JP2005057278A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液浸リソグラフィ装置において、投影レンズの最終エレメントと基板との間の空間に、極めて安定した流量で、且つ最小の圧力変動で浸液を供給することができる液体供給システムを提供すること。
【解決手段】本発明によれば、液浸リソグラフィ装置において、浸液がタンクから流量制限器を介して供給される。タンク内に保持されている液体は、流量制限器の上方に実質的に一定の高さで維持され、それによって安定した液体の流れが保証される。
【選択図】図２

Description

本発明は、リソグラフィ装置およびデバイスを製造するための方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板の上に、一般的には基板のターゲット部分の上に所望のパターンを適用する装置である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。この場合、マスクあるいはレチクルとも呼ばれるパターン形成デバイス（パターニング・デバイス）を用いて、ＩＣの個々の層に形成するための回路パターンが生成され、このパターンが、基板（例えばシリコン・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部分からなる）に転送され得る。パターンの転送は、通常、基板上に提供された放射線感光材料（レジスト）の層への画像化（イメージング）により実施される。通常、１枚の基板には、順次パターンが形成される隣接ターゲット部分の回路網が含まれている。公知のリソグラフィ装置としては、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、パターンを放射線ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、同時に基板をこの方向に平行に、あるいは逆平行に同期走査することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナとがある。また、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ンをパターン形成デバイスから基板へ転送することも可能である。

投影システムの最終エレメントと基板の間の空間を充填するために、比較的屈折率の大きい液体（例えば水）に、リソグラフィ投影装置の基板を浸す方法が提案されている。この方法のポイントは、液体中では露光放射線の波長がより短くなるため、より小さいフィーチャを画像化することができることである。（また液体の効果は、システムの有効ＮＡを大きくし、また焦点深度を長くすることにあると認めることもできる。）固体粒子（例えば水晶）が懸濁した水を始めとする他の浸液が提案されている。

しかしながら、基板または基板と基板テーブルとを液体槽に浸す（例えば参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，５０９，８５２号明細書を参照されたい）ことは、走査露光の際に加速しなければならない大量の液体が存在していることを意味しており、そのためにはモータを追加するか、あるいはより強力なモータが必要であり、また液体の攪乱により、望ましくない予測不可能な影響がもたらされることになる。

提案されている解決法の１つは、液体供給システムに液体制限システムを用いて、投影システムの最終エレメントと基板との間の、基板の局所領域上にのみ液体を提供することである（基板の表面積は、通常、投影システムの最終エレメントの表面積より広い）。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際公開第９９／４９５０４号パンフレットには、そのために提案される方法の１つが開示されている。図７および図８に示すように、液体は、好ましくは基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って、少なくとも１つの入口ＩＮにより基板に供給され、投影システムの下を通過した後、少なくとも１つの出口ＯＵＴから除去される。すなわち、基板が最終エレメントの下で−Ｘ方向に走査される際に、最終エレメントの＋Ｘ側で液体が供給されて−Ｘ側で除去される。図２は、入口ＩＮを介して液体が供給され、最終エレメントのもう一方の側で、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって除去される構造を略図で示したものである。図２に示す図解では、必ずしもそれに限定されるものではないが、基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って液体が供給されている。最終エレメントの周りには様々な配向および数の入口および出口を配置することが可能であり、図８はその実施例の１つを示したもので、両側に出口を備えた４組の入口が、最終エレメントの周りに一定のパターンで提供されている。

提案されているもう１つの解決法は、投影システムの最終エレメント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びるシール部材を備えた液体供給システムを提供することである。図９は、このような解決法を示したものである。シール部材は、Ｚ方向（光軸の方向）に若干の相対移動が存在するかもしれないが、投影システムに対して実質的にＸＹ平面内に静止している。シール部材と基板の表面との間にシールが形成されている。このシールは、ガス・シールなどの非接触シールであることが好ましい。参照によりその全体が本明細書に組み込まれる欧州特許出願第０３２５２９５５．４号に、ガス・シールを備えたこのようなシステムが開示されている。

