JP2009182339A - リソグラフィ装置、レチクル交換ユニットおよびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置内でレチクルを移動するためのレチクル交換ユニットを提供すること。
【解決手段】レチクルの表面は、ガス浸透性ペリクル・フレームによりレチクルに取り付けられているペリクルにより保護されている。このレチクル交換ユニットは、レチクル準備チャンバ、ペリクル・フレームの複数の露光したガス浸透部分をレチクル準備チャンバの内部に向けるように配置されているレチクル移送ユニット、および前記レチクル準備チャンバと結合していて、ガスがペリクル・フレームを通して、ペリクルとレチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れるように、ペリクル・フレームの露光したガス浸透部分が、レチクル準備チャンバの内部の方を向いている場合に、レチクル準備チャンバにパージガス圧およびパージガス圧より低い排気圧を交互に供給するように配置されているパージガス圧および排気圧供給装置を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置、レチクル交換ユニットおよびデバイス製造方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板上の目標部分上に所望のパターンを形成する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造の際に使用することができる。その場合、レチクルのようなパターニング・デバイスを、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用することができ、このパターンは、放射線感光材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウェハ）上の目標部分（例えば、１つまたは数個のダイの一部を含む）上に画像形成することができる。通常、１つの基板は、連続的に露光される隣接する目標部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置は、各目標部分が、一度に目標部分上に全パターンを露光することにより照射されるいわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）に平行にまたは逆平行に基板を同期状態で走査しながら、上記走査方向に投影ビームを通してパターンを走査することにより、各目標部分が照射されるいわゆるスキャナを含む。

レチクル（マスクとも呼ばれる）は、反射性のものであっても、透過性のものであってもよい。反射性レチクルは、投影ビームのパターン化されたバージョンを反射し、反射したビームは基板の方向に向けられる。透過性レチクルは、投影ビームのパターン化されたバージョンを透過し、透過したビームは基板の方向に向けられる。レチクルは、多くの場合、例えば、パターン化されたクロム層の形をしているその一方の側面上にパターンが供給されるガラス・プレートを含む。レチクルのパターン化された表面を保護するために、ペリクル（例えば、薄いフォイルまたは薄いガラス・プレートの形をしている透明な材料からできている）が供給され、このペリクルはレチクルのパターン化された表面をカバーする。ペリクルは、ペリクルの縁部に接続しているフレームにより、レチクルに取り付けられ、ペリクル空間は何も含んでいない。このフレームはペリクル・フレームと呼ばれる。

米国特許第６，５０７，３９０号は、ペリクル・フレームが多孔性であり、それにより不活性パージガスがペリクル空間内に流入し、ペリクル空間から流出することができるペリクル−レチクル−フレーム組立体を開示している。別の方法としては、パージガスが流れることができるように、ペリクル・フレーム内に孔を設けることもできる。光学機器を取り巻く空間をパージングするのは、標準的手順である。従来のパージング中は、不必要なガスを追い出すために、不活性ガスの一定の流れが維持される。

米国特許第６，５０７，３９０号は、使用の準備中のペリクル−レチクル−フレーム組立体のパージング方法を開示している。このパージングは、多くの場合、基板の露光中レチクルを使用する少し前に、フォトリソグラフィ装置のレチクル段内にレチクルを装填する前に毎回行われる。ペリクル−レチクル−フレーム組立体は、レチクルの表面およびペリクルに平行なペリクル空間を通してパージガスが流れるボックス内に設置される。パージガス供給源および真空源は、ペリクル空間の相互に対向している側面上のペリクル・フレームの縁部の近くに装着される。パージガスは、ペリクルとレチクルとの間を一方の縁部から他方の縁部へ流れる。

ペリクルは、多くの場合、損傷を受けやすい薄い構造である。それ故、ペリクルとパージガス供給源および真空源の出口との間の直接の（偶発的）接触は避けなければならない。しかし、ペリクル空間を通して流れないガスの損失を最小限度に低減するためには、これらの出口は、ペリクル・フレームの縁部にできるだけ接近して設置しなければならない。そうするには、多くの場合、正確な位置決め装置が必要になる。ペリクルのサイズおよび形状が異なるレチクルに対して異なる場合には、注意深く適応させなければならない。

パージガスの流れのアプローチについてのもう１つの問題は水のような汚染物の問題である。この汚染物の粒子は、ペリクル空間内へのパージガス供給源の流れの側のペリクル・フレームの孔部に吸着し、多くの場合、真空源の側のペリクル・フレームを通して除去された後、ペリクル・フレームに再度吸着する。このことは必要なパージ時間を延長する。ペリクル・フレームからペリクル空間内に吹きこまれた粒子は、レチクルに付着する恐れがあり、多くの場合、レチクルを使用できなくする。

ペリクルの一方の側面から他方の側面へのパージガスの流れに関するもう１つの問題は、ペリクル・フレームへの取り付け部の異なる側面上に異なる動的力が発生する恐れがあることである。この動的力により、ペリクルとレチクルとの間の空間的関係が変形する場合がある。

