(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板テーブルと、
前記基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影する投影システムと、
使用中に、前記パターン付き放射ビームを通過させる真空チャンバと、
所定のパージガス流路に沿って前記真空チャンバ内にパージガス流を供給するパージシステムと、
を含み、
前記パターン付き放射ビームが投影される領域に沿って前記パージガスを流す時間は、汚染粒子が前記パージガス流によって前記パージガス流路を横断する拡散時間より短くなるよう構成されている、
リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記パージシステムは、前記真空チャンバ内に前記パージガス流を供給するパージインレットを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記パージインレットは、前記パターン付き放射ビームが投影される領域に前記パージガス流を供給可能に配置される、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記パージシステムは、前記パージガス流を受けるポンプをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法であって、
所定のパージガス流路に沿って真空チャンバ内にパージガス流を供給すること、
前記真空チャンバを通って前記パターン付き放射ビームを投影すること、を含み、
前記パターン付き放射ビームが投影される領域に沿って前記パージガスを流す時間は、汚染粒子が前記パージガス流によって前記パージガス流路を横断する拡散時間より短くなるよう設定されている、
方法。
【請求項６】
前記パターン付き放射ビームに沿うがその外側にあり、前記パターン付き放射ビームから離れるように向けられるパージガス流路をさらに設けることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記パージガス流路は、前記パターン付き放射ビームによって横断される前記真空チャンバの領域におけるセクションから前記パターン付き放射ビームの外側に向かう、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
水素パージガス流を供給することを含む、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記パターン付き放射ビームによって横断される前記真空チャンバの領域内に前記水素パージガス流を供給することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターン付き放射ビームの外側の前記チャンバの領域内にハロゲンパージガス流を供給することを含む、請求項５から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
光デバイスの面に沿って前記パージガス流を供給することをさらに含む、請求項５から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記光デバイスの前記面に沿って供給された前記パージガス流の温度は、前記光デバイスの前記面の温度より冷たい、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
[0001]  本願は、２００７年１１月３０日に出願した米国仮出願第６１／００４，７７２号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。
【０００２】
[0002]  本発明は、リソグラフィ装置、投影システム、およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  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与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。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を用いることができる。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）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。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いわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）に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いわゆ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。
【０００４】
[0004]  公知のリソグラフィシステムでは、投影システムは、パターン付き放射ビームがその中で投影される真空チャンバを含む。したがって、投影ビームは、真空チャンバの少なくとも一領域を横断する。真空チャンバ内では、基板構造から発生する炭素ヒドロキシル粒子といった粒子による汚染が、ミラー等の光エレメントを損傷してしまうことがある。さらに、汚染粒子は、投影ビームの光透過率に影響を及ぼすことがある。特に、極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィシステムはこのようなガス汚染による影響を受けることがある。
【０００５】
[0005]  米国特許第６，７１４，２７９号では、真空チャンバには不活性ガス供給源が設けられる。真空チャンバ内に不活性ガスを供給することによって、光コンポーネントの汚染は抑制されうる。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  真空チャンバにおける汚染粒子の発生がさらに抑制されるリソグラフィ装置を実現することが望ましい。
【０００７】
[0007]  本発明の一態様では、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、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板のターゲット部分上に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、真空チャンバであって、使用中に、パターン付き放射ビームが真空チャンバを通り投影される、真空チャンバと、チャンバ内にパージガス流を供給するように構成されたパージシステムを含むリソグラフィ装置が提供される。
【０００８】
[0008]  本発明の一態様では、リソグラフィ装置内の基板のターゲット部分上に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であって、投影システムは、使用中に、パターン付き放射ビームがその中で投影される真空チャンバを含み、投影システムは、チャンバ内にパージガス流を供給するように構成されたパージシステムをさらに含む、投影システムが提供される。
【０００９】
[0009]  本発明の一態様では、基板上にパターン付き放射ビームを投影することを含むデバイス製造方法であって、パージガス流が真空チャンバ内に供給され、パターン付き放射ビームは真空チャンバを通り投影される、方法がさらに提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
[0010]  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】[0011]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】[0012]  図２は、リソグラフィ装置の概略図を示す。
【図３】[0013]  図３は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の概略図を示す。
【図４】[0014]  図４は、粒子に働く牽引力および重力のチャートを示す。
