(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィシステムのウェハステージが設けられる第２の圧力ゾーンにてウェハ露光中にフォトレジストによって生成された放出気体の、リソグラフィシステムの投影光学部品が設けられる第１の圧力ゾーンへの進入を軽減する装置であって、
前記第１の圧力ゾーンからの露光光を前記第２の圧力ゾーンに通過させるとともに、前記第１の圧力ゾーンからの気体および前記第２の圧力ゾーンからの気体を排出する、リソグラフィシステムの真空チャンバを前記第１の圧力ゾーンと前記第２の圧力ゾーンとに分割する仕切りに結合された煙突と、
前記気体を前記第２の圧力ゾーンに排出する、前記煙突に流体的に結合されたダクトと、
前記第１の圧力ゾーンからの露光光を前記第２の圧力ゾーンに通過させるとともに、前記第２の圧力ゾーンから前記第１の圧力ゾーンへの前記放出気体の進入をブロックする、前記煙突内に配置されたバッフルと、
前記第１の圧力ゾーンからの露光光を前記第２の圧力ゾーンへ通過させるとともに、前記第２の圧力ゾーンから前記第１の圧力ゾーンへの前記放出気体の進入をブロックする、前記煙突の近傍に配置された回転バリアと
を備え、
前記煙突が、前記第２の圧力ゾーンに開口した第１の端部、および前記第１の圧力ゾーンに開口した第２の端部を有し、
前記回転バリアが、光を通過させる少なくとも１つのアパーチャを有し、該アパーチャのうちの１つが前記煙突の前記第２の端部の近傍を通過するときを除いて、前記煙突の前記第２の端部を実質的に閉ざすように構成されている、装置。
【請求項２】
前記ダクトが、
前記気体の注入開口部と、
前記気体の排出開口部と、
を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バッフルが、露光光を通過させる切り抜き部を有する複数のバッフルプレートを備える、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記煙突の前記第１の端部が、露光光を通過させる開口部を有し、該開口部の形状が該露光光の断面の形状に実質的に一致する、請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記回転バリアが冷却される、請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記回転バリアに結合されたモータをさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記モータが磁気ベアリングを備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
リソグラフィシステムのパルス型光源をトリガーすることと、前記回転バリアの前記アパーチャが前記煙突の前記第２の端部の近傍を通過することとを同期化する光源同期化モジュールをさらに備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記煙突の前記第２の端部に対する、前記アパーチャの位置を判定するセンサーモジュールをさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記バッフルが前記煙突から断熱される、請求項１ないし９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記バッフルが冷却される、請求項１ないし１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記ダクトが、前記バッフルおよび前記回転バリアの温度より高い温度に維持されるように加熱される、請求項１ないし１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
バリアガスを前記煙突内に注入する、前記煙突に結合されたバリアガスシステムをさらに備える、請求項１ないし１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記バリアガスがアルゴンを含む、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、真空中（ｉｎ−ｖａｃｕｕｍ）リソグラフィに関する。具体的には、真空中リソグラフィシステムにおけるフォトレジスト気体放出に関する。
【０００２】
（関連技術）
半導体ウェハ上にマイクロエレクトロニクス回路を製造する多くの加工工程のうちの１つは、ウェハをフォトレジストの薄い層でコーティングすること、およびパターン化されたマスクを介してコーティングされたウェハを光源に露光することを含む。このプロセスは、リソグラフィとして知られる。リソグラフィを用いて生成され得るマイクロエレクトロニクス回路の形状構成のサイズは、コーティングされたウェハを露光するために使用される光波長に反比例する。
【０００３】
非常に精密なマイクロエレクトロニクス回路の形状構成を再現するためには、レーザによって生成されるプラズマ（ＬＰＰ）またはシンクロトロンなどの極紫外線（ＥＵＶ）光の光源が使用される必要がある。ＥＵＶ光を使用すると、０．０３ミクロンまで小さいマイクロエレクトロニクス回路の形状構成を再現することが可能である。ＥＵＶ光は物質によって容易に吸収されるため、ＥＵＶ光リソグラフィは真空において実行される。
【０００４】
