JP2006511011A - 層上にスポットを照射する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

層を照射するために、放射ビームが層上のスポットに向けて焦点を合わせられ、レンズと関連する層の相対的動きを引き起こされ、連続的に層の異なる部分が照射され、層に最も近いレンズの表面の間の空間が維持される。更には、層上のスポットに放射が照射される際に通過する空間の少なくとも一部を液体で満たして維持され、液体は、供給管を介して供給される。少なくとも液体の部分は、放射がスポットを照射する際に通るリセスを満たす。

Description

本発明は、請求項１の序文にあるような層に照射する方法及び請求項９の序文にあるような層に照射する装置に関する。

このような技術は、国際公開公報ＷＯ−Ａ−０２／１３１９４において知られている。この刊行物によれば、所望の方法及び装置が、光学的に走査可能な情報キャリアの製造のために用いられる。このようなプロセスでは、先ず主モールドが製造され、主モールド又は主モールドで製造された娘モールドにより、模写プロセスによって情報キャリアが製造される。主モールドを製造するために、光学レンズシステム及び基板によって運ばれた光電性層上の走査スポットに導かれ焦点をあわされた変調された放射ビーム及びレンズシステムは互いに相対的に動く。光電性層と光電性層に対向するレンズシステムの最も近い面との間の空間は、液体で満たされている。

レンズシステムに呼応する基板を動かすために、基板を運ぶテーブルは回転軸を中心に回転することができる。変位装置により、レンズシステムは、テーブルの回転軸を中心に回転する放射方向構成部品に取って代えることができる。液体供給手段は、光電性層とレンズシステムの最も近い光学表面との間の空間に液体を供給する。

この知られている方法及び装置の問題は、液体が層及びレンズが互いにかなり迅速に動くときに放射スポットに導かれる放射が通過する空間領域から乗るため、照射されるべき層の連続的部分の液浸は、極めて簡単に不通にされることである。液浸は、レンズ及び層の動きの方向の重要な変化によっても不通にされ得る。照射されるべき層と光学素子の最も近い光学表面との間にある液体フィルムの安定性は、照射されるべき層と１又は２以上のレンズの最も近い光学表面との間の距離を非常に小さくすることによって向上し得る。しかしながら、この場合、装置と特に照射されるべき層に最も近いレンズが、相互に動くレンズと層との接触によって簡単に損傷し得る。

光電性層におけるスポットに放射ビームを導くための方法及び装置は、日本特許出願公開・特開平１０−２５５３１９号公報に開示されている。この方法では、光電性層がガラスから成るディスク形状の基板に適用されている。テーブルと基板は、基板と垂直に延出している回転軸を中心に回転し、レンズシステムは、回転軸に対し放射方向に比較的低速で変位され、光電性層上に形成された放射ビームの走査スポットは光電性層の螺旋形状トラックに続く。放射ビーム、この知られた装置ではレーザビームは変調され、照射された及び照射されていない素子のシリーズが螺旋形状トラック上に形成される。当該シリーズは、製造されるべき情報キャリア上の所望の情報素子シリーズに対応する。光電性層はその後向上し、照射された素子が分解され、沈下シリーズは光電性層中に形成される。次に、比較的薄いアルミニウム層が光電性層上にスパッタリングされ、当該アルミニウム層がその後、電気成膜プロセスにより、比較的薄いニッケル層と共に設けられる。このように形成されたニッケル層は基板から取り除かれ、製造されるべき主モールドを形成し、上述したように、主モールドは、製造されるべき情報キャリア上の所望の情報素子のシリーズに対応する上昇した部分のシリーズを有するディスク形状面と共に設けられる。このように製造された主モールドは所望の情報キャリアの製造に使用されることに適しているが、一般的には、多くの複製、所謂娘モールドが模写プロセスにより主モールドにより作られる。これらの娘モールドは、更なる模写プロセス、一般的には射出成形プロセスにより所望の情報キャリアを製造するために用いられる。この方法で、比較的高価な主モールドの必要な数が制限される。主モールド又は主モールドによって製造された娘モールドによる、ピット形状の情報素子を備えたＣＤ又はＤＶＤのような光学的に走査可能な情報キャリアのこのような製造方法は広く知られており、通例的である。

