(57)【要約】【課題】パターン形成された放射線投影ビームを基体の対象箇所に結像する投影系を備え、放射線投影ビームの進路内に正電圧を印加される遮蔽手段が配置されたリトグラフ投影装置において、例えば、遮蔽手段における大電力消費やメッシュの加熱の問題、および高電圧大電流の供給が必要でガス放電の可能性があるなどの欠点を解消するために、遮蔽手段に達する自由電子の個数を減少させて電界を抑制できるようにすることを目的とする。【解決手段】本発明は、放射線投影ビーム（５７）の進路内に配置された遮蔽手段（４１）が、作動時に放射源（６）の放出する正荷電粒子の少なくとも一部を遮断するための電位バリヤを形成するように正電圧を供給されるリトグラフ投影装置（１）にあって、放射線投影ビームの進路内で遮蔽手段の少なくとも片側に第二の遮蔽手段を配置して、負電荷粒子を第一の遮蔽手段から排斥するために負電圧を二の遮蔽手段に印加して、自由電子の個数の減少および電界の抑制を達成することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射源の放射する放射線から放射線投影ビームを形成する放射系と、
前記投影ビームをパターン化するために、その投影ビームで照射されるようにパターン形成手段を保持するように構成された支持構造と、
基体を保持するように構成された基体テーブルと、
基体の対象箇所にパターン形成手段の照射部分を結像するように構成されて配置された投影系と、
放射源と正に帯電した粒子から遮蔽されるべき物体との間の放射線投影ビームの進路内に配置される第一の遮蔽手段とを含み、
第一の遮蔽手段は放射線投影ビームに対して実質的に透過性であり、正に帯電した粒子の少なくとも一部を遮断するためのポテンシャル障壁を形成するように、正電圧が第一の遮蔽手段に印加されるリトグラフ投影装置であって、
放射線投影ビームの進路内で第一の遮蔽手段の少なくとも片側に第二の遮蔽手段を配置し、負に帯電した粒子を第一の遮蔽手段から排斥するために負電圧が第二の遮蔽手段に印加されることを特徴とするリトグラフ投影装置。
【請求項２】
第一の遮蔽手段から放射源を遮蔽するために接地されるか、第二の遮蔽手段に電気的に接触される表面をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項３】
前記表面が円筒形または円錐形のケーシングをさらに含み、その長手方向軸線が放射線の投影ビームの進路と実質的に平行であることを特徴とする請求項２に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項４】
第一の遮蔽手段および第二の遮蔽手段が格子すなわちメッシュ構造を含み、メッシュ構造は放射線投影ビームの進路に実質的に直角な表面を有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項５】
第二の遮蔽手段および第一の遮蔽手段が放射線投影ビームの進路に沿って相互に整合された開口を含むことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項６】
実質的に接地電位とされて、第二の遮蔽手段の第一の遮蔽手段に面する側とは反対側に配置された第三の遮蔽手段をリトグラフ投影装置がさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項７】
第三の遮蔽手段が第一の遮蔽手段および第二の遮蔽手段と同様の構造であることを特徴とする請求項６に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項８】
第一の遮蔽手段に印加される正電圧が０Ｖ〜２０ｋＶの範囲内、好ましくは約３ｋＶであることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項９】
第二の遮蔽手段が−２ｋＶ〜０Ｖの範囲内、好ましくは約−４００Ｖであることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１０】
放射源が放射源がハイ状態とロウ状態との間でパルス的に作動するようになされたこと、およびリトグラフ投影装置が同期手段をさらに含み、同期手段は放射源がロウ状態の間の少なくとも一部の時間にわたって第一の遮蔽手段に正電圧を印加するようになされていることを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１１】
第二の遮蔽手段の正電圧が数マイクロ秒の時間にわたって印加されていることを特徴とする請求項１０に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１２】
第二の遮蔽手段が同期手段に接続され、第一の遮蔽手段に印加される正電圧と同期して第二の遮蔽手段に印加される電圧を変化させることができることを特徴とする請求項１０から請求項１１までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１３】
少なくとも一つの壁が第一の遮蔽手段と第二の遮蔽手段との間に配置されて正に帯電した粒子を捕捉することを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１４】
前記リトグラフ投影装置が光イオン捕捉手段を含み、少なくとも一つの壁へ向けて正に帯電した粒子を引付けることを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１５】
遮蔽されるべき物品に光学部材が含まれることを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか一項に記載されたリトグラフ投影装置。
