(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が１８０ｎｍ未満の放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングするためのパターニング手段と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターニングされたビームを基板のターゲット部分に結像するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
前記基板テーブルの位置または前記パターニング手段の一部であるテーブルの位置を測定するための波長λ1で動作する干渉変位測定手段と、
空間から大気を追い出すために、その空間にパージ・ガスを供給するためのフラッシング・ガス手段であって、前記空間が、前記基板テーブルの少なくとも一部および／または前記パターニング手段の一部である前記テーブルの少なくとも一部を収容する手段とを備え、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに波長λ1で空気の屈折率と実質的に同じ屈折率を有する
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記パージ・ガスが、Ｎ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ、およびＸｅから選択される２種以上の成分を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記パージ・ガスが、少なくとも９５体積％のＮ2と、少なくとも１体積％のＨｅとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記パージ・ガスが、少なくとも９５体積％のＡｒと、少なくとも１体積％のＸｅとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記パージ・ガスが、少なくとも９０体積％のＡｒと、少なくとも５体積％のＫｒとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記パージ・ガスが、少なくとも９５体積％のＮ2と、少なくとも１体積％のＮｅとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記パージ・ガスが、少なくとも５０体積％のＮ2と、少なくとも３５体積％のＡｒとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記パージ・ガスが、少なくとも９４体積％のＮ2と、少なくとも０．５体積％のＨｅと、少なくとも０．５体積％のＸｅとを含む請求項２に記載の装置。
【請求項９】
さらに、圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するための波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を備え、
前記パージ・ガスが３種以上の異なる成分を含み、各成分が、等式
【数１】
0004330291.tif 000036
【数２】
0004330291.tif 000037
を実質的に満足するような波長λ2およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、Ｆjは、全部でｋ種の成分を含むパージ・ガス中の成分ｊの体積での割合であり、αj1は波長λ1での成分ｊの屈折度であり、αj2は波長λ2での成分ｊの屈折度であり、αj3は波長λ3での成分ｊの屈折度であり、αa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であり、
【数３】
0004330291.tif 000038
となっている請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記パージ・ガスが、Ｎ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ、およびＸｅから選択される３種以上の異なる成分を含む請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記パージ・ガスが、（ｉ）５０〜９０体積％の量のＮ2および／またはＡｒと、（ｉｉ）０．５〜４０体積％の量のＸｅおよび／またはＫｒと、（ｉｉｉ）２〜２０体積％の量のＨｅおよび／またはＮｅとを含む請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
波長が１８０ｎｍ未満の放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングするためのパターニング手段と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターニングされたビームを基板のターゲット部分に結像するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
前記基板テーブルの位置または前記パターニング手段の一部であるテーブルの位置を測定するための波長λ1で動作する干渉変位測定手段と、
圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するための波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段と、
空間から大気を追い出すために、その空間にパージ・ガスを供給するためのフラッシング・ガス手段であって、前記空間が、前記基板テーブルの少なくとも一部および／または前記パターニング手段の一部である前記テーブルの少なくとも一部を収容する手段とを備え、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、２種以上の成分を含み、各成分が、等式
【数４】
0004330291.tif 000039
を実質的に満足するような波長λ1、λ2、およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、αm1は波長λ1でのパージ・ガスの屈折度であり、αm2は波長λ2でのパージ・ガスの屈折度であり、αm3は波長λ3でのパージ・ガスの屈折度であり、
【数５】
0004330291.tif 000040
であり、ここでαa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記パージ・ガスが、Ｎ2、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ、およびＸｅから選択される２種以上のガスを含む請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記パージ・ガスが、（ｉ）６５〜９９．５体積％の量のＮ2、Ｈｅ、Ａｒ、および／またはＮｅと、（ｉｉ）０．５〜３５体積％の量のＫｒおよび／またはＸｅとを含む請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
波長が１８０ｎｍ未満の放射の投影ビームを提供するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングするためのパターニング手段と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターニングされたビームを基板のターゲット部分に結像するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置であって、
空間から大気を追い出すために、その空間にパージ・ガスを供給するためのフラッシング・ガス手段であって、前記空間が、前記基板テーブルの少なくとも一部および／または前記パターニング手段の一部であるテーブルの少なくとも一部を収容し、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収しない手段と、前記基板テーブルの位置または前記パターニング手段の一部である前記テーブルの位置を測定するための波長λ1で動作する干渉変位測定手段と、
等式
Ｌ＝（ＤＩ）−Ｋ（ＳＨＩ）                  （９）
に従って前記干渉変位測定手段の測定値（ＤＩ）を調節するための波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段とを備え、前記等式において、Ｌは、調節後の干渉変位測定手段測定値であり、ＳＨＩは第２の調波干渉測定手段の測定値であり、Ｋは係数であり、その値が、調節後の測定値Ｌに対する圧力、温度、およびパージ・ガス組成の変化の影響を補正するように最適化されていて、
Ｋが等式
【数６】
0004330291.tif 000041
