JP2007201460A - 酸化汚染材料の化学還元方法、または汚染材料の酸化を減らす方法、およびこれらを行うための調整システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＵＶチャンバ内の汚染を減少する。
【解決手段】汚染材料とその酸化物を含むチャンバ２０の少なくとも一部に水素含有ガスが供給される。所定の最低水素ガス分圧と、所定の最高酸化剤分圧が、チャンバ内で作られる。作られた前記所定の最高酸化剤分圧と最低水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に前記チャンバ２０内は維持される。
【選択図】図３
【解決手段】汚染材料とその酸化物を含むチャンバ２０の少なくとも一部に水素含有ガスが供給される。所定の最低水素ガス分圧と、所定の最高酸化剤分圧が、チャンバ内で作られる。作られた前記所定の最高酸化剤分圧と最低水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に前記チャンバ２０内は維持される。
【選択図】図３
Description
本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いられ得る。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスが用いられ得る。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写され得る。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワーク（network）を含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
リソグラフィ装置では、基板上に結像できるフィーチャ（feature）のサイズは、放射ビームの波長によって制限される。高密度のデバイスを有すると共に、それ故に高運転速度である集積回路を製造するためには、より小さいフィーチャを結像できることが望ましい。最新のリソグラフィ投影装置が、水銀灯またはエキシマレーザによって生成される紫外光を用いている一方で、例えば約１３ｎｍなどの、より短い波長の放射を使用することが提案されている。このような放射は、極端紫外光（ＥＵＶ）または軟Ｘ線と呼ばれ、可能な放射ソースとしては、例えば、レーザ生成プラズマソース、放電プラズマソース、または電子蓄積リングからのシンクロトロン放射が含まれる。
近い将来には、ＥＵＶソースは、ＥＵＶ放射を生成するために錫または別の金属蒸気を使用するかもしれない。この錫は、リソグラフィ装置の他の部分に漏れるかもしれず、例えばミラーなどの光学エレメント上に、錫として、または酸化後の酸化錫としてすることになるだろう。
装置中の混合気体内の酸化物の量を減らす方法を提供することが望ましい。
本発明は、装置内の酸化物の量を減らす方法を提供するものであって、当該装置は、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含むチャンバを備えており、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、前記方法は、前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給すること、前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、および作られた前記所定の最高酸化剤ガス分圧および最低水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、少なくとも部分的に酸化された汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持することを備える。
本発明はさらに、パターン付け放射ビームを基板上に投影する工程を含むデバイス製造方法に関するものであり、当該方法は、放射ソースと、照明システムと、投影システムとを含むリソグラフィ装置を設けること、当該照明システムを用いて放射ビームを供給すること、および前記パターン付け放射ビームを供給するために、ビームの断面にパターンを付けることを備え、前記リソグラフィ装置の使用中、前記照明システム内の環境は本発明にかかる方法によって制御される。
本発明はさらに、リソグラフィ装置のプロセッサによってロードされるデータおよび命令を含み、当該リソグラフィ装置が本発明にかかる方法を当該リソグラフィ装置内で実行できるようにするように構成されたコンピュータプログラムに関する。
本発明はさらに、チャンバと制御ユニットとを備えた、酸化物の量を減らすための調整システムに関するものであって、当該チャンバは、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含み、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、前記チャンバは、前記チャンバの少なくとも一部に水素含有ガスを供給するように構成された入口と、前記チャンバの少なくとも一部の中に配置された、洗浄対象エレメントと、前記チャンバの少なくとも一部内の温度を測定するように構成された温度測定デバイスと、前記洗浄対象エレメントを加熱するための加熱エレメントとを備え、前記制御ユニットは、中に入れた酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバ内の温度を維持するように、前記加熱エレメントの駆動制御を行うように構成されている。
本発明はさらに、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、前記放射ビームの断面にパターンをつけて、パターン付き放射ビームを形成するように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、当該基板のターゲット部分に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムとを備えるリソグラフィ装置であって、前記照明システムが上述の調整システムを含む、リソグラフィ装置に関する。
