JP2009510714A - リソグラフィ装置およびそのためのクリーニング方法 - Google Patents

リソグラフィ装置およびそのためのクリーニング方法 Download PDF

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Abstract

リソグラフィ装置が開示される。この装置は、水素ラジカルを供給するための供給源、および水素ラジカルが目標とする適用表面に水素ラジカルを誘導するために供給源とともに使用するガイドを含む。このガイドは０．２未満の水素ラジカル再結合定数を有する被覆を備える。このようにして、ラジカルは低減された損失で輸送することができ、ミラー表面などの適用表面上の残留汚染物質と良好に相互作用することができる。

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置およびそのためのクリーニング方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、基板上に、通常、基板の目標部分上に所望のパターンを付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、パターニングデバイス、あるいはマスクまたはレチクルと呼ばれるものを使用してＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上の目標部分（例えば、１つのダイの一部、１つのダイ、またはいくつかのダイを含む）上に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に設けられた放射感受性材料（レジスト）の層上への画像化を介してなされる。一般に、単一の基板は連続的にパターン形成される網目状の隣接した目標部分を含むであろう。既知のリソグラフィ装置は、パターン全体を一度に目標部分上に露光することによって各目標部分を照射するいわゆるステッパ、およびパターンを所与の方向（「走査」方向）に放射ビームによって走査しながら同期してこの方向と平行または反平行に基板を走査することによって各目標部分を照射するいわゆるスキャナを含む。パターンを基板上にインプリントすることによってパターニングデバイスからのパターンを基板に転写することも可能である。
[0003] 電磁スペクトルのＥＵＶ範囲で（一般に５〜２０ｎｍの波長で）作動するリソグラフィ装置の現在の設計では、パターニングデバイスからのパターンを基板上に転写するビームを調整しパターン形成するために一般に高反射要素が備えられる。電磁スペクトルのこの部分は、放射が大部分の表面によって容易に吸収されるので伝達損失に対して敏感である。反射率を増加させるために、一般に、ルテニウム最上層（例えば、Ｒｕキャップ多層ミラーおよびＲｕかすめ入射ミラー）を含むミラー要素が開発されている。さらに、そのようなＥＵＶ放射を生成するために使用される放射源は一般にプラズマ源であり、現在の設計は特にスズ源を使用する。これらのプラズマ源は、ＥＵＶ放射に加えて様々なデブリ粒子を生成する傾向を有し、適切な対策をしないとシステム内に移動し、汚染と動作不良を引き起こすことがある。
[0004] 特に、プラズマ源からのスズ汚染物質はミラー要素上に堆積し、ミラーの反射率の深刻な損失を引き起こすことになる。これは、デブリが何らか害を生ずる前にそれを捕捉するための改善によって防止される。しかし、これらの改善はある割合で失敗することがある。一般に、そのような改善は、概ね位置合わせされた複数の金属箔板でデブリ粒子を捕捉するように設計されるいわゆるフォイルトラップ（foil trap）である。ＥＵＶ放射の方向に対して下流に、コレクタが、一般に、ＥＵＶ放射源から出て来る放射の最適部分を集めるように配置される。そのようなコレクタは一般にミラー要素の配列であり、それはかすめ入射反射を使用して入射放射をＥＵＶ放射のビームに集めて導く。したがって、特に、コレクタのミラー要素について、また汚染物質に決定的に影響されやすい他のミラー要素についても、これらのミラー要素から汚染物質をクリーニングするクリーニング技法を提供することが望ましい。そのような技法の１つはいわゆる水素クリーニングである。この方法では、特にスズ源との組合せにおいて、水素ラジカルがスズと反応して気相水素化スズ（ＳｎＨ４）を形成する。別の技法はハロゲンクリーニングである。さらに、特に、水素を使用して酸化スズをスズに還元し、このように形成されたスズを、ハロゲンクリーニングを使用して除去する組合せ技法を使用することができる。しかし、特にルテニウムを含む一般的なミラー要素では、非常に薄いスズ堆積物でクリーニング速度が劇的に低下することが分かっている。そのような薄い汚染物質堆積物はＥＵＶミラーの伝達を劣化させることがあり、除去するのが困難なことがある。水素クリーニングでは、そのような薄い堆積物の除去がリソグラフィ装置の許容しがたい休止時間につながることがある。
[0005] 効率的に汚染物質除去を行い、汚染物質が非常に薄い層である場合でさえ極微量の汚染物質を除去することができるリソグラフィ装置およびそのためのクリーニング方法を提供することが望ましい。特に、許容できる時間枠内でミラー要素をクリーニングするのに水素クリーニングが最適に効果的であるリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
[0006] したがって、リソグラフィ装置が提供される。特に、本発明によれば、ＥＵＶ放射を生成するための放射源と、水素ラジカルを供給するための供給源と、前記水素ラジカルが目標とする適用表面に水素ラジカルを誘導するために前記水素ラジカル源とともに使用するガイドとを備えるＥＵＶリソグラフィ装置であって、前記ガイドが０．２未満の水素ラジカル再結合定数を有する被覆を備えるＥＵＶリソグラフィ装置が提供される。一般に、ガイドは、ＥＵＶ投影ビームが目標とする基板に向けてＥＵＶ放射を誘導するためのミラー要素を含むことができる。