【図５】[0015]  図５は、表面に沿って進行する汚染粒子の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0016]  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している。このリソグラフィ装置は、
‐放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または可視光放射）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と、
‐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決めるように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
‐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決めるように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
‐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た投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳと、
を含む。
【００１２】
[0017]  照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、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様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００１３】
[0018]  サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、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否かなどの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。サポート構造は、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。サポート構造は、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。サポート構造は、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用される「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。
【００１４】
[0019]  本明細書において使用される「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与えるために使用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、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もあることに留意されたい。通常、放射ビームに付与されたパターンは、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。
【００１５】
[0020]  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、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。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を様々な方向に反射させるように、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。
【００１６】
[0021]  本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射に、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、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型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用される「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。
【００１７】
[0022]  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。
【００１８】
[0023]  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つ以上のパターニングデバイスサポート構造）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」機械においては、追加のテーブルおよび／またはサポート構造は並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブルおよび／またはサポート構造上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルおよび／またはサポート構造を露光用に使うこともできる。
【００１９】
[0024]  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に、比較的高い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。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えばマスクと投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書において使用される「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、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００２０】
[0025]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってよい。そのような場合には、放射源は、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、また放射ビームは、放射源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を使って送られる。その他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源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。
【００２１】
[0026]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタ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、インテグレータおよびコンデンサといった様々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。
【００２２】
[0027]  放射ビームＢは、サポート構造（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。パターニングデバイス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合わせる。第２ポジショナ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、または静電容量センサ）を使って、例えば、様々なターゲット部分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ポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、パターニングデバイス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、サポート構造ＭＴの移動は、第１ポジショナ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ポジショナ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）、サポート構造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。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、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、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイス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。
