例えば、オゾンおよ
び／または紫外線放射線の使用を含む他の洗浄方法と共
同して使用できることが予見される。

【００４５】［例２］以下に説明することを除いて、例
１と同じである本発明例２において、光学部品の表面上
の汚染物質による赤外線放射線の吸収を監視するセンサ
ー２が装置に取り付けられている。例１と同じく、ここ
でも赤外線放射線が利用されているが、マイクロ波放射
線も使用できることが考えられる。図２において、セン
サー２が、マスクに指向された赤外線放射線の吸収を監
視するように図示されているが、このセンサー２は、任
意の光学部品に指向された放射線の吸収を監視すること
に使用することもできる。

【００４６】図２に示したように、光学部品は、反射型
でもよく、その場合、センサーは、赤外線放射線の反射
率を測定するであろう。しかしながら、透過型のマスク
であれば、マスクまたは、他の光学部品を通過する透過
度を測定するように、センサーが配置されるであろう。

【００４７】赤外線放射線の吸収度は、光学部品が汚染
物質により汚染されている範囲の割合を示す。このよう
にして、このセンサーは、問題の光学部品が露光を行う
ために十分に清浄であるか、あるいは、さらに洗浄が必
要であるかどうかを示すために使用できる。光学部品が
洗浄を必要とする時を決定できるように、この検知プロ
セスの定期的な使用が望ましい。

【００４８】このセンサーは、洗浄プロセスの間におい
ても使用できる。実施形態１に説明したように洗浄が行
われ、そして、照射が行われる間に、前記放射線の吸収
がセンサー２を使用して監視される。この吸収水準が十
分な水準以下に下がっていることをセンサーが示し、か
くして、光学部品の汚染水準が許容できるときは、洗浄
プロセスが停止され、露光が行なわれる。

【００４９】さらに、本発明の赤外線方式で光学部品が
十分に洗浄されていないことを、センサーが示す場合
は、他の技法を用いてもよい。

【００５０】［例３］以下に説明することを除いて、例
１と同じである本発明例３において、システム内の水の
分圧は、赤外線またはマイクロ波放射線で、好ましく
は、赤外線放射線で照射されることで低減される。

【００５１】この実施形態において、放射システムは、
遠紫外線（ＥＵＶ）領域の放射線を生成する。例えば、
この放射線は、約５０ｎｍ未満の波長、好ましくは、約
２０ｎｍ未満および、より好ましくは、約１５ｎｍ未満
の波長を持たなければならない。リソグラフィー業界に
おいて、少なからぬ支配力を得ている、遠紫外線領域に
おける波長の実例は、１３．５ｎｍであるが、例えば、
１１ｎｍのような、この領域において期待できる別の波
長もある。

【００５２】この例では、リソグラフィー装置の内部
は、赤外線供給源ＩＲＳからの赤外光線で照射される。
この放射線の周波数は、水分子によって吸収される周波
数である。例えば、３５００ｃｍ^-1〜３８００ｃｍ^-1の
範囲内、好ましくは、約３４００ｃｍ^-1（２．９４：
ｍ）の周波数または、周波数の範囲である。この放射線
は、単一の周波数または、狭い範囲の周波数であること
が、好ましい。

【００５３】照射は、非常に短い応答時間で動的に制御
されねばならない。本実施形態において、装置内の水の
分圧が測定可能な質量分析計であってもよいセンサー２
が、照射の動的制御に使用できる。かくして、水の分圧
が特定の水準を越えていることをセンサーが示すと、照
射のパルスがシステムに適用される。

【００５４】このような照射によって、水分子の蒸発お
よび除去が行われ、結局、システム内の水分圧は、許容
水準以下に減少する。このことは、装置内にある、あら
ゆるミラーの酸化を低減させる。赤外線照射の後で、そ
の直後も含めて、いかなる時でも露光が実施できる。な
ぜなら、赤外線照射の間に装置自身は、加熱されず、し
たがって、冷却時間を要しないからである。代替的に、
赤外線照射は、露光と同時に行うことができる。

【００５５】本発明の特定例について説明したが、本発
明は、説明した以外の態様で実施可能であることは理解
されるであろう。前記説明は、本発明を限定することを
意図したものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係わるリソグラフィー投影装置
の模式図。

【図２】本発明例のマスクステージ。

【符号の説明】

ＬＡ放射線源ＩＬ照明器ＰＬ投影装置（レンズ）アイテムＰＢ投影ビームＭＡマスクＷ基板ＩＦ干渉式測定手段ＭＴマスクテーブルＷＴ基板テーブルＣターゲット部ＩＲＳ赤外線供給源２センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線投影ビームを与える放射装置と、所望パターンにしたがって投影ビームにパターンを付与
するためのパターン付与手段を支持する支持構造体と、基板を保持する基板テーブルと、基板のターゲット部にパターン付与されたビームを投影
する投影装置とを有するリソグラフイー投影装置におい
て、光学部品に付着している汚染物粒子を、前記光学部品を
実質的に加熱することなく除去しうる放射線供給源を有
することを特徴とするリソグラフイー投影装置。
【請求項２】前記放射線は、マイクロ波および／また
は赤外線の放射であり、前記マイクロ波および／または
赤外線の放射が前記汚染物粒子に向けられる請求項１に
記載されたリソグラフイー投影装置。
【請求項３】前記放射赤外線が１０００cm^-1〜４６０
０cm^-1の範囲内における、周波数または或る範囲の周波
数を有する請求項２に記載されたリソグラフイー投影装
置。
【請求項４】前記光学部品が、ＣａＦ₂、ＢａＦ₂およ
びＭｇＦ₂を包含する群から選択される化合物を含む請
求項３に記載されたリソグラフイー投影装置。
【請求項５】前記赤外線放射線が２８００ｃｍ^-1〜４
６００ｃｍ^-1の範囲内における、周波数または或る範囲
の周波数を有する請求項２に記載されたリソグラフイー
投影装置。
【請求項６】前記光学部品が石英を含む請求項５に記
載されたリソグラフイー投影装置。
【請求項７】前記赤マイクロ波放射線が１〜１００ｃ
ｍ^-1の範囲内における、周波数または或る範囲の周波数
を有する請求項２に記載されたリソグラフイー投影装
置。
【請求項８】少なくとも一部分が放射線感光性材料層
で覆われた基板を設ける段階と、放射装置を用いて放射線投影ビームを投与する段階と、放射線投影ビームに、その横断面におけるパターンを付
与するパターン付与手段を用いる段階と、前記放射線感光性材料層のターゲット部上にパターン付
与された放射ビームを投影する段階とを含むデバイス製
造方法において、光学部品を実質的に加熱することなく、汚染物粒子を除
去しうる放射線の照射によって、前記光学部品に付着し
た汚染物粒子を除去する段階を有することを特徴とする
デバイス製造方法。
【請求項９】前記放射線による前記照射が、前記投影
ビームへの露光と同時に行われる請求項８に記載された
デバイス製造方法。
【請求項１０】マイクロ波および／または赤外線の放
射で前記光学部品を照射すること、および、前記放射線
の吸収度を監視することによって、前記光学部品の汚染
水準を測定する段階を更に含む請求項８または請求項９
に記載されたデバイスの製造方法。
【請求項１１】前記汚染物粒子が水である請求項８か
ら請求項１０までのいずれか１項に記載されたデバイス
の製造方法。
【請求項１２】請求項８から請求項１１までのいずれ
か１項に記載された製造方法によって製造されるデバイ
ス。