[0007] 本発明の別の態様では、ＥＵＶミラー要素から汚染物質をクリーニングする方法であって、０．２未満の水素ラジカル再結合係数を有する被覆を前記ミラー要素に設けることと、前記ミラー要素から前記汚染物質をエッチングするために前記ミラー要素に水素ラジカルを供給することとを含む方法が提供される。
[0008] 本発明の別の態様では、供給源からの水素ラジカルを適用表面に供給する方法であって、前記供給源からの前記ラジカルを前記適用表面の方に誘導するガイドを設けることを含み、前記ガイドが０．２未満の水素ラジカル再結合定数を有する被覆を備える方法が提供される。
[0009] 本発明の別の態様では、ＥＵＶミラー要素を水素ラジカルから保護する方法であって、０．２未満の水素ラジカル再結合係数を有する被覆を前記ミラー要素に設けることと、水素ラジカルを前記ミラー要素に供給することとを含む方法が提供される。
[0010] 本発明の別の態様では、ＥＵＶ投影ビームが目標とする基板に向けてＥＵＶビームを誘導するためのかすめ入射ミラー要素を製造する製造方法であって、ミラー要素を設け、前記ミラー要素を少なくとも３００℃の温度までアニールすることを含む製造方法が提供される。
[0011] 本発明の状況では、被覆は実質的に均一な厚さの実質的に均一で実質的に均質の層であり、それが誘導の目的またはクリーニングの目的のために被覆されるべき注目する表面を完全に覆う。被覆は、熱フィラメント堆積、スパッタ、または化学気相堆積プロセスを含む任意の既知の技法で施すことができる。特に指摘されない限り本明細書の全体を通して、「水素」および「水素ラジカル」という用語は、それらの同位元素、特に重水素も含むことを意味する。
[0012] 次に、本発明の実施形態が、単なる例として、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら説明される。
[0023] 図１は本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
[0024] 放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0025] パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、いくつかのパラメータに応じてパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
[0026] 基板（例えば、レジスト被覆されたウェーハ）Ｗを保持するように構成され、いくつかのパラメータに応じて基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
[0027] パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを、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）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
[0028] 照明システムは、放射を誘導、整形、または制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、もしくは他のタイプの光学構成要素、またはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。
[0029] 支持構造体はパターニングデバイスを支持し、すなわちその重量を担う。それは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されるかどうかなどの他の条件に依存してパターニングデバイスを保持する。支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために機械的、真空、静電気、または他のクランピングの技法を使用することができる。支持構造体は、例えば、フレームまたはテーブルとすることができ、それは必要に応じて固定または可動とすることができる。支持構造体は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にあるようにすることができる。本明細書での「レチクル」または「マスク」という用語の使用は、「パターニングデバイス」というより一般的な用語と同義であると考えることができる。
[0030] 本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与して基板の目標部分にパターンを生成するために使用することができる任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。例えば、パターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、放射ビームに付与されたパターンは基板の目標部分の所望のパターンに正確に対応しないかもしれないことに留意されるべきである。一般に、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイス中の特定の機能層に対応することになる。
[0031] パターニングデバイスは透過タイプまたは反射タイプとすることができる。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、ハーフトーン型（attenuated）位相シフト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。プログラマブルミラーアレイの一例は小さいミラーのマトリクス配列を使用し、その各々を個々に傾けて入射する放射ビームを様々な方向に反射することができる。傾けられたミラーは、ミラーマトリクスによって反射される放射ビームにパターンを付与する。