によって与えられ、ここでαmxおよびαaxは、それぞれパージ・ガスまたは空気の波長λxでの屈折度を表し、αcxは、相対量ｃだけパージ・ガスに汚染された空気の波長λxでの屈折度を表し、ρは、圧力を絶対温度で割った商を表し、σρはρの標準偏差であり、σcはｃの標準偏差であることを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記パージ・ガスが、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに、波長λ1で空気の屈折率と実質的に同じ屈折率を有する請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
パージ・ガスが、少なくとも９５体積％のＨｅを含む請求項１５または請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
パージ・ガスが、９４〜９６体積％のＮ2と４〜６体積％のＨｅとを含む請求項１５または請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
λ1が約６３３ｎｍであり、λ2が約５３２ｎｍであり、λ3が約２６６ｎｍである前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記フラッシング・ガス手段が、前記請求項のいずれか一項で定義されたパージ・ガスの供給源と、前記空間へのパージ・ガスの流量を制御するためのガス流れ調整器と、前記空間からパージ・ガスを除去するための排出手段とを備える前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記流れ調整器が流れ絞り弁からなる請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記流れ調整器が送風機からなる請求項２０または請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記投影ビームの前記放射が、約１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
放射感受性材料の層によって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、
放射システムを使用して波長が１８０ｎｍ未満の放射の投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面でのパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを放射感受性材料の層のターゲット領域に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
波長λ1で動作する干渉変位測定手段を使用してテーブルの位置を求めるステップであって、前記テーブルが前記基板を保持する、または前記パターニング手段の一部を形成するのに適しているステップと、
前記テーブルの少なくとも一部を収容する空間にパージ・ガスを提供して、そこから大気を追い出すステップとを含み、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに波長λ1で空気の屈折率と実質的に同じ屈折率を有することを特徴とする方法。
【請求項２５】
さらに、波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を使用して圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するステップを含み、前記パージ・ガスが３種以上の異なる成分を含み、各成分が、等式
【数７】
0004330291.tif 000042
【数８】
0004330291.tif 000043
を実質的に満足するような波長λ2およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、Ｆjは、全部でｋ種の成分を含むパージ・ガス中の成分ｊの体積での割合であり、αj1は波長λ1での成分ｊの屈折度であり、αj2は波長λ2での成分ｊの屈折度であり、αj3は波長λ3での成分ｊの屈折度であり、αa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であり、
【数９】
0004330291.tif 000044
となっている請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
放射感受性材料の層によって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、
放射システムを使用して波長が１８０ｎｍ未満の放射の投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面でのパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを放射感受性材料の層のターゲット領域に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
波長λ1で動作する干渉変位測定手段を使用してテーブルの位置を求めるステップであって、前記テーブルが前記基板を保持する、または前記パターニング手段の一部を形成するのに適しているステップと、
波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を使用して圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するステップと、前記テーブルの少なくとも一部を収容する空間にパージ・ガスを提供して、そこから大気を追い出すステップとを含み、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、２種以上の成分を含み、各成分が、等式
【数１０】
0004330291.tif 000045
を実質的に満足するような波長λ1、λ2、およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、αm1は波長λ1でのパージ・ガスの屈折度であり、αm2は波長λ2でのパージ・ガスの屈折度であり、αm3が、波長λ3でのパージ・ガスの屈折度であり、
【数１１】
0004330291.tif 000046
であり、ここでαa1は波長λ1での空気の屈折率であり、αa2は波長λ2での空気の屈折率であり、αa3は波長λ3での空気の屈折率であることを特徴とする方法。
【請求項２７】
放射感受性材料の層によって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、
放射システムを使用して波長が１８０ｎｍ未満の放射の投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面でのパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを放射感受性材料の層のターゲット領域に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
テーブルの少なくとも一部を収容する空間にパージ・ガスを提供して、そこから大気を追い出すステップであって、前記テーブルが前記基板を保持する、または前記パターニング手段の一部を形成するのに適しており、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収しないステップと、
波長λ1で動作する干渉変位測定手段を使用して前記テーブルの位置を求めるステップと、
等式
Ｌ＝（ＤＩ）−Ｋ（ＳＨＩ）                     （９）
に従って波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を使用して、前記干渉変位測定手段の測定値（ＤＩ）を調節するステップであって、前記等式において、Ｌは、調節後の干渉変位測定手段測定値であり、ＳＨＩは第２の調波干渉測定手段の測定値であり、Ｋが係数であり、その値が、調節後の測定値Ｌに対する圧力、温度、およびパージ・ガス組成の変化の影響を補正するように最適化されているステップとを含み、
Ｋが等式
【数１２】
0004330291.tif 000047
