JP5070233B2 - リソグラフィ投影装置及び洗浄方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、基板テーブル上面の限定又は局所区域及び／又は基板テーブル上のオブジェクトを洗浄するリソグラフィ装置及び方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニング構造を使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニング構造から基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] 投影システムの最終要素と基板の間の空間を充填するように、リソグラフィ投影装置内の基板を水などの比較的高い屈折率を有する液に液浸することが提案されている。液体は蒸留水であることが好ましいが、他の液体を使用することもできる。本発明は、液体について説明されている。しかし、流体、特に濡れ性流体、非圧縮性流体及び／又は屈折率が空気より高い、好ましくは屈折率が水より高い流体が適切なことがある。気体を除く流体が特に好ましい。そのポイントは、露光放射は液体中の方が波長が短いので、結像するフィーチャの小型化を可能にすることである。（液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を大きくでき、焦点深さも大きくすることと見なすこともできる。）固体粒子（例えば石英）が懸濁している水、又はナノ粒子の懸濁（例えば最大１０ｎｍの最大寸法の粒子）がある液体などの、他の液浸液も提案されている。懸濁粒子は、これが懸濁している液体と同様の屈折率又は同じ屈折率を有しても、有していなくてもよい。適切になり得る他の液体は、芳香族などを含むような炭化水素、フルオロハイドロカーボン、及び水溶液である。

[0004] しかし、基板を、又は基板と基板テーブルを液体の浴槽に浸すこと（例えばＵＳ４，５０９，８５２号参照）は、スキャン露光中に加速すべき大きい塊の液体があることでもある。これには、追加のモータ又はさらに強力なモータが必要であり、液体中の乱流が望ましくない予測不能な効果を引き起こすことがある。

[0005] 提案されている構成の１つは、液体供給システムが液体閉じ込めシステムを使用して、基板の局所区域に、及び投影システムの最終要素と基板の間にのみ液体を提供することである（基板は通常、投影システムの最終要素より大きい表面積を有する）。これを配置構成するために提案されている１つの方法が、ＷＯ９９／４９５０４号で開示されている。図２及び図３に図示されているように、液体が少なくとも１つの入口ＩＮによって基板上に、好ましくは最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給され、投影システムの下を通過した後に少なくとも１つの出口ＯＵＴによって除去される。つまり、基板が−Ｘ方向にて要素の下でスキャンされると、液体が要素の＋Ｘ側にて供給され、−Ｘ側にて取り上げられる。図２は、液体が入口ＩＮを介して供給され、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって要素の他方側で取り上げられる構成を概略的に示したものである。図２の図では、液体が最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給されるが、こうである必要はない。最終要素の周囲に配置された入口及び出口の様々な方向及び数が可能であり、一例が図３に図示され、ここでは各側に４組の入口と出口が、最終要素の周囲に規則的パターンで設けられる。

[0006] 提案されている別の構成は、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在するシール部材を液体供給システムに提供することである。このような構成が図４に図示されている。シール部材は、投影システムに対してＸＹ面では実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対運動があってよい。シール部材と基板の表面との間にシールが形成される。シールは、ガスシールのような非接触シールである。ガスシールを有するこのようなシステムが、ＥＰ−Ａ−１，４２０，２９８号に開示され、図５に図示されている。

[0007] ＥＰ−Ａ−１，４２０，３００号では、ツイン又はデュアルステージ液浸リソグラフィ装置の概念が開示されている。このような装置は、基板を支持する２つのテーブルを備えている。第一位置にあるテーブルで、液浸液がない状態でレベリング測定を実行し、液浸液が存在する第二位置にあるテーブルで、露光を実行する。あるいは、装置は１つのテーブルのみを有してよい。

[0008] 液浸リソグラフィの１つの問題は、物が液浸液中の汚染物質で汚染されることである。汚染物質は、例えば基板の表面上のトップコートから発生することがある。特に、このような汚染物質が基板テーブル上に配置されたセンサに付着すると、これは基板テーブルの位置決め及び／又は位置合わせ及び／又はレベリング測定の精度の低下によるオーバレイ誤差につながることがある。

