(57)【要約】第１閉室（８０）と第２閉室（７０）とを光学的に結合する一方、一方の室から他方への媒体及び／又は粒子の汚染流を防止するためのＥＵＶに透明な境界構造が、膜（６０）又はチャンネル構造（１００）の形態のＥＵＶに透明な部材（６０）を有している。ＥＵＶに透明な（不活性）ガス（６８）が、上記部材の汚染源（ＬＡ、Ｗ）に面する側において、該汚染源に向かって強制的に流され、汚染粒子を上記部材（６０、１００）から遠ざける。該境界構造は、リソグラフィック投影装置において、ＥＵＶ放射源（ＬＡ）と照明光学系（ＩＬ）との間、及び／又は投影系（ＰＬ）と基板（Ｗ）上のレジスト層（ＲＬ）との間に配置することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１閉室と第２閉室とを光学的に結合する一方、一方の室から他方への媒体及び／又は粒子の汚染流を防止するためのＥＵＶに透明な境界構造において、ＥＵＶに透明な部材と、ＥＵＶに透明なガスの流れを前記部材の前記汚染流に面する表面の近傍において注入すると共に前記ＥＵＶに透明なガスを前記汚染流の方向とは反対の方向に噴出するガスガイドとを有することを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項２】
請求項１に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記ＥＵＶに透明なガスが不活性ガスであることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記ガスガイドは前記ＥＵＶに透明なガスの流れを直径方向に対向する少なくとも２つの方向に注入するように構成されていることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項４】
請求項３に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、当該境界構造が円錐の形状の中空筒を有し、該中空筒の最も狭い開口が前記汚染流に対面していることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記部材が膜であることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項６】
請求項５に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記膜がシリコンにより形成されていることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項７】
請求項１、２、３又は４に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記部材は壁により分離された隣接する狭いチャンネルを有するようなチャンネル構造であり、前記壁が該チャンネル構造により透過されるべきＥＵＶ放射の伝播方向に略平行であることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項８】
請求項７に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記チャンネルの幅は、前記ＥＵＶ放射のビームの発散する又は収束する形状に従って、前記伝播方向において増加又は減少することを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記チャンネル構造がハニカム構造を有していることを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項１０】
請求項７、８又は９に記載のＥＵＶに透明な境界構造において、前記チャンネルの前記伝播方向に垂直な放射方向における断面寸法が、該チャンネルの前記伝播方向の廻りの接線方向における断面寸法よりも大きいことを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造。
【請求項１１】
第１室内に配置されたＥＵＶ放射源と、前記第１室からＥＵＶ放射を入力すると共に該放射をＥＵＶ放射ビームに変換する光学系とを有し、該光学系が少なくとも第２室内に配置されているようなＥＵＶ照明装置において、請求項１ないし１０の何れか一項に記載のＥＵＶに透明な境界構造が前記第１室と前記第２室との間に配置され、前記ＥＵＶに透明なガスの流れが前記放射源に向かって噴出されることを特徴とするＥＵＶ照明装置。
【請求項１２】