リソグラフィを実行する１つの手段が、Ｇｒｏｂｍａｎの米国特許第４、４０８、３３８号（以下Ｇｒｏｂｍａｎ）に記載される。Ｇｒｏｂｍａｎは、接触型焼付または近接型焼付として知られるＸ線リソグラフィの形態を記載する。接触型焼付において、露光されるウェハは、マスクに非常に近接して配置され、マスクとウェハとの間に使用される光が減少しない。マスクの特徴は、損なわれることなくウェハに再現される。しかし、接触型焼付の本局面は、接触型焼付システムにおいて使用されるマスクの設計を困難にし、マスクの製造を高価にしている。さらに、例えば特定用途集積回路および非常に小さな回路形状構成を有するチップ上のシステムなど、多くの用途における接触型焼付を非実用的にしている。
【０００５】
ＥＵＶリソグラフィシステムで使用するためのマスクの設計および生成に関連する難しさおよびコストを軽減するためには、マスクと露光されるウェハとの間のＥＵＶリソグラフィシステムに投影光学部品を含むことが非常に望ましい。投影光学部品は、ウェハ上で再現される形状構成のサイズを減少させるために使用され得、これによってより大きなパターンを備えたマスクを使用することが可能になる。
【０００６】
特に高エネルギー光に露光される場合、気体放出または副産物を生成することがフォトレジストの特性である。これらの気体放出されたレジスト製品は、本明細書において概して「レジスト気体」、「レジスト放出気体」または「放出気体」として示される。フォトレジストによって生成される放出気体の中に、ＥＵＶリソグラフィシステムの投影光学部品上で凝縮され得る炭化水素分子がある。凝縮された放出気体は、ＥＵＶ光を吸収し、時間が経過するにしたがい、ＥＵＶリソグラフィシステムの投影光学部品の全反射を著しく減少する。したがって、フォトレジスト気体放出を軽減させることが、マスクと露光されるウェハとの間に投影光学部品を備えた真空中ＥＵＶリソグラフィシステムにおいて極めて重要である。フォトレジスト気体放出が、このようなＥＵＶリソグラフィシステムにおいて制御または軽減されない場合、放出気体は、非常に短期間（すなわち、約１００秒）で、ＥＵＶリソグラフィシステムを役に立たないものにしてしまう。
【０００７】
フォトレジストで気体放出された副産物をＥＵＶリソグラフィシステムの投影光学部品上で凝縮しないようにするために、ＥＵＶリソグラフィシステムのウェハステージが、投影光学部品とは異なるチャンバで格納される必要がある。理論的には、ＥＵＶリソグラフィシステムのウェハステージチャンバは、Ｇｒｏｂｍａｎの窓に類似した窓によって投影光学部品チャンバに接続され得る。窓によって、所定の光が投影光学部品チャンバからウェハステージチャンバへ伝わることが可能になり、コーティングされたウェハを露光させ、一方フォトレジスト放出気体が投影光学部品チャンバに入り投影光学部品上で凝縮することを防ぐ。しかし、窓を使用することは、半導体ウェハ上のマイクロエレクトロニクス回路を再現するのにかかる最低限の時間を著しく延ばす。これは、凝縮された放出気体と同様に、窓がＥＵＶ光のかなりの量を吸収し、それ故に露光時間を延ばすという事実に起因する。極端に薄い窓でさえも、あまりに多くの光を吸収するため、ＥＵＶ光とは機能し得ない（すなわち、汚染を気体放出することのない窓が、入射ＥＵＶ光の５０％より多い量を吸収する）。ここで、Ｇｒｏｂｍａｎが窓を使用することが可能であるのは、たんにＧｒｏｂｍａｎが、ＥＵＶ光ではなく、著しい損失なしに窓を貫通し得るＸ線を使用し、ウェハを露光するからであることに留意されたい。
【０００８】
放出気体がＥＵＶ光リソグラフィシステムの投影光学部品チャンバに入ることを防ぐために窓を使用することはまた、さらなる不利益を有する。例えば、放出気体は、短時間に凝縮し、窓上に蓄積する。凝縮された放出気体のこの生成は、さらに窓を通過しウェハに達し得るＥＵＶ光量をさらに減少させる。短時間（すなわち、１時間より少ない時間）で、窓上に凝縮された放出気体の生成は、任意のＥＵＶリソグラフィシステムが（ＧｒｏｂｍａｎのＸ線システムに対比して）役に立たなくなるまでＥＵＶ光のスループットを減少させる。
【０００９】
ＥＵＶリソグラフィシステムにおける気体放出を制御する窓を有さない１つの手段は、ＳＯＬＩＤ  ＳＴＡＴＥ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹの１９９９年９月号の「ＥＵＣＬＩＤＥＳ：Ｅｕｒｏｐｅａｎ  ＥＵＶ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｍｉｌｅｓｔｏｎｅｓ」と題されるＪｏｓ  Ｐ．Ｈ．Ｂｅｎｓｃｈｏｐらによる論文に記載され、その全体は本明細書中に参考として援用される。本論文において、著者らは、投影光学部品チャンバとＥＵＶリソグラフィシステムのウェハステージチャンバをチューブで接続し、気体を接続チューブに注入することによって、気体のフローがチューブからウェハステージチャンバ内へと確立され、フォトレジスト放出気体が明らかに投影光学部品チャンバに入らないようにし得ることを提案する。明らかに、本デバイスは、放出気体が、著者らが提案する、接続チューブからウェハステージチャンバ内へと確立され得る気体のフローに逆行しては伝播しないという概念に基づく。
【００１０】
Ｊｏｓ  Ｐ．Ｈ．Ｂｅｎｓｃｈｏｐらによって提案されるフォトレジスト気体放出制御手段はあるシステムにおいては機能し得るが、位置モニタリングデバイスを使用し、露光中にウェハのピントを合わせた状態を保持するＥＵＶリソグラフィシステムにおいては機能しない。例えば、デバイスの静電容量における変化を使用し、デバイス近傍の表面位置における小さな変化を検出する非常に精度の高い静電容量フォーカシングデバイスまたはゲージなど関連技術の当業者に公知であるタイプの位置モニタリングデバイスは、ウェハに近接する安定した表面に装着される必要がある（すなわち、これらのデバイスは、ウェハに近接する安定した表面に装着される必要があり、それ故にデバイスの端部がウェハの約１ミリメートル以内にしっかりと固定される）。位置モニタリングデバイスを装着する際に利用可能である最も安定した表面は、投影光学部品チャンバとウェハステージチャンバとの間に位置する仕切りであり、それ故に仕切りが位置モニタリングデバイスを装着するに最も適した場所である。この結果、ウェハが仕切りに近接して設けられる必要があり、ウェハはＢｅｎｓｃｈｏｐらによって記載される接続チューブからウェハステージチャンバ内への気体のフローをブロックする。Ｂｅｎｓｃｈｏｐらによって記載される接続チューブ内へ注入された気体は、すべてではなくともそのほとんどが、ウェハステージチャンバではなく投影光学部品チャンバ内に流れる。これはこのフローパスが抵抗の最も低いフローパスだからである。
