JP2004200686A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の欠点を克服するリソグラフィ投影装置の表面クリーニング方法を提供する。
【解決手段】ダウンストリーム・ラジカル源１０を使用して、表面８から汚染物質を除去するためのラジカルのビーム７を生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、
−放射線のパルス状投影ビームを供給する放射線システムと、
−パターニング手段を支持する支持構造とを備え、パターニング手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターン形成する働きをし、さらに、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン形成したビームを基板の標的部分に投影する投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置に関する。

「パターニング手段」という用語は、本明細書で使用すると、基板の標的部分に生成すべきパターンに対応し、パターン形成した断面を、入射放射線ビームに与えるために使用することができる手段を指すよう広義に解釈され、「ライトバルブ」という用語も、この文脈で使用することができる。概して、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（以下参照）など、標的部分に生成するデバイスの特定の機能層に対応する。このようなパターニング手段の例は以下を含む。
−マスク。マスクの概念はリソグラフィでよく知られ、バイナリ、交互位相ずれ、および減衰位相ずれ、さらに様々な複合マスク・タイプなどのマスク・タイプを含む。このようなマスクを放射線ビームに配置すると、マスク上のパターンに従いマスクに衝突する放射線の選択的透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が生じる。マスクの場合、支持構造は概ねマスク・テーブルであり、これによりマスクを入射放射ビームの所望の位置に保持でき、所望に応じてビームに対して移動できることが保証される。
−プログラマブル・ミラー・アレイ。このような装置の一例は、粘弾性制御層および反射性表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。このような装置の元となる原理は、（例えば）反射性表面のアドレス指定された区域は、屈折光として入射光を反射し、アドレス指定されない区域は非屈折光として入射光を反射することである。適切なフィルタを使用すると、前記非屈折光を反射ビームから除去し、屈折光のみを残すことができ、この方法で、ビームはマトリックス・アドレス指定可能表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。プログラマブル・ミラー・アレイの代替実施形態は、微小なミラーのマトリックス構成を使用し、各ミラーは、局所化した適切な電界を与えるか、圧電起動手段を使用することによって軸線の周囲で個々に傾斜させることができる。この場合もミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、したがってアドレス指定されたミラーは、アドレス指定されないミラーとは異なる方向に放射ビームを反射し、この方法により、反射ビームはマトリックス・アドレス指定可能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。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実施することができる。上述した状況の双方で、パターニング手段は、１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する詳細な情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号および国際ＰＣＴ特許出願第９８／３８５９７号および第９８／３３０９６号に詳細に説明されている。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
−プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構造の一例が米国特許第５，２２９，８７２号に開示されている。上記と同様、この場合の支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。

簡潔化の目的で、本明細書ではこれ以降、特定の箇所で、マスクおよびマスク・テーブルに関わる例を特に指向するが、このような場合に検討される一般原理は、以上で記述したようなパターニング手段という、より広義の文脈で考慮されたい。

リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成してよく、このパターンを、放射線感受性材料（レジスト）の層で被覆した基板（シリコン・ウェハ）上の標的部分（例えば１つまたは複数のダイを備える）に撮像することができる。概して、１枚のウェハが、１回に１つずつ投影システムを介して連続的に放射される隣接標的部分の全ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用するこの装置では、２つの異なるタイプの機械を区別することができる。一方のタイプのリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体を１回で標的部分に曝露させることにより、各標的部分に照射する。このような装置は通常、ウェハ・ステッパと呼ばれる。一般に走査ステップ式装置と呼ばれる代替装置では、投影ビームの下で任意の基準方向（「走査」方向）でマスク・パターンを漸進的に走査しながら、この方向に平行または逆平行に基板テーブルを同期走査することにより、各標的部分に照射する。概して、投影システムは倍率Ｍ（概ね＜１）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、係数Ｍにマスク・テーブルを走査する速度を掛ける値となる。本明細書で説明するようなリソグラフィ装置に関する詳細な情報は、米国特許第６，０４６，７９２号に記載されている。

リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、少なくとも部分的に放射線感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板に、（例えばマスクの）パターンを撮像する。この撮像ステップの前に、基板にはプライミング、レジスト被覆およびソフト・ベークなどの様々な手順を実施してよい。露光後、基板は、撮像した特徴の現像前ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび測定／検査など、他の手順を実施することができる。この一連の手順は、例えばＩＣなど、デバイスの個々の層にパターン形成するためのベースとして使用する。このようなパターン形成した層は、次にエッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを実施することができ、これらは全て、個々の層を仕上げるよう意図されている。数層が必要な場合は、手順全体またはその変形を新しい層ごとに反復しなければならない。最終的に、アレイ状のデバイスが基板（ウェハ）上に存在する。次にこれらのデバイスを、ダイシングまたはソーイングなどの技術によって相互から分離し、ここで個々のデバイスをキャリア上に装着したり、ピンに接続したりすることができる。このようなプロセスに関するさらなる情報は、例えばPeter van Zant著の「Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing」第３版(McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4)という著書に記載されている。

簡潔化の目的で、投影システムをこれ以降「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系など、様々なタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されたい。放射線システムは、投影放射ビームを配向、成形、または制御するため、これらの設計タイプのいずれかにより動作するコンポーネントも含むことができ、このようなコンポーネントは、以下で集合的または単独で「レンズ」とも呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ装置は、２つ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）を有するタイプでもよい。このような「複数ステージ」のデバイスでは、追加テーブルを平行にして使用するか、１つまたは複数のテーブルで予備ステップを実施しながら、１つまたは複数のテーブルを露光に使用する。二重ステージ・リソグラフィ装置は、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許第９８／４０７９１号に記載されている。

反射器、レンズ、偏向器、センサまたはパターニング手段のような光学要素などの要素の表面が汚染すると、装置の性能が低下する。これは、特に輝度損の影響を受けるＥＵＶ放射線を使用する装置に特に当てはまるが、遠ＵＶ（ＤＵＶ）、電子（ＥＰＬ）およびイオン投影リソグラフィ（ＩＰＬ）でも問題になる。汚染物質は、例えば表面に載せてある装置の炭化水素汚染物質の結果である。表面に入射する放射線（特にＥＵＶ放射線）は、炭化水素の結合を破壊して、炭化水素の炭素原子と表面との間に化学結合を形成して、非晶質炭素層が残る。炭化水素自体も、装置の性能を劣化させることがある。他の汚染物質にはＯ₂、Ｈ₂Ｏ、および硫酸塩、燐酸塩またはシランを含むような耐火性化合物の結晶がある。非晶質炭素層は、例えばその後に光学表面に入射するＥＵＶの有意の部分を吸収する（例えば厚さ１ｎｍの層では約１％）。したがって、反射器（完璧に清浄であっても、効率的な反射器ではない）が１０個あり、それぞれが表面にこのような非晶質炭素層が形成された装置では、基板におけるＥＵＶビームの輝度は、さらに１０％低下する。そのため、基板ごとに必要な露光時間が増加し、装置のスループットが低下する。

センサの場合、ＥＵＶ放射線の吸収のため、校正された線量測定ができず、信号対雑音比が低下する。例えば、必要な露光量が基板に提供されるのを保証するため、センサは、ＥＵＶ装置のＥＵＶ放射線の輝度を正確に測定することが要求される。したがって、デリケートなダイオードを損傷することなく、汚染物質を除去する必要がある。

ＥＵＶの通常の状態で、炭素の成長速度は約１〜１０ｎｍ／時である。したがって、例えば光学要素は定期的クリーニングを必要とする。クリーニングを実際的にするには、その場で実行し、迅速で、光学表面に損傷を与えてはならない。

炭素汚染物質を除去するのに現在知られている方法は、ＵＶ放射線とオゾンとを組み合わせて、炭素と反応させ、ＣＯおよびＣＯ₂を形成し、これを表面から脱着して、その後に送出される。しかし、ＵＶ／オゾンの効率的なクリーニングのため、少なくとも１ｍｂａｒの圧力が必要である。これは、圧力が約１０^-7から１０^-2ｍｂａｒのＥＵＶリソグラフィ装置に適合しない。さらに、ＵＶ／オゾン・クリーニングのクリーニング速度は、約１〜１０ｎｍ／時である。これは、汚染とほぼ同じ速度である。したがって、クリーニングには運転時間の５０％が必要となる。このスループットの損失は、実際の条件では許容できない。