[0009] 液浸リソグラフィの汚染の問題は、ＵＳ２００７／０１２７７００１号及びＵＳ２００７／０２５８０７２号でさらに一般的に扱われている。ＵＳ２００７／０１２７００１号では、投影システムを通して紫外線放射で照射するのと同時に、液浸液で充填された空間のフラッシングを実行する。ＵＳ２００７／０２５８０７２号では、洗浄中に別個の照射源を使用する照射が開示されている。

[0010] 基板テーブルの上面の区域又は基板テーブルの上面上のオブジェクトを洗浄する方法及び装置を提供することが望ましい。

[0011] 本発明の第一の態様によれば、リソグラフィ装置内で基板テーブルの上面の区域又は基板テーブル上のオブジェクトを洗浄する方法が提供され、前記方法は、パターン付き放射ビームを生成して、基板に投影する通常の動作中に使用される前記リソグラフィ装置の光学システムの最終要素と前記区域の間に液体を提供し、前記光学システムを使用して前記液体を通して洗浄放射ビームを前記区域に投影することを含み、前記投影は、前記パターン付き放射ビームと比較して、前記区域に当たる前記洗浄放射ビームの断面を制限するように前記光学システムを調節することを含む。

[0012] 本発明の第二の態様によれば、リソグラフィ装置内の基板テーブル上のセンサの区域を洗浄する方法が提供され、前記方法は、パターン付き放射ビームを生成して、基板に投影する通常の動作中に使用される前記リソグラフィ装置の光学システムの最終要素と前記区域の間に液体を提供し、前記光学システムを使用して、前記液体を通して前記液体を通して洗浄放射ビームを前記センサに投影することを含み、前記洗浄放射ビームは実質的にパターンがない。

[0013] 本発明の第三の態様によれば、リソグラフィ装置内で基板テーブルの上面の区域又は基板テーブル上のオブジェクトを洗浄する方法が提供され、前記方法は、
パターン付き放射ビームを生成して、基板に投影する通常の動作中に使用される前記リソグラフィ装置の光学システムの最終要素と前記区域の間に液体を提供し、
前記光学システムを使用して、前記液体を通して洗浄放射ビームを前記区域に投影することを含み、
前記投影が、前記放射ビームを前記区域に限定するように、上面に当たる前記洗浄放射ビームの断面を調節するために前記光学システムを調節することを含む。

[0014] 本発明の第四の態様によれば、基板を保持する基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板に投影する光学システムと、第一、第二又は第三の態様の方法により、前記装置を制御する制御装置と、を備えるリソグラフィ投影装置が提供される。

[0015] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。

[0016]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0017]先行技術のリソグラフィ投影装置に使用される液体供給システムを示した図である。 [0017]先行技術のリソグラフィ投影装置に使用される液体供給システムを示した図である。 [0018]別の先行技術のリソグラフィ投影装置による液体供給システムを示した図である。 [0019]本発明の実施形態に液体供給システムとして使用できるバリア部材を示した断面図である。 [0020]基板テーブルの上面を示した平面図である。 [0021]ＴＩＳセンサの上面を示した平面図である。 [0022]本発明に使用するために最適化されている本発明の照明及び投影システムを示した断面図である。

[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したものである。この装置は、

[0024] −放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節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、特定のパラメータに従っ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一位置決め装置ＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、

[0026] −基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第二位置決め装置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に与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）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、放射の誘導、成形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0029] 支持構造は、パターニングデバイスを支持する、すなわちその重量を支えている。該支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0030] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得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。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定機能層に相当する。

[0031] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0032] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意の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。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。

[0033] ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0034] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0035] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0036] 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アジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0037] 放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持された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が与えられる。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、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。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。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をショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示した基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有しているが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0038] 図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり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の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
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て基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。

