(57)【要約】  放射線源（10）と、ミラーチャンバ（18）の壁（16）に配置された粒子トラップ（20）の間に、高質量排出量で誘導された第1のガス（22）によって、約20nmまでの波長を有する短波長放射線（12）の発生の際に、放射線源（10）により形成される原子、分子、クラスター、イオン等のコンタミネーション粒子（14）を除去する方法を示す。この方法は、リソグラフィ装置または顕微鏡に使用される。光学装置および／または被照射品をコンタミネーションを防止するため、当該方法では、ミラーチャンバ（18）内に、第2のガス（24）が導入され、第2のガスの圧力は、少なくとも第1のガス（22）の圧力と等しくなるように調整される。
2007531296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源と、ミラーチャンバの壁に配置された粒子トラップの間に、高質量排出量で誘導された第1のガスによって、約20nmまでの波長を有する短波長放射線の発生の際に、前記放射線源により形成される原子、分子、クラスター、イオン等のコンタミネーション粒子を除去する方法であって、
前記ミラーチャンバ内に、第2のガスが導入され、該第2のガスの圧力は、該圧力が前記第1のガスの圧力と少なくとも同等となるように調整されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第2のガスの前記圧力は、該圧力が前記第1のガスの前記圧力よりも大きくなるように調整されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1のガスは、少なくとも一部が側面に沿って区画された溝内で、前記放射線の伝播方向に対して直交するように誘導されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
第1のガスとして、例えばアルゴンまたはクリプトンのような、少なくとも39g／molの原子量を有する希ガスが使用されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
第2のガスとして、例えばヘリウムまたは水素のような、前記放射線に対して実質的に透明な物質が導入されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記第1のガスおよび／または前記第2のガスの流速は、適当な機器によって調整されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
放射線源と、ミラーチャンバの壁に配置された粒子トラップの間に、高質量排出量で誘導された第1のガスによって、約20nmまでの波長を有する短波長放射線の発生の際に、前記放射線源により形成される原子、分子、クラスター、イオン等のコンタミネーション粒子を除去する装置であって、
前記ミラーチャンバ内に、第2のガスが導入され、該第2のガスの圧力は、適切な機器によって、前記第1のガスの圧力と少なくとも同等となるように調整されることを特徴とする装置。
【請求項８】
前記第2のガスの前記圧力は、前記機器によって、前記第1のガスの前記圧力よりも大きくなるように調整されることを特徴とする請求項7に記載の装置。
【請求項９】
前記第1のガスは、少なくとも一部が側面に沿って区画された溝によって、前記放射線の伝播方向に対して直交するように誘導されることを特徴とする請求項7または8に記載の装置。
【請求項１０】
前記第1のガスは、例えばアルゴンまたはクリプトンのような、少なくとも39g／molの原子量を有する希ガスであることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
前記第2のガスは、例えばヘリウムまたは水素のような、前記放射線に対して実質的に透明な物質であることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
前記第1のガスおよび／または前記第2のガスの流速は、適当な機器によって調整されることを特徴とする請求項7乃至11のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】
前記請求項7乃至12の少なくとも一つに記載の装置を有するリソグラフィ投射機器。
【請求項１４】
リソグラフィ装置用の、波長範囲が約2nmから約20nmの放射線を発生させるための、前記請求項1乃至6のいずれか一つに記載の方法の使用、または、前記請求項7乃至12のいずれか一つに記載の装置の使用。
【請求項１５】