マスクを照明するためのＥＵＶビームを供給する照明装置と、前記マスクを保持するマスクホルダと、基板を保持する基板ホルダと、前記マスクホルダと前記基板ホルダとの間に配置されて前記ＥＵＶビームにより前記基板上にマスクパターンを結像する投影系とを有するようなＥＵＶリソグラフィック投影装置において、前記投影系が請求項１ないし６の何れか一項に記載の少なくとも１つのＥＵＶに透明な境界構造を有することを特徴とするＥＵＶリソグラフィック投影装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のＥＵＶリソグラフィック投影装置であって、前記基板が基板室内に配置されているようなＥＵＶリソグラフィック投影装置において、ＥＵＶに透明な境界構造が前記投影系の最終室と前記基板室との間に配置され、前記ＥＵＶに透明なガスの流れが前記基板に向かって噴出されることを特徴とするＥＵＶリソグラフィック投影装置。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載のＥＵＶリソグラフィック投影装置において、前記照明装置が請求項１１に記載の装置であることを特徴とするＥＵＶリソグラフィック投影装置。
【請求項１５】
基板の少なくとも１つのレベルにデバイス形状を有するようなデバイスを製造する方法において、該方法が、
−  前記基板上にパターン化された被覆を形成するステップであって、該パターン化された被覆のパターンが、形成されるべき前記レベルにおける前記デバイス形状に対応するようなステップと、
−  前記形成されている前記デバイスのレベルの領域から材料を除去するか又は該領域に材料を追加するステップであって、前記領域が前記パターン化された被覆のパターンにより描かれるようなステップと、
が連続した少なくとも１組のステップを有し、前記パターン化された被覆が請求項１２、１３又は１４に記載のＥＵＶリソグラフィック投影装置により形成されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の閉室と第２の閉室とを光学的に結合する一方、一方の室から他方への媒体及び／又は粒子の汚染流を防止するようなＥＵＶに透明な境界構造に関する。
【０００２】
また、本発明は上記のような境界構造を有するＥＵＶ照明装置、並びに斯様なＥＵＶに透明な境界構造及び／又は照明装置が設けられたＥＵＶリソグラフィック投影装置にも関する。更に、本発明は斯様な装置が使用されるようなデバイスを製造する方法にも関する。
【０００３】
【従来の技術】
リソグラフィック装置は、マスキング及び注入技術を用いた集積回路（ＩＣ）の製造における必須のツールである。斯様な装置により、異なるマスクパターンを有する多数のマスクが、半導体基板上の同一の位置に順次結像される。
【０００４】
基板とは、ＩＣのような多レベルデバイスが多数の順次の組の処理ステップによりレベル毎に形成されるような、例えばシリコン等の材料の板を意味すると理解される。これらの組の各々は主たる処理ステップとして、当該基板上に放射感知（レジスト）層を塗布し、該基板をマスクと位置合わせし、このマスクのパターンをレジスト層に結像させ、該レジスト層を現像し、該基板をレジスト層を介してエッチングし及び更に清浄するステップ並びに他の処理ステップを含む。基板なる用語は製造工程における異なる段階での基板を、即ち何のレベルも有さない又は既に形成されたデバイス形状の１つのみのレベルを有する基板、及び既に形成されたデバイス形状の全レベルの１つ前までのレベルを有する基板の両者、並びに全ての中間過程の基板を含む。
【０００５】
リソグラフィック投影装置により所要の品質で結像することが可能な最小のサイズのデバイス構造は、この装置の投影系の分解能、即ち解像度に依存する。この解像度はλ／ＮＡに比例し、ここで、λは当該装置で使用される投影ビームの波長であり、ＮＡは上記投影系の開口数である。高密度で、従って一層高い動作速度でデバイスを製造するためには、より小さなデバイス構造が結像されねばならず、従って解像度は上昇されねばならない。この目的のためには、開口数を増加するか又は波長を減少させることができる。実際には、現在かなり大きくなっている開口数の増加は、余りうまく可能ではない。何故なら、このことは、λ／ＮＡ２に比例する当該投影系の焦点深度を減少させ、更に、所要のイメージフィールドに対して投写系を補正することが困難になり過ぎるからである。従って、依然として満足に結像することが可能な最小デバイス形状を減少させるように波長が減少される。
【０００６】
従来のリソグラフィック投影装置は、３５６ｎｍの波長を有し水銀ランプにより発生される紫外（ＵＶ）放射、又は２４８ｎｍ又は１９３ｎｍの波長を有しエキシマレーザにより発生される深ＵＶ放射を使用している。ごく最近、投影装置に極ＵＶ（ＥＵＶ）放射を使用することが提案された。大幅に短い波長を有する、軟Ｘ線放射とも呼ばれる斯様な放射を用いると、大幅に小さなデバイス形状（ｄｅｖｉｃｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を結像することができる。ＥＵＶ放射とは、数ないし数十ｎｍ、好ましくは１３ｎｍ程度の波長の放射を意味すると理解される。
【０００７】
