(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
所望するパターンに従い投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
パターン形成されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、
を備え、減圧環境においてＥＵＶ放射線の投影ビームが利用されるリソグラフィ投影装置であって、
前記リソグラフィ投影装置は、該リソグラフィ投影装置内の洗浄対象部品を自体内で洗浄するクリーナ装置を有し、
前記クリーナ装置は、
前記洗浄対象部品の表面に対して放射線からなるクリーニング・ビームを誘導し、電磁場により前記洗浄対象部品の表面から汚染物質を融離および／または熱により遊離させるレーザ装置を含む汚染物質遊離手段と、
遊離した汚染物質を前記リソグラフィ投影装置から除去する汚染物質除去手段と、を備え、
前記レーザ装置は、前記クリーニング・ビームとして、偏光面が入射面に沿って広がる直線偏光ビームを放射し、ブルースター角より小さい角度で、前記洗浄対象部品の表面に向けて前記直線偏光ビームを誘導するように構成されていることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記レーザ装置は、前記洗浄対象部品の表面を走査する前記クリーニング・ビームの角度を変えるビーム走査手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記レーザ装置が、前記クリーニング・ビームとしてパルス・ビームを放射するように構成され、前記パルス・ビームが、１００ナノ秒未満の持続時間を有するパルスから成ることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
前記レーザ装置が、前記クリーニング・ビームの波長を変化させるように構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
前記汚染物質除去手段が、遊離した汚染物質を排出する真空ポンプを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項６】
前記洗浄対象部品の表面付近に不活性フラッシングガスを供給するフラッシングガス手段をさらに備えた請求項５に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項７】
前記汚染物質遊離手段は、
前記洗浄対象部品の周囲に非イオン化環境を提供する手段と、
前記洗浄対象部品に極めて接近した位置に配置可能なクリーニング・ツールと、
前記洗浄対象部品と前記クリーニング・ツールとの間に電位差を掛ける電源と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項８】
前記非イオン化環境を供給する手段が、前記部品のある空間を排気する手段を備えることを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項９】
前記非イオン化環境を供給する手段は、前記洗浄対象部品の付近に不活性ガスを供給するガス供給手段を備えることを特徴とする請求項７または８に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１０】
前記クリーニング・ツールが、前記洗浄対象部品の表面から、１０ｎｍ〜３０ｍｍの距離に配置されていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１１】
前記電位差が、０．１〜１００ｋＶの範囲内にあることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１２】
前記クリーニング・ツールが、板状、ワッフル状、線状、ガーゼ状、鋭角エッジ状、および、尖端状から成るグループから選択された形状を有するツール先端を有していることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１３】
前記クリーニング・ツールは、異なる形状および／またはサイズを有する少なくとも２つの複数のツール先端を有していることを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１４】
前記クリーナ装置は、さらに、前記洗浄対象部品の汚染物質をイオン化するイオン化手段を備えていることを特徴とする請求項７乃至１３のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１５】
前記クリーニング・ツールと前記洗浄対象部品との間で相対的な走査運動を行わせる位置決め手段をさらに備える請求項７乃至１４のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１６】
前記位置決め手段が、作用位置と非作用位置との間で前記クリーナ装置を移動させる第一位置決め手段と、前記洗浄対象部品を走査する第二位置決め手段とを備えることを特徴とする請求項１５に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１７】
前記クリーナ装置が、前記クリーニング・ツールの少なくとも一部を冷却する冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項７乃至１６のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１８】
前記洗浄対象部品が、前記パターニング手段支持構造体又は前記基板テーブルである、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１９】
減圧環境においてＥＵＶ放射線の投影ビームが利用されるリソグラフィ投影装置に組み込まれたクリーナ装置を用いて、該リソグラフィ投影装置内の洗浄対象部品を自体内で洗浄する洗浄方法において、
前記クリーナ装置のレーザ装置により、前記洗浄対象部品の表面に対して放射線から成るクリーニング・ビームを誘導し、電磁場を利用して洗浄対象部品の表面から粒子を遊離させるステップと、