顕微鏡用の、波長範囲が約2nmから約20nmの放射線を発生させるための、前記請求項1乃至6のいずれか一つに記載の方法の使用、または、前記請求項7乃至12のいずれか一つに記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線源とミラーチャンバの壁に配置された粒子トラップの間に、高質量排出量で誘導された第1のガスによって、約20nmまでの波長を有する短波長放射線の発生の際に、放射線源により形成される原子、分子、クラスター、イオン等の粒子を除去する方法および装置に関する。本発明による方法および本発明による装置は、リソグラフィまたは顕微鏡において、波長範囲が約2nmから約20nmまでの放射線を発生させることと組み合わせて、使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第WO-A-00／28384号には、軟Ｘ線放射線および極紫外線が使用されるリソグラフィ装置のための、そのような方法が示されている。この装置では、ウェハを収容するチャンバは、壁によって光学装置から分離される。壁には、開口が設けられており、この開口によって、希ガスおよび短波長放射線の流通が可能になる。ウェハに短波長放射線を照射すると、汚染物質が放出され、この汚染物質は、開口を通って光学装置に到達する。ウェハの近傍に設置された希ガスのカーテンにより、コンタミネーション粒子が光学装置に到達することを防止することが可能となる。これらの粒子は、希ガスの粒子に衝突するためである。しかしながら、特に、短波長放射線がウェハに照射された場合、大きな分子量の汚染物質が生じる。そのような粒子は、不十分に減速されるに過ぎない。そのような分子が、例えばミラーのような光学装置に堆積すると、吸収現象によって、その光学装置の反射特性が著しく低下する。また、高い速度エネルギーを有する、いわゆる「熱」粒子は、それらが比較的小さな質量であるにも関わらず、屈折は最小限にしか生じない。
【０００３】
通常、短波長放射線の放射線源を、約20nmまでの波長範囲で作動させた場合にも、粒子は生じる。現在の高特性源の短波長放射線は、プラズマの範囲で形成され、これは、電気的放電または集束レーザーパルスのいずれかによって利用することができる。電気的放電の場合は、使用する作動ガスおよび電極のエロージョンのため、短波長放射線を吸収する粒子が形成されることは避けられない。レーザー誘起プラズマの場合は、いわゆるターゲットが加熱され、ターゲットは、短い期間のうちに、レーザー放射線によって蒸発する。気相中には、プラズマ中に、原子およびイオンが形成される。
【０００４】
プラズマは、数10eVのオーダーで、極めて高温であるため、そのようなプラズマ粒子は、高い速度エネルギーを有する。これらの粒子は、真空チャンバ内での平均自由行程長が比較的大きいが、当然のことながら、これは、プラズマ内部に形成される放射線を、損失の少ない状態でミラーチャンバに移動させるためである。この場合、そのような粒子は、光学装置または被照射品に堆積するおそれがある。特に、収集ミラーのようなビーム誘導装置の表面には、いわゆるスパッタリングによる損傷が観察される。
【０００５】
国際公開第WO-A-02／054153号には、粒子トラップが配置された真空チャンバ壁を備える露光システムが示されている。この粒子トラップは、いくつかの隣接する狭小領域を定形する積層状構造を有する。これらの領域は、幅および長さが変化するように提供される。
【０００６】
このように構成され、放射線源とミラーチャンバの間に配置される壁により、短波長放射線は、ほぼ損失のない状態で移動することが可能となり、ミラーチャンバの方向に向かって加速される粒子は、積層状構造によって捕獲される。特に、プラズマ−化学処理プロセスまたは電極材料のエロージョンによって生じた、比較的大きな質量を有する粒子を、そのような粒子トラップのみで、確実に捕獲することは難しい。
【特許文献１】国際公開第WO00／28384号パンフレット
【特許文献２】国際公開第WO02／054153号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、簡単な対策により、光学装置および／または被照射品をコンタミネーションから保護するための、前述の種類の方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、前述の種類の方法によって達成され、この方法では、ミラーチャンバ内に、第2のガスが導入され、その圧力は、少なくとも第1のガスの圧力と等しくなるように調整される。
【０００９】
これに関連して、導入される第2のガスによって、ミラーチャンバ内の粒子トラップを通る第1のガスの流束が、ほぼ完全に抑制されるという、本発明にとって極めて重要な結果が得られる。従って、減速したコンタミネーション粒子は、第1のガスの粒子によって、搬送されることはなく、コンタミネーション粒子が、ミラーチャンバに侵入することはない。使用される第1のガスによって、ミラーチャンバ内の粒子トラップを通る、コンタミネーション粒子の同伴が抑制される。実際に、粒子トラップは、第1のガスおよび／またはコンタミネーション粒子を透過させないように構成される。
【００１０】
壁および短波長放射線に対して実質的に透過性の粒子トラップによって、ミラーチャンバと放射線源の間で、十分な空間分離が得られる。低速化されたまたは減速したコンタミネーション粒子は、最終的に真空処理によって除去される。前述の粒子トラップによって、領域の幅および／または長さを調整することにより、放射線源の作動中に、例えば異なるガスを、異なる空間配向で誘導することが可能となると同時に、短波長放射線に対する高透過性を提供することが可能となる。
【００１１】
当該方法は、第2のガスの圧力が第1のガスの圧力よりも高くなるように、第2のガスの圧力を調整することにより改良することができる。
【００１２】
当然のことながら、ミラーチャンバ内に高圧で導入される第2のガスは、粒子トラップの領域を通って、放射線源の方に向かって流れる。放射線源により生じた方向とは反対の方向に進むコンタミネーション粒子は、第1のガスの粒子との衝突により、低速化あるいは減速される。