本発明はさらに、リソグラフィ装置を用いて、パターニングデバイスから基板上にパターンを転写する工程を含む、半導体デバイス製造方法に関する。
本発明はさらに、装置のチャンバ内に設けられたエレメント上の汚染材料の堆積を取り除く方法に関するものであって、当該チャンバは、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含み、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、前記方法は、前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給すること、前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、作られた前記所定の酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持すること、および前記エレメント上の前記堆積の少なくとも一部を取り除くためのハロゲン含有ガスを供給することを備える。
本発明はさらに、リソグラフィ装置内の混合気体中の酸化錫の量を減らす方法に関するものであって、当該リソグラフィ装置は前記混合気体を含むチャンバを備え、当該混合気体は、ある量の錫材料と、ある量の酸化錫とを備えており、前記方法は、前記チャンバの少なくとも一部内に水素ガスを供給すること、前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、および作られた前記所定の酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記錫材料の量が前記酸化錫の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持することを備える。
本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において、同じ参照符号は、対応する部分を示す。
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置１は、放射ビームＢ（例えば、紫外光（ＵＶ）または極端紫外光（ＥＵＶ））を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬを含む。支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置付けることができるように構成された第１位置決めデバイスＰＭに連結されている。また、基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴは、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けることができるように構成された第２位置決めデバイスＰＷに連結されている。投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＬは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成されている。
照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
支持体は、パターニングデバイスを支えるもの、すなわちその重量を支持するものである。支持体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているかいないかなどといった他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。支持体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。支持体は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。支持体は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
本明細書において使われる「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフト特徴すなわちいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに種々のハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
本明細書において使われる「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。
リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルを並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすような比較的高屈折率を有する液体、例えば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができる型のものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、例えば、マスクと投影システムとの間の別の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使われている「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、どちらかといえば、露光中、投影システムと基板との間に液体があるという意味でしかない。