よく知られた代替クリーニング方法は、従来の酸素プラズマ・クリーニングである。この場合も酸素ラジカルが炭素と反応してＣＯおよびＣＯ₂分子を形成し、これを表面から脱着し、その後に送出して離すことができる。しかし、従来の酸素プラズマ・クリーニングも、ＥＵＶリソグラフィ装置での使用には適さない。安定したプラズマを生成するには、この場合も約１ｍｂａｒの圧力が必要である。プラズマは、特定の領域に限定することも困難であり、リソグラフィ装置に使用すると、電子機器およびケーブルなど、装置の他のデリケートな要素を損傷することがある。

上述した欠点を克服するリソグラフィ投影装置の表面クリーニング方法を提供することが、本発明の目的である。

上記およびその他の目的は、本発明により、最初のパラグラフで明記されたように、さらに、
−ガス供給源に接続され、ラジカルのビームを提供するダウンストリーム・ラジカル源と、
−クリーニングする表面に放射線の前記ビームを配向する手段とを備えることを特徴とするリソグラフィ装置で達成される。

このような装置は、迅速かつ効果的に汚染物質を除去することができる。さらに、ラジカルが形成されるボリュームがリソグラフィ・ツールの残りの部分から分離されるので、装置の残りの部分に影響を及ぼすことなく、この領域内の状態を最適にすることができる。例えば、ダウンストリーム・ラジカル源は、リソグラフィ装置の残りの部分の圧力を１０^-7から１０^-2ｍｂａｒという通常の動作圧力より上へと上昇させることなく、ラジカルを生成するために安定したプラズマを維持するため、局所的な高圧領域を提供することができる。また、ラジカル源は、使用できる空間が非常に小さいリソグラフィ装置から離して配置することができる。

表面に損傷を与える危険性を低下させるため、ラジカルのビームはイオン化した粒子を実質的に含まないことが好ましい。これは、ラジカル源で生成されたイオン化粒子を、ダウンストリーム・ラジカル源の壁および／またはダウンストリーム・ラジカル源のオリフィスにあるファラデー格子と衝突させて中性化することによって達成される。中性ラジカルの大部分は、このような衝突を乗り切り、ダウンストリーム・ラジカル源を出て汚染物質と反応する。

ガス供給源は、酸素、水素およびフッ素のうち一つを供給することができ、したがってダウンストリーム・ラジカル源は酸素、水素またはフッ素ラジカルを生成する。異なる汚染物質の除去には異なるラジカルを使用することができる。例えば、酸素ラジカルを使用して、非晶質炭素、炭化水素分子および重合炭化水素を除去することができ、酸素は水素またはフッ素ラジカルで除去することができる。

クリーニングすべき光学表面は、パターニング手段、センサ、レンズ、偏向器、および投影ビームおよび投影ビームの一方を反射する反射器のうち一つでよい。これらの表面のいずれかに汚染物質があると、装置の効率および／または正確さが低下する。

ダウンストリーム・ラジカル源の位置は固定してもよい。その場合、ラジカルのビームをクリーニングする表面に配向する手段は、ラジカルのビームが表面に入射するよう、クリーニングする表面を含む構成要素を動作させる手段を組み込む。クリーニングを必要とする構成要素の多くは、いかなる場合も、装置内で動作可能でなければならない。その結果、この構成は、ダウンストリーム・ラジカル源をクリーニングする構成要素へと移動させる手段を提供するより単純になる。代替的または追加的に、ダウンストリーム・ラジカル源を、クリーニングする表面かその上、あるいはその両方に移動させてもよい。