【請求項１６】
放射源から放射された放射線から放射線投影ビームを形成するための放射系を準備する段階と、
前記投影ビームをパターン形成するために、投影ビームで照射されるようにパターン形成手段を保持するように構成された支持構造を準備する段階と、
基板を保持するように構成された基板テーブルを準備する段階とを含み、さらに、
少なくとも一つの光学部材を準備する段階と、
放射源および少なくとも一つの光学部材の間の放射線投影ビームの進路内に放射線投影ビームに対して実質的に透過性の第一の遮蔽手段を位置決めする段階とを含み、放射源は作動の間に正電荷を有する粒子を放出し、第一の遮蔽手段はその粒子の少なくとも一部を遮断するために電位バリヤを形成するための正電圧を印加されるリトグラフ処理工程によって集積構造を製造する方法であって、
放射線投影ビームの進路内で第一の遮蔽手段の少なくとも片側に第二の遮蔽手段が配置され、第二の遮蔽手段は自由電子を第一の遮蔽手段から排斥するために負電圧を印加されることを特徴とする集積構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
放射源の放射する放射線で放射線投影ビームを形成する放射系と、
前記投影ビームをパターン化するために、その投影ビームで照射されるようにパターン形成手段を保持するために構成された支持構造と、
基体を保持するために構成された基体テーブルと、
基体の対象箇所にパターン形成手段の照射部分を結像するように構成されて配置された投影系と、
放射源および正に帯電した粒子から遮蔽されるべき物体との間の放射線投影ビームの進路内に配置される第一の遮蔽手段とを含み、
第一の遮蔽手段は放射線投影ビームにとって実質的に透過性であり、正に帯電した粒子の少なくとも一部を遮断するためのポテンシャル障壁を形成するように、正電圧が第一の遮蔽手段に印加されるリトグラフ投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で使用する「パターン形成手段」の用語は、基体の対象箇所に形成すべきパターンと同じにパターン形成された断面を有する入射放射線ビームを与えることに使用できる手段として言及できるように、広く解釈されねばならない。「光バルブ」の用語はもこれに関して使用できる。一般に、前記パターンは対象箇所に形成されるデバイス、例えば集積回路や他のデバイス（以下を参照）における特定の機能的な層に対応する。そのようなパターン形成手段の例は以下のものを含む。
【０００３】
マスク。マスクの概念はリトグラフの分野で周知であり、二値化、交番移相、および減衰移相のようなマスク形式、ならびに各種のハイブリッドマスク形式を含む。放射線ビーム内にそのようなマスクを配置すると、マスクのパターンに従って、マスクに当たる放射線の選択的伝達（伝達式マスクの場合）か反射（反射性マスクの場合）が起きる。マスクの場合、その支持構造は一般にマスク・テーブルであり、マスク・テーブルは入射放射線ビーム内の所望位置にマスクを保持できるようにし、また望まれるならば、ビームに対してマスクを移動できるようにする。
【０００４】
プログラム可能なミラー・アレー。そのような装置の一つの例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックス−アドレス指定可能面である。その装置の背景となる基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された部分が入射光を回折光として反射するのに対し、アドレス指定されない部分は入射光を非回折光として反射するということである。適当なフィルタを使用することで、前記非回折光は反射ビームから排除されて回折光のみが残される。このようにして、ビームはマトリックス−アドレス指定可能面のアドレス指定されるパターン面に従ってパターン形成される。プログラム可能なミラー・アレーの代替実施例は小ミラーのマトリックス配列を使用するものであり、各々の小ミラーは適当な局部電界を付与するか圧電付勢手段を使用することにより、軸線のまわりに個々に傾斜されることができる。再び述べるが、ミラーはマトリックス−アドレス指定可能であり、アドレス指定されたミラーは入射放射線ビームをアドレス指定されていないミラーへ向けて異なる方向へ反射する。このようにして、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されるパターンにしてパターン形成される。必要なマトリックスのアドレス指定は適当な電子手段を使用して実行できる。上述で説明した両方の状況において、パターン形成手段は一つ以上のプログラム可能なミラー・アレーを含むことができる。本明細書で引用するミラー・アレーのさらなる情報は、例えば米国特許第５２９６８９１号および同第５５２３１９３号、およびＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７およびＷＯ９８／３３０９６から集めることができ、本明細書にそれらの特許の記載内容全体を援用する。プログラム可能なミラー・アレーの場合、前記支持構造はフレームまたはテーブルとして具備され、それらは例えば要求に応じて固定または可動とされる。
【０００５】
プログラム可能なＬＣＤアレー。そのような構造の例は米国特許第５２２９８７２号に与えられており、本明細書にその記載内容全体を援用する。上述したように、この場合の支持構造はフレームまたはテーブルとして具備され、それらは例えば固定または移動可能とされる。
【０００６】
簡明にするために、本明細書の残りの部分はその幾つかの箇所において、特にマスクおよびマスク・テーブルを使用した例に関係する。しかしながらそのような例において論じる一般的な基本は、上述したようにパターン形成手段の広い意味合いで見なければならない。