【００１１】
したがって、露光中にウェハのピントを合わせた状態を保持する位置モニタリングデバイスを使用するものを含め、任意のＥＵＶリソグラフィシステムで機能する窓を有さないフォトレジスト気体放出軽減デバイスが必要である。
【００１２】
（発明の要旨）
本発明は、フォトレジスト気体放出軽減システム、方法および装置に関する。気体放出軽減システムおよび装置は、実質的に１端が閉ざされた煙突と、煙突に流体的に結合されたダクトと、煙突内に配置されたバッフルとを備える。気体放出軽減装置の煙突は、実質的に閉ざされた端部において漏斗型である。煙突の本端部は、光のビームまたは束が煙突を通過することを可能にする開口部を有する。
【００１３】
本発明の１実施形態において、光を通過させる少なくとも１つのアパーチャを有する回転機械バリアが、煙突の近傍に設けられ、この結果回転バリアのアパーチャのうちの１つが煙突の近傍を通過するときを除き、回転バリアが煙突の開いた端部を実質的に閉ざす。本回転バリアは、冷却装置ユニットによって冷却され、冷却装置ユニットは回転バリアの一部に放射状に結合される。磁気ベアリングを備えたモータが、バリアを回転させるために使用される。磁気ベアリングは、ディスクをモータから断熱する。
【００１４】
本発明の１実施形態において、光源同期化モジュールは、パルス型光源をトリガーするために使用され、一方回転バリアのアパーチャは、気体放出軽減装置の煙突と一直線になる。
【００１５】
本発明の別の実施形態において、煙突内に配置されたバッフルが、冷却ユニットによって冷却される。
【００１６】
本発明の別の実施形態において、バリアガスシステムが、バリアガスを煙突内に注入するために使用される。
【００１７】
本明細書において組み込まれ、そして本明細書の１部を形成する添付の図面は、その説明とともに本発明の実施形態を示し、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１８】
（好適な実施形態の詳細な説明）
本発明のシステム、方法および装置は、縮尺比の一定でない添付の図面を参照して記載される。図面において、同様の参照符号は、同一または機能的に類似する要素を示す。さらに、参照符号の最も左に来る桁は、参照符号が最初に現れる図面番号と同一である。
【００１９】
以下の実施形態を詳細に参照するこれらの例は、添付の図面において示される。本発明が実施形態に関連して記載され、本発明をこれらの実施形態にのみ限定しないことが理解されるべきである。逆に、本発明は、上掲の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲内に含まれ得る、変更、改変および均等物を網羅する。さらに、以下の記載において、説明のために、多数の特定の詳細を記載して、本発明の完全な理解を提供する。しかし、本発明がこれらの特定の詳細なしに実施され得ることが、本開示を読めば当業者に理解される。例えば、本発明のあいまいな局面を避けるために、周知の構造およびデバイスは詳細には記載されない。
【００２０】
（発明の環境）
図１は、本発明が使用され得る極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィシステム１００の概略的表示である。リソグラフィシステム１００は、仕切り１０９によって分割される圧力ゾーン１０４、１０６および１０８を有した真空チャンバ１０２を含む。圧力ゾーン１０４は、リソグラフィシステム１００の光学系を格納する。圧力ゾーン１０６は、リソグラフィシステム１００のウェハステージを格納する。圧力ゾーン１０８は、リソグラフィシステム１００の光源を格納する。圧力ゾーン１０４および１０６は、ポンプダウンバイパスバルブ１１０Ａによって接続され、圧力ゾーン１０４および１０８は、ポンプダウンバイパスバルブ１１０Ｂによって接続される。ターボポンプ１１２Ａおよび１１２Ｂは、圧力チャンバ１０２の排気するために使用され、圧力ゾーン１０６および１０８を圧力ゾーン１０４より低い圧力で維持する。
【００２１】
圧力ゾーン１０８は、ＥＵＶ光源１１４を格納する。ＥＵＶ光は、極紫外線放射を意味する。ある実施形態において、１０〜１４ナノメートル（ｎｍ）の範囲の波長が使用される。ＥＵＶ光は、物質によって容易に吸収されるため、圧力ゾーン１０４、１０６および１０８は、ツールの動作前および／または動作中に排気される。圧力ゾーン１０８は、リソグラフィ技術の当業者に明らかであるように、約１ｍＴｏｒｒで維持される。圧力ゾーン１０８の空気は、約７０パーセントのヘリウム、および約３０パーセントのキセノンを含む。
【００２２】
ＥＵＶ光源１１４は、好適にはパルス型化学線の光源である。しかし、ＥＵＶ光の他の光源が使用され得る。パルス型化学線の光は、スペクトルフィルタ１１６を介して圧力ゾーン１０８を出る。スペクトルフィルタ１１６の目的は、リソグラフィ技術における当業者に明らかであるように、圧力ゾーン１０４に入る光のバンド幅を限定することである。入射ＥＵＶ光の約５０％が、実質的にその他のすべての光と同様、スペクトルフィルタ１１６によって吸収される。
