(57)【要約】  リソグラフィ用投影装置が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を含み、このパターニングデバイスが所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するように構成される。この装置は基板を保持するように構成された基板テーブル、パターン化されたビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムを有する。この装置はまた、リソグラフィ用投影装置の部品の表面近傍にパージガスを供給するように構成されたパージガス供給システム１００を有する。パージガス供給システム１００は少なくとも１つのパージ用ガスと水分を含むパージガス混合物を発生させるように構成されたパージガス混合物発生器１２０を含む。パージガス混合物発生器はパージガスに水分を添加するように構成された保湿器１５０、およびパージガス混合物発生器１２０に接続されて表面の近傍にパージガス混合物を供給するように構成されたパージガス混合物出口１３０を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給源ガスと流体連絡しているガス入口を有する１つまたは複数の再生可能な精製器と流体連絡しているガス入口、および気化器のパージガス入口と流体連絡しているパージガス出口を含む装置であって、前記精製器が精製器へのガス入口から汚染物質を除去してパージガスを形成し、
前記気化器がハウジングと１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含み、前記ハウジングがパージガス入口、および微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を含み、前記ハウジングが気化可能液体入口、および前記微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体出口を含み、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を除去するように前記微小孔性ホローファイバ膜が処理され、前記微小孔性ホローファイバが気化可能液体による液体浸入に抵抗性であり、
気化器、パージガス混合物出口、またはこれらの組合せの温度を１つまたは複数の設定点範囲以内に維持する温度調節システムと、
微小孔性ホローファイバ内で気化可能液体中のパージガスの泡の形成を阻止するように気化可能液体およびパージガスの圧力を維持する圧力調節システムとを含む、装置。
【請求項２】
さらに、温度調節システムがさらに温度制御器、ヒーター、冷却装置、またはこれらの組合せを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
圧力調節システムが圧力制御器および背圧制御器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
圧力調節システムが気化可能液体の圧力をパージガスの圧力よりも約５ｐｓｉ以上高く維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
温度調節システムがパージガス混合物出口の温度を蒸気の凝縮点よりも上に維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
温度調節システムがパージガス混合物の温度をパージガスの流量に関係なく維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
パージガス混合物出口と流体連絡しているパージガス出口をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
液体トラップをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
１つまたは複数の気化器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
パージガス混合物が、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を１ｐｐｂ未満有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
２０ｓｌｐｍを超える流量を伴うパージガス混合物を含む組成物であって、前記パージガスがリソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を１ｐｐｂ未満含み、前記パージガス混合物がパージガスを飽和させる蒸気の約２０％よりも多くを含み、前記蒸気がリソグラフィ処理に使用される化学物質の活性を維持または促進する、組成物。
【請求項１２】
気化器、気化器へのパージガス入口、またはこれらの組合せの温度を温度調節システムで１つまたは複数の設定点範囲以内に制御する工程と、
気化器内の１つまたは複数の微小孔性ホローファイバによって分離された気化可能液体とパージガスの圧力を、微小孔性ホローファイバ内で気化可能液体中のパージガスの泡の形成を低減させるように圧力調節システムで制御する工程と、
気化器内でパージガスを気化可能液体と接触させる工程とを含む方法であって、前記気化器がハウジングおよび１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含み、前記ハウジングがパージガス入口、および１つまたは複数の微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を含み、前記ハウジングが気化可能液体入口、および前記微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体出口を含み、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる気化可能汚染物質を除去するように前記微小孔性ホローファイバ膜が処理され、前記微小孔性ホローファイバが気化可能液体による液体浸入に抵抗性である、方法。
【請求項１３】
圧力調節システムが気化可能液体の圧力をパージガスの圧力よりも約５ｐｓｉ以上高く維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
温度調節システムがパージガス混合物出口の温度を蒸気の凝縮点よりも上に維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
温度調節システムがパージガス混合物の温度をパージガスの流量に関係なく維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
パージガスを気化器のパージガス混合物出口から出るパージガス混合物と混合する作用をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記パージガス混合物を液体トラップに通して液体を除去する作用をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
気化器に気化可能液体を供給する作用をさらに含み、気化可能液体が再循環ループで流れる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
パージガス混合物が不純物を１ｐｐｂ未満有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
気化可能液体がリソグラフィ処理で利用される蒸気を含むパージガス混合物を発生させる、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は２００６年４月３日に提出された米国特許出願第１１／３９６８２３号の恩典を権利主張するものであってこの出願の継続出願である。本出願は２００３年７月２１日に提出された米国特許出願第１０／６２３１８０号の恩典を権利主張するものであって部分的にこの出願の継続であり、２００４年７月２１日に提出された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０２３４９０号の恩典を主張するものであって部分的にこの出願の継続であり、２００４年７月２１日に提出された米国特許出願第１０／５６５４８６号の恩典を権利主張するものであって部分的にこの出願の継続である。これらの出願は全文を本願明細書に参照で組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ用投影装置にある構成部品の表面は、たとえ装置の大部分が真空中で操作されても使用中に徐々に汚染される可能性がある。特に、リソグラフィ用投影装置内のミラーなどの光学部品の汚染は装置の性能に悪影響を及ぼす。なぜならばそのような汚染が光学部品の光学特性に影響を与えるからである。
【０００３】
リソグラフィ用投影装置の光学部品の汚染はリソグラフィ用投影装置の空間を清浄にすることによって低減され得ることが知られており、この空間内でそのような部品はパージガスと称される超高純度ガスと共に配置される。パージガスは、例えば炭化水素での分子汚染による表面の汚染を防止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この方法の欠点は、リソグラフィ工程に使用される化学物質の活性にパージガスが悪影響を及ぼしかねないことである。したがって、リソグラフィ用投影システムの光学部品の汚染を低減するがリソグラフィ工程に使用される化学物質の活性に悪影響を与えない改質されたパージガスに関してニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のバージョンは放射のビームを供給するように構成された照明器およびパターニングデバイスを支えるように構成された支持構造を含むことが可能なリソグラフィ用投影装置を含む。このパターニングデバイスは所望のパターンに従って放射のビームをパターン化するように構成される。基板テーブルは基板を保持するように構成される。投影システムはパターン化されたビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成される。少なくとも１つのパージガス供給システムがリソグラフィ用投影装置の少なくとも一部にパージガスを供給するように構成される。この少なくとも１つのパージガス供給システムはパージガス混合物発生器を有し、これがパージガス混合物を形成するために蒸気をパージガスに添加するように構成された気化器を含む。いくつかのバージョンにおいて、パージガスはパージガスと気化可能な液体から生じる蒸気で本質的に構成される。いくつかの実施形態では、パージガス混合物がパージガスと気化可能な液体から生じる蒸気を含んでもよい。この気化可能な液体はパージガス中で非汚染蒸気を形成し、この混合物がリソグラフィ用投影装置内の光学部品の汚染を低減または除去するため、および基板上のコーティングの化学的活性を維持するために使用される。パージガス混合物の出口はパージガス混合物発生器に接続され、リソグラフィ用投影装置の少なくとも一部にパージガス混合物を供給するように構成されてもよい。パージガス混合物発生器内の気化器はパージガスに１ｐｐｔを超える汚染物質を与えることなく大流量でパージガスに蒸気を添加する。いくつかの実施形態では、パージガス混合物発生器内の気化器はリソグラフィ用投影システムの光学部品の光学特性を劣化させる約１ｐｐｂを超える汚染物質をパージガスに与えることなく大流量でパージガスに蒸気を添加する。
【０００６】
改善されたリソグラフィ用投影装置、特にレジストの現像に影響を与えることなくパージガスで汚染が低減されることが可能なリソグラフィ用投影装置を提供することが本発明の態様である。
【０００７】
本発明の一態様によれば、リソグラフィ用投影装置は放射のビームを供給するように構成された照明器およびパターニングデバイスを支えるように構成された支持構造を含む。このパターニングデバイスは所望のパターンに従って放射のビームをパターン化するように構成される。基板テーブルは基板を保持するように構成される。投影システムはパターン化されたビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成される。少なくとも１つのパージガス供給システムがリソグラフィ用投影装置の少なくとも一部にパージガスを供給するように構成される。この少なくとも１つのパージガス供給システムは気化器、または水分をパージガスに添加するように構成された気化器を含むパージガス混合物発生器を含んでもよい。このパージガス混合物発生器はパージガス混合物を発生させるように構成される。このパージガス混合物は少なくとも１つのパージガスおよび水分を含む。パージガス混合物の出口はパージガス混合物発生器に接続され、リソグラフィ用投影装置の少なくとも一部にパージガス混合物を供給するように構成される。したがって、水分が存在し、化学物質の活性、例えばレジストの現像はパージガス混合物による影響を受けない。
【０００８】
本発明のなおもさらなる態様によれば、パージガス供給システムは水分をパージガスに添加するように構成された保湿器を含むパージガス混合物発生器を含む。このパージガス混合物発生器は少なくとも１つのパージ用ガスと水分を含むパージガス混合物を発生させるように構成され、パージガス出口を含む。一例では、パージガス出口はリソグラフィ用投影装置の少なくとも一部にパージガス混合物を供給するように構成される。本発明の１つのバージョンにおいて、パージガス混合物はパージガスと水分から成る組成物であり、この組成物は放射と相互作用してリソグラフィ用投影装置内の基板上にパターンを形成する光学部品の光学特性に悪影響を有する汚染物質を約１ｐｐｂ未満含む。
【０００９】
好ましい実施形態では、パージガス混合物供給システムはパージガス供給源、水供給源、およびパージガスに水分を添加するように構成された保湿器を有するパージガス混合物発生器を含む。場合によって、この供給システムは保湿器に入る途中または入る以前に水が加熱されるように水用の加熱デバイスもやはり含む。
【００１０】
本発明の１つのバージョンにおいて、気化器はパージガス供給システム用の保湿器であり、リソグラフィ用保護装置はパージガス流を含む第１の領域と水を含む第２の領域を含むことが好ましく、この場合に第１と第２の領域は気化可能な液体による液体浸入に実質的に抵抗性である気化器のガス透過性膜によって分離される。保湿器は第１の端部と第２の端部を有する複数のペルフルオロ化合物からなるガス透過性で熱可塑性のホローファイバ膜の束を含むことがさらに好ましく、この場合にこの膜は外側表面と内側表面を有し、内側表面は管腔を含み、束の各々の端部は液密性のペルフルオロ化合物からなる熱可塑性のシールで注封され（ｐｏｔｔｅｄ）、ファイバ端部が流体流に開放される周囲のペルフルオロ化合物からなる熱可塑性のハウジングを伴った一体型端部構造を形成する。このハウジングは内壁と外壁を有し、内壁は内壁とホローファイバ膜との間の流体流の体積を規定する。このハウジングはパージガス供給源に接続されたパージガス入口およびパージガス混合物出口を含む。このハウジングは水供給源に接続された水入口および水出口を含み、パージガス入口が束の第１の端部に接続されてパージガス混合物出口が束の第２の端部に接続されるか、または水入口が束の第１の端部に接続されて水出口が束の第２の端部に接続され、パージガス混合物は少なくとも１つのパージガスと水分を含む。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、パージガスに蒸気を添加するための方法はパージガスに蒸気を添加するために十分な期間についてパージガスを上述された気化器に通す工程を含む。蒸気を含むパージガスはリソグラフィ用投影装置の少なくとも一部に供給される。一実施形態では、蒸気は水蒸気であり、パージガスに水分を添加することによって少なくとも１つのパージガスと水分を有するパージガス混合物を発生させる作用を含み、リソグラフィ用投影装置の少なくとも一部にパージガス混合物を供給し、この場合にパージガス混合物はパージガスと水分を含む。したがって、リソグラフィ用投影装置に使用される化学物質はこのパージガスによる影響を受けない。
【００１２】