光電性層と光電性層に対向するレンズシステムのレンズとの間の空間は水で満たされている。このため、知られている装置は、テーブルの回転軸の近くに位置する流出口と共に設けられる。流出口を介して供給された水は、遠心力の影響により、実質的に光電性層の表面の至る所に拡散し、空間は水で満たされる。水は空気よりも相当に大きな光屈折率を有するため、空間での水の供給は、放射ビームからの光及びレンズシステムの光軸からの起きた光が走査スポットにおける位置を含む角度の実質的な増加をもたらす。その結果、光電性層上の放射ビームによって形成されたスポットのサイズは相当に減少され、かなりの数の照射された及び照射されていない素子が光電性層上に形成され、製造されるべき情報キャリアはより高い情報密度を有する。

レンズと照射される表面とのギャップが液体で満たされ続けている他の例は、光投影リソグラフィのような光画像方法及び装置であり、表面に投影された放射によって形成されたスポットは、画像又は部分的画像を形成する。そのような方法及び装置は、国際公開公報ＷＯ−９９／４９５０４に記載されている。
国際公開公報ＷＯ−Ａ−０２／１３１９４パンフレット 特開平１０−２５５３１９号公報 国際公開公報ＷＯ−９９／４９５０４パンフレット

これらの方法及び装置の欠点は、空間に形成された液体フィルムは必ずしも、レンズと表面に平行な面との相対的な変位の間又は後において等質ではなく、合理的に十分ではないことである。その結果、欠陥は光電性層で発達する。加えて、レンズ及び表面の相対的な動きによって引き起こされる液体フィルムの状態における変化は、レンズシステムに及ぼされる力の変化をもたらす。レンズシステムは、制限された剛性により掛けられるので、液体フィルムによって及ぼされる力の変化は、レンズシステムの望ましくない振動を引き起こし、表面に投影される画像の精度の阻害となる。更には、放射が通過する空間部分における液体容積を維持するように、比較的大量の液体が供給されなければならない。その結果、知られている装置は、液体と装置の他の部分との間の望ましくない接触を防止するために、広範な手段と共に設けられていなければならない。

本発明は、照射される層に最も近い光学的表面と放射が通過するその層との空間部分を、大きな範囲の光学素子及び層の変位の速度及び方向において、液体で合理的に満たし続けることを目的とする。

本発明の別の目的は、光学素子と照射されるべき層との意図しない接触による損傷の危険性を減少することにある。

本発明によれば、これらの目的は、請求項１の方法を提供することによって達成される。また、本発明によれば、請求項９の装置は、請求項１の方法を実行するために提供される。

放射がスポットを照射する際に通る空間の部分の境を限る内面のリセスを少なくとも液体部分が満たすことにより、放射がスポットを照射する際に通る空間は、改善された安定性を有して液体で満たされ得る。更には、最も近い光学表面と照射されるべき層との間の大きな距離を維持する一方、少なくとも１つの光学素子と層の間の液体容積の安定性が得られ、光学素子と層との間の意図しない接触の危険性が減らされる。

本発明の方法及び装置は光学素子と層の互いの相対的な動きの方向及び速度における変化に対する感受性は小さいことは、光学情報キャリア又はモールドの製造に有利なだけでなく、ウエハ上の新しいスポットへのレティクルを投影又はウエハの次の領域におけるレティクル（マスク）の投影された画像を展開（走査）すべくウエハと反対の新しい位置に光学素子を運ぶためにウエハを光学素子に対してステップさせるときに、光学素子の層に対する動きの方向における例えば半導体製造装置の製造のための光投影リソグラフィのためのウエハステッパ及びウエハスキャナのような光画像のような他のアプリケーションにおいて実質的に変化する。スポットは、ウエハに対するレティクルの投影領域、又は、光学素子に対するウエハの動きに従ってレティクルに沿ってスキャンすることによって又はそうするようにして得られたレティクルの、通常はスリット形状の走行窓部分の投影の移動領域によって形成される。

特に、本発明の実施形態は従属項で示されている。

本発明の詳細と同様に、他の目的、特徴及び効果は本発明の望ましい形態における詳細な説明において現される。

ＣＤ又はＤＶＤのような光学的に走査可能な情報キャリアの製造においては、２面のうちの１つで薄い光電性層５を運ぶグラス（図１参照）のディスク状の基板３は、変調された放射ビーム７、例えば、波長が約２６０ｎｍのＤＵＶレーザビームによって照射される。光電性層５を照射するために、本発明による装置の例２５が用いられ、当該装置は図１乃至３を参照して説明される。放射ビーム７は、複数のレンズを含み、本発明ではレンズシステム９で表される光学システムによる光電性層５上の走査スポット１１に焦点をあてられる。レンズシステム９は、レンズホルダ５７中に固定された対物レンズ５５を含む。レンズシステム９は更に、最も末端なレンズ５９を含み、当該レンズ５９は、動作中に層５の最も近くにあるレンズシステム９の光学素子の１つである。空間５３が照射される層５と、層５の最も近くにあるレンズシステム９の光学素子の１つとの間に維持されている。光学素子はまた、レンズ以外の他のアイテム、例えば、フィルタ、シールド、回析格子、又は鏡等を含んでもよい。