[0032] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射に応じて、または浸漬液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に応じて、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、および静電気タイプの光学システムまたはそれらの任意の組合せを含むいかなるタイプの投影システムも包含するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用は、「投影システム」というより一般的な用語と同義なものと考えることができる。
[0033] ここで示されるように、この装置は反射タイプ（例えば、反射マスクを使用する）である。代わりに、この装置は透過タイプ（例えば、透過マスクを使用する）とすることができる。
[0034] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板ステージ（および／または２つ以上のマスクステージ）を有するタイプとすることができる。そのような「マルチステージ」機構では、付加的なテーブルを並列に使用することができ、すなわち準備のステップを１つまたは複数のテーブルで行いながら１つまたは複数の他のテーブルが露光に使用されてもよい。
[0035] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプとすることもできる。液浸液は、リソグラフィ装置の他の空間に、例えばマスクと投影システムの間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増加させるのに本技術分野でよく知られている。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造体が液体に浸漬されなければならないことを意味せず、むしろ単に露光中に投影システムと基板との間に液体が配置されることを意味する。
[0036] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯからの放射ビームを受け取る。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は別個のものとすることができる。そのような場合、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを利用して、放射ビームを放射源ＳＯからイルミネータＩＬに送ることができる。他の場合には、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源はリソグラフィ装置の一体化部分とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要であればビームデリバリシステムとともに放射システムと呼ぶことができる。
[0037] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するためにアジャスタを含むことができる。一般に、少なくともイルミネータの瞳孔面の強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（一般にそれぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータおよびコンデンサなどの様々な他の構成要素を含むことができる。イルミネータは、放射ビームを調整し、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布を有するために使用することができる。
[0038] 放射ビームＢは支持構造体（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されるパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。放射ビームＢはマスクＭＡを横断した後、投影システムＰＳを通り抜け、投影システムＰＳは基板Ｗの目標部分Ｃにそのビームを収束する。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、または容量性センサ）を利用して、例えば、放射ビームＢの経路中に様々な目標部分Ｃを位置決めするように基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサＩＦ１を使用して、例えば、マスクライブラリからの機械的な取出しの後でまたは走査中に放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を利用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、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のみに接続するかまたは固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示の基板アライメントマークは専用の目標部分を占めるが、それらは目標部分間の空間に配置することができる（これらはスクラブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡに設けられる状況では、マスクアライメントマークはダイの間に配置することができる。
[0039] 図示の装置は以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。