本発明のさらなる態様によれば、デバイス製造方法は放射線感光材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板の少なくとも一部に上述された方法を適用する工程、パターン化された放射のビームを放射線感光材料の層のターゲット部分上に投影する工程、およびこのデバイス製造方法に使用される構成部品の表面近傍にパージガス混合物を供給する工程を含む。
【００１３】
本発明のさらなる詳細、態様、および実施形態は添付の図面を参照しながら例示のみの目的で記述される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本組成物および方法が記述される前に、本発明が記述される特定の分子、組成物、方法論またはプロトコルに限定されず、これらは変わり得ることが理解されるべきである。記述に使用される術語が特定のバージョンまたは実施形態のみを記述する目的のためにあり、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される本発明の範囲を限定するように意図されていないこともやはり理解されるべきである。
【００１５】
本願明細書および添付の特許請求の範囲において使用されるとき、「或る（「ａ」、「ａｎ」）」および「この（「ｔｈｅ」）」という単数形は文脈が別途明確に指定しない限り複数の指示対象を含むことにもやはり留意されなければならない。したがって、例えば或る「ホローファイバ」への言及は１つまたは複数のホローファイバおよび当業者などに知られているその同等物への言及である。別途規定されない限り、本願明細書に使用されるすべての技術用語および科学用語は当業者によって一般的に理解されているものと同じ意味を有する。本願明細書に記述されるものと同様または等価のいずれの方法および材料も本発明の実施形態の実践または試験に使用されることが可能であるが、ここでは好ましい方法、デバイス、および材料が記述される。本願明細書に記述されるすべての出願は参照で組み入れられる。本願明細書において、何事も、先行する発明が理由でそのような開示の時期を早めて本発明が権利を与えられなくなることを認定すると解釈されるべきではない。
【００１６】
本発明のバージョンはパージガスに蒸気を添加するための装置と方法の両方を提供する。パージガスを構成するかまたは含むそのような蒸気はリソグラフィシステムに特に有益であるが、これらの用途はそのようなシステムに限定されない。本発明の方法によってシステムの中に蒸気を導入する処理はパージガスを汚染することもあり得る蒸気を導入する方法を回避する。本発明のいくつかのバージョンはパージガスに水蒸気を添加するための装置および方法を提供する。そのような加湿されたパージガスはリソグラフィシステムに特に有益であるが、これらの用途はそのようなシステムに限定されない。本発明の方法によってシステムの中に水を導入する処理はパージガスを汚染することもあり得る水を導入する方法を回避する。
【００１７】
本願明細書に使用されるときのパターニングデバイスという用語は基板のうちのターゲット部分に作り出されるべきパターンに相当するパターン化された断面を入来する放射ビームに与えるために使用され得るデバイスに言及すると広義に解釈されるべきである。「ライトバルブ」という用語がこの文脈で使用されることもやはりあり得る。概して、このパターンはターゲット部分内に作り出される集積回路などのデバイスまたは他のデバイス（下記参照）内の特定の機能層に相当する。そのようなパターニングデバイスの一例はマスクである。マスクの概念はリソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レベンソン型位相シフト、ハーフトーン型位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々な混成マスクタイプを含む。放射ビーム内へのそのようなマスクの設置はマスク上のパターンに従ったマスクに当たる放射の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）を引き起こす。マスクの場合では、支持体は概してマスクテーブルであり、これは入来する放射ビーム内でマスクが所望の位置に保持され得ること、および所望であればビームに相対して移動させられ得ることを保証する。
【００１８】
パターニングデバイスの別の実例はプログラム可能なミラーアレイである。そのようなアレイの一例は粘弾性の制御層および反射表面を有するマトリックスアドレス指定可能な表面である。そのような装置の背景にある基本原理は、例えば反射表面のうちのアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、それに対してアドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用すると、非回折光は反射ビームからフィルタで除去されることが可能であり、回折光のみを後に残す。この方式で、ビームはマトリックスアドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに従ってパターン化される。プログラム可能なミラーアレイの代替の実施形態は極小ミラーのマトリックス配列を使用し、適切な局所的電界を印加することによって、または圧電アクチュエータを使用することによってこれらの各々が軸に関して個々に傾けられることが可能である。ここでも再び、アドレス指定されたミラーが入来する放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向で反射するようにミラーはマトリックスアドレス指定可能である。この方式で、反射ビームはマトリックスアドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化される。必要とされるマトリックスのアドレス指定は適切な電子技術を使用して実行されてもよい。上記に記述された状況の両方において、パターニングデバイスは１つまたは複数のプログラム可能なミラーアレイを含んでもよい。本願明細書に言及されるようなミラーアレイに関するさらなる情報は、例えば米国特許第５２９６８９１号明細書および第５５２３１９３号明細書、および国際公開第９８／３８５９７号パンフレットおよび第９８／３３０９６号パンフレットから見出されることが可能である。プログラム可能なミラーアレイの場合では、例えば固定型または可動型であってもよいフレームまたはテーブルとして構造が具現化されてもよい。
【００１９】
パターニングデバイスの別の実例はプログラム可能なＬＣＤアレイである。そのような構造の一例は米国特許第５２２９８７２号明細書内で与えられている。上記のように、この場合における支持構造は例えば固定型または可動型であってもよいフレームまたはテーブルとして具現化されてもよい。
【００２０】
単純化する目的で、本文の残りの部分は、ある場所では特にマスクとマスクテーブルなどのリソグラフィ装置を含む実例に向けられる。しかしながら、そのような例において検討される一般的原理はパージガスに蒸気を添加する過程、例えば本願明細書に記述されるようにパージガスを加湿するためにパージガス発生器を使用して水蒸気を添加する過程の広義の文脈で理解されるべきである。
【００２１】
リソグラフィ用投影装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造において使用されることが可能である。そのようなケースでは、パターニングデバイスはＩＣの個々の層に対応する回路パターンを作り出すことが可能であり、このパターンが放射線感光材料（レジスト）の層でコーティングされた基板（シリコンウェハ）上の（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分上に像形成されてもよい。本発明のいくつかのバージョンでは、１つのウェハが投影システムを介して１つずつ連続して照射される隣り合ったターゲット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ニングを採用する最新の装置では、２つの異なるタイプの機械の間で区別が為され得る。一方のタイプのリソグラフィ用投影装置では、マスクパターン全体を一度にターゲット部分上に露光することによって各々のターゲット部分が照射される。そのような装置は一般的にウェハステッパと称される。一般的にステップアンドスキャン装置と称される代替の装置では、所定の基準方向（「走査」方向）で放射のビームの下でマスクパターンを漸次走査させ、その一方でこの方向と平行または逆平行に基板テーブルを同期走査させることによって各々のターゲット部分が照射される。概して投影システムは倍率因子Ｍ（概して＜１）を有するので、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因子Ｍ倍である。本願明細書に記述されるようなリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、例えば米国特許第６０４６７９２号明細書から見出されることが可能である。
【００２２】
リソグラフィ用投影装置を使用する知られている製造工程では、（例えばマスクの）パターンは放射線感光材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われている基板の上に像形成される。この像形成の前に、基板はプライミング、レジストコーティング、およびソフトベークなどの様々な処置を受けてもよい。露光の後、基板は露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および像形成フィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅ）の測定／検査などの他の処置を受けてもよい。処置のこの配列はデバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基礎として使用される。そのようなパターン化された層が次にエッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械的研磨などといったすべてが個々の層の処理を完成させるために意図された様々な処理を受けてもよい。いくつかの層が必要とされる場合、すべての処置またはそれらの変形形態が各々の新たな層のために繰り返されなければならない。様々な積層のオーバーレイ（並置）は多層デバイス構造が製造されることを可能にする。この目的のために、ウェハ上の１つまたは複数の位置に小さい基準マークが設けられ、したがってウェハ上に座標系の原点が規定される。光学デバイスおよび電子デバイスを基板ホルダ位置決めデバイス（本願明細書ではこれ以降「アラインメントシステム」と称される）と併せて使用し、次いで、既にある層の上に新たな層が並置される必要がある度にこのマークが再配置されてもよく、アラインメント基準として使用されてもよい。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェハ）上に存在する。次いでこれらのデバイスはダイシングまたはソーイングなどの技法によって互いに分離され、そこから個々のデバイスが担体上に実装され、ピンなどに接続される。そのような処理に関するさらなる情報は、例えばＰｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔによる書物「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、第３版（ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．１９９７，ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４）から得られることが可能である。
【００２３】
簡略にする目的で、投影システムはこれ以降「レンズ」と称されることもあり得る。しかしながら、この用語は例えば屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折性システムを含めた様々なタイプの投影システムを包含すると広義に解釈されるべきである。放射システムもやはり放射のビームを方向付け、成形、または制御するための設計タイプのうちのいずれかに従って動作する構成部品を含んでもよく、そのような構成部品もやはり以下では集合的に、または単独で「レンズ」と称されることがあり得る。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）を有するタイプであってもよい。そのような「多段」デバイスでは、付加的なテーブルは並列工程、または１つ以上の他のテーブルが露光のために使用されている間に１つ以上のテーブルに実施されてもよい準備工程で使用されることもあり得る。２段リソグラフィ装置は、例えば米国特許第５９６９４４１号明細書および米国特許第６２６２７９６号明細書に記述されている。
【００２４】
ＩＣの製造における本発明による装置の使用に対して特定の参照が本文中で為されるが、そのような装置が多くの他の考え得る用途を有することは明確に理解されるべきである。
【００２５】
例えば、集積型光学系、磁区メモリのための誘導および検出用パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用されることが可能である。そのような選択的な用途の背景において、本文中の「レチクル」、「ウェハ」または「ダイ」という用語のいずれの使用もさらに一般的な用語「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」でそれぞれ置き換えられると考えられるべきであることを当業者は理解する。
【００２６】
本文書において、「放射」および「ビーム」という用語は基板上のレジストをパターン化するために使用されるすべてのタイプの電磁放射を包含するように使用される。これらはｘ線、（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を備えた）紫外（ＵＶ）放射および（例えば５−２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むことが可能である。
【００２７】
図１は本発明の実施形態によるリソグラフィ用投影装置１を概略で描いている。装置１はベースプレートＢＰを含む。本装置は放射供給源ＬＡ（例えばＥＩＴＶ放射）を含むこともやはりあり得る。第１の物体（マスク）テーブルＭＴはマスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するように構成されたマスクホルダを設けられ、投影システムまたはレンズＰＬに対してマスクを正確に位置決めする第１の位置決めデバイスＰＭに接続される。第２の物体（基板）テーブルＷＴは基板Ｗ（例えばレジスト被覆されたシリコンウェハ）を保持するように構成された基板ホルダを設けられ、投影システムＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決めデバイスＰＷに接続される。投影システムまたはレンズＰＬ（例えばミラー群）はマスクＭＡの照射部分を基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に像形成させるように構成される。
【００２８】
ここに描かれたように、本装置は反射タイプである（すなわち反射型マスクを有する）。しかしながら、概して、これは例えば透過型マスクを備えた透過タイプであることもやはりあり得る。場合によっては、本装置は上記で言及されたようなタイプのプログラム可能なミラーアレイなどの別の種類のパターニングデバイスを使用することもあり得る。供給源ＬＡ（例えば放電またはレーザで作られるプラズマ源）が放射を作り出す。この放射が直接、または例えばビームエキスパンダＥＸなどの調節デバイスを横切った後のどちらかで照明システム（照明器）ＩＬに供給される。照明器ＩＬはビーム内の強度分布の外側および／または内側の半径範囲（一般的に外側ｓおよび内側ｓとそれぞれ称される）を設定する調節用デバイスＡＭを含んでもよい。付け加えると、照明器は概してインテグレータＩＮおよび集光器ＣＯなどの様々な他の部品を含む。この方式で、マスクＭＡに当たるビームＰＢはその断面で望ましい均一性および強度分布を有する。
【００２９】
図１に関して、供給源ＬＡが例えば水銀ランプであるときに頻繁にあるケースのように供給源ＬＡはリソグラフィ用投影装置のハウジングの中にあってもよいが、リソグラフィ用投影装置から遠隔にあることもやはりあり得ることに留意するべきである。これが作り出す放射が装置の中に導かれる。この後者のシナリオは供給源ＬＡがエキシマレーザであるときに頻繁なケースである。本発明はこれらのシナリオの両方を包含する。