[0039] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0040] 投影システムＰＳの最終要素と基板の間に液体を提供する従来の構成は、２つの一般的カテゴリに分類することができ、槽型構成といわゆる局所液浸システムとが存在する。槽型構成では、基板Ｗの全体及び任意選択で基板テーブルＷＴの一部が液体槽に浸される。局所液浸システムでは、基板の局所区域に液体を提供する液体供給システムが使用される。後者のカテゴリでは、液体によって充填された空間が基板の上面より平面図で小さく、液体で充填された区域は、基板Ｗがその区域の下で移動している間、投影システムＰＳに対して静止したままである。さらなる構成は、液体が閉じ込められないオールウェット法である。この構成では、基板の上面全体、及び基板テーブルの全部又は一部が液浸液で覆われる。少なくとも基板を覆う液体の深さは浅い。液体は、ウェーハ上の液体の薄膜などの膜でよい。図２から図５の液体供給デバイスのいずれも、このようなシステムにも使用できるが、その封止の特徴は存在しないか、活性化されないか、通常ほど効率的でないか、それ以外にも局所区域のみに液体を封止するには有効でない。図２から図５には、４つの異なるタイプの局所液体供給システムが図示されている。図２から図４に開示した液体供給システムは、以上で説明されている。

[0041] 図５は、投影システムの最終要素と基板テーブル、基板テーブルＷ又はその両方との間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在するバリア部材１２がある局所液体供給システムを概略的に示す。バリア部材１２は、投影システムに対してＸＹ面では実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対運動があってよい。シールは、ガスシール又は流体シールなどの非接触シールでよい。実施形態では、バリア部材と基板の表面との間にシールが形成される。本明細書で、及び残りの記述を通して、基板Ｗの表面に言及した場合、それは基板Ｗの表面、基板テーブルＷＴの表面、又はその両方を意味するものと解釈されたい。

[0042] バリア部材１２は、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗの間の空間１１に液体を少なくとも部分的に封じ込める。基板表面と投影システムの最終要素の間の空間内に液体が閉じ込められるように、基板Ｗに対する非接触シール１６を、投影システムの像フィールドの周囲に形成することができる。空間は、投影システムＰＬの最終要素の下方に配置され、それを囲むバリア部材１２によって少なくとも部分的に形成される。液体を、液体入口１３によって投影システムの下方で、バリア部材１２内の空間に入れ、液体出口１３によって除去することができる。バリア部材１２は投影システムの最終要素の少し上まで延在することができ、液体のバッファが提供されるように、液体が最終要素の上まで上昇する。バリア部材１２は、実施形態ではその上端が投影システム又はその最終要素の形状に非常に一致することができる内周を有し、例えば円形でよい。底部では、内周が像フィールドの形状に非常に一致し、例えば長方形でよいが、そうである必要はない。

[0043] 液体は、使用中にバリア部材１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されるガスシール１６によって空間１１内に封じ込められる。ガスシールは、気体、例えば空気又は合成空気によって形成されるが、実施形態ではＮ₂又は別の不活性ガスによって形成され、これは圧力下で入口１５を介してバリア部材１２と基板の間のギャップに提供され、出口１４を介して抽出される。気体入口１５への過剰圧力、出口１４の真空レベル、及びギャップの幾何学的形状は、液体を閉じ込める内側への高速の気体流があるように構成することができる。バリア部材１２と基板Ｗの間で液体にかかる気体の力が、液体を空間１１に封じ込める。これらの入口／出口は、空間１１を囲む環状溝でよい。環状溝は連続的又は不連続的でよい。気体１６の流れは、液体を空間１１に封じ込めるのに有効である。このようなシステムが、米国特許出願公開第２００４−０２０７８２４号に開示されている。

[0044] 他の構成が可能であり、以下の説明から明白になるように、本発明では、液体供給システム又は液体閉じ込めシステムのタイプ、又はこのようなシステムの正確な構成は重要ではない。図６は、基板テーブルＷＴの上面を平面図で示す。基板テーブルＷＴは基板Ｗを支持している。基板テーブルＷＴは、クロージングディスク又はダミー基板８００も支持することができる。クロージングディスク８０は、バリア部材１２の断面積より大きいサイズを有する。これで、バリア部材をクロージングディスク８０上に配置することにより、バリア部材１２の開口を閉塞することができる。クロージングディスク８０は、基板テーブルから取り外し可能でよい、又は取り外し可能でなくてよい。この方法で、基板の交換中に空間１０を通る液体の流れを維持することが可能である。この方法で、クロージングディスクはシャッタ部材として動作する。シャッタ部材は、別個の基板テーブル、又は基板の交換中に２つの基板テーブルの表面を接続する表面があるアセンブリを含んでよい。基板テーブルＷＴの上面には、幾つかのセンサ５０、６０、７０も存在してよい。