によって与えられ、ここでαmxおよびαaxは、それぞれパージ・ガスまたは空気の波長λxでの屈折度を表し、αcxは、相対量ｃだけパージ・ガスに汚染された空気の波長λxでの屈折度を表し、ρは、圧力を絶対温度で割った商を表し、σρはρの標準偏差であり、σcはｃの標準偏差であることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項３から請求項８、請求項１１、請求項１４、請求項１７、または請求項１８のいずれか一項に記載の装置で使用されるパージ・ガス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターニングするためのパターニング手段と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターニングされたビームを基板のターゲット部分に結像するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
用語「パターニング手段」は、基板のターゲット部分に形成するパターンに対応してパターンを付けた断面を入射放射ビームに与えるために使用することができる手段を表すものと広く解釈すべきである。用語「光バルブ」をこの文脈で使用することもできる。一般に、前記パターンは、集積回路やその他のデバイス（以下参照）などターゲット部分に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。このようなパターニング手段の例としては、次のようなものが挙げられる。−マスクを保持するためのマスク・テーブル。マスクの概念は、リソグラフィでよく知られており、二相、交流移相、減衰移相などのマスク・タイプ、ならびに様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。放射ビーム中にそのようなマスクを配置することにより、マスク上のパターンに従って、マスクに衝突する放射の選択透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が生じる。マスク・テーブルは、入射放射ビームにおける所望の位置にマスクを保持することができることを保証し、かつ望みであればマスクをビームに対して移動することができることも保証する。
−プログラム可能ミラー・アレイ。そのようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックス・アドレス可能な表面である。そのような装置の背後にある基本原理は、（例えば）反射表面のアドレスされた領域が入射光を回折光として反射し、アドレスされていない領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用して、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、後ろに回折光のみを残すことができる。このようにすると、マトリックス・アドレス可能表面のアドレス指定パターンに従ってビームがパターニングされるようになる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して行うことができる。そのようなミラー・アレイに関するより多くの情報は、例えば参照により本明細書に組み込む米国特許第５２９６８９１号および米国特許第５５２３１９３号から得ることができる。
−プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の一例は、参照により本明細書に組み込む米国特許第５２２９８７２号に与えられている。
話を簡単にするために、この本文ではここから先、いくつかの箇所でマスク・テーブルおよびマスクに関わる例に特に注目することがある。しかし、そのような例で論じられる一般的な原理は、本明細書で上に記述したパターニング手段のより広い文脈で見られるべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合、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ことができ、このパターンを、放射感受性材料（レジスト）の層で被覆されている基板（シリコン・ウェハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイを備える）に結像することができる。一般に、単一のウェハが、１度に１つずつ投影システムによって連続的に放射される隣接ターゲット部分の回路網全体を含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターニングを採用する現行装置では、２つの異なるタイプの機械に区分することができる。１つのタイプのリソグラフィ投影装置では、各ターゲット部分が、マスク・パターン全体を一括してターゲット部分に露光することによって照射される。そのような装置は、一般にウェハ・ステッパと呼ばれる。代替装置（一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる）では、各ターゲット部分が、所与の基準方向（「スキャン」方向）に投影ビーム下でマスク・パターンを漸次スキャンし、それと同時にこの方向に平行に、または反平行に基板テーブルを同期してスキャンすることによって照射される。一般に、投影システムが倍率Ｍ（通常＜１）を有するので、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスク・テーブルがスキャンされる速度のＭ倍となる。ここに記述したリソグラフィ・デバイスに関するより多くの情報は、例えば参照により本明細書に組み込む米国特許第６０４６７９２号から得ることができる。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、（例えばマスクでの）パターンが、放射感受性材料（レジスト）の層によって少なくとも部分的に覆われた基板に結像される。この結像ステップの前に、基板にプライミング、レジスト・コーティング、ソフト・ベークなど様々な処置を施すことができる。露光後に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および結像されたフィーチャの測定／検査など他の処置を基板に施すこともできる。この一連の処置は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターニングするための基礎として使用される。次いで、そのようなパターン付き層に、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、化学機械研磨など様々なプロセスを施すことができる。これらは全て、個々の層を完成させるためのものである。複数の層が必要な場合、手順全体、またはその変形が、各新たな層ごとに繰り返されなければならない。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェハ）上に存在することになる。次いで、これらのデバイスを、ダイシングやソーイングなどの技法によって互いに分離し、個々のデバイスを、例えばキャリアに取り付ける、またはピンに接続することができる。そのようなプロセスに関するさらなる情報は、例えば参照により本明細書に組み込むＰｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔの著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」，Ｔｈｉｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４から得ることができる。
【０００５】
話を簡単にするために、投影システムを本明細書では以後「レンズ」と呼ぶ場合がある。しかし、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含めた様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。また、放射システムは、放射の投影ビームを指向する、成形する、または制御するためのこれら設計タイプのいずれかに従って動作する構成要素を含むことができ、そのような構成要素も以下で総称して、または個別に「レンズ」と呼ぶ。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ってよい。そのような「多段」デバイスでは、追加のテーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルに関して予備ステップを行い、その一方で１つまたは複数の他のテーブルを露光することができる。二段リソグラフィ装置は、例えば、参照により本明細書に組み込む米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ９８／４０７９１に記載されている。
【０００６】
結像することができるフィーチャのサイズを低減するために、照明放射の波長を低減することが望ましい。したがって、１８０ｎｍ未満、例えば１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長が採用される。しかし、そのような波長は、ビームが装置を横切るときに、通常の大気によって強く吸収され、受け入れることができない強度損失をもたらす。この問題を解決するために、装置にガスの流れを流すことが以前から提案されており、そのガスは照明波長に実質的に透明なものであり、例えば窒素（Ｎ2）である。