【０００７】
リトグラフ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、パターン形成手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを形成し、このパターンは、放射線感応物質（レジスト）の層で覆われた基材（シリコン・ウェーハ）上の対象箇所（例えば、１以上のダイを含む）に像形成できる。一般に一つのウェーハは、投影系によって一回に一つずつ連続して照射される隣接した対象箇所で構成されるネットワーク全体を含むことになる。現在の装置では、マスク・テーブル上のマスクによってパターン形成する方法を使用すると、二つの形式の異なる機械の間で差異を生じかねない。一つの形式のリトグラフ投影装置では、一度にマスク・パターン全体を対象箇所に露出することによって各々の対象箇所が照射される。このような装置は一般にウェーハ・ステッパまたはステップ−アンド−リピート装置と称される。他の装置（一般にステップ−アンド−スキャン装置と称される）では、与えられた基準方向（「走査」方向）にマスク・パターンを漸進的に走査することによって各々の対象箇所が照射され、この間、同期してその方向と平行または非平行に基体テーブルが走査される。何故なら、一般に、投影系は倍率係数Ｍ（一般に＜１）を有し、基体テーブルを走査する速度Ｖはマスク・テーブルの走査速度の係数Ｍ倍になるからである。本明細書で説明するようなリトグラフ装置のさらなる情報は、例えば、米国特許第６０４６７９２号から集めることができ、本明細書にその記載内容全体を援用する。
【０００８】
リトグラフ投影装置を使用する製造工程において、放射線感応物質（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基体上にパターン（例えば、マスクのパターン）が像形成される。この像形成段階の前に、基体はさまざまな工程、例えばプライミング、レジスト被覆およびソフト・ベイク（軽い焼成）を実施される。露光の後、基板は他の工程、例えば露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベイク（強い焼成）および像形成された構造部分の測定／検査などを実施される。この工程配列は、例えばＩＣのようなデバイスの個々の層のパターン形成を基本にして使用される。このようなパターン形成された層は、その後、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、化学機械研磨などの、いずれも個々の層の仕上げを意図するさまざまな工程を実施される。幾つかの層が要求される場合には、新たに層を形成する毎に、この工程全体またはその変形工程が繰返して行われねばならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に形成されることになる。これらのデバイスは、その後、方形切断または鋸引きなどの技術によって互いに切離され、その場所から個々のデバイスはキャリヤに取付けられたり、ピンに連結されるなど行うことができる。このような工程に関するさらなる情報は、例えば「マイクロチップの製造：半導体の処理に関する実用ガイド」第三版、ピーター・ファン・ヅァント著、マクグロウ・ヒル出版社、１９９７年、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の書籍から得ることができ、その記載内容全体は本明細書に援用される。
【０００９】
簡明にするために、投影系は以下において「レンズ」と称される。しかしながら、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を含む各種形式の投影系を包含するものと広く解釈されねばならない。放射系は、放射線の投影ビームの方向決め、成形および制御を行うための、いずれかの設計形式に従って作動される部材を含み、それらの部材も以下において総体としてまたは単体で「レンズ」と称される。さらに、このリトグラフ装置は二つ以上の基体テーブル（および（または）二つ以上のマスク・テーブル）を有する形式とされる。そのような「多段」装置では、付加されるテーブルが平行して使用されるか、一つ以上のテーブルで準備段階が実施されている間に一つ以上の他のテーブルが露光に使用される。二段リトグラフ装置は、例えば米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ９８／４０７９１に記載されている。
【００１０】
リトグラフ装置では、基体に像形成されることのできる造作寸法は投影放射線の波長によっ制限される。高密度にデバイスを備えた、従って高作動速度の集積回路を生産するには、小さな造作を像形成できることが望ましい。現在の大半のリトグラフ投影装置は水銀ランプまたは励起レーザーで発生した紫外光を使用しているが、５〜２０ｎｍの範囲、特に約１３ｎｍの波長の短い放射線を使用することが提案された。そのような放射線は、極紫外（ＥＵＶ）放射線または軟Ｘ線と称され、その可能な放射源には、例えばレーザー発生プラズマ源、放電プラズマ源、または電子保持リングからのシンクロトロン放射源が含まれる。放電プラズマ源を使用する装置は、ダブリュ・パルトロ（Ｗ．Ｐａｒｔｌｏ）氏、アイ・フォメンコフ（Ｉ．Ｆｏｍｅｎｋｏｖ）氏、アール・オリバー（Ｒ．Ｏｌｉｖｅｒ）氏、ディー・ビルクス（Ｄ．Ｂｉｒｘ）氏著の「リチウム蒸気中の高密プラズマ集中を使用したＥＵＶ（１３．５ｎｍ）光源の形成」Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ３６７７、第１３６−１５６頁（２０００年）；エム・ダブリュ・マックジョーチ（Ｍ．