【００２３】
[0028]  例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
【００２４】
[0029]  １．ステップモードにおいては、サポート構造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ターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、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を露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００２５】
[0030]  ２．スキャンモードにおいては、サポート構造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）。サポート構造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）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、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。
【００２６】
[0031]  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た状態で、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、または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、パルス放射源が採用されており、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。
【００２７】
[0032]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、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。
【００２８】
[0033]  図２は、リソグラフィ装置１を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、例えばＥＵＶ源を含み、放射ビームを調整するように構成された照明システム２を含む。さらにこの装置１は、パターニングデバイス３を保持するように構成されたサポート（図示せず）を含み、このパターニングデバイスは、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することができる。装置１はさらに、基板を保持するように構成された基板テーブル４を含む。基板は、基板交換路６に沿って更なる処理のために基板を移動させるように基板ハンドラ５によって移動させられることが可能である。リソグラフィ装置１は、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７と、パターン付き放射ビームがその中で投影される真空チャンバ８をさらに含む。リソグラフィ装置１の動作時、投影されたパターン付きビーム９は、基板テーブル４によって保持される基板に到達する前に真空チャンバ８の一領域を横断する。装置１は、真空チャンバ８内に存在する汚染粒子を受けるように構成されたポンプ１０をさらに含む。図１に、例示的な汚染粒子１１を概略的に示す。汚染粒子１１は、ポンプ１０内で受取られる前に、真空チャンバ８内の擬似の任意の経路１２を移動する。
【００２９】
[0034]  図３は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１の概略図を示す。図２に示す装置１と同様に、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置１は、照明システム２、パターニングデバイス３を保持するように構成されたサポート、基板テーブル４、投影システム７、および真空チャンバ８を含む。さらに、図２に示す装置１の投影システム７には、真空チャンバ８内にパージガス流を供給するように構成されたパージシステムが設けられる。パターン付き放射ビームがその中で投影される真空チャンバ８内にパージガス流を供給することにより、投影ビーム９がチャンバ８を横断する領域における汚染粒子の数が減少し、それにより投影システム７の光学性能を向上することが促進される。汚染粒子の数が減少するに従って、光透過率が向上されうる。さらに、光コンポーネントの寿命も増加しうる。
【００３０】
[0035]  図３に示す実施形態では、パージシステムは、真空チャンバ８内にパージガス流を供給するように構成されたパージインレット１３を含む。パージガスは特定の流路１５に実質的に従い、流路１５に沿って汚染粒子を収集する。さらに、パージシステムは、投影ビーム９によって横断されるセクションについて両側にある真空チャンバ８の側壁に配置される２つのポンプ１６、１７を含む。パージインレット１３とポンプ１６、１７の場所は、パージガスが、パージガス流路１５、１８に実質的に従うように設計される。一例として、ガス流路１５は、投影ビーム９によって横断される真空チャンバ８のセクションを横断する。そのようなガス流路１５の一部は、投影ビーム９によって横断される領域から、放射ビームの外側に向かって延在し、それにより汚染粒子がその領域から除去されるので装置１の光学性能が向上される。別のガス流路１８が、投影ビーム９によって横断される領域に沿ってではあるが外側に位置付けられ、汚染粒子が投影ビーム９からはけるように投影ビーム９から離れるように向けられる。図３では、ポンプ１７に向けられた経路１４に従う例示的な汚染粒子１１を示す。図１に示す状況とは対照的に、汚染粒子は、投影ビーム９を横断することなくポンプ１７によって収集され、それにより、装置１の光学的な劣化が防げる。さらに、汚染粒子を、それらが基板交換路６を渡る前に、除去することができるので、汚染粒子が基板テーブル４に張り付くことが有利に防げる。
【００３１】
[0036]  １つ以上の更なるパージガス流路を設けて、汚染粒子１１を真空チャンバ８から除去してもよい。一例として、投影ビーム９によって横断されるチャンバ８内の領域における一セクションから投影ビーム９の外側に向かう更なるパージガス流路、または、投影ビーム９領域に沿うがその外側にあり、投影ビームから離れるように向けられる更なるパージガス流路が設けられてよい。原理上は、例えば、投影ビーム９に対して実質的に横断するように延在するパージガス流路である１つのタイプのパージガス流路のみを設計することも可能である。同様に、１つ以上のパージインレットおよび／又は１つ以上のポンプを、所望のパージガス流路を決定するために配置されうる。
【００３２】
[0037]  本発明の一態様では、１つ以上のパージインレットが汚染粒子にクリティカルな領域の付近に配置され、それにより、汚染粒子はより容易に移動させられ、それにより、いわゆるデッドゾーン、すなわち、汚染粒子が除去される前に比較的長期間の間、滞留することができる領域の存在を防げる。
【００３３】
[0038]  本発明の更なる態様では、１つ以上のポンプが汚染粒子源の付近に位置付けられることが望ましい。その結果、汚染粒子を、それらが投影ビーム９を横断可能となる前に比較的迅速に真空チャンバ８から除去することができる。
【００３４】