【００２３】
圧力ゾーン１０４に入る際に、化学線の光が、ミラー１１８Ａ〜１１８Ｄによって焦点板１２０にフォーカスされる。レンズではなくミラーが化学線の光をフォーカスするために使用され、化学線の光の吸収を防ぐ。焦点板１２０を離れる化学線の光が、圧力ゾーン１０６においてミラー１２２Ａ〜１２２Ｆによってウェハ１２６にフォーカスされる。化学線の光は、本発明によって気体放出軽減デバイス１２４を介して圧力ゾーン１０４を出る。気体放出軽減デバイス１２４の構造は、図２〜８を参照しながら以下にさらに記載する。
【００２４】
圧力ゾーン１０４は、ミラー１２２Ｆとウェハ１２６との間の圧力ゾーン１０４における気体の粘性フローを維持するに十分な圧力で維持される。この条件は、圧力ゾーン１０４における気体の平均自由行程が、ミラー１２２Ｆとウェハ１２６との間の距離の多くて約１００分の１である場合に満たされる。この条件が満たされる場合、気体分子が流体（すなわち、連続体であり、ここで気体分子はお互いに押し合う傾向があり、気体分子間の衝突が気体の行動を左右する）のようにふるまう。リソグラフィシステム１００の好適な実施形態において、約２４ｍＴｏｒｒの圧力が、圧力ゾーン１０４において維持され、気体の粘性フローを保証する。より高い圧力が圧力ゾーン１０４において維持される場合、圧力ゾーン１０４における気体の平均自由行程が小さくなり、粘性も増加するが、より多くの光が圧力ゾーン１０４において吸収される（散乱される）。
【００２５】
圧力ゾーン１０４の空気は、フォトレジスト気体放出によって供給される水素気体を含む。低温ポンプ１１３は、圧力ゾーン１０４において水素気体より重い気体を選択的に凝縮するために使用される。圧力ゾーン１０４と１０６との間の圧力差を維持するために必要なメーキャップ気体が、気体ポート（図示せず）を介して圧力ゾーン１０４内に導入される。圧力ゾーン１０４から圧力ゾーン１０６内への気体のフローは、図２を参照しながらさらに以下に記載する。
【００２６】
圧力ゾーン１０６は、リソグラフィシステム１００のウェハステージを格納する。ウェハ１２６は、ステップ・アンド・スキャンデバイス１３０に接続される堅いウェハプレートまたはチャック１２８で支えられる。ウェハ１２６は、関連技術の当業者に公知のタイプの静電容量フォーカシングデバイスなどの位置モニタリングデバイス（図示せず）を用いて、スキャン中にリソグラフィシステム１００の焦平面で保持される。
【００２７】
リソグラフィシステム１００の好適な実施形態において、約１０ｍＴｏｒｒの圧力が、圧力ゾーン１０６において維持される。圧力ゾーン１０６の空気は、フォトレジスト気体放出によって供給される水素気体、二酸化炭素およびその他の炭化水素分子を含む。
【００２８】
（フォトレジスト気体放出軽減装置の好適な実施形態）
図２は、ＥＵＶリソグラフィシステム１００の投影光学部品の詳細な図である。図２は、焦点板１２０から気体放出軽減デバイス１２４内へのＥＵＶ光の伝播路を示す。ミラー１２２Ａ〜Ｆは、真空チャンバ１０２（図示せず）の圧力ゾーン１０４に設けられる。仕切り１０９は、圧力ゾーン１０６から圧力ゾーン１０４を分割する。
【００２９】
図２に示され得るように、気体放出軽減デバイス１２４は、仕切り１０９に結合する。例示の実施形態において、気体放出軽減デバイス１２４は、好適には２本のダクト２０４を有しており、このダクトを介して圧力ゾーン１０４からの気体が圧力ゾーン１０６に達するまで伝わり得る。しかし、その他の実施形態において、気体放出軽減デバイス１２４は、１本のダクト２０４のみを有し得る。（例示される本実施形態において、気体が圧力ゾーン１０６に達することを可能にするには、１本のダクトで十分であるが、ミラー１１８Ｄの支持構造（図示せず）を避けるために２本のダクトが本実施形態において使用される）。圧力ゾーン１０６は、圧力ゾーン１０４より低い圧力で維持されるため、圧力ゾーン１０４における気体は、圧力ゾーン１０４から気体放出軽減デバイス１２４を介して圧力ゾーン１０６に自然に流れる。ダクト２０４の長さは、圧力ゾーン１０６に設けられるステップ・アンド・スキャンデバイス１３０などのウェハステージ機器から気体のフローを排出するに十分長い。気体放出軽減デバイス１２４の詳細は、図３〜７にさらに示される。
【００３０】
図３に示されるように、気体放出軽減デバイス１２４の２本のダクト２０４は、ダクト３０２の１セクションによって接続され、単一のダクトワークを形成する。煙突３０４もまた、ダクト３０２のセクションに接続される。煙突３０４は、開口部３０６を有しており、この開口部を介してＥＵＶ光が通過し得る。開口部３０６の形状は、好適にはＥＵＶ光の断面の形状または煙突３０４上を通過する束の断面の形状に合致する。ダクト３０２のセクションはまた、煙突３０４内の気体がダクトワークに入ることを可能にする開口部３０８を有しており、それ故に煙突３０４が、気体放出軽減デバイス１２４用の注入開口部として機能することを可能にする。
【００３１】
図４Ａは、気体放出軽減デバイス１２４の底面側を示す。図４Ａに見られ得るように、煙突３０４は、漏斗型セクション４０２を有する。漏斗型セクション４０２は、好適には図４Ｂに示されるように仕切り１０９の開口部を通過し、仕切り１０９の終わりまで延びる。この結果開口部３０６は、露光中にウェハ１２６に近接する。開口部３０６のサイズは、圧力ゾーン１０６から煙突３０４を介して圧力ゾーン１０４内へ移動し得るレジスト放出気体分子の数を限定する。
【００３２】
図５は、気体放出軽減デバイス１２４を介した気体のフローを示す。図５に示されるように、気体は、圧力ゾーン１０４または圧力ゾーン１０６の一方から気体放出軽減デバイス１２４に入り得る。気体は、圧力ゾーン１０６から開口部３０６を介して気体放出軽減デバイス１２４に入る。