[0045]液浸リソグラフィ装置の使用中に、基板テーブルＷＴの上面に装着されているセンサ５０、６０、７０を使用して、特定の測定を実行する。センサ５０、６０、７０は、ＴＩＳ、ＩＬＩＡＳ、スポットセンサなどを含む。これらのセンサは、往々にして液浸液を通して結像される。その場合、汚染物質がセンサの上面に付着することがある。これは、その測定性能に有害な影響を及ぼすことがある。このように汚染することにより、他のコンポーネントも悪影響を受けることがある。

[0046] 基板テーブルの上面を液浸液に対して疎液性にするために、基板テーブルの上面にコーティングを塗布することができる。このような上面は、ＵＶ放射に対して敏感なことがある（例えば、液浸リソグラフィに使用される波長は１９３ｎｍであり、このような疎液性コーティングが、この波長の放射に対して敏感なことがある）。基板テーブルの上面に疎液性コーティングを提供する理由は、基板テーブルと投影システムＰＳと閉じ込め構造１２との間の相対速度を上げることである。スキャン中に、基板テーブルＷＴを投影レンズ及び液体閉じ込めシステム１２の下で、それに対して移動することができる。液浸液のメニスカスは、疎液性の特性が大きいほど、表面上で高い後退接触角を有する。後退接触角が大きいほど、メニスカスの安定性が大きいことを示す。メニスカスの安定性が増大すると、基板テーブルＷＴ及び／又は基板Ｗと、空間１１内で閉じ込め構造１２内に閉じ込められた液体との相対運動の速度を上げることができる。疎液性コーティングは、メニスカスの安定性を維持するのに役立つことができる。それにより、基板上に小滴が形成されて、投影システムＰＳと基板Ｗの間のリザーバ１１内に気泡を形成させる危険性が低下する。したがって、疎液性コーティングを使用は、スキャン速度の高速化を達成するのに有用である。

[0047] 本発明では、基板の結像に通常使用される投影ビームを、基板テーブルＷＴの上面上の限定区域又はオブジェクト（例えばセンサ５０、６０、７０）の洗浄中にも使用する。ＵＶ放射に敏感な材料に覆われた基板テーブルの区域に放射が当たるのを回避するために、対策を講じる。

[0048] 通常、基板Ｗ又はセンサ５０、６０、７０に当たる投影ビームは、センサ５０、６０、７０に向かって誘導された場合は、センサ全体（又は汚染を除去すべきセンサの部分より非常に大きい区域）を覆い、それによってＵＶ放射に敏感な材料で覆われた基板テーブルの上面の区域を囲むような断面積を有する。通常の結像中に使用される光学システムを調節して、放射ビームの断面積を限定し、限定区域に当たる洗浄放射ビームを形成する。光学システムは、照明システムＩＬ（通常は放射ビームを成形するように意図されたブレード（レチクルマスキングブレード）を含む）及び投影システムＰＳを含む。

[0049] 図７は、通常、基板テーブルＷＴの上面に装着されるＴＩＳセンサ（スルーイメージセンサ）の上面を示す。基板テーブルＷＴの上面は、センサ１００が装着された窪み２０を有する。図７のセンサ１００は、図６のセンサ５０、６０、７０のいずれか１つでよい。シール１１０が、窪み２０の縁部とセンサ１００の縁部との間のギャップに配置される。この方法で、液浸液がそのギャップに到達するのを防止することができる。センサ１００を囲む基板テーブルＷＴの区域は、上述したようにＵＶに敏感なコーティングを備えてよい。