とりわけ、ある態様によれば、本発明は、真空源またはガス供給源の位置を決めることにより、損傷の危険が少なく、ペリクル空間内にクリーンな不活性ガスを供給するための方法を提供する。またある態様によれば、本発明は上記方法を支持するフォトリソグラフィ装置を提供する。

とりわけ、ある態様によれば、本発明は、ペリクル空間を通る吸着汚染物が少なくなるように、ペリクル空間内にクリーンな不活性ガスを供給するための方法を提供する。

とりわけ、ある態様によれば、本発明は、粒子がペリクル空間に吹き込まれる危険を低減する。

とりわけ、ある態様によれば、本発明は、パージングの力によるレチクルの局部的変形の恐れを低減する。

本発明のある実施形態によれば、本発明はリソグラフィ装置を提供する。このリソグラフィ装置は、放射線ビームを調整するための照明システムと、レチクルを支持するための支持体とを含む。レチクルは、放射線ビームの断面にパターンを与える働きをする。レチクルの表面は、ガス浸透性ペリクル・フレームによりレチクル表面に取り付けられているペリクルにより保護されている。この装置は、また、レチクル準備チャンバ、および複数のペリクル・フレームの露出したガス浸透性部分を、レチクルを支持体に移動する前に、レチクル準備チャンバの内部に向けるように構成されているレチクル移送ユニットを備えるレチクル交換ユニットも含む。レチクル交換ユニットは、また、ペリクル・フレームの露出したガス浸透性部分が、レチクル準備チャンバの内部の方を向いている場合に、レチクル準備チャンバにパージガス圧およびパージガス圧より低い排気圧を交互に供給するように構成されているパージガス圧および排気圧供給装置も含んでいて、そのため、ガスはペリクル・フレームを通して、ペリクルとレチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れる。

本発明のある実施形態によれば、本発明は、デバイス製造方法を提供する。デバイス製造方法は、放射線ビームを調整するステップと、放射線ビームの断面にパターンを与えるためにレチクルをある位置に移動するステップとを含む。レチクルは、ガス浸透性ペリクル・フレームにより、レチクルに取り付けられているペリクルにより保護されている表面を有する。この方法は、また、基板の目標部分上にパターン化された放射線ビームを投影するステップと、レチクルを、放射線ビームをパターン化するための位置に移動する前に、ペリクル・フレームの複数の露出したガス浸透性部分がレチクル準備チャンバの内部の方を向くように、レチクル準備チャンバに対してレチクルを位置させるステップと、ガスがペリクル・フレームを通して、ペリクルとレチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れるように、ペリクル・フレームの露出したガス浸透性部分がレチクル準備チャンバの内部を向いている場合に、レチクル準備チャンバにパージガス圧およびパージガス圧より低い排気圧を交互に供給するステップとを含む。

本発明のある実施形態によれば、本発明はリソグラフィ装置内で使用するためのレチクル交換ユニットを提供する。レチクルの表面は、ガス浸透性ペリクル・フレームによりレチクル表面に取り付けられているペリクルにより保護されている。レチクル交換ユニットは、レチクル準備チャンバ、および複数のペリクル・フレームの露出したガス浸透性部分をレチクル準備チャンバの内部に向けるように構成されているレチクル移送ユニットを含む。レチクル交換ユニットは、またペリクル・フレームの露出したガス浸透性部分が、レチクル準備チャンバの内部の方を向いている時に、レチクル準備チャンバと結合していて、レチクル準備チャンバにパージガス圧およびパージガス圧より低い排気圧を交互に供給するように構成されているパージガス圧および排気圧供給装置も含んでいて、そのため、ガスはペリクル・フレームを通して、ペリクルとレチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れる。

本発明のある実施形態によれば、レチクル−ペリクル組立体は、使用する前にレチクル準備チャンバの方向に移動する。レチクル準備チャンバ内においては、レチクルとペリクルとの間のペリクル空間は、ペリクル・フレームを通してすべての露出したガス通路に真空およびパージガスを交互に供給することによりパージされ、それにより、すべてのガスの流れが交互にペリクル空間から／内へ流れる。その結果、ガスを同時に供給し除去するための接続を、ペリクル・フレームの近くに設ける必要がなくなる。これにより、ペリクルを損傷する恐れが低減する。また、排気中に除去する場合、ペリクル・フレームに吸着した材料が、ペリクル空間を通して移動する必要がなくなる。

さらに、交互に真空状態にし再充填することにより、各ステップを最適化する可能性がある。ある実施形態の場合には、排気中のガス速度より高速のガス速度がペリクル・フレームを通して生成される。これによりレチクル・パターン上に粒子が付着する恐れが低減する。

他の実施形態の場合には、レチクル準備チャンバは、ペリクルの露出表面に隣接する空間内への／からのガスの流れを妨害するために動作することができる、流れ低減装置とも呼ばれる流れ低減構造を含む。流れ低減構造は、ペリクル上に大きな圧力差が発生するのを防止し、それによりレチクル準備チャンバの高速排気および再充填を可能にし、損傷の恐れを増大しないで全体のパージ時間の短縮を可能にするために使用される。ペリクルの面に沿ったペリクルの運動により、ペリクルが流れ低減構造と衝突する恐れがない程度に流れ低減構造を、ペリクルの露出面に隣接して位置させる。好適には、ペリクルがペリクル・フレームと接続している部分におけるペリクルの露出した面の少なくとも一部の方を向いている流れ低減構造を設置することが好ましい。