可能性のあるＥＵＶ放射源は、例えば、レーザ生成プラズマ源及び放電プラズマ源を含む。レーザ生成プラズマＥＵＶ源は、例えば、１９９９年７月、デンバーのＥＵＶ、Ｘ線及び中性子光学及び源に関するＳＰＩＥ会議の会議録、第３７６７巻、第１３６〜１４２頁の論文“極紫外リソグラフィック用の高出力源及び照明システム”に記載されている。放電プラズマ源は、例えば、１９９９年９月の応用光学、第３８巻、第２５号、第５４１３〜１７頁の論文“ガス放電プラズマに基づく高反復極紫外放射源”に記載されている。
【０００８】
上述した放電プラズマ源のようなＥＵＶ放射源は、ＥＵＶ放射を放出するためにガス又は蒸気のかなり高い分圧の使用を必要とする。放電プラズマ源においては、２つの電極の間において放電が形成され、発生されたイオン化プラズマは次いで崩壊されて、ＥＵＶ範囲内で放射を放出するような非常に熱いプラズマとなる。非常に熱いプラズマは、しばしば、キセノン（Ｘｅ）において形成される。何故なら、キセノンプラズマは１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ範囲内で放射するからである。効率的なＥＵＶの生成のためには、放射源の電極の近傍で典型的には０．１ｍｂａｒの圧力が必要となる。このようなかなり高いキセノン圧を持つことの欠点は、キセノンガスがＥＵＶ放射を吸収する点にある。例えば、０．１ｍｂａｒなる圧力のキセノンガスは、１ｍにわたり、１３．５ｎｍの波長を持つＥＵＶ放射の０．２％のみを透過する。従って、上記のかなり高いキセノン圧は、放射源の周りの限られた領域に限定する必要がある。この目的のため、放射源は隣の真空室から室壁により分離された自身の真空室内に組み込むことができ、上記隣の真空室内には集光鏡を有する当該照明光学系の少なくとも一部が配置される。上記室壁はＥＵＶ放射を当該放射源から後続の室に通過させるためにＥＵＶ放射に透明な開口を有さねばならず、その際に、当該放射源室と前記隣の室とにおける異なる真空レベルは維持されねばならない。
【０００９】
放電プラズマ源、及びレーザ生成プラズマ源のような他のプラズマ源にとっての問題は、該放射源により生成される、例えば汚染粒子のような、比較的大量の屑である。放電プラズマ源の場合、斯様な屑は主に、プラズマと電極との相互作用による該電極の浸食から、及び放射源室の壁の浸食から発生する。放射源室において発生される高温による壁の斯様な浸食は、レーザ生成プラズマ源においても発生する。更に、キセノンプラズマのようなプラズマは高エネルギイオンを放出する可能性がある。汚染粒子及びイオンは、放射源室の壁の前記開口を介して逃れ、照明系の光学部品又は反射器に到達し得る。これらの部品（第１のものは、例えばかすめ入射鏡等の集光鏡である）は、例えばシリコン及びモリブデン等の多数の薄い層からなっている。これらは非常に脆弱であって、それらの反射係数は上記のような粒子により損傷された場合に許容不可能なレベルにまで容易に減少される。結果として、ＥＵＶ照明ビームの強度は小さくなり過ぎる。
【００１０】
リソグラフィック投影装置における他の問題は、普通の材料の屑及び副産物が、ＥＵＶビームによりレジスト層から遊離して跳ばされ得る。基板と投影系との間の真空化された介在空間は、解放された材料を実質的な散乱又は偏向を受けることなく投影系に向かって移動させる。投影系においては、上記材料は１以上の鏡上に被着され、これにより偽被覆を形成し、斯かる偽被覆は鏡面に対して粗面化効果を有する。この結果として、投影により形成される画像の解像度及び精細度が急速に劣化する。更に、上記鏡の反射係数は減少するので、少ないＥＵＶ放射しかレジスト層に到達し得ない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した問題を解決する手段を提供し、リソグラフィック投影装置の性能を改善することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１態様によれば、本発明は冒頭の段落に記載したようなＥＵＶに透明な境界構造であって、ＥＵＶに透明な部材と、ＥＵＶに透明なガスの流れを前記部材の前記汚染流に面する表面の近傍において注入すると共に前記ＥＵＶに透明なガスを前記汚染流の方向とは反対の方向に噴出するガスガイドとを有することを特徴とするＥＵＶに透明な境界構造を提供する。
【００１３】
上記部材は、脆弱な部品に向かう途中の上記汚染粒子の流れを阻止する。ＥＵＶ放射に対して充分に透明となるように、この部材は充分に薄くなければならず、従って該部材は高エネルギの汚染粒子により破壊される可能性がある。該部材の寿命を増加させるために、汚染粒子により叩かれるであろう該部材の面にＥＵＶに透明なガスが注入され、このガスは汚染流の方向とは反対の方向に噴出するので、上記汚染粒子を該部材から略遠ざけ続ける。このように、上記部材はＥＵＶに透明なガスの流れにより運び去られなかった非常に僅かな粒子しか阻止する必要がない。このようにして、汚染粒子に対する効果的且つ長期間の阻止が得られる。
【００１４】
前記ＥＵＶに透明な境界構造は、好ましくは、前記ＥＵＶに透明なガスが不活性ガスであることを特徴とする。
【００１５】