該遊離した汚染物質を前記リソグラフィ投影装置から除去するステップと、を含み
前記遊離させるステップは、前記クリーニング・ビームとして、偏光面が入射面に沿って広がる直線偏光ビームを放射し、ブルースター角より小さい角度で、前記洗浄対象部品の表面に向けて前記直線偏光ビームを誘導するようにしたことを特徴とするリソグラフィ投影装置の洗浄方法。
【請求項２０】
前記洗浄対象部品が、前記リソグラフィ投影装置に備えられたパターニング手段支持構造体又は基板テーブルである、請求項１９に記載のリソグラフィ投影装置の洗浄方法。
【請求項２１】
減圧環境においてＥＵＶ放射線の投影ビームが利用されるリソグラフィ投影装置を用いてデバイスを製造する方法であって、
放射線感光材料層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、
放射線システムを用いてＥＵＶ放射線の投影ビームを供給するステップと、
パターニング手段を用いて、投影ビームのその断面にパターンを付与するステップと、
放射線材料層の目標部分に放射線のパターン形成されたビームを投影するステップと、を含み、さらに、
リソグラフィ投影装置に組み込まれたクリーナ装置を用いて、前記リソグラフィ投影装置内の洗浄対象部品を自体内で洗浄するステップを有し、
前記洗浄するステップは、前記クリーナ装置のレーザ装置により、前記洗浄対象部品の表面に対して放射線から成るクリーニング・ビームを誘導し、電磁場を利用して洗浄対象部品の表面から粒子を遊離させるステップと、
該遊離した汚染物質を前記リソグラフィ投影装置から除去するステップと、を含み
前記遊離させるステップは、前記クリーニング・ビームとして、偏光面が入射面に沿って広がる直線偏光ビームを放射し、ブルースター角より小さい角度で、前記洗浄対象部品の表面に向けて前記直線偏光ビームを誘導するようにしたことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２２】
前記パターン形成されたビームを投影する前に、レベル検出手段により、基板テーブル上の基板を測定することにより、汚染を検出し、
汚染が検出された場合は、前記基板テーブルから前記基板を取り外して前記基板テーブルを洗浄し、
前記基板テーブル上の前記基板を元の位置に戻し、前記基板を再度測定して汚染の検出を行い、
汚染が再度検出された場合は、前記基板を取り下げることをさらに特徴とする請求項２１に記載のデバイス製造方法。
【請求項２３】
前記洗浄対象部品が、前記リソグラフィ投影装置に備えられたパターニング手段支持構造体又は基板テーブルである、請求項２１又は２２に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、以下により構成されるリソグラフィ投影装置に関する。すなわち、
−  放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
−  所望するパターンに従い投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造体と、
−  基板を保持する基板テーブルと、
−  パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムとにより構成される。
【０００２】
ここに使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況下で使用される。一般に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
−  マスク。マスクの概念はリソグラフィの分野において周知であり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクなどのようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、通常、その支持構造体は、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを確実に保持し、かつ、必要に応じて、ビームに対して移動可能なマスクテーブルである。
−  プログラマブルミラーアレー。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して、前記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。このように、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレーのまた別の実施形態では、小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。今度もまた、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射する放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは、適切な電子手段を用いて実行できる。上述の両方の状況において、パターニング手段は１つまたは複数のプログラマブルミラーアレーから構成可能である。このミラーアレーに関するさらに詳細な情報は、例えば、本願に引用して援用する、米国特許第５，２９６，８９１号および同第５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号および同ＷＯ９８／３３０９６号から得られる。プログラマブルミラーアレーの場合、前記支持構造体は、例えば、フレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
−  プログラマブルＬＣＤアレー。このような構成の例が、米国特許第５，２２９，８７２号に開示されているので詳細は、これを参照されたい。上記同様、この場合における支持構造体も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００３】
簡潔化を図るため、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【０００４】