図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射ソースＳＯから放射を受ける。例えば、放射ソースがエキシマレーザである場合、放射ソースとリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射は、放射ソースＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射ソースが水銀灯である場合、放射ソースは、リソグラフィ装置の一体型部品とすることもできる。放射ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節デバイスＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
放射ビームＢは、支持体（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサＩＦ１（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、けがき線(scribe-lane)アライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。
１． ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光領域の最大サイズによって、単一静止露光時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
２． スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（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の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めるとよい。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かし、すなわちスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射ソースが採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイス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。
上述の使用モードの組合せおよび／または変形物、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
本説明において「光学エレメント」とは、光学フィルタ、光学グレーティング、ミラー（多層鏡、斜入射鏡、直入射鏡、集光鏡など）、レンズ、レチクル、ダイオード、センサ（強度測定センサ、エネルギーセンサ、ＣＣＤセンサ、光学アライメントセンサなどのアライメントセンサなど）、デブリ軽減システム（ガスバリアやフォイルトラップなど）から選ばれる１つ以上のエレメントを含む。
このような光学エレメントは、平面または曲面であってよく、層、フォイル、デバイスなどとして存在してよい。本発明の実施形態では、これらの光学エレメントは所定の波長（５〜２０ｎｍのＥＵＶ放射、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍなど）の放射用にろう付け（blazed）または設計されてもよい。光学エレメントがレンズである場合には、波長λの放射に対して透過型であってよく、またはミラーの場合には反射型であってよく、または回折格子である場合には回折型であってもよい。これらの１つ以上の光学効果をもたらす光学エレメントもある。
当業者にとっては当然とみなされることであるが、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射は、その少なくとも一部が５〜２０ｎｍの範囲内にあるということが見出された、特定の波長帯域幅の放射に関するものである。
本説明において「酸化物を減らす」とは、酸化物の形成の防止、酸化物の非酸化物状態への化学還元のうちの少なくとも１つを含む。これは、気相の酸化物と、固相および液相の酸化物の両方について行うことができる。
本説明において「酸化物」とは、酸素（Ｏ２）、水（Ｈ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、 一酸化炭素（ＣＯ）などの、酸素を含む物質を含む。
図２は、放射システム２、照明光学ユニット４、投影システムＰＬを含む、リソグラフィ装置１のより詳細な態様を示している。
放射システム２は放射ソースＳＯを含み、この放射ソースＳＯは放電プラズマによって形成することができる。極端紫外光（ＥＵＶ）放射は、キセノン（Ｘｅ）ガス、リチウム（Ｌｉ）蒸気または錫（Ｓｎ）蒸気などの気体または蒸気（その中で電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するように非常に熱いプラズマが生成される）によって生成できる。非常に熱いプラズマは、電荷の部分的にイオン化されたプラズマを光軸Ｏ上に落とすことによって生成される。効率的な放射の生成のためには、Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気またはその他の適切な気体もしくは蒸気の１０Ｐａの分圧が必要となり得る。放射ソースＳＯから放出された放射は、ソースチャンバ７からガスバリアまたは汚染トラップ９を介してコレクタチャンバ８へと進む。このガスバリアまたは汚染トラップ９は、ソースチャンバ７の開口部の中または裏側に位置する。ガスバリア/汚染トラップ９はチャネルを含む。
コレクタチャンバ８は、斜入射コレクタによって形成され得る放射コレクタ１０を含む。コレクタ１０によって送られた放射は、回折格子スペクトルフィルタ１１から反射されて、コレクタチャンバ８中の開口にある仮想線源１２に合焦される。コレクタチャンバ８から、放射ビーム１６は、照明光学ユニット４の中で直入射リフレクタ１３、１４を介してレチクルまたはマスクテーブルＭＴ上に位置付けられたレチクルまたはマスク上に反射される。パターン付けされたビーム１７が形成され、これが投影システムＰＬの中で、反射エレメント１８、１９を介して基板テーブルＷＴ上に結像される。照明光学ユニット４および投影システムＰＬには、図示されているよりも多くのエレメントが一般に存在し得る。