Ｗ．Ｍｃｇｅｏｃｈ）氏著の「Ｚ−ピンチ極紫外線源のパワー・スケーリング」Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ３９９７、第８６１−８６６頁（２０００年）；ダブリュ・ティー・シルフバスト（Ｗ．Ｔ．Ｓｉｌｆｖａｓｔ）氏、エメ・クロスナー（Ｍ．Ｋｌｏｓｎｅｒ）氏、ジー・シムカベグ（Ｇ．Ｓｈｉｍｋａｖｅｇ）氏、エッチ・ベンダー（Ｈ．Ｂｅｎｄｅｒ）氏、ジー・クビアク（Ｇ．Ｋｕｂｉａｋ）氏、エヌ・フォーナシアリ（Ｎ．Ｆｏｒｎａｃｉａｒｉ）氏著の「ＥＵＶリトグラフ用の１３．５ｎｍおよび１１．４ｎｍの高出力プラズマ放電源」Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ３６７６、第２７２−２７５頁（１９９９年）；およびケー・バーグマン（Ｋ．Ｂｅｒｈｍａｎｎ）氏他著の「ガス−放電プラズマに基づく高反復極紫外線源」アプライド・オプティクス、第３８巻、第５４１３〜５４１７頁（１９９９年）に記載されている。
【００１１】
上述で引用した放電プラズマ放射源のようなＥＵＶ放射源は、ＥＵＶ放射を可能にするためにガスまたは蒸気の幾分高い部分圧力の使用が要求される。放電プラズマ源では、電極間に放電が生じ、発生した一部イオン化したプラズマがその後に崩壊（ｃｏｌｌａｐｓｅ）して非常に高温のプラズマを生じ、このプラズマがＥＵＶ範囲内の放射線を放射する。非常に高温のプラズマはＸｅの中で頻繁に発生する。何故なら、Ｘｅプラズマは１３．５ｎｍ付近の極紫外（ＥＵＶ）の範囲で放射するからである。効果的な極紫外（ＥＵＶ）を発生するには、放射源に対する電極付近に典型的に１０Ｐａ（０．１ミリバール）の圧力が必要である。このような幾分高いＸｅ圧力の欠点は、ＸｅガスがＥＵＶ放射線を吸収してしまうことである。例えば、１０Ｐａ（０．１ミリバール）の圧力のＸｅは１ｍを超えると１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ放射線を僅か０．３％しか伝達しない。従って、この幾分高いＸｅ圧力を放射源の周囲の限られた領域に制限することが要求される。これを達成するために、放射源はそれ自体の真空室内に収容され、この真空室は、集光ミラーおよび照射光学系が収容される次の真空室とは室壁によって隔離されている。
【００１２】
上述で説明したＥＵＶリトグラフ投影装置は、ＥＰ１１８２５１０で周知である。その明細書は、実施例７および図９〜図１２に高正電位メッシュ（高電圧メッシュ）を開示しており、そのメッシュはリトグラフ装置の光学部材の敏感な被覆がスパッタ処理されてしまうことを防止するために使用される。このメッシュは光学部材の前方にスクリーンとして配置され、高正電位であるので正電荷粒子を排斥する。メッシュは複数の平行ワイヤーで構成される。各ワイヤーの太さは隣接ワイヤーとの間隔距離よりも格段に小さい。このことは、メッシュが放射線投影ビームの大きな障害とはならないこと、およびメッシュが放射線投影ビームに対して実質的に透明であることを保証する。光学部材に接近する正電荷粒子は、メッシュの正バイアスによって排斥されるか減速され、偏向される。しかしながら、高正電圧は自由電子をメッシュに引付ける。この結果、例えば、メッシュにおける大電力消費およびその結果として生じるメッシュの加熱や、メッシュに高電圧大電流の供給が必要なこと、およびメッシュ付近でガス放電が発生する可能性のあることなどの幾つかの欠点が生じる。さらに、これに伴う広い電界がメッシュと他の表面との間のガスの電気的絶縁破壊を生じ、またリトグラフ投影装置におけるＥＵＶ放射源の性能に悪影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、高電圧メッシュに達する自由電子の個数を減少させ、電界を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このために、本発明は放射線投影ビームの進路内で第一の遮蔽手段の少なくとも片側に第二の遮蔽手段を配置し、負に帯電した粒子を第一の遮蔽手段から排斥するために不電圧を第二の遮蔽手段に印加することを特徴とする。負電圧は、上述した自由電子のような負に帯電した粒子を排斥し、これにより第一の遮蔽手段または第一のメッシュの周囲を前記負帯電粒子が実際に存在しない状態にする。従って、第一のメッシュに入射する自由電子の個数は著しく減少し、メッシュにおける大電流および大電力消費を有利に防止できる。さらに、第二の遮蔽手段はファラデー箱として作用し、電磁性が放射源および敏感な光学部材に達することを防止する。
【００１５】
本発明の他の実施例は、放射源を第一の遮蔽手段から遮蔽するために接地されるか第二の遮蔽手段と電気的に接触される表面をリトグラフ投影装置がさらに含むことを特徴とする。このシールドはＥＵＶ放射源を好ましく作動させ、第一のメッシュに高電圧をもたらすことができる。負電圧は、第二の遮蔽手段と該表面とを含んで構成される構造体に印加される。これに代えて、前記面は接地されることができ、また負電圧を第二の遮蔽手段に印加することができる。それでも電子（および電界線（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ｌｉｎｅｓ））は接地した構造体を横断する。電子および電界線がその構造を横断することを前記構造に印加した負電圧が阻止する。ＥＵＶ放射線が通過できる穴がその構造体に存在すると、例えば第二の遮蔽手段がメッシュで構成される場合には、その穴の直径がこの遮蔽に必要な負電圧を決定する。
【００１６】