[0039]  本発明の一態様では、水素パージガス流が、パターン付き放射ビームによって横断されるチャンバの領域内に供給されることが好適である。有利には、水素ガスは、ＥＵＶ放射に対して比較的良好な透過率を有するので、投影ビームは水素ガスによって最小限に阻害される。さらに、ハロゲンパージガス流がパターン付き放射ビームの外側のチャンバの領域内に供給されて、ポンプのポンプ効率が向上されうる。本発明の更なる態様では、パージガス流が光デバイスの表面に沿って供給されて、汚染粒子がその光デバイス表面に到達する可能性が低減されうる。
【００３５】
[0040]  汚染粒子に働く牽引力および重力のそれぞれの計算を以下に説明する。ガス流内の一般質量粒子に働く牽引力、およびその質量粒子に働く重力は、それぞれ、次式によって与えられる：
【数１】
0005470265.tif 000002
ここで、Ｆｄは粒子内に働く牽引力［Ｎ］を表し、Ｍはガスのモル質量［ｋｇ／ｍｏｌ］を示し、Ｒ０はガス定数［Ｊ／ｍｏｌ．Ｋ］を示し、Ｔは温度［Ｋ］を示し、ｒは粒子の半径［ｍ］を示し、Ｐは圧力［Ｐａ］を示し、ｕは真空チャンバ内の粒子の相対速度［ｍ／ｓ］を示す。さらに、Ｆｇは粒子に働く重力［Ｎ］を表し、ρは粒子の密度［ｋｇ／ｍ３］を示す。
【００３６】
[0041]  一例として、１０Ｐａおよび２９５Ｋの１０ｍ／ｓの水素流において半径１００ｎｍを有する鋼粒子は、重力より相当に強い牽引力を有するように見える。計算例として、式（１）および（２）による牽引力および重力は、
【数２】
0005470265.tif 000003
である。
【００３７】
[0042]  図４は、粒子の粒径２５の関数としてその粒子に働く牽引力および重力２６のチャートを示す。特に、図４は、それぞれ、１０ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ、および０．１ｍ／ｓの粒子の相対速度を前提とする牽引力Ｆｄ１９、２０、２１を示す。同様に、図４は、それぞれ、鋼、ガラス、およびナイロン材料を前提とする重力Ｆｇ２２、２３、２４を示す。数値結果から、比較的小さい粒子に働く牽引力はその粒子に働く重力より相当に大きいことが推測できる。その結果、そのような比較的小さい粒子は、一般に「空気中に浮遊し（airborne）」、ガス流によって容易に動かされる。その一方で、比較的重い且つ大きい粒子は、低速のガス流において牽引力より大きい重力を受けるので、このような粒子は、供給されたパージガス流の影響をあまり受けない。実際の状況では、ガス流速度は、真空チャンバ内に存在する汚染粒子がパージガス流によって除去可能であるように選択することができる。
【００３８】
[0043]  パージガス流によって動かされる汚染粒子は、ガス流方向に対して横断する方向に拡散することができる。汚染粒子がパージガス流路から離れることを防ぐために、クリティカル面（critical surface）に沿ってガスを流す時間は、流路を横断するための拡散時間より短いべきである。図５は、面３０に沿ってパージガス流路３１内を進行する汚染粒子３２の概略図を示す。粒子３２は、方向ΔＹについて少なくとも部分的に横断する拡散路３３に従うことができ、この方向ΔＹに沿って面３０は延在する。汚染粒子の拡散路長は、次式を用いて計算することができる：
【数３】
0005470265.tif 000004
ΔＸは時間ｔ［ｓ］内の拡散路長［ｍ］を表し、Ｄは拡散速度［ｍ／ｓ］を示し、Ｃｃはカニングハム（Cunningham）滑り係数を示し、ｋはボルツマン（Boltzman）定数［Ｊ／Ｋ］を示し、Ｔは温度［Ｋ］を示し、ηは粘度［Ｐａ・Ｓ］を示し、Ｄｐは粒径［ｍ］を示し、λは平均自由行程［ｍ］、σはガス分子断面を示し、ｐは圧力［Ｐａ］を示す。
【００３９】
[0044]  一例として、拡散長ΔＸに対して横断する方向ΔＹにおいて長さ２０ｃｍの面に沿って１０ｍ／ｓのガス流において粒径６０ｎｍを有する汚染粒子は、０．０２ｓの平均滞留時間を与える。０．０２ｓの時間期間において、１０Ｐａ、２９５Ｋの水素（σ＝０．２９ｎｍ）での平均拡散長は約１ｍｍである。実際の例では、したがって、層流挙動を有し（つまり、レイノルド（Reynolds）数が約２３００より小さく、この条件は、分子流と粘性流の間の遷移領域において満たされる。これは、速度は音速によって制限され、流れが層流であることによる）、＞１０ｍ／ｓの速度を有するパージガス流を供給することにより、クリティカル面から少なくとも１ｃｍオフセットであるパージガス流路における汚染粒子は、原理上、拡散によってクリティカル面に到達することができない。平均拡散長の少なくとも２倍であるオフセットを与えることにより、汚染粒子が拡散によってクリティカル面に到達することが防げる。さらに、粘性流を得るために、クヌッドソン（Knudson）パラメータＫｎは１より小さく、望ましくは１より相当に小さい。なお、平均拡散長および自由行程長は共に、圧力に依存する。一例として、平均拡散長は、１０Ｐａおよび１Ｐａにおいてそれぞれ１ｍｍおよび３ｍｍである。同様に、自由行程長は、１０Ｐａおよび１Ｐａにおいてそれぞれ１ｍｍおよび１０ｍｍであり、これは、パージ流は１Ｐａにおいては粘性流としてみなすことができないことを意味する。
【００４０】
[0045]  本発明の更なる態様では、パージガス流の温度は比較的冷たい。一実施形態では、パージガス流の温度は、パージガス流がそれに沿って供給される光デバイスの面の温度より冷たい。熱泳動効果の結果、汚染粒子はより容易に光デバイスの面に近づかないようにされうる。
【００４１】
[0046]  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）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「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」という用語と同義であるとみなしてよい。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プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。適用可能である場合は、本明細書における開示は、そのようなおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用さ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。
【００４２】
[0047]  光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、基板上に創出される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は硬化される。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。
【００４３】
[0048]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（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）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（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。
【００４４】
[0049]  「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、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
【００４５】
[0050]  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、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。
【００４６】
[0051]  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てもよい。
【図１】
0005470265.tif 000005
【図２】
0005470265.tif 000006
【図３】
0005470265.tif 000007
【図４】
0005470265.tif 000008
【図５】
0005470265.tif 000009