層５及びレンズ９は互いに変位され、光電性層５における変調された放射ビーム７は連続して層５の照射された部分から離れたシリーズを照射し、照射された部分間の層５の部分を照射しない。照射された光電性層５は、照射された素子１３を溶解し、基板３における照射されていない素子１５を残す現像液によって現像される。照射された部分を残し、照射されていない部分を溶解することも可能である。両方の場合で、情報キャリアにおけるピット形状の情報素子の所望のシリーズに対応するピット又はバンプのシリーズが光電性層５中に形成される。光電性層５は引き続き、スパッタリングプロセスにより、例えばニッケル等の比較的薄い層によって被覆される。引き続き、この薄い層は、電気成膜プロセスにより比較的厚いニッケル層で被覆される。最終的には基板３から取り除かれるニッケル層では、光電性層５に形成されるピットのパターンは、製造される情報キャリア中に形成されるパターンのネガティブである対応パターンを残し、即ち、主モールドは上昇された部分のシリーズを有し、光電性層５中に形成されたピット状の素子のシリーズ及び情報キャリア上の所望のピット状の情報素子のシリーズに対応する。このように主モールドは、所望の情報キャリアを射出成形するための射出成形機におけるモールドとしての使用に適している。しかしながら、一般的には、主モールドの複製は主モールドの代わりに射出成形用のモールドとして使用され、主モールドの複製は妹モールドとして参照され、それ自体知られている通例の模写プロセスを用いて主モールドによって製造される。

光電性層５を有する基板３が、テーブル２７及び基板３に対して垂直に延びている回転軸２９を中心に回転可能なテーブル２７において設けられている。テーブルは、第１の電気モータ３１によって運転される。装置２５は更に、放射線源３３を有し、放射線源３３は本例ではレーザ線源であり、装置２５のフレーム３５の固定位置に固定されている。あるいは、放射は装置の外から得られてもよい。層５に導かれる放射の制御は、多くの仕方で得ることができ、例えば、放射線源３３を制御することにより、及び／又は放射線源３３と層５の間の（図示しない）シャッター又は放射ダイバータを制御することにより得ることができる。

光学レンズシステム９は第１のトラベラ３７に固定され、第１のトラベラ３７は第１の変位構造３９により回転軸２９を中心に放射状に（図中では、Ｘ方向に平行に）変位できる。この目的のため、第１の変位構造３９は、Ｘ方向に平行に延びている第１のトラベラ３７を、フレーム３５に対し固定されるストレートガイド４３に対し変位可能な第２の電気モータ４１を含む。

レンズシステム９の光軸４９を有する線における鏡４５も第１のトラベラ３７に固定している。動作においては、放射線源３３によって発生させられた放射ビーム７はＸ方向に平行に延びている放射ビーム路４７をたどり、放射ビーム７はレンズシステム９の光軸４９と平行な方向に偏向させられる。レンズシステム９は、焦点アクチュエータ５１により、光軸４９の方向に第１のトラベラ３につき比較的短い距離変位され、放射ビーム７は光電性層５に焦点をあてられる。基板５を有するテーブル２７は回転軸２９を中心に、第１のモータ３１により比較的高スピードで回転され、レンズシステム９は、第２のモータ４１により比較的低スピードでＸ方向と平行に変位され、放射ビーム７が層にヒットする走査スポット１１が光電性層５を越えた螺旋状トラックをたどり、この螺旋状トラックに従って延びている照射された及び照射されていない素子の痕跡を残している。