上述の通り、ＥＵＶソースはＥＵＶ放射を生成するために錫（Ｓｎ）蒸気を使用してもよい。錫は、リソグラフィ装置の中へと漏れる可能性があり、かつ放射コレクタのミラー、フォイルトラップなどのリソグラフィ装置中の光学エレメント上に堆積する。このような放射コレクタのミラーは、ルテニウム（Ｒｕ）のＥＵＶ反射上層を有してもよい。反射Ｒｕ層上の約１０ｎｍを超える錫の堆積層は、バルク錫と同様にＥＵＶ放射を反射する。錫ベースのＥＵＶソースの近くに、このような層が、限られた時間以内で堆積される。従って放射コレクタは、定期的に清掃する必要がある。
堆積された錫の層には純粋な錫（Ｓｎ）だけが含まれているわけではないということが判明している。層の大部分に、ＳｎＯやＳｎＯ２などの酸化錫が含まれる。ヨウ素ガスを用いて、Ｓｎを洗浄することができるが、これでは酸化錫を取り除くのに十分ではない。従って、ヨウ素ガスで洗浄する前に、酸化錫を減らさなければならない。材料に非常に厳しい状態をもたらす化学還元プロセスが考えられる。例えば、このようなプロセスにおいて放射コレクタ５０は劣化してしまう可能性がある。
図３は、本発明の一実施形態にかかる調整システムの概略図である。この調整システムは、装置中の酸化物（汚染材料の酸化物を含む）を非酸化物状態（non-oxidic state）に還元するために用いられる。調整システムは、チャンバ２０と制御ユニット２１とを含む。チャンバ２０(この中で上記還元が行われる)には、 入口２２と出口２３が設けられている。入口２２は、少なくともチャンバ２０の一部に気体を供給するように構成されている。一実施形態では、Ｈ２含有ガスが供給されるが、酸化剤 （Ｏ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２、ＣＯなど）またはアルゴン（Ａｒ）のような他の気体も、入口２２を介してチャンバ２０の少なくとも一部に供給される／存在する。入口２２の断面は、バルブなどの調節デバイス２４を用いて調節可能としてもよい。あるいは、入口２２に化学フィルタを設けて、これを介してそこに供給される気体を濾過するようにしてもよい。入口２２の断面を調節することによって、または化学フィルタを用いてそこに供給される気体を濾過することによって、異なるガスの分圧間の比率、例えば水素／酸化剤分圧比を変えることができる。出口２３は、同じ目的でポンプ２５に接続されてもよい。
チャンバは、光学エレメント２８および／またはチャンバ２０ならびにこれらの一部を加熱するための加熱エレメント２９に接続された光学エレメント２８（例えばコレクタ１０）を含む。図３では、加熱エレメント２９は、チャンバ２０内で光学エレメント２８に隣接して描かれている。当然のことながら、加熱エレメント２９はチャンバ２０の縁部に設けられてもよく、または光学エレメント２８内に一体化されてもよい。
さらにチャンバ２０には、温度測定デバイス２６および／またはガス分圧測定デバイス２７を設けてもよい。当該温度測定デバイス２６は、チャンバ２０またはその一部内の温度を測定するように構成されている。ガス分圧測定デバイス２７は、チャンバ２０またはその一部内のガス分圧（例えば、水素、酸化剤およびアルゴンのガス分圧）を測定するように構成されている。
図３では、１つの温度測定デバイス２６、ガス分圧測定デバイス２７および加熱エレメント２９が描かれている。当然のことながら、他の実施形態では、１つのチャンバ２０につきこれらのコンポーネントそれぞれを２つ以上設けてもよい。さらに、チャンバ２０には２つ以上の入口２２および／または出口２３を設けてもよい。
制御ユニット２１は、チャンバ２０内を特定の温度にし、かつ当該温度を維持するように加熱エレメント２９の駆動を制御するように構成されている。この駆動は、温度測定デバイス２６から受信される測定信号に基づくようになされ得る。さらに、制御ユニット２１は、ガス分圧測定デバイス２７から受信される測定信号に基づいて、加熱エレメント２９のみならず、調節デバイス２４および／またはポンプ２５の駆動も制御してもよい。測定信号に応じて、制御ユニット２１は、チャンバ２０内の温度および／またはガス分圧に関する所望の状態を作り、かつ／または維持するために、調節デバイス２４、ポンプ２５および加熱エレメント２９のうちの１つ以上に制御信号を送信してもよい。
上記の目的のため、制御ユニット２１には、プロセッサ３０とメモリ３１とを設けてよい。制御ユニット２１のメモリ３１には、温度および／またはガス分圧に関して事前に特定された情報が格納され得る。メモリ３１に格納されたソフトウェアによって制御されて、制御ユニット２１のプロセッサ３０は、温度測定デバイス２６およびガス分圧測定デバイス２７から受信された測定信号と、メモリ３１に格納された温度およびガス分圧に関する事前に特定された情報とを用いて、調節デバイス２４、ポンプ２５および加熱エレメント２９のうちの１つ以上に送信すべき制御信号を計算するために使用することができる。
チャンバ２０の例としては、コレクタチャンバ８、照明光学ユニット４、投影システムＰＬが含まれる。
一実施形態では、制御信号は、調節デバイス２４、ポンプ２５および加熱エレメント２９のうちの１つ以上に直接送信されるのではなく、ディスプレイに送信される。この場合、リソグラフィ装置１の操作を担当するオペレータは、調節デバイス２４、ポンプ２５および加熱エレメント２９のうちの１つ以上への制御信号の供給を制御することができる。
熱力学的計算（実験によって確認されたもの）によって、例えばコレクタ１０などの閉ボリューム（closed volume）内の温度が、特定の酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とした熱力学的平衡において、特定の材料の酸化物（例えば酸化錫）に比べて、当該特定の材料（例えば錫）が大部分を占める時の温度よりも高い場合に、材料の酸化（例えば錫の酸化）を最小限に抑えた適切な環境が利用可能であるということが判明した。これは、当該温度が最低温度を超えて上昇した場合であるということが判明した。この最低温度では、汚染材料の量は、当該材料の酸化物の量の少なくとも１０倍多い。