他の実施形態の場合には、交換可能な流れ低減構造が使用される。レチクルを使用しなければならない場合には、少なくともペリクルの露出した面に平行な方向に、ペリクルのサイズと形状を有する（ペリクルの方を向いている）延長面を有する、適合する流れ低減構造が選択される。好適には、交換可能な流れ低減構造は、ペリクルがフレームに接続している部分におけるペリクルの露出面の少なくとも一部の方に向けて設置することが好ましい。ペリクル・フレームを含むダミー・レチクルも選択肢のうちの１つである。

他の実施形態の場合には、排気および／または再充填圧力の供給中に、レチクル準備チャンバ内のペリクル変形および／または圧力を測定するためのセンサが構成されていて、排気および／または再充填が測定したペリクルの変形および／または圧力により制御される。このようにして、ペリクル全面にわたって過度の圧力差が存在することを避けることができる。他の実施形態の場合には、排気の速度および／または持続時間が、所定の速度および／または持続時間より低く設定される。このようにして、ペリクル全面にわたって過度の圧力差を避けることができる。

ビームをパターン化するために、先行レチクルが支持構造上に位置している間に、レチクル準備チャンバの方向にレチクルを移動することができる。先行レチクルがもはや必要なくなると、このレチクルを除去し、新しいレチクルをレチクル準備チャンバからビーム内のある位置に移動することができる。その後で、新しいレチクルを、レチクル準備チャンバへ移動させることができる。このようにして、露光のために最長時間を利用することができる。レチクル準備チャンバのもう１つの機能は、パージ後に、レチクル準備チャンバを、もっと長い貯蔵期間使用することもできることである。レチクル準備チャンバをクリーンに維持するために少し過度の圧力を使用することができる。

本明細書においては、ＩＣ製造中のリソグラフィ装置の使用について特に参照しているが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気領域メモリのための案内および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造のような他の用途にも使用することができることを理解されたい。当業者であれば、このような別の用途の場合には、本明細書において「ウェハ」または「ダイ」という用語が任意に使用されている場合、これらの用語をそれぞれもっと一般的な用語「基板」または「目標部分」の同義語と見なすことができることを理解することができるだろう。本明細書に記載する基板は、例えば、トラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、露光レジストを現像するツール）内、または計測または検査ツールで、露光の前または後で処理することができる。適用できる場合には、本明細書の開示は、このようなおよび他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板を、例えば、多重層ＩＣを製造するために２回以上処理することができる。そのため本明細書で使用する場合、基板という用語は、処理した複数の層をすでに含む基板を意味する場合もある。

本明細書で使用する場合、「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長を有する）および遠紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）およびイオン・ビームまたは電子ビームのような粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射線を含む。

投影ビームに与えられたパターンは、基板の目標部分内の所望のパターンに正確に対応しない場合があることに留意されたい。通常、投影ビームに与えられたパターンは、集積回路のような目標部分内に生成中のデバイス内の特定の機能層に対応する。

本明細書で使用する場合、「投影システム」という用語は、適当と思われる場合、例えば、使用中の露光用放射線、または浸漬流体の使用または真空の使用のような他の要因のための屈折光学系、反射光学系、および反射屈折光学系を含む種々のタイプの投影システムを含むものとして広義に解釈すべきである。本明細書において「レンズ」という用語が任意に使用されている場合には、この用語を「投影システム」というより一般的な用語と同義語であると見なすことができる。

照明システムは、また、放射線の投影ビームをある方向に向け、整形し、または制御するための屈折性、反射性、および反射屈折性光学構成要素を含む種々のタイプの光学構成要素を含むことができるし、このような構成要素は、また以下の説明において、集合的にまたは単独に「レンズ」と呼ぶことができる。

リソグラフィ装置は、２つ（二重段）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もよい。このような「複数段」の機械の場合には、追加のテーブルを並列に使用することができ、または準備ステップを、１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用しながら、１つまたは複数のテーブル上で実行することができる。

リソグラフィ装置は、また、投影システムの最終要素と基板との間の空間を満たすために、例えば、水のような相対的に高い屈折率を有する液体内に基板を浸漬するタイプのものであってもよい。浸漬液体は、また、例えば、マスクと投影システムの第１の要素との間のようなリソグラフィ装置内の他の空間にも適用することができる。浸漬技術は、投影システムの開口数を増大する技術として周知のものである。

添付の略図を参照しながら本発明の実施形態について以下に説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。図面中、対応する参照符号は対応する部材を示す。

本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置である。 レチクル交換ユニットのある実施形態の略図である。 レチクル−フレーム−ペリクル組立体のある実施形態の略図である。 レチクル準備チャンバのある実施形態の略図である。 レチクル準備チャンバのある実施形態の略図である。 レチクル準備チャンバの他の実施形態の略図である。

