JP2002513856A - 微小チャンバ - Google Patents

微小チャンバ

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JP2002513856A
JP2002513856A JP2000547280A JP2000547280A JP2002513856A JP 2002513856 A JP2002513856 A JP 2002513856A JP 2000547280 A JP2000547280 A JP 2000547280A JP 2000547280 A JP2000547280 A JP 2000547280A JP 2002513856 A JP2002513856 A JP 2002513856A
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ジョン イー． デイビソン
カート ウェイナー，
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ウルトラテク， ステッパー， インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 本発明の装置は、比較的小体積のチャンバであって、基板を処理するために有用である。この装置は、実質的に平坦な表面を有する参照部材を含む。この装置はまた、基板を支持する表面を有するステージ部材を含み、この表面は、この支持表面を囲むガスベアリングを有する。このベアリングを通るガス流が、ガスベアリングを参照部材の平坦表面に近付けたときに、周囲のガスからのその基板のシールを生じるように、調節される。このガスベアリングにより生じたシールはまた、プロセスガスをその基板の近位に含むためにも、使用され得る。このようなプロセスガスは、参照部材に規定される入口および出口をそれぞれ介して、そのチャンバの内外に導入および排出され得る。この装置は、参照部材に取り付けられたウィンドウを含み得る。パターン化された光または粒子ビームが、この窓を介して、収容された基板へと方向付けられて、選択された反応を、その基板上で起こす。ガスベアリングは、ステージ部材が参照部材に対して、それらの相対的間隔に影響を与えることなく、移動することを可能とする。したがって、基板上に形成されるパターンは、その基板上にパターンを形成するために使用されるリソグラフ設備を顕著に焦点合わせし直す必要なしに、ステップされ得、繰り返され得る。本発明はまた、関連する方法を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） （１．発明の分野） 本発明は、ウエハ基板上で１つ以上のプロセス工程を実施するための不活性ま
たは反応性のプロセスガスを含有させるために使用されるプロセスチャンバに関
する。例えば、プロセスチャンバは、ウエハ基板上で集積電子部品、光または微
小機械デバイスを作製するためのプロセスにおける材料のエッチング、ドーピン
グまたは成長などの工程のための、または例えば微小加工の実施のためのガス反
応物を含有させるために使用され得る。このチャンバは、レジスト層の露光など
の反応性雰囲気を要求しないプロセス工程のための不活性ガスを含有させるため
にも使用され得る。
【０００２】 （２．関連技術の説明） 典型的には数リットルのオーダー以上の、その比較的大きい容量のために、従
前に開発されたプロセスチャンバは、一般に、ウエハ基板上の特定のプロセス工
程を実施するために実際に必要とされるよりはるかに多くの反応性ガスまたは不
活性ガスで満たされる必要がある。結果として、このようなチャンバはかなりの
量のこのようなガスを浪費し得る。また、いくらかのガス種は腐食性であり、こ
の場合、チャンバを満たす必要がある比較的大量の腐食性ガスは、対応する広い
面積のチャンバ壁、ウエハ支持面、配管、およびかなりの出費で交換されなけれ
ばならない他のチャンバ装備の腐食に導く。さらに、いくらかの反応性ガス種は
、毒性であり、そしてこのようなチャンバから大量の毒性ガスの偶発的な放出は
、このようなチャンバの付近の作業者にとって大きな脅威を呈する。加えて、腐
食性、毒性または汚染性プロセスガスの大量の廃棄は、大きな健康と環境問題を
生じる。さらに、このような大容量のプロセスチャンバは、パージをしてそして
反応性ガスで満たすためにかなりの時間を必要とし、これはこのようなチャンバ
で達成し得る処理ウエハ基板のウエハスループットを低下させる。従前のプロセ
スチャンバのこれらの短所を克服することが望ましい。
【０００３】 本発明にまた関連して、ウエハ基板上にデバイスをパターン形成するために使
用される従前のステッパリソグラフィー装置に存在する他の問題がある。このよ
うなステッパ装置の使用において、ウエハステージはリソグラフィー投射装置に
対する増分（または他の言葉ではステップで）で反復的に動かされ、そしてパタ
ーンは各動きの増分の後、基板に露光される。一般に、リソグラフィー装置に対
するステージ動作は、ウエハの上面を、リソグラフィー装置に対して焦点外れを
生じさせ、ステージのステップ化の後に再焦点化が必要となる。このような再焦
点化は時間を費やし、そして従ってこのような再焦点化が必要でなければ達成さ
れ得るスループットを低下させる。従前のステッパ装置のこの短所を克服するこ
とが所望される。
【０００４】 （発明の要旨） 本発明は、上記記載の短所を克服するものである。本発明に従った装置は、ウ
エハ基板を大気からシールする比較的小容積チャンバを含み、そしてその内部で
ウエハ基板は反応性または不活性プロセスガス雰囲気中で処理され得る。本装置
は、実質的に平坦な面を有する参照部材、およびウエハ基板を支持するための表
面を有するステージ部材を含む。このステージ部材は、参照部材表面に近接して
対向して、しかしそこから間隔を空けて配置される。ステージ部材および参照部
材のこの近接するが間隔を空けた配置を可能にするために、このステージ部材は
ウエハ基板を支持する表面を包囲するガスベアリングを有する。このガスベアリ
ングは、参照部材の表面とステージ部材の表面との間で、およびガスベアリング
自体により規定されるチャンバ内でウエハ基板をシールする。好ましくは、ガス
ベアリングにより生じる吸引は、ステージ部材を参照部材に対して負荷をかける
または付勢するために充分であり、それによりステージ部材は参照部材に実際に
は接触することなく参照部材に引っ付く傾向がある。ステージ部材が参照部材に
対して動かされると、ガスベアリングがステージ部材を、参照部材の表面に沿っ
て、実質的にそこから一定の距離で滑動することを可能にする。従って、ステー
ジ部材は参照部材の表面に沿って、一位置から他へ、ステージ部材と参照部材と
の間の間隔を実質的に変化させることなく、動かされ得る。この特徴は、本発明
の装置が、ステージ部材と参照部材との相対動作による、一位置から他へウエハ
基板をステップ化する際にリソグラフィー投射装置を再焦点化する必要を除去す
るかまたは減少させるために使用されることを可能とする。
【０００５】 参照部材は好ましくは、ガスベアリングによりシールされたチャンバに連通す
る少なくとも１つの入口および出口を規定する。この入口および出口はプロセス
ガスがシールされたチャンバを通って移動されることを可能にする。本装置は、
入口に連通的に結合された加圧プロセスガス源を含み得、そのガスを入口に供給
する。チャンバに入るプロセスガスの流量を制御するために、本装置はプロセス
ガス源と入口との間に結合された圧力調節装置または流れコントローラを含み得
る。この装置は、また出口に結合された排出ユニットも含み得、この排出ユニッ
トは、プロセスガスに由来する反応副産物などの排出ガスをチャンバから引き出
し、そして廃棄する。チャンバからの流量を制御するために、この装置は出口と
排出ユニットとの間に結合された調節装置を含み得る。好ましくは、入口調節装
置は入口プロセスガス圧力を大気圧より少し上に制御し、そして出口調節装置は
、出口プロセスガス圧力を大気圧より少し低くに制御する。このような圧力調整
は、ガスベアリングによるステージ部材と参照部材との間に形成される大気に対
するシールを破ることなく、またはウエハ基板の焦点位置を変更することなく、
本装置を通してプロセスガスが移動することを可能にする。
【０００６】 好ましい構成において、本装置は参照部材にウィンドウを含み、そこを通して
光がウエハ基板に向けられ得る。光は照射源により生成され得、そして例えばウ
ィンドウを通してウエハ基板にリソグラフィー投射ユニットを用いて伝達され得
る。この光源および投射ユニットは本装置の要素として含まれ得る。光はプロセ
ス工程において使用され得、ウエハ基板上で反応を生じさせる。例えば、光はウ
ィンドウを通して基板に照射され得、本装置内にシールされたプロセスガスをウ