本発明の実施形態に係る調整システム（例えば図３に概略が示されている調整システム）は、上記最低温度を達成し、かつ維持するために、チャンバ２０内の水素および酸化剤、そして酸化をもたらすすべての種類の気体（例えばＨ２Ｏ）の適切なガス分圧を作るように構成されている。汚染材料とその酸化物との間の熱力学的平衡が主に当該材料のほうにある（という状態、すなわち、酸化物のほうが少なくとも１：１０の割合で少ないという状態を作ることによって、チャンバ２０内の光学エレメント２８（例えばコレクタ１０）を洗浄することができる。ここで洗浄(cleaning)とは、上記汚染材料の堆積の完全なまたは部分的な除去として定義される。特に汚染材料の部分除去の場合、全洗浄プロセスは、いくつかの後続の（場合によっては同一の）プロセスから構成されてもよい。この場合、プロセスには、酸化材料の化学還元および／または汚染材料の除去が含まれ得る。
図４ａ〜図４ｄでは、異なる水素と酸素のガス分圧について、摂氏の温度の関数としての、錫（Ｓｎは実線）および酸化錫（ＳｎＯは下の方の一点鎖線、ＳｎＯ２は上の方の一点鎖線）の熱力学的に安定した量をｋｍｏｌで示した４つのシミュレーショングラフである。図４ａと図４ｂでは、酸化剤ガス分圧（このシミュレーションでは酸素ガスのみを含んでいる）１０-７ミリバール（mbar）である。図４ａでは水素分圧は１０-４ミリバールであり、図４ｂでは水素分圧は１０-３ミリバールと見なされている。図４ｃと図４ｄでは、酸化剤ガス分圧（これらのシミュレーションでは酸素ガスのみを含んでいる）は１０-８ミリバールである。図４ｃでは水素分圧は１０-４ミリバールであり、図４ｄでは水素分圧は１０-３ミリバールと見なされている。
表１は、特定の酸化剤/Ｈ２比の酸化錫の最低存在に必要な最低温度を摂氏（℃）で示している。
上記の熱力学的計算から、酸化剤ガス分圧が水素分圧よりも少なくとも約１００倍低い場合に、良好な結果が得られることが判明した。一実施形態では、酸化剤分圧は１０-８〜１０-１バール（bar）の範囲から選ばれ、水素ガス分圧は１０-４〜１０１バールの範囲から選ばれる。チャンバ２０内に設けられたエレメント（すなわち光学エレメント）上の汚染材料の堆積を取り除くための方法を適応させるために、同様の調整システムを使用してもよい。この方法では、チャンバの少なくとも一部に水素含有ガスを供給し、チャンバの当該部分内に所定の最低水素ガス分圧と最高酸化剤ガス分圧を作り、かつ所定の最低水素ガス分圧および最高酸化剤ガス分圧を前提とする平衡状態において、汚染材料の量が当該汚染材料の酸化物の量よりも少なくとも１０倍多くなる時の温度よりも高い温度に、チャンバの当該部分内の温度を維持した後で、ハロゲン含有ガスがチャンバ２０に加えられ、前記エレメント上の堆積の少なくとも一部を取り除く。一実施形態では、ハロゲン含有ガスはヨウ素含有ガスを含む。ハロゲン含有ガスは、水素含有ガスと同時に供給されてもよい。また、水素含有ガスとハロゲン含有ガスを交互に何回か（例えば３回または５回）（ハロゲン含有ガスを数分供給し、水素含有ガスを数分供給し、ハロゲン含有ガスを数分供給するなど）チャンバ２０内に供給することも可能である。当然のことながら、本明細書全体にわたって用いられているプロセッサ３０は、図５に示すようにコンピュータアセンブリ４０で実施することができる。メモリ３１は、例えばハードディスク４１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４２、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４３、および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４４などの、いくつかのメモリコンポーネントを含んでもよい。上記メモリコンポーネントのすべてが存在する必要はない。さらに、これらメモリコンポーネントは、プロセッサ３０に、またはメモリコンポーネント同士で物理的に近接している必要はない。これらは離れて配置されてもよい。
プロセッサ３０は、例えばキーボード４５および／またはマウス４６などのユーザインタフェースに接続されてもよい。また、タッチスクリーン、トラックボール、スピーチコンバータ、またはその他のインタフェースを使用してもよい。
プロセッサ３０は、読み取りユニット４７に接続されてもよく、この読み取りユニット４７は、例えばフロッピーディスク（登録商標）４８またはＣＤＲＯＭ４９などのデータキャリアからデータを読み出し、かつその状況によっては、当該データキャリアにデータを格納するように構成されている。また、ＤＶＤや他のデータキャリアを使用してもよい。
プロセッサ３０は、ディスプレイ５１（例えばモニタまたは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、またはあらゆるその他のタイプのディスプレイなど）に接続するのに加えて、紙に出力データを印刷するためにプリンター５０に接続してもよい。
プロセッサ３０は、入出力（Ｉ／Ｏ）を担当する送信機／受信機５３によって、通信ネットワーク５２（例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）など）に接続されてもよい。プロセッサ３０は、通信ネットワーク５２を介して他の通信システムと通信するように構成されてもよい。本発明の一実施形態では、外部コンピュータ（図示されていない）（例えば、オペレータのパーソナルコンピュータ）が、通信ネットワーク５２を介してプロセッサ３０にログインすることができる。
プロセッサ３０は、一つの独立システムとして、または並行して作動するいくつかの処理装置として装備されてもよく、後者の場合、各処理装置はより大きいプログラムのサブタスクを実行するように構成される。これらの処理装置は、いくつかの副処理装置を有する１つ以上の主処理装置に分けてもよい。プロセッサ３０の処理装置のいくつかは、他の処理装置から離して位置付けて、通信ネットワーク５２を介して通信するようにしてもよい。