欧州特許出願第０３２５７０７２．３号には、ツインまたはデュアル・ステージ液浸リソグラフィ装置の着想が開示されている。このような装置は、基板を支持するための２つのステージを備えている。１つのステージを使用して、浸液が存在しない第１の位置で水準測定が実施され、もう１つのステージを使用して、浸液が存在する第２の位置で露光が実施される。別法としては、装置は、１つのステージのみを有している。

液体供給システムを利用して投影システムの最終エレメントと基板との間の空間に液体を提供しているリソグラフィ装置の場合、圧力変動のない浸液を一定の流量で空間に供給することが重要である。例えば浸液を液体供給システムにポンプ供給する場合に生じる可能性のある極わずかの圧力変動であっても、潜在的な位置決め誤差の原因となる望ましくない力が基板および投影システムに加えられることになる。

投影レンズの最終エレメントと基板との間の空間に、極めて安定した流量で、且つ最小の圧力変動で浸液を供給することができる液体供給システムを提供することが望ましい。

本発明の一観点によれば、パターン形成デバイスから基板にパターンを転送するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、
前記投影システムと前記基板との間の空間の少なくとも一部を充填するための液体供給システムを有し、
この液体供給システムが、タンクと、流量リストリクションと、前記タンク内の液体のレベルを前記流量リストリクションに対して所定の高さの範囲内に維持し、それによって所望の液体流量を前記液体供給システムに提供する制御システムとを有しているリソグラフィ投影装置が提供される。

本発明によれば、浸液の流量は、タンクと流量制限器との間の液体水頭によって規定される。液体の流れの所望の安定性は、液体のレベルを適切な範囲内に維持することによって達成される。本発明の一実施例では、液体のレベルを２ｍの目標高さの１０ｍｍの範囲内に維持する（これは容易に達成することができる）ことによって、十分に安定した流れおよび圧力が液体供給システムに提供されている。このようにして提供される流れを維持するために、流量制限器は、液浸ヘッドと同じレベルに可能な限り接近して、且つ可能な限り近くに配置しなければならない。

液浸ヘッドに対して必要な高さにタンクを配置することが不都合である場合には、タンク内の浸液の上方に過剰圧力のガスを提供することができる。このような実施例の場合、流量リストリクションの圧力は、過剰圧力と水頭圧力の合計により決まるため、負の水頭が存在する流量制限器より下方にタンクを配置することさえ可能である。当然のことではあるが、過剰圧力を使用する場合、流量リストリクションの圧力変動が許容範囲内になるように十分に安定した圧力を維持しなければならないが、これは、市販の圧力調整器を使用して容易に達成することができる。また、タンクを通る安定したガスの流れは、安定した過剰圧力の維持の助けとなる。

タンクは、汚染を防止するために、所望の流量で比較的短期間に、例えば数時間以内あるいは数分以内にリフレッシュされるように容積を選択されることが好ましい。同時に、液体レベルの必要な安定性を提供するように、タンクの断面積および制御システムのヒステリシスが決定される。

本発明の好ましい実施例では、特に過剰圧力を使用する場合、浸液中での溶解度の小さい不活性ガスが、タンク内の液体の上方の空間に充填される。浸液が水または水性である場合、窒素またはヘリウムを使用することができ、それにより液体中に溶解するガスの量が最少化され、延いては液浸ヘッド中に発生する気泡が少なくなる。

また、タンク内の液体表面にフレキシブル不浸透膜を設け、液体中に溶解するガスを最少化することも可能である。

本発明の他の観点によれば、タンクから流量リストリクションを介して前記空間に液体が供給されている間にパターン形成された放射線ビームを基板に投射するステップと、液体レベルを前記流量リストリクションに対して所定の高さの範囲内に維持するように前記タンクに液体を供給するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