【従来の技術】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光材（レジスト）層が塗布された基板（シリコンウエハ）上の目標部分（例えば１つまたは複数のダイから成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般に、シングルウエハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の回路全体を含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウエハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と一般的に称されている別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影システムは倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、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係数Ｍ倍となる。ここに記載を行った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６，０４６，７９２号から得ることが出来るので詳細は、これを参照されたい。
【０００５】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を通過する。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および結像形態の測定／検査といったような他の工程を通過する。この一連の工程は、例えばＩＣなどのデバイスから成る個々の層をパターン形成する基準として用いられる。このようなパターン形成された層は、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、化学機械的研磨等といった、いずれも個々の層を仕上げるための種々のプロセスを通過する。数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、一連のデバイスが基板（ウエハ）上に形成される。次に、これらのデバイスは、ダイシングやソーイングといったような技法で互いに分離され、個々のデバイスは、キャリアに装着したり、ピンに接続することが出来る。このような工程のより詳細な情報は、例えば、「マイクロチップ製造：半導体処理の実用ガイド」（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）（第３版、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著、マグロウヒル出版社、１９９７年、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４）と題する書籍から得ることが出来るので、詳細は、これを参照されたい。
【０００６】
簡潔化を図るため、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば、屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えている。さらに、このような構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。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）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つまたは複数の他のテーブルが露光に使用されている間、予備工程が１つまたは複数のテーブルにて実行される。二段リソグラフィ装置については、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許出願ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされているので詳細はこれを参照されたい。
【０００７】
リソグラフィ装置は、クリーンルームで作動され、清浄な空気で洗浄されるものの、装置の汚染は発生し、汚染の位置と種類によっては、種々の問題を引き起こす。例えば、クリーンルームの空気や、マスクの製造・輸送・保管により発生するマスクの無機汚染物質は、投影ビームの局在吸着を引き起こすことがあり、照射量の誤差やマスク形状による不適正な画像化、あるいは、空白領域となるべき領域への印刷マークの付着につながる。基板テーブル上の煤塵は、基板を変形させることがあり、局所的なピント誤差（ホットスポットとして周知である）につながる。マスクおよび基板の周囲空気や製造等だけでなく、汚染源としては、露光中に投射ビームにより基板から飛び跳ねるレジストの破片や、接触面から除去すべき煤塵を発生させる装置の可動部品間の機械的接触などがある。
【０００８】
汚染によって発生する誤差を最小限に抑えるために、マスクやマスクテーブル、基板テーブルなどの、装置の影響を受けやすい部品を定期的に洗浄する。これは、通常、手間のかかる手作業で行なわれる。例えば、基板テーブルを洗浄する場合、２時間以上も時間がかかり、装置のダウンタイムといった望ましくない事態を引き起こし、熟練した技術者が実行しなければならない。時には、手作業による洗浄であるために、汚染物質をうまく除去できず、洗浄を再度実行しなければならないときもある。研摩具や不特定タイプの電磁放射を用いるバールテーブルの選択的洗浄について、ＥＰ−１０９３０２２−Ａに記載されている。米国特許第６，２４９，９３２号では、リソグラフィ投影装置のテーブルを洗浄するための、送風および減圧による手動式洗浄ヘッドについて開示されている。多種多様な基板の洗浄方法が周知であり、例えば、ＷＯ０２／０５３３００号およびＷＯ０２／４２０１３号に記載されているが、これらは、基板を特殊な機械に設置しなければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、リソグラフィ装置の構成部品を元の位置で洗浄するための改良型方法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本目的および他の目的は、以下の特徴を有する冒頭の段落に記載したようなリソグラフィ装置において本発明に基づき達成される。すなわち、