特にＥＵＶ放射線を使用する装置の場合、装置は、パターニング手段、基板および投影システムを含む排気した室を備えてもよい。排気した室は、ダウンストリーム・ラジカル源の一部である管の端部も含むことができ、そこからラジカルのビームが放出される。管の中にプラズマの領域を生成し、さらにラジカルを生成するためにガス供給源からのガスが通るＲＦコイルまたはマイクロ波またはＲＦキャビティなど、ダウンストリーム・ラジカル源の残りの部分は、排気室の外側に配置してもよい。これによって、真空に適合するよう作成しなければならない構成要素の数が減少し、排気室に必要なサイズが縮小する。これにより装置の費用が最低になる。ラジカルは、例えばガス流内に高温要素を提供することによっても形成することができる。高温要素は、熱溶解を引き起こすほど十分に高温でなければならない。ＲＦコイルまたはマイクロ波またはＲＦキャビティの場合と同様、高温要素は排気室の外側に設けてもよい。

幾つかの表面をクリーニングするか、クリーニングする表面が大きい場合、装置は、２つ以上のダウンストリーム・ラジカル源、および同時に生成できるラジカルの対応するビームを備えることができ、これによって全体的なクリーニング時間を削減し、装置のスループットを増加させる。

本発明のさらなる態様によると、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
−放射線システムを使用して放射線の投影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与えるため、パターニング手段を使用するステップと、
−放射線のパターン形成されたビームを放射線感受性材料の層の標的部分に投影するステップとを含む方法で、
−ラジカルのビームを生成するため、ダウンストリーム・ラジカル源にガス流を提供するステップと、
−前記ラジカル・ビームをクリーニングする表面に配向するステップとを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

本明細書では、本発明による装置をＩＣの製造に使用することに特に言及しているが、このような装置は、他の多くの用途が可能であることを明示的に理解されたい。例えば、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリの案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用してもよい。このような代替用途に関して、本明細書で「レチクル」、「ウェハ」または「ダイ」という用語を使用する場合、それはそれぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「標的部分」という用語に置換するものと考えるべきことが当業者には理解される。

本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外線（例えば波長が３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍ）およびＥＵＶ（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する極紫外線）、さらにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含む全タイプの電磁放射線を含むよう使用される。

次に、本発明の実施形態について、添付概略図を参照しながら、例示によってのみ説明する。

図では、対応する参照記号は対応する部品を示す。

図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。装置は、
−この特定のケースでは放射線源ＬＡも含む、放射線の投影ビームＰＢ（ＥＵＶ放射線など）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
−マスクＭＡ（レチクルなど）を保持するためにマスク・ホルダを設け、アイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１位置決め手段ＰＭに接続された第１オブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板Ｗ（レジスト被覆したシリコン・ウェハなど）を保持するために基板ホルダを設け、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位置決め手段ＰＷに接続された第２オブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを備える）に撮像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（ミラー・グループなど）とを備える。

本明細書で示すように、装置は屈折性タイプ（例えば屈折性マスクを有する）である。しかし、概して例えば透過性タイプ（例えば透過性マスクを有する）でもよい。また、装置は、上述したようなタイプのプログラマブル・ミラー・アレイのような別種のパターニング手段を使用してもよい。

ソースＬＡ（レーザで生成されたソースまたは放電プラズマ・ソースなど）は放射線ビームを生成する。このビームを、直接、または例えばビーム拡張器Ｅｘなどの調整手段を横断した後、照明システム（照明装置）ＩＬに供給する。照明装置ＩＬは、ビームの強度分布の外径および／または内径範囲（一般にそれぞれ外部σおよび内部σと呼ぶ）を設定する調節手段ＡＭを備えてもよい。また、これは概して、集積器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備える。この方法で、マスクＭＡに衝突するビームＰＢは、その断面に所望の強度分布を有する。

図１に関して、ソースＬＡは、（ソースＬＡが例えば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でよいが、リソグラフィ投影装置から離れていてもよく、これが生成する放射線ビームを（例えば適切な配向ミラーの助けで）装置内に導いてもよく、後者の場合は、往々にして、ソースＬＡがエキシマ・レーザであることに留意されたい。本発明および請求の範囲は、これらのシナリオ両方を含む。

ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡと縦断する。マスクＭＡで選択的に反射したら、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、これはビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃに集束する。第２位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの路の異なる標的部分Ｃに位置決めするよう、正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め手段を使用して、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後、または走査中に、ビームＰＢの路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。概して、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの動作は、図１には明示的に図示されていない長ストローク・モジュール（コース位置決め）および短ストローク・モジュール（微細位置決め）の助けにより実現される。しかし、ウェハ・ステッパの場合、（走査ステップ式装置とは異なり）マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけ、またはこれに固定すればよい。