[0040] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは本質的に静止状態を保ちながら、放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分Ｃに一度に投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、異なる目標部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴはＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光範囲の最大サイズが１回の静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズを制限する。
[0041] ２．走査モードでは、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期して走査される（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、投影システムＰＳの拡大（縮小）および画像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光範囲の最大サイズが１回の動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、一方、走査運動の長さが目標部分の（走査方向の）高さを決定する。
[0042] ３．別のモードでは、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しながら本質的に静止状態に保たれ、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴは移動するかまたは走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動の後で、または走査中の連続する放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この操作モードは、上述したタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
[0043] 前述の使用モードの組合せおよび／または変形、あるいは完全に異なる使用モードを使用することもできる。
[0044] 図１において、放射源ＳＯは一般にプラズマ源であり、スズ源またはＸｅ源とすることができる。プラズマ源ＳＯはＥＵＶ放射に加えてデブリを生成する。そのデブリからリソグラフィシステムを保護するために、ＥＵＶリソグラフィ装置、特に放射源ＳＯ、照明システムＩＬ、および／または投影システムＰＳのミラー要素は、ＥＵＶ放射を反射するため、ＥＵＶビームを調整しパターン形成するため、および／またはそのようなＥＵＶビームを基板Ｗの方に投影するために本発明の実施形態に従って設計されたミラー要素を含むことができる。
[0045] 図２は、ガイド２に沿って水素ラジカル１を誘導し、および／または表面上の、一般に放射源システムＳＯ、照明システムＩＬ、および／または投影システムＰＳに含まれるミラー表面４上の汚染物質３をクリーニングする目的で水素ラジカルを適用するための本発明の実施形態を示す。現在、これらの表面はほとんどＲｕの上部構造体を含む。この目的のために、水素ラジカル供給用の放射源５、および前記水素ラジカル１が目標とする適用表面構造体４に水素ラジカル１を誘導するために前記放射源５とともに使用するガイド構造体２を備える。一般に、水素ラジカル１供給源は、振動界電極７または高温フィラメントなどに沿って水素６を導くことによって供給される。これにより水素ガス６が水素ラジカル１に解離される。ガイド構造体２要素および／またはミラー要素４は、低い水素ラジカル再結合定数、一般に２程度の再結合定数を有するＲｕよりも非常に低い水素ラジカル再結合定数を有する被覆８を備える。
[0046] 再結合係数についての情報は、文献で、特に、Ｗ．Ｖ．Ｓｍｉｔｈ、「Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈ ａｔｏｍｓ ａｎｄ ＯＨ ｒａｄｉｃａｌｓ」、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．１１、１１０〜１２５頁（１９４３年）およびＢ．Ｊ．Ｗｏｏｄ、Ｈ．Ｗｉｓｅ、「Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ａｔｏｍ Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅｓ」、Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．６５、１９７６〜１９８３頁（１９６１年）で見出すことができる。
[0047] 以下の表１はいくつかの材料および水素ラジカルに対するそれぞれの表面再結合係数を示す。
[0048]
[0049] 実験は、スズ（０．４）よりも低い再結合係数を有する被覆が水素ラジカルの輸送ライフタイムおよび表面クリーニング速度の点で有利な結果を有することを示している。そのような被覆は通常、誘電体で見出されるが、必ずしも誘電体だけではない。
[0050] 以下の２つの反応がフィラメント上での水素ラジカルの生成を記述する。
[0051]
[0052]
[0053] 反応（１）は活性なフィラメント表面部位（Ｓ＊）上でのＨ２の解離吸着を記述する。逆方向では、反応（１）は水素終端フィラメント表面上でのＨ原子再結合を記述する。反応（２）はフィラメント表面上の原子状水素の脱離および吸着を記述する。気相水素原子を生成するために、まずそれらが反応（１）で生成される必要があり、次にそれらが反応（２）で脱離される必要がある。フィラメントの温度の変化は、Ｈ原子形成反応機構への強力な影響とともに、フィラメント表面上の化学吸着種の平均ライムライムに影響することにより、Ｈ原子フィラメント生成速度に影響を及ぼすことになる。フィラメントの温度は、利用可能なＳ＊の割合および局所気相Ｈ原子数密度にも影響し、さらには反応（２）の逆反応で活性部位の割合に影響を及ぼす。局所Ｈ原子数密度が水素ラジカルの拡散速度によって制御され、したがって、多くの場合、Ｈラジカルの生成が拡散律則であることに留意されたい。