−  リソグラフィ装置内で部品を洗浄するクリーナ装置を有し、前記クリーナ装置は、
−  電磁場により前記洗浄対象部品の表面から汚染物質を遊離させる汚染物質遊離手段と、
−  遊離した汚染物質を前記装置から除去する汚染物質除去手段と
から成ることを特徴とする。
【００１１】
前記汚染物質遊離手段は、前記洗浄対象部品の前記表面に対して放射線から成るクリーニング・ビームを誘導し、表面の汚染物質を除去および／または熱により遊離させるレーザ装置から構成されていてもよい。レーザ・ビームは、例えば、除去や蒸発により、または、熱衝撃波を起こすことにより、下層表面を損なわずに、汚染物質を除去するのに効果的であることが見出されている。
【００１２】
レーザ装置は、洗浄する前記表面を走査する前記クリーニング・ビームの角度を変えるビーム走査手段により構成されていることが好ましい。このように、レーザ・ビームは、所望の角度で、洗浄が必要な構成部品上の地点に簡単に向けることが出来る。
【００１３】
さらに、レーザ装置が、前記クリーニング・ビームとしてパルス・ビームを放射するように作られていることが好ましく、前記パルス・ビームは、１００ナノ秒未満の持続時間を有するパルスから成ることが好ましい。パルス・ビームは、熱衝撃波効果を得るのに最も効果的であり、高パワービームを発生する。
【００１４】
特に有利な実施例において、レーザ装置は、前記クリーニング・ビームの波長を変化させるように作製されている。これにより、クリーニング・ビームの波長を、所定の汚染物質に対して特に効果的な波長となるように選択することが可能になる。
【００１５】
別の好適な実施例では、前記クリーニング・ビームとして直線偏光ビームを放射し、好ましくは、ブルースター角以下の角度で、前記表面に向けて前記直線偏光を放射するように作られたレーザ装置を使用している。このように、ほとんどのレーザ光は、洗浄中の表面に吸収されるのではなく、汚染物質によって吸収されることから、精巧な薄膜が保護される。
【００１６】
他の実施例において、汚染物質遊離手段は、
−  前記洗浄対象部品の周囲に非イオン化環境を提供する手段と、
−  前記洗浄対象部品に極めて接近した位置に配置可能なクリーニング・ツールと、
−  前記洗浄対象部品と前記クリーニング・ツールとの間に電位差を与える電源と、
から成り、
−  前記洗浄手段は、前記洗浄対象部品を洗浄するように構成並びに配置されていることを特徴とする。
【００１７】
洗浄対象部品の周囲に、例えば、低圧などの非イオン化環境を設けることにより、クリーニング・ツールと洗浄対象部品との電位差による静電気力を利用して、洗浄中の部品を劣化させる放電（スパーキング）を引き起こさずに、クリーニング・ツールに汚染物質を引き付けたまま保持することが出来る。低圧環境（例えば、標準気圧未満）は、適切な電圧を（一部）排出することによって得られる。代わりに、洗浄対象部品の周囲に、非イオン化ガス（例えば、アルゴンなどの不活性ガス）または混合ガスで洗い流してもよい。この環境は、装置の使用時に存在する電場勾配で、放電が発生しないような環境でなければならない。本発明の洗浄効率は圧力の低下に伴って向上し、したがって、本発明は、照射用放射線としてＥＵＶ放射線を用いるリソグラフィ装置において、比較的強力な減圧環境が得られることから、特に有利である。
【００１８】
本発明の洗浄装置は、装置を開いて洗浄対象部品を取り外す必要がなく、自体内で洗浄が行なえる。これにより、洗浄のためのダウンタイムを実質的に削減し、例えば、ウエハ・バッチごとに洗浄するなど、より頻繁に洗浄を行なうことが可能になる。好ましくは、クリーニング・ツールを位置決め手段に搭載し、クリーニング・ツールを、例えば、自動制御下に置いて、洗浄対象部品の表面を走査できるようにする。このような位置決め手段は、例えば、ロボットアームでもよい。洗浄対象部品がマスクまたは基板テーブルの場合、走査は、照射中にテーブルを位置決めするために設けられた位置決め手段によって行なわれる。このように、洗浄は、オートメーション化することができ、洗浄を実行する際に熟練技術者を必要とせず、洗浄プロセスの信頼性が向上する。
【００１９】
汚染物質を除去するのに必要な、ツールと洗浄対象部品との電位差および間隔は、除去する汚染物質と、汚染物質が付着している表面の特性によって決まる。したがって、電位差と間隔は、本発明の詳細な実施例の場合、当業者によって決められる。ただし、ツールと部品との間隔は、１０ｎｍ〜３０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、電位差は、０．１〜１００ｋＶの範囲内にあることが好ましい。さらに、電位差が時間的に変化し、極性が交互に変わるものでもよい。
【００２０】
さらに、洗浄対象部品に最も近接したツールの一部であるその先端の形状によって、除去される汚染物質の効果が決まる。これは、ツール先端の形状が、電場勾配と、したがって、汚染物質に働く静電気力に影響するためである。本発明において使用可能なツール先端は、板状、ワッフル状、線状、ガーゼ状、鋭角エッジまたは尖端状などの形状を採ることが可能である。本発明の特に詳細な実施例において、クリーニング・ツールは、同一の形状、または、異なる洗浄効果が得られるように選択された異なる形状の複数の先端を備えている。
【００２１】
さらに、本発明の洗浄装置は、イオン化手段を備え、汚染物質をイオン化することにより、クリーニング・ツールへの汚染物質の吸引力を強化してもよい。イオン化手段は、例えば、殺菌灯または電子銃の形状であってもよい。
【００２２】
さらに、洗浄装置は、洗浄対象部品の表面を照射することにより表面の汚染物質を除去するレーザを備えていてもよい。このようなレーザは、汚染物質の粒子を急速に加熱することができ、これにより、即座に粒子が膨張し、汚染物質が付着していた表面から汚染物質を剥離することが出来る。
【００２３】
さらに、洗浄装置は、クリーニング・ツールまたは少なくともその先端を冷却する冷却手段を備えていてもよい。これにより、ツールへの汚染物質の付着が改善され、洗浄される部品に汚染物質が再び付着することが少なくなる。
【００２４】
装置の１または複数の部品を洗浄する場合、当然、装置に複数の洗浄装置が設けられていてもよい。
【００２５】