エハ基板と反応させるか、またはウエハ基板に拡散させ得る。光は例えば、マス
クレチクルの使用によってパターン化され得、基板の選択的な位置でこのような
反応を生じさせる。あるいは、光は、ウエハ基板上のレジスト層を選択的に露光
するためにウィンドウを通して照射され得、続く基板上での材料の選択的エッチ
ングまたは成長のために進展し得る。これらのエッチングまたは成長プロセス工
程、およびプロセスに必要な他の実質的にどのような工程も、ガスベアリングに
よりシールされるチャンバ内で実施され得る。重要なことに、ガスベアリングは
ウエハ基板が参照部材に対して動かされることを可能にし、その結果ウィンドウ
がウエハ基板の異なる領域に乗り得、この特徴は例えば、ステッパリソグラフィ
ーユニットにおいて有用である。本装置は、このような動きに影響するステージ
部材に結合されたポジショナーを含み得る。この装置を用いて、光がウィンドウ
を通してウエハ基板の異なる領域に照射され得、そしてなおステージ部材と参照
部材との間の距離がガスベアリングにより比較的一定に維持され、そのためステ
ージ部材および参照部材を互いに対して動かした後は、光は顕著には再焦点化さ
れる必要がない。
【０００７】 ガスベアリングを駆動するために、本装置は加圧ガス源および真空源を含み得
る。加圧ガス源は不活性ガス、清浄乾燥空気または例えばプロセスガスと同じ種
であるガスを供給し得る。ガスベアリングは、ステージ部材に規定される第一、
第二および第三チャネルを含むように構成され得る。第一チャネルは、ウエハ基
板を支持するのに使用される表面を包囲し、第二チャネルは、第一チャネルを包
囲し、そして第三チャネルは第二チャネルを包囲する。第一および第三チャネル
は、そのそれぞれのガス源または共通ガス源と連通するよう結合され、そして第
二チャネルは真空源と連通するように結合される。チャネルは同心でかつ輪状で
ある形状の複数のランドによりステージ部材内に規定され得る。ステージ部材は
、ステージ部材の第二チャネルへ結合された真空源により適用された吸引により
参照部材に近接して保持される。そしてステージ部材と参照部材との間の接触は
、第一および第三チャネルによるステージ部材と参照部材との間のガス源により
適用される加圧ガスにより防がれる。チャネル間の圧力の局所変動による「エア
ハンマ」の発生を防ぐために、多孔性のランドが第一および第三チャネルに配置
され得、この場合第二チャネルが第一ランドと第二ランドとの間に規定される。
これらの多孔性のランドは炭素から作製され得、炭素は比較的柔らかい材料であ
るため、もし偶発的に参照部材表面がステージ部材に接触しても参照部材表面を
損傷しない。多孔性ランドはまた例えばセラミック材料から作製され得る。ガス
ベアリングを通って流れるガスの適切な制御により、ランドは参照部材から５か
ら１０ミクロンの間隔で維持され得る。このような接近した間隔で、ランドと参
照部材との間のガス流は、比較的高速であるが、低容量を有する。高速は、あっ
ても比較的わずかの雰囲気ガスまたは含有プロセスガスがガスベアリングを通り
得ることを確実にする。ガスベアリングを駆動するために、経時において比較的
少量のガスが消費されるので、このようなガス流の低容量は、ガスベアリングの
使用をより経済的にさせる。
【０００８】 本発明に従った方法は、第一表面に規定される第一リング状チャネル（これは
第一表面上に配置されるウエハ基板を包囲する）の周囲で、第一ガス流を、第一
表面から第二表面へ、方向付ける工程を含む。第一ガス流は、ウエハ基板に近接
する第一表面と第二表面との間のプロセスガスを実質的に含む。本発明の方法は
また、第一表面に規定される第二リング状チャネル（これは第一チャネルを包囲
する）の周囲で、第一表面と第二表面との間からの、第二ガス流を吸引する工程
を含む。本発明の方法は、第一表面に規定される第三リング状チャネル（これは
第二チャネルを包囲する）の周囲で、第一表面から第二表面へ、第三ガス流を方
向付ける工程をさらに含む。第三ガス流は、雰囲気ガスが第三チャネルにより流
れることを防ぐ。吸引工程により発生する第二ガス流は、第一および第三ガス流
の少なくとも一部を含む。好ましくは、吸引は、第一および第二表面を共に負荷
をかけるか付勢するために充分に行われる。また、エアハンマの発生を避けるた
め、第一および第三流は拡散工程に供され得、この拡散工程はこの流れを比較的
小さいストリームまたはキャピラリー流れに分割し、かなりの局所圧力変動の形
成を防ぐ。本方法はまたプロセスガスを第一、第二および第三ガス流ならびに第
一および第二表面によりシールされるチャンバに方向付ける工程を含み得る。本
方法は、シールされたチャンバにプロセスガスを導入する圧力または流れを調節
する工程をさらに含み得る。この圧力は、周囲圧力よりわずかに上に調節され、
この圧力はガスをシールされた容積に流させるために充分に高く、そしてなお第
一および第二表面の間に生成されるシールを、ガス流によって破るほど高くはな
い。本方法は、またプロセスガスをシールされた容積から排気する工程であって
、周囲圧力よりわずかに低く調節され得る工程を含み、この圧力は、包囲された
容積からプロセスガスを排気させるのに充分であり、そしてなお、ベアリングを
通るガス流により形成されるシールを破るほど、または集束位置を変化させるほ
ど大きくはない。本方法はまた第二表面に規定されるウィンドウを通してウエハ
基板を照射して、ウエハ基板上で反応を生じさせる工程も含む。例えば、反応は
、閉じ込められたプロセスガスをウエハ基板と反応させるかまたはウエハ基板へ
拡散させ得、または露光を有効にするためにレジスト層に化学変化を選択的に生
じさせ得る。さらに本方法は、第一表面を第二表面に対して連続する位置へ移動
させる工程を含み得、この工程において各連続する動きのあとに照射工程が実施
される。本方法の方向付ける工程および吸引する工程により生成されるガス流に
より、第一表面が第二表面から連続する位置において実質的に一定距離において
維持される。したがって、第一および第二表面を相対的な一位置から別の位置へ
移動した後、ウエハ基板を照射するために使用されるかなりの光の再焦点化が、
不要となる。
【０００９】 これらが他の特徴と長所とともに、続いて明らかとなり、構成の詳細および操
作においてより充分に本明細書の以下において記載され、特許請求され、添付の
図面への参照がなされて本明細書の一部を形成し、ここでいくつかの図を通して
類似の数字は類似の部分を示す。
【００１０】 （好ましい実施態様の説明） 図１において、本発明の装置１の第一実施形態は、参照部材２およびステージ
部材３を含む。参照部材およびステージ部材は互いに対向し、そして比較的小容
量プロセスチャンバ４をその間に規定する。このチャンバはプロセスガスまたは
不活性ガスを封入するために使用され得、そしてまたチャンバ内に位置するウエ
ハ基板を大気から、本明細書中以下により明らかとなる様式で、シールする。
【００１１】 この参照部材は好ましくは、アルミナまたは好適なセラミック材料などの、比
較的耐性の、寸法的に安定性の、化学的に不活性な材料から構成される。参照部
材はステージ部材と対向する実質的に平坦な表面を有する。参照部材の平坦表面
は、モールド成型、ダイキャスト成型、機械加工またはその他で作製され、ミク
ロン以下のオーダーで平坦に形成され、この特徴はステージ部材と参照部材との
間のシールを維持するために重要であり、これによりステージ部材が参照部材の
表面に沿った単一平面内でスムースに移動することを可能にする。
【００１２】 本装置は参照部材内に規定された開口６内に固定されたウィンドウ５を含み得
る。このウィンドウは、溶融シリカなどの光またはビーム透過性材料から作製さ
れ、モールド成型されまたは切断されそして研磨され、例えば開口６内に適合す
る形状となる。ウィンドウ５は、参照部材に規定されたシートの周辺のまわりに
固定され得る。ウィンドウはそのシート内にセメントで、または他の接着剤を用
いて、あるいは例えばメカニカルシール（図示されず）などを用いて固定され得
る。
【００１３】 参照部材はまた、入口７を規定し、プロセスガスを装置のチャンバ内に流すこ
とを可能にする。本装置は、入口７と連通して結合された高精度調節装置８、お
よび調節装置（または流れコントローラ）８へ連通して結合された加圧プロセス
ガス源９を含み得る。このような調節装置（または流れコントローラ）および加
圧ガス源（例えば加圧ガスタンク）ならびにそれらの使用はこの技術において周
知である。調節装置８は、プロセスガスがチャンバに入る流量を制御するために
使用され得る。例えば、ガス源９は、充分に加圧されてプロセスガスを調節装置
へ大気圧または大気圧の１０倍のオーダーの圧力で提供し得る。好ましくは、調
節装置８は、入口７へ供給されるプロセスガスの圧力を、大気の１０分の１また