本発明のさらに他の実施例は、長手方向軸線が放射線投影ビームの進路と実質的に平行な円筒形または円錐形のケーシングによって上述した表面が形成されていること、および放射線投影ビームの進路に実質的に直角な表面を有する格子またはメッシュ構造によって構成された第一の遮蔽手段および第二の遮蔽手段を備えたことを特徴とする。これらの比較的簡単な幾何形状はテストされ、機能は良好であった。さらに、そのような簡単な幾何形状は比較的容易且つ安価に製造できる。放射線投影ビームが平行である、収束する、または発散するといういずれであるかに応じて、いずれかの幾何形状がより有利となる。放射線投影ビームの進路に平行な円筒形ケーシングでは、そのケーシングは閉じられることができ、また接地することができる。
【００１７】
再び述べるが、他の実施例において、本発明は放射線投影ビームの進路に沿って相互に整合された開口を第二の遮蔽手段および第一の遮蔽手段が含むことを特徴とする。いずれもメッシュ構造とされることのできる第一の遮蔽手段と第二の遮蔽手段との整合は、放射線投影ビームが遮断されることを最小限に抑え、従ってメッシュの下流側に与えられる放射線力を最大限にする。メッシュの整合は、放射線投影ビームが収束する、平行である、および発散するいずれに関しても、メッシュの下流側の放射線力が最大となるようにすることができる。
【００１８】
さらに他の実施例で本発明は、実質的に接地電位とされて、第二の遮蔽手段の第一の遮蔽手段に面する側とは反対側に配置された第三の遮蔽手段をリトグラフ投影装置がさらに含むことを特徴とする。これは、放射源の近くの第一および第二の遮蔽手段で発生された電界の影響をさらに減少させる。二次電子が正に帯電したメッシュに達することはできなくなり、ＥＵＶ源はスムースに且つ安定して作動することになる。第三の遮蔽手段の最も重要な機能は、広い電界および加速される電子が原因となる第二の遮蔽手段の作動上の問題の発生を防止することである。さらに、第三の遮蔽手段は影の領域を形成し、この領域内に別の遮蔽手段を配置することができる。第三の遮蔽手段に当たる放射線は二次電子を発生させ、第三の遮蔽手段が存在しなければ二次電子は第二の遮蔽手段で発生される。第二の遮蔽手段に代えて第三の遮蔽手段で二次電子流を生じることの方が有利である。何故なら、第二の遮蔽手段で生じる電子流は負電圧をゼロ電位にまで高める（一時的）ことになるからである。
【００１９】
再び述べるが、本発明の他の実施例は０Ｖ〜２０ｋＶ、好ましくは約３ｋＶの正電圧が第一の遮蔽手段に印加され、また−２ｋＶ〜０Ｖ、好ましくは約−４００Ｖの負電圧が第二の遮蔽手段に印加されることを特徴とする。電界電位のこのような値が特に有利であることが分かった。
【００２０】
本発明によるリトグラフ投影装置の他の実施例は、放射源がハイ（放射）状態とロウ（非放射）状態との間でパルス的に作動されるようになされたこと、およびリトグラフ投影装置が同期手段をさらに含み、放射源がロウ状態の間の少なくとも一部の時間にわたって同期手段が第一の遮蔽手段に正電圧を印加するようになされていることを特徴とする。第一の遮蔽手段に印加される高電圧は放射源による正イオンの発生を排斥し、遮蔽手段の下流側の光学系に正イオンが侵入することを防止する。しかしながら、放射源がロウ状態の間は遮蔽手段を作動させることだけで、また、光イオンが存在しないときは遮蔽手段を作動させることだけで、遮蔽手段の下流側のＥＵＶビームで発生される光イオンが加速されて光学系へ侵入することを防止する。第二の遮蔽手段に印加される予め定められた電圧が存在する。この電圧は放射源と同期してパルス変動されるが、第二の遮蔽手段のパルス作動は必要ない。予め定められる電圧は一定とされることができる。
【００２１】
好ましい実施例においては、放射源で発生したイオンが減速されたときに遮蔽手段の高電圧をスイッチ・オフして、それらのイオンが放射源へ戻る方向へ排斥されることを防止する。
【００２２】
他の実施例で、本発明は、正に帯電した粒子を捕捉するために、少なくとも一つの壁が第一の遮蔽手段と第二の遮蔽手段との間に存在することを特徴とする。特にイオンをそれらの壁へ向ける電界または磁界との組合わせにおいて、付加的な壁を導入することで光イオンの平均自由行程が減少され、光イオンの崩壊をさらに容易にする。この壁は導電性または絶縁性とすることができる。付加的な壁はそれによってＥＵＶビームの不明瞭化（ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ）を最小限にする。
【００２３】
本発明の他の実施例では、少なくとも一つの壁へ向けて正帯電粒子を引付けるために前記リトグラフ投影装置が光イオン捕捉手段を含むことを特徴とする。少なくとも一つの壁に直角に向かう少なくとも一つの成分を有する比較的小さな電気力および（または）磁気力を与えることで、光イオンは光学系から除去される。
【００２４】
本発明の実施例が以下に添付図面を参照して例を挙げて説明される。添付図面において同じ符号は同じ部品を示している。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明の特定の実施例によるリトグラフ投影装置１を模式的に示している。この装置は、
放射線（例えば、波長が１１〜１４ｍｍのＥＵＶ放射線）の投影ビームを供給する放射系で、特にこの場合は放射源ＬＡも含む放射系、
マスクＭＡ（例えば焦点板）を保持するためのマスク保持具を備え、部材ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするために第一の位置決め手段ＰＭに連結された第一の物品テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ、