図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置の略図である。この装置は、放射線（例えば、紫外放射線）の投影ビームＢを供給するための照明システム（照明装置）ＩＬと、パターニング・デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するための第１の支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴであって、品物ＰＳに対してパターニング・デバイスを正確に位置決めするための第１の位置決め装置ＰＭに接続している第１の支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストでコーティングされたウェハ）Ｗを保持するための基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴであって、品物ＰＳに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め装置ＰＷに接続している基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを含む）上にパターニング・デバイスＭＡにより投影ビームＢにパターンを与えるための投影システム（例えば、屈折投影レンズ）ＰＳとを含む。

ここで説明する装置は、透過性タイプのもの（例えば、透過性マスクを使用する）である。別の方法としては、装置は、反射性タイプのもの（例えば、プログラマブル・ミラー・アレイを使用する）であってもよい。

照明装置ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線のビームを受光する。放射線源およびリソグラフィ装置は、例えば、放射線源がエクサイマ・レーザである場合のように、別々の構成であってもよい。そのような場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば、適当な方向づけミラーおよび／またはビーム拡大器を含むビーム供給システムＢＤの助けにより、放射線源ＳＯから照明装置ＩＬに通過する。他の場合には、放射線源は、例えば、放射線源が水銀ランプである場合のように、装置と一体になっていてもよい。放射線源ＳＯおよび照明装置ＩＬは、ビーム供給システムＢＤと一緒に、必要な場合には、放射線システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、ビームの角度輝度分布を調整するための調整装置ＡＤを含むことができる。一般的に、照明装置の瞳の平面内の輝度分布の少なくとも外側および／または内側の半径範囲（それぞれ、通常、σアウタおよびσインナと呼ぶ）を調整することができる。さらに、照明装置ＩＬは、一般的に、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯのような種々の他の構成要素を含む。照明装置は、その断面に所望の均一性および輝度分布を有する投影ビームＢと呼ばれる調整した放射線ビームを供給する。

投影ビームＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。マスクＭＡを横切った後で、投影ビームＢは、ビームの焦点を基板Ｗの目標部分Ｃの上に結ばせるレンズＰＳを通過する。第２の位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）の助けを借りて、例えば、ビームＢの経路内で異なる目標部分Ｃを位置決めするために、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、例えば、マスク・ライブラリから機械的検索を行った後で、または走査中に、ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために、第１の位置決め装置ＰＭおよびもう１つの位置センサ（図１には明示していない）を使用することができる。一般的に、位置決め装置ＰＭおよびＰＷの一部を形成しているロング・ストローク・モジュール（粗位置決め）およびショート・ストローク・モジュール（精密位置決め）の助けを借りて、対象物テーブルＭＴおよびＷＴを移動することができる。しかし、ステッパ（スキャナとは反対の）の場合には、マスク・テーブルＭＴを、ショート・ストローク・アクチュエータだけに接続することができ、または固定することができる。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により整合することができる。

図の装置は下記のモードで使用することができる。
１．ステップ・モードの場合には、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは本質的に固定されていて、一方、投影ビームに与えられた全パターンが一度で（すなわち、１回の静的露光で）目標部分Ｃ上に投影される。基板テーブルＷＴは、次に、Ｘおよび／またはＹ方向にシフトされ、そのため異なる目標部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードの場合には、露光フィールドの最大サイズにより１回の静的露光で画像形成される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードの場合、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期状態で走査され、一方、投影ビームに与えられたパターンが、目標部分Ｃ上に投影される（すなわち、１回の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、拡大（縮小）および投影システムＰＳの像倒立特性により決定される。走査モードの場合には、露光フィールドの最大サイズにより１回の動的露光の際の目標部分の（走査方向でない方向の）幅が制限され、一方、走査運動の長さにより目標部分の（走査方向の）高さが決まる。
３．他のモードの場合、マスク・テーブルＭＴは、プログラマブル・パターニング・デバイスを保持する本質的に固定状態に維持され、基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられたパターンの形が目標部分Ｃ上に投影されている間に移動または走査される。このモードの場合、一般的に、パルス放射線源が使用され、プログラマブル・パターニング・デバイスが、基板テーブルＷＴの各運動の後で、または走査中の連続放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、プログラマブル・ミラー・アレイのようなプログラマブル・パターニング・デバイスを使用し、マスクを使用しないリソグラフィに容易に適用することができる。

上記使用モードの組み合わせおよび／または変更したもの、または全然異なる使用モードを使用することもできる。

別の方法としては、反射性パターニング・デバイスにより投影ビームＢがパターン化される反射性設計を使用することもできる。本明細書においては、「レチクル」という用語は、透過性および反射性パターン化用の構造の両方を含む。