【００３３】
上述のように、圧力ゾーン１０４は、圧力ゾーン１０６よりも高い圧力で維持される。それ故、圧力ゾーン１０４から煙突３０４を介した圧力ゾーン１０６への自然な気体のフローがある。開口部３０６はサイズが小さく、ウェハ１２６に近接するため、圧力ゾーン１０４から開口部３０６を介した圧力ゾーン１０６への気体フローが制限される。圧力ゾーン１０４から圧力ゾーン１０６に流れる気体の抵抗が最も低いフローパスは、気体放出軽減デバイス１２４の２本のダクト２０４である。ダクト２０４を流れる気体は、ダクト２０４の端部の開口部５０２を介して圧力ゾーン１０６内に排出される。開口部５０２は、気体放出軽減デバイス１２４用の排出開口部として機能する。
【００３４】
圧力ゾーン１０４から開口部３０６を介した圧力ゾーン１０６内への気体フローは制限されるが、ウェハの露光中に生成されるレジスト放出気体は、開口部３０６を介して気体放出軽減デバイス１２４の煙突３０４内に流れる。これらの放出気体の運動量に依存して、放出気体は、煙突３０４に入る気体ストリームによって、圧力ゾーン１０４から気体放出軽減デバイス１２４のダクト２０４内に運搬され得るか（この場合上述のように放出気体は圧力ゾーン１０６内に排出される）、または煙突３０４を介して進み続け、圧力ゾーン１０４に入り得る。開口部３０６を介して煙突３０４に入るレジスト気体の運動量を軽減するために、バッフル６０２（図示せず）が煙突３０４内に挿入される。
【００３５】
図６Ａは、バッフル６０２の好適な実施形態を示す。バッフル６０２は、複数のバッフルプレート６０４を含み、このバッフルプレート６０４は、ＥＵＶ光がバッフルを通過することを可能にする開口部６０６を有する。開口部６０６のサイズおよび形状は、好適にはウェハ１２６を露光するために使用されるＥＵＶ光または束の断面に合致する。バッフル６０２は、開口部３０６を介して煙突３０４に入る炭化水素レジスト気体のかなりの部分が圧力ゾーン１０４に入らないようにする。
【００３６】
ウェハ１２６の表面において生成される放出気体は、図７Ａにおける本発明の１実施形態７００に示されるように、全ての方向に向けてウェハ１２６の表面を離れる。これらの放出気体の中にはウェハの表面に対し実質的に垂直の角度でウェハ表面を離れるものもあるが、多くの放出気体はそうではない。垂直とは著しく異なる角度でウェハ１２６の表面を離れる放出気体は、仕切り１０９によって圧力ゾーン１０４に入ることを妨げられる。実質的に垂直ではない角度で、ウェハ１２６の表面を離れ、開口部３０６を介して煙突３０４に入る放出気体は、バッフル６０２によって遮断される。ウェハ１２６の表面をウェハに対し垂直の角度で離れる放出気体でさえ、圧力ゾーン１０４内への道を得ることは難しい。これは、図７Ａに示されるように、放出気体が煙突３０４内の他の気体分子と衝突し、運動量を交換するからである。図７Ａにおける衝突７０１は、２つの気体分子が運動量を交換する場所の例である。
【００３７】
図６Ｂに示されるように、バッフル６０２は、気体放出軽減デバイス１２４の煙突３０４から気体放出軽減デバイス１２４のダクト２０４内に気体が流れることを可能にする少なくとも１つの開口部６０８を有する。開口部６０８は、開口部３０８と一直線になり、これは図７Ａにベストに見られる。
【００３８】
本発明の１実施形態において、ダクト２０４の直径は、図７Ｃに示されるように、ダクト３０２のセクション近傍の約１０ミリメートルからダクト２０４の両端の開口部５０２近傍の約１００ミリメートルまで増加する。ダクト２０４の広がる直径は、ダクト２０４の壁が、気体分子が開口部５０２に向かい、そして圧力ゾーン１０６内に移動することを助けることを保証する。気体の平均自由行程がダクト２０４の壁間の距離に比べもはや小さくないため、ダクト２０４内の気体のフローは粘性ではない。ダクト２０４内の気体分子は、ダクト２０４内の気体分子が他の気体分子と衝突するのとほぼ同じ程度の確率で、ダクト２０４の壁と衝突する。それ故、壁衝突は、ダクト２０４内の気体の動きにおける重要な要因である。関連技術の当業者に公知であるように、壁と拡散衝突する分子は、元々の伝播路から独立した方向で散乱され、この運動量は壁が冷却されない限り衝突前および衝突後で統計的に同じである。壁と拡散衝突する分子は、壁の法線から角度θのコサインに相当する確率で、壁から角度θで射出される。射出の最も可能性のある角度は、壁の法線から０度である。広がる直径を有するダクトを用いることによって、ダクトの壁の法線が常に開口部５０２に向かうことになり、壁と衝突する気体分子が開口部５０２の方向に射出される可能性が高い。図５に示されるように、開口部５０２は圧力ゾーン１０６内に排出する。
【００３９】
本発明の好適な実施形態において、バッフル６０２は冷却される。バッフル６０２を冷却することにより、放出気体分子がバッフル６０２に当たり跳ね返る可能性が減少する。関連技術の当業者に公知であるように、冷却された表面と衝突する分子は、凝縮または表面に吸着する傾向にある。冷えたバッフル６０２は、放出気体分子がバッフル６０２に当たる場合、分子の運動量またはエネルギーのかなりの部分がバッフルに転移され、この結果、分子が圧力ゾーン１０４内にさらに進むことを防ぐことを保証する。上述のように、変化した運動量放出気体分子は、煙突３０４から気体放出軽減デバイス１２４のダクト２０４に運ばれ、圧力ゾーン１０６内に排出される。
【００４０】