は１００分の１以内で制御するのに充分に正確である。参照部材２、調節装置８
および源９は直接にまたは配管、チュービングなどを通じてのいずれかで一緒に
連通して結合される。参照部材２、調節装置８および源９、そこに結合されるチ
ュービングまたは配管、および反応性プロセスガスにより接触される全ての他の
装置要素は、好ましくは実質的にこのようなガスに不活性である材料から作製さ
れる。
【００１４】 参照部材２は、出口１０を規定し、ここを通して未消費のプロセスガス、反応
副生成物または他の排出ガスが装置のプロセスチャンバ４から引かれる。好まし
くは、出口１０は、ウィンドウ５の、入口７が配置される側と反対側に規定され
、その結果、入口７からのガスがウィンドウ５を横切って引かれ、もし本装置に
おいて実施されることが所望されるプロセス工程により要求されるなら、このウ
ィンドウ５においてガスはウィンドウを通って照射された光または粒子により反
応され得る。本装置は、出口１０に連通して結合された調節装置（または流れコ
ントローラ）１１および調節装置１１に連通して結合された排出ユニット１２を
含む。調節装置１１はチャンバからの排出ガスの流量を制御するために使用され
得、そして大気の１０分の１または１００分の１以内まで正確であることが好ま
しい。排出ユニット１２は、焼却器、浄化器、廃物タンクなどを含み得、これら
は全て周知のデバイスである。排出ユニット１２はまたポンプまたはファンなど
を備え得、チャンバ４から調節装置１１により制御される流量で排出ガスを引く
ことを補助する。出口１０、調節装置１１および排出ユニット１２は、直接にま
たは好適な配管、チュービングなどを通じてのいずれかで、一緒に連通して結合
され得る。
【００１５】 ステージ部材３はアルミナまたはセラミックなどの耐久性材料から作製され、
そして例えばモールド成型、キャストまたは機械加工されて、本装置の使用のた
めの好適な形状にされる。ステージ部材は、例えば、Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ
，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａのＮｅｗ Ｗａｙ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐｏｎ
ｅｎｔｓ，Ｉｎｃによる仕様に従って製造され得る。ステージ部材は、ウエハ基
板１４を支持する実質的に平坦な表面１３を有する。ステージ部材のウエハ支持
表面１３は、好ましくは参照部材の対向する表面に匹敵して（ミクロン以下のオ
ーダーで）平坦に形成される。好ましくは、表面１３は、８インチまたは１２イ
ンチ直径ウエハ基板を収容するために十分大きく、そしてそれでもなお、チャン
バ４の容積を不必要に増加させるほど大きくはなく、そのため源９からチャンバ
へ供給されるプロセスガスの浪費を避けることができ、そしてその結果チャンバ
は比較的迅速にパージされ、そしてそのようなガスで充填され得る。この技術の
当業者により理解されるように、ウエハ基板は、半導体、半導体積載絶縁体基板
、または他のタイプのいくつかの基板であり得る。ウエハ基板上には、電子デバ
イス、機械デバイスまたは光デバイスが、源９からのガスおよび／またはウィン
ドウ５を通してウエハ基板上へ照射される光または粒子ビームにより行われる、
フォトもしくはビームリソグラフィーを使用して形成され得る。
【００１６】 重要なことに、ステージ部材は、ステージ部材のウエハ支持表面１３を包囲し
して形成される、ガスベアリング１５を含む。図１の実施形態において、ガスベ
アリング１５は、ステージ部材３に規定されるランド１６、１７、１８、１９を
含む。ランドは、表面１３と比較してガスベアリングの表面の比較的隆起した部
分であり、そして表面１３の上に０．５から１０ミリメートルの高さにほぼ隆起
する。チャンバ４の容積は、このように比較的小さく、もしランド高さが１０ミ
リメートルであるなら、１リットル以下のオーダーであり、そして８インチまた
は１２インチウエハ基板サイズに対して、０．５ミリメートルのランド高さに対
して０．１リットル未満である。ステージ部材は好ましくは、ランドが表面１３
に実質的に平行である平坦輪状表面を有するように形状化される。この形状は表
面１３が参照部材の平坦表面に実質的に平行であることを可能にし、それにより
もしステージ部材が参照部材の表面に沿って一位置から他位置へ移動されるとき
でさえ、ウエハ基板の表面が、上方にあるウィンドウ５から一定の距離であるよ
うにする。そのように形状化されるため、ウエハ基板は参照部材の表面に対して
平行な単一平面内に動くように拘束され得、そのためステージ部材と参照部材と
の相対移動の後、リソグラフィー装置のかなりの再焦点化が不必要となる。ラン
ド１６、１７、１８、１９は好ましくは形状において同心の輪状またはリング状
であり、表面１３から半径外側の方向に、それぞれ徐々に増加する半径を有する
。ランドはステージ部材３のウエハ支持表面１３を包囲する。隣接する領域にお
いて、ランドは３つのリング状チャネル２０、２１、２２を規定する。ランド１
６、１７、１８、１９は好ましくは半径方向の幅で各５ミリメートル以上であり
、そして隣接するランドから５ミリメートル以上の間隔で離されており、この間
隔がチャネル２０、２１、２２を規定する。チャネル２０は、ランド１６、１７
の間で規定され、そしてステージ部材内に規定される入口２３に連通して結合さ
れる。本装置は、入口２３と連通して結合される調節装置２４（すなわち流れコ
ントローラ）、および調節装置２４に連通して結合される加圧ガス源２５を含み
得る。ガス源２５は好ましくは窒素または乾燥清浄空気などの不活性ガスを供給
する。乾燥清浄空気は、例えば、調節装置２４により制御される流量で供給され
る大気から、埃の濾過と蒸発物の凝縮により生成される。このような濾過と凝縮
装置はこの技術分野において公知であり、そしてフィルタ、ヒータおよび／また
はコンデンサを含み得、これらは源２５の構成要素として含まれるか、またはこ
のような源とともに使用するための分離されたアクセサリーとして含まれる。好
ましくはガス源２５は少なくとも４０〜８０ポンド毎平方インチ（ＰＳＩ）の圧
力にてガスを送達し得、そして調節装置２４は、圧力をチャネル２０において＋
／−１．０ＰＳＩ以内またはそれよりも良く制御し得る。
【００１７】 チャネル２１は、ランド１７、１８の間に規定される。チャネル２１はステー
ジ部材３に規定される出口２６と連通する。出口２６からガスを引くために、そ
してそれゆえチャネル２１からもまた引くために、装置は調節装置（または流れ
コントローラ）２７、真空源２８、および排出ユニット２９を含み得る。出口２
６は調節装置２７に連通して結合され、調節装置２７は次いで真空源２８に連通
して結合される。調節装置２７は好ましくは、チャネル２１において圧力を＋／
−０．１ＰＳＩ以内またはそれより良く制御し得る。真空源２８は例えば、調節
装置２７により規定される流量においてチャネルからガスを吸引するポンプであ
り得る。このようなポンプは周知であり市販で入手可能である。真空源は好まし
くは、ガスベアリングが大気圧に対して正味負圧を発生させるのに充分な流量で
、ステージ部材および参照部材の間でチャネル２１からガスを引き得る。このよ
うな負圧はステージ部材が参照部材に近接して引かれることを生じさせ、一方、
チャネル２０，２２における正圧はステージ部材と参照部材との実際の接触を防
ぐ。源２８の要求される真空圧および対応する調節装置２７の設定は、ステージ
部材３の重量、ランド１６、１７、１８、１９の形状、チャネル２０、２２にお
いてガスベアリングへガスが送達される圧力、および大気圧に依存する。一般に
、源２８により生成される真空は、隣接するチャネル２０、２２からチャネル２
１へ送達されるいずれのガスをも引くのに充分でなければならず、そして好まし
くは、真空はこの目的のためには十分以上であり、ステージ部材は参照部材２に
対して、実際に接触することなく引っ付き、または負荷をかける。真空源は、チ
ャネル２１から引かれたガスを処分する排出ユニット２９と連通して結合される
。処分の前に、排出ユニットは、ガスベアリング１５から引かれるガスを焼却、
浄化、またはそうでなければ調製するためであり得、その結果、ガスをユニット
２９からの排出の前に無反応性、無毒性、または他の適切な状態であるようにす
る。
【００１８】 チャネル２２はランド１８、１９の間に規定される。チャネル２２はステージ
部材３に規定される入口３０と連通する。ガスをチャネル２２へ入口３０を介し
て方向付けるために、装置は調節装置（または流れコントローラ）３１および加
圧ガス源３２を含む。入口３０は、調節装置３１と連通されて結合し、調節装置
３１は次いで加圧ガス源３２と連通されて結合する。ガス源３２は、加圧ガス、