基板Ｗ（例えばレジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための基板保持具を備え、部材ＰＬに対して基板を正確に位置決めするために第二の位置決め手段ＰＷに連結された第二の物品テーブル（基板テーブル）ＷＴ、および
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの対象箇所Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含んで構成される）の上に像形成するための投影系ＰＬ（「レンズ」）、
を含む。ここに示されるように、この装置は反射式（すなわち、反射マスクを有する）である。しかしながら、一般に、例えば（透過式マスクを備えて）透過式とすることもできる。これに代えて、この装置は他の形式のパターン形成手段、例えば上述で引用した形式のプログラム可能なミラー配列を使用することもできる。
【００２６】
放射源ＬＡ（例えば、レーザー発生プラズマや放電プラズマのＥＵＶ放射源）が放射線ビームを発生する。このビームは直接に、または例えばビーム拡張機のような調整手段を横断した後に、照射系（照射装置）ＩＬへ送られる。照射装置ＩＬはビームの強度分布の外側および（または）内側の半径方向の範囲（一般にそれぞれσアウターおよびσインナーと称される）を設定するために調整手段を含むことができる。さらに、集積光学装置およびコンデンサーのような他のさまざまな部材を一般に含む。このようにして、マスクＭＡに当たる投影ビームＰＢは横断面において望ましい均一性と強度分布とを有する。
【００２７】
図１を参照して、放射光源ＬＡはリトグラフ投影装置のハウジング内に配置される（例えば放射光源ＬＡが水銀ランプの場合にこのようにされる）が、リトグラフ投影装置から離れた場所に位置されて、発生する放射ビームが装置内に導かれる（例えば適当な方向決めミラーによる）ようにすることもできることに留意すべきであり、後者の構成は放射光源ＬＡが励起レーザーの場合にしばしばこのようにされる。本発明および特許請求の範囲はこれらの両方の構成を包含する。
【００２８】
投影ビームＰＢはその後マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡで遮断される。マスクＭＡを横断すると、投影ビームＰＢは基板Ｗの対象箇所Ｃに焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二の位置決め手段ＰＷ（および干渉式測定手段ＩＦ）により基板テーブルＷＴは正確に、例えば、ビームＰＢの光路内に別の対象箇所Ｃを位置決めするように、移動されることができる。同様に、第一の位置決め手段ＰＭは、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取出した後、または走査中に、ビームＰＢの光路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用できる。一般に、物品テーブルＭＴ，ＷＴの移動は長行程モジュール（粗い位置決め）および短行程モジュール（微調整）によって実行され、これらのモジュールは図１に示されてはいない。しかしながら、ウェーハ・ステッパの場合（ステップおよびスキャン装置と逆に）、マスク・テーブルＭＴは短行程アクチュエータに連結されるか、固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗはマスク整合マークＭ１，Ｍ２および基板整合マークＰ１，Ｐ２を使用して整合される。
【００２９】
示した装置は２つの異なる態様にて使用することができる。
１．ステップ態様では、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保持され、マスク像全体が一回の作動（すなわち一回の「露光」）で対象箇所Ｃに投影される。基板テーブルＷＴはその後にＸおよび（または）Ｙ方向へシフトされ、別の対象箇所ＣがビームＰＢで照射できるようにされる。
２．走査態様では、所定の対象箇所Ｃが一回の「露光」では露出されないことを除いて同じ筋書きが適用される。その代わり、マスク・テーブルＭＴは速度ｖで所定の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）へ移動でき、これにより投影ビームＰＢはマスク像の上から走査することになる。同時に、基板テーブルＷＴは同期して同じ方向または反対方向へ速度Ｖ＝Ｍｖで移動される。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（典型的に、Ｍ＝１／４または１／５）である。このようにして、比較的広い対象箇所Ｃを露光することができ、解像度で妥協することはない。
【００３０】
図２は、放射ユニット３および照射光学ユニット４を有する照射系２と、投影光学系ＰＬとを含む投影装置１を示す。照射系２は放射源集合モジュールまたは放射ユニット３と、照射光学ユニット４とを含む。放射ユニット３は放射源６を備え、放射源６は放電プラズマＥＵＶ放射源とされることができる。ＥＵＶ放射源６はＸｅガスまたはＬｉ蒸気のようなガスまたは蒸気を使用でき、その中に非常に高温のプラズマが発生されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲に含まれる放射線を放射する。非常に高温のプラズマは、放電で部分的にイオン化したプラズマを光学軸線Ｏへ向けて崩壊（ｃｏｌｌａｐｓｅ）させることで生じる。１０Ｐａ（０．１ミリバール）の部分圧力のＸｅガス、Ｌｉ蒸気または他のいずれかの適当なガスまたは蒸気が効果的な放射線の発生に必要である。放射源６で放射された放射線は放射線発生源室７からガス遮蔽構造すなわち「フォイル・トラップ」９を経て集光室８へ送られる。ガス遮断構造９は、例えばヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ−１２３３４６８およびＥＰ−Ａ−１０５７０７９に詳細に記載されているようなチャンネル構造を含んでおり、それらの特許は本明細書にその記載内容全体を援用される。