【０００７】
リソグラフィ投影装置は、干渉変位測定手段を備えることができ、それを使用して、マスクや基板テーブルなど可動テーブルの位置を正確に求める。この手段は、コヒーレント単色放射の測定ビームを使用して可動テーブルへの光路長（幾何的距離×屈折率）を測定する。測定手段は、圧力および温度の変化、ならびに測定ビームが横切る媒体の組成の変化に非常に敏感である。これら３つの変数全てが、媒体の屈折率に影響を及ぼす。通常、温度および圧力変動によって生じる屈折率の変化を見込むために、第２の調波干渉デバイスが使用される。温度および圧力の変動を補償することができるそのような第２の調波干渉デバイスに関するより多くの情報は、例えば参照により本明細書に組み込む米国特許第５４０４２２２号で見ることができる。
【０００８】
あるいは、第２の調波干渉計は、媒体の組成の変化を補償することができる。しかし、この第２の干渉計デバイスは、圧力および温度の変化と媒体の組成の変化とを同時に見込むことができない。
【０００９】
放射の投影ビームの波長での放射を吸収する酸素や水など任意のガスを除去するために、投影装置のいくつかの空間にパージ・ガスを流すことができる。本発明者は、システムをパージするために使用されるガスが、干渉変位測定手段が動作する領域に入った場合に、これらの領域の屈折率が変化し、位置測定値に影響が及ぼされることを見出した。測定手段が、必要な高い精度をもって動作し続けるように、前記媒体の屈折率の変化を回避しなければならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、パージ・ガスの流出が干渉変位測定手段に影響を与えないリソグラフィ投影装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的およびその他の目的は、本発明によれば、
前記基板テーブルの位置または前記パターニング手段の一部であるテーブルの位置を測定するための波長λ1で動作する干渉変位測定手段と、
空間から大気を追い出すために、その空間にパージ・ガスを供給するためのフラッシング・ガス手段であって、前記空間が、前記基板テーブルの少なくとも一部および／または前記パターニング手段の一部である前記テーブルの少なくとも一部を収容する手段とを備え、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに波長λ1で空気の屈折率と実質的に同じ屈折率を有する
ことを特徴とする冒頭の段落で指定したリソグラフィ装置において達成される。
【００１２】
本発明者は、例えば、それぞれ可動マスクおよび基板テーブルを通常備えるマスク段および基板段に、同じ測定条件下で空気と同じ屈折率を有する特定のガス組成物を流すことにより、干渉変位測定手段が必要な精度で動作し、その一方で波長１８０ｎｍ以下の放射の使用を可能にすることができることを見出した。
【００１３】
本発明のさらなる実施形態によれば、さらに、圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するための波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を備え、
前記パージ・ガスが３種以上の異なる成分を含み、各成分が、等式
【数１２】
0004330291.tif 000002
【数１３】
0004330291.tif 000003
を実質的に満足するような波長λ2およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、Ｆjは、全部でｋ種の成分を含むパージ・ガス中の成分ｊの体積での割合であり、αj1は波長λ1での成分ｊの屈折度であり、αj2は波長λ2での成分ｊの屈折度であり、αj3は波長λ3での成分ｊの屈折度であり、αa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であり、
【数１４】
0004330291.tif 000004
となっている上で指定した装置が提供される。
【００１４】
装置内に第２の調波干渉計が存在する場合、単に、変位測定干渉計が動作する波長で空気の屈折率に対するパージ・ガスの屈折率を調整するのでは、パージ・ガス漏れによって生じる変位測定値の誤差を克服するのに十分でない。したがって、本発明者は、典型的にはそれぞれ大きく異なる屈折度を有する少なくとも３つの異なる成分を含むパージ・ガス組成物を考案した（ここで屈折度は屈折率−１と定義される）。上に与えられた等式をガスが満足する、または実質的に満足するようにガスを適切に選択することで、パージ・ガスの組成変化が、どの干渉計の測定値に対しても全く、またはほとんど影響を及ぼさない。したがって、温度、圧力の変化、およびパージ・ガスの漏れを考慮した正確な位置測定を得ることができる。
【００１５】
本発明のさらなる態様によれば、
前記基板テーブルの位置または前記パターニング手段の一部であるテーブルの位置を測定するための波長λ1で動作する干渉変位測定手段と、
圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するための波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段と、
空間から大気を追い出すために、その空間にパージ・ガスを供給するためのフラッシング・ガス手段であって、前記空間が、前記基板テーブルの少なくとも一部および／または前記パターニング手段の一部である前記テーブルの少なくとも一部を収容する手段とを備え、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、２種以上の成分を含み、各成分が、等式
【数１５】
0004330291.tif 000005
を実質的に満足するような波長λ1、λ2、およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、αm1は波長λ1でのパージ・ガスの屈折度であり、αm2は波長λ2でのパージ・ガスの屈折度であり、αm3は波長λ3でのパージ・ガスの屈折度であり、
【数１６】
0004330291.tif 000006
であり、ここでαa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であることを特徴とする冒頭の段落で指定したリソグラフィ装置が提供される。
【００１６】
この態様では、変位測定干渉計も第２の調波干渉計も、パージ・ガス汚染を考慮した正確な測定値を提供する必要がない。そうではなく、この態様は、パージ・ガス汚染の影響を見込むように干渉計システム全体が調節されることを保証する。これは、変位測定干渉計の誤差を第２の調波干渉計の誤差で相殺することによって達成される。本発明のこの態様は、温度、圧力、およびパージ・ガスの漏れの影響を干渉計の測定値において正確に見込むことができる代替様式を提供し、より簡単なガス混合物、例えばただ２種の異なるガスの混合物を使用することを可能にする。
【００１７】
本発明のさらなる態様によれば、
空間から大気を追い出すために、その空間にパージ・ガスを供給するためのフラッシング・ガス手段であって、前記空間が、前記基板テーブルの少なくとも一部および／または前記パターニング手段の一部であるテーブルの少なくとも一部を収容し、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収しない手段と、
前記基板テーブルの位置または前記パターニング手段の一部である前記テーブルの位置を測定するための波長λ1で動作する干渉変位測定手段と、
等式
Ｌ＝（ＤＩ）−Ｋ（ＳＨＩ）            （９）
に従って前記干渉変位測定手段の測定値（ＤＩ）を調節するための波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段とを備え、前記等式において、Ｌは、調節後の干渉変位測定手段測定値であり、ＳＨＩは第２の調波干渉測定手段の測定値であり、Ｋは係数であり、その値が、圧力、温度、およびパージ・ガス組成の変化の影響が調節後の測定値Ｌから部分的になくされるように最適化されていることを特徴とする冒頭の段落に指定したリソグラフィ装置が提供される。
【００１８】
本発明のこの態様では、係数Ｋは、長さ測定値Ｌの取り得る誤差が最小になるように最適化される。この実施形態は、使用することができるガスの特定の組合せに関して本発明のはじめの３つの実施形態よりも要求が小さく、したがってパージ・ガス組成変化によって導入される誤差を低減することができるコスト効果がより高い様式を提供する。
【００１９】
本発明のさらなる態様によれば、
放射感受性材料の層によって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、