本発明のさらに他の観点によれば、パターン形成デバイスから基板へパターンを転送するようになされたリソグラフィ投影装置であって、
前記投影システムと前記基板との間の空間の少なくとも一部を充填するための液体供給システムを有し、
この液体供給システムが、前記空間への液体の過剰供給を検出する検出器、およびオーバフローが検出された場合に液体の供給を停止するための制御手段を備えたことを特徴とするリソグラフィ投影装置が提供される。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は、対応する部品を表している。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、
放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線もしくはＤＵＶ放射線）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、
特定のパラメータに従ってパターン形成デバイス（例えばマスク）ＭＡ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であって、パターン形成デバイスＭＡを支持するように構築された支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、
特定のパラメータに従って基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗ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であって、基板を保持するように構築された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン形成デバイスＭＡによって放射線ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１または複数のダイからなる）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折型投影レンズ系）ＰＳと
を備えている。

照明システムは、放射線を導き、整形し、または制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントあるいは他のタイプの光学コンポーネント、もしくはそれらの任意の組み合せなど、様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。

支持構造は、パターン形成デバイスを、すなわちパターン形成デバイスの重量を支えている。支持構造は、パターン形成デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件に応じて決まる方法で、例えばパターン形成デバイスが真空環境中で保持されているか否かに応じた方法で、パターン形成デバイスを保持している。支持構造は、パターン形成デバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式、あるいは他の方式のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、例えば必要に応じて固定もしくは移動させることができるフレームであってもよく、あるいはテーブルであってもよい。支持構造は、例えば投影システムに対して、パターン形成デバイスを所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」もしくは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン形成デバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

本明細書に使用されている「パターン形成デバイス」という用語は、放射線ビームの断面にパターンを形成し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するように使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射線ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンが位相シフト・フィーチャあるいはいわゆる補助フィーチャを備えている場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに厳密に対応させる必要はないことに留意されたい。放射線ビームに付与されるパターンは、通常、例えば集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイス中の特定の機能層に対応している。

パターン形成デバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。パターン形成デバイスの実施例としては、マスク、プログラム可能ミラー・アレイおよびプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィの分野でよく知られており、バイナリ、交互位相シフトおよび減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、および様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックス状に配列された微小ミラーが使用される。微小ミラーの各々は、入射する放射線ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができる。傾斜したミラーによって放射線ビームにパターンが付与され、この放射線ビームはミラー・マトリックスによって反射される。

本明細書で使用されている「投影システム」という用語には、例えば使用する露光放射線に適した、あるいは浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系あるいは静電光学系、もしくはそれらの任意の組み合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、（例えば透過型マスクを使用した）透過型装置である。別法としては、このリソグラフィ装置は、（例えば上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した、あるいは反射型マスクを使用した）反射型装置であってもよい。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（および／または複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「マルチ・ステージ」装置の場合、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以上のテーブルを露光のために使用している間に他の１以上のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。

図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取っている。放射線源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射線源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素とすることができる。その場合、放射線源はリソグラフィ装置の一部を形成しているものとは見なされず、放射線ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビーム拡大器からなるビーム配送システムＢＤを使用して放射線源ＳＯからイルミネータＩＬへ導入される。それ以外の、例えば放射線源が水銀灯などである場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一構成要素とすることができる。放射線源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム配送システムＢＤと共に放射線システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射線ビームの角強度分布を調整するための調整器ＡＤを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部および／または内部放射範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなど、他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して、放射線ビームの断面に所望の一様な強度分布を持たせるべく放射線ビームを調整することができる。