【００３０】
次に、ビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されるマスクＭＡを捕捉する。マスクＭＡを横切った後、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、このレンズがビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に焦点集束させる。第２の位置決めデバイスＰＷおよび干渉計ＩＦの補助で、基板テーブルＷＴは例えばビームＰＢの経路内で異なるターゲット部分Ｃに位置するように正確に移動させられることが可能である。同様に、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械で取り出した後、または走査中にビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために第１の位置決めデバイスＰＭが使用されることが可能である。概して、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動はロングストロークのモジュール（粗い位置決め）とショートストロークのモジュール（精密な位置決め）の補助で実現され、これらは図１では明確に描かれていない。しかしながら、（ステップアンドスキャン装置とは対照的な）ウェハステッパのケースでは、マスクテーブルＭＴは単にショートストロークのアクチュエータに接続されるのみでよく、または固定されてもよい。マスクＭＡと基板ＷはマスクのアラインメントマークＭ１およびＭ２、および基板のアラインメントマークＰ１およびＰ２を使用して位置合わせされることができる。
【００３１】
描かれた装置は２つの異なるモードで使用されることが可能である。（１）段階モードではマスクテーブルＭＴは本質的に静止型に保たれ、全マスク画像が一挙に、すなわち単一の「フラッシュ」でターゲット部分Ｃの上に投影される。次に、異なるターゲット部分ＣがビームＰＢによって照射されることができるように基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向に移動させられる。（２）走査モードでは本質的に同じシナリオが適用されるが、例外は所与のターゲット部分Ｃが単一の「フラッシュ」に露光されるのではないことである。その代わりに、マスクテーブルＭＴが速度ｖで所定の方向（いわゆる「走査方向」、例えばＹ方向）に移動可能であり、それにより、放射のビームＰＢがマスク画像全体にわたって走査させられる。同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同じまたは反対の方向に同時移動させられ、ここでＭはレンズＰＬの倍率（通常では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、比較的大きいターゲット部分Ｃが露光されることが可能である。
【００３２】
図２は図１のリソグラフィ用投影装置１に使用されることが可能な投影システムＰＬおよび放射システム２を示している。放射システム２は照明光学ユニット４を含む。放射システム２は供給源−集光器モジュールまたは放射ユニット３もやはり含むことができる。放射ユニット３は放電プラズマによって形成されてもよい放射源ＬＡを設けられる。放射源ＬＡは電磁スペクトルのうちのＥＵＶ範囲で放射を発するために極高温のプラズマが作り出されることができるＸｅガスまたはＬｉ蒸気などのガスまたは蒸気を使用してもよい。極高温プラズマは電気放電の部分的にイオン化したプラズマを光軸０上にコラプスさせる（ｃｏｌｌａｐｓｅ）ことによって作り出される。０．１ｍｂａｒの分圧のＸｅ、Ｌｉ蒸気、またはいずれかの他の適切なガスまたは蒸気が放射の効率的な発生のために要求される可能性がある。放射源ＬＡによって出される放射は供給源チャンバ７からガスバリヤ構造または「フォイルトラップ」９を経由して集光器チャンバ８の中に渡される。ガスバリヤ構造９は例えば米国特許第６８６２０７５号明細書および米国特許第６３５９９６９号明細書に詳しく記述されるようなチャネル構造を含む。
【００３３】
集光器チャンバ８は放射集光器１０を含み、これはグレージング入射集光器であってもよい。集光器１０によって渡される放射はグレーティングのスペクトルフィルタ１１で反射されて集光器チャンバ８の開口における事実上の供給点１２に焦点集束させられる。チャンバ８から、投影ビーム１６は直角入射反射器１３および１４を介して照明光学ユニット４内でレチクルまたはマスクテーブルＭＴ上に位置するレチクルまたはマスクの上へと反射される。パターン化されたビーム１７が形成され、これが反射素子１８および１９を介して投影システムＰＬ内でウェハステージまたは基板テーブルＷＴの上に像形成させられる。図示されているよりも多くの素子が概して照明光学ユニット４および投影システムＰＬ内に存在する可能性がある。
【００３４】
図２に示されるように、リソグラフィ用投影装置１はパージガス供給システム１００を含む。図２に示されるようにパージガス供給システム１００のパージガス出口１３０−１３３は投影システムＰＬ内および照明光学ユニット４内で反射器１３および１４および反射素子１８および１９の近傍に配置される。しかしながら、所望であれば装置の他の部分も同様にパージガス供給システムを設けられることが可能である。例えば、レチクルおよびリソグラフィ用投影装置の１つまたは複数のセンサがパージガス供給システムを設けられることもあり得る。
【００３５】
図１および図２において、パージガス供給システム１００はリソグラフィ用投影装置１の内側に配置される。パージガス供給システム１００は装置１の外側のいずれかのデバイスを使用して特定の実施法に適したいずれかの方法で制御されることが可能である。しかしながら、リソグラフィ用投影装置１の外側のパージガス供給システム１００の少なくともいくつかの部分、例えばパージガス混合物発生器１２０に配置することも同様に可能である。
【００３６】
図３はパージガス供給システム１００の実施形態を示している。パージガス入口１１０が実質的に水分を伴わない乾燥ガスを供給するパージガス供給装置（図示せず）、例えば加圧ガス供給管路、圧縮乾燥空気、窒素、ヘリウムまたは他のガスを備えたシリンダに接続される。乾燥ガスはパージガス混合物発生器１２０を通される。パージガス混合物発生器１２０内で乾燥ガスは下記で説明されるようにさらに精製される。さらに、パージガス混合物発生器１２０はパージガスに蒸気を添加してパージガス混合物を形成する気化器１５０を含む。例えば本発明の１つのバージョンでは、気化器はパージガス混合物出口１３０のために乾燥ガスに水分を添加する保湿器１５０である。この実施形態に示された他のパージガス出口１３１および１３２は保湿器１５０に接続されない。パージガス出口とパージガス混合物出口の様々な組合せがパージガス発生器の他の実施形態で存在することがあり得る。したがって、パージガス混合物出口１３０ではパージガスと水分を含むパージガス混合物が与えられ、それに対して他のパージガス出口１３１および１３２では乾燥パージガスのみが与えられる。それにより、パージガス混合物は水分などの蒸気を必要とする化学物質を供給される表面、例えばウェハテーブルＷＴなどの近傍にのみ供給されてもよく、それに対してリソグラフィ用投影装置１のその他の部分は乾燥した、すなわち水分のような蒸気を伴わないパージガスを供給されてもよい。それでもなお、本発明は発生器の１つの出口のみがパージガス混合物を供給するパージガス混合物発生器に限定されない。
【００３７】
さらに、水分のような蒸気がパージガスに添加されるので、蒸気の濃度または純度などといったパージガス混合物の特性は良好な精度で制御されることが可能である。例えば、良好な精度はパージガス混合物を形成するべきパージガス中の蒸気の濃度であってもよく、これはパージガス、気化可能な液体、またはこれらの組合せの温度を約±１℃以下に制御することによって達成される。パージガス中の蒸気の濃度はガスが液体中に入り込まないように、およびパージガス中の蒸気濃度が本質的に約５％以内で一定になるようにガスと液体との間の圧力を維持することによって制御されることが可能である。パージガス中の蒸気の濃度は、パージガス中の蒸気の濃度が本質的に一定になるように、例えば、パージガス混合物が作られる時間中にパージガス混合物中の蒸気濃度が約５％以下で変わり、いくつかのバージョンでは１％以下で変わり、さらに別のバージョンではパージガス混合物中の蒸気の濃度が約０．５％未満で変わるように温度、圧力、パージガス流量、またはこれらの任意の組合せを制御することによって維持されることが可能である。
【００３８】
パージガス混合物中の水分の濃度は、５％以下で変わる蒸気濃度を達成するように気化器に入るパージガスの流量、パージガス混合物と混ぜ合わされる希釈用パージガスの流量、またはこれらの任意の組合せを制御することによって達成されることが可能である。
【００３９】
いくつかのバージョンでは、パージガス中の水分の濃度はパージガス圧力よりも約５ｐｓｉｇ以上高い気化可能な液体の圧力によって制御されることが可能である。パージガスと液体との間の圧力差は約５％以下、いくつかのバージョンでは約±０．５％未満の再現性を有する１つまたは複数の圧力調節器によって制御されてもよい。
【００４０】
気化器内のパージガスまたは気化可能な液体の圧力を調節するため、気化器内の気化可能な液体またはパージガスの温度を調節するため、パージガス混合物に添加される希釈用パージガスの量を調節するため、またはこれらの任意の組合せによって本発明のいくつかのバージョンでは５％未満、いくつかのバージョンでは１％未満、さらに別のバージョンでは０．５％未満で変わる蒸気濃度を与えるパージガス混合物を形成するようなパージガス中の蒸気の量を達成するため、保湿器の下流の水分プローブからの出力が制御ループ内で制御器と共に使用されてもよい。投影装置内の光学素子の熱膨張または収縮を最小にするため、および屈折率の変化を削減するためにパージガスまたはパージガス混合物の温度をリソグラフィ工程の許容差以内の温度範囲に維持することが好都合であると見込まれる。屈折率および干渉法測定の結果の変化を最小にするためにパージガス混合物中の蒸気の濃度をこれらの範囲内に維持することが好都合であると見込まれる。本システムの気化器は可撓性であることが有利であり、例えば水の場合、気化器は多かれ少なかれ水蒸気をパージガスに添加することによってパージガス混合物中に存在する水蒸気の量が容易に調節されることを可能にする。
【００４１】
蒸気が水蒸気である図１５に例示されるように、気化器の温度および流量を変更することによって蒸気濃度は気化器を通るパージガス流量に本質的に左右されない範囲に制御されることが可能である。いくつかのバージョンにおいて、蒸気濃度はパージガス混合物中の蒸気濃度の約５％未満、いくつかの実施形態では約１％未満、さらに別の実施形態では約０．５％未満に制御されることが可能である。図１５に示されるように、本発明のバージョンにおける気化器は約４０ｓｌｍ流量で約６３１４ｐｐｍの水蒸気濃度、約８０ｓｌｍ流量で約６２５５ｐｐｍの水分濃度、および約１２０ｓｌｍ流量で約６２８６ｐｐｍの水分濃度を備えたパージガス混合物を供給することが可能である。この本質的に一定の水分濃度は気化器を通るパージガスの流量全体にわたって約０．５％未満で変化する。
【００４２】
パージガス混合物発生器１２０のいくつかのバージョンにおいて、発生器は流れの方向で精製器装置１２８、流量計１２７、バルブ１２５、減量器１２９、熱交換器１２６、および保湿器１５０を含むことがあり得る。
【００４３】
パージガス用のガスの源はパージガス入口１１０を介して精製器装置１２８に供給されてもよい。例えば、ＣＤＡ供給源（図示せず）からの圧縮乾燥空気（ＣＤＡ）がパージガス入口１１０を介して精製器装置１２８に供給されてもよい。このＣＤＡが精製器１２８によって精製される。精製器１２８は２つの並列の流量分岐１２８Ａと１２８Ｂを含み、各々が流れの方向で自動バルブ１２８１または１２８２、および再生可能な精製デバイス１２８３または１２８４を含む。再生可能な精製デバイス１２８３および１２８４はそれぞれの精製デバイスを別々かつ独立して加熱し、それによって再生させるための加熱用素子を各々設けられる。例えば、一方の精製器は他方の精製器が再生処理されていてオフラインにある間にパージガスを作るために使用されてもよい。流量分岐は精製デバイス１２８３および１２８４の下流でガス純度センサ１２８６によって制御されることが可能な遮断バルブ１２８５に接続される。
【００４４】
精製器は再生可能であるので、本システムは精製器がパージガスから除去された化合物で飽和状態になる場合にこれらを別々に再生させることによって長期間使用されることが可能である。再生可能な精製器はいずれの適切なタイプであってもよく、例えば再生可能なフィルタであってもよく、これが例えばチャコールフィルタ内で起こる非再生型化学処理とは対照的に吸着などの物理的処理、触媒、または別の方法によって汚染化合物または粒子をガスから外に除去する。概して、再生可能な精製器は有機材料を含まず、かつ再生可能な精製器は通常ではパージガスの汚染物質に物理的に結合するために適したゼオライト、酸化チタン、ガリウムまたはパラジウム化合物、またはその他を含めた金属などの材料を含む。好ましい精製器はＭｙｋｒｏｌｉｓ  Ｃｏｒｐ．（現在ではＥｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能なＡｅｒｏｎｅｘ  ＩｎｅｒｔまたはＸＣＤＡ精製器（ＣＥ−７０ＫＦ−Ｉ、Ｏ、またはＮ）などの不活性ガスおよび酸素と共存可能な精製器である。本発明のいくつかのバージョンにおいて、適切な精製器は１ｐｐｔ未満の炭化水素、ＮＯｘ、またはその他などといった汚染物質を伴うパージガスを供給する。
【００４５】
精製デバイス１２８３および１２８４は清浄乾燥空気（ＣＤＡ）または他のガスが精製される精製状態と再生状態に交互に置かれてもよい。再生状態では精製デバイスはそれぞれの加熱用素子によって再生処理される。したがって、例えば精製デバイス１２８３がＣＤＡを精製する間に精製デバイス１２８４が別個に独立して再生処理される。精製器装置１２８はしたがって、一定レベルのガス精製を維持しながら連続的に動作することができる。
【００４６】
自動バルブ１２８１および１２８２は対応する精製デバイス１２８３および１２８４の動作に対応して動作させられる。したがって、精製デバイス１２８３または１２８４が再生処理されるとき、対応するバルブ１２８１または１２８２が閉じられる。精製デバイス１２８３または１２８４が精製のために使用されるとき、対応するバルブ１２８１または１２８２が開かれる。
【００４７】
一実施形態では、精製済みＣＤＡなどの精製されたガスは純度センサ１２８６によって制御される遮断バルブ１２８５を通される。精製済みＣＤＡの純度が所定の閾値よりも下であると純度センサ１２８６は遮断バルブ１２８５を自動的に閉じる。したがって、不十分な純度レベルを伴うパージガスによるリソグラフィ用投影装置１の汚染は自動的に防止される。
【００４８】
精製済みＣＤＡの流量は流量計１２７を介してモニタされることが可能である。流れを手動で遮断するためにバルブ１２５が使用されてもよい。減量器１２９は減量器の出口で安定した圧力を与え、したがって安定したパージガス圧力が（熱交換器１２６を介して）制限部１４３−１４５に供給されることができる。
【００４９】
熱交換器１２６は実質的に一定の温度で精製済みＣＤＡを供給する。熱交換器１２６は特定の実施に適したガス温度を達成するために精製済みＣＤＡなどの精製ガスから熱を抽出するかまたは熱を加える。リソグラフィ用投影装置においては、例えば安定した処理条件が使用され、したがって熱交換器が精製済みＣＤＡの温度を安定させることで時間全体にわたってガスが一定または所定の狭い温度範囲である温度を有することができる。リソグラフィ用途においてパージガス出口でのパージガスにとって適した条件は、例えば２０−３０標準リットル毎分の流量、および／または約摂氏２２度のパージガスの温度および／または３０−６０％の範囲の相対湿度であってもよい。しかしながら、本発明はこれらの条件に限定されず、これらのパラメータに関する別の値も本発明によるシステムにおいて同様に使用されることがあり得る。パージガスの温度を調節して気化器内の気化可能な液体からの蒸気の取り込みを変更するために熱交換器が使用されてもよい。