ヘリウム又はアルゴンのような斯かる不活性ガスは、ＥＵＶ放射の僅かのみしか吸収しない。上記ＥＵＶ放射によってはヘリウムガスの数個の電子のみしか励起され得ないので、このガスはＥＵＶ放射に対して非常に透明である。アルゴンの分子はヘリウムガスの分子よりも大きい。このことは、アルゴンガスは一方においては汚染粒子を一層良好に捕捉するが、他方においてはヘリウムガスより幾らか低い透明度しか有さないことを意味する。
【００１６】
他の好ましさによれば、前記ＥＵＶに透明な境界構造は、前記ガスガイドが前記ＥＵＶに透明なガスの流れを直径方向に対向する少なくとも２つの方向に注入するように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
これにより、上記膜の表面に沿い、且つ、汚染源に向かう最適なガス流が得られる。
【００１８】
前記ＥＵＶに透明な境界構造は、好ましくは、該境界構造が円錐の形状の中空筒を有し、該中空筒の最も狭い開口が前記汚染流に対面していることを特徴とする。
【００１９】
斯様な円錐状の筒体は、ＥＵＶ放射を包むのに必要な最小の体積を有する。このことは、該筒体が効果的な洗浄を生じさせるのに要するＥＵＶに透明なガスの流れを最小化させ、ガスの節約及び低吸収度に繋がる故に有利である。
【００２０】
前記ＥＵＶに透明な境界構造の第１実施例は、前記部材が膜であることを特徴とする。
【００２１】
この実施例は、好ましくは、上記膜がシリコンから形成されることを更に特徴とする。
【００２２】
シリコンの薄い膜は、所要のＥＵＶ透明度を示す。該膜はジルコニウム又は硼素から形成することもできる。
【００２３】
前記ＥＵＶに透明な境界構造の第２実施例は、前記部材が壁により分離された隣接する狭いチャンネルを有するようなチャンネル構造であり、前記壁が該チャンネル構造により透過されるべきＥＵＶ放射の伝播方向に略平行であることを特徴とする。
【００２４】
この実施例は、隣接する真空室内で異なる真空度を維持するのに特に適している。
【００２５】
上記第２実施例は、好ましくは、前記チャンネルの幅が、前記ＥＵＶ放射のビームの発散する又は収束する形状に従って、前記伝播方向において増加又は減少することを特徴とする。
【００２６】
この場合、上記チャンネル構造は最大量のＥＵＶ源放射を透過させることができる。
【００２７】
該第２実施例は、前記チャンネル構造がハニカム構造を有していることを更に特徴とすることができる。
【００２８】
該第２実施例は、好ましくは、前記チャンネルの前記伝播方向に垂直な放射方向における断面寸法が、該チャンネルの前記伝播方向の廻りの接線方向における断面寸法よりも大きいことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、第１室内に配置されたＥＵＶ放射源と、前記第１室からＥＵＶ放射を入力すると共に該放射をＥＵＶ放射ビームに変換する光学系とを有し、該光学系が少なくとも第２室内に配置されているようなＥＵＶ照明装置にも関する。この照明装置は、前述したようなＥＵＶに透明な境界構造が前記第１室と前記第２室との間に配置され、前記ＥＵＶに透明なガスの流れが前記放射源に向かって噴出されることを特徴とする。
【００３０】
上記光学系の部品、特に第１の集光鏡が汚染粒子に対して良好に保護されるので、これらの反射係数は当該照明装置の寿命の間にわたって許容可能なレベルに留まる。
【００３１】
また、本発明は、マスクを照明するためのＥＵＶビームを供給する照明装置と、前記マスクを保持するマスクホルダと、基板を保持する基板ホルダと、前記マスクホルダと前記基板ホルダとの間に配置されて前記ＥＵＶビームにより前記基板上にマスクパターンを結像する投影系とを有するようなＥＵＶリソグラフィック投影装置にも関する。この装置は、前記投影系が、前述したような膜を備える少なくとも１つのＥＵＶに透明な境界構造を有することを特徴とする。
【００３２】
上記投影系の構成部品は２以上の室内に配置することができ、各室は異なる真空レベルとすることができる。これら室の何れにも、本発明のＥＵＶに透明な境界構造を設けることができる。もっとも、中間の室（又は複数の室）における屑の量は、基板に面する最後の室におけるよりも大幅に少ない。
【００３３】
本発明は、前記基板が基板室内に配置されているような装置であって、ＥＵＶに透明な境界構造が前記投影系の最終室と前記基板室との間に配置され、前記ＥＵＶに透明なガスの流れが前記基板に向かって噴出されることを特徴とするような装置において最適に使用される。
【００３４】
この場合、上記投影系の構成部品、特に上記最終室に配置されるもののみならず他の室内に配置されるものも、ＥＵＶ放射により前記レジスト層から遊離された粒子に対して保護される。
【００３５】
この実施例は、好ましくは、その照明装置が前述したような装置であることを更に特徴とする。
【００３６】
この場合、全体の投影装置が、前記放射源及び前記基板上のレジスト層の両者からの汚染粒子に対して良好に保護される。
【００３７】
最後に、本発明は、基板の少なくとも１つのレベルにデバイス形状を有するようなデバイスを製造する方法であって、該方法が、