本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造といった他の用途を有することは、明らかである。当然のことながら、そのような別の用途においては、本明細書で使われている「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義とみなされ得る。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、積層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
光学リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されたパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させることができる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
液浸リソグラフィ装置における液浸液の蒸発によって引き起こされる冷却を補うための本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明のいくつかの実施形態は、従来の光学リソグラフィ装置、すなわち液浸液の存在しない光学リソグラフィ装置における放射による基板の加熱によって引き起こされる熱誘起変形を補うために使用してもよい。
本明細書で使われている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外光（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外光（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含むさまざまな種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを指すことができる。
以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、説明された方法以外の別の方法で実行することが可能であることが明らかである。例えば、本発明は、前述の開示された方法を記載した機械読取可能命令の１つ以上のシーケンスを包含するコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光学ディスク）を採用することもできる。
上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。
Claims (21)
- 装置内の酸化物の量を減らす方法であって、当該装置は、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含むチャンバを備えており、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、
前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給すること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、
前記チャンバの少なくとも一部の中で所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、および
作られた前記所定の最高酸化剤ガス分圧および最低水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持すること
を備える方法。 - 作られた前記酸化剤ガス分圧は、作られた前記水素分圧よりも少なくとも約１００倍低い、請求項１に記載の方法。
- 前記酸化剤ガス分圧は１０-８〜１０-１バールの範囲から選ばれ、前記水素ガス分圧は１０-４〜１０１バールの範囲から選ばれる、請求項１に記載の方法。
- リソグラフィ装置内でデバイスを製造する方法であって、当該リソグラフィ装置は、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含むチャンバを備えており、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、
前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給すること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、
作られた前記所定の最高酸化剤ガス分圧および最低水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持すること、および
少なくとも部分的に放射感応性材料の層によって覆われた基板上に、パターン付き放射ビームを投影すること
を備える方法。 - リソグラフィ装置のプロセッサによってロードされるデータおよび命令を含み、所定の方法を実行するように前記リソグラフィ装置を制御するように構成されたコンピュータプログラムであって、前記所定の方法が、
前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給すること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、および
作られた前記所定の最高酸化剤ガス分圧および最低水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部の内部を維持すること
を備える、コンピュータプログラム。 - チャンバと制御ユニットとを備えた、酸化物の量を減らすための調整システムであって、当該チャンバは、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含み、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、前記チャンバは、