【００５０】
熱交換器１２６は制限部１４３−１４５を介してパージガス出口１３０−１３２に接続されてもよい。制限部１４３−１４５は、パージガス出口１３０−１３２の各々において望ましい一定のパージガス流量および圧力が得られるようにガス流量を制限するために使用されてもよい。パージガス出口においてパージガス圧力に関して適切な値は例えば１００ｍｂａｒであることもあり得る。パージガス出口１３１−１３２およびパージガス混合物出口１３０の各々において調節可能なガス流量を供給するために調節可能な制限部を使用することも同様に可能である。
【００５１】
気化器、例えば保湿器１５０は熱交換器の下流で制限部１４３とパージガス出口１３０との間に接続される。図１および図２の実例ではパージガス混合物出口１３０はウェハテーブルＷＴの近傍に設けられる。保湿器１５０は水分または水蒸気を精製済みＣＤＡに添加し、したがってパージガス混合物を出口１３０に供給する。この実例では、１つの出口のみにおいてパージガス混合物が放出される。しかしながら、例えば複数のパージガス出口を別々の保湿器に接続することによって、または２つ以上の出口を同じ保湿器に接続することによって２つ以上のパージガス出口にパージガス混合物を放出することも同様に可能である。パージガス混合物発生器内で図３に示される位置とは異なる位置に保湿器などの気化器を設けることも同様に可能である。例えば、保湿器１５０はバルブ１４３とパージガス出口１３０との間ではなくパージガス混合物発生器１２０とバルブ１４３との間に置かれてもよい。保湿器１５０または他の気化器１５０が同様に流量制限部として作用すなわち動作してもよく、そのように所望されれば保湿器１５０に接続される制限部１３０が省略されることも可能である。
【００５２】
保湿器１５０は、例えば図４に示されるように導入されてもよい。しかしながら、保湿器１５０が異なる形態で導入されることも同様に可能であり、例えばパージガスの流れの中に流体を蒸発させる気化器を含むこともあり得る。
【００５３】
図４に示された保湿器１５０は、例えば高純度の水などの気化可能な液体１５４で液面準位Ａまで満たされる液体容器１５１を含む。ガス入口１５２１（これ以降は「湿潤ガス入口１５２１」）はマウンディングを液面準位Ａよりも下に液体１５４中に沈めて設置される。別のガス入口１５２２（これ以降は「乾燥ガス入口１５２２」）はマウンディングを、液体容器１５１の一部であって液体１５４で満たされていない部分である液面準位Ａの上に置いて設置される。ガス出口１５３は液体１５４よりも上の液体容器１５３の部分をパージガス供給システム１００の他の部分と接続する。気化器のこのバージョンでは、パージガス、例えば精製済みの圧縮乾燥空気は湿潤ガス入口１５２１を介して液体容器１５１内に供給される。したがって、パージガスの泡１５９が液体１５４中に作り出される。浮力のせいで、泡１５９は図４に矢印Ｂで示されるように液体１５４中でマウンディングを過ぎた後に上向きに移動する。理論に縛られることを意図することなく、この上方向への移動の期間中に液体１５４からの水分が例えば拡散過程のせいで泡１５９に入る。したがって、泡１５９の中のパージガスは水分と混ぜ合わされる。液体の表面、すなわち液面準位Ａにおいて、泡１５９はそのガス状内容物を液体容器１５１内で液体１５４よりも上に存在する（複数の）ガスに供給する。結果として生じるパージガス混合物はガス出口１５３を経由して容器から放出される。
【００５４】
湿潤ガス入口１５２１は液体容器１５１の外側で図３のパージガス混合物発生器１２０などのパージガス供給デバイス（図示せず）に接続される外側端部を備えた管状素子であってもよい。蒸気含有ガスまたは湿潤ガス入口１５２１は液体容器１５１の内側に配置される内側端部において小さい、例えば０．５ミクロンの通路を備えたフィルタ素子１５２５を設けられる。フィルタ素子１５２５は少なくとも部分的に、この実施形態では全体的に液体１５４中に設置される。したがって、湿潤ガス入口１５２１は多量の極めて小さいパージガスの泡を発生させる。その小さいサイズ（例えば、約０．５ミクロン）が原因で、泡１５９は比較的短い時間的期間、すなわち液体１５４を通る比較的短い移動距離で飽和状態に加湿される。
【００５５】
乾燥ガス入口１５２２は湿潤ガス入口１５２１のフィルタ素子と同様のフィルタ素子１５２４を設けられる。それにより、湿潤ガス入口１５２１および乾燥ガス入口１５２２を通るガス流は実質的に同様であり、パージガス混合物中の水分の量は泡１５９が液体１５４を離れる瞬間の泡１５９内の水分の量の実質的に半分である。すなわち、泡１５９が水分で飽和されていれば、すなわち相対湿度（Ｒｈ）１００％であれば、パージガス混合物は５０％Ｒｈを有する。しかしながら、湿潤ガス入口１５２１と乾燥ガス入口１５２２それぞれを経由して液体容器の中に流れ込むガスの異なる比を与え、それにより、相対湿度を約０と約１００％Ｒｈとの間で調節することも同様に可能である。
【００５６】
ガス出口１５３はその内側端部に微細な、例えば０．００３ミクロンのメッシュのフィルタ１５２６を設けられ、このフィルタは液体容器１５１から流出するガスから粒子および微小液滴を濾過するために使用されることが可能である。したがって、パージガス混合物が供給される表面のそのような粒子による汚染は削減される。
【００５７】
パージガス混合物中の水分の相対量は多様な方式で制御されることが可能である。例えば、ガスの泡が移動する液体の高さなどといった液体容器１５１のパラメータが制御されてもよい。また、例えば、湿潤ガス入口１５２１を経由して作り出される水分を伴うパージガスの量に相対した乾燥ガス入口１５２２を経由して容器１５１内に運ばれる水分を伴わないパージガスの量が制御されてもよい。制御される液体容器１５１のパラメータは、例えば、内側温度、流量、圧力、液中のパージガスの滞留時間のうちの１つまたは複数であってもよい。
【００５８】
温度は、例えばガス中に存在し得る蒸気状の水分の飽和量に影響を有することが知られている。温度を制御するために、液体容器１５１は加熱用素子を設けられてもよく、この素子が例えば温度測定用デバイスによって供給される液体容器の内側の温度を表す温度信号に応答して制御デバイスまたは制御器によって制御される。
【００５９】
気化可能な液体１５４中での泡の滞留時間は湿潤ガス入口１５２１を経由してガスの泡が液体に入れられる位置を調節することによって変更されることができる。例えば、フィルタ１５２５がさらに液体１５４の中に位置付けられると、泡が液面準位Ａまで移動しなければならない距離が増大させられ、それゆえに滞留時間も同様に増える。ガスの泡が液体１５４中に長く存在するにつれて、ガスの中に吸収されることができる水蒸気などの蒸気は多くなる。したがって、この滞留時間を変更することによってガスの蒸気含有量、例えば湿度が適応させられることが可能である。
【００６０】
保湿デバイス１５０はさらに制御デバイス１５７を設けられ、これを介してパージガス混合物中の水蒸気などの蒸気の量が制御されることが可能である。例えば、制御デバイス１５７は水分制御連絡部１５７１で乾燥ガス入口１５２２の制御バルブ１５２３に接続され、このバルブを介して乾燥ガス入口１５２２に供給されるパージガスの流量が制御されることが可能であり、したがって水分添加されたガスの量に相対した乾燥パージガスの量が制御されることが可能である。
【００６１】
制御デバイス１５７はさらに液体容器１５１内にある液体１５４の量を制御する。制御デバイス１５７は液体制御連絡部１５７２で液体供給部１５６の制御バルブ１５６１に接続され、オーバーフロー連絡部１５７３でガス出口１５３の制御バルブ１５３１に接続される。液面準位測定デバイス１５８が制御デバイス１５７に情報伝達可能に接続される。液面準位測定デバイス１５８は液体容器１５１内の液面準位の特性を表す液面準位信号を制御デバイス１５７に供給する。制御デバイス１５７は気化可能な液体の液面準位信号に応答して制御バルブ１５６１および制御バルブ１５３１を操作する。
【００６２】
この実例において、液面準位測定デバイス１５８は液体容器１５１の底部に対して適切で異なる高さに配置された３個のフロートスイッチ１５８１−１５８３を含む。最下位のフロートスイッチ１５８１は底部に最も近く配置される。最下位フロートスイッチ１５８１は液面準位Ａが最下位フロートスイッチ１５８１またはそれよりも下にあるとき空容器信号を制御デバイス１５７に供給する。空容器信号に応答して、制御デバイス１５７は制御バルブ１５６１を開き、容器に液体が自動的に供給される。
【００６３】
中位にあるフロートスイッチ１５８２は液面準位Ａがこのフロースイッチ１５８２の高さに到達する場合に満充填信号を供給する。制御デバイス１５７は満充填信号に応答して制御バルブ１５６１を閉じ、それによって液体供給をオフに切り換える。
【００６４】
最上位フロートスイッチ１５８３は底部から最も遠くに配置される。最上位フロートスイッチ１５８３は液面準位Ａが最上位フロートスイッチ１５８１またはそれよりも上にある場合に過充填信号を制御デバイス１５７に供給する。過充填に応答して、制御デバイス１５７はリソグラフィ用投影装置１の他の部分の中に液体が漏れるのを防止するためにガス出口１５３の制御バルブ１５３１を遮断する。
【００６５】
２０％以上、例えば２５％以上などの相対湿度を備えたパージガス混合物はフォトレジストの性能に対して特に良好な結果を提供する。さらに、２５％以上で７０％未満、例えば６０％などの相対湿度を備えたパージガス混合物はリソグラフィ用投影装置内の測定システムの精度に対して良好な予防効果を有する。さらに、リソグラフィ用投影装置を取り巻く空間、例えばクリーンルームの湿度と同様である湿度、例えば約４０％が最適の結果を提供することが見出された。
【００６６】
本発明の、例えばさらに高いガス流量、向上した蒸気濃度制御、または単純化した操作が有利であるいくつかの実施形態では、気化器はハウジングおよびパージガス流を含む第１の領域および気化可能な液体を含む第２の領域を含んでもよく、第１と第２の領域は液体の浸入に対して実質的に抵抗性であるガス透過性ホローファイバ膜によって分離される。そのような気化器はパージガスに液体蒸気を供給することでパージガス混合物を形成するために利用されてもよい。いくつかの実施形態においてこの気化器はハウジングおよびパージガス流を含む第１の領域および水を含む第２の領域を含む保湿器であり、第１と第２の領域は水の浸入に対して実質的に抵抗性であるガス透過性膜によって分離される。
【００６７】
気化器の膜にとって適した材料はポリ（テトラフルオロエチレン−コ−ペルフルオロ−３，６−ジオキサ−４−メチル−７−オクテンスルホン酸）などの熱可塑性ポリマーおよびポリテトラフルオロエチレンなどのペルフルオロ化合物ポリマーを含む。ペルフルオロ化合物ポリマーなどの非湿潤性のポリマーが特に好ましく、とりわけ高圧流体との使用に適していて無機酸化物（例えばＳＯｘおよびＮＯｘであって、ここでｘは１−３の整数である）を実質的に含まないポリマーが好ましい。膜は折り畳みまたはプリーツをつけられることが可能なシートであってもよく、またはホローファイバを形成するように対向する側を連結されてもよい。ホローファイバ膜は本発明のいくつかのバージョンでは押し出し成形の多孔質ホローファイバであってもよい。いずれかの封止剤、注封樹脂、または膜をハウジングに連結するために使用される接着剤と併用される膜は通常の動作条件下（例えば３０ｐｓｉｇ以下の圧力）で液体がパージガスの中に浸透するのを防止し、かつ気体放出を削減または除去する。この膜はパージガスおよび水などの気化可能な液体に接触する膜の表面積を最大にし、かつ膜の体積を最小にするように構成されることが好ましい。保湿器は下記で記述されるように１つのデバイス当たり複数の膜を含むこともあり得る。
【００６８】
管内のホローファイバおよびシェル構造を備えた気化器が使用されてもよい。いくつかの実施形態ではこの気化器はキャリヤガスに水蒸気を添加するために使用され、保湿器と呼ばれることも可能である。例えば、ホローファイバ膜を有する気化器または保湿器は通常ではａ）第１の端部と第２の端部を有し、外側表面と内側表面を有する複数のガス透過性ホローファイバ膜の束を含み、内側表面は第１の領域および第２の領域の一方を包含し、ｂ）この束の各々の端部が液密のシールで注封されて周囲にハウジングを備えた端部構造を形成し、ファイバの端部は流体の流れに開放され、ｃ）このハウジングが内壁と外壁を有し、この内壁が内壁とホローファイバ膜との間に第１の領域および第２の領域の他方を規定し、ｄ）このハウジングがパージガス供給源に接続されたパージガス入口とパージガス混合物出口を有し、ｅ）このハウジングが気化可能液体供給源に接続された気化可能液体入口と気化可能液体出口を有し、パージガス入口がこの束の第１の端部に接続されてパージガス混合物出口がこの束の第２の端部に接続されるかまたは気化可能液体入口がこの束の第１の端部に接続されて気化可能液体出口がこの束の第２の端部に接続される。いくつかの実施形態では気化可能液体は水である。
【００６９】
気化器または保湿器として使用することに概して適しているホローファイバ膜を備えたデバイスは通常では膜コンタクタと称され、米国特許第６１４９８１７号明細書、第６２３５６４１号明細書、第６３０９５５０号明細書、第６４０２８１８号明細書、第６４７４６２８号明細書、第６６１６８４１号明細書、第６６６９１７７号明細書、および第６７０２９４１号明細書に記述されており、これらの内容は本願明細書に参照で組み入れられる。膜コンタクタの多くは液体（例えば水）にガスを添加することまたはガスを取り除くことに有用であると前述の特許明細書に記述されているが、本願出願人らは液体から生じる蒸気が削減された汚染物質、または約１ｐｐｔ未満追加された汚染物質を伴ってパージガス流に添加されるような気化器として、膜コンタクタが概して操作されることが可能であることを発見した。パージガス混合物発生器内のこの気化器はパージガスへの１ｐｐｔを超える汚染物質に寄与することなく大流量でパージガスに蒸気を添加する。この気化器の排出物は例えば１ｐｐｔ未満の非メタン系炭化水素および１ｐｐｔ未満の硫黄化合物を含む。適切な膜気化器は精製器によって形成されるパージガスの完全性に影響を与えることなく精製器の下流で使用されることが可能である。多孔質膜気化器の清浄度を特性化するためにガスクロマトグラフィ／パルス式炎イオン化検出器、ＡＰＩＭＳ、または他の追跡技術が使用されてもよい。汚染を低減するために作製およびまたは処理され、保湿器として使用するために適切にされることができる膜コントラクタの特定の実例はＰａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって市販されているＩｎｆｕｚｏｒ（登録商標）膜コントラクタモジュール、Ｍｅｍｂｒａｎａ−Ｃｈａｒｌｏｔｔｅによって市販されているＬｉｑｕｉ−Ｃｅｌ（登録商標）、およびＰｅｒｍａＰｕｒｅ  ＬＬＣによって市販されているＮａｆｉｏｎ（登録商標）Ｍｅｍｂｒａｎｅ燃料電池式加湿器を含む。
【００７０】
特定の好ましい気化器または保湿器の概略図が図５に示されており、これの市販の実施形態はマサチューセッツ州ビルリカのＭｙｋｒｏｌｉｓ（登録商標）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（現在はＥｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．）によって市販されているｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｃｏｎｔｒａｃｔｏｒである。図５に例示されるように、流体１がファイバの管腔３を通って保湿器２に入り、保湿器２の内部を横切り、その一方で管腔３では流体１は膜によって流体４から隔てられ、接続部４０でファイバの管腔を通ってコンタクタ２を出る。流体４は接続部３０を通ってハウジングに入り、ハウジングの内壁とファイバの外径との間の空間を実質的に満たし、接続部２０を通って出る。
【００７１】
本発明の気化器または保湿器のバージョンに使用されるガス透過性ホローファイバ膜は通常では以下、すなわちａ）多孔質表皮の内側表面、多孔質の外側表面、および間の多孔質支持構造を有するホローファイバ膜、ｂ）無孔質表皮の内側表面、多孔質の外側表面、および間の多孔質支持構造を有するホローファイバ膜、ｃ）多孔質表皮の外側表面、多孔質の内側表面、および間の多孔質支持構造を有するホローファイバ膜、またはｄ）無孔質表皮の外側表面、多孔質の内側表面、および間の多孔質支持構造を有するホローファイバ膜のうちの１つである。これらのホローファイバ膜は約３５０ミクロンから約１４５０ミクロンの外径を有してもよい。