放射システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面でのパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを放射感受性材料の層のターゲット領域に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
波長λ1で動作する干渉変位測定手段を使用してテーブルの位置を求めるステップであって、前記テーブルが前記基板を保持する、または前記パターニング手段の一部を形成するのに適しているステップと、
前記テーブルの少なくとも一部を収容する空間にパージ・ガスを提供して、そこから大気を追い出すステップとを含み、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに、波長λ1で、空気の屈折率と実質的に同じ屈折率を有することを特徴とする方法が提供される。
【００２０】
１つの好ましい実施形態では、前記方法がさらに、波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を使用して圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するステップを含む。この実施形態では、パージ・ガスが３種以上の異なる成分を含み、各成分が、等式
【数１７】
0004330291.tif 000007
【数１８】
0004330291.tif 000008
を実質的に満足するような波長λ2およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、Ｆjは、全部でｋ種の成分を含むパージ・ガス中の成分ｊの体積での割合であり、αj1は波長λ1での成分ｊの屈折度であり、αj2は波長λ2での成分ｊの屈折度であり、αj3は波長λ3での成分ｊの屈折度であり、αa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であり、
【数１９】
0004330291.tif 000009
となっている。
【００２１】
本発明のさらなる態様は、
放射感受性材料の層によって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、
放射システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面でのパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを放射感受性材料の層のターゲット領域に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
波長λ1で動作する干渉変位測定手段を使用してテーブルの位置を求めるステップであって、前記テーブルが前記基板を保持する、または前記パターニング手段の一部を形成するのに適しているステップと、
波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を使用して圧力および温度の変化の影響を実質的になくすように前記干渉変位測定手段の測定値を調節するステップと、
前記テーブルの少なくとも一部を収容する空間にパージ・ガスを提供して、そこから大気を追い出すステップとを含み、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収せず、２種以上の成分を含み、各成分が、等式
【数２０】
0004330291.tif 000010
を実質的に満足するような波長λ1、λ2、およびλ3での屈折度を有し、前記等式において、αm1は波長λ1でのパージ・ガスの屈折度であり、αm2は波長λ2でのパージ・ガスの屈折度であり、αm3が、波長λ3でのパージ・ガスの屈折度であり、
【数２１】
0004330291.tif 000011
であり、ここでαa1は波長λ1での空気の屈折度であり、αa2は波長λ2での空気の屈折度であり、αa3は波長λ3での空気の屈折度であることを特徴とする方法を提供する。
【００２２】
本発明のさらなる態様は、
放射感受性材料の層によって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、
放射システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面でのパターンを与えるステップと、
前記パターニングされた放射ビームを放射感受性材料の層のターゲット領域に投影するステップと
を含むデバイス製造方法であって、
テーブルの少なくとも一部を収容する空間にパージ・ガスを提供して、そこから大気を追い出すステップであって、前記テーブルが前記基板を保持する、または前記パターニング手段の一部を形成するのに適しており、前記パージ・ガスが、前記放射の投影ビームを実質的に吸収しないステップと、
波長λ1で動作する干渉変位測定手段を使用して前記テーブルの位置を求めるステップと、
等式
Ｌ＝（ＤＩ）−Ｋ（ＳＨＩ）            （９）
に従って波長λ2およびλ3で動作する第２の調波干渉測定手段を使用して、前記干渉変位測定手段の測定値（ＤＩ）を調節するステップであって、前記等式において、Ｌは、調節後の干渉変位測定手段測定値であり、ＳＨＩは第２の調波干渉測定手段の測定値であり、Ｋが係数であり、その値が、圧力、温度、およびパージ・ガス組成の変化の影響が調整後の値Ｌから部分的になくされるように最適化されているステップとを含むことを特徴とする方法を提供する。
【００２３】
この本文では、本発明による装置のＩＣ製造での使用に特に言及する場合があるが、そのような装置が多くの他の可能な適用例も有することをはっきりと理解されたい。例えば、集積光学系、磁区メモリ用の誘導および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。そのような代替適用例の文脈では、この本文における用語「焦点板」、「ウェハ」、または「ダイ」の使用を、より一般的な用語「マスク」、「基板」、および「ターゲット領域」でそれぞれ置き代えられるものとみなすべきであることを当業者は理解されよう。
【００２４】
この文書では、用語「照明放射」および「照明ビーム」を、紫外放射（例えば、波長３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍ）、およびＥＵＶ、ならびにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めたあらゆるタイプの電磁放射を包含するものとして使用する。
【００２５】
次に、本発明の実施形態を単に例として添付概略図面に関連付けて説明する。
【００２６】
図において、対応する参照符号は、対応する部分を示す。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は、本発明のある特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のものを備える。
放射（例えばＵＶもしくはＥＵＶ放射、例えば１８０ｎｍ未満、例えば約１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する放射）の投影ビームＰＢを供給するための放射システムＬＡ、Ｅｘ、ＩＬ。
マスクＭＡ（例えば焦点板）を保持するためのマスク・ホルダを備え、アイテムＰＬに関してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１の対象物テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ。
基板Ｗ（例えばレジスト被覆シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備え、アイテムＰＬに関して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２の対象物テーブル（基板テーブル）ＷＴ。
基板Ｗのターゲット部分Ｃ（１つまたは複数のダイを備える）にマスクＭＡの照射部分を結像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、ミラー群の屈折系または反射屈折系）。
【００２８】
本明細書で示すように、この装置は、透過性タイプの（すなわち透過性マスクを有する）ものである。しかし一般には、例えば反射性タイプの（反射性マスクを有する）ものであってもよい。別法として、この装置は、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなど別の種類のパターニング手段を使用することができる。
【００２９】