[0054] 水素ラジカルのライフタイムは２つの反応によって制限される。
[0055] 水素原子の第１の損失機構は壁上での再結合である。再結合の反応は反応（１）および（２）と同じに見えるが、唯一の違いは、この場合、原子がフィラメントの代わりに真空系（Ｓｗ）の壁で反応することである。
[0056] Ｈ＋Ｓｗ＊→ＳｗＨ （３）
[0057] Ｈ＋ＳｗＨ→Ｈ２＋Ｓｗ＊ （４）
[0058] 反応（３）は壁面上への水素原子の吸着を記述し、反応（４）は水素終端壁面上のＨ原子再結合を示す。壁での再結合速度は表面にぶつかる各原子の再結合γによって記述することができる。
[0059] 第２の損失機構は三体再結合であり、これは反応（５）によって記述される。
[0060] Ｈ＋Ｈ＋Ｍ（Ｈ２）→Ｈ２＋Ｍ（Ｈ２） （５）
[0061] この反応では、２つの水素原子が水素分子に再結合する。再結合で開放されるエネルギーは第３の分子に移され、それは、例えば、水素分子Ｍ（Ｈ２）であることができる。この反応が生じる速度は、Ｈ原子の（分）圧［Ｈ］および潜在的な第３体の圧力に依存する。
[0062] 図３は本発明の実施形態による放射システムの基本構成を示す。この図において、破線は、ＥＵＶ放射源１０、一般に、それ自体が知られているスズ源またはＸｅ源などの放電ベースまたはレーザ誘導のプラズマ源から来るＥＵＶ放射９を表す。ここで、放射源１０から来る汚染物質材料を捕捉するための汚染バリアとして機能するフォイルトラップ１１が示される。この目的のために、フォイルトラップ１１は一般に０．３〜５ｍｍ（通常約２ｍｍ）の距離で配置された複数の緊密に詰められた金属箔板１２を備えるが、金属箔板１２は一般に数ｃｍの放射源１０から実質的に半径方向の長さ寸法を有する。好ましい実施形態は１．５〜５ｃｍの範囲の長さを有する。中心軸に沿って、放射源１０は熱シールド１３によって遮蔽される。
[0063] 一般に、金属箔板１２は半径方向配置で積み重ねられる。図３に概略的に示されるように、放射の下流方向に、前記ＥＵＶ放射源１０からの前記ＥＵＶ放射をさらなるＥＵＶ光学部に集め収束するために収束能力を有するコレクタ要素１４がある。そのようなコレクタ要素１４は一般に中心軸方向に沿って円筒対称であり、実質的に１ｃｍと７ｃｍとの間の範囲の距離で積み重ねられる同心的に湾曲したシェル形状のミラー要素１５を含む。本発明によれば、コレクタのミラー要素１５、特にその反射面１６は、図２を参照しながら説明された被覆８で被覆される。使用時に入射ＥＵＶ放射の入射角が表面垂直方向と比較して約７０°よりも大きいので、コレクタキャップミラー要素はかすめ入射ミラー要素として特徴づけることができる。
[0064] 図４は本発明の被覆の反射率の計算された損失を示す図である。一般に、被覆は、理想的に清浄で被覆なしのＲｕミラー表面と比較するとある伝達損失を与えることになる。しかし、これらの損失は許容できる。実際の反射挙動が説明される図７をさらに参照する。
[0065] 反射率（Ｙ軸）の相対損失は、Ｒｕミラー表面への垂直入射に対する入射角（Ｘ軸）に関して示される。一般に、損失が１０％未満であることが分かる（曲線１７参照）。特に、ベア（露出）Ｒｕ（曲線１８）、Ｒｕ上の５ｎｍのＳｉ層（曲線１９）、Ｒｕ上の１０ｎｍのＳｉ層（曲線２０）、Ｒｕ上の５ｎｍのＳｉ３Ｎ４層（曲線２１）、Ｒｕ上の５ｎｍのＳｉＯ２層（曲線２２）、Ｒｕ上の５ｎｍのａ−Ｃ層（曲線２３）、およびＲｕ上の５ｎｍのＰｄ層（曲線２４）に対する反射曲線が示される。
[0066] 好ましくは、この被覆は水素ラジカルによる処理に耐えることができるべきであり、この被覆は水素ラジカルによるＳｎの高いクリーニング速度を有するべきである。
[0067] 実験では、Ｓｉ３Ｎ４がＲｕミラー要素上の被覆材料として調べられた。まず、Ｓｉ３Ｎ４上のＳｎのクリーニング速度が、基板上に堆積されたＳｉ３Ｎ４の厚い層の上の約１０ｎｍのＳｎ層を使用して決定された。１５秒の処理の結果が表２に示される。このテーブルから本質的にすべてのＳｎが処理中にサンプルから除去されたことが分かる。
[0068]
[0069] この表２から、非常に良好なクリーニング比率がこの被覆層を使用して達成できることが理解できる。
[0070] 次に、水素ラジカルに対するＳｉ３Ｎ４の耐性が調べられた。水素ラジカルに対するＳｉ３Ｎ４の耐性を調べるために、被覆は２回の各々１５秒の処理の間さらされ、その間、温度は１５℃から５０℃の範囲であった。光学的方法を使用して、Ｓｉ３Ｎ４層の厚さが処理前後に測定された。検知可能な量のＳｉ３Ｎ４は除去されなかった（０．１ｎｍ未満）ことを見出した。これは、Ｓｉ３Ｎ４が水素ラジカルによる処理に対して良好な耐性を有することを示している。
[0071] さらなる実験で、２ｎｍのＳｉ３Ｎ４および１０ｎｍのＳｎをもつコレクタミラーが、２回の１５秒の処理の間、水素ラジカルにさらされた。図５に、通常のコレクタミラーでのクリーニング速度（曲線２６）と比較して被覆されたコレクタミラーのクリーニング速度（曲線２５）が示される。比較のために、ベアＲｕサンプルＭＲＳのクリーニング速度（曲線２７）が示される。この図から、クリーニング速度が大幅に増加し、Ｓｎをすべてミラーから除去することができることが分かる。対照的に、被覆されないＲｕミラーでは、１５回の処理の後でさえ有効なエッチング効果が得られず約５ｎｍの少量のＳｎ層がミラー表面に付着したままである。