[0050] センサ上には、異なる目的に使用される幾つかの異なるセットの区域がある。マーク１２０は現在、使用されていない。区域１３０、１４０及び１５０はそれぞれ、２つのマークを備える。これらは、レベリング測定中に使用される。これらのマークは、レベリング中に投影システムＰＳを通る放射で照明されず、レベリング動作中に赤色及び緑色レーザによって結像される。青色イメージの位置合わせ（マスクとセンサ１００の位置合わせ）には、さらなる２セットのマーク１５５が使用される。これらのマークは、投影システムＰＳからのパターン付きレーザ光で投影される。区域１６０内にあるような他のマークも存在してよい。これらのマークは、例えば較正目的に使用することができる。これは可視光で照明される。単純にするために、ＴＩＳセンサの上面にある全部のフィーチャが図示されているわけではない。しかし、図７に関する以上の説明から、適切に測定するために、センサの上面の小さい区域しか洗浄する必要がないことが明白である。つまり、上述したこれらの区域１２０、１３０、１４０、１５０、１５５、１６０しか洗浄する必要がない。

[0051] これらの区域１２０、１３０、１４０、１５０、１５５、１６０が、基板を結像する投影ビーム（１９３ｎｍの波長を有する）と同じ波長の放射で結像すると、これらの区域１２０、１３０、１４０、１５０、１５５、１６０の表面の洗浄につながり得ることが分かっている。このメカニズムは、以下のようである。つまり、投影ビームのＵＶ光の光子は、洗浄すべき表面上に存在する汚染物質、例えば有機汚染物質と相互作用し、その化学結合を破壊するのに十分なエネルギを有する。光子と汚染分子との相互作用は、分子を破壊して、より小さい分子にする。小型化した分子は極性を有することがある。小型化した分子、特に有極性分子は、水に溶解する。水が空間１１から流出するにつれ、汚染物質が除去される。このメカニズムにより、投影ビームに露光される表面を洗浄することができる。

[0052] 洗浄放射ビームにはパターンが与えられていないことが好ましい。つまり、ビームの断面にパターンが与えられない。しかし、ビームの断面の形状及びサイズを変更することができる。ビームの断面積の強度に多少の変動があることが認識される。したがって、パターンが与えられないとは、ビームがマスク上のパターンを通って投影されたものではないことを意味する（しかし、以下で理解されるように、マスクを使用して、ビームの断面積及び／又は形状を変更することができる）。

[0053] 必要な線量は、洗浄を実行する頻度に依存する。洗浄を１日に１回以上実行する場合は、マークを清潔に維持するために、わずか２５Ｊ／ｃｍ²という線量で十分かもしれない。マスク１３０、１４０を毎日洗浄するために、４つのＴＩＳセンサの各マーク１３０、１４０で１０秒洗浄すると、基板テーブルの移動を含めて約１００秒かかる。これは、１日に約５０Ｊ／ｃｍ²の線量と等しい。したがって、約２５Ｊ／ｃｍ²の１日等価線量が好ましい。それほど定期的に洗浄されないマーク、又は特に汚染されているマークの場合、良好な洗浄を実行するために、２ｋＪ／ｃｍ²の領域の線量が適切であることが判明している。しかし、０．３ｋＪ／ｃｍ²より大きい線量での洗浄が効果的である。線量は、０．４、０．５、０．７５、１．００、１．２５又は１．５ｋＪ／ｃｍ²より大きいことが好ましい。線量は２ｋＪ／ｃｍ²又は３ｋＪ／ｃｍ²より大きいことが最も好ましい。これは、約０．２５ｋＪ／ｃｍ²という区域１５５における微動位置決めで使用される典型的な線量に匹敵する。お解かりのように、投影ビームは約５，０００ｍＷ／ｃｍ²、６ｋＨｚで作動するパルス状ビームを備える。したがって、各パルスは約０．８４ｍＪ／ｃｍ²のエネルギを有する（しかし区域１５５を使用する微動位置合わせでは、エネルギはこの約７５％、つまり約０．２１ｍＪ／パルス／ｃｍ²まで減少する）。洗浄では、パルスエネルギの減少を省略することができる。したがって、洗浄は区域毎に約１００秒、望ましくは１００秒未満、９０秒未満又は８０秒未満で実行することができる。