【００３１】
集光室８は放射線集光器１０を含み、集光器１０は本発明によれば斜入射集光器によって形成される。集光器１０を通過した放射線は格子分光フィルタ１１で反射されて集光室８の開口において仮想放射源１２として収束される。集光室８からの投影ビーム１６は照射光学ユニット４内で垂直入射反射器１３，１４により焦点板またはマスク・テーブルＭＴの上に配置されている焦点板またはマスクへ向けて反射される。パターン形成されたビーム１７が形成され、このパターン形成されたビーム１７は投影系ＰＬにおいて反射部材１８，１９によりウェーハ・ステージまたは基板テーブルＷＴの上に結像される。図示した以外の部材も一般に照射光学ユニット４および投影系ＰＬに存在する。
【００３２】
図３に見られるように、斜入射集光器１０は入れ子状に組合わされた多数の反射部材２１，２２，２３を含む。この形式の斜入射集光器は、例えば、ドイツ国特許出願ＤＥ１０１３８２８４．７に示されている。
【００３３】
図４には、ＥＵＶビーム５７内に位置された例えばメッシュ４１のような第一の遮蔽手段が、円筒ケーシング４３のような接地したハウジング内部に取付けられて示されている。放射源６から放射された正帯電粒子はＥＵＶビーム５７に沿って移動する。メッシュ４１は正電圧を印加する電圧供給源４５に接続される。第一の遮蔽手段はまた、格子として実現できる。メッシュ４１は複数のワイヤー６１および開口６３を含んで構成される。各ワイヤーの太さは隣接するワイヤーの間隔距離よりもかなり小さい。このことは、ＥＵＶビーム５７に対する障害が可能な限り小さいことを保証する。メッシュ４１は電気的に接地された円筒ケーシング４３とは電気的に絶縁されている。メッシュ４１の両側には、二つの追加されるメッシュ４７，４９である第二の遮蔽手段が取付けられ、接地されている円筒ケーシング４３から電気的に絶縁される。これらの追加されるメッシュ４７，４９は、自由電子を排斥するために負の電圧を供給する電圧供給源５１に接続される。接地された円筒ケーシング４３の端面には、接地された円筒ケーシング４３と電気的に接触する二つの追加されるメッシュ５３，５５のような第三の遮蔽手段を配置することができる。図４の場薄板は、ＥＵＶビーム５７は平行に進入し、ミラーのような光学部材５９に対する影作用を最小限に抑えるように配列されたメッシュ４１，４７，４９，５３，５５の組立体を引き続き通過する。しかしながら、本発明は（ＥＵＶ）放射線の収束または発散するビーム５７と共に使用することができる。この場合、メッシュ４１，４７，４９，５３，５５の整合およびピッチは適当に調整しなければならない。このために、メッシュ４１，４７，４９，５３，５５の間に絶縁媒体が備えられる。絶縁媒体には金属原子だけがやっと侵入できる溝が形成される。これは、溝の内側深くに導電金属が実質的に存在しない部分のあることを意味する。溝の幾何形状は、例えば、円周の長さ方向に直角に円筒内面に形成された溝とされる。ＥＵＶ放射源が作動し、メッシュ４７，４９に電圧が印加されないで第一（中央）のメッシュ４１に高電圧（３ｋＶ）を発生させることは非常に困難である。そのような高電圧を維持するために必要な電力は３５Ｗを超え、電気的な破壊現象が真空室内に見られて、放射源の作動が安定しない。しかしながら、電圧供給源５１によってメッシュ４７，４９に−４００Ｖ台の電圧が印加されると、３ｋＶは非常に容易に維持でき、破壊や放射源に対する影響のような副次的な作用は全く観察されない。メッシュ５３，５５に接続され、接地されたケーシング４３の存在により、メッシュ４１，４７，４９により生じる電界の影響はさらに減少される。図４の実施例は平行な放射線投影ビームに適しているが、本発明は発散または収束する放射線投影ビームに対しても匹敵する方法で作用する。
【００３４】
リトグラフ投影装置に含まれる例えばフォイル・トラップのような他の部材も先に説明したメッシュ４１，４７，４９，５３，５５の一つとして使用できる。
【００３５】
図５は図２に示された放射源６および集光器１０の拡大した詳細図を示している。図５に示されたフォイル・トラップ９は接地されたメッシュ５５として機能し、集光器１０は接地されたメッシュ５３として機能する。フォイル・トラップ９および集光器１０のハウジング４３も接地されている。メッシュ４１，４７，４９は湾曲しており、この場合には発散ビームである放射線投影ビームに対する障害を最小限に抑えるために、従ってメッシュの下流側の放射線力を最大限にするために、メッシュの焦点は放射源６上にある。第一および第二の遮蔽手段は、フォイル・トラップのプレートレット（ｐｌａｔｅｌｅｔｓ）の影の中の細いワイヤーとすることができる。これは、ワイヤーが照射されず、従って加熱されないので、有利である。さらに、フォイル・トラップのプレートレットは比較的簡単な方法で冷却することができる。
【００３６】
図５の実施例では、メッシュに印加される電圧はパルス電圧とされることができる。このために、タイミング回路６３が放射源６および電圧供給源４５，５１に接続される。タイミング回路６３は放射源６とパルス電圧供給源４５，５１との間の同期取りを管理する。
【００３７】