図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を１回で（つまり１つの「フラッシュ」で）標的部分Ｃに投影する。次に、ビームＰＢで異なる標的部分Ｃを照射できるよう、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向にシフトさせる。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、１つの「フラッシュ」で所与の標的部分Ｃを露光しない。代わりに、マスク・テーブルＭＴは速度ｖで所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に動作可能であり、これにより投影ビームＰＢがマスク像を走査して、それと同時に基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または逆方向に同時に移動し、ここでＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４または１／５）である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい標的部分Ｃを露光することができる。

図２は、本発明に使用できるダウンストリーム・ラジカル源１０を示す。酸素の流れ２、または水素やフッ素などの他のガスの流れを設けて、管５を通して流す。酸素流は、例えばＲＦコイルまたはマイクロ波またはＲＦキャビティなどによって生成できるプラズマ領域３を通って流れる。プラズマ領域を生成する他の手段も使用可能である。あるいは、連続またはバースト・モードＤＣ放電でラジカルを生成することができる。プラズマ領域３内で、中性およびイオン化活性粒子を生成する。イオン化粒子は、壁５、または例えば管のオリフィスなどに配置できるファラデー格子６と衝突して中性化することができる。中性ラジカルは、炭素などの汚染物質と反応するが、表面を損傷せず、このような衝突を乗り切って、ビーム７として管を出る。中性ラジカルは、光学表面上の炭素汚染物質などと反応して、ＣＯおよびＣＯ₂９を形成し、これが表面から脱着されて、リソグラフィ装置内に分散する。ＥＵＶ放射線を使用する装置の場合は、その後にＣＯおよびＣＯ₂ガスを真空システムで抽出する。

表面８への損傷の可能性を低下させるために、ビーム７からイオン化粒子を除去することが望ましいが、本発明は、イオン化粒子を含むビーム７でも実行できることが理解される。いかなる場合も、ファラデー格子６は本発明の基本的特徴ではなく、適宜、他の手段でイオン化粒子を除去することができる。

図３は、図２に示した装置の変形態様１５を示す。この場合、ラジカルは、赤熱ワイヤなどの高温要素１３によって生成することができる。加熱要素は、効率的な熱溶解のため、１７００℃などの十分に高い温度でなければならない。この装置および方法は、水素ガス流１２から水素ラジカル１７のビームを生成するのに特に有用である。水素ラジカルは、酸素の除去に特に有用であり、この場合、ラジカルが反応してＨ₂Ｏを形成する。

ダウンストリーム・ラジカル源１０は、リソグラフィ装置内に固定することができ、クリーニングを必要とする要素を、中性ラジカルのビーム７の路内になるよう移動させる。クリーニングする区域のサイズに応じて、光学要素をビーム７で繰り返し走査することができる。光学要素の表面全体をクリーニングするか、あるいは表面を予め走査し、どの特定の区域がクリーニングを必要とするか決定し、次にビーム７でこの区域を走査してもよい。あるいは、リソグラフィ装置は、クリーニングを必要とする表面へと移動するか、クリーニングする表面上でラジカルのビームを走査するよう移動する、あるいはその両方を実行することができるダウンストリーム・ラジカル源を有することができる。

好ましい実施形態では、ラジカルのビーム７を放出する開口１１を組み込んだダウンストリーム・ラジカル源の管５の端部を、クリーニングする要素を含む排気室内に配置する（例えばＥＵＶ放射線を使用する装置の場合）。しかし、適宜、ダウンストリーム・ラジカル源全体を排気室に入れてもよい。

ＥＵＶリソグラフィ装置の通常の使用中に、ウェハ・ステージ上のセンサの表面は、約１０分毎にクリーニングを必要とする。センサのクリーニングにかかる時間は、約１分未満である。したがって、この形態のクリーニングによるスループットの低下は、許容可能な限度内である。他の要素のクリーニング・サイクルは、これと同等またはこれより良好である。