【００１３】
当然のことながら、短波長放射線は、大部分のいかなる材料にも吸収されるため、通常、本発明による方法は、ガスの圧力が数10パスカルまでの分圧において実施される。通常の場合、電気放電によって作動する放射線源の作動ガスの分圧は、約10パスカルである。
【００１４】
当該方法の好適実施例では、第1のガスは、少なくとも一部が側面に沿って区画された溝内で、放射線の伝播方向に対して直交するように誘導される。
【００１５】
第1のガスは、粒子トラップと放射線源の間に誘導され、例えばコンタミネーション粒子は、比較的速やかに、短波長放射線のビーム経路から排出される。溝による第1のガスの流れは、放射線源により生じるコンタミネーション粒子を除去するが、さらに必要であれば、粒子トラップを通る第2のガスの粒子を除去しても良い。粒子を含む流束は、溝に接続されたポンプによって、最終的に除去される。
【００１６】
当該方法の別の好適実施例では、第1のガスは、原子量が少なくとも39g／molの希ガスであり、例えばアルゴンまたはクリプトンである。
【００１７】
本発明は、一つの理論に限定されるものではないが、コンタミネーション粒子と第1のガスの粒子の間の衝突によって、有効な同伴効果が生じる。特に、比較的分子量の大きなクラスターは、比較的大きな質量、速度および／または衝突断面を有する第1のガスの粒子によって、特に有効に搬出される。特に、第1のガスの高質量排出量により、第1のガスのガス粒子量は、短波長放射線のビーム経路の領域内で調整することができ、これにより、短波長放射線の小さな割合のみが吸収される。例えば、粒子トラップの近傍に設けられたノズル状またはジェット状チャンネルを用いて、溝を通って流れる希ガスによって維持されるガスカーテンが形成される。
【００１８】
当該方法は、放射線に対して実質的に透明な物質、例えばヘリウムまたは水素を、第2のガスとして導入して実施することが有意である。粒子トラップを通って誘導される短波長放射線は、ミラーチャンバ内において、例えばミラー、マスクまたは回折格子のような異なる光学装置まで、比較的大きな移動距離で誘導される。ミラーチャンバ内に誘導された第2のガスによる、短波長放射線の吸収を最小化するため、短波長放射線に対して比較的大きな透過性を有するガスが使用される。20パスカルの粒子圧力では、水素の透過率は、単位移動m当たり、約97.6％である。同じ条件では、ヘリウムの透過率は、単位移動m当たり78％である。
【００１９】
当該方法の別の好適実施例では、第1のガスおよび／または第2のガスの流速を、適当な機器によって調整することが提案される。
【００２０】
そのような機器は、例えばポンプまたはバルブである。これらの機器は、例えば、一定流速の、高質量排出量を形成する第1のガスおよび／または第2のガスを導入するために使用される。第1のガスおよび／または第2ガスは、例えばガスシリンダのような、別個の貯蔵容器内に提供される。
【００２１】
例えばターボポンプまたはターボ分子ポンプのような真空ポンプを用いた場合、拡散効果により、第1のガスの粒子で汚染された第2のガスを、新たな高純度の第2のガスと速やかに置換することが可能となる。コンタミネーション粒子で汚染された混合ガスを除去する際の、ポンプのコンタミネーションを防止するため、適当なフィルタが使用される。フィルタは、例えば冷却トラップであっても良い。
【００２２】
さらに本発明は、単純な形状で、光学装置および／または被照射品をコンタミネーションから保護する、前述の種類の装置を提供することを課題とする。
【００２３】
この課題は、本発明による前述の種類の装置によって達成され、この装置では、ミラーチャンバ内に、第2のガスが導入され、第2のガスの圧力は、適当な機器によって、少なくとも、第1のガスと同じ圧力になるように調整することができる。
【００２４】
従属項に記載された装置の別の実施例の利点は、本発明による方法の利点と実質的に一致するため、ここでは、これらの従属項の詳細な説明は行わない。
【００２５】
本発明による方法および本発明による装置は、リソグラフィ装置または顕微鏡装置のための、約2nmから約20nmの波長範囲の放射線の発生技術と結びつけて使用することができるという利点を有する。
【００２６】
本発明の他の利点および特徴は、以下のいくつかの実施例の記載と図面を参照することにより把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図1乃至3において、特に記載がない限り、同一の参照符号は、同じ技術的特徴を有することを意味する。
【００２８】
図1には、本発明による装置の第1の実施例を示す。この装置は、20nmまでの波長を有する短波長放射線12の形成の際に、放射線源10により発生するコンタミネーション粒子14を除去する。コンタミネーション粒子14には、原子、分子、クラスター、イオン等が含まれ、これらの粒子は、放射線源10において、例えば、短波長放射線12を放射するプラズマによって発生する。また、パルス集束レーザービームによって気化したターゲットの粒子も、コンタミネーション粒子14の別の根源となると見なされる。あるいは、コンタミネーション粒子14は、図示されていない電気的に作動する始動用放電装置の電極ギャップに導入される作動ガスから発生する。この場合、通常、カソードスポットが発生し、これは、電気エネルギーを伝達する際の電極材料のエロージョンにつながる。例えば、モリブデンまたはタングステンのような、導電性高融点電極材料は、クラスターを形成し易い。また、作動ガスとして使用される物質、例えば、ヨウ素およびスズのような、短波長放射線12を特に効率的に発生することができる物質は、比較的高分子量のクラスターに変換され易い。