好ましくは不活性ガスまたは清浄乾燥空気を、チャネル２２へ入口３０を介して
調節装置３１により決定される流量で供給する。源３２はガスを、少なくとも４
０〜８０ＰＳＩの圧力で、チャネル２２へ供給し得、そして調節装置３１はそれ
に対応して設定される、ことが好ましい。調節装置３１は、チャネル２２へ供給
されるガスの圧力を＋／−１．０ＰＳＩ以内で、またはそれより良く制御し得る
ことが好ましい。
【００１９】 入口および出口２３、２６、３０は好ましくはそれぞれの調節装置２４、２７
、３１に、可撓性配管またはチュービングとホースクランプ（図示されず）を用
いて連通されて結合し、その可撓性はステージ部材が参照部材に対してこのよう
なチュービングまたは配管により邪魔されることなく、動かされることを可能に
する。調節装置２４、２７、３１は直接に、または配管もしくはチュービングお
よびホースクランプなどを通じて、のいずれかで各源２５、２８、３２に結合さ
れる。同様に真空源２８は、直接に、または配管もしくはチュービングおよびホ
ースクランプを通じてのいずれかにより、排出ユニット２９に結合され得る。
【００２０】 この装置はステージポジショナー３３を備え得、これは、参照部材２に対して
異なる位置の間でステージ部材３を移動させるように、接続される。このポジシ
ョナーは、周知の様々なステージ位置決めデバイスの１つであり得る。このポジ
ショナーは、ステージ部材を参照部材に対して移動させるために使用し得、これ
によってウィンドウ５がウエハ基板の異なる位置の上に来る。
【００２１】 ウエハ基板上で反応を起こすために、この装置は、リソグラフィー投影用の、
リソグラフィー投影ユニット３４および光源３６を備え得る。リソグラフィー投
影ユニット３４および光源３６は、好ましくは、適切な支持体など（図示せず）
を用いて、参照部材２に対して適切な位置に保持される。光源３６は、ウエハ基
板１４を照射するための光を発し、この光は、光源３６によってリソグラフィー
投影ユニット３４へと方向付けられる。リソグラフィー投影ユニット３４は、光
源３６から受容した光を透過して、マスク３５（これは、光を選択的に遮断およ
び透過して、パターン化された光を生じさせる）により規定されるパターンにす
る。マスク３５は、適切な支持体（図示せず）を用いて、リソグラフィー投影ユ
ニット３４およびウィンドウ５に対して適切な位置に固定される。パターン化さ
れた光は、マスク３５からウィンドウ５を通ってウエハ基板１４へと移動する。
あるいは、リソグラフィー投影ユニット３４は、粒子（例えば、電子）のビーム
を発するようなものであり得、このビームは、ポジショナー３３がステージ部材
３をリソグラフィー投影ユニット３４に対して移動させるにつれて、ウエハ基板
にわたって走査され、この場合においては、マスク３５は典型的には使用されな
い。パターン化された光またはビームは、ウエハ基板上での反応を選択的に起こ
すために使用され得る。パターン化されていないビームも同様に使用され得る。
例えば、光またはビームは、チャンバ４に含まれるプロセスガスの、ウエハ基板
との選択的な反応を引き起こすようなものであり得る。１つの可能な実施におい
ては、比較的強いパターン化された光（例えば、レーザ光）またはエネルギーを
有するビームが使用されて、ウエハ基板上に吸着された、またはその上のプロセ
スガスの熱分解を引き起こし得、その結果として、解離したプロセスガス原子が
、基板上の選択された領域に拡散する。このような技術は、ウエハ基板を、例え
ばｎ−またはｐ−型プロセスガス原子でドープするために使用され得る。あるい
は、パターン化された光は、基板を十分に長時間溶融させて、プロセスガスから
解離した原子がそのウエハ基板中に拡散することを可能とし、それによってウエ
ハ基板の選択的ドーピングを達成し得る。パターン化された光またはビームは、
同様に、ウエハ基板１４上に形成される抵抗層をパターン化するために使用され
得る。重要なことには、ガスベアリング１５の作用によって、ステージ部材は参
照部材の表面に沿って、そこから実質的に一定の距離で移動するよう構成される
。したがってウエハ基板は、参照部材の表面により規定される単一の平面内での
み移動する。本発明の装置のこの特徴は、一旦リソグラフィー投影ユニット３４
がウエハ基板の露出表面上に焦点を合わせられると、リソグラフィー投影ユニッ
ト３４の焦点を合わせ直す必要なしに、ステージ部材が参照部材に対して異なる
位置に移動され得るという点で、非常に有利である。ポジショナー３３およびリ
ソグラフィー投影ユニット３４はしたがって、ウエハ基板の表面上にパターンを
ステップ（ｓｔｅｐ）および露光して、選択的な反応を、ウエハ基板上のステッ
プされたアレイにおいて生じさせるために、使用され得る。さらに、ガスベアリ
ング１５は、安定な、そして図１に関しては垂直方向の頑丈なシールを、ステー
ジ部材と参照部材との間に提供し、それがこの装置を振動などに対して比較的敏
感でなくする（これは、そうでなければ、リソグラフィーがデバイスをウエハ基
板上に形成する性能に、不利な影響を与え得る）。
【００２２】 図２は、装置１の、図１において破線の円で囲った部分の、さらなる詳細図で
ある。図２において、ガスベアリング１５に流入およびそこから流出するガスが
、容易に見られ得る。入口２３からチャネル２０へと入るガス流は分裂して、ラ
ンド１６を越えてチャンバ４へと移動し、そしてまたランド１７を越えてチャネ
ル２１へと移動する。チャンバ４内へと移動する流れのガス種は、チャンバ４に
収容されるガスまたはウエハ基板に不利な影響を有さないものに、予め選択され
る。チャネル２０、２３内を流れるガスは、例えば、窒素または他の不活性ガス
種、あるいは清浄な乾燥空気であり得る。調節装置３１からのガス流は、入口３
０を介してチャネル２２へと入り、ランド１９を越えて周囲環境へと移動する流
れと、ランド１８を越えてチャネル２１へと移動する流れとに分裂する。出口２
６、および従ってチャネル２１の少なくとも一部は、ランド１７、１８を越えて
チャネル２１に入るガスの圧力よりも、少なくともわずかに低い圧力を有する。
出口２６は従って、ランド１７、１８を越えて流れるガスをチャネル２１へと抜
き出す。好ましくは、出口２６は、周囲に対して負圧をステージ部材と参照部材
との間に生じさせる十分に速い速度で、チャネル２１へと入るガスを抜き出す。
このような負圧は、これらステージ部材および参照部材を一緒にする傾向がある
が、それでも入口２３、３０からガスベアリングへと入るガスにより及ぼされる
圧力は、それぞれの調節装置２４、３１によって十分に高く制御され、参照部材
とステージ部材との間に間隔を空けた関係を維持する。ガスベアリング１５を通
るガス流または圧力の適切な制御によって、ランドと参照部材の表面との間の間
隔「ｇ」が非常に近く、例えば、５〜１０ミクロンの範囲の幅（従って、図１お
よび２に示す間隔は、非常に誇張されている）にされ得る。この間隔によって、
ランドの上の流れが比較的高速となり得、したがって、周囲の空気がチャンバに
入ること、および収容されたガスがガスベアリング１５を通ってチャンバから離
れることを防止することにおいて、特に効果的である。さらに、ランドと参照部
材の表面との間の間隔が小さいことにより、ガス流が比較的小さな容積を有する
ことを確実にして、比較的少量のガスが、ガスベアリングによって経時的に消費
されるようにする。
【００２３】 図３は、好ましい構成におけるステージ部材３の頂部平面図である。図３にお
いては、ガスベアリング１５は、ランド１６、１７、１８、１９、およびそれら
により規定されるチャネル２０、２１、２２を有し、これらは輪状であり、同心
状である。ガスベアリングは、ウエハ基板１４を支持する表面１３を囲む。チャ
ネル２０、２２に流入するガスは、それぞれ入口２３、３０により供給されて、
出口２６はガス流をチャネル２１から引き出す。
【００２４】 装置１の操作を、ここで図１〜３を参照して記載する。ウエハ基板１４がステ
ージ部材３の表面１３上に置かれる。調節装置２４、２７、３１は、ガスベアリ
ング１５に流入および流出するガスを適切につり合わせるよう設定され、そして
源２５、２８、３２が作動される。排気ユニット２９が同様に作動されて、ガス
ベアリングからの排気ガスを調整し、処分する。ガスベアリングを参照部材２に
近付けると、ベアリング１５に流入するガスが、ステージ部材と参照部材との間
にシールを確立して、プロセスチャンバ４を周囲の空気から完全に遮断（ｓｅａ
ｌ ｏｆｆ）する。従って、ウエハ基板１４は、プロセスチャンバ４内で周囲か
らシールされ、ウエハ基板１４の上の大部分の表面が、チャンバ４内に収容され
たガスに曝される。好ましくは、ステージ部材を参照部材に対して負荷する正味
の負圧を生じるように、調節装置２４、２７、３１が設定され、そして源２５、