以上の説明は、装置内に１つのダウンストリーム・ラジカル源があることを特定しただけであるが、必要な合計クリーニング時間は、装置内に２つ以上のダウンストリーム・ラジカル源を設けることによって短縮してもよいことが理解される。

図４は、図２に示したもののさらなる変形態様であるダウンストリーム・ラジカル源２０を示す。この場合、フード２１を管５の端部に取り付けて、装置の残りの部分に入るガスの流れを最少にする。これは、ＥＵＶ放射線を使用する装置に特に有用であり、ここではパターニング手段、投影システムおよび基板を排気室に入れることができる。クリーニングされる表面８に接触するシール２２を、フード２１の縁の周囲に設ける。フード２１に取り付けた第２管２３を使用して、ＣＯおよびＣＯ₂などのガス２４をフードから排出する。この装置は、例えば圧力が上昇した室にも使用することができ、この場合、フード２１を使用して、ダウンストリーム・ラジカル源が動作する低圧領域を生成することができる。

図５は、本発明のダウンストリーム・ラジカル源のさらなる変形態様３０を示す。この場合も、フード３１をダウンストリーム・ラジカル源の管５の端部に取り付ける。いずれの場合も、クリーニングされる表面８は、デリケートすぎてフードに接触しない。したがって、フード３１は、表面８のすぐ近傍に配置し、フード３１の縁と表面８の間に制御された小さいギャップ３２を残す。ギャップは、例えば容量センサなどを使用して正確にサーボ制御することができる。ＣＯおよびＣＯ₂などのガス３３は、フード３１内から排気室へと流れる。しかし、ガスは限定された空間を通って流れるので、フード３１内の圧力は、排気室より高くなる。これは、例えば安定したプラズマ領域３を形成するため、ダウンストリーム・プラズマ・ラジカル源内で十分な圧力を維持するのに役立つ。

図６は、本発明のさらなる変形態様を示す。図４に示した変形態様と同様に、ダウンストリーム・ラジカル源４０は、シール２２によってクリーニングされる表面８に接続するフード２１を有し、フード２１から排気室へのガス流を最少にする。第２フード４１を第１フード２１内に設ける。第２フード４１とクリーニングされる表面８との間に、狭いギャップ４２を残す。ＣＯおよびＣＯ₂などのガス４３が、この狭いギャップ４２を通り、第１、第２フード２１、４１間の空間に流入する。これは、第２フード４１の内側と、第１フードと第２フード間の空間との間に圧力差を確立する。このため、排気室と管５内のガスとの圧力差が増大し、安定したプラズマ領域３の形成を容易にする。

図７は、図５および図６に示した変形態様の特徴を組み合わせた本発明のさらなる変形態様５０を示す。第１フード５４を設けて、排気室に入るＣＯおよびＣＯ₂などのガス流５６を最少にするが、クリーニングされる表面８とは物理的に接触させない。図４に示した変形と同様、第１フード５４とクリーニングされる表面８間のギャップは非常に小さく、ＣＯおよびＣＯ₂などのガス５８を排出するための第２管５７を設ける。管５の端部に取り付けた第２フード５１は、それと表面８との間に小さいギャップを有し、ＣＯおよびＣＯ₂などのガス５３の流れが第１、第２フード５４、５１間の空間に流入するのを制限する。この変形態様は、排気室に入るガスの流れを最少にしながら、クリーニングされる表面８と物理的に接触せずに、管５内の高圧を維持して安定したプラズマ領域３の形成を補助するという特徴を組み合わせる。

図８は、本発明のさらなる変形態様を示す。ダウンストリーム・ラジカル源６０は図７に示したものと同じ構成を有するが、第２管５７を使用して、ＣＯおよびＣＯ₂などのガスを抽出するのではなく、Ｎ₂などのガス６１の内側への流れを第１フード５４に提供する。例えば、Ｎ₂ガスは、ビーム７にある残りの酸素イオン全てと反応して、クリーニングされる表面８を損傷するイオンの可能性をさらに低下させる。Ｎ₂ガスの代わりに、他の中性化ガスを使用してもよい。