【００２９】
第1のガス22は、高質量排出量で、放射線源10と、粒子トラップ20の間に導入される。粒子トラップは、フォイルトラップとも呼ばれ、ミラーチャンバ18の壁16に配置される。高速で流れる第1のガス22は、同伴効果によって、特に、放射線源10から粒子トラップ20の方向に移動するコンタミネーション粒子14を、第1のガス22の流れ方向に搬出する。
【００３０】
この方法により、コンタミネーション粒子14が粒子トラップ20を通過することが抑制される。また、例えば、コンタミネーション粒子14の粒子トラップ20への堆積、または例えば、コンタミネーション粒子14の衝突による、粒子トラップ20の反射部品の損傷が抑制される。
【００３１】
第1のガス22がミラーチャンバ18内に侵入することを防止するため、ミラーチャンバ18内に第2のガス24が導入され、第2のガスの圧力は、少なくとも、第1のガス22の圧力と同等以上にされる。ミラーチャンバ18内の第2のガス24は、実質的に対抗圧力を提供する。従って、第1のガス22は、粒子トラップ20を通過するようには流れない。ミラーチャンバ18の方向における、コンタミネーション粒子14と第1のガス22の間の同伴効果は、最小限に抑制される。
【００３２】
第2のガス24の圧力を調整するため、バルブ28が提供される。得られる第1のガス22の粒子とコンタミネーション粒子14の混合粒子は、ポンプPによって除去される。ポンプPは、第1のガス22の高質量排出量よりも大きな排気量を有する。
【００３３】
図1に示す本発明による装置の第1の実施例は、波長範囲が約2nmから約20nmの、リソグラフィ装置（図示されていない）用の放射線12を発生させるために使用される。ミラーチャンバ18内に配置された光学装置、例えばミラー、マスクまたはウェハが、コンタミネーション粒子14によって汚染されることが抑制される。
【００３４】
図2に示すように、本発明による装置の第2の実施例では、装置は、放射線源10を有し、この放射線源は、短波長放射線12およびコンタミネーション粒子14を発生する。特に、粒子トラップ20の方向に向かって誘導された推進力を有するコンタミネーション粒子14は、第1のガス22によって、低速化または減速される。このため、第2のガス24の圧力は、バルブ28により、第1のガス22の圧力よりも高くなるように調整される。第2のガス24は、粒子トラップ20を通って流れ、ポンプPの方に向かって、主として、コンタミネーション粒子14を搬送する第1のガス22の流束に流入する。
【００３５】
第1のガス22は、少なくとも部分的に側面に沿って仕切られた溝26内で、放射線12の進行方向に対して直交するように誘導される。この方法では、第1のガスの好適な方向および層の厚さが、予め設定されており、層の厚さは、粒子トラップ20の領域内に、恒久的にガスカーテンが維持されるように設計される。第1のガス22の粒子は、滝のように、コンタミネーション粒子14を取り込んで移動する。
【００３６】
第1のガス22が、少なくとも39g／molの原子量を有する、例えばアルゴンまたはクリプトンのような希ガスの場合、特に、比較的高分子量のコンタミネーション粒子14が、例えば衝突によって、ポンプPの方向に除去される。溝26の壁16の定形配置によって、ガスカーテンの幅は、ガスカーテンに侵入する放射線12の吸収が最小限に抑制されるように調整することができる。またこの方法では、第1のガス22として、短波長放射線12に対する透過率が小さな物質を導入することが可能となる。
【００３７】
図2に示す装置の第2の実施例では、装置の使用によって、顕微鏡用の、例えば約2nmから約20nmまでの波長範囲の放射線12が形成される。
【００３８】
図3に示す第3の実施例では、放射線12は、光学装置、すなわち図の実施例では、ミラーチャンバ18内に配置されたミラー30の方に誘導される。
【００３９】
コンタミネーション粒子14または第1のガス22による追加の吸収を抑制するため、ミラーチャンバ18内には、第2のガス24として、放射線12に対して実質的に透明な物質、例えばヘリウムまたは水素が導入される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第1の実施例の概略断面図である。
【図２】第2の実施例による装置の概略断面図である。
【図３】第3の実施例の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
10  放射線源、12  放射線、14  コンタミネーション粒子、16  壁、18  ミラーチャンバ、20  粒子トラップ、22  第1のガス、24  第2のガス、26  溝、28、28’  バルブ、30  ミラー、P、P’  ポンプ。
【図１】
2007531296.tif 000003
【図２】
2007531296.tif 000004
【図３】
2007531296.tif 000005
【国際調査報告】
2007531296.tif 000006
2007531296.tif 000007
2007531296.tif 000008