本発明の好適な実施形態７０５において、図７Ｂに示されるように、熱が、バッフル６０２から熱伝導ロッドまたは熱パイプ７０２、そして冷却ユニット７１０を用いて除去される。バッフル６０２は、好適には熱パイプ７０２によって支持され、この結果、断熱スペーサの必要なしに、バッフル６０２は煙突３０４から断熱される。あるいは、バッフル６０２は、例えばゴムスペーサを用いて、煙突３０４から断熱され得る。熱パイプ７０２は、ダクト３０２のセクションで穴７０４を通り、バッフル６０２に結合される。同中心回路フランジ７０６は、ダクト３０２のセクションから穴７０４を介して圧力ゾーン１０４内に移動する気体分子の数を限定するラビリンスシールを形成する。バッフル６０２を冷却するその他の方法は、本明細書において記載される関連技術の当業者に明らかである。
【００４１】
図７Ｂに示されるように、本発明の実施形態７５０はまた、ヒーター７２０と、気体放出軽減デバイス１２４（バッフル６０２ではない）の温度を調節する温度センサー７３０とを含む。実施形態７５０において、ヒーター７２０は、気体放出軽減デバイス１２４のダクト３０２のセクションに結合される。温度センサー７３０は、気体放出軽減デバイス１２４の煙突３０４に結合される。温度センサー７３０は、気体放出軽減デバイス１２４の温度をモニタリングし、インプットを制御モジュール（図示せず）に提供する。ヒーター７２０は、気体放出軽減デバイス１２４の温度を所定の値で維持するために、必要に応じて制御モジュールによって電源の入切が行われる。
【００４２】
気体放出軽減デバイス１２４の温度を所定の値で維持することは、いくつかの実施形態における本発明の重要な特徴である。例えば、本発明のいくつかの実施形態において、気体放出軽減デバイス１２４をミラーに近接して設ける必要があり得る。このような実施形態において、気体放出軽減デバイス１２４（バッフル６０２ではない）は、好適には近接するミラーが製造されて、テストされた温度と実質的に同じ温度で維持される。例えば、図８は、煙突３０４が、ミラー１２２Ｅの切り抜き部分に設けられる実施形態を示す。本実施形態において、ミラー１２２Ｅが２０℃で製造されて、テストされた場合、放出気体軽減デイバス１２４は、約２０℃で維持されるべきである。気体放出軽減デバイス１２４の温度を約２０℃で維持することによって、煙突３０４は、ミラー１２２Ｅと冷却されたバッフル６０２との間で熱シールドとして作用し、これによって冷却されたバッフル６０２による、温度によって誘発されるミラー１２２Ｅの任意の歪みを防ぐ。この歪みは、投影光学部品の性能に不利に影響を与え得る。図８にまた示されるのは、熱パイプ７０２が通る穴７０４である。冷却されたバッフル６０２を有さない本発明の実施形態は、穴７０４を有さない。
【００４３】
（フォトレジスト放出気体軽減システムの好適な実施形態）
気体放出軽減デバイス１２４は、有意な数の放出気体分子が圧力ゾーン１０４に入り、潜在的にＥＵＶリソグラフィシステム１００の投影光学部品を汚染することを防ぐ。しかし、気体放出軽減デバイス１２４は、すべての放出気体分子が圧力ゾーン１０４に入らないようにするわけではない。上述のように、ウェハ１２６をウェハ１２６の表面に対し実質的に垂直の角度で離れるいくつかの放出気体分子は、開口部３０６、そしてバッフル６０２の開口部６０６を介し伝播し、圧力ゾーン１０４に入り得る。したがって、本発明の好適な実施形態において、２つの追加の要素が含まれ、これらの分子が圧力ゾーン１０４に入ることを防ぐ。これらの要素は、図９において示される。
【００４４】
図９は、本発明による放出気体軽減システム９００を示す。放出気体軽減システム９００は、上述の気体放出軽減デバイス１２４に加え、機械バリア９０２および選択的バリアガスシステム９１１を含む。
【００４５】
バリア９０２は、煙突３０４をカバーし、実質的に閉ざすように構成される。本明細書において、実質的に閉ざすということは、バリア９０２が、放出気体分子が煙突３０４を出て圧力ゾーン１０４に向かうことをブロックするために、煙突３０４の外側数ミリメートル内に設けられることを意味する。本発明の好適な実施形態において、バリア９０２は、煙突３０４から約１ミリメートルの距離に設けられる。煙突３０４内の放出気体分子、例えば煙突３０４から圧力ゾーン１０４に向かって伝播する炭化水素分子は、圧力ゾーン１０４内にさらに進むことを止められる。これは炭化水素分子が、分子の伝播路に設けられているバリア９０２に当たるからである。
【００４６】
本発明の好適な実施形態において、バリア９０２は、冷却装置ユニット９０６によって放射状に冷却される回転ディスクである。回転ディスクは、ディスクとモータの固定子（図示せず）との間の熱転移を排除する磁気ベアリング（図示せず）によって支持される。放出気体分子が、バッフル６０２を通過してバリア９０２に当たる場合、その運動量が減少される。バリア９０２が冷却されるため、バリア９０２に当たる放出気体分子はバリア９０２上で凝縮する傾向がある。バリア９０２上で凝縮する分子は、圧力ゾーン１０４内をさらに進みＥＵＶリソグラフィシステム１００の投影光学部品上で凝縮することを妨げられる。
【００４７】
図１０に示されるように、バリア９０２は、回転しながら、ＥＵＶ光がバリア９０２を通過し、それ故にウェハ１２６を露光することを可能にする、少なくとも１つのアパーチャ１００２を有する。図９に示されるように、モータ９０４は、アパーチャ１００２が定期的に煙突３０４上を通過するように、バリア９０２を回転させるために使用される。モータ９０４は、好適にはオイルフリーの磁気ベアリングを備えたモータであり、それにより投影光学部品を汚染する可能性を減少させ、ディスクを非常に冷たい状態に維持し易くさせる。これは、磁気ベアリングを介して伝導される熱がないからである。アパーチャ１００２が煙突３０４上を通過し、センサー９０７が、アパーチャ位置表示器９０８を感知し、（例えば、電磁気）信号を通信リンク９０９を介してＥＵＶ光源同期化モジュール９１０に送信する。位置表示器９０８は、センサー９０７によって感知されるものであれば何であってもよい。例えば、位置表示器９０８は、金属ピックアップデバイス、反射テープまたはセンサー９０７によって検出される電磁気放射の通過を可能にする穴であり得る。機械装置のような、使用され得るその他の位置表示手段は、本明細書において記載される関連技術の当業者に明らかである。