図２は、レチクル交換ユニットのある実施形態の要素の略図である。レチクル交換ユニットは、レチクル移送ユニット２６と、ボックス構造２８で示すレチクル準備チャンバと、制御回路（図示せず）と、真空源２８０およびパージガス源２８２への接続部とを含む。レチクル交換ユニットの３つのステーション２０、２２、２４は、レチクルを設置するためのものである。移送ユニット２６は、ステーション間でレチクルを移送する。レチクルＭＡのパターン化された表面は、図では下向きになっている。第１のステーション２０は、多重レチクル貯蔵デバイス（図示せず）からレチクルＭＡを供給する働きをする。第２のステーション２２は、基板Ｗを露光している際に使用するために、その上にレチクルＭＡが支持されているマスク・テーブルＭＴに対応する。第３のステーション２４は、パージングを行う。第３のステーションは、頂部のところで開いているレチクル準備チャンバ２８を含む。そのため、レチクルＭＡは、レチクル準備チャンバ２８の頂部のクロージャを形成するように作ることができる。レチクル準備チャンバ２８は、真空源２８０およびパージガス源２８２と結合している。移送ユニット２６は、例えば、レチクルを掴むためのロボット・アームが取り付けられている回転可能なディスクを含む。

通常、レチクル交換ユニットは、フォトリソグラフィ装置内に挿入することができるモジュラ・ユニットとして組み立てられていて、フォトリソグラフィ装置の制御コンピュータ（図示せず）および真空源２８０およびパージガス源２８２のような種々の支持ユニットとリンクしている。

図３は、レチクル−ペリクル−フレーム組立体の詳細図（正確な縮尺ではない）の一部である。頂部に配置されたレチクルＭＡは、下面がパターン化されている。ペリクル・フレーム３４を含むペリクル３２の縁部のところでレチクルＭＡに取り付けられている、例えば、薄いフォイルまたは薄いガラス・プレートの形をしているペリクル３２がレチクルＭＡの下面の下方に位置する。ペリクル・フレーム３４は多孔性である。

図４は、レチクル準備チャンバ２８の詳細図である。頂部上にはレチクルＭＡが位置する。真空源（図示せず）およびパージガス供給源（図示せず）への接続部４２、４４は、制御可能な弁４６、４８を備える。制御回路４９は、制御弁４６、４８のためのものである。制御回路４９は、例えば、レチクルＭＡの移送のような他の機能を制御するためにも使用することができる適当にプログラムされたコンピュータ（図示せず）を含む。コンピュータは、弁４６、４８と結合している出力接続部を有していて、以下に説明するように、弁４６および４８を開閉するようにプログラムすることができる。別の方法としては、指定の時間に開閉するためにタイマを含む専用回路を使用することができ、または開閉を制御するためにセンサ回路を使用することができる。図では、オプションとしてのセンサ４１が、制御回路４９と結合している。レチクル準備チャンバ２８内においては、ペリクル３２の表面の方を向いている、ガスの流れに対する障害物４０が設けられている。このようなガスの流れに対する障害物は、ガス流低減構造またはガス流低減装置とも呼ばれる。図４では、障害物４０とペリクル３２の表面間の距離は誇張されている。ある実施形態の場合には、障害物４０は、ペリクル３２の表面近くまで延びているので、ペリクル３２と障害物４０間のガスの流れは著しく低減する。オプションとしてのセンサ４１は障害物４０間に位置する。

図４ａは、レチクル準備チャンバ２８の平面図である。図に示すように、障害物４０は、レチクル準備チャンバ２８の壁部間を端から端まで延びていない。障害物４０は、ペリクル・フレーム３４の輪郭にほぼ沿っていて、それによりガスの流れはペリクル・フレームの周囲をじゃまされずに流れることができ、一方、ペリクル・フレームの外面とペリクル３２の表面の下の領域との間を、ガスが妨害は受けるが、必ずしも完全に阻止されないで流れる。

動作中、第１のレチクルＭＡは、マスク・テーブルＭＴ上に支持され、投影ビームＢをパターン化するために使用されるが、将来の露光動作中、マスク・テーブル上で第１のレチクルＭＡの代わりに使用される第２のレチクルＭＡは、レチクル貯蔵デバイス（図示せず）から第１の装填ステーションに移動する。例えば、それに取り付けられているグリッパ・アームを備えるディスクのような移送ユニット２６は、第１の装填ステーション２０から第２のレチクルＭＡをピックアップし、レチクルＭＡをレチクル準備チャンバ２８の縁部の方向に押すために使用される。図２はその様子を示す。

第２のレチクルＭＡが、レチクル準備チャンバ２８の方向に押されている間に、制御回路４９は、弁４６、４８を交互に開き、その結果、レチクル準備チャンバ２８は、真空源２８０およびパージガス供給源２８２と交互に結合する。ある実施形態の場合には、制御可能な弁４６、４８を使用する代わりに、レチクル準備チャンバ２８に接続しているポンプを使用することができる。圧力を供給するか、または取出すために、弁を開閉する代わりにポンプが作動し、作動を中止する。弁４６、４８が交互に開くので、障害物４０の周囲のレチクル準備チャンバ２８内の回りの空間は、交互に真空になったり、またパージガスにより満たされる。この周囲の空間が真空になると、ガスが、ペリクル３２のすべての側面上の多孔性ペリクル・フレーム３４を通して、レチクルＭＡの表面３０とペリクル３２の間のペリクル空間から流れる。パージガスがこの周囲の空間に供給されると、ガスが、ペリクル３２のすべての側面上の多孔性ペリクル・フレーム３４を通して、レチクルＭＡの表面３０とペリクル３２との間のペリクル空間へ流れる。排気とパージガスの供給は、使用できる真空源およびパージガス供給源、および目標の汚染のレベルに応じて、例えば、１回、２回または３回というように何回も反復して行われる。その結果、不必要なガス（パージガス以外のガス）が、ペリクル空間から実質的に除去される。