本発明の作動を示すために、図６のタイミング・グラフが参照される。リトグラフ投影装置では、イオン（「光イオン」）は図６ａで時間Ｔ１の間にハイとして示された状態のときに、ＥＵＶ放射線のイオン化特性によって発生される。特に、光イオンは第一のメッシュ４１と第二のメッシュ４７，４９との間に発生される。光イオンはＥＵＶパルスの到達によって実質的に即時に発生する。遮蔽手段の間の光イオンを除去するために、接地された壁４３、または比較的小さな（回路６５によって積極的に与えられる）イオンを引付ける磁気的または電気的なバイアス６７（放射源６がロウ状態のときにのみ引付けが行われるように永続またはパルス化される）を有する壁のような、光イオン捕捉手段を備えることができる。光イオン捕捉手段は、光イオン密度の衰退を高めるように作用する。他方、ＥＵＶ放射源から放出されたイオン（「放射源イオン」）もリトグラフ投影装置内に存在する。放射源イオンは、発生するとリトグラフ投影装置の光学部材の方向へ放射線投影ビームの進路に沿って移動する。放射源イオンは時間Ｔ２後に例えばメッシュの第二のメッシュ４７に到達すると仮定する。放射源イオンがメッシュ４１を通過することを防止するために、また放射線投影ビームの進路のさらに下流側の光学部材を放射源イオンから保護するために、上述した連続の場合のように正のパルス電圧がメッシュ４１に印加される。放射源イオンの排斥作用を得るために、放射源がハイ状態に切替られた後、時間Ｔ２よりも遅くならずに正電圧を印加しなければならない。正電圧パルスの幅Ｔ３は、その正電圧が放射源イオンを減速させるために十分に長い時間に亘って与えられるようにされねばならない。これよりも長いパルス幅は放射源イオンを放射源へ戻すような加速および反射を引き起こす。正パルスの長さＴ３の典型的な値は約１マイクロ秒である。イオンが放射源から放出される時間長さに応じて、Ｔ３は１マイクロ秒よりも多少長くなる。何故なら、第二のメッシュ４７に最後に到達するイオンを減速させるためにも十分な時間でなければならないからである。電圧パルスＴ３が満足されるべき重要な条件は、光イオンの存在する間に付与されるべきでないことである（例えば、放射源がハイ状態にある時間Ｔ１の間、および時間Ｔ１後の光イオンが好ましく除去される有限の時間）。パルスＴ３が印加される時間は、その形状高さおよび幅のように変化される。これは図６ｂに点線で示されている。光イオンは捕捉手段に到達する迄に時間を必要とするので、パルスＴ１の終わりと、時間Ｔ３における正電圧の印加との間に時間遅延Ｔｄｅｌａｙがなければならない。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に関する典型的な値は１００ナノ秒〜数マイクロ秒である。第二のメッシュ４７，４９も（積極的に）バイアスされることができる。強力な放射源イオン排斥の場を形成するために、第二の遮蔽手段は第一の遮蔽手段と同期して、またパルスＴ３と実質的に同時にバイアスされることができる。これは図６ｃに示されている。しかしながら、第二の遮蔽手段のパルス電圧および第二の遮蔽手段の定電圧は両方とも放射源イオン排斥作用を生じる。第二の遮蔽手段４７への放射源イオンの到達に基づいて第一の遮蔽手段４１の電圧を切替ることが重要である。
【００３８】
図５に示されるように、メッシュ４１，４７，４９のハウジング４３に、−１００Ｖであることが好ましい負電圧を電圧供給源６７によって与えることができる。これはメッシュ間に発生した光イオンを引付ける力を発生して、それらのイオンをメッシュ４１，４７，４９から引き離すように運ぶ。それらのイオンが存在する時間（すなわち、Ｔ１およびその後の或る時間）の間にのみ負電圧を印加するためにタイミング回路６５を電圧供給源６７に接続することができる。
【００３９】
上述したようなメッシュ組立体は、放射源で発生した異物から例えばミラー５９のような光学部材を遮蔽することに特に適している。
【００４０】
本発明の特定の実施例が上述で説明されたが、本発明は説明した以外の方法で実現できることが認識されるであろう。この説明は本発明を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例によるリトグラフ投影装置を模式的に示す。
【図２】ＥＵＶ放射系および図１によるリトグラフ投影装置の投影光学系の側面図を示す。
【図３】本発明の放射源および斜入射集光器の詳細を示す。
【図４】本発明による遮蔽手段の実施例の配置を模式的に示す。
【図５】本発明によるリトグラフ投影装置の放射源に焦点を有す遮蔽手段の部分を示す。
【図６】本発明の作動を説明するために使用されるタイミング・グラフを示す。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃ  対象箇所
ＩＦ  干渉式測定手段
ＩＬ  照射装置
ＬＡ  放射光源
Ｍ１，Ｍ２  マーク
ＭＡ  マスク
ＭＴ  マスク・テーブル
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影系
Ｗ  基板、ウェーハ
ＷＴ  基板テーブル
１  投影装置
２  照射系
３  放射ユニット
４  照射光学ユニット
６  放射源
７  放射線発生源室
８  集光室
９  フォイル・トラップ
１０  集光器
１１  格子分光フィルタ
１２  仮想放射源
１３，１４  垂直入射反射器
１６  投影ビーム
１７  パターン形成されたビーム
１８，１９  反射部材
２１，２２，２３  反射部材
４１，４７，４９，５３，５５  メッシュ
４３  ハウジング
４５  電圧供給源
５１  電圧供給源
５７  ＥＵＶビーム
５９  光学部材
６１  ワイヤー
６３  タイミング回路
６７  電圧供給源
【図１】
2005005666.tif 000003
【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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【外国語明細書】
2005005666000001.pdf