支持構造（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターン形成デバイス（例えばマスクＭＡ）に投影ビームＢが入射すると、パターン形成デバイスによってパターンが形成される。マスクＭＡを透過した放射線ビームＢは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉デバイス、リニアエンコーダもしくは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なるターゲット部分Ｃを放射線ビームＢの光路内に位置決めすることができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよびもう１つの位置センサ（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で、もしくは走査中に、マスクＭＡを放射線ビームＢの光路に対して正確に位置決めすることができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）および短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現される。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュールおよび短ストローク・モジュールを使用して実現することができる。ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。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を使用して整列させることができる。図には、専用ターゲット部分に位置する基板アライメントマークが示されているが、基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメントマークは、スクライブレーン・アライメントマークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスクアライメントマークを配置することができる。

図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つの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および基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回の照射（すなわち単一の静止露光）で投影される。次に、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光され得る。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化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・モードでは、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されながら、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期走査される（すなわち単一の動的露光）。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の倍率（縮小率）および画像反転特性によって決定される。スキャン・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非走査方向の）が制限され、また走査運動の長さによりターゲット部分の高さ（走査方向の）が左右される。
（３）他のモードでは、プログラム可能パターン形成デバイスを保持するようにマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されながら、基板テーブルＷＴが移動もしくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射線源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン形成デバイスが更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン形成デバイスを利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組み合せ、および／またはその変形形態あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

図２は、本発明による液体供給システムを略図で示したものである。液浸ヘッドＩＨが、投影システムＰＬの最終エレメントと基板Ｗとの間の空間を取り囲んでいるシール部材を備えている。液浸ヘッドＩＨの詳細については、欧州特許出願第０２２５７８２２．３号および欧州特許出願第０３２５２９５５．４号を参照されたい。液体供給システム１００は、液浸ヘッドＩＨに一定の流量で浸液を供給する。液体供給システム１００のキーをなしているコンポーネントは、例えば制御可能ニードル弁の形態の流量リストリクション１０７に水を供給するタンク１０５である。制御システム１０６は、タンク１０５内の液体レベルの高さが流量リストリクション１０７の上方ｈの距離になるよう、タンク１０５に水を供給するための供給弁１０４を制御している。タンク１０５は、大気圧への息抜き孔を有しており、したがって管１０５ｂ内の圧力損失を無視することができる場合、流量リストリクション１０７における圧力Ｐは、よく知られている関係、すなわち
Ｐ＝ρ．ｇ．ｈ （１）
によって規定される。ρは浸液の密度であり、ｇは重力による加速度である。

タンク１０５は、頻繁に充填することなくレベルを維持することができるよう、浸液の流量に対して十分な断面積を有していなければならない。同時に、タンクは、タンク内の液体が淀むことがないよう、十分に小さくしなければならない。いくつかの実施例では、適切なタンクの容量は約２Ｌである。

浸液は、工場の液源から手動シャット・オフ弁１０１およびポリッシャ１０３への入力圧力を調整する圧力調整器１０２を介して供給される。ポリッシャ１０３は浸液を最終的に洗浄し、汚染を除去する。浸液の液源が十分に清潔である場合、ポリッシャ１０３は省略することができる。ポリッシャ１０３のアウトプットは、制御された弁１０４を介してタンク１０５に供給される。本発明の利点は、ポリッシャ１０３のアウトプットを小さい圧力にすることができるため、ポリッシャへの入力を加圧する必要がないことである。

流量リストリクション１０７以降は、液浸ヘッドまでの流れの通路は、可能な限り短く、且つ円滑でなければならず、またそれ以上流れを制限してはならない。また、流量リストリクションは、それ以上の落差が存在しないよう、液浸ヘッドＩＨの高さと実質的に同じ高さにしなければならない。この実施例の場合、流量リストリクション１０７以降の液体供給システムのコンポーネントは、脱気ユニット１０８、流量計１０９、システムの排水を可能にする手動弁１１０、浸液の温度を制御する熱交換器１１１、温度センサ１１２、および液浸ヘッドへの供給が制御弁１１４によって停止した場合に、浸液が流れ続けるよう、液体が流れる方向を変更して廃棄する自動弁１１３である。システムの故障などの緊急事態が発生した場合、制御弁１１４によって液浸ヘッドＩＨへの液体の供給が停止する。また、リークなどの緊急事態が発生した場合、液浸ヘッドＩＨを真空に接続し、液浸ヘッドＩＨのあらゆる液体を空にすることも可能である。粒子フィルタ１１４ｂは、弁から流出するあらゆる粒子の液浸ヘッドへの到達を防止するための、液浸ヘッドの前段の最終エレメントである。液体供給システムのコンポーネントの順序は変更することができる。