[0072] 次に、１０ｎｍのスズをクリーニングした後のミラーのＥＵＶ反射率がＥＵＶ反射率計を使用して、通常の被覆されていないミラーと比較して調べられた。図６で、たとえクリーニングされたサンプル上に２ｎｍのＳｉ３Ｎ４があるとしても、クリーニングされたサンプルのＥＵＶ反射率は通常のコレクタミラーのＥＵＶ反射率とほぼ同等かまたはそれよりもさらに良好であることが分かる。実験は、約３００℃で行われる被覆塗布の熱処理によって反射率が増強されることを示している。このことから、クリーニング処理はコレクタミラーのＥＵＶ反射率に対して検知可能な悪影響を有していないと結論づけることができる。
[0073] さらに、被覆されないＲｕミラーは水素クリーニングにより影響されやすいことが見出された。試験から、反射率および経済ライフタイムに重大な影響を与えることがある亀裂がＲｕ表面に形成されたことが見出された。対照的に、被覆されたミラーは、より良好なクリーニング速度を与えることに加えて、Ｓｉ３Ｎ４によって被覆されたＲｕ表面の劣化を示さなかった。この被覆は水素ラジカルからの劣化に対して保護被覆として使用できることが結論づけられる。
[0074] 水素ラジカルの再結合および水素原子の解離に関する前述の説明を参照すると、実際の実施形態では最適の圧力領域を使用するためにいくつかの制限が適用される。
[0075] 特に、水素ラジカルの水素分子への三体再結合のために、システムの圧力は三体再結合による過大な損失を防ぐようにできるだけ低くすべきであり、その理由は、このプロセスの効率が全圧力およびガス混合体中に存在する水素ラジカルの数によって制限されるからである。しかし、低圧力領域では、壁上の再結合である第２の損失機構が支配する。ここで、水素ラジカルは表面の存在下で再結合する。再結合効率は説明したように表面材料のタイプに依存する。特に、再結合定数は説明したように金属表面で非常に高い。この機構を考慮すると、この機構による損失の量は、（プロセスを拡散律則にするために）システムの圧力をできるだけ高くすることによって制限することができる。
[0076] さらに、排気システムの技術的制限により、ある圧力領域においてのみ適切なガス流速を実現することができる。これらの２つの課題のため、現在、使用することができるただ２つの実行可能な圧力があり、一般に１ｂａｒを越える高圧力領域であるように見える。ここで、この圧力は非常に高く、したがってコンプレッサが使用されるべきである。この方法の問題は、ガス使用量が非常に多いことである。または一般に１００ｍｂａｒよりも高い中間圧力領域（また多いガス使用量）。または低圧力領域であり、ここで、低圧力（一般に１ｍｂａｒ未満）のために三体再結合の量が制限される。しかし、依然としてこれに起因する損失があり、拡散が比較的速く進むので壁上の損失もかなりの量になることがある。この方法の問題は、気相Ｓｎ含有分子（またはハロゲンクリーニングのＳｎ酸化物還元の場合のＨ２Ｏ）がゆっくりとしかコレクタから輸送されないことがあり、これがこれらの分子の再堆積の危険を増加させることがある。
[0077] 本発明の被覆層では、壁上の水素ラジカルの損失が制限されるので、中間圧力領域が実現可能になる。図７は、コレクタ内の距離の関数として水素ラジカルのフラックスの計算結果（０．５％の一般的な変換効率で水素ラジカルの一般的な供給源から生成されたとき）を示す。水素ラジカルの損失を低減するために、この計算は一方の側にＲｕ面および他方の側にガラス面を使用して行われた。水素ラジカルのフラックスが約１０ｃｍの距離まで十分に高い場合（図７に上部水平線「許容フラックス」で示された）、水素ラジカルの損失は許容できる。この図から、比較的高い圧力（１００００Ｐａ＝〜１００ｍｂａｒよりも大きい）で、水素ラジカルの損失は許容できることが分かる。しかし、５０００Ｐａまたは１０００Ｐａのような圧力では、水素ラジカルの損失はかなり大きくて十分な距離を範囲に含むことができないことがある。
[0078] 対照的に、図８は図７と同じ計算結果を示すが、今回はガンマ＝０．００１の再結合定数である。この図から、すべての圧力が今では適切であり、したがって、１〜１０ｍｂａｒの圧力範囲も選択できるようになることが分かる。この状況は、使用される供給源の変換効率を増加させることによってさらに改善することができる。
[0079] 図９は本発明による別の実施形態を示し、０．２未満の水素ラジカル再結合定数を有する被覆が提供される。特に、図９は多層ミラー要素２８を示し、前述のラジカル再結合防止機構に鑑みてクリーニング挙動を示すキャップ層３１が設けられる。これらの多層ミラー要素は一般に垂直入射ミラー要素として使用され、使用時に入射ＥＵＶ放射の入射角が表面垂直方向と比較して約２０°未満である。それに応じて、従来の垂直入射ミラーは、図に交互層２９で示されたいくつかの積層を含む。多層ミラー要素２８は、例えば、５０層の積み重ねられたＳｉおよびＭｏの層２９を含む。さらに、パッシベーション層３０が、積層２９を例えば酸化から保護するために存在してもよい。一般に、層３０は例えばＲｕなどの金属から製作される。層３０の上に、本発明の態様によれば、クリーニングキャップ層である追加の層３１が堆積された。したがって、積層２９はパッシベーション層３０およびクリーニングキャップ層３１が結合している。
[0080] 層３１に適した材料の例はＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、およびＳｉなどのシリコン化合物であり、特に上記で説明したように、これらの材料は０．２未満の水素再結合定数を有する。層３０および３１の厚さは、多層ミラー２８の最上部での負の干渉を防止するように注意深く選択されるべきである。さらに、交互層２９は、この例において、特に１３．５ｎｍのＥＵＶ放射に対して高い反射率を有するように構成される。いくつかの利点をクリーニングキャップ層３１は提供することができる。
[0081] １ それは、水素ラジカルによるクリーニング速度を増加させることができる。
[0082] ２ それは、低い水素再結合定数に起因してミラー表面上の再結合により失われる水素原子の数を減少させることができる。
[0083] ３ それは、水素脆化からミラーを保護することができる。