２８、３２は、その負圧を生じるようなものである。
【００２５】 調節装置８、１１が、源９により供給されるプロセスガスの所望の流速を生じ
るように、設定される。このようなガスが反応物である場合は、その流速は、所
望の反応をウエハ基板上で所望の速度で起こすために十分なプロセスガスが確実
に利用可能であるよう十分でなければならない。源９が作動され、プロセスガス
がチャンバ４内に、調節装置８により制御された速度で、流入し得る。反応中に
、プロセスガスにより生じる排気ガス、および消費されていないプロセスガスが
、チャンバ４から、調節装置１１により制御された速度で、引き出される。排気
ユニット１２が作動されて、チャンバ４からの排気ガスを調節および処分する。
【００２６】 好ましくは、調節装置８は、プロセスガスが入口７を介してチャンバに、周囲
の圧力よりわずかに高い圧力（例えば、１．０〜１．１気圧の範囲）で、入り得
るよう設定され、そして調節装置１１は、周囲の圧力よりわずかに低い圧力（例
えば、０．９〜１．０気圧の範囲）に設定されて、チャンバが経験する正味の圧
力が、周囲の圧力に比較的近付くようにする。このような設定は、ガスベアリン
グにわたる圧力差（これは、そのシールの安定性に影響を与え得る）の形成を回
避する。リソグラフィー投影用のリソグラフィー投影ユニット３４が作動されて
、マスク３５を光で照射し、この光がこのマスクによりパターン化され、そして
この光は、ウィンドウ５を介してウエハ基板１４へと通過する。このパターン化
された光は、プロセスガスを基板と選択的に反応させ得る。あるいは、マスク３
５が省略されて、ウエハ基板が光またはビームを用いて均一に処理され、所望の
反応を基板上で起こし得る。別の代替として、リソグラフィー投影ユニット３４
がビーム発生ユニットであり得、ここでは、マスク３５は一般には必要ではなく
、そして反応が、ポジショナー３３を用いてステージ部材を参照部材に対して移
動させることによりウエハ基板の表面にわたって選択的に走査され得るビームの
使用によって、基板上に選択的に起こるようにされ得る。ウエハ基板１４の単一
の領域を露光した後に、ポジショナー３３を使用して、ステージ部材を参照部材
に対して移動させることによって、ウエハ基板１４をステップし得る。リソグラ
フィー投影ユニット３４により実施されるリソグラフィーは、ウエハ基板をステ
ップした後に繰り返され得る。ウエハ基板の露光を連続的にステップおよび反復
することによって、複数のデバイスチップがそのウエハ基板上に形成され得る。
装置１を使用して、反応物のプロセスガスを必要としない、集積デバイスプロセ
ス工程を実施し得る。このような工程は、ウエハ基板上に形成された抵抗層上の
パターンを選択的に露光する工程、あるいはステージ部材または参照部材を、例
えば電気加熱要素（図示せず）を用いて加熱することにより実施される、乾燥ま
たは焼付け工程を包含し得る。このよな工程においては、ガス源９を使用して、
不活性なプロセスガスをチャンバ４に供給し得る。リソグラフィー投影ユニット
３４および源３６、ならびに必要に応じてマスク３５もまた、先に記載したもの
と類似の様式でリソグラフィーを実施するために、使用される。
【００２７】 さらに別の代替の実施においては、装置１を、リソグラフィー投影ユニット３
４および源３６を必要としない、集積デバイスプロセス工程に使用し得る。例え
ば、ガス源９がエッチング剤プロセスガスを供給し得、このガスが、調節装置８
および入口７を介してチャンバ４へと方向付けられて、広くまたは選択的にのい
ずれかで、ウエハ基板をエッチングする。なおさらに、ガス源９は、１種以上の
反応物プロセスガスをチャンバ４に供給し、例えば、ウエハ基板上のパターン化
された抵抗層の使用によって、広くまたは選択的にのいずれかで、材料を堆積し
得る。装置１は非常に用途の広いプロセスチャンバであることが、ここで明らか
となるはずである。
【００２８】 図４は、装置１の第二の実施態様であり、第一の装置の実施態様の図２といく
らか類似した、ガスベアリング１５の一部を示す断面である。図４においては、
ステージ部材３は入口４０を規定し、この入口は、調節装置２４に連通して接続
される。入口４０は、輪状チャネル４１（これは、表面１３、および従って、そ
の上に位置するウエハ基板１４を囲む）に連通する。チャネル４１は、部分的に
は、輪状の溝４３（これは、ステージ部材内に規定され、そして入口４３に連通
する）の表面により規定される。チャネル４１はまた、輪状のランド４２（これ
は、溝４３にシールされており、チャネル４１の一部を規定する輪状の凹部が、
その下側に形成されている）によって、規定される。図４に示すように、ランド
４２は好ましくは、表面１３の上に約０．５〜１０ミリメートル、そして参照部
材３のすぐ隣接する表面の上に１０分の１ミリメートルから数ミリメートルのオ
ーダーで延び、この隣接する表面は、表面１３より高い位置にあり得る。ランド
４２は、参照部材３の適切な位置に、例えばセメントまたは接着剤を用いて、固
定され得る。このランドの頂面は、好ましくは、数ミクロン以下のオーダーの平
滑度で実質的に平坦であり、表面１３と実質的に平行であって、少なくとも５ミ
リメートルの幅である。ランド４２は、ガス透過性の、例えば炭素またはセラミ
ックの適切な形態のような、多孔質材料からなり得る。炭素が比較的柔軟な材料
であり、参照部材２に偶発的に接触した場合に引っ掻くかまたは損傷する傾向が
なく、そのため適切なシールがガスベアリング１５によって生じ得るという点で
、ランド４２の構成に炭素を使用することは有利である。ランド４２は、その多
孔質の性質のために、ガス流をチャネル４１から拡散して、多数の比較的小さな
流れとする。このような拡散流れは、顕著な局所的圧力変化の形成を防止し、し
たがって「エアハンマー」（ステージ部材の参照部材に対する所望でないがたつ
きまたは振動を引き起こし、したがって恐らく、ガスベアリングにより形成され
ることが望まれるシールを破壊する現象）の発生を防止する。
【００２９】 ステージ部材はまた、入口４５（これは、調節装置３１に連通して接続される
）をも規定する。入口４５は、溝４７（これは、ステージ部材３により規定され
る）の表面と、輪状凹部（これは、ランド４２に関して先に述べたような材料か
らなる多孔質ランド４８の下側に形成される）との間に規定されるチャネル４６
に連通する。ランド４８は好ましくは、輪状の構造であり、ランド４２から間隔
を空けて、それを囲む。ランド４２、４８は、好ましくは、約５ミリメートル〜
数センチメートルだけ、互いから間隔を空けており、それらの間で、チャネル４
４の内側端および外側端をそれぞれ規定する。チャネル４４は、図４に示すよう
に、ステージ部材３の表面と実質的に平行であるがそれより高い位置にある表面
によって、さらに規定される。ランド４２と同様に、ランド４８は好ましくは、
表面１３の上に約０．５〜１０ミリメートル、そしてランド４８にすぐ隣接する
参照部材３の表面の上に１０分の１ミリメートル〜数ミリメートルのオーダーで
、延びる。ランド４８は、参照部材３の適切な位置に、例えばセメントまたは接
着剤を用いて、固定され得る。ランド４８の頂面は、好ましくは、数ミクロン以
下のオーダーの平滑度を有して実質的に平坦であり、表面１３と実質的に平行で
あって、少なくとも５ミリメートルの幅であり、そして多孔質材料（例えば、炭
素またはセラミックの適切な形態）からなり得る。入口４５からのガス流は、チ
ャネル４６を経てランド４８の下側の周囲で分配され、そしてランド４８により
拡散されて、比較的小さなフロー流れを生じ、この流れが、一方の方向ではステ
ージ部材と参照部材との間を周囲大気へと外向きに移動し、他方の方向ではチャ
ネル４４に向かって移動する。チャネル４４は、ステージ部材により規定される
出口４９を介して調節装置２７に連通して接続される。調節装置２４、３１から
流れるガスと、調節装置２７へと流れるガスは、つり合っており、そのような調
節装置により制御されて、ステージ部材と参照部材との間にガスシールを生じさ
せる。第一の実施態様がそうであるように、ガスベアリング１５の作用のため、
ランド４２、４８と参照部材２との間の間隔「ｇ」は非常に接近し得、例えば、
５〜１０ミクロンであり得る（従って、参照部材とステージ部材との間の間隔は
、図４においては、ガスベアリング１５の特徴をより明確に示すために、大いに
誇張されている）。この近い間隔によって、高速の、低容積のガスが、ランド４
２、４８の表面を越えて流れ得、それによってチャンバ４に収容されるガスは一
般に、そのガスベアリングへの流入に逆らっては移動し得ず、そしてそのガスベ
アリングの他方の側では、大気が一般に、ランド４８によるこのような高速の流
れに逆らって、ガスベアリングに流入し得ない。ランド４２、４８を越える低容