[0054] センサの洗浄は、基板又は基板テーブルＷＴ上の基板Ｗのための窪みに存在するダミー基板で実行することが好ましい。というのは、液体供給システム１２が動作している場合に、液浸液が窪み内に漏れるのを防止するために、窪み内に基板が存在することが必要だからである。しかし、基板が存在する必要がない構成があってもよい。しかし、これはさらなる複雑化という犠牲を払うようである。

[0055] 各基板の結像後にＴＩＳセンサを洗浄する必要はない。通常、基板のバッチは約２５個の基板を備える。各バッチの後には、いわゆる「ロット」補正が実行される。これは、区域１５５内のマークの照明を含む。これらのマーク１５５は、マスクを位置合わせするために、基板Ｗ毎にも結像される。従来の動作では、投影ビームレーザで他のマークが結像されることは、あっても稀である。これらのマーク１２０、１３０、１４０、１５０、１６０は、各ロット補正中に投影ビーム放射で洗浄することができる。予防的洗浄を実行することができ、それには投影ビームでの定期的露光が必要である。予防的洗浄は、例えば各ロット補正中に１日１回、又は基板毎に実行することができ、洗浄を必要とするようなセンサの区域の照射を含む。センサの使用時にその区域が清潔である限り、洗浄の頻度は重要ではない。この洗浄照射は、その区域での余分な照射であり、センサが実行する様々な測定に必要な照射を上回る。しかし、露光は、予防的洗浄の場合は、完全な洗浄の場合より短く、例えば５０ｍｓ、又はセンサ上のマーク毎に２００パルスと４００パルスの間、さらに望ましくは３００パルスである。

[0056] 区域の一部を区域のその他と同じ頻度で洗浄する必要がない場合もあることが解かる。

[0057] このような望ましい区域のみの照射に成功するために、放射の洗浄ビームの断面積を制限する必要がある。特に、上述した基板テーブルの上面上のＵＶに敏感な材料の区域が照射されるのを回避するために、このタイプの制限が必要である。したがって、光学システムは、基板の結像に使用する投影ビームと比較して、洗浄区域に当たる洗浄放射ビームの断面積を限定するアジャスタを含む。したがって、洗浄区域は限定区域と見なすことができる。アジャスタを制御するために、制御装置を設けることができる。制御装置は処理装置に接続することができる。洗浄プロセスは、コンピュータプログラムに従う処理装置によって自動的に実行することができる。

[0058] 通常、アジャスタは洗浄放射ビームの断面積を、１０×１０ｍｍのオーダの寸法を有するように調節する。これは、基板の露光中に使用される８×２６ｍｍというスリットのサイズに匹敵する。この区域によって、センサ１００の上面の様々な区域を、目標を定めて洗浄することができる。センサは約６０ｍｍの直径を有し、したがって約１０×１０ｍｍの区域を照明すると、区域１２０、１３０、１４０、１５０、１５５、１６０のそれぞれを選択的に洗浄できることが分かる。

[0059] 図８は、リソグラフィ装置の照明及び投影システムを含む光学システムを示す。洗浄放射ビームの断面積を調節する２つの方法が図示されている。第一の方法は、いわゆるレチカルエッジマスクアセンブリブレード（ＲＥＭＡブレード）を使用するものである。これらのブレード１００は、いかなる場合にもリソグラフィ装置内に存在する。これは、投影ビームＰＢの断面積を限定するために使用される。理論的には、これは断面積を任意の望ましいサイズに限定するために使用することができる。ＲＥＭＡブレード１００を使用して、洗浄放射ビームの断面積を調節する場合は、マスクテーブルＭＴの所定の位置にマスクＭＡがある必要はない。

[0060] 別の代替方法は、マスクＭＡに開口を設けることであり、これで洗浄放射ビームの断面積が効果的に調節される。マスクはマスクテーブルＭＴに配置される。マスクは、洗浄放射ビームの断面にいかなるパターンも与えないことが好ましい。