[0084] ４ それは、ディープＵＶ波長に対して反射防止被覆の役割をすることができ、反射防止被覆は適切に選択された材料および厚さではＥＵＶ光のスペクトル純度を増加させるのに役立つことができる。
[0085] クリーニング処理中、水素ラジカルは、例えばホットフィラメントなどの水素ラジカル供給源（図示せず）によって生成される。ラジカルはミラー表面の方に誘導され、そこで汚染物質がクリーニングされる。汚染物質の例はＳｎであるが、炭素付着物もこのようにして除去することができる。
[0086] 図１０は、図９を参照して説明したような垂直入射ミラー要素の代替の実施形態を示す。この実施形態では、図９で示された従来のキャップ層３０がクリーニングキャップ層３１と完全に取り替えられる垂直入射ミラー要素３２が示される。したがって、積層２９はクリーニングキャップ層３１が結合している。これは、使用されるクリーニングキャップ材料が通常のキャップ層としても適している場合に可能である。これは、材料がミラー要素３２、特に積層２９を酸化から保護できる場合であろう。この目的に適した一般的な材料はＳｉ３Ｎ４を含むことができる。
[0087] この明細書でＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が詳細に説明されているが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は、統合光システム、磁区メモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどのような他の用途を有することができることが理解されるべきである。当業者は、そのような代替用途の状況では、本明細書の「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用がそれぞれ「基板」または「目標部分」というより一般的な用語と同義なものと考えることができることを理解されよう。本明細書で参照された基板は、露光の前後で、例えば、トラック（一般にレジスト層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジツール、および／またはインスペクションツールにおいて処理することができる。適用可能な場合、本明細書の開示はそのような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを生成するために基板は２回以上処理することができるので、本明細書で使用される基板という用語は、多数の処理された層を既に含んでいる基板を指すこともできる。
[0088] 光学リソグラフィに関連して本発明の実施形態の使用が先に詳細に説明されたが、本発明は、他の用途で、例えばインプリントリソグラフィで使用することができ、状況が許せば光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが基板に生成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、レジストが電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せを適用することによって硬化されるとき基板に塗布されたレジスト層に押しつけることができる。レジストが硬化させられた後、パターニングデバイスはレジストから移動され、レジスト中にパターンが残る。
[0089] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、もしくは１２６ｎｍの波長またはそれらの周辺の波長を有する）および極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。
[0090] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気タイプの光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素の任意の１つまたは組合せを指すことができる。
[0091] 本発明の特定の実施形態が先に説明されたが、本発明は説明された以外の形でも実施できることが認識されよう。例えば、本発明は、前述の方法を記述する機械読取り可能な命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはその中に記憶したそのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形態を取ることができる。
[0092] 前述の説明は例示的であり制限的でないことを意図する。したがって、記載された特許請求の範囲を逸脱することなく、説明された本発明に変更を加えることができることが当業者には明らかであろう。
[0013]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0014]図１の装置の一部の概略図である。 [0015]図１の装置の放射システムを示す図である。 [0016]図１の装置の構成要素用のいくつかの選択された被覆材料について計算された伝達損失を示す図である。 [0017]図１の装置の被覆されたコレクタミラーのクリーニング速度を、通常のコレクタミラーのクリーニング速度と比較して分かるように示す図である。 [0018]図１の装置のミラーのクリーニングされたサンプルの測定されたＥＵＶ反射率を、通常のコレクタミラーと比較して示す図である。 [0019]被覆されていないガイドについて、距離の関数として水素ラジカルのフラックスを計算した結果を示す図である。 [0020]図１の装置の被覆されたガイドについて、距離の関数として水素ラジカルのフラックスを計算した結果を示す図である。 [0021]本発明の態様による別の実施形態を示す図である。 [0022]本発明の態様によるさらに別の実施形態を示す図である。

Claims (28)

  1. ＥＵＶ放射を生成するための放射源と、