前記基板上にパターン化された被覆を形成するステップであって、該パターン化された被覆のパターンが、形成されるべき前記レベルにおける前記デバイス形状に対応するようなステップと、
前記形成されている前記デバイスのレベルの領域から材料を除去するか又は該領域に材料を追加するステップであって、前記領域が前記パターン化された被覆の前記パターンにより描かれるようなステップと、
が連続した少なくとも１組のステップを有するような方法に関する。この方法は、前記パターン化された被覆が前述したようなＥＵＶリソグラフィック投影装置により形成されることを特徴とする。
【００３８】
本発明の使用により、リソグラフィック投影処理は信頼性のある処理となり、製造されるデバイスは一定の良好な品質を有するようになる。
【００３９】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明する実施例から明らかとなり、また斯かる実施例を参照して非限定的例示として解説されるであろう。
【００４０】
【発明の実施の形態】
図１に概念的に示すリソグラフィック投影装置の主要なモジュールは、
−  ＥＵＶ放射の投影ＰＢを供給する照明系ＬＡ／ＩＬ、
−  マスク（又はレチクル）ＭＡを保持する第１物体（マスク）ホルダを備える第１物体テーブル（即ち、マスクテーブル）ＭＴ、
−  例えばレジスト層により被覆されたシリコンウェファ等の基板Ｗを保持する第２物体（基板）ホルダを備える第２物体テーブル（即ち、基板テーブル）ＷＴ、及び
−  マスクＭＡの照明された部分を目標部分（即ち、ＩＣ領域又はダイ）Ｃ上に結像する投影系ＰＬ、
である。
【００４１】
上記投影系は、屈折若しくは反射系、反射屈折系又は斯かる系の組合せとすることができる。
【００４２】
上記装置には、多数の測定システムも設けられている。第１のシステムは、マスクＭＡ及び基板ＷのＸＹ面における相互位置合わせを測定するアライメント−検出システムである。第２の測定システムは、前記基板ホルダ、従って基板のＸ及びＹ位置並びに向きを測定する干渉計システムＩＦである。第３の測定システムは、投影系の焦点（又は画像）面と基板上のレジスト層の表面との間のズレを決定する焦点誤差検出システムである。図１に部分的にのみ示すこれら測定システムはサーボシステムの一部を形成し、該サーボシステムは上記測定システムにより供給される信号により基板の位置及び向き並びに焦点を補正することが可能な電子信号処理−制御回路及びアクチュエータを有している。図１において、ＰＷは基板テーブルＷＴ用のアクチュエータ（又は位置決め）手段を表している。
【００４３】
図１に示す装置におけるマスクＭＡは反射型マスクであり、この装置は反射型装置として示すことができる。該層値は透過型のもの、即ち透過マスクパターンを基板上に投影するのに適した装置とすることもできる。
【００４４】
当該リソグラフィック装置は、ステッピング装置又はステップ−走査装置とすることができる。ステッピング装置においては、全視野照明が使用される。即ち、全体のマスクパターンＣが１処理ステップにおいて照明され、基板のＩＣ領域上に全体として結像される。第１のＩＣ領域が照明された後、後続のＩＣ領域に対してステップが実行される。即ち、基板ホルダ及びマスクホルダが相対的に移動されて、上記後続のＩＣ領域がマスクパターンの下に位置決めされる。次いで、該後続のＩＣ領域がマスクパターンを介して照明され、以下、基板の全ＩＣ領域にマスクパターンの画像が供給されるまで同様にされる。ステップ−走査装置においては、マスクパターンの矩形又は円弧状領域のみ、従って基板ＩＣ領域の対応する形状の部分領域が、その都度、照明される。マスクパターン及び基板は、投影ビームの倍率を考慮に入れながら、該投影ビームＰＢを経て同期して移動される。マスクパターンの後続する部分領域が、その都度、基板の該当ＩＣ領域の対応する部分領域上に結像される。このようにして、全体のマスクパターンが基板ＩＣ領域上に結像された後、基板ホルダはステッピング移動を行う。即ち、次のＩＣ領域の始点が投影ビーム内に移動され、マスクが例えば初期位置に設定され、その後、上記次のＩＣ領域がマスクパターンを介して走査−照明される。
【００４５】
基板位置決め手段ＰＷ及び基板干渉計システムＩＦｗに加えて、ステップ−走査装置はマスク位置決め手段ＰＭ及びマスク干渉計システムＩＦｍも有している。
【００４６】
図１の左側部分は、マスクＭＡが当該マスクパターンの外部に例えば２つの位置合わせマークＭ１及びＭ２を有していることを示している。これらのマークは、例えば、回折格子である。他の例として、これらマークは、光学的に周囲とは相違する正方形又は刻線のような他のマークにより構成することもできる。該位置合わせマークは、好ましくは、二次元的とする。即ち、これらマークは２つの相互に垂直な方向、図１におけるＸ及びＹ方向に延びるものとする。基板Ｗは少なくとも２つの位置合わせマークを有し、これらのうちの２つ、Ｐ１及びＰ２が図１の右側部分に示されている。基板マークＰ１及びＰ２は、マークパターンの像が形成されなければならない基板の領域の外側に配置される。マスク及び基板の位置合わせマークは、マスクパターンによる基板の露光のステップに先行する位置合わせステップの間において、基板とマスクとの位置あわせの程度を検出するために使用される。