洗浄対象部品は、汚染物質が付着しやすい部品であればどの部品でもよいが、マスクおよび基板が比較的頻繁に交換されることから、本発明は、汚染物質が最も付着しやすいマスクおよび基板の締め付け装置に利用した場合に、特に有利である。
【００２６】
本発明のさらに別の態様によれば、リソグラフィ装置の洗浄方法が提供され、前記方法は、
−  リソグラフィ装置に組み込まれたクリーナ装置を用いて、その部品を洗浄するステップから成り、前記クリーナ装置は、電磁場を利用して洗浄対象部品の表面から粒子を遊離させることを特徴とする。
【００２７】
本発明のさらに別の態様によれば、デバイスの製造方法が提供され、前記方法は、
−  放射線感光材料層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、
−  放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、
−  パターニング手段を用いて、投影ビームのその断面にパターンを付与するステップと、
−  放射線材料層の目標部分に放射線のパターン形成されたビームを投影するステップとから成り、さらに、
−  リソグラフィ装置に組み込まれたクリーナ装置を用いて、その部品を洗浄するステップを有し、前記クリーナ装置は、電磁場を利用して洗浄対象部品の表面から粒子を遊離させることを特徴とする。
【００２８】
本発明による装置の使用法に関して、本文では、ＩＣの製造において詳細な参照説明を行うものであるが、こうした装置は、他の多くの用途においても使用可能であることは、明らかに理解されるであろう。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用されてもよい。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウエハ」、「ダイ」などの用語は、それぞれ、「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは、当該技術分野の専門家にとって明らかである。
【００２９】
本明細書において使用した「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または、１２６ｎｍの波長を有する）、および、ＥＵＶ（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内にある波長を有する極紫外線）を含む、あらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものである。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態について、添付の概略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。
図面において、一致する参照符号は、同等部分を示すものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は、本発明の特別な実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示したものである。この装置は、
−  この特別な実施形態において放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えば、ＥＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
−  マスクＭＡ（例えば、レクチル）を保持するマスクホルダーを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置合わせを行なう第一位置決め手段ＰＭに連結された第一オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
−  基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウエハ）を保持する基板ホルダーを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置合わせを行う第二位置決め手段ＰＷに連結された第二オブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−  マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイから成る）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、ミラー群）とから成ることを特徴とする。ここで示しているように、この装置は、反射型（すなわち、反射マスクを有する）である。しかし、一般に、例えば、（透過マスクを有する）透過型のものであってもよい。あるいは、本装置は、上記したタイプのプログラマブルミラーアレイのような、他の種類のパターニング手段を使用することも可能である。
【００３２】
ソースＬＡ（例えば、放電プラズマソースまたはレーザ生成プラズマソース）は、放射線ビームを発生する。このビームは、直接的に、あるいは、例えば、ビームエキスパンダーＥｘなどのコンディショニング手段を通過後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部および／または内部放射範囲（一般に、それぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置は、通常、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の多様な構成部品を備えている。このように、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に亘り所望の均一性と強度分布とを有している。
【００３３】
図１に関して注目すべき点は、ソースＬＡが、（例えば、ソースＬＡが水銀ランプである場合によく見られるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内にあるが、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能な点である。この場合、ソースＬＡが発生する放射線ビームは（例えば、適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡが、エキシマレーザである場合が多い。本発明および請求項は、この両方のシナリオを包含するものである。