図３は、タンク１０５の充填を制御するための構造を極めて詳細に示したものである。浸液の表面にフロート１１５が浮遊しており、液体のハイ・レベルおよびロー・レベルを設定している電極１１６、１１７がフロート１１５を検出している。液体のレベルが電極１１６によって設定されたレベルまで低下すると、供給弁１０４が開いてタンク１０５が再充填され、フロート１１５が電極１１７によって画定されたレベルまで上昇すると、流れが遮断される。この構造によれば、所望の公称高さｈの両側で＋／−Δｈの範囲内に液体レベルが維持される。浸液で湿潤する容量センサもしくは電極などの他の形態のセンサを使用することも可能である。液体の高さの許容変動範囲は、流量リストリクション１０７における液体の圧力脈動が確実に許容限界内になるように決定される。本発明の一実施例では、タンク内の許容高さの範囲は＋／−５ｍｍであり、総合落差ｈは２ｍである。他の実施例では、高さを１ｍの低さあるいは１０ｍの高さにすることができ、また高さの変動を±０．０５ｍｍ程度の小さい値に維持することができる。

液体供給システムの変形態様では、タンク１０５内の液体の上方の空間のガスを過剰圧力にすることによって追加圧力が提供されている。図４は、この構造を示したものである。加圧ガス１１８を供給することによって過剰圧力が提供され、タンク１０５内の過剰圧力が十分に安定するよう、圧力調整器１１９が供給ガスの圧力を制御している。一定の過剰圧力を提供することにより、出口１２０を介したガスの再循環が促進され得る。タンクに過剰圧力を提供することにより、圧力調整器の上方の水レベルの物理高さｈ’を低くすることができ、極端な場合、負にすることも可能である。この変形態様の場合、流量リストリクション１０７における圧力Ｐは、
Ｐ＝ρ．ｇ．ｈ’＋Ｐ_ｇ （２）
で与えられる。Ｐ_ｇは、タンク１０５内のガスの過剰圧力である。

浸液中に溶解するガスの量を最少化するためには、タンク１０５内の液体の上方のガスが不活性ガスであり、浸液中への溶解度が小さいことが好ましい。過剰圧力が提供されるこの変形態様の場合、このことは特に重要である。浸液が水または水性溶液である場合、タンク１０５内のガスには、窒素またはヘリウムを使用することができる。

他の変形態様では、タンク１０５内の液体表面にフレキシブル不浸透膜を提供することによって、浸液中に溶解するガスの量を少なくすることができる。この膜は、タンク内の液体を加圧することがないよう、十分に柔軟でなければならず、また、膜より下側の液体の補給を可能にするための孔もしくは側路管を備えていなければならない。

デガッサー１０８は、１組の多孔性の疎水性管の形態とすることができる。この管を通って浸液が流れ、管の外側には、溶解したガスを溶液から抽出するための真空が施されている。また、管が疎水性であるため、浸液のリークが防止される。超音波デガッサーを始めとする他の形態のデガッサーを使用することも可能であり、場合によっては、特に液浸タンク内に膜を使用する場合、タンクの上流側にデガッサーを配置することができる。