【００７２】
これらのホローファイバ膜が多孔質表皮の内側表面、多孔質の外側表面、および間の多孔質支持構造を有するホローファイバ膜または多孔質表皮の外側表面、多孔質の内側表面、および間の多孔質支持構造を有するホローファイバ膜であるとき、多孔質表皮の表面の孔は直径または最大外観で約０．００１ミクロンから約０．００５ミクロンであることが好ましい。表皮表面の孔は液体の流れに面することが好ましい。
【００７３】
これらのホローファイバ膜に適した材料はポリ（テトラフルオロエチレン−コ−ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル））（ポリ（ＰＴＦＥ−ＣＯ−ＰＦＶＡＥ））、ポリ（テトラフルオロエチレン−コ−ヘキサフルオロプロピレン）（ＦＥＰ）またはこれらの混合物などといったペルフルオロ化合物の熱可塑性ポリマーを含み、なぜならばこれらのポリマーは厳しい使用条件によって悪影響を受けないからである。ＰＦＡ  Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）はポリ（ＰＴＦＥ−ＣＯ−ＰＦＶＡＥ））の一例であり、アルキルは主として、または完全にプロピル基である。ＦＥＰ  Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）はポリ（ＦＥＰ）の一例である。両方がＤｕＰｏｎｔによって製造されている。Ｎｅｏｆｌｏｎ（商標）ＰＦＡ（Ｄａｉｋｉｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）はＤｕＰｏｎｔのＰＦＡ  Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）に類似したポリマーである。アルキル基が主としてメチル基であるポリ（ＰＴＦＥ−ＣＯ−ＰＦＶＡＥ）は米国特許第５４６３００６号明細書に記述されており、その内容は本願明細書に参照で組み入れられる。好ましいポリマーはニュージャージー州ＴｈｏｒｏｆａｒｅのＡｕｓｉｍｏｎｔ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．から入手可能なＨｙｆｌｏｎ（登録商標）ポリ（ＰＴＦＥ−ＣＯ−ＰＦＶＡＥ）６２０である。これらのポリマーをホローファイバ膜に形成する方法は米国特許第６５８２４９６号明細書および第４９０２４５６号明細書に開示されており、その内容は本願明細書に参照で組み入れられる。
【００７４】
注封は各々のファイバの周りに液密シールを有するチューブシートを形成する工程である。このチューブシートまたはポットは保湿器の内部を環境から分離する。一体型端部構造を作り出すためにこのポットがハウジング容器に熱接着される。一体型端部構造はファイバとこのポットがハウジングに接着されて単にペルフルオロ化合物の熱可塑性材料のみから成る単一の実体を形成するときに得られる。この一体型端部構造は注封された端部に包含されるファイバ束の部分、このポットおよびペルフルオロ化合物の熱可塑性ハウジングの端部部分を含み、ハウジングの内側表面はこのポットと一致して（ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ）このポットに接着される。一体型構造を形成することによって、一層頑丈な気化器または保湿器が作り出され、ポットとハウジングの界面で漏れを生じること、または別の場合で不具合を生じることは殆どない。さらに、一体型端部構造を形成することは、ファイバを定位置に接着するためにエポキシなどの接着剤を使用する必要性を回避する。そのような接着剤は通常では揮発性の炭化水素を含み、これが気化器または保湿器を通って流れるパージガスを汚染させる。例えば、Ｐｅｒｍａ  Ｐｕｒｅによって市販されているＬｉｑｕｉ−ｃｅｌ保湿器を使用して加湿されたパージガスは著しくエポキシの臭いがし、これは明らかにパージガス中の受容不可能な炭化水素含有量、おそらく数百ｐｐｍを示している。注封および接着処理は１９９９年１月２９日に提出された米国特許出願第６０／１１７８５３号明細書に記述された方法の改作であって米国特許第６５８２４９６号明細書に開示されており、これらの教示は本願明細書に参照で組み入れられる。ホローファイバ膜の束は、束の第１と第２の端部が液密のペルフルオロ化合物の熱可塑性シールで注封されることで周囲のペルフルオロ化合物の熱可塑性ハウジングを備えた第１と第２の端部の両方を含む単一の一体型端部構造を形成するように調製されることが好ましく、これらの端部のファイバは別々に流体の流れに開放されている。
【００７５】
本発明の１つのバージョンはパージガスに蒸気を添加する装置である。この装置は１つまたは複数の再生可能な精製器と流体連絡している源泉ガス入口、および精製器からのパージガス出口であって気化器のパージガス入口と流体連絡している出口を含んでもよい。この精製器は独立して再生可能であってもよく、精製器への源泉ガス入口から汚染物質を取り除いてパージガスを形成することができる。気化器はハウジングおよび１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含んでもよい。ハウジングはパージガス入口、および微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を有する。このハウジングは気化可能液体のための入口、および微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体のための出口を有する。微小孔性ホローファイバ膜はリソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質の１ｐｐｂ未満の濃度、いくつかの実施形態では１００ｐｐｔ未満の濃度を気化可能液体の気化器から出る蒸気に与える。気化器はそのような汚染物質を低減または除去するために洗浄または処理されてもよい。この微小孔性ホローファイバは気化可能液体による液体浸入に抵抗性である。
【００７６】
この装置はさらに、気化器、パージガス入口、パージガス混合物出口、またはこれらの組合せの温度を１つまたは複数の設定点範囲内に維持する温度調節システムを含んでもよい。この温度調節システムは１つまたは複数の温度測定デバイス、装置の１つまたは複数のゾーンまたは領域の温度を変更することができる１つまたは複数の熱交換器、および制御器を含んでもよい。この制御器は温度測定デバイスから温度入力を受け取り、１つまたは複数の熱交換器の動作を制御することによって装置の温度を変更する。これらの熱交換器は、限定はされないがヒーター、冷却装置、ペルチェ冷却器、ファンまたは他のデバイスを含んでもよい。この温度調節システムは気化器、パージガス、パージガス混合物、またはこれらのいずれかの組合せの温度を約±５℃以下、いくつかの実施形態では±１℃以下、さらに別の実施形態では±０．５℃以下の温度範囲内の設定点温度に維持することが可能である。この温度調節システムは、蒸気の凝縮が低減または除去されるようにパージガス混合物を蒸気の凝縮温度よりも上に維持することが可能である。いくつかの実施形態では、この温度調節システムはパージガス混合物中の蒸気の温度を蒸気の凝縮温度よりも上に約±１℃以下の温度範囲で維持することが可能である。この温度調節システムはパージガス混合物、パージガス中の蒸気の濃度が５％未満、いくつかの実施形態では１％未満、さらに別のバージョンでは０．５％未満で変動する濃度を有するように装置の温度を維持することが可能である。この温度調節システムは装置内の温度勾配を維持することが可能である。装置の温度を維持することによって、この温度調節システムは本質的に一定の蒸気濃度を提供する。いくつかのバージョンではこの温度調節システムはパージガス混合物の温度を多様なパージガス流量において本質的に一定の温度に維持する。
【００７７】
この装置は、微小孔性ホローファイバ内の気化可能液体中でのパージガスの泡の形成を阻止するように、および５％未満、いくつかの実施形態では１％未満、さらに別のバージョンでは０．５％未満で変動するパージガス混合物中の蒸気濃度を提供するように気化可能液体の圧力、パージガスの圧力、またはこれらのいずれかの組合せを維持する圧力調節システムを含んでもよい。この圧力調節システムは、その供給圧力が例えば加圧ガスまたはポンプによって変更されることが可能である気化可能流体の加圧源を含んでもよい。この圧力調節システムは圧力トランスデューサ、絞り弁、および気化器内のホローファイバ多孔質膜の一方の側で気化可能液体の圧力を測定および変更するための制御器を含んでもよい。この圧力調節システムは１つまたは複数の圧力トランスデューサ、絞り弁、および気化器内の多孔質ホローファイバの第２の側と接触しているパージガスまたはパージガス混合物の圧力を測定および変更するための制御器を含んでもよい。この圧力調節システムはパージガスまたはパージガス混合物の圧力を維持すること、および気化可能液体中のパージガスの泡の形成を阻止することが可能である。この装置のいくつかのバージョンでは圧力制御システムは気化可能液体の圧力をパージガスの圧力よりも約５ｐｓｉ以上高く維持する。この圧力調節システムは圧力制御器および背圧調節器を含んでもよい。
【００７８】
本発明の実施形態における装置はパージガス、希釈ガスの流量、装置から出るパージガス混合物の流量、またはこれらのいずれかの組合せを維持する流量制御システムを含んでもよい。この流量制御システムは１つまたは複数のマスフローコントローラ、１つまたは複数の蒸気濃度センサ、および制御器を含んでもよい。蒸気飽和設定点の蒸気の濃度または画分に基づいて制御器が蒸気センサから濃度出力を取り出し、パージガスとパージガス混合物の混合を変更することで望ましい、または設定点の蒸気濃度を有する希釈済みパージガス混合物を作り出してもよい。この流量制御システムは５％未満、いくつかの実施形態では１％未満、さらに別のバージョンでは０．５％未満で変動するパージガス混合物中の蒸気濃度を提供することが可能である。
【００７９】
この装置は１ｐｐｂ未満、いくつかのバージョンでは１ｐｐｔ未満の揮発性不純物を有するパージガス混合物または希釈済みのパージガス混合物を作ることが可能である。本発明のいくつかのバージョンでは、パージガス混合物は約２０ｓｌｍよりも大きいパージガス流量において、リソグラフィ用投影システムまたは他の供給点の温度および圧力でパージガスを飽和させる蒸気の量の約２０％よりも多い気化器からのパージガス混合物中の液体蒸気の量で形成されることもあり得る。パージガス混合物中の蒸気の組成または濃度は装置内の温度、圧力、流量、またはこれらのいずれかの組合せを制御することによって変更されることが可能である。パージガス混合物中の蒸気の濃度は、パージガスを気化器のパージガス混合物出口から出るパージガス混合物と混ぜ合わせる工程または作用によって、追加のパージガスによる希釈によってさらに変更されることが可能である。このパージガス混合物または希釈済みパージガス混合物は蒸気含有パージガス混合物を液体トラップに通し、液体を取り除く作用によってさらに処理されることもあり得る。
【００８０】
気化可能流体は絞り弁を使用して加圧源からホローファイバに供給されることも可能である。場合によっては気化可能流体は再循環ループ内を流れる気化可能液体またはデッドエンド供給で気化器の中に供給されてもよい。例えば、気化可能液体が温度制御された容器内にあってポンプによって気化器の中に供給され、残りのいずれの気化可能液体もさらなる加熱のために容器に戻されてもよい。いくつかのバージョンではコンタクタの液体側の出口は閉じられ、気化可能流体はパージガスによって気化させられると加圧源から気化器に供給されてもよい。
【００８１】
図１１Ａは供給源（図示されていないが住宅用窒素供給源、シリンダからのエレクトロニクス用等級ガスなどであってもよい）から調節器１１０４を通って精製器１１０８に入るガス１１０２をさらに調整することで、マスフローコントローラ１１１２および１１１６によって制御されることが可能なパージガスの流れ１１１０を作り出すパージガス混合物供給システムを概略で例示している。精製器１１０８は１つまたは複数の独立して別個に再生可能な精製器を含んでもよい。場合によっては圧力トランスデューサ１１１４、温度トランスデューサ１１０６、および蒸気センサ（図示せず）があることもやはりあり得る。フォトレジスト、他のリソグラフィ用化学コーティング、または他の基板コーティングの活性を制御、促進、または変更するために蒸気が使用され得る汚染していない気化可能液体１１３０が供給源（図示せず）から気化器またはコンタクタ１１２０に供給されてもよい。例えば、供給源（図示せず）から出る水などの気化可能液体１１３０が圧力調節器１１２８を通り、気化器または保湿器１１２０を通り、場合によって設けられる流量制御バルブ１１２４を通って流れてもよい。パージガス不在の蒸気と比較してパージガス中の蒸気はフォトレジストの活性を促進する。パージガス中の蒸気濃度を維持することによってパージガス混合物はフォトレジスト活性を制御するために使用されることが可能である。場合によって設けられる圧力トランスデューサ１１２６および温度トランスデューサ１１２２もやはり示されている。水１１３０はマスフローコントローラ１１１２から保湿器１１２０を通って移動するように例示されているパージガス流１１１０とは反対の流れ方向に流れてもよい。いくつかのバージョンでは水とガスが同じ方向に流れることもあり得る。マスフローコントローラ１１１２から出るパージガス１１１０は保湿器１１２０内で液体の浸入に耐性である多孔質膜を通って液体蒸気を捕捉することでパージガス混合物１１４０を形成する。このパージガスが出口１１３６に接続されたリソグラフィ用投影システムに供給されて使用されてもよい。パージガス混合物１１４０は場合によっては第２のマスフローコントローラ１１１６から出るパージガスと混合されて希釈されることで出口１１３６に接続されたリソグラフィ用投影システムに供給されて使用されることが可能な希釈済みパージガス混合物１１４４を形成してもよい。この希釈はマスフローコントローラ１１１２から気化器１１２０を通って流れて気化器１１２０の温度制御に役立つことも可能であるパージガスの一定の流れを維持するために使用されてもよい。場合によって設けられ、装置内での位置が変更されてもよいトラップ１１３２は保湿器１１２０から生じるいずれの液滴または凝縮も除去するように使用されることが可能である。このトラップは粒子フィルタまたは液体トラップであってもよく、その位置は液体または粒子の落下の減少を実現するように選択される。場合によっては気化器１１２０の下流に蒸気センサ１１３８が配置されてもよい。場合によっては蒸気センサ１１３８の出力を受け取るため、および希釈済みパージガス混合物１１４４中の蒸気の濃度を変更または維持するようにマスフローコントローラ１１１６を通るパージガス流１１１０を変更するために制御器が使用されてもよい。いくつかのバージョンでは蒸気センサは水分センサである。パージガス混合物１１４４はリソグラフィ用投影システムまたはパージガス混合物によるパージ処理を利用する他のシステムに使用するために出口１１３６に供給されることが可能である。
【００８２】