【００４７】
照明系ＬＡ／ＩＬにより供給される投影（即ち露光）ビームＰＢは、例えば１３ｎｍ程度の波長を持つＥＵＶ放射のビームである。斯様なビームによれば、優に１００ｎｍ未満の非常に小さなデバイス形状又は線幅をレジスト層に結像することができる。斯様なビームを供給する照明系はプラズマ源ＬＡを有し、該プラズマ源は放電プラズマ源又はレーザ生成プラズマ源とすることができる。放電プラズマ源においては、２つの電極の間における媒体中で放電が形成され、該放電の結果としてのイオン化されたプラズマが続いて崩壊され、かくして所要のＥＵＶ放射を放出するような非常に高温のプラズマが得られる。好適な媒体はキセノンである。何故なら、キセノンプラズマは所要のＥＵＶ範囲において放射するからである。放電プラズマ源は、例えば、１９９９年９月の応用光学、第３８巻、第２５号、第５４１３〜５４１７頁の論文“ガス放電プラズマに基づく高反復極紫外放射源”に記載されている。レーザ生成プラズマ源においては、ガス状、液状又は固体の媒体、即ちターゲット媒体が該媒体上に収束される強力レーザビームによりプラズマに変換される。レーザ生成プラズマＥＵＶ源は、例えば、１９９９年７月、デンバーのＥＵＶ、Ｘ線及び中性子光学及び放射源に関するＳＰＩＥ会議の会議録、第３７６７巻、第１３６〜１４２頁の論文“極紫外リソグラフィック用の高出力源及び照明システム”に記載されている。
【００４８】
上記照明系は、種々の光学部品、例えば放射源の放射を捕捉及び案内する鏡、並びに該放射を、マスクＭＡを照明する適切な投影ビームＰＢに整形する鏡等を有している。マスクにより反射されたビームは投影系ＰＬを通過し、該投影系は該ビームを基板上のレジスト層に収束して、選択された基板領域の位置にマスクパターンの像を形成する。
【００４９】
図２に非常に概念的に示すように、ＥＵＶリソグラフィック投影装置の種々の構成部品は多数の真空室に分散されている。これらの室は壁により分離され、これら壁には投影ビームを一方の真空室から次へと通過させる窓が存在する。図２は、放射源ＬＡを収容する放射源室１０と、集光鏡並びに多分投影ビームの形状及び収束を決める他の鏡を収容する照明光学系室２０と、マスクＭＡを収容する室３０と、投影系ＰＬの部品を収容する投影光学系室４０と、基板Ｗを収容する室５０とを示している。種々の室においては、異なる真空レベルを維持することができる。照明及び投影光学系室は、これらの室を経る投影ビームの経路を該ＥＵＶビームに対して透明に維持するために、高い真空レベルを必要とする。更に、汚染粒子がこれらの室に侵入し、光学部品に到達することは防止されなければならない。斯様な粒子は、鏡の反射度及び品質を著しく低下させ、従って、当該投影装置の性能に対して有害である。ある種の汚染はＥＵＶ放射源から発生するが、斯かる放射源は、放電プラズマ源の場合には電極及び室壁の浸食により、レーザ生成プラズマ源の場合にはプラズマ及び室壁から出るイオン又は粒子により、屑を発生する。他の種の汚染は、基板上のレジスト層から発生するが、斯かるレジスト層はＥＵＶ投影ビームによる照射の際に有機蒸気及び他の屑を発生する。
【００５０】
本発明によれば、汚染粒子の流れに曝される部品は、上記部品が収容される室と汚染源との間の境界として固有のＥＵＶに透明な構造を設けることにより保護される。斯様な構造の一実施例が図３に示されている。該構造は、ＥＵＶ放射に対して充分な透明性を示すと共に汚染粒子の流れを阻止するような、例えばシリコンからなる薄膜６０を有している。この膜は、第１室７０を第２室８０から分離する。室７０は、汚染粒子が発生されるか、又は斯様な粒子が他の室の流れから到来するような室である。室８０は、保護されるべき図示せぬ光学部品を収容する。該膜を汚染粒子の強い流れによる損傷から防止し、及び／又は該膜の透過度が汚染粒子の被着により大幅に低下されることを防止するために、ガスの流れが汚染源に向かって噴出される。破線の湾曲矢印６８は、このガス流を示している。該ガスは汚染粒子の流れの方向とは反対の方向に流れ、これら粒子を当該膜及び室８０から遠くへ運び去る。ＥＵＶ放射に対して透明であるべき該ガスは、好ましくは、ヘリウム、アルゴン又はキセノン等の不活性ガスである。ガイド６２を介し且つ室７０の壁における開口を経て、上記ガスは該室に流れ込む。該ガスはガス容器６６から供給される。ガスガイド６２内には、室７０へのガス流を一層良好に制御するためにガス流制御器４を配設することができる。
【００５１】
図４は、ＥＵＶに透明な境界構造の第２の好ましい実施例を示している。この実施例においては、ＥＵＶに透明なガスは壁の少なくとも２つの、好ましくは対向した開口を介して当該室内に注入されるが、これら開口は矢印８４及び８５により示されるように当該膜の下面における円上に配置される。開口の数が多いほど、ガス流の広がりが良好となり、汚染粒子の一層良好な除去が保証される。