マスク・テーブルＭＴからレチクルＭＡを交換する時期がきた場合には、移送ユニット２６は、このレチクルをレチクル貯蔵デバイス（図示せず）にさらに移送するために第１のステーション２０に移動する。パージガスを最後に供給した後で、移送ユニットはレチクル準備チャンバ２８からレチクルＭＡをピックアップし、このレチクルをマスク・テーブルＭＴに移動させる。好適には、時間を節約するために、取り出すレチクルおよび送り込むレチクルを同時に移送することが好ましい。

障害物４０により、障害物４０により囲まれている封鎖空間内のガス圧力は、周囲空間内の圧力よりもっとゆっくりと下降する。その結果、ペリクル空間および封鎖空間内のガス間の圧力差によるペリクル３２の変形が少なくなる。ペリクル３２の小さな変形は許容できることが分かっている。障害物４０は、どの場所でも、レチクルＭＡの横の運動が、ペリクル３２が障害物と接触しないところまでしか延びていないことに留意されたい。

ペリクルの変形をさらに防止するために種々の手段をとることができる。図４のオプションとしての実施形態の場合には、オプションとしてのセンサ４１は、障害物４０により囲まれている封鎖空間内の圧力を測定するために使用する圧力センサである。制御回路４９は、測定した圧力が、ペリクル３２が許容限度を越えて変形すると予測されるしきい値圧値以下に下がった場合には、真空源に接続している弁４６を閉じるように配置されている。通常、しきい値圧値は、レチクルＭＡの表面３０とペリクル３２との間のペリクル空間内の予想圧力降下により、時間が経過すると変化する。再充填の際には、類似の制御方法を使用することができる。

他の実施形態の場合には、制御回路４９は、その弁を開いた後で、所定の時間間隔で真空源への弁４６を閉じ、ペリクル３２と障害物４０との間のガスの流れにより発生する恐れがある圧力降下の大きさを制限するために、パージガス供給源への弁４８を開くように配置されている。もう１つの他の実施形態の場合には、真空源への流速に影響を与えるように、弁４６を調整することができる。この実施形態の場合には、制御回路４９は、所定の排気速度がペリクル３２の許容できない変形を起こさないように弁４６の調整を規制する。もう１つの他の実施形態の場合には、センサ４１は、その変形を測定するために、ペリクル３２の一部の変位を感知するための変位センサである。この実施形態の場合には、制御回路４９は、しきい値以上の変位が検出された場合に、真空源への弁４６を閉じるように配置することができる。制御回路４９は、また、オペレータからのコマンドを受信した場合に、弁を制御するように配置することもできる。

図５は、レチクル準備チャンバ２８のもう１つの実施形態である。この実施形態の場合には、障害物４０が除去してあり、レチクル準備チャンバ２８は、水平方向のサイズが同じであり、本当のレチクルＭＡのペリクル３２と同じ形のダミー・ペリクル５０を備えているダミー・レチクル５２を装着するための装着位置を含む。ダミー・レチクル５２の上にダミー・ペリクル５０が設置される垂直方向の高さは、レチクルＭＡ上のペリクル３２の高さと同じでなくても構わない。動作中、移送ユニット２６が、レチクルＭＡをレチクル準備チャンバ２８の頂部上に置く前に、レチクルＭＡの水平方向のサイズおよび形状のダミー・ペリクルを有するダミー・レチクルが選択される。移送ユニット２６（またはもう１つの移送デバイス）は、上を向いているそのダミー・ペリクル５０と一緒に、レチクル準備チャンバ２８内に選択したダミー・レチクル５２を置く。次に、移送ユニット２６は、ペリクル３２およびダミー・ペリクル５０の位置がほぼ一致するように位置しているレチクル準備チャンバ２８の頂部上にレチクルＭＡを置く。その後で、レチクル準備チャンバ２８の周囲の空間が、交互に何回も真空にされ、パージガスが充填される。最後に、露光中使用するために、レチクルＭＡがマスク・テーブルＭＴのところに移動する。

この実施形態の場合には、ダミー・ペリクル・フレーム５１の高さは、ペリクル・フレーム３４とダミー・ペリクル・フレーム５１との間に狭い空間だけが残るように選択される。そうすることにより、レチクル準備チャンバ２８の排気および／または最充填によるペリクル３２の大きな変形が防止される。