装置の残りの部分への浸液のリークをもたらす可能性のある原因の１つは、例えば液体抽出機構の故障もしくは閉そくによる液浸ヘッドの過剰充填である。このような事態を検出すること、および浸液の供給を停止することができるよう、図５に示すように、検出器１２１が液浸ヘッドＩＨ内に設けられている。この検出器は、浸液のレベルが公称液体レベルの上方に距離ｄだけ上昇したことを検出するように配置される。ｄは、液体レベルの許容可能な変動による誤った警報を過剰に発生させることないよう、またオーバフローを防止するだけの十分な時間内に液体の供給を停止することができるように選択される。

検出器の正確な形態は、浸液によって様々である。水などの導電性液体の場合、検出器は、「最高点」に電極セットを有することができ、また電極と液浸ヘッドのシール部材もしくは投影レンズＰＬのハウジングの間の導電率を測定する制御回路を有することもできる。浸液が上昇して電極と接触すると、消イオン水を使用している場合であっても、導電率の減少を検出することができる。シール部材もしくは投影レンズのハウジングに対する導電率を検出する代わりに、第２の電極を使用することも可能である。

使用可能な他の形態の検出器を以下に列挙しておく。
（１）液体／空気の界面における容量センサもしくは誘導センサ
（２）液体／空気の界面における超音波検出器
（３）液体中の圧力を検出するための圧力センサ
（４）抽出システムに液体が存在しないことを検出する検出器
（５）液体供給システム内の圧力検出器
（６）液体／空気の界面における光ファイバ
（７）液体／空気の界面における赤外線センサ
（８）フロートおよびフロートを検出するための位置検出器
（９）液体表面に入射するレーザ・ビームおよび反射位置を検出する光検出器
（１０）光領域センサ

図６は、本発明による他の液体供給システム２００を略図で示したものである。この液体供給システムは、以下に列挙する構成要素を以下の順序で備えている。
（１）例えば超純水（ＵＰＷ）といった浸液の抽出を可能にし、取り扱うべきＦＷＳを供給し、また、例えば過酸化溶液で洗浄するように洗浄ツールをキャビネットに接続するために使用することができる手動抽出弁２０１。
（２）浸液供給システムに偶発的に発生し得るバクテリアの殺菌を意図した、２５４ｎｍＵＶランプであるＵＶランプ２０２。
（３）粗大粒子（＞１００ｎｍ）による機械コンポーネント、例えば弁の損傷を防止する粗粒子フィルタ２０３。
（４）浸液の供給を停止するために使用される空気圧弁２０４。
（５）液体供給システムから供給される浸液の抵抗率をモニタし、不純物のレベルを検出する抵抗率センサ２０５。
（６）浸液供給システムへの水の逆流を防止するための逆止弁２０６。
（７）必要に応じて他のサブ・システムに浸液を供給することができる空気圧抽出弁２０７。
（８）上流側の液体供給システム内および工場内の弁のスイッチングによって生じる圧力の脈動を極めて有効に防止することができるドーム負荷圧力調整器を備えた圧力調整器２０８。
（９）圧力調整器の下流側の圧力をモニタし、圧力調整器の動作を確認する圧力センサ２０９。
（１０）液浸ヘッドＩＨへの浸液の流量を制御する液体流量コントローラ２１０。このコントローラは、例えばフィルタの恒常的な目詰まりによって液体供給システムの流動抵抗が変化するという理由で使用される。このようなコントローラを使用することによって安定した流量が保証される。
（１１）熱を粗調整（温度調整）するために使用される、下流側の浸液の微調整を可能にし、且つ脱気ユニットの最適性能を可能にする熱電熱交換器２１１。
（１２）脱気ユニットの上流側の温度をモニタする温度センサ２１２。
（１３）浸液を脱気するための、膜接触器である脱気ユニット２１３。液浸フード内の気泡の形成を防止するためには総溶解ガス含有量を極めて少なくしなければならない。液浸フード内の気泡はプリント欠陥の原因になり、また迷光が強化される原因になる。
（１４）第２の膜接触器である、第１の接触器の有効性を改善するための脱気ユニット２１４。
（１５）脱気ユニットの下流側の圧力をモニタする圧力センサ２１５。
（１６）浸液から陰極イオン、例えば金属イオンを除去する陽イオンフィルタ２１６。
（１７）液浸フードへの浸液の供給を一時的に停止する空気圧三方弁２１７。この弁はシャット・オフ弁ではなく、浸液の流れを維持する三方弁である。流れていない浸液は急速に劣化し、汚染問題の原因になる。流れる方向が変化した浸液はドレンに導かれる。
（１８）水供給システムの主要部品を備えたキャビネットから液浸フードへ導かれる、浸液の温度安定性を強化するための絶縁ホース２１８。
（１９）最終熱交換器の上流側にあって、熱電熱交換器２１１の制御ループにセットポイントを与える温度センサ２１９。
（２０）浸液の温度を微調整するための非金属熱交換器２２０。浸液のイオン汚染を防止するように非金属が使用されている。
（２１）液浸フードへの浸液供給の抵抗率をモニタする抵抗率センサ２２１。この抵抗率センサを使用して、液体供給システム内の潜在的な汚染源をモニタすることができる。
（２２）浸液供給システム内に残留しているすべての粒子を除去するための微粒子フィルタ２２２。
（２３）最終熱交換器の下流側にあって、液浸フードへの浸液供給の温度をモニタするための温度センサ２２３。
（２４）微粒子フィルタの下流側の圧力をモニタする圧力センサ２２４。この圧力センサ２２４は、フィルタを通る圧力をモニタするように圧力センサ２１５と共に使用され、それによりフィルタの状態をモニタすることを可能にする。
（２５）液浸フードへの浸液の供給を一時的に停止することができる空気圧三方弁２２５。弁は、この場合もシャット・オフ弁ではなく、浸液の流れを維持する三方弁である。浸液は流れていないと急速に劣化し、汚染問題の原因になる。流れる方向が変化した浸液はドレンに導かれる。
（２６）緊急事態の発生時に、液浸フード以外の方向へすべての水の流れを変えるための空気圧三方弁２２６。
（２７）液浸フードの上流側の圧力をモニタし、また圧力の安定性をモニタするように使用することのできる圧力センサ２２７。