積の流れによって、源２４、３１から経時的に消費されるガスが比較的小量であ
ることを確実にし、その結果、この装置を作動させるコストが比較的低い。さら
に、ランド４２、４８は表面１３の上に約０．５〜１０ミリメートルの高さで延
びるのみであるので、チャンバ４の容積は比較的小さく、１リットル以下のオー
ダーであり、そして適切な構成においては、０．１リットル以下のオーダーで製
造され得る。したがって、このチャンバを完全に充填するために必要とされるプ
ロセスガスは比較的小量であり、そしてこのチャンバは、その比較的汚染物の少
ないプロセスガスで、迅速にパージおよび充填され得る。
【００３０】 図５は、本発明の装置の第二の実施態様の、ステージ部材３の頂平面図であり
、図４に関して先に記載した特徴を示す。図５においては、ガスベアリング１５
は、それぞれの溝４３、４７に位置するランド４２、４８を有し、これらは輪状
であって同心状の構成であり、そして支持表面１３に置かれたウエハ基板１４を
囲む。チャネル４１、４６は、それぞれの溝４３、４７と、ランド４２、４８と
の表面の間に規定されて、それぞれ入口４０、４５に連通する。チャネル４４は
ランド４２、４８の間に規定されて、出口４９に連通する。
【００３１】 図４および５のガスベアリング１５は、従って、図１〜３のものと交換されて
、その他の点では図１に示すような装置にし得る。第二の実施態様の、図４およ
び５の装置１の操作は、図１〜３を参照して先に記載した第一の装置の実施態様
のものと、実質的に同一である。調節装置２４は、ガスを入口４０に供給し、こ
のガスが、チャネル４１を通過して、ランド４２の下側の周囲で分配される。ガ
ス流がランド４２を通過するに従って、そのガスはその孔によって拡散され、比
較的小さな流れとなって、ランド４２からステージ部材と参照部材との間を流れ
る。ランド４２からのガス流は、チャンバ４の方に流れ、そこに収容されたプロ
セスガスが散逸することを実質的に防ぎ、かつ、チャネル４４にも流れる。チャ
ンバ４から散逸する全てのプロセスガスが、チャネル４４により引き出されて、
それが周囲の大気に達することを防ぐ。調節装置３１からのガス流は、入口４５
に流入し、チャネル４６を経てランド４８の下側の周囲で分配される。ガス流が
ランド４８を通過して移動するにつれて、そのランドの孔がそのガス流を拡散し
て小さな流れとし、この小さな流れが、ランド４８からステージ部材と参照部材
との間の間隔へと流れ込む。ランド４８からの流れは一般に、周囲の空気がガス
ベアリングに入ることを防止する。ベアリングに入る全てのガスは、チャネル４
４から出口４９へと吸引されて、調節装置２７の方へと流れる。ガス流は好まし
くは、ガスベアリング１５が周囲より低い圧力を生じさせて、ステージ部材が参
照部材表面に対して負荷するように、調節装置２４、２７、３１によって調節さ
れる。
【００３２】 図６は、参照部材２の底平面図である。先に説明したように、参照部材は耐久
性の、化学的に不活性な材料から構成され、その表面は数ミクロン以下のオーダ
ーの平坦度で形成される。好ましくは、参照部材２の表面は、ステージ部材３の
対向する表面と比較して相対的に大きく、これによって、ガスベアリング１５の
縁部が参照部材２の縁部を滑り超えること（シールの欠損、および装置１の近位
の大気への曝露による、仕上げていないウエハ基質の可能な損傷をもたらし得る
状況）なくステージ部材が参照部材に対して移動して、リソグラフィー投影ユニ
ット３４をウエハ基板１４の任意の所望の領域にわたって、配置し得る。ウィン
ドウ５は、参照部材２の中央部に位置する。図６において、このウィンドウの露
光された表面（すなわち、参照部材およびステージ部材が共に接近させられたと
きに、ウエハ基板と直接対向する表面）は、好ましくは参照部材２と平行であり
、そしてまた好ましくは、図６を斜視図とした場合に、参照部材２の平坦面と比
較して、高さが同じであるか、またはより低いべきである。ウィンドウ５を、参
照部材２の平坦表面に関して、同じ高さに、またはへこませて、配置することに
よって（または、図１、２、および４を斜視図とした場合に、ウエハ基板と対向
するウィンドウの表面を、参照部材の平坦表面と同じ高さまたはそれより上とな
るように配置することによって）、そのウィンドウは、例えば、ステージ部材の
ランドと偶発的に接触することから保護され得る。入口７および出口１０は、ウ
ィンドウ５の側端と、対向する参照部材２の側端との間に規定される空間に、連
通する。入口７および出口１０を、ウィンドウ５の対向する側に配置することは
、ステージ部材と参照部材とを共に接近させたときに、プロセスガスをウィンド
ウ５およびウエハ基板１４の表面を横切って吸引する際に、有利であり得、例え
ば、ウエハ基板１４上で所望の光誘発反応を行うために、十分なプロセスガスが
利用可能であることを確実にするために、使用され得る特徴である。
【００３３】 本発明の装置は、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な方法で改変され
得る。例えば、入口７は、弁のついた「Ｙ型」または分配接続器を介して、複数
の調節装置およびそれぞれのガス源に接続され得、これによって異なるタイプの
ガス、または２種以上のガスが同時にチャンバ４に供給され得る。また、図１に
対して、ガス源３２が省略され得、そして加圧ガス源２５から調節装置２４およ
び３１への接続が、図７に示すように、「Ｙ型」の構成を有し得る。図７におい
ては、調節装置２４が入口２３または４０（それぞれ図１〜３または４から５）
に接続され、そして調節装置３１が入口３０または４５（それぞれ図１〜３また
は４〜５）に接続される。また、排気ユニット２９が省略され得、真空源２８か
らの出力が、真空源２８から、ならびに調節装置１１からのガス流の共通の処分
のために、排気ユニット１２に連通して接続され得る。これらの改変は、本発明
の範囲内であることが意図される。
【００３４】 本発明による方法は、第一のガス流を、第一の表面から、この第一の表面によ
り規定される第一の輪状のチャネルの周囲の第二の表面へと方向付ける工程を包
含し、ここで、この第一のチャネルは、この第一の表面上に置かれるウエハ基板
を囲む（図１〜３および７、要素２、３、１５、２０、２３、２４、２５、また
は図４〜５および７、要素２、３、１５、２４、２５、４０、４１、４２を参照
のこと）。第一のガス流は、第一の表面と第二の表面との間に、ウエハ基板の近
位において、実質的にプロセスガスを含む（図１または４、要素２、３、４を参
照のこと）。本発明の方法はまた、第二のガス流を、第一の表面と第二の表面と
の間から、第一の表面に規定される第二の輪状のチャネルの周囲で吸引する工程
を包含し、ここで、この第二のチャネルが第一のチャネルを囲む（図１〜３およ
び７、要素２、３、１５、２１、２６〜２９、および図４〜５、要素２、３、１
５、４４、４９、２７、２８、２９を参照のこと）。この方法は、第三のガス流
を、第一の表面から、第一の表面に規定される第三の輪状のチャネルの周囲の第
二の表面へと方向付ける工程をさらに包含し、ここで、この第三のチャネルが、
第二のチャネルを囲む（図１〜３および７、要素２、３、１５、２２、３０、３
１、２５または３２、あるいは図４〜５および７、要素２、３、１５、３１、２
５または３２、４５、４６、４８を参照のこと）。第三のガス流は、周囲のガス
が第三のチャネルに流れることを実質的に防止する。吸引する工程は、第一およ
び第三のガス流の少なくとも一部を引き出して、第一の表面と第二の表面との間
に正圧が確立されることを防止する。好ましくは、吸引は、周囲の圧力より十分
に低い圧力を生じさせて、第一の表面と第二の表面とを共に負荷させるよう実施
される。収容されるガスはプロセスガスであり得、これは、第一、第二、および
第三のガス流、ならびに第一および第二の表面による収容部に、シールされる。
この方法は、表面およびガス流によりシールされる容積にプロセスガスを導入す
る工程を包含し得、この工程は、チャネルガス流によって確立されるシールの破
壊を防止するために、収容されたガスがシールされた容積に導入される圧力を、
周囲の圧力よりわずかに高い圧力に調節することによって、実行され得る工程で
ある（図１、要素７、８、９）。この方法はまた、プロセスガスを、シールされ
た容積から排気する工程を包含し得、この工程は、第一の表面と第二の表面との
間にチャネルガス流によって確立されるシールの破壊を防止するために、周囲の
圧力よりわずかに低い圧力に調節することによって、実行され得る工程である（
図１、要素１０〜１２を参照のこと）。この方法は、第二の表面に規定されるウ
ィンドウを介してウエハ基板を照射する工程であって、それによってプロセスガ
スをウエハ基板と反応させる工程を、さらに包含し得る（図１、要素６、３４、