図９は、本発明のさらなる変形７０を示す。ダウンストリーム・ラジカル源７０は、図８に示したものと同じ構成を有するが、第１フード５４から流出したガス７３を抽出するため、第３フード７４を設ける。ガス７８は、第３管７７によって抽出される。これは、主室を排気するシステムへの負荷を最小にするという利点を有する。

図４から図９に関して説明した変形は、他のラジカル源、およびオゾン・クリーニングおよび酸素プラズマなど、他のクリーニング技術にも使用できることが理解される。

本発明の特定の実施形態について以上で説明してきたが、本発明は記述以外の方法で実践できることが理解される。説明は、本発明を制限するものではない。

本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す。 本発明の実施形態によるダウンストリーム・ラジカル源を示す。 図２で示したダウンストリーム・ラジカル源の変形態様を示す。 図２に示したダウンストリーム・ラジカル源のさらなる変形態様を示す。 図２に示したダウンストリーム・ラジカル源のさらなる変形態様を示す。 図４に示したダウンストリーム・ラジカル源の変形態様を示す。 図５に示したダウンストリーム・ラジカル源の変形態様を示す。 図７に示したダウンストリーム・ラジカル源の変形態様を示す。 図８に示したダウンストリーム・ラジカル源の変形態様を示す。

Claims (11)

1. −パターニング手段を支持する支持構造を備え、パターニング手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターン形成する働きをし、さらに、
   −基板を保持する基板テーブルと、
   −パターン形成したビームを基板の標的部分に投影する投影システムとを備え、
   装置が、さらに、
   −ガス供給源に接続され、ラジカルのビームを提供するダウンストリーム・ラジカル源と、
   −クリーニングする表面に放射線の前記ビームを配向する手段とを備えることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. ラジカルの前記ビームが、イオン化粒子をほぼ含まない、請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記ガス供給源が、酸素、水素およびフッ素のうち少なくとも一つを供給し、前記ダウンストリーム・ラジカル源が、それに対応して酸素、水素およびフッ素ラジカルのうち一つのビームを提供する、請求項１または２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記クリーニングされる表面が、パターニング手段、センサ、レンズ、偏向器、および投影ビームおよびパターン形成ビームの一方を反射する反射器のうち一つにある、請求項１、２または３に記載のリソグラフィ投影装置。
5. ダウンストリーム・ラジカル源の位置が固定され、ラジカルの前記ビームをクリーニングされる表面に配向する前記手段が、ラジカルのビームが前記表面に入射するよう、前記表面を含む構成要素を移動させる手段を備える、請求項１から４いずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
6. ダウンストリーム・ラジカル源が、ＲＦコイル、ＤＣ放電電極の対、およびガス供給源からのガス流内にプラズマ領域を生成するマイクロ波またはＲＦキャビティのうち少なくとも一つを備え、ラジカルが前記プラズマ領域内で生成される、請求項１から５いずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
7. ダウンストリーム・ラジカル源が、ガス供給源からのガス流内に配置された高温要素を備え、高温要素の温度が、ラジカルを生成する熱溶解を引き起こすのに十分である、請求項１から５いずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
8. 装置が、パターニング手段、基板および投影システムを含む排気した室を備え、ダウンストリーム・ラジカル源が管を備え、ラジカルのビームが、前記管の端部から放出され、管の前記端部が排気した室内に配置される、請求項１から７いずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
9. ラジカルが形成されるダウンストリーム・ラジカル源の領域が、排気した室の外側に配置される、請求項８に記載のリソグラフィ投影装置。
10. 装置が、２つ以上のダウンストリーム・ラジカル源、および前記表面をクリーニングするため、これに対応するラジカルのビームを備える、請求項１から９いずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
11. −少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
    −放射線システムを使用して放射線の投影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与えるため、パターニング手段を使用するステップと、
    −放射線のパターン形成されたビームを放射線感受性材料の層の標的部分に投影するステップとを含む方法で、
    −ラジカルのビームを生成するため、ダウンストリーム・ラジカル源にガス流を提供するステップと、
    −前記ラジカル・ビームをクリーニングする表面に配向するステップとを特徴とするデバイス製造方法。

Images