今まで本発明の特定の実施形態について説明してきたが、本発明は上記以外の方法でも実行することができることを理解することができるだろう。上記説明は本発明を制限するものではない。例えば、ボックス構造の蓋としてレチクルＭＡを使用する代わりに、別の蓋を使用し、蓋を閉じる前にレチクルＭＡをボックス内に設置することができる。さらに、説明では真空源を使用しているが、代わりに、レチクルＭＡに低圧が加えられる時間間隔中に、ペリクル空間から有意の量のガスを流すために、レチクル準備チャンバ２８内に十分な低圧を供給する低圧源を使用することができる。さらに、図では、チャンバへの真空源およびパージガス供給源の接続部は１つであるが、実際には、複数の接続部を使用することができることを理解することができるだろう。また、図ではチャンバは１つであるが、実際には、レチクル−ペリクル組立体のペリクル・フレーム３４とガスで接触している多数のサブチャンバを含むチャンバを使用することができることを理解することができるだろう。各チャンバは、他のチャンバが排気される場合に同時に排気され、他のチャンバがパージガスで充填される場合に、同時にパージガスで充填される。さらに、好適には、すべての多孔性ペリクル・フレームに排気圧およびパージガス圧を加えることが好ましいが、これらの部分を通していずれの方向にもガスが流れないように、本発明から逸脱することなしにペリクル・フレームの一部を変化するガス圧から遮断することができることを理解することができるだろう。そうすることにより、ペリクル空間への／からの全流速を低減することができるが、動作原理に影響を与えないようにすることができる。多孔性ペリクル・フレームの代わりに、その中に小さな孔を有するペリクル・フレームを使用することができる。そうしても、本発明の原理は変化しない。

さらに、レチクル貯蔵部から支持テーブルＭＴへの途中で、レチクルＭＡのペリクル空間をパージングする場合について本発明を説明してきたが、本発明から逸脱することなしに、長期間レチクルを使用する場合、パージングを行うために支持テーブルからレチクルを外すことができることを理解することができるだろう。さらに、好適には、先行レチクルを、パターン化されたビームを投影するために使用している間にレチクルをパージングするのが好ましいが、他の実施形態の場合には、先行レチクルが取り外された後でレチクルパージングすることもできるし、または初期に、レチクル準備チャンバ２８内で処理した後であって、使用する前にパージング貯蔵空間内にパージングしたレチクルを移動することもできる。さらに、この実施形態の場合には、レチクル準備チャンバ２８に圧着するために、レチクルＭＡを移動する。別の方法としては、レチクル準備チャンバ２８をレチクルＭＡに圧着することができ、または低いパージガス圧力を使用する場合には、レチクルＭＡを圧力を加えないで、レチクル準備チャンバ２８上に設置することができる。

さらに、あるタイプのペリクル−レチクル組立体について本発明を説明してきたが、２つの側面上にペリクルを備える、またはレチクル上のパターンから離れている側面上にペリクルを備えるレチクルのような他のタイプの組立体、およびレチクル上にパターンを含む側面上のペリクルを備える組立体にも本発明を適用することができることを理解することができるだろう。

好適には、パージガスとして窒素を使用することが好ましい。ある実施形態の場合には、一方が他方より軽い２つのパージガス（例えば、ヘリウムと窒素、またはアルゴンと窒素）を使用する。この実施形態の場合には、重い方のパージガスが最初にボックス構造内に供給され、次にこのガスが軽いガスによりゆっくりと置換される。軽い方のガスは、ボックス構造を頂部から底部に充填し、それにより重い方のガスを排気の方向に移動させる。その結果、流れが発生し、その流れがペリクル空間内の重い方のガスを軽い方のガスで置換する。このステップの後で、重い方のガスが再度導入され、それにより今度はその前に位置する軽い方のガスが押される。このようにして、ある方向を有するペリクルに近い流れのための入口および出口を設けなくても、ガス圧をかけることによりパージング動作を行うことができる。この技術は、排気を行いながらでも、排気を行わなくても適用することができることを理解することができるだろう。排気と一緒に、次に真空になる間にいくつかのガスが供給される。

Claims (12)