図１１Ｂは供給源（図示されていないが住宅用窒素供給源、エレクトロニクス用等級ガスシリンダ、ガス発生器などであってもよい）から調節器１１５０を通って精製器１１５８に入るガス１１５２をさらに調整することで、マスフローコントローラ１１６２および１１６６に流れるパージガスの流れ１１６０を作り出すパージガス混合物供給システムを概略で例示している。精製器１１５８は１つまたは複数の独立して別個に再生可能な精製器を含んでもよい。場合によって設けられる１つまたは複数の圧力トランスデューサ１１６４、温度トランスデューサ１１５６、蒸気センサ（図示せず）が気化器１１７０の前段に配置されてもよい。供給源（図示せず）から出る汚染されていない気化可能液体１１８０、例えば水が圧力調節器１１７８を通り、コンタクタまたは保湿器１１７０を通り、場合によって設けられる流量制御バルブ１１７４を通って流れてもよい。場合によって設けられる圧力トランスデューサ１１７６および温度トランスデューサ１１７２もやはり示されている。図示されるように、気化可能液体はパージガス流１１６０の方向と反対の方向でマスフローコントローラ１１６２からコンタクタ１１７０を通って流れてもよい。マスフローコントローラ１１６２から出るパージガスは多孔質膜を通って液体蒸気を取り込むことでパージガス混合物１１９０を形成する。パージガス混合物１１９０は場合によっては第２のマスフローコントローラ１１６６から出るパージガス１１６０と混合されて希釈されることで希釈済みパージガス混合物１１９４を形成してもよい。この希釈は気化器１１７０を通り、気化器の温度制御に役立つことも可能であるパージガスの一定の流れを維持するために使用されてもよい。図１１Ｂは発生したパージガス混合物１１９４の温度をパージガス混合物１１９０中の蒸気の凝縮を回避する温度範囲内に維持するために使用されることもあり得る熱交換器または温度制御された環境１１９２を例示している。この温度はパージガス混合物中の蒸気の凝縮点よりも上である。例えば、水の分圧が飽和圧に近ければ、水蒸気が液相に変わるためにわずかな温度の降下を要するのみであると見込まれる。温度制御環境１１９２はコンタクタ内の液体の温度を維持し、それによって気化器１１７０から出る蒸気の濃度を基板上のフォトレジストまたは他のパターン化されたコーティングの適切な反応性を提供するために使用され得る範囲に維持するために使用されることもやはりあり得る。例えば、水蒸気を伴って温度調節されたパージガス混合物が図２のリソグラフィ用投影装置の照明光学系およびまたは投影レンズＰＬに使用するためにパージガス混合物出口１１８６に供給されてもよい。パージガス混合物はマスフローコントローラ１１６６から出るパージガス１１６０による希釈を伴って、または伴わずに出口１１８６に供給されることもあり得る。蒸気センサ１１８４は場合によっては気化器１１７０の下流に配置されることもあり得る。場合によっては、蒸気センサ１１８４の出力を受け取るため、および希釈済みパージガス混合物１１９４中の蒸気の濃度を変更または維持するようにマスフローコントローラ１１６６を通るパージガス流１１６０を変更するために制御器が使用されてもよい。いくつかのバージョンでは蒸気センサは水分センサである。パージガス混合物１１９４はリソグラフィ用投影システムまたはパージガス混合物によるパージ処理を利用する他のシステムに使用するために出口１１８６に供給されることが可能である。
【００８３】
図１４は供給源（図示せず）から調節器１４０４を通って精製器１４０８に入るガス１４０２をさらに調節することでマスフローコントローラ１４１６および１４４０に流れ込むパージガス１４１２を作り出すパージガス混合物供給システムを概略で例示している。精製器１４０８は１つまたは複数の独立して別個に再生可能な精製器を含んでもよい。場合によって設けられる圧力トランスデューサ１４２０、温度トランスデューサ１４２４、および蒸気センサ（図示せず）が存在することもやはりあり得る。フォトレジスト、または他のリソグラフィ用化学コーティングの活性を制御するために使用されることが可能な気化可能液体組成物１４６４が供給源（図示せず）から１つまたは複数の気化器１４２８および１４３２に供給されてもよい。図１４に示されるように、１つまたは複数の気化器１４２８および１４４４は並列関係で構成されてもよい。場合によっては、コンタクタが直列構成で接続されることもあり得る。例えば、供給源から出る水などの気化可能液体１４６４が圧力調節器１４６０を通り、導管１４３２によって相互接続された気化器または保湿器１４２８および１４４４を通り、場合によって設けられる流量制御バルブ１４３６を通って流れてもよい。場合によって設けられる圧力トランスデューサ１４５６および温度トランスデューサ１４５２が使用されることもやはりあり得る。気化器１４２８および１４４４を通る液体１４６４はパージガス１４１２の方向と反対の方向でマスフローコントローラ１４１６から流れてもよい。マスフローコントローラ１４１６から出るパージガス１４１２は気化器１４２８および１４４４内で多孔質膜を通って気化可能液体から蒸気を取り込むことでパージガス混合物１４６８を形成する。この多孔質膜は液体浸入に抵抗性である。このパージガスが出口１４８８に接続されたリソグラフィ用投影システム内に供給されて使用されてもよい。パージガス混合物１４６８は場合によっては第２のマスフローコントローラ１４４０から出るパージガス１４１２と混合および希釈されることで、圧力調節器１４８４を通って供給されて出口１４８８に接続されたリソグラフィ用投影システムに使用されることが可能な希釈済みパージガス１４８０を形成することもあり得る。この希釈はマスフローコントローラ１４１２から１つまたは複数の気化器１４２８および１４４４を通って流れて気化器の温度制御に役立つことも可能であるパージガスの一定の流れを維持するために使用されてもよい。気化器から生じるいずれの液滴または凝縮も取り除くために、場合によって設けられてその位置がマニホールド内で変更されてもよいトラップ１４４８が使用されることもあり得る。このトラップは粒子フィルタまたは液体トラップであってもよい。場合によっては気化器の下流に蒸気センサ１４７６が配置されてもよい。場合によって設けられる圧力トランスデューサ１４７２が含まれてもよい。場合によっては、蒸気センサ１４７６の出力部は希釈済みパージガス混合物１４８０中の蒸気の濃度を変更または維持するようにマスフローコントローラ１４４０およびマスフローコントローラ１４４０を通るパージガス１４１２の流量を変更するための制御器を備えて構成されることもあり得る。パージガス混合物１４８０はリソグラフィ用投影システムまたはパージガス混合物によるパージ処理を利用する他のシステムに使用するために出口１４８８に供給されることが可能である。
【００８４】
パージガス混合物供給システムは通常、少なくとも約３０標準リットル毎分のパージガス流量で動作することができる。装置の温度は、気化可能流体が意図される動作圧力での膜への液体浸入を阻止する粘度を有し、かつ動作流量においてパージガス混合物のための十分な蒸気を供給するために十分な蒸気圧を有するような温度に選択されることができる。いくつかの実施形態では装置の温度はほぼ室温であり、いくつかの実施形態では２５℃よりも上であり、いくつかの実施形態では少なくとも約３０℃であり、いくつかの実施形態では約３５℃であり、いくつかの実施形態では少なくとも約５０℃であり、いくつかの実施形態では少なくとも約６０℃であり、さらに別の実施形態では少なくとも約９０℃である。気化器または保湿器を通るパージガスの流量は少なくとも約２０標準リットル毎分（ｓｌｍ）であり、いくつかの実施形態では少なくとも約６０ｓｌｍであり、いくつかの他の実施形態では少なくとも約１２０ｓｌｍであり得る。
【００８５】
パージガス混合物が気化器を出る水蒸気を含む本発明のいくつかのバージョンでは、パージガスは少なくとも約２０％の相対湿度を有してもよい。保湿器が操作される条件に応じて、少なくとも約５０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９８％、または（実質的に飽和パージガスを作り出すための）約１００％のさらに高い相対湿度値も可能である。例えば、一層高い安定した相対湿度値はパージガスが保湿器内に滞留する時間を長くすることによって（例えば流量を下げるかまたは保湿器のサイズを上げることによって）、または保湿器または少なくとも保湿器内の水を加熱することによって達成されることが可能である。パージガスの圧力および気化器の膜全体にわたる水の流れはパージガス中の水蒸気の量を変更するために加減されてもよい。特に、パージガスの圧力を下げることは結果としてパージガスの加湿の増大につながる。パージガス圧力が下げられると高い相対湿度を得るために水を加熱する必要性が少なくされる。
【００８６】
図４に示された保湿器と同様に、図５の保湿デバイスは制御デバイスを設けられてもよく、これを介してパージガス混合物中の水分の量が制御されることができる。この制御デバイスは水分制御連絡部で制御バルブに接続され、このバルブを介して、図５の保湿器を出る加湿済みパージガスを備えた混合チャンバに（例えばパージガス供給源から直接）供給される加湿されていないパージガスの流量が制御されることが可能である。これは例えば図１１Ａに例示されている。
【００８７】
いくつかの実施形態ではパージガス混合物発生器内の気化器がパージガスに汚染物質を与えることなく大流量のパージガスに蒸気を添加する。汚染物質はリソグラフィ用投影装置内で基板上にパターンを形成するように放射と相互作用する光学部品の光学特性に悪影響を有するかまたは結果として光学特性の劣化または無制御な変化につながる物質、原子、または分子として特徴付けられてもよい。本発明のバージョンは光学部品の光学特性に相互作用して劣化または変化させる汚染物質を約１ｐｐｂ未満でパージガスに与え、他のバージョンではパージガスはこれらの汚染物質を約１００ｐｐｔ未満含み、さらに別のバージョンではこれらの汚染物質を約１ｐｐｔ未満含む。光学部品類は、限定はされないがミラー、レンズ、ビーム分割器、回折格子、皮膜、レチクル、またはパターニングビームと相互作用する他の光学部品、またはこれらの組合せを含んでもよい。汚染物質は吸着、化学吸着および／または物理吸着、化学反応、放射ビームとの相互作用による化学反応、またはこれらの組合せなどによって、光学部品と相互作用する汚染物質から結果として生じる部分的単層以上、単層以上、約１０から約５０の単層、またはさらに厚い膜を形成するものとしてさらに特徴付けられてもよい。この膜は部品と相互作用する放射の透過性、反射性、屈折性、焦点の深度、または吸収性を変化または劣化させ、リソグラフィ処理の歩留まりを維持するために処理パラメータの変更または素子の交換を必要とする。これら汚染物質の量は光学部品の光学特性の経時的変化、または熱脱離とＧＣ／質量分析法、飛行ＳＩＭの時間などの他の方法によって判定されることが可能であり、またはこれら汚染物質の蓄積が表面弾性波または他の圧電センサによって判定されることが可能である。
【００８８】
本発明のパージガス混合物発生器は揮発性汚染物質を低減させるために処理されてもよい。例えば、気化器、保湿器、および他の流体接触面が約１００℃以下の温度で揮発する化合物を実質的に除去するために十分な温度で十分な長さの時間について加熱されてもよい。気化器は残渣を気化器から分解および除去するために化学的に相性の良い酸、塩基、酸化剤、またはこれらの組合せ、例えば高純度の過酸化水素またはオゾンガスと接触させられてもよい。これらの処理は本質的に汚染物質の無いガスが要求される用途におけるこれらの使用を気化器が使用することを可能にする。本発明の目的のために、パージガスは約１ｐｐｂを超えない汚染物質レベルを有するガスまたはガスの混合物として規定される。パージガスは圧縮乾燥空気などの酸素含有ガスおよび清浄乾燥ガスと同様に窒素およびアルゴンなどの不活性ガスを含む。適切なパージガスは、意図される適用例に相対して決定される。そのため、酸素などの不活性でないガスが或る種の用途では汚染物質ではないが他の用途では汚染物質と考えられる。パージガス混合物発生器（および気化器または保湿器）はパージガスに汚染物質を与えないことが好ましい。汚染物質の実例は炭化水素、ＮＯｘ、ＳＯｘなどを含むと見込まれる。例えば、約１ｐｐｂ（または約１０００ｐｐｔ）を超えない汚染物質を含むパージガスは約１ｐｐｂ（または１０００ｐｐｔ）を超えない汚染物質を含む加湿済みパージガスとして保湿器を出る。本発明の特定の保湿器（実施例１を参照）は汚染物質レベルが１ｐｐｔ未満を維持するようにパージガスを加湿することができることが見出されている。
【００８９】
パージガスの中に気化される液体はリソグラフィ工程に使用される化学物質の活性を維持または促進するように使用されることが可能である。パージガス混合物のための水蒸気を形成するように保湿器内で使用される液体の水は１ｐｐｂ以下の汚染物質をパージガス混合物に与える。いくつかのバージョンではパージガス混合物のための水蒸気を形成するように保湿器内で使用される水はリソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性に悪影響を有する汚染物質を１ｐｐｂ以下で与える。この水は、限定はされないが超高純度水であってもよい。ＵＨＰ水は、限定はされないが、場合によっては蒸留およびまたは濾過されてもよいＭｉｌｌｉｐｏｒｅ（登録商標）ＭｉｌｌｉＱ（登録商標）水などの水源から入手されることが可能である。気化器を通る気化可能液体、例えば水の流量は約０ｍｌ／ｈｒ以上であってもよく、そのような低流量はパージガスによって持ち去られる水を作り上げるために静圧が使用される（デッドエンドフロー）場合に生じると見込まれる。気化器を通る気化可能液体の流量はいくつかのバージョンでは約１００ｍｌ／ｈｒ以上であってもよく、他のバージョンでは約３００ｍｌ／ｈｒ以上であってもよい。水などの気化可能液体の流量は使用される気化可能液体の量を最少にするように調節されてもよく、保湿器内の気化可能液体の温度を維持するように流量が調節されてもよく、パージガスによって取り込まれる気化液体を補うように流量が調節されてもよく、またはこれらのいずれかの組合せであってもよい。
【実施例】
【００９０】
以下の実施例は本発明のいくつかの実施形態の特定の態様を例示するように意図される。これらの実施例は利用される本発明のいずれの特定の実施形態の範囲を限定することも意図されていない。
【００９１】
実施例１
Ｍｙｋｒｏｌｉｓ  ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩ膜コンタクタ（現在、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）が非メタン系炭化水素および硫黄化合物の放出に関して気化器として試験された。汚染物質を放出しない膜コンタクタはＸＣＤＡ（登録商標）ガス流（炭化水素および硫黄化合物に関して１ｐｐｔ未満）への水分添加のために使用されることが可能である。
【００９２】
ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩは揮発性化合物を取り除くために清浄化された。図６はｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩから出る加湿済みパージガス中の汚染物質を測定するための実験設定を表す。マスフローコントローラ（ＭＦＣ）の上流のガスの圧力を維持するために圧力制御器が使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの管腔側を通る空気の流量を維持するためにＭＦＣが使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの上流でガスから汚染物質を除去してＸＣＤＡパージガスを作り出すために精製器が使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの上流の圧力計は入口圧力をモニタするために使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの出口圧力を維持するために背圧調節器が使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩのシェル側は水を充填されなかった。高濃度の水分は検出器を不安定にするのでこの試験中ではｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩから水が除去された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩからの流出物中の炭化水素および硫黄化合物の濃度を測定するために水素炎イオン化検出器およびパルス式炎光光度検出器を備えたガスクロマトグラフ（ＧＣ／ＦＩＤ／ＰＦＰＤ）が使用された。炭化水素および硫黄化合物を濃縮するために、下側検出限界を１ｐｐｔ濃度レベルまで下げるコールドトラップ法が使用された。
【００９３】
図７はＧＣ／ＦＩＤを使用した炭化水素汚染物質１ｐｐｔ未満の清浄なバックグラウンドの読み取り値を表す。図８はｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの下流のＧＣ／ＦＩＤ読み取り値を表す。図示されるように、両方の読み取り値は基本的に同一である。したがって、ＸＣＤＡ（登録商標）がｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩを通って流れているときに炭化水素汚染物質濃度１ｐｐｔ未満は維持される。
【００９４】