【００５２】
図４にも示されるように、ガス流の形状は、好ましくは、ＥＵＶビームの局部形状に適合される。この目的のため、上記ガス流は、ＥＵＶビームが丁度通過することができるような寸法及び形状を有する中空円錐８２により傾斜堤防状にされる。このビームは、下方に伝播する収束ビームとするか、又は上方に伝播する分散ビームとすることができる。円錐状部材を用いる利点は、上記膜と汚染源との間の空間を比較的少量の不活性ガスで効果的に洗浄することができる点にある。かくして、ガスを節約することができるばかりか、当該装置から該ガスを除去することが一層容易になる。
【００５３】
図５は、当該ＥＵＶに透明な境界構造の照明系への適用例を示している。ＬＡはＥＵＶレーザ生成プラズマ（又は放電プラズマ）源であり、該プラズマ源の下方への放射がＥＵＶ照明ビームを形成するために使用される。円錐状部材８２は充分なＥＵＶ放射を捕捉するような形状及び寸法を有し、該放射は膜９０を通過して室２０に侵入し、該室には少なくとも第１集光鏡（図示略）が配置されている。上記膜の上側においては、ＥＵＶに透明なガスが、該ガスが上記部材８２を介して放射源ＬＡへと流れるように、矢印８４及び８５により示す多数の直径方向に対向する方向に沿って注入される。該ガス流は、上記放射源からの汚染粒子が上記膜に、従って照明光学系を備える室に到達するのを略防止する。
【００５４】
図６は、対物系の画像側端と基板との間での当該境界構造の適用例を示している。この図において、投影系の部品（鏡）が配置された室（又は複数の室の最後のもの）が、符号９４により示されている。室９４の下面にはＥＵＶに透明な膜９２が配置されている。矢印８４及び８５により示されるように、ＥＵＶに透明なガスが上記膜の下面において多数の直径方向に対向する方向に沿って注入される。このガスは、上記膜と基板Ｗ上のレジスト層ＲＬとの間の空間を洗浄し、ＥＵＶ放射による照射に際して上記レジストから放出され得る炭化水素及び基のような汚染粒子が上記膜に到達するのを略防止する。ＥＵＶ収束投影ビームをレジスト層へ丁度通過させる円錐状部材８２が、上記膜と該レジスト層との間に配置されている。
【００５５】
該ＥＵＶに透明な境界構造は、放射源又はレジスト層を備える基板を光学部品を備える隣接する室から機械的に隔離するために使用されるのみならず、照明系又は投影系における異なる真空レベルを有する他の室の斯様な隔離のためにも使用することができる。
【００５６】
膜の代わりに、当該境界構造のＥＵＶに透明な部材は、壁により分離された隣接する狭いチャンネルからなるチャンネル構造とすることもできる。このようなチャンネル構造は、放射源室と集光鏡及び照明光学系を収容する隣の室との間のガス障壁として使用することができる。前述したように、放射源部材内の目標媒体はかなり高い圧力を有さねばならない一方、次の室は高真空レベルを有さなければならない。放射源室及び照明チャンネルにおける異なる真空レベルは、該チャンネル構造により維持することができる。該チャンネル構造は、真空室の壁における開口を多数の隣接するチャンネルに分割する。これにより、該開口の流れコンダクタンスが著しく減少されるか、又は該開口のガス流に対する抵抗が著しく増加される。
【００５７】
図７は、箔トラップとも呼ばれるチャンネル構造の一実施例１００を示している。該チャンネル構造は、壁１０３により分離された多数の隣接する狭いチャンネル１０２からなり、上記壁は放射源ＬＡにより放出される放射の伝播方向と略平行である。この伝播方向は、放射源及び照明装置の系の光学軸と略平行であり、該軸は図７ではＯＡにより示されている。該チャンネル構造は、放射源により放出されたＥＵＶ放射を通過させると同時に、放射源室と次の室との間の流れ抵抗（即ち、障壁）として機能する。該構造は、次の室を放射源室よりも大幅に高い真空レベル又は低い圧力レベルに維持することを可能にする。該チャンネル構造におけるチャンネルの形態及び長さは、高いＥＵＶ透明性及び充分に大きな流れ抵抗を提供するように選択されねばならない。
【００５８】
図８における断面図は、該チャンネル構造が、放射源室１０と集光鏡を収容する室２０との間の壁１０５にどの様にして配置されるかを示している。
【００５９】
図７及び図８は、ＥＵＶ放射が放出される領域ＬＡが光軸に沿って長尺である、即ち、該領域が光軸に沿って有限の長さを有していることを示している。放射を放出する全長尺領域に対して該チャンネル構造を介してのＥＵＶ放射の透過度を更に増加させるために、チャンネルの光軸に対して垂直な方向（即ち、図７における放射方向ＲＤ）における幅ｗｒは、光軸の廻りの接線方向（図７におけるＴＤ）のチャンネル幅ｗｔより著しく大きく選定される。これらチャンネルが放射方向ＲＤにおいて小さな幅を有する場合は、上記長尺領域の小さな部分からの放射のみがチャンネルを介して透過される一方、該領域の残りの部分からの放射はチャンネルの壁に入射するであろう。この場合、ＥＵＶ源からの放射エネルギの小さな割合しか、当該チャンネル構造１００を通過しない。図８は、長尺領域ＬＡの両端から放出される平行でない２つの光線であって、１つのチャンネルに入射する光線１０７を点線で示している。このチャンネルの幅が放射方向において小さ過ぎると、上記２つの光線は該チャンネルを同時に通過することはないであろう。