[0061] 以上の２つの方法のいずれも、図８のマスクテーブルＭＴの下で示すように、投影ビームＰが洗浄放射ビームＣＰへと細くなる結果となる。

[0062] 洗浄放射ビームの断面積を調節する他の方法も可能である。例えば、投影システムの下にこれを通る開口を有するシールドを挟むことが可能である。また、マスクテーブルの下又は光学システム内の他の位置でシールドを使用して、断面積を減少させることが可能である。実際、マスクとＲＥＭＡブレード１００の両方を、このようなシールドと見なすことができる。例えば幾つかのフィーチャがあるマスクを使用するなど、焦点外にマスクを設定する別の方法もある。

[0063] 以上の方法を使用すると、ＴＩＳセンサの洗浄にかかる時間をわずか１５分にすることができる。

[0064] 以上、本発明をＴＩＳセンサの区域の洗浄に関して説明してきたが、本発明は、基板テーブルの他の部分又は基板テーブル上の他のオブジェクトの洗浄にも使用することができる。例えば、他のタイプのセンサを洗浄するために、同じ方法を使用することができる。本発明を使用して洗浄可能な他のタイプのセンサは、ＩＬＩＡＳセンサ及びスポットセンサを含む。他のオブジェクトも、洗浄の恩恵を受けることがある。これは、いわゆるダミー基板又はクロージングディスク８０又は別のシャッタ部材を含む。このようなシャッタ部材又はクロージングディスク、又はこのようなデバイスのフィーチャは、容易に汚染され得る。本発明は、ＵＶ放射に敏感な層又は基板テーブルＷＴの上面を損傷するという危険を冒さずに、シャッタ部材の少なくとも一部を洗浄するのに適切である。

[0065] 洗浄中に、投影システムＰＳの下で基板テーブルＷＴを動かすことも可能である。したがって、１つの洗浄サイクルで複数の区域を洗浄することができる。

[0066] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、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である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、計測ツール及び／又は検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0067] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0068] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか一つ、又はその組合せを指す。

[0069] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明の実施形態は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はその内部に記憶されたこ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、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。さらに機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実現することができる。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶することができる。

[0070] 上述した制御装置は、信号を受信、処理及び送信するのに適切な任意の構成を有することができる。例えば、各制御装置は、上述した方法の機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行するために、１つ又は複数の処理装置を含んでよい。制御装置は、このようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はこのような媒体を受信するハードウェアを含んでよい。

[0071] 本発明は、任意の液浸リソグラフィ装置に、特に上述したタイプに適用することができるが、それに限定されない。

[0072] 本発明の１つ又は複数の実施形態は、任意の液浸リソグラフィ装置に、特に液浸液が槽の形態で提供されるか、基板の局所的な表面区域に閉じ込められるか、基板及び／又は基板テーブル上に閉じ込められないかにかかわらず、上述したタイプに適用することができるが、それに限定されない。閉じ込められない構成では、液浸液は基板及び／又は基板テーブルの表面上に流れることができ、したがって実質的に基板テーブル及び／又は基板の覆われていない表面全体が濡れる。このように閉じ込められていない液浸システムでは、液体供給システムが液浸液を閉じ込めることができない、又はある割合の液浸液閉じ込めを提供することができるが、実質的に液浸液の閉じ込めを完成しない。

[0073] 本明細書で想定するような液体供給システムは、広義に解釈されたい。特定の実施形態では、これは、液体を投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間に提供する機構又は構造の組合せでよい。これは、１つ又は複数の構造、１つ又は複数の液体入口、１つ又は複数の気体入口、１つ又は複数の気体出口、及び／又は液体を空間に提供する１つ又は複数の液体出口の組合せを備えてよい。実施形態では、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部でよいか、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆ってよいか、空間が基板及び／又は基板テーブルを囲んでよい。液体供給システムは任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量又は任意の他の特徴を制御する１つ又は複数の要素をさらに含むことができる。

[0074] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (21)