【００４８】
本発明の好適な実施形態において、ＥＵＶ光源同期化モジュール９１０が信号をセンサー９０７から受信するときはいつでも、ＥＵＶ光源１１４がトリガーされる。ＥＵＶ光源１１４は、アパーチャ１００２が煙突３０４上にある場合にのみトリガーされるため、バリア９０２は、ＥＵＶ光に対するバリアとして作用しない。
【００４９】
ウェハ１２６がＥＵＶ光に露光されるときはいつでも、放出気体が生じる。ＥＵＶ光露光によって生成される炭化水素の放出気体分子が、気体放出軽減デバイス１２４の開口部３０６に入り、バッフル６０２を通過し得る前に、バリア９０２が、アパーチャ１００２が煙突３０４の開口部を越えて移動するように回転する。このように、バッフル６０２を通過することが可能な任意の炭化水素の放出気体分子が、バリア９０２によって止められ、圧力ゾーン１０４内にさらに進まないようにされる。圧力ゾーン１０４では、炭化水素の放出気体分子は、ＥＵＶリソグラフィシステム１００の投影光学部品を汚染する可能性がある。
【００５０】
炭化水素の放出気体分子が圧力ゾーン１０４に達することを防ぐ気体放出軽減システム９００の別の要素は、選択的バリアガスシステム９１１である。バリアガスシステム９１１は、例えばアルゴンなどの重い気体を、煙突３０４の漏斗型セクション４０２内に注入する。重い気体は、次いで開口部３０６を介して煙突３０４に入る炭化水素の放出気体分子に対するバリアとして作用する。炭化水素の放出気体分子が重いバリアガス分子と衝突すると、放出気体分子は、その運動量を重いバリアガス分子と交換する。これは、炭化水素の放出気体分子の伝播の方向をランダムにするが、速度は弱めない。（気体において、運動エネルギーおよび温度は同等である。それ故に、平均的な分子の速度を弱める唯一の方法は、気体を冷却することである。分子の速度を弱めることは、他の気体とランダムに衝突することによってはなされ得ない。）次いで、ランダムにされた放出気体分子は、煙突３０４から気体放出軽減デバイス１２４のダクト２０４を介して圧力ゾーン１０６内に移動する気体の自然なフローによって、煙突３０４から運び去られる。
【００５１】
図９に見られ得るように、気体放出軽減デバイス１２４の漏斗型セクション４０２の形状により、１つ以上の容量性のフォーカシングデバイス９１６がウェハ１２６の露光エリアに近接して装着されることが可能になる。ウェハ１２６が気体放出軽減デバイス１２４の開口部３０６に近接していることで、開口部３０６を介して煙突３０４を出ようとする気体のフローが制限され、これによって気体がダクト２０４を介して流れ、圧力ゾーン１０６に達することを保証する。ダクト２０４の長さは、ダクト２０４の排出開口部５０２が、例えばチャック１２８またはステップ・アンド・スキャンデバイス１３０などのウェハステージ機器によってブロックされることが決してないようにする長さである。
【００５２】
（真空中フォトリソグラフィシステムにおけるフォトレジスト気体放出を軽減する好適な方法）
図１１は、本発明による真空中リソグラフィシステムにおけるフォトレジスト気体放出を軽減する好適な方法を示すフローチャートである。方法１１００は、上述の気体放出軽減デバイスおよびシステムの実施形態を用いて実施され得る。方法１１００をより明確に記載するために、方法１１００は、例示のＥＵＶリソグラフィシステム１００を用いて記載される。しかし、関連技術の当業者に理解されるように、方法１１００は、例示のＥＵＶリソグラフィシステム１００に加え、その他のリソグラフィシステムにおいても実施され得る。
【００５３】
方法１１００は、工程１１０２に始まる。工程１１０２において、リソグラフィシステム１００の真空チャンバ１０２は、仕切り１０９を用いて、２つの圧力ゾーン１０４および１０６に分割される。圧力ゾーン１０４および１０６は、双方とも真空を確立するために排気され得る。
【００５４】
工程１１０４において、リソグラフィシステム１００の投影光学部品は、圧力ゾーン１０４内に設けられ、リソグラフィシステム１００のウェハステージは、圧力ゾーン１０６に設けられる。投影光学部品は、投影光学部品と接触し得るフォトレジスト放出気体の数を限定するために、ウェハステージとは異なる圧力ゾーンに配置される。
【００５５】
工程１１０６において、気体放出軽減デバイス１２４は、仕切り１０９に結合される。気体放出軽減デバイス１２４は、煙突３０４およびバッフル６０２を有する。気体放出軽減デバイス１２４の目的は、圧力ゾーン１０４と１０６との間の気体のフローを制御し、一方で化学線の光を通すことである。気体放出軽減デバイス１２４がいかに気体のフローを制御するかは上述されている。
【００５６】
工程１１０８において、圧力差は、圧力ゾーン１０４と１０６との間の気体の粘性フローを確立するために、圧力ゾーン１０４と１０６との間に造り出される。圧力差を造り出すために、圧力ゾーン１０４および１０６は排気され、ここで圧力ゾーン１０６における圧力は、圧力ゾーン１０４の圧力より低い圧力になるまで排気される。圧力ゾーン１０４は、ミラー１２２Ｆとウェハ１２６との間の圧力ゾーン１０４における気体の粘性フローを維持するに十分な圧力で維持される。本発明の１実施形態において、約２４ｍＴｏｒｒの圧力が、気体の粘性フローを保証するために、リソグラフィプロセス中に圧力ゾーン１０４において維持される。約１０ｍＴｏｒｒの圧力が、圧力ゾーン１０６において維持される。
【００５７】