前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給するように構成された入口と、
前記チャンバの少なくとも一部内に配置された、洗浄対象エレメントと、
前記洗浄対象エレメントを加熱するための加熱エレメントと
を備え、
前記制御ユニットは、中に入れた酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバ内の温度を維持するように、前記加熱エレメントの駆動制御を行うように構成されている、調整システム。 - 前記チャンバ内の温度を測定するように構成された温度測定デバイスをさらに備えており、前記制御ユニットは、当該温度測定デバイスによって測定された温度に基づいて前記加熱エレメントの駆動制御を行うように構成されている、請求項６に記載の調整システム。
- 前記チャンバ内のガス組成は、少なくとも水素ガスと酸素ガスのガス分圧を測定するように構成されたガス分圧測定デバイスによって測定され、前記制御ユニットは、測定された少なくとも水素ガスと酸素剤ガスの前記ガス分圧に基づいて前記加熱エレメントの駆動制御を行うように構成されている、請求項６に記載の調整システム。
- 前記入口が調節可能な断面を含み、前記制御ユニットはさらに、前記ガス分圧測定デバイスによって測定された水素ガス分圧に応じて前記入口の断面の調節を制御するように構成されている、請求項８に記載の調整システム。
- 前記入口には、水素／酸化剤分圧比が少なくとも約１００に達するように前記水素含有ガスを濾過するための化学フィルタが設けられている、請求項６に記載の調整システム。
- 前記チャンバからのガス除去を制御するポンプに接続された出口をさらに備えており、前記制御ユニットはさらに、前記ガス分圧測定デバイスによって測定された酸化剤ガス分圧に応じて前記ポンプのポンプ容量（を調節するように構成されている、請求項８に記載の調整システム。
- 前記酸化剤ガス分圧は１０-８〜１０-１バールの範囲から選ばれ、前記水素ガス分圧は１０-４〜１０１バールの範囲から選ばれる、請求項１１に記載の調整システム。
- 放射ビームを調整するように構成された照明システム、
放射ビームの断面にパターンをつけて、パターン付き放射ビームを形成するように構成されたパターニングデバイスを支持するように構成された支持体、
基板を保持するように構成された基板テーブル、および
当該基板のターゲット部分に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システム
を備えるリソグラフィ装置であって、
前記照明システムは、チャンバと制御ユニットとを備えた、酸化物の量を減らすための調整システムを備え、当該チャンバは、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含み、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、前記チャンバは、前記チャンバの少なくとも一部に水素含有ガスを供給するように構成された入口と、前記チャンバの少なくとも一部の中に配置された、洗浄対象エレメントと、前記洗浄対象エレメントを加熱するための加熱エレメントとを備え、前記制御ユニットは、中に入れた酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバ内の温度を維持するように、前記加熱エレメントの駆動制御を行うように構成されている、リソグラフィ装置。 - 装置のチャンバ内に設けられたエレメント上の汚染材料の堆積を取り除く方法であって、当該チャンバは、ある量の汚染材料とある量の酸化物を含み、当該酸化物とは前記汚染材料の酸化物であり、
前記チャンバの少なくとも一部内に水素含有ガスを供給すること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、
作られた前記所定の酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、前記汚染材料の量が前記酸化物の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持すること、および
前記エレメント上の前記堆積の少なくとも一部を取り除くためのハロゲン含有ガスを供給すること
を備える方法。 - 水素含有ガスの供給とハロゲン含有ガスの供給が同時に行われる、請求項１４に記載の方法。
- 作られた前記酸化剤ガス分圧は、作られた前記水素分圧よりも少なくとも約１００倍低い、請求項１４に記載の方法。
- 前記酸化剤ガス分圧は１０-８〜１０-１バールの範囲から選ばれ、前記水素ガス分圧は１０-４〜１０１バールの範囲から選ばれる、請求項１４に記載の方法。
- 前記ハロゲン含有ガスはヨウ素含有ガスである、請求項１４に記載の方法。
- リソグラフィ装置内の混合気体中の酸化錫の量を減らす方法であって、当該リソグラフィ装置は前記混合気体を含むチャンバを備え、当該混合気体は、ある量の錫材料と、ある量の酸化錫とを備えており、
前記チャンバの少なくとも一部内に水素ガスを供給すること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最低水素ガス分圧を作ること、
前記チャンバの少なくとも一部内に所定の最高酸化剤ガス分圧を作ること、および
作られた前記所定の酸化剤ガス分圧および水素ガス分圧を前提とする熱力学的平衡において、錫材料の量が酸化錫の量の少なくとも１０倍多くなる温度よりも、少なくとも高い温度に、前記チャンバの少なくとも一部内を維持すること
を備える方法。 - 前記酸化剤ガス分圧が、前記水素分圧（よりも少なくとも約１００倍低い値に選ばれる、請求項１９に記載の方法。
- 前記酸化剤ガス分圧は１０-８〜１０-１バールの範囲から選ばれ、前記水素ガス分圧は１０-４〜１０１バールの範囲から選ばれる、請求項１９に記載の方法。
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