1. リソグラフィ装置内で基板テーブルの上面又は基板テーブル上のオブジェクト、の区域を洗浄する方法であって、
   前記リソグラフィ装置の光学システムの最終要素と前記区域の間に液体を提供することであって、前記光学システムは、パターン付き放射ビームを生成し基板に投影するように、通常の動作中に使用される、ことと、
   前記光学システムを使用して、前記液体を通して洗浄放射ビームを前記区域に投影することを含み、
   前記投影することが、前記パターン付き放射ビームと比較して、前記区域に当たる前記洗浄放射ビームの断面積を制限するように前記光学システムを調節することを含む方法。
2. 前記光学システムの前記調節することが、基板の結像中にマスクを通過する前に前記パターン付き放射ビームが通過する開口のサイズ及び／又は形状を調節することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記調節することが、前記光学システム内にマスクを配置することを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記光学システムが照明システム及び投影システムを含み、前記調節することが、前記照明システムの前の光路内、前記照明システム内、前記照明システムと前記投影システムの間、前記投影システム内、又は前記投影システムの後で実行される、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記洗浄放射ビームが、実質的にパターンを与えられない、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記洗浄放射ビームが、実質的に約１９３ｎｍの波長の放射を備える、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記洗浄放射ビームによって、少なくとも２５Ｊ／ｃｍ^２の線量が前記限定区域に適用される、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記区域が前記オブジェクト上にある、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記オブジェクトがセンサである、請求項８に記載の方法。
10. 前記洗浄中に、前記センサが動作していない、請求項９に記載の方法。
11. 前記オブジェクトが、ＴＩＳ、ＩＬＩＡＳ及び／又はスポットセンサを備える、請求項９に記載の方法。
12. 前記オブジェクトがクロージングディスクである、請求項８に記載の方法。
13. 前記洗浄することが、前記基板テーブル上に基板が存在する状態で実行される、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
14. リソグラフィ装置内の基板テーブル上のセンサの区域を洗浄する方法であって、
    前記リソグラフィ装置の光学システムの最終要素と前記区域の間に液体を提供することであって、前記光学システムは、パターン付き放射ビームを生成し基板に投影するように、通常の動作中に使用される、ことと、
    前記光学システムを使用して、前記液体を通して洗浄放射ビームを前記センサに投影することを含み、
    前記洗浄放射ビームに実質的にパターンがなく、
    前記投影することが、前記パターン付き放射ビームと比較して、前記センサに当たる前記洗浄放射ビームの断面積を制限するように前記光学システムを調節することを含む方法。
15. 前記投影することが、前記洗浄放射ビームを前記センサの部分にのみ投影することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記部分が、レベリングに使用するアラインメントマーク、マスクの位置合わせに使用するアラインメントマーク、粗動位置合わせに使用するアラインメントマーク、微動位置決めに使用するアラインメントマークのうち少なくとも１つを備える、請求項１５に記載の方法。
17. リソグラフィ装置内で基板テーブルの上面又は基板テーブル上のオブジェクト、の区域を洗浄する方法であって、
    前記リソグラフィ装置の光学システムの最終要素と前記区域の間に液体を提供することであって、前記光学システムは、パターン付き放射ビームを生成し基板に投影するように、通常の動作中に使用される、ことと、
    前記光学システムを使用して、前記液体を通して洗浄放射ビームを前記区域に投影することを含み、
    前記投影することが、前記放射ビームを前記区域に限定するように、上面に当たる前記洗浄放射ビームの断面寸法を調節するために前記光学システムを調節することを含む方法。
18. 前記断面寸法が、前記洗浄放射ビームの断面の幅である、請求項１７に記載の方法。
19. 基板を保持する基板テーブルと、
    パターン付き放射ビームを基板に投影する光学システムと、
    請求項１ないし１８のいずれか一項の方法により、前記装置を制御する制御装置と、を備える
    リソグラフィ投影装置。
20. 前記基板テーブルの上面が、ＵＶに敏感なコーティングを備える、請求項１９に記載の装置。
21. 前記基板テーブル上に配置された少なくとも１つのセンサをさらに備え、前記洗浄放射ビームが前記ＵＶに敏感な層に当たらない状態で、前記制御装置が前記センサの洗浄を制御する、請求項１９または２０に記載の装置。

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