放射システムは、放射のビームを発生する放射源ＬＡ（例えばＨｇランプまたはエキシマ・レーザ）を備える。このビームは、直接的に、または例えばビーム拡大器Ｅｘなどの調整手段を通過した後に、照明システム（照明器）ＩＬに供給される。照明器ＩＬは、ビームの強度分布の外側および／または内側放射範囲（一般にそれぞれσ外側およびσ内側と呼ばれる）を設定するための調節手段ＡＭを備える。さらに、一般には、積分器ＩＮや集光レンズＣＯなど様々な他の構成要素も備える。このようにして、マスクＭＡに衝突するビームＰＢが、その断面で所望の均一性および強度分布を有するようにする。
【００３０】
図１に関して、放射源ＬＡは、（例えば放射源ＬＡが水銀ランプであるときにしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内部にある場合があり、しかしリソグラフィ投影装置から離れていて、生成する放射ビームが（例えば適切な方向付けミラーによって）装置内に導かれる場合もあることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザであるときにしばしばそうである。本発明および特許請求の範囲はこれら両方のシナリオを包含する。
【００３１】
ビームＰＢはその後、マスク・ホルダ内でマスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに交差する。ビームＰＢは、マスクＭＡを横切った後、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬが、基板Ｗのターゲット部分ＣにビームＰＢを合焦する。第２の位置決め手段（および波長λ1、例えば約６３３ｎｍで動作する干渉変位測定デバイスを備える干渉計測定手段ＩＦ）によって、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの経路内に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように正確に移動することができる。同様に、第１の位置決め手段を使用して、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、またはスキャン中に、ビームＰＢの経路に関してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、対象物テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１には明示していない長ストローク・モジュール（粗い位置決め）と短ストローク・モジュール（精密位置決め）とを用いて実現される。しかし、（ステップアンドスキャン装置と異なり）ウェハ・ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータにのみ接続することができる、または固定することができる。
【００３２】
図示した装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴが本質的に静止して保たれ、マスク像全体が、ターゲット部分Ｃに１度に（すなわちただ１回の「フラッシュ」で）投影される。次いで、基板テーブルＷＴがｘおよび／またはｙ方向にシフトされ、それにより別のターゲット部分ＣをビームＰＢによって照射することができる。
２．スキャン・モードでは、所与のターゲット部分Ｃがただ１回の「フラッシュ」で露光されない点を除き、本質的に同じシナリオが適用される。１回のフラッシュで露光するのではなく、マスク・テーブルＭＴが速度ｖで所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、例えばｘ方向）に移動可能であり、それにより投影ビームＰＢがマスク像全体にわたってスキャンするようになっている。それと並行して、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または逆方向に同時に移動される。ここでＭはレンズＰＬの倍率である（典型的にはＭ＝１／４または１／５）。このようにすると、分解能を損なわずに、比較的大きなターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００３３】
図２は、本発明によるリソグラフィ装置の、マスク・テーブルＭＴを備えるマスク段をより詳細に示す。
【００３４】
マスクＭがマスク・テーブルＭＴの凹部に保持され、マスク・テーブルＭＴは、Ｚｅｒｏｄｕｒ（ＲＴＭ）などのセラミック材料から製造することができ、リソグラフィ装置の動作中に駆動システム（図示せず）によって位置決めされることがわかる。マスク・テーブルＭＴは、投影ビームＰＢを発生するコリメーティング光学系ＣＯの最後の要素と、マスクＭを通過した投影ビームＰＢをウェハＷ（図１および３に示される）上に投影する投影レンズ系ＰＬの最初の要素との間に近接して挟まれる。
【００３５】
マスク段は、以下の区域または空間２〜６に分割することができる。空間２は、最終照明器光学系ＣＯとマスク・テーブルＭＴとの間にある。空間３は、マスク・テーブルＭＴ内部で、マスクＭの上方にある。空間４は、マスク・テーブルＭＴ内部で、マスクＭと薄膜１３との間にある。空間５は、マスク・テーブルＭＴ内部で、薄膜１３の下方にある。空間６は、マスク・テーブルＭＴと投影レンズ系ＰＬとの間にある。各空間が、ガス供給源１１から当該の流れ調整器１１２〜１１６を介して提供されるパージ・ガスを流される。各空間の別の側で、パージ・ガスは、当該の真空ポンプ１２２〜１２６を介してリザーバ１２に除去される。リザーバ１２は、選択された空間内でガスを制御して再使用することを可能にするように仕切ることができ、回収されたガスを洗浄する、またはスクラブするためにデバイス１２ａを含むことができる。
【００３６】
望みであれば、マスク段内の様々な空間を互いに離隔して、層流を保証することができる。例えば、ＣａＦまたは溶解ＳｉＯ2などの薄いシート１４を、マスク・テーブルＭＴの凹部を覆うために提供し、空間２を空間３から離隔することができる。同様に、空間５と６を離隔し、投影レンズ系ＰＬの第１の要素の非平坦面を覆うために、それぞれシート１５および１６を使用することができる。
【００３７】
マスク・テーブルＭＴ内部で空間３、４、および５にガス流れを供給する、かつそこから除去するために、マスク・テーブルの本体内に適切な管路が提供される。マスク・テーブルが空気にさらされていたときには、例えば装置の非動作期間後、またはマスク交換後、露光が行われる前にパージ・ガスが短時間供給され、例えばマスク・テーブルの非平坦部分に堆積している可能性がある空気を流し出す。
【００３８】
図３は、図１のリソグラフィ装置のウェハ段を示す。ウェハ段の移動範囲全体を覆うパージ・ガス経路を提供する必要を回避するために、フラッシング・ガス供給出口１７および排気入口１８が投影レンズ系ＰＬの下側端部、最終要素の各側部に取り付けられる。出口１７および入口１８はそれぞれ、流れ調整器１１７および真空ポンプ１２７を介してガス供給源１１およびリザーバ１２に接続される。特に出口１７、しかし入口１８も、パージ・ガスの流れを案内するために羽根を備えることができる。まだ平坦になっていない場合、投影レンズ系ＰＬの最終要素を、上述した薄いシートで覆うことができる。
【００３９】
上述の流れ調整器１１２〜１１７は、特定の実施形態および利用可能なガス供給源に必要なガス流量を提供するのに必要な静的または制御可能圧力または流れリデューサおよび／または送風機を備えることができる。
【００４０】
本発明によれば、装置のマスク段および／または基板段に、パージ・ガスを流すことができる。パージ・ガスは通常、Ｎ2、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、およびＸｅから選択される２種以上のガスの混合物を備える。使用されるガス組成物は、ＵＶ放射波長の投影ビームに実質的に透明であり、同じ温度および圧力条件（例えば標準クリーン・ルーム条件）下で同じ波長の放射を使用して測定したときに、実質的に空気と同じ屈折率を有するものである。屈折率は、干渉変位測定手段ＩＦで使用される放射ビームの波長で、空気の屈折率と同じであるべきである。マスク段および／または基板段でのパージ・ガスの圧力は大気圧であってよく、あるいは大気圧より大きくてよく、それにより、何らかの漏れがあると、ガスの流出が起き、入射空気によってシステムが汚染されない。
【００４１】
本発明で使用するのに適したガス混合物を求めるためには、混合物の屈折率を知らなければならない。特定の分圧、温度、および波長λ1でのｋ種のガスの混合物の屈折率ｎ1は、以下の等式を使用して求めることができる。
【数２２】
0004330291.tif 000012
ここで、ｎj1は、波長λ1でのパージ・ガスｊの屈折率である。
【００４２】
屈折度αは、以下の等式によって屈折率ｎに関係している。
αi＝ｎi−１            （６ａ）
したがって、ｋ種のガスの混合物に関して、