【００６０】
チャンネル構造１００の中心部における光軸ＯＡの廻りのチャンネルは、概ね点放射源を“見る”であろうから、これらのチャンネルは放射方向に大きな幅を有する必要はない。図９に示すように、これらのチャンネルはハニカム構造１１５を有することができる。或る放射源構成に対しては、斯かるハニカム構造を全体のチャンネル構造に対して採用することができる。
【００６１】
本発明によれば、放射源室１０の壁１０９には多数の直径方向開口１１１が設けられ、これら開口を介して例えば不活性ガスのようなＥＵＶに透明なガスが矢印１１３により示されるように注入される。このガスは汚染粒子の方向とは反対の方向に流れ、これら粒子をチャンネル構造１００から遠ざけ続ける。このように、これら粒子は該構造のＥＵＶ透過度を損ない又は減少させることはできない。
【００６２】
本発明は、例えば集積回路等のデバイスを製造する方法に対して、本発明が実施化されるリソグラフィック投影装置を使用するような方法により製造されたデバイスが、長期間にわたり一定の品質を有することを保証するという効果を有する。レジスト層にマスクパターンを結像すること、即ち基板上にパターン化された被覆を形成することは、デバイスを製造する該方法の１つのステップである。レジスト層にマスクパターンを結像する前に、基板はプライミング、レジスト被覆及び軟焼成等の種々の処理工程を受ける。露光の後、該基板はレジスト層の現像及び結像された形状の測定／検査のような他の処理工程を受け得る。このような組の処理工程は、当該デバイスの個々の層又はレベルをパターニングする基礎として使用される。このようなパターン化された層は、全てが１つの層又はレベルを仕上げることを意図するエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学機械的研磨等の種々の処理工程を受ける。幾つかのデバイスレベルが必要な場合は、全手順又はその変形が各デバイスレベルに対して繰り返されねばならない。最終的に、デバイスのアレイが基板上に存在することになるであろう。次いで、これらのデバイスはダイシング又はソーイング等の技術により互いに分離され、個々のデバイスは担体上に装着され、ピンに接続され等々をすることができる。ＩＣの製造及び種々の処理工程に関する更なる情報は、例えば、１９９７年、マグローヒル出版社のＰｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔによる参考書“マイクロチップの製造：半導体処理への実用的ガイド”第３版（ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４）から得られる。
【００６３】
本発明を使用することにより、当該方法の第１ステップの１つである結像ステップが、長期間にわたり一定に留まる品質を持つような正確且つ信頼性のある画像を生成することが保証されるので、これら画像から結果として最終的に得られるデバイスも良好且つ一定の品質を持つことが保証される。
【００６４】
以上、本発明をＩＣの製造を特定的に参照することにより説明したが、本発明は多くの他の適用例を持つことを明確に理解すべきである。例えば、本発明は集積化された又は平坦な光学システム、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用することもでき、このことは、固有のＩＣ製造技術において普通に使用されている用語、“レチクル”、“ウェファ”及び“ダイ”の代わりに一層一般的な用語、“マスク”、“基板”及び“目標領域”を各々使用することにより既に明示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を使用することが可能な、基板上にマスクパターンを反復的に結像するリソグラフィック投影装置の一実施例を概念的に示す。
【図２】図２は、リソグラフィック投影装置の種々の真空室を概念的に示す。
【図３】図３は、この装置に使用されるＥＵＶに透明な境界構造の一実施例を概念的に示す。
【図４】図４は、この境界構造の好ましい実施例を示す。
【図５】図５は、上記境界構造の照明装置における適用例を示す。
【図６】図６は、上記境界構造の投影系と基板との間での適用例を示す。
【図７】図７は、ＥＵＶに透明な境界構造に使用するチャンネル構造を示す。
【図８】図８は、この境界構造が設けられた放射源／照明ユニットの一部を示す。
【図９】図９は、ハニカム形状を有する上記チャンネル構造の一部を示す。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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