本明細書においては、リソグラフィ装置の、特にＩＣの製造における使用について参照されているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導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）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションの文脈においては、本明細書における「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」あるいは「ターゲット部分」という用語の同義語と見なし得ることが、当業者に理解されよう。本明細書において言及した基板は、露光前もしくは露光後に、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、また露光済みレジストを現像するツール）、度量衡学ツールおよび／または検査ツールによって処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、こ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することができる。また基板は、例えば多層ＩＣを生成するように複数回に渡って処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

本明細書に使用されている「放射線」および「ビーム」という用語には、紫外放射線（ＵＶ）（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍの波長あるいはこれらの波長に近い波長を有する放射線）を始めとするあらゆるタイプの電磁放射線が包含されている。

この文脈が許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネントおよび反射光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つあるいはそれらの組み合せを意味している。

本発明は、それらに限られないが、とりわけ上で言及したタイプの任意の液浸リソグラフィ装置に適用することができる。

以上の説明は、例証を意図したものであり、本発明を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることが、当業者には理解されよう。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 本発明の第１の実施例の液体供給システムを示す図である。 図２に示す液体供給システムのタンクの拡大図である。 本発明の第２の実施例の液体供給システムのタンクの拡大図である。 液浸ヘッドのオーバフローを検出する液体レベル・センサを示す図である。 本発明の他の実施例の液体供給システムを示す図である。 液体供給システムの代替形態を示す図である。 液体供給システムの代替形態を示す他の図である。 液体供給システムの代替形態を示す他の図である。