1. リソグラフィ装置であって、
   放射線ビームを調整するための照明システムと、
   前記放射線ビームの断面にパターンを与える働きをするレチクルを支持するための支持体であって、前記レチクルの表面が、ガス浸透ペリクル・フレームによりレチクルに取り付けられているペリクルにより保護されている支持体と、
   レチクル交換ユニットとを備え、前記レチクル交換ユニットが、
   レチクル準備チャンバと、
   前記レチクルを前記支持体に移動する前に、前記ペリクル・フレームの複数の露出したガス浸透部分を、前記レチクル準備チャンバの内部に向けるように構成されているレチクル移送ユニットと、
   前記ペリクル・フレームの前記露出したガス浸透部分が、前記レチクル準備チャンバの内部の方を向いているときに、ガスが、前記ペリクル・フレームを通して、前記ペリクルと前記レチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れるように、前記レチクル準備チャンバにパージガス圧および前記パージガス圧より低い排気圧を交互に供給するように構成されているパージガス圧および排気圧供給装置とを備え、
   前記レチクル準備チャンバが、前記レチクルの反対方向を向いている前記ペリクルの露出した面に隣接する前記レチクル準備チャンバ内の空間へおよび／からのガスの流れを妨害するように構成されている流れ低減装置を備え、
   前記レチクル準備チャンバが、選択したレチクルに対して前記流れ低減装置として機能するように、前記ペリクルの前記露出した面に少なくとも平行な方向に、前記レチクルの前記ペリクルのサイズおよび形状に一致する交換可能なダミー・ペリクルを備える、リソグラフィ装置。
2. 前記排気圧がかかっている間に、ペリクルの変形および／または前記レチクル準備チャンバ内の圧力を測定するためのセンサと、前記測定したペリクルの変形および／または圧力に基づいて、前記レチクル準備チャンバの排気を制御するように構成されている制御回路とをさらに備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記パージガス圧および排気圧供給装置が、所定の流速および／または持続期間以下に、前記レチクル準備チャンバの排気の流速および／または持続時間を規制するように構成されている制御回路を備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記レチクル交換ユニットが、先行レチクルが前記支持体上に位置している間に、レチクルを前記レチクル準備チャンバの方向に移動するように構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. デバイス製造方法であって、
   放射線ビームを調整するステップと、
   前記放射線ビームの断面にパターンを与えるためのある位置にレチクルを移動するステップであって、前記レチクルが、ガス浸透性ペリクル・フレームにより前記レチクルに取り付けられているペリクルにより保護されている表面を有するステップと、
   基板の目標部分上に前記パターンを与えられた放射線ビームを投影するステップと、
   前記レチクルが、前記放射線ビームに前記パターンを与える前記位置に移動する前に、前記ペリクル・フレームの複数の露出したガス浸透性部分が、レチクル準備チャンバの内部の方を向くように、前記レチクルをレチクル準備チャンバに対して設置するステップと、
   前記ペリクル・フレームの前記露出したガス浸透性部分が、前記レチクル準備チャンバの前記内部の方を向いているときに、ガスが前記ペリクル・フレームを通して、前記ペリクルと前記レチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れるように、前記レチクル準備チャンバにパージガス圧および前記パージガス圧より低い排気圧を交互に供給するステップと、
   前記ペリクルと前記レチクルとの間のペリクル空間に対向する側面上の前記ペリクルに隣接する空間へおよび／からのガスの流れを妨害するために動作することができる流れ低減装置を前記レチクル準備チャンバ内に設置するステップと、
   パージングされる次のレチクルに基づいて、複数の流れ低減装置から選択したもう１つの流れ制限装置により、連続しているレチクルのパージング間に前記流れ制限装置を交換するステップと、
   を含むデバイス製造方法。
6. 前記レチクル準備チャンバの排気中に、前記レチクル準備チャンバ内のペリクルの変形および／または圧力を測定するステップと、測定したペリクルの変形および／または圧力に基づいて前記排気を制御するステップとをさらに含む、請求項５に記載のデバイス製造方法。
7. 所定の流速および／または持続時間以下に、前記レチクル準備チャンバの排気の流速および／または持続時間を規制するステップをさらに含む、請求項５に記載のデバイス製造方法。
8. 第１のレチクルが前記レチクル準備チャンバ内に位置しているか、または前記レチクル準備チャンバに接している間に、前記放射線ビームの断面にパターンを与えるために、先行レチクルを使用するステップをさらに含む、請求項５に記載のデバイス製造方法。
9. リソグラフィ装置内でレチクルを移動するためのレチクル交換ユニットであって、前記レチクルの表面がガス浸透性ペリクル・フレームによりレチクルに取り付けられているペリクルにより保護され、
   レチクル準備チャンバと、
   前記ペリクル・フレームの複数の露出したガス浸透部分を、前記レチクル準備チャンバの内部に向けるように構成されているレチクル移送ユニットと、
   前記レチクル準備チャンバと結合していて、ガスが前記ペリクル・フレームを通して、前記ペリクルと前記レチクルとの間のペリクル空間内に／から交互に流れるように、前記ペリクル・フレームの前記露出したガス浸透部分が、前記レチクル準備チャンバの内部の方を向いているときに、前記レチクル準備チャンバにパージガス圧および前記パージガス圧より低い排気圧を交互に供給するように構成されているパージガス圧および排気圧供給装置とを備え、
   前記レチクル準備チャンバが、前記レチクルの反対方向を向いている前記ペリクルの露出した面に隣接する前記レチクル準備チャンバ内の空間へおよび／からのガスの流れを妨害するように配置されている流れ低減装置を備え、
   前記レチクル準備チャンバが、選択したレチクルに対して前記流れ低減装置として機能するように、前記ペリクルの前記露出した面に少なくとも平行な方向に、前記レチクルの前記ペリクルのサイズおよび形状に一致する交換可能なダミー・ペリクルを備える、レチクル交換ユニット。
10. 排気圧力がかかっている間に、ペリクルの変形および／または前記レチクル準備チャンバ内の圧力を測定するためのセンサと、前記測定したペリクルの変形および／または圧力に基づいて、前記レチクル準備チャンバの排気を制御するように構成されている制御回路とをさらに備える、請求項９に記載のレチクル交換ユニット。
11. 前記パージガス圧および排気圧供給装置が、所定の流速および／または持続期間以下に、前記レチクル準備チャンバの排気の流速および／または持続時間を規制するように構成されている制御回路を備える、請求項９に記載のレチクル交換ユニット。
12. 前記レチクル交換ユニットが、先行レチクルが支持体上に位置している間に、前記レチクルを前記レチクル準備チャンバに移動するように構成される、請求項９に記載のレチクル交換ユニット。

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