３６を参照のこと）。さらに、この照射する工程は、パターン化された光を用い
て実施され得、それによって、例えば、収容されたプロセスガスとウエハ基板と
を反応させることによるなどして、反応を選択的に引き起こす（図１、要素３５
を参照のこと）。あるいは、この照射する工程は、ウエハ基板を光または光線で
均一に照射するよう実施され得る。この方法は、第一の表面を、連続した位置に
第二の表面に対して移動させる工程をさらに包含し得、そして照射する工程が、
各連続的な移動の後に実施され得る（図１、要素２、３、３３を参照のこと）。
チャネルガス流は、この方法において、第一の表面を、連続した位置において第
二の表面から実質的に一定の距離に維持するために使用され得、これによって、
照射される光は、第一および第二の表面を互いに対して移動させたときに、再び
焦点を合わせ直す必要がない。第一および第三のチャネルから方向付けられるガ
ス流は、エアハンマーの発生を防止する様式で、それぞれの拡散工程に供され得
る。
【００３５】 本発明の多数の特徴および利点が、この詳細な明細書から明らかであり、従っ
て、添付の特許請求の範囲により、記載の装置および方法の、本発明の真の精神
および範囲に従うような特徴および利点の全てを包含することが、意図される。
さらに、多数の改変および変更が、当業者により容易に想到されるので、本発明
を、図示および記載した正確な構成および作動に限定することは、望まれない。
従って、全ての適切な改変および均等物は、本発明の精神および範囲の内である
ものとして、頼られ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による装置の第一実施形態の断面図である。
【図２】 図２は、図１の装置の部分の比較的詳細な図である。
【図３】 図３は、図１の装置のステージ部材の頂面図である。
【図４】 図４は、本発明の装置の第二実施形態のステージ部材の部分の比較的詳細な図
である。
【図５】 図５は、図４のステージ部材の頂面図である。
【図６】 図６は、本装置の参照部材の底面図である。
【図７】 図７は、本装置の第一または第二実施形態のいずれかとともに使用され得る装
置の部分の代替の実施形態である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 BB14 CA12 EA03 EA11 FA07 GA02 JA03 JA09 KA08 KA10 KA36 KA45 LA15 5F046 AA22 CC01 DA27 DB03

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板を処理する際に使用するためのプロセスガスを収容する
    ための装置であって、該装置は、以下： 参照部材；および ステージ部材であって、該ステージ部材は、該基板を支持し、そして該基板を
    囲むガスベアリングを有し、該ガスベアリングは、該参照部材に対向し、そして
    該基板およびプロセスガスを、該参照部材とステージ部材との間に規定されるチ
    ャンバ内にシールする、ステージ部材、 を備える、装置。
  2. 【請求項２】 前記ガスベアリングが、前記ステージおよび参照部材を互い
    に近く接近させ、かつ互いから間隔を空けさせて維持する、請求項１に記載の装
    置。
  3. 【請求項３】 前記参照部材とステージ部材との間の最も近い間隔が、５〜
    １０ミクロンの範囲である、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記ステージ部材が前記参照部材に対して、ある位置から別
    の位置へと移動される場合に、前記ガスベアリングが、該参照部材とステージ部
    材との間を実質的に同一の相対間隔に維持する、請求項１に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記参照部材の表面と、前記基板を支持する前記ステージ部
    材の表面との間の間隔が、０．５〜１０ｍｍの範囲である、請求項１に記載の装
    置。
  6. 【請求項６】 前記チャンバが１リットルより小さな容積を有する、請求項
    １に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記チャンバが、０．１リットルより小さな容積を有する、
    請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記ガスベアリングが支える、前記参照部材の表面が、実質
    的に平坦である、請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 さらに、以下： 少なくとも１つの加圧ガス源； 真空源、 を備え、 前記ガスベアリングが、第一、第二および第三のチャネルを規定する複数のラ
    ンドを含み、該第一のチャネルが、前記基板を支持するために使用される表面を
    囲み、該第二のチャネルが、該第一のチャネルを囲み、そして該第三のチャネル
    が、該第二のチャネルを囲み、該第一および第三のチャネルが、該ガス源に連通
    するよう接続され、そして該第二のチャネルが、該真空源に連通するよう接続さ
    れる、 請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記ランドが円形であり、同心状の構成である、請求項９
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記ステージ部材が、該ステージ部材の第二のチャネルに
    接続された前記真空源により付与される吸引によって、前記参照部材の近くに接
    近して保持され、そして該ステージ部材と参照部材との間の接触が、前記ガス源
    によって該ステージ部材と参照部材との間の前記第一および第三のチャネルの近
    くに付与される、加圧ガスにより防止される、請求項９に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記真空源により付与される吸引、および前記ガス源によ
    り及ぼされる圧力が、つり合っており、これによって、前記ステージ部材が前記
    参照部材に対して負荷を与える、請求項９に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記ガスベアリングが、以下： 第一の多孔質ランドであって、該第一のランドは、該ステージ部材に規定さ
    れた第一の溝内に位置し、そして前記第一のチャネルを規定するよう構成されて
    おり、前記基板を支持するために使用される表面を囲む、第一の多孔質ランド；
    および 第二の多孔質ランドであって、該第二のランドは、該ステージ部材に規定さ
    れた第二の溝内に位置し、そして前記第三のチャネルを規定するよう構成されて
    おり、該第一のランドを囲む、第二の多孔質ランド、 をさらに備え、 前記第二のチャネルが、該第一のランドと第二のランドとの間に規定される、
    請求項９に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記第一および第二のランドが、多孔質炭素により作製さ
    れる、請求項１３に記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記第一および第二のランドが、多孔質セラミックにより
    製造される、請求項１３に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記ランドと前記参照部材の表面との間の間隙が、５〜１
    ０ミクロンのオーダーである、請求項１３に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記ガス源が不活性ガスを供給する、請求項９に記載の装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記ガス源が清浄な乾燥空気を供給する、請求項９に記載
    の装置。
  19. 【請求項１９】 前記ガス源が、前記第一および第三のチャネルに、１平方
    インチ当たり４０〜８０ポンドの範囲の圧力で、ガスを供給する、請求項９に記
    載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記真空源が、前記第二のチャネルから、１平方インチ当
    たり４０〜８０ポンドの範囲で吸引する、請求項９に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 さらに、以下： 排気ユニットであって、前記真空源に連通して接続されており、前記ガスベア