図９はＧＣ／ＰＦＰＤを使用した硫黄系汚染物質１ｐｐｔ未満の清浄なバックグラウンドの読み取り値を表す。図１０はｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの下流のＧＣ／ＰＦＰＤ読み取り値を表す。図示されるように、両方の読み取り値は基本的に同一である。したがって、ＸＣＤＡ（登録商標）がｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩを通って流れているときに硫黄系汚染物質に関して濃度１ｐｐｔ未満は維持される。
【００９５】
ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩからの流出物は１ｐｐｔ未満の非メタン系炭化水素および１ｐｐｔ未満の硫黄化合物を含む。したがって、ＸＣＤＡ（登録商標）パージガスの完全性に影響を与えることなくｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩが精製器の下流で使用されることが可能である。
【００９６】
実施例２
多様な水温、ＣＤＡ流量およびＣＤＡ圧力を使用して清浄乾燥空気（ＣＤＡ）を加湿するためにＥｎｔｅｇｒｉｓ  Ｉｎｃ．のｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩ膜コンタクタが使用された。すべての実験について、揮発性化合物を取り除くためにｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩは清浄化された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの管腔側を通る空気の流量を維持するためにＭＦＣが使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩのシェル側で脱イオン水が気化可能液体として使用され、熱交換器を使用して加熱された。水の流量はｐＨａｓｏｒ（登録商標）の出口側で調節器を使用して制御された。水温はｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの液体入口および出口側で測定され、パージガスの圧力、温度、および相対湿度はｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの管腔出口側で測定された。
【００９７】
第１の実験では、多様なＣＤＡ流量に関して水の温度が変更された。この実験に使用されたＣＤＡは２０ｐｓｉの背圧、１９℃の初期温度、および６％の相対湿度を有した。住宅用脱イオン水が１６０ｍＬ／ｍｉｎの速度でｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩを通って流れた。第１の実験の結果は表１−表３に示されている。
【表１】
2009532901.tif 000002
【表２】
2009532901.tif 000003
【表３】
2009532901.tif 000004
【００９８】
第２の実験では、ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩ内のＣＤＡの背圧が変更された。この実験に使用されたＣＤＡは１９℃の初期温度および１％の相対湿度を有した。住宅用脱イオン水が３５℃に加熱されて１５６ｍＬ／ｍｉｎの速度でｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩを通して流された。第１の実験の結果は表４−表６に示されている。
【表４】
2009532901.tif 000005
【表５】
2009532901.tif 000006
【表６】
2009532901.tif 000007
【００９９】
第１の実験は、水温が上昇するにつれてパージガスの加湿が増大することを実証してい
る。ＣＤＡの相対湿度の最も顕著な増大は水温が３０℃以上であったときに観測された。
３０℃未満の温度では水温は加湿に少ない影響を有する。
【０１００】
第２の実験は、膜コンタクタ内のパージガスの背圧が下げられるとパージガスが一層急速に水分で飽和させられることを実証している。この影響は試験された圧力範囲全体にわたって大体直線的である。
【０１０１】
実施例３
この実験の目的は微小孔性ホローファイバのポリマー膜を基にした気化器の様々な流量および圧力における水蒸気出量を判定することであった。
【０１０２】
図１１Ａに例示される改造されたバージョンのマニホールドが使用された。このマニホールドはＥｎｔｅｇｒｉｓ  Ｉｎｃ．から入手可能なｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩホローファイバコンタクタの管腔を通る窒素の流量を維持するために使用されるガス用マスフローコントローラ（ＭＦＣ）を含んだ。Ａｅｒｏｎｅｘ  ＳＳ−５００ＫＦ−Ｉ−４Ｒ精製器がｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩ（現在、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）の上流で住宅用窒素から水分を除去した。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの上流で水分をモニタするためにＫａｈｎ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｐｒｏｂｅ（図１１Ａには示されていない）が使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩは、水蒸気が微小孔性膜のシェル側から管腔を通ってガス流の中に拡散することを可能にすることによる水分添加のために使用された。パージガスが水流中で泡を作り出すことを阻止するために水圧の約５ポンド／平方インチ（ｐｓｉｇ）以内にガス圧が制御された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの上流の圧力および温度をモニタするために圧力計および熱電対が使用された。脱イオン水の流量はｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩのシェル側を通じてニードルバルブで１００ｍＬ／ｈｒに維持された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの上流および下流の水の圧力を測定するために圧力計が使用された。熱電対がｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの下流の水温を測定した。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの温度はＯｍｅｇａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｈｅａｔｅｒで２５℃に維持された。水分のいずれの液滴も除去するためにｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの下流でＭｙｋｒｏｌｉｓ  Ｔｈｅｒｍｏｇａｒｄ（商標）およびＷａｆｅｒｇａｒｄ（登録商標）ＩＩ（現在、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．）が試験マニホールドの中に設置された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの下流の相対湿度および温度を測定するためにＶａｉｓａｌａ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｐｒｏｂｅが使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの下流の圧力を維持するためにＡＰ  Ｔｅｃｈ背圧調節器（図１１Ａには示されていない）が使用された。
【０１０３】
高圧の水をｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩに供給するために容器が水を充填されてガスで加圧された。水の圧力は１８から５９ｐｓｉｇで変更された。水が気化器のシェル側を設定圧力で通って流れることを可能にするためにｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩへのバルブが開かれた。
【０１０４】
図１２は試験の結果を例示しており、ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩによって作り出されたパージガス中の水分濃度は１８ｐｓｉｇの液体水圧を伴う２つの異なるガス出口ガス圧（０および１０ｐｓｉｇ）において多様なパージガス流量（１０、２０、３０、４０、および５０ｓｌｐｍ）で変更された。パージガス混合物の水分濃度が２つのガス出口圧力に関してパージガス流量の上昇と共に減少することが観測された。ガス出口圧力が液体の圧力、例えば１０ｐｓｉｇに近づくと所定の流量と温度に関してガス出口圧力、ガス中の水分の濃度が低下することもやはり観測された。図１３Ａは５９ｐｓｉｇにおける保湿器のシェル側の水について異なる流量（１０、２０、３０、４０、および５０ｓｌｐｍ）および異なるガス圧（１０、２５、および５０ｐｓｉｇ）で発生したパージガス混合物中の相対湿度を測定した試験の結果を例示している。これらの結果は流量の増大と共に相対湿度が低下し、出口圧力の低下と共にパージガス混合物中の相対湿度が低下することを示している。図１３Ｂはｐｐｍで水分濃度に変換された図１３Ａに由来する相対湿度データを例示している。図１３Ｂに示された結果はガス流量の増加と共に水分濃度が低下することを示している。図１３Ｂに示された結果はガス出口圧力が液体の圧力に近づくと所定の流量および温度に関してガス中の水分の濃度が低下することもやはり示している。
【０１０５】
相対湿度はゴフ−グラッチの式を使用して水蒸気の飽和圧力（ＰＷＳ）を計算することによって水分濃度に変換されることが可能であり、
ｌｏｇ１０（ＰＷＳ）＝７．９０（３７３．１６／（Ｔ−１））＋５．０３ｌｏｇ１０（３７３．１６／Ｔ）−１．３８×１０−７（（１０１１．３４（１−Ｔ）／３７３．１６）−１）＋８．１３×１０−３（（１０−３．４９（３７３．１６／（Ｔ−１））−１）＋ｌｏｇ１０（１０１３．２５）
式中、Ｔは［Ｋ］であり、ＰＷＳは［ｈＰａ］である。
【０１０６】
水蒸気の分圧（ＰＷ）は
Ｒ．Ｈ．＝ＰＷ／ＰＷＳ
であるので相対湿度（Ｒ．Ｈ．）を（ＰＷＳ）で乗算することによって計算されることが可能である。
【０１０７】
理想気体として、水分濃度は以下の式、
ｐｐｍ（ｖ／ｖ）＝（ＰＷ／Ｐｔ）×１０６（式中Ｐｔは合計圧力である）
で計算された（ＰＷ）から見積もられることが可能である。
【０１０８】
実施例４
この実験の目的はパージガス流量が８０と１２０標準リットル毎分（ｓｌｍ）の間であるときの気化器の水分出量を判定することであった。水分出量を変更するために圧力と温度が変更された。実験の間のシステム全体にわたる圧力および温度の降下もやはりモニタされた。
【０１０９】
図１４は並列の２つの保湿器を含む略図の試験マニホールドを例示している。１８ｐｓｉｇよりも高い液体圧力を供給するように容器が脱イオン水を充填されてガスで加圧された。最初に、通気バルブが開いている間に容器が水で充填された。次に、通気バルブが閉じられて容器が精製済みの窒素で５９ｐｓｉｇに加圧された。保湿器（Ｅｎｔｅｇｒｉｓ  Ｉｎｃ．から入手可能なｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩＭｅｍｂｒａｎｅ  Ｃｏｎｔａｃｔｏｒ）の上流の水圧をガス入口圧力よりも少なくとも１０ｐｓｉｇ上に制御するためにＰａｒｋｅｒ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒが使用された。この調節器の下流の圧力を測定するためにＥｎｔｅｇｒｉｓ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒが使用された。水流は両方のｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩを通った。水の流量を１００ミリリットル毎時に維持するためにＥｎｔｅｇｒｉｓ  Ｍｅｔｅｒｉｎｇ  Ｖａｌｖｅが使用された。システムの上流のガス圧をモニタするためにＭｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｇａｕｇｅが使用された。両方のｐＨａｓｏｒ（登録商標）の上流の窒素はＡｅｒｏｎｅｘ  ＳＳ−５００ＫＦ−Ｉ−４Ｒ精製器（現在、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）で精製された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの管腔側を通る住宅用窒素の流量を維持するために２台の１００ｓｌｍのＰｏｒｔｅｒ  Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＭＦＣ）が使用された。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの上流のガス圧および温度をモニタするために圧力計および熱電対が使用された。圧力ゲージがｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの水の上流と下流の圧力を測定するために使用された。この試験中、ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩは２５℃および６０℃に加熱された。Ｄｕａｌ  ｐＨａｓｏｒ  ＣＨＳ内で位置の一致するいずれの水滴も除去するためのトラップとしてＭｙｋｒｏｌｉｓ  ＷａｆｅｒｇａｒｄＩＩ（現在、Ｅｎｔｅｇｒｉｓ，Ｉｎｃ．）が試験マニホールドの中に設置された。保湿器の下流の相対湿度および温度を測定するためにＶａｉｓａｌａ  Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  Ｐｒｏｂｅが使用された。保湿器の下流の圧力を維持するためにＡＰ  Ｔｅｃｈ背圧調節器が使用された。
【０１１０】
２５℃および６０℃にそれぞれ加熱された両方のｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩで集められた初期の相対湿度データは、ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩのガス入口圧力または温度の上昇と共に相対湿度が上がること、およびガス流量の増大と共に相対湿度が下がることを示した。
【０１１１】
相対湿度が水分濃度に変換されると、保湿器または気化器へのガス圧力入口が上げられると水分濃度が下がることが観測される。ｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの温度の上昇と共に水分濃度の上昇が起こることもやはり観測された。この温度の上昇は水の蒸発の増大を引き起こし、結果として一層高い水分含有量につながる。
【０１１２】
ガス流量の増大と共にガス出口温度が下がることもやはり観測された。理論に縛られることを意図することなく、大流量のガスの冷却は液体の気化冷却に起因すると見込まれる。
【０１１３】
保湿器の温度を調節することによってコンタクタからの水分濃度の減少をガス流量の増加で相殺することが可能であることが見出された。ガス出口温度は４０、８０、および１２０ｓｌｍのガス流量で２２．４℃に保たれた。この温度はＯｍｅｇａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅヒーターを使用してｐＨａｓｏｒ（登録商標）ＩＩの温度を変更することによって維持された。さらに、シェル側の液体の圧力は管腔側のガス圧よりも１０ｐｓｉｇ上に保たれた。図１５に示されるように、この試験の結果は、通常では増大したガス流量によって引き起こされる冷却（図１３Ｂ参照）はガス流量に関係なくパージガス混合物中の比較的一定の水蒸気濃度を維持するように気化器の温度を制御することによって、このケースでは気化器を加熱することによって相殺されることが可能であることを示している。
【０１１４】
実施例５
この実施例は並列に接続された１つまたは複数のホローファイバ気化器を通る液体浸透を伴う１００ｓｌｐｍを上回る流量のパージガス混合物の発生を例示する。
【０１１５】
図１４に例示されたものと同様のマニホールドが使用された。図１４に例示されるように、２つのｐＨａｓｏｒ（登録商標）（気化器）の直ぐ下流に水トラップが設置された。