符号の説明

１００、２００ 液体供給システム
１０１ 手動シャット・オフ弁
１０２、１１９ 圧力調整器
１０３ ポリッシャ
１０４ 供給弁
１０５ タンク
１０５ｂ 管
１０６ 制御システム
１０７ 流量リストリクション（流量制限器）
１０８ 脱気ユニット（デガッサー）
１０９ 流量計
１１０ 手動弁
１１１ 熱交換器
１１２、２１９、２２３ 温度センサ
１１３ 自動弁
１１４ 制御弁
１１４ｂ 粒子フィルタ
１１５ フロート
１１６、１１７ 電極
１１８ 加圧ガス
１２０ 出口
１２１ 検出器
２０１ 手動抽出弁
２０２ ＵＶランプ
２０３ 粗粒子フィルタ
２０４ 空気圧弁
２０５、２２１ 抵抗率センサ
２０６ 逆止弁
２０７ 空気圧抽出弁
２０８ 圧力調整器
２０９、２１５、２２４、２２７ 圧力センサ
２１０ 液体流量コントローラ
２１１ 熱電熱交換器
２１２ 温度センサ
２１３、２１４ 脱気ユニット
２１６ 陽イオンフィルタ
２１７、２２５、２２６ 空気圧三方弁
２１８ 絶縁ホース
２２０ 非金属熱交換器
２２２ 微粒子フィルタ
ＡＤ 調整器
Ｂ 放射線ビーム
ＢＤ ビーム配送システム
Ｃ ターゲット部分
ＣＯ コンデンサ
ｄ 公称液体レベルの上方の距離
ｈ 総合落差
ｈ’ 圧力調整器の上方の水レベルの物理高さ
ＩＦ 位置センサ
ＩＨ 液浸ヘッド
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ インテグレータ
Ｍ１、Ｍ２ マスクアライメントマーク
ＭＡ パターン形成デバイス
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
Ｐ１、Ｐ２ 基板アライメントマーク
ＰＳ 投影システム
ＰＭ 第１のポジショナ
ＰＷ 第２のポジショナ
ＳＯ 放射線源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (9)

1. パターンをパターン形成デバイスから基板に転送するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、
   前記投影システムと前記基板の間の空間を少なくとも部分的に充填するための液体供給システムを有し、
   前記液体供給システムが、タンクと、流量リストリクションと、前記タンク内の液体のレベルを前記流量リストリクションに対して所定の高さの範囲内に維持するための制御システムであって、それによって所望の液体流量を前記液体供給システムに提供する制御システムとを有しているリソグラフィ投影装置。
2. 前記タンク内の前記液体の上方にガスの過剰圧力を提供するためのガス供給システムをさらに有する請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記ガス供給システムが前記タンクを通して一定のガスの流れを提供する請求項２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記タンクが、所望の流量で比較的短期間に、例えば数分あるいは数時間以内に空になるような容積である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
5. 前記タンク内の前記液体の上方の空間が、浸液への溶解度の小さい不活性ガス、例えばＮ_２またはＨｅで満たされている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
6. 前記タンク内の前記液体の表面に不浸透性フレキシブル膜をさらに有する請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
7. 前記所定の高さの範囲がｈ±Δｈであり、ｈが１ｍから１０ｍまでの範囲であり、Δｈが０．０５ｍｍから２０ｍｍまでの範囲である、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
8. 液体がタンクから流量リストリクションを介して前記空間に供給されている間に、パターンが形成された放射線ビームを基板に投射するステップと、
   前記流量リストリクションに対する液体レベルを所定の高さの範囲内に維持するように液体を前記タンクに供給するステップと
   を含むデバイス製造方法。
9. パターンをパターン形成デバイスから基板へ転送するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、
   前記投影システムと前記基板の間の空間を少なくとも部分的に充填するための液体供給システムを有し、
   前記液体供給システムが、前記空間への液体の過剰供給を検出する検出器と、オーバフローが検出された場合に液体の供給を停止するための制御手段とを有しているリソグラフィ投影装置。
   

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