【００３４】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡと衝突する。ビームＰＢはマスクＭＡにより選択的に反射され、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に移動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭは、例えば、マスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、あるいは走査中に、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ように使用可能である。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの移動はロングストロークモジュール（粗調整の位置合わせ）およびショートストロークモジュール（微調整の位置合わせ）にて行われる。これについては図１に明示していないが、ウエハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけか、固定されるだけでよい。
【００３５】
ここに示した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１．  ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは、基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴが、ｘ方向および／またはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣにビームＰＢを照射できる。
２．  スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。その代わり、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に移動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に一緒に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般に、Ｍ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００３６】
図２は、マスクＭＡまたはウエハテーブルＷＴの各表面を洗浄する際に用いられるクリーナ装置１０を示したものである。
【００３７】
クリーナ装置１０は、ツール先端部１０を有するクリーニング・ツール１１により構成されている。この実施の形態では、２つのツール先端１２について示されているが、単一のツール先端または３つ以上のツール先端を使用してもよい。複数のツール先端がある場合、同一または異なるサイズおよび／または形状を有していてもよい。本発明において使用可能なツール先端形状について、以下に説明する。
【００３８】
クリーニング・ツール１１は、ツール位置決めシステム１４により、洗浄される表面Ｓから所望の距離ｄだけ上方に位置合わせされ、洗浄対象部品ＭＡ、ＷＴとツール先端１２との間に電位差Ｖが掛けられる。距離ｄ、ツール先端数および形状、電位差Ｖ、およびクリーニング・ツール付近の圧力は、除去される汚染物質と、部品ＭＡ、ＷＴの表面特性に従って選択される。汚染物質を表面から除去するためには、電場勾配が大きい（電界の向きの線が高密度な）方が好ましいが、周囲の気体によって電界がイオン化されている場合、その大きさによって、ツール先端と表面Ｓの間に放電が生じ、損傷を受けることがある。このような放電を最小限に抑えるために、クリーニング・ツール１１に設けられた排気ノズル１７から気体や汚染物質を汲み上げる真空ポンプ１６により、少なくともツール先端付近において低圧環境が維持される。ＥＵＶリソグラフィ装置では、真空ポンプ１６により、露光中に投影ビーム路を深い真空状態に維持する真空システムが形成される。真空ポンプ１６の代わりに、または、真空ポンプ１６に加えて、非イオン化ガス、例えば、アルゴンなどの不活性ガスを供給するガス供給手段を用いて非イオン化環境を作ることも可能である。
【００３９】
表面Ｓの全体を洗浄するときは、クリーニング・ツール１１と部品ＭＡ、ＷＴが、相対的に走査される。これは、静止した部品ＭＡ、ＷＴの上方に位置するツール１１を走査するツール位置決め手段１４によって、または、露光前または露光中に、静止したツール１１の下方にある部品を走査して部品ＭＡ、ＷＴの位置合わせをする位置決め手段ＰＭ、ＰＷによって、または、両方の組合せによって達成される。例えば、洗浄対象部品がマスクＭＡであり、かつ、第一位置決め手段ＰＭが一方向しか走査できない場合、ツール位置決め手段１４により、直交方向の走査を行ってもよい。あるいは、一方向の走査で表面Ｓ全体を洗浄できるように、単一のツール先端１２または一連のツール先端１２が、第一位置決め手段ＰＭの走査方向に対して直角となる、表面Ｓの作用幅にまたがっていてもよい。
【００４０】
上記した通り、表面Ｓの汚染物質は、表面Ｓとツール先端１２との電位差によって生じた電界により、表面Ｓから離昇し、ツール先端１２に引き付けられる。表面Ｓからの汚染物質の除去強化のために、イオン化装置１８を設けることもできる。その場合、クリーニング・ツール１１付近の表面Ｓに、紫外線または電子ビームを誘導する殺菌灯または電子銃の形態を採ることができる。必要に応じて、殺菌灯および電子銃の両方を使用してもよい。マイナス電気を帯びた汚染物質は、プラスに帯電したツール先端１２に一層速やかに引き付けられることは理解されるものと思う。代わりに、あるいは、さらに、可視光レーザ１９を使用してもよい。レーザ１９からの放射線は、表面Ｓの有機汚染物質を蒸発あるいは融離させる働きをする。次に、この汚染物質が、帯電したツール先端１２に引き付けられる。さらに、レーザ１９は、粒状汚染物質を除去するのに役立つ。つまり、レーザ・ビームの加熱による粒子の急激な熱膨張によって、粒子と表面Ｓとの間の接着状態が破壊される。また、粒子付近の他の汚染物質の爆発的な蒸発や融離によっても、接着状態は取り除かれる。