【数２３】
0004330291.tif 000013
となり、ここでＦjはガスｊの相対体積濃度であり、αj1は波長λ1でのパージ・ガスｊの屈折度である。したがって、本発明のこの実施形態のためには、パージ・ガスがガスｘおよびｙの混合物からなる場合、その２種のガスの相対体積濃度が以下の等式に適合しなければならない。
αa1＝Ｆxαx1＋Ｆyαy1      （８）
ここで、αa1は波長λ1での空気の屈折度である。あるいは、より一般的には、
【数２４】
0004330291.tif 000014
であり、ここでＦj、αj1、およびαa1は上で定義したものであり、
【数２５】
0004330291.tif 000015
となる。
【００４３】
屈折度および屈折率は、圧力、温度、および波長に依存し、したがって上述の等式、および本明細書で述べる他の全ての等式の全てのｎおよびαの値が同じ温度および圧力に関係していなければならない。通常は、標準クリーン・ルーム条件が使用される。この計算に使用される波長λ1は、干渉変位測定手段の放射ビームの少なくとも１つの波長と同じであるべきである。
【００４４】
この等式に適合する適切なガス混合物には、Ｎ2と、１〜５体積％のＨｅ、好ましくは２〜３体積％のＨｅ、１〜５体積％のＮｅ、好ましくは３．５〜２．５体積％のＮｅ、または３５〜５０体積％のＡｒ、好ましくは４０〜４５体積％のＡｒとを含む混合物、Ａｒと、１〜５体積％のＸｅ、好ましくは２〜３体積％のＸｅとを含む混合物、Ａｒと、５〜１０体積％のＫｒ、好ましくは６〜８体積％のＫｒとを含む混合物、およびＮ2と、０．５〜３体積％のＨｅと、０．５〜３体積％のＸｅとを含む混合物が含まれる。６３３ｎｍの波長λ1で使用するのに好ましいガス混合物には、以下の表１に記載される混合物が含まれる。全ての数字が体積％単位である。
【表１】
0004330291.tif 000016
【００４５】
（実施形態２）
以下に述べることを除き第１の実施形態と同じである本発明のこの実施形態では、干渉計測定手段ＩＦが、干渉変位測定デバイスと、第２の調波干渉デバイスとを備える。第２の調波干渉デバイスが、２つの異なる波長で装置内の大気の屈折度を測定する。このようにして、屈折度に対する圧力および温度の影響を求め、それに従ってそのような変化を見込んで変位干渉計の測定値を調節することが可能になる。
【００４６】
これは、第２の調波干渉計の測定値を係数Ｋa倍し、その後、この値を変位干渉計測定値から引くことによって達成される。したがって、補正後の長さＬは、
Ｌ＝（ＤＩ）−Ｋa（ＳＨＩ）            （９）
によって与えられる。ここで、ＤＩは変位干渉計測定値であり、ＳＨＩは第２の調波干渉計測定値であり、ＤＩおよびＳＨＩは、平均空気中の操作に関して補正される。
【００４７】
係数Ｋaは、以下の式から求められる。
【数２６】
0004330291.tif 000017
ここで、αayは波長λyでの空気の屈折度であり、干渉変位測定手段は波長λ1で操作され、第２の調波干渉計測定手段は波長λ2およびλ3で操作され、波長λ2は通常、波長λ3よりも大きい。例えばλ2が約５３２ｎｍであり、λ3が約２６６ｎｍである。通常、λ1は、λ2およびλ3と異なる。しかし、λ1をλ2またはλ3と等しくすることも可能である。
【００４８】
このような様式での変位干渉計測定値の調整は、位置測定値が、リソグラフィ装置内部の温度および圧力の変化の影響を受けないことを保証する。
【００４９】
波長λ1で空気と同じ屈折率（または屈折度）を有するパージ・ガスを選択することにより、パージ・ガスが測定領域内に漏れたときでさえ変位干渉計デバイスが正確であることが保証される。しかし、パージ・ガスの漏れは依然として、第２の調波干渉計が動作する波長λ2およびλ3で屈折度測定値の大きな不正確さをもたらす。これは、最終的な位置測定値の誤差をもたらす可能性がある。本発明のこの実施形態は、パージ・ガスの漏れがどちらの干渉計デバイスに対しても影響を及ぼさないことを保証することによってこの問題に対処する。これは、３種以上のｋ種のガスを含むパージ・ガスを使用し、以下の３つの等式を満足する、または実質的に満足することによって達成することができる。
【数２７】
0004330291.tif 000018
【数２８】
0004330291.tif 000019
【数２９】
0004330291.tif 000020
ここでＦ、α、ｊ、およびｋは上で定義したものである。
【００５０】
上の３つの等式を同時に解くことによって、各ガスｊの必要な割合を求めることができる。等式（１）を満足することにより、波長λ1での混合物の屈折度（または屈折率）が、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに空気と同じになることが保証される。
【００５１】
この実施形態で使用される適切なガス混合物には、異なる屈折度を有する３種以上の成分の混合物が含まれる。例えば、パージ・ガスが、２００〜７００ｎｍの波長で１×１０-4未満の屈折度を有する１種または複数種の成分と、２００〜７００ｎｍの波長で１×１０-4よりも大きい屈折度を有する２種以上の成分とを含む。通常、２００〜７００ｎｍの波長で１×１０-4未満の屈折度を有する成分が１〜４０体積％、好ましくは２〜２０体積％の量だけ存在し、２００〜７００ｎｍの波長で１×１０-4よりも大きい屈折率を有する２種以上の成分が６０〜９９体積％、好ましくは８０〜９８体積％の量だけ存在する。
【００５２】
例えば、パージ・ガスは、Ｎ2、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、およびＸｅから選択される３種以上のガスを含むことができる。通常、パージ・ガスは、Ｈｅおよび／またはＮｅを、Ｎ2、Ａｒ、Ｋｒ、およびＸｅから選択される２種以上のガスとともに含む。より好ましくは、パージ・ガスは、Ｈｅおよび／またはＮｅと、Ａｒおよび／またはＮ2と、Ｋｒおよび／またはＸｅとを含む。
【００５３】
通常、パージ・ガスは、１〜４０体積％、好ましくは２〜２０体積％、より好ましくは４〜１６体積％の量のＨｅおよび／またはＮｅと、６０〜９９体積％、好ましくは８０〜９８体積％、より好ましくは８４〜９６体積％の量のＮ2、Ａｒ、Ｋｒ、およびＸｅから選択される２種以上のガスとを含む。例えば、２〜２０体積％、好ましくは４〜１６体積％の量のＨｅおよび／またはＮｅと、５０〜９６体積％、好ましくは６０〜９２体積％の量のＡｒおよび／またはＮ2と、２〜４０体積％、好ましくは３〜３０体積％の量のＫｒまたはＸｅとを含む。より好ましくは、２〜２０体積％、好ましくは４〜１６体積％の量のＨｅおよび／またはＮｅと、（ｉ）５０〜７０体積％の量のＡｒおよび／またはＮ2と、１０〜４０体積％の量のＫｒとを含む、または（ｉｉ）７０〜９０体積％の量のＡｒおよび／またはＮ2と、０．５〜２０体積％の量のＸｅとを含む。
【００５４】
この実施形態による好ましいパージ・ガスには、以下の表２に記載されているものが含まれる。全ての数字が体積％単位で与えられている。
【表２】
0004330291.tif 000021
【００５５】
（実施形態３）
以下に述べることを除いて第１の実施形態と同じである本発明の第３の実施形態では、第２の調波干渉デバイスを使用して、温度および圧力の変化を見込んで変位干渉計の測定値を調節する。第２の調波干渉デバイスは、上の実施形態２で説明した。この第３の実施形態では、パージ・ガス汚染を見込んで、干渉計システム全体の応答を調節する。これは、２つの干渉計デバイスそれぞれにおいてパージ・ガス汚染によって生じる誤差を相殺することによって達成される。
【００５６】
この実施形態では、少なくとも２種の成分がパージ・ガスを構成し、以下の等式を実質的に満足しなければならない。
【数３０】
0004330291.tif 000022
ここで、αm1、αm2、およびαm3は上で定義したものであり、
【数３１】
0004330291.tif 000023
であり、αa1、αa2、およびαa3は上で定義したものである。実施形態１および２の場合と同様に、ガスの割合の合計は１、すなわち、
【数３２】
0004330291.tif 000024
とならなければならず、ここでＦ、ｊ、およびｋは上で定義したものである。
【００５７】
波長λ1でのパージ・ガスの屈折度は、
【数３３】
0004330291.tif 000025
によって与えられる。波長λ2では、前記屈折度が
【数３４】
0004330291.tif 000026
によって与えられ、λ3では
【数３５】
0004330291.tif 000027
であり、
【数３６】
0004330291.tif 000028
という条件がある。
【００５８】