    水素ラジカルを供給するための供給源と、
    前記水素ラジカルが目標とする適用表面に水素ラジカルを誘導するために、前記水素ラジカル源とともに使用するガイドと
    を備え、
    前記ガイドが０．２未満の水素ラジカル再結合定数を有する被覆を備える、ＥＵＶリソグラフィ装置。
  2. 前記ＥＵＶリソグラフィ装置の動作状態において前記ガイドがＥＵＶ放射によって照射される、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  3. 前記ガイドが、ＥＵＶ投影ビームが目標とする基板に向けてＥＵＶ放射を誘導するためのミラー要素を含む、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  4. 前記ミラー要素がかすめミラー要素である、請求項３に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  5. 前記ミラー要素が垂直入射ミラー要素である、請求項３に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  6. 前記ミラー要素が、パッシベーション層および前記被覆によって結合された、積層された複数層を含む、請求項５に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  7. 前記ミラー要素が、前記被覆によって結合された、積層された複数層を含む、請求項５に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  8. 前記ミラー要素がＥＵＶコレクタである、請求項３に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  9. 前記再結合定数が０．０１未満である、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  10. 前記再結合定数が０．００１未満である、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  11. 前記被覆が水素ラジカル耐性を有する、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  12. 前記被覆のエッチング速度が所定の水素ラジカル分圧におけるスズのエッチング速度の２０倍未満である、請求項１１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  13. 前記被覆のエッチング速度が所定の水素ラジカル分圧におけるスズのエッチング速度の１０倍未満である、請求項１２に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  14. 前記ガイドが０．５よりも高い再結合定数を有する材料を含む、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  15. 前記ガイドがルテニウムを含む、請求項１４に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  16. 前記被覆がＳｉ化合物を含む、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  17. 前記被覆がＳｉＮ化合物を含む、請求項１６に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  18. 前記被覆がＳｉ３Ｎ４を含む、請求項１７に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  19. 前記被覆が０．５〜２．５ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  20. 前記被覆が０．８〜１．２ｎｍの厚さを有する、請求項１９に記載のＥＵＶリソグラフィ装置。
  21. ＥＵＶミラー要素から汚染物質をクリーニングする方法であって、
    ０．２未満の水素ラジカル再結合係数を有する被覆を前記ミラー要素に設けること、および、
    前記ミラー要素から前記汚染物質をエッチングするために前記ミラー要素に水素ラジカルを供給すること、
    を含む、方法。
  22. 前記汚染物質がスズを含み、および／または前記ミラー要素がＲｕを含む、請求項２１に記載の方法。
  23. 水素／水素ラジカルの圧力領域が１〜２０ｍｂａｒの範囲である、請求項２１に記載の方法。
  24. ハロゲンクリーニング目的のためにハロゲンを供給することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
  25. 供給源からの水素ラジカルを適用表面に供給する方法であって、
    前記供給源からの前記水素ラジカルを前記適用表面に向けて誘導するためのガイドを設けることを含み、
    前記ガイドが０．２未満の水素ラジカル再結合定数を有する被覆を備える方法。
  26. ＥＵＶミラー要素を水素ラジカルから保護する方法であって、
    ０．２未満の水素ラジカル再結合係数を有する被覆を前記ミラー要素に設けること、および、
    水素ラジカルを前記ミラー要素に供給すること、
    を含む、方法。
  27. ＥＵＶ投影ビームが目標とする基板に向けてＥＵＶビームを誘導するためのかすめ入射ミラー要素を製造する製造方法であって、
    ミラー要素を設け、前記ミラー要素を少なくとも３００℃の温度までアニールすることを含む、製造方法。
  28. ０．２未満の水素ラジカル再結合係数を有する被覆を前記ミラー要素に設けることを含む、請求項２７に記載の方法。
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