【００４１】
図３Ａ〜Ｆは、本発明で用いられるツール先端の多種多様な形状を示すものである。図３Ａの基本的な板状は、通常、電界が均一に発生し、緩やかな初期洗浄や、特に放電を回避したい場合に使用可能である。図３Ｂのワッフル状では、隆線付近に強い電界が発生し、強い洗浄効果が得られる。図３Ｃの線状は、１本の線に沿って電界が集中して発生し、図３Ｄのガーゼ状は、複数の集中した電界領域が発生する。最も強い電界は、図３Ｅの鋭角エッジ状のものと、同じく円錐状の図３Ｆの尖端状のものによって得ることが可能である。上記した通り、クリーニング・ツール１１には、同一または異なるタイプの複数のツール先端１２を使用できる。ツールと表面が相対的に走査される場合、複数の先端を走査方向に対して直角に配置することにより、１回の走査ごとに広い面積を洗浄することができ、洗浄回数を減らすことが出来る。さらに、複数の先端を走査方向に対して並行に配置することにより、洗浄のための通過を複数行う必要がなくなる。また、異なるツール・タイプを使用して、表面Ｓから遊離した蒸発しやすい汚染物質によって、放電のリスクを伴わずに洗浄効果を高める電界強度の向上を図ることも可能である。
【００４２】
洗浄回数を減らすために、１台のリソグラフィ装置に複数のクリーナ装置を設け、同一表面の異なる表面または部品を洗浄することも可能なことは理解されるであろう。１実施例においては、２台のクリーナ装置を連動させて、マスクＭＡの両側を同時に洗浄する。部品の各表面の作用領域だけを洗浄することも、当然、可能である。
【００４３】
上述した通り、ツール先端１２と表面Ｓとの離間距離と、掛けられる電位差Ｖは、実施例ごとに様々である。ただし、本願発明者は、１０ｎｍ〜３０ｍｍの範囲内にある離間距離ｄと、０．１〜１００ｋＶの範囲内にある電圧Ｖを使用すれば、効果的な洗浄を行なえると判断している。また、掛けられる電位差が時間的に変化し、極性が交互に変化してもよい。
【００４４】
実施の形態２
本発明の第二の実施形態では、クリーナ装置の構成が、第一の実施形態と同様であり、図４に示されている。
【００４５】
第二の実施形態のクリーナ装置１００は、レーザ・クリーニング・ヘッド１１０から成り、このレーザ・クリーニング・ヘッドは、レーザ・クリーニング・ビームを洗浄対象（この場合、基板テーブルＷＴ）表面に誘導可能な動作位置から、投影ビームの経路から外れた非動作位置まで伸縮自在に支持体１１１に搭載されており、露光中に使用される装置の他の部分を妨げることがない。
【００４６】
レーザ１２０は、光ファイバ１２１を介して、レーザ・ビームをレーザ・クリーニング・ヘッド１１０に供給する。レーザ・クリーニング・ヘッドは、偏向器１１２と、コリメータレンズ１１３と、可動ミラー１１４とを具備している。これにより、レーザ・クリーニング・ビームを、所望の角度θiで基板テーブルＷＴに誘導することが可能である。可動ミラー１１４は、図示した通り、ビームを一直線に高速で走査できるようにモーターに取り付けられたポリゴンミラー、または、緩やかな角度の変化で充分な場合に方向を制御するアクチュエータに取り付けられた平面鏡から構成されている。
【００４７】
レーザ・クリーニング・ビームは、洗浄される表面に向けられ、融離、燃焼、熱的効果を併用し、表面から汚染物質を遊離させる。酸素が幾分でも存在すれば、有機汚染物質は、大部分、蒸発および燃焼される。蒸発した汚染物質は、蒸発していない重い汚染物質を除去するのに役立ち、レーザ・クリーニング・ビームからエネルギーが継続的に吸収されることにより、プラズマに変化するものもある。無機汚染物質（主に粒子）は、レーザ・ビームから高速にエネルギーを吸収し、その結果生じる熱膨張によって、表面から汚染物質を除去する衝撃波が発生する。この粒子は、融離および／または昇華されることもある。
【００４８】
洗浄プロセスを最適化するために、レーザ・クリーニング・ビームの波長を選択し、予想される汚染物質を最大限に吸収する。複数または単一の可変波長源を用いて、異なる汚染物質の最適な洗浄を行う。１５７〜１０６４ｎｍの範囲内の１または複数の波長が適していることが明らかになっている。レーザ源１２０は、ヤグレーザ、炭酸ガスレーザ、または、エキシマレーザであってもよい。
【００４９】
本願発明者は、特にパルス幅が短い、例えば、１００ナノ秒未満、好ましくは、１０ナノ秒未満のパルス・クリーニング・ビームが特に効果的であると判断している。パルス源の使用により、熱衝撃波効果があることが報告されている。さらに、その後もパルスが蒸発または遊離した汚染物質に衝突することによって、プラズマとさらに衝撃波が発生し、汚染物質の除去を促進する。また、Ｑスイッチ・レーザを使用して、高出力の短いレーザ・パルスを供給することも可能である。
【００５０】
洗浄対象部品上の精巧な膜を保護するために、偏光面が入射面に沿って広がる偏光を用いる。この偏光は、さらに、その表面および／または該当する膜に対して、ブルースター角よりも小さい入射角θｉで、洗浄される表面に向けられる。このようにして、洗浄される表面のクリーニング・ビームの吸収が最小限に抑えられ、表面およびその上の膜の劣化も同様に抑えることができる。
【００５１】
さらに、レーザ・クリーニング・ヘッド１１０は、フラッシングガス供給部１３０に連結されたフラッシングガス出口１１５と、真空ポンプ１４０に連結された排気口１１６を具備している。これらの手段により、例えば、アルゴンなどの不活性フラッシングガスを、洗浄中の表面付近に供給できる。このフラッシングガスにはいくつか機能があり、一つは、融離中およびその後に、洗浄されている表面を酸化から保護することであり、次に、平均自由行程を局所的に減らすことによって、表面から遊離した汚染物質が、装置の残りの部分に分散しないようにすることであり、さらにもう一つは、蒸発した炭化水素が、真空槽壁を汚染しないようにすることである。洗浄中の表面から遊離した汚染物質は、フラッシング供給ガスに運ばれ、排気口１１６を通って除去される。
【００５２】