【０１１６】
試験のための設定動作条件は１００ｐｓｉｇ（６．８９ｂａｒｇ）の供給源圧力で約１２０ｓｌｍの窒素の管腔側ガス流量を含んだ。システムの入口圧力（図示されていない逆止弁の上流）は約４０ｐｓｉｇ（２．７６ｂａｒｇ）であり、ｐＨａｓｏｒ（登録商標）保湿器の上流のガス圧は１６ｐｓｉｇ（１．１０ｂａｒｇ）であった。保湿器からのガス圧出口は７ｐｓｉｇ（０．４８ｂａｒｇ）であった。
【０１１７】
保湿器のシェル側にある液体に関する水分についての動作条件は４４ｐｓｉｇ（３．０３ｂａｒｇ）での供給源からの３００ｎｌ／ｈｒの流量の超高純度水源および３５ｐｓｉｇ（２．４１ｂａｒｇ）の気化器への液体入口圧力を含んだ。試験時間は２時間であった。
【０１１８】
コンタクタの温度はＯｍｅｇａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅヒーターを使用して維持された。
【表７】
2009532901.tif 000008
【０１１９】
これらの結果はパージガス中に蒸気を発生させるために１つまたは複数のコンタクタが一体に接続されてもよいことを示している。パージガス混合物中の水分の相対湿度は一定のパージガス流量、圧力、およびシステム温度において約０．１％またはそれよりも良好に制御されることが可能であった。
【０１２０】
好ましい実施形態を参照しながら本発明が特定的に示されて記述されてきたが、添付の特許請求の範囲によって包含される本発明の範囲から逸脱することなく形態および細部に様々な変形が為され得ることは当業者によって理解される。例えば、この気化システムは金属のエッチングまたは他の処理において静電気を除去するための環境を含む制御された湿度を作り出すために使用されることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の或るバージョンによるリソグラフィ用投影装置の実施形態の一例を概略で示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるリソグラフィ用投影装置のＥＵＶ照明システムおよび投影用光学素子を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態によるパージガス混合物供給システムの一例を概略で例示する図である。
【図４】図３の実例における使用に適した保湿デバイスを概略で示す図である。
【図５】図３の実例に使用されることが可能なホローファイバ膜気化器または保湿器の具体例を示す図である。
【図６】実施例１に使用される膜コンタクタ検査用マニホールドを示す図である。
【図７】超清浄乾燥空気（ＸＣＤＡ）に関してガスクロマトグラフィ／水素炎イオン化検出器（ＧＣ／ＦＩＤ）の読み取り値を示す図である。
【図８】実施例１に記述されたような保湿器を通ったＸＣＤＡに関してＧＣ／ＦＩＤ読み取り値を示す図である。
【図９】ＸＣＤＡに関してガスクロマトグラフィ／パルス式炎光光度検出器（ＧＣ／ＰＦＰＤ）の読み取り値を示す図である。
【図１０】実施例１に記述されたような保湿器を通ったＸＣＤＡに関してＧＣ／ＰＦＰＤ読み取り値を示す図である。
【図１１Ａ】パージガス混合物の希釈のためのパージガスの供給源を有するパージガス供給システムのバージョンを例示する図であり、場合によって使用されるトラップもやはり示されている。
【図１１Ｂ】パージガス混合物の希釈のためのパージガスの供給源および気化器または保湿器から入るパージガス混合物の温度を維持するための熱交換ゾーンを有するパージガス供給システムのバージョンを例示する図である。
【図１２】気化器からの２つの異なるガス出口圧力における飽和に相対した蒸気出力を例示するグラフであり、ここでは１８ｐｓｉｇの水が気化可能な液体である。
【図１３Ａ】異なる流量における気化器からの飽和に相対した蒸気出力、および５９ｐｓｉｇの気化器内の水などの気化可能液体に関するガス圧力を例示するグラフである。
【図１３Ｂ】気化器内の異なるガス圧力におけるパージガス混合物中の蒸気の計算された濃度を示すグラフである。
【図１４】１つまたは複数の互いに接続されたホローファイバ気化器でパージガス混合物を発生させるための装置の具体例を示す図である。
【図１５】ホローファイバ気化器を通って流れるパージガス中の蒸気濃度が気化器を通るパージガス流量と本質的に無関係である範囲に制御され得ることを例示するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
2009532901.tif 000021
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月3日(2008.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給源ガスと流体連絡しているガス入口を有する１つまたは複数の再生可能な精製器と流体連絡しているガス入口、および気化器のパージガス入口と流体連絡しているパージガス出口を含む装置であって、前記精製器が精製器へのガス入口から汚染物質を除去してパージガスを形成し、
前記気化器がハウジングと１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含み、前記ハウジングがパージガス入口、および微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を含み、前記ハウジングが気化可能液体入口、および前記微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体出口を含み、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を除去するように前記微小孔性ホローファイバ膜が処理され、前記微小孔性ホローファイバが気化可能液体による液体浸入に抵抗性であり、
気化器、パージガス混合物出口、またはこれらの組合せの温度を１つまたは複数の設定点範囲以内に維持する温度調節システムと、
微小孔性ホローファイバ内で気化可能液体中のパージガスの泡の形成を阻止するように気化可能液体およびパージガスの圧力を維持する圧力調節システムとを含む、装置。
【請求項２】
さらに、温度調節システムがさらに温度制御器、ヒーター、冷却装置、またはこれらの組合せを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
圧力調節システムが圧力制御器および背圧制御器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
圧力調節システムが気化可能液体の圧力をパージガスの圧力よりも約５ｐｓｉ以上高く維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
温度調節システムがパージガス混合物出口の温度を蒸気の凝縮点よりも上に維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
温度調節システムがパージガス混合物の温度をパージガスの流量に関係なく維持する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
パージガス混合物出口と流体連絡しているパージガス出口をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
液体トラップをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
１つまたは複数の気化器を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
パージガス混合物が、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を１ｐｐｂ未満有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
２０ｓｌｐｍを超える流量を伴うパージガス混合物を含む組成物であって、前記パージガスがリソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を１ｐｐｂ未満含み、前記パージガス混合物がパージガスを飽和させる蒸気の約２０％よりも多くを含み、前記蒸気がリソグラフィ処理に使用される化学物質の活性を維持または促進する、組成物。
【請求項１２】
気化器、気化器へのパージガス入口、またはこれらの組合せの温度を温度調節システムで１つまたは複数の設定点範囲以内に制御する工程と、
気化器内の１つまたは複数の微小孔性ホローファイバによって分離された気化可能液体とパージガスの圧力を、微小孔性ホローファイバ内で気化可能液体中のパージガスの泡の形成を低減させるように圧力調節システムで制御する工程と、
気化器内でパージガスを気化可能液体と接触させる工程とを含む方法であって、前記気化器がハウジングおよび１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含み、前記ハウジングがパージガス入口、および１つまたは複数の微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を含み、前記ハウジングが気化可能液体入口、および前記微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体出口を含み、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる気化可能汚染物質を除去するように前記微小孔性ホローファイバ膜が処理され、前記微小孔性ホローファイバが気化可能液体による液体浸入に抵抗性である、方法。
【請求項１３】
圧力調節システムが気化可能液体の圧力をパージガスの圧力よりも約５ｐｓｉ以上高く維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
温度調節システムがパージガス混合物出口の温度を蒸気の凝縮点よりも上に維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
温度調節システムがパージガス混合物の温度をパージガスの流量に関係なく維持する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
パージガスを気化器のパージガス混合物出口から出るパージガス混合物と混合する作用をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記パージガス混合物を液体トラップに通して液体を除去する作用をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
気化器に気化可能液体を供給する作用をさらに含み、気化可能液体が再循環ループで流れる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
パージガス混合物が不純物を１ｐｐｂ未満有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
気化可能液体がリソグラフィ処理で利用される蒸気を含むパージガス混合物を発生させる、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
供給源ガスと流体連絡しているガス入口を有する１つまたは複数の再生可能な精製器と流体連絡しているガス入口、および気化器のパージガス入口と流体連絡しているパージガス出口を含む装置であって、前記精製器が精製器へのガス入口から汚染物質を除去してパージガスを形成し、
前記気化器がハウジングと１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含み、前記ハウジングがパージガス入口、および微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を含み、前記ハウジングが気化可能液体入口、および前記微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体出口を含み、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を除去するように前記微小孔性ホローファイバ膜が処理され、前記微小孔性ホローファイバが気化可能液体による液体浸入に抵抗性であり、
気化器、パージガス混合物出口、またはこれらの組合せの温度を１つまたは複数の設定点範囲以内に維持する温度調節システムと、
パージガス中の蒸気の濃度を変更または維持する蒸気濃度調節システムとを含む、装置。
【請求項２２】
温度調節システムが熱交換器、温度制御された環境、またはこれらの組合せをさらに含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
温度調節システムがパージガス混合物出口の温度を蒸気の凝縮点よりも上に維持する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
温度調節システムがパージガス混合物の温度をパージガスの流量に関係なく維持する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
蒸気濃度調節システムが蒸気センサを含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
蒸気濃度調節システムが、蒸気センサの出力を受け取り、かつマスフローコントローラを通るパージガス流量を変えて蒸気の濃度を変更または維持する制御器を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
蒸気センサが水分センサである、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
パージガス混合物が、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる汚染物質を１ｐｐｂ未満有する、請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
気化器、気化器へのパージガス入口、またはこれらの組合せの温度を温度調節システムで１つまたは複数の設定点範囲以内に制御する工程と、
気化器内でパージガスを気化可能液体と接触させる工程と、
蒸気濃度調節システムを使用してパージガス中の蒸気の濃度を変更または維持する工程とを含む方法であって、前記気化器がハウジングおよび１つまたは複数の微小孔性ホローファイバ膜を含み、前記ハウジングがパージガス入口、および１つまたは複数の微小孔性ホローファイバの第１の側と流体連絡しているパージガス混合物出口を含み、前記ハウジングが気化可能液体入口、および前記微小孔性ホローファイバの第２の側と流体連絡している気化可能液体出口を含み、リソグラフィ用投影システム内の光学部品の光学特性を劣化させる気化可能汚染物質を除去するように前記微小孔性ホローファイバ膜が処理され、前記微小孔性ホローファイバが気化可能液体による液体浸入に抵抗性である、方法。
【請求項３０】
温度調節システムがパージガス混合物出口の温度を蒸気の凝縮点よりも上に維持する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
温度調節システムがパージガス混合物の温度をパージガスの流量に関係なく維持する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
パージガスを気化器のパージガス混合物出口から出るパージガス混合物と混合する作用をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
蒸気濃度調節システムが蒸気センサの出力を受け取り、マスフローコントローラを通るパージガス流量を変更してパージガス中の蒸気の濃度を変更または維持する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
パージガス混合物が不純物を１ｐｐｂ未満有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
気化可能液体がリソグラフィ処理で利用される蒸気を含むパージガス混合物を発生させる、請求項２９に記載の方法。
【国際調査報告】
2009532901.tif 000026
2009532901.tif 000027