等式（３）、（４）、および（５）を満足しなければならないという条件で、等式（１０）、（１１）、および（１２）を組み合わせることによって様々なパージ・ガス組成を算出することができる。屈折度に関するより多くの情報については、例えば、参照により本明細書に組み込むＭａｘ  Ｂｏｒｎ  ＆  ＥｍｉｌＷｏｌｆ著「Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  ｏｐｔｉｃｓ，  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｎｄ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ」，ｓｉｘｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ  Ｏｘｆｏｒｄを参照されたい。
【００５９】
適切なガス混合物には、異なる屈折度を有する２種以上の成分の混合物が含まれる。例えば、パージ・ガスは、２００〜７００ｎｍの波長で３×１０-4未満の屈折度を有する１種または複数種の成分と、２００〜７００ｎｍの波長で３×１０-4よりも大きい屈折度を有する１種または複数種の成分を含む。通常、２００〜７００ｎｍの波長で３×１０-4未満の屈折度を有する１種または複数種の成分が５０〜９９体積％の量だけ存在し、２００〜７００ｎｍの波長で３×１０-4よりも大きい屈折度を有する１種または複数種の成分が１〜５０体積％の量だけ存在する。波長λ1でのパージ・ガス混合物の屈折率（または屈折度）は、同じ波長、温度、および圧力で測定したときに空気と異なる。
【００６０】
例えば、パージ・ガスは、Ｎ2、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、およびＸｅから選択される２種以上のガスを含むことができる。パージ・ガスは通常、Ｎ2、Ｈｅ、Ｎｅ、およびＡｒから選択される１種または複数種のガスと、Ｋｒおよび／またはＸｅとを含む。
【００６１】
通常、パージ・ガスは、５０〜９９体積％、好ましくは６５〜９８体積％の量のＮ2、Ｈｅ、Ｎｅ、および／またはＡｒと、１〜５０体積％、好ましくは２〜３５体積％の量のＫｒおよび／またはＸｅとを含む。例えば、６５〜９０体積％の量のＮ2、Ｈｅ、Ｎｅ、および／またはＡｒと、１０〜３５体積％の量のＫｒとを含む。あるいは、９０〜９８％の量のＮ2、Ｈｅ、Ｎｅ、および／またはＡｒと、２〜１０体積％の量のＸｅとを含むことができる。
【００６２】
この実施形態による好ましいパージ・ガスには、以下の表３に記載されているものが含まれる。全ての数字が体積％単位で与えられている。
【表３】
0004330291.tif 000029
【００６３】
（実施形態４）
以下に述べることを除いて第１の実施形態と同じである本発明のさらなる実施形態によれば、典型的には、温度、圧力、およびパージ・ガス汚染の影響を部分的にのみ補償する装置を使用することができる。この実施形態は、好ましいパージ・ガスの特定の成分、例えばＫｒやＸｅの費用または入手しやすさが限られている場合に特に重要となる場合がある。
【００６４】
この実施形態では、第２の調波干渉デバイスによって求められる補正係数Ｋを、圧力および温度変化を見込む補正はそれほど正確ではないが、パージ・ガスによる汚染により導入される誤差はある程度補正されるように最適化することができる。したがって、適切な値の第２の調波干渉計係数を使用した圧力、温度、およびパージ・ガス誤差の同時補正が用いられる。
【００６５】
適切な係数は以下のように計算することができる。この計算スキームでは、αjx、αmx、およびαaxがガスｊの屈折度を表し、それぞれ波長λxおよびαcxでのパージ・ガスまたは空気が、相対量ｃのパージ・ガスによって汚染される空気の屈折度を表す。
αcx＝（１−ｃ）αax＋ｃαmx              （１３）
【００６６】
変位測定干渉計の経路内での空気の乱流および汚染が、測定経路中の空気の観測される屈折率の変化をもたらす。測定される距離の誤差Ｅは、
Ｅ＝（Δαc1−ＫΔ（αc3−αc2））Ｌ      （１４）
によって与えられる。
【００６７】
ここで、Ｌは、変位測定干渉計の測定経路の長さであり、Δαc1は波長λ1での屈折度の変化であり、Δ（αc3−αc2）は、第２の調波干渉システムの波長λ2とλ3の屈折度の差の変化である。屈折度は、圧力（ｐ）を絶対温度（Ｔ）で割った商に比例し、それにより圧力および温度の影響のみを見込めば、Δαc1およびΔ（αc3−αc2）は、
【数３７】
0004330291.tif 000030
【数３８】
0004330291.tif 000031
によって与えられ、ここでρ＝ｐ／Ｔであり、Δｐはρの変化量である。
【００６８】
パージ・ガスによる汚染の相対量の変化を見込むと、Δｃ、Δαc1、およびΔ（αc3−αc2）は、
Δαc1＝Δｃ（αm1−αa1）      （１７）
Δ（αc3−αc2）＝Δｃ（αm3−αa3−αm2＋αa2）      （１８）
によって与えられる。
【００６９】
σρをρの標準偏差とすると、乱流による誤差の標準偏差（σE,ρ）は、
【数３９】
0004330291.tif 000032
によって与えられる。
【００７０】
σcをｃの標準偏差とすると、パージ・ガス汚染による誤差の標準偏差（σE,c）は、
σE,c＝σｃ（（αm1−αa1）−Ｋ（αm3−αm2−αa3＋αa2））Ｌ  （２０）
によって与えられる。長さ測定値の総分散は、
【数４０】
0004330291.tif 000033
によって与えられる。
【００７１】
Ｋの最適値は
0004330291.tif 000034
を設定することによって見つけることができる。その結果得られるＫに関する最適値は、
【数４１】
0004330291.tif 000035
によって与えられる。
【００７２】
したがって、この公式によって与えられるＫの値は、必ずしも完全にではないが、同時に圧力、温度、およびパージ・ガス誤差の補正を提供する。汚染の変動がゼロのとき、上述の公式が公式（５）、すなわち圧力および温度のみを補正するために通常使用される公式に変わる。
【００７３】
この実施形態で使用されるパージ・ガスは、波長λ1で空気の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。この実施形態の別の態様では、パージ・ガスが波長λ1で、同じ波長、温度、および圧力で空気の屈折率と同じ、または実質的に同じ屈折率を有する。
【００７４】
本発明のこの実施形態では、ヘリウムまたはネオンの単独での使用、またはほぼ単独での使用を用いることができることに留意されたい。したがって、パージ・ガスは少なくとも９０％、好ましくは少なくとも９５％または９８％の単独のヘリウムまたはネオン、あるいはこれらのガスの混合物を含むことができる。どちらのガスも非常に低い屈折度を有し、リソグラフィ機器において干渉計デバイスで一般に採用される波長間の屈折度の変化が小さい。これら２種のガスの１つによる干渉計測定領域の汚染は、チャンバ内の圧力が低減するかのように効果的に作用し、これは、第２の調波干渉デバイスによって通常の形で補償することができる。実施形態のこの態様の利点は、ヘリウムおよびネオン、特にヘリウムが比較的安価なガスであることである。さらに、適切な係数Ｋが計算されるとき、そのような係数の使用により総誤差がほとんどなくなる。
【００７５】
ただし、ヘリウムまたはネオンと窒素との組合せが、低い総誤差を維持する改良型システムを提供し、しかし２つの異なる干渉計によって生成される誤差が互いに相殺される程度は、はるかに小さくなる。これは、２つの干渉計のどちらにおける誤差も小さいことが、干渉計システムによって生成される結果の総誤差をより小さくするという追加の利点を有する。したがって、本発明のこの実施形態で使用する代替パージ・ガスには、ヘリウムおよび／またはネオンと窒素との混合物が含まれる。例えば、９０〜９９体積％の窒素と、１〜１０体積％のヘリウムおよび／またはネオンとの混合物、より好ましくは９４〜９６体積％の窒素と、４〜６体積％のヘリウムおよび／またはネオンとの混合物である。
【００７６】
本発明の特定の実施形態を上述したが、説明したのとは異なる方法で本発明を実施することもできることを理解されたい。上の説明は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】図１のリソグラフィ投影装置のマスク段をより詳細に示す図である。
【図３】図１のリソグラフィ投影装置の基板段をより詳細に示す図である。
【符号の説明】
ＣＯ  照明器光学系
ＬＡ、Ｅｘ、ＩＬ  放射システム
Ｍ  マスク
ＭＴ  マスク・テーブル
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影レンズ系
２〜６  空間
１１  ガス供給源
１２  リザーバ
１３  薄膜
１４、１５、１６  シート
１７  フラッシング・ガス供給出口
１８  排気入口
１１２〜１１７  流れ調整器
１２２〜１２６  真空ポンプ
１２７  真空ポンプ
【図１】
0004330291.tif 000048
【図２】
0004330291.tif 000049
【図３】
0004330291.tif 000050