レーザ・ヘッド１１０の位置と、放射されるビームの角度と、洗浄対象部品の位置をそれぞれ制御することにより、洗浄を行う所望の位置に、レーザ・クリーニング・ビームを向けることができる。本発明の好適な実施例において、レーザ・ヘッド１１０は、動作位置と非動作位置との間を容易に移動でき、これにより、単純な位置決め装置を実現できる。可動ミラーは、主に、クリーニング・ビームの入射角を制御するのに用いられ、その間に洗浄対象を移動させ、表面のどの部分を洗浄するのか決定される。このような構成は、特に、ＸおよびＹ方向に広範囲の移動を行う位置決めシステムＰＷを備えた基板テーブルの洗浄に有効である。Ｙ方向のみの広範囲の移動を行うマスクテーブルの場合、Ｘ方向に移動可能なクリーニング・ヘッドを使用してもよい。
【００５３】
このクリーナ装置は、汚染されやすい部品の領域や汚染が深刻な領域に完全な掃引を施すために使用されてもよく、汚染検出器に連結して、汚染が検出された場所だけを洗浄するようにしてもよい。後者の場合、制御システム１５０を介してレーザ・トリガーをテーブル位置決め装置に連結すると、必要な場所だけをレーザ洗浄することが出来る。
【００５４】
１実施例において、汚染検出器は、レベル検出手段（図１では不図示）であり、部品表面の表面形状を検出するのに用いられる。表面形状の分析により、当該部品または当該部品に影響を与える別の部品の汚染の有無および／または位置について判断することが出来る。例えば、基板の表面形状に歪みがあれば、基板を支持する基板テーブルまたは基板自体に汚染が存在することとその位置の両方またはいずれか一方を示している。このような歪みは、ソフトウェアを使用して、当該部品の表面形状を当該部品の周知の清浄表面と、あるいは、別の同様の部品の表面と比較する（例えば、２つの基板またはパターン形成手段の表面形状を比較する）ことにより判断できる。さらに、表面形状の分析により、汚染物質のサイズと性質を判断することも可能である。汚染検出器に関するさらに詳細な説明は、米国特許第６，３９２，７３８号に、ことごとく述べられているので参照されたい。
【００５５】
部品表面の汚染は、リソグラフィ投影装置の生産サイクル中に、検出および／または洗浄される。例えば、基板テーブルの支持面に汚染物質が検出された場合、基板テーブルは、基板テーブルから基板を取り外してから、基板テーブルに別の基板を取り付けるまでの間に洗浄される。同様に、汚染物質の洗浄および／または検出は、部品の準備中に行われる。例えば、洗浄および／または検出は、例えば、プリアライナーや個別の整合部における露光位置や整合位置などで、整合プロセス中に行われる。
【００５６】
１実施例においては、リソグラフィ投影装置により基板を露光する直前に、例えば、レベル検出手段を用いて、リソグラフィ投影装置の基板テーブル上に支持された基板を測定し、基板表面の表面図形を作成することにより、汚染を検出する。汚染が検出された場合、基板は、基板テーブルから取り外されて、好ましくは、上述の局部洗浄法により、汚染のある場所が検出された基板テーブル表面の特定の位置を洗浄することにより、基板テーブルに洗浄が施される。洗浄が終わると、基板は基板テーブルの元の位置に戻され、２度目の測定が行われる。再び汚染が検出されたり、他の不具合が検出された場合、その基板は不良品とみなされる。その結果、この基板は、装置から取り外されるか、別途に洗浄が施される。上記のプロセスは、リソグラフィ投影装置において、ソフトウェアによって処理可能であり、別の新規の基板に対しても、繰り返し実行できる。さらに、このプロセスは、パターン形成手段などのリソグラフィ投影装置の他の部品に対しても当てはめることができる。
【００５７】
別の実施例において、リソグラフィ投影装置は、２以上のテーブルを備えた多段デバイスである。この場合、他のテーブルが露光に使用されている間、予備段階および／または装填段階にあるテーブルに対して、汚染の検出および／または洗浄が行われる。露光（および露光位置での準備）とは別に、さらに、できれば露光中に、検出および／または洗浄工程を実行することにより、高い処理能力が得られる。
【００５８】
洗浄動作は自動化されてもよく、リソグラフィ投影装置を開かずに実行できるため、ダウンタイムを大幅に削減でき、装置の処理能力は著しく向上する。洗浄は、機械的に（例えば、クリーニング・ストーン、ブラシ）、化学的に（例えば、アセトン）、あるいは、電磁放射線（例えば、レーザ）等によって実施する。洗浄、特に、部分的洗浄の場合、汚染が検出された特定の場所を洗浄できる。例えば、部分的洗浄は、洗浄を施す場所と部品の相対的運動（例えば、クリーナ装置自体またはビーム誘導手段による電磁ビームのビームの運動）を行わせることにより実施できる。
【００５９】
上記の洗浄および検出手段は、リソグラフィ投影装置の像形成部に隣接する、基板および／またはパターン形成手段処理部に組み込まれている。この処理部は、基板および／またはパターン形成手段に汚染がないか検査し、不合格品となった基板および／またはパターン形成手段を専用運搬装置に入れ、リソグラフィ投影装置の像形成部に、清浄な基板および／またはパターン形成手段を渡し、該像形成部から使用済みの基板および／またはパターン形成手段を受け取る。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、ここに述べられた方法以外の他の方法でも実施できることは理解されるであろう。ここに行った説明は、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるリソグラフィ装置の一部を形成するクリーナ装置を示す図である。
【図３Ａ】図２のクリーナ装置に用いられるクリーニング・ツールの先端の形状を示す図である。
【図３Ｂ】図２のクリーナ装置に用いられるクリーニング・ツールの先端の形状を示す図である。
【図３Ｃ】図２のクリーナ装置に用いられるクリーニング・ツールの先端の形状を示す図である。
【図３Ｄ】図２のクリーナ装置に用いられるクリーニング・ツールの先端の形状を示す図である。
【図３Ｅ】図２のクリーナ装置に用いられるクリーニング・ツールの先端の形状を示す図である。
【図３Ｆ】図２のクリーナ装置に用いられるクリーニング・ツールの先端の形状を示す図である。
【図４】本発明の第二実施形態によるリソグラフィ投影装置の一部を形成するクリーナ装置を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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