    リングから引き出されたガスを処分するための、排気ユニット、 を備える、請求項９に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記参照部材が、前記チャンバに連通する入口を規定し、
    該入口が、プロセスガスを該チャンバに方向付ける、請求項１に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 さらに、以下： 加圧プロセスガス源であって、前記入口に連通して接続されており、該プロセ
    スガスを前記チャンバへと、該入口を介して供給するための、加圧プロセスガス
    源、 を備える、請求項２２に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 さらに、以下： 調節装置であって、前記ガス源と前記入口との間に連通して接続されており、
    プロセスガスの前記チャンバ内への流速を調節するための、調節装置、 を備える、請求項２３に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記参照部材が、前記チャンバに連通する出口を規定し、
    該出口によって、前記プロセスガスから生じる排気ガスが、該チャンバを去り得
    る、請求項１に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 さらに、以下： 排気ユニットであって、前記出口に連通して接続されており、前記排気ガスを
    前記チャンバから引き出して処分するための、排気ユニット、 を含む、請求項２５に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 さらに、以下： 調節装置であって、前記排気ユニットと前記出口との間に連通して接続されて
    おり、前記チャンバから引き出される排気ガスの流速を調節するための、調節装
    置、 を含む、請求項２６に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 さらに、以下： 前記参照部材に規定される開口部を閉じるために取り付けられる、ウィンドウ
    、 を備える、請求項１に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 さらに、以下： 光を発する光源；および リソグラフィー投影ユニットであって、該光源からの該光を受容するように配
    置され、該光を前記ウィンドウを介して前記基板へと方向付ける、リソグラフィ
    ー投影ユニット、 を備える、請求項２８に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記光がレーザ光である、請求項２９に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 さらに、以下： 前記ステージに接続されたポジショナーであって、該ステージ部材を前記参照
    部材に対して移動させて、前記リソグラフィー投影ユニットが、前記基板の異な
    る領域に光を方向付け得るようにするための、ポジショナー、 を備える、請求項２９に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 前記ガスベアリングによって、前記ステージ部材が前記参
    照部材の表面に沿って滑動し得、それによって前記ウィンドウが、前記基板から
    一定の距離で、該基板の異なる領域にわたって位置決めされ得る、請求項２８に
    記載の装置。
  33. 【請求項３３】 前記ガスベアリングが、前記ステージ部材を前記参照部材
    に対して負荷する、請求項１に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 前記ガスベアリングによって、前記ステージ部材が、前記
    参照部材から実質的に一定の距離で、該参照部材の表面に沿って滑動し得る、請
    求項１に記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記基板がウエハ基板である、請求項１に記載の装置。
  36. 【請求項３６】 ａ）第一のガス流を、第一の表面から第二の表面へと、該
    第一の表面に規定される第一の輪状のチャネルの周囲で方向付ける工程であって
    、該第一のチャネルは該第一の表面上に位置する基板を囲み、そして該第一の流
    れは実質的に、該基板の近位でガスを含む、工程； ｂ）該第一および第二の表面の間から、該第一の表面に規定される第二の輪状
    のチャネルの周囲で、第二のガス流を吸引する工程であって、該第二のチャネル
    は該第一のチャネルを囲む、工程；および ｃ）第三のガス流を、該第一の表面から該第二の表面へと、該第一の表面に規
    定される第三の輪状チャネルの周囲で方向付ける工程であって、該第三のチャネ
    ルは該第二のチャネルを囲み、そして該第三のガス流は、周囲のガスが該第三の
    チャネルを通って流れることを実質的に防止する、工程、 を包含する、方法であって、 該第二のガス流が、該第一および第三のガス流の少なくとも一部を含む、方法。
  37. 【請求項３７】 さらに、以下の工程： ｄ）前記第一、第二および第三のガス流ならびに前記第一および第二の表面に
    よりシールされるチャンバ内に、プロセスガスを方向付ける工程、 を包含する、請求項３６に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 さらに、以下の工程： ｅ）前記プロセスガスが前記シールされたチャンバに導入される圧力を、周囲
    の圧力よりわずかに高く調節する工程、 を包含する、請求項３７に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 さらに以下の工程： ｅ）前記プロセスガスを、前記シールされたチャンバから排気する工程、 を包含する、請求項３７に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 さらに、以下の工程： ｅ）前記プロセスガスが前記容積から排気される圧力を、周囲の圧力よりわず
    かに低く調節する工程、 を包含する、請求項３９に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 さらに、以下の工程： ｄ）前記基板を、前記第二の表面に規定されたウィンドウを介して照射する工
    程であって、これによって、前記プロセスガスを該基板と反応させる、工程、 を包含する、請求項３６に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記光が、前記プロセスガスを前記基板と選択的に反応さ
    せるためにパターン化されている、請求項４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 さらに、以下の工程： ｅ）前記第一の表面を、前記第二の表面に対して、連続した位置へと移動させ
    る工程、 を包含し、前記照射する工程（ｄ）が、該工程（ｅ）における各連続的な移動の
    後に実施される、請求項４１に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記工程（ａ）〜（ｃ）の実施が、前記連続した位置にお
    いて、前記第一の表面を、前記第二の表面から実質的に一定の距離に維持する、
    請求項４３に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記工程（ｂ）の吸引が、前記第一および第二の気流によ
    って前記第一の表面と第二の表面との間に及ぼされる圧力と、十分に平衡してお
    り、これによって、該第一の表面が該第二の表面に対して負荷される、請求項３
    ６に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記工程（ａ）〜（ｃ）の実施が、前記第一の表面を、前
    記第二の表面から実質的に一定の距離に維持する、請求項３６に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 さらに、以下の工程： ｄ）前記第一の流れを拡散させる工程；および ｅ）前記第二の流れを拡散させる工程、 を包含する、請求項３６に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記基板がウエハ基板である、請求項３６に記載の方法。
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