工程１１００において、回転バリアが使用され、放出気体分子が煙突３０４から圧力ゾーン１０４に向かって伝播することをブロックする。ウェハ１２６がＥＵＶ光に露光されるときはいつでも、放出気体が生じる。例えば炭化水素放出気体分子などのＥＵＶ光露光によって生成される放出気体分子は、気体放出軽減デバイス１２４の開口部３０６に入り、バッフル６０２を通過し得る前に、バリア９０２は回転され、この結果アパーチャ１００２が、煙突３０４の開口部を越えて移動される。このように、バッフル６０２を通過することが可能な任意の炭化水素の放出気体分子が、バリア９０２によって止められ、圧力ゾーン１０４に入らないようにされる。圧力ゾーン１０４では、炭化水素の放出気体分子はリソグラフィシステム１００の投影光学部品を汚染する可能性がある。
【００５８】
方法１１００の選択的な工程１１１２において、バリア９０２は、冷却装置ユニット９０６によって放射状に冷却される。放出気体分子が、バッフル６０２を通過しバリア９０２に当たる場合、その運動量は減少される。バリア９０２が冷却されるため、バリア９０２に当たる放出気体分子はバリア９０２上で凝縮する傾向がある。バリア９０２上で凝縮する分子は、圧力ゾーン１０４内にさらに進み、ＥＵＶリソグラフィシステム１００の投影光学部品上で凝縮しないようにされる。
【００５９】
方法１１００の選択的な工程１１１４において、バッフル６０２は冷却される。バッフル６０２を冷却することで、バッフル６０２への運動量のかなりの量を移させることなしに、放出気体分子がバッフル６０２に当たり跳ね返る可能性が減少する。
【００６０】
方法１１００の選択的な工程１１１４において、バリアガスは、煙突３０４の漏斗型セクション内に注入される。本工程において、バリアガスシステム９１１は、例えばアルゴンなどの重い気体を、煙突３０４の漏斗型セクション４０２内に注入する。重い気体は、次いで開口部３０６を介して煙突３０４に入る放出気体分子に対するバリアとして作用する。放出気体分子が重いバリアガス分子と衝突するため、放出気体分子は、その運動量を重いバリアガス分子と交換する。これは、放出気体分子の伝播方向をランダムにし、放出気体分子が、煙突３０４から気体放出軽減デバイス１２４のダクト２０４を介して圧力ゾーン１０６内に伝わる気体の自然なフローによって、煙突３０４から運び去られることを可能にする。
【００６１】
方法１１００の工程のそれぞれを実施する方法は、上記の図１〜１０を参照しながらさらに説明される。本明細書の記載の関連技術の当業者に明らかであるように、工程１１０２〜１１１６の実施方法を記載するために使用された以外の本発明の実施形態もまた、本発明の精神および範囲から逸脱せず、方法１１００を実施するために使用され得る。
【００６２】
（結論）
本発明の種々の実施形態が上述されてきており、ＥＵＶ光真空中リソグラフィシステムにおける気体放出を軽減するために使用され得る。これらの実施形態は、例示のためのみに提示されてきており、本発明を限定しないことが理解されるべきである。上述の実施形態の形態および詳細における種々の変更が、特許請求の範囲において定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われ得ることが関連技術の当業者によって理解される。それ故、本発明の範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、上掲の特許請求の範囲および均等物によってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】    図１は、本発明が使用され得る極紫外線リソグラフィシステムの図である。
【図２】  図２は、図１のシステムの投影光学部品の図である。
【図３】  図３は、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１部の平面図である。
【図４Ａ】  図４Ａは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１部の底面図である。
【図４Ｂ】  図４Ｂは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１部の側面図である。
【図５】  図５は、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１部の側面図である。
【図６Ａ】  図６Ａは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイス用バッフルの平面図である。
【図６Ｂ】  図６Ｂは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイス用バッフルの背面図である。
【図７Ａ】  図７Ａは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１実施形態の側面図である。
【図７Ｂ】  図７Ｂは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１実施形態の側面図である。
【図７Ｃ】  図７Ｃは、本発明によるフォトレジスト気体放出軽減デバイスの１実施形態の平面図である。
【図８】  図８は、図１のシステムの１部の詳細図である。
【図９】  図９は、本発明によるフォトレジスト放出気体軽減システムの図である。
【図１０】  図１０は、本発明によるフォトレジスト放出気体軽減システムの回転バリアの図である。
【図１１】  図１１は、本発明によるフォトレジスト放出気体を軽減する１方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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