装置２５は比較的高い情報密度を有する主モールドの製造に適しており、装置２５により、比較的大きな数の照射された素子を光電性層５のユニットエリアごとに提供し得る。走査スポット１１が小さくなるにつれて、到達可能な情報密度が増加する。走査スポット１１の大きさは、放射ビーム７の波長及びレンズシステム９の開口数によって定められ、当該開口数はレンズシステム９と光電性層５の間の媒体の光屈折率に依拠する。レンズシステム９と光電性層５の間の媒体の光屈折率が大きいほど、走査スポット１１は小さい。液体は典型的には、空気よりも大きな光屈折率を有するため、レンズシステム９とビーム７が延びている光電性層５との間の空間部分５３は液体で、本実施例では水で満たされた状態が維持される。本例では、水は使用されるＤＵＶ放射ビーム７に透過し、光電性層５を攻めないため、特に適している。

図１に示されるように、本例の装置２５は更に、ピックアップ口７９と共に設けられる液体取除き構造７７を含む。ピックアップ口７９は、装置２５の第２のトラベラ８１に固定し、第２のトラベラ８１は装置２５の第２の変位構造８３によって回転軸２９を中心に放射方向に、本例ではＸ方向と平行に変位するが、変位の別の放射方向が設けられてもよい。第２のトラベラ８１の変位を駆動するために、第２の変位装置８３は、第２のトラベラ８１を、フレーム３５に取り付けられ第２のトラベラの変位方向に延びているストレートガイド８７に変位するために第２のトラベラ８１に接続している第３の電気モータ８５を有する。

動作において、ピックアップ口７９は第３のモータ８５によって変位される。第３のモータ８５は制御され、レンズシステム９及びピックアップ口７９は継続的に基板３の回転軸２９から実質的に等しい距離Ｒのところに位置している。これにより、ピックアップ口７９は、層５の照射された部分が通過するレンズシステム９から下に向かった位置に維持され、レンズシステム９の位置において供給される液体が、回転層５によって、液体が引き続き、ピックアップ口７９によって光電性層５からピックアップされ乗せられる。このように水は光電性層５から、レンズシステム９から下に向かって取り除かれるので、既に使用された水が空間５３への戻り路を見つけることは実施的に不可能となり、空間５３への正確な１回の液体流れが阻害される。動作において、ピックアップ口７９は常にレンズシステム９が回転軸２９から離れた距離Ｒに対応して回転軸２９から距離Ｒのところにあり、ピックアップ口７９の大きさ及び体積は、既に使用された液体を取り除くために比較的小さいことだけ必要とされる。

図２及び図３は、より詳細に、レンズシステム９、光電性層５を有する基板３、光電性層５とレンズシステム９との間の空間５３を示す。層５に最も近いレンズ５９は、基板３に対向する光学表面６３を有する。レンズ５５及び５９はハウジング６１中に掛けれ、前記ハウジング６１は、層５に対向し、層５に最も近いレンズ５９の光軸に垂直な想像上の面に実質的に延びている平坦壁６５を含む。層５に最も近いレンズ５９と層５との間に、通路９０は層５に対向する壁６５の中に設けられている。通路９０及び層５に最も近いレンズ５９の表面６３は、放射７が向けられるスポット１１に対向する壁６５の表面中でリセス９２を形成する。層５に最も近いレンズ５９の面６３は、リセス９２の内面の一部であり、放射７がスポット１１を照射するために通過する空間５３の部分の境を限っている。本例によれば、層５に最も近いレンズ５９の面６３は凹面であり、リセス９２の最深点は真ん中にある。但し、この面は平坦でも、凸面であってもよい。

キャリア６１において、液体供給６７は層５に最も近いレンズ５９の近傍に直接的にリセス９２に開口しているポート６９を有する。動作において、放射７が層５のスポット１１を照射する際に通過する空間５３の部分は液体９１で満たされている。液体９１はポート６９を介してリセス９２中の空間５３の部分へ供給される。放射７は空間５３の部分を通じてスポット１１に照射される。スポット１１とレンズ５９の表面６３との間の壁６５中の通路９０によって形成された下流の流出口を介して、液体はその後も与えられ、壁６５と層５との間の空間５３の部分を満たす。リセス９２では、液体９１は空間５３から乗られることから保護される。液体９１は放射がスポット１１に向かって通過する空間５３の部分から離れて乗ることに感受性は殆どないので、放射が通過し水で完全に満たされていない空間５３の部分によって引き起こされる関連付けられた光のゆがみの発生は妨害される。

更には、レンズ５５及び５９の光軸に平行に寸法がとられた空間５３の大きさ、−及びレンズ５９と層５の距離−は、飽きたいが、層５の動きにより乗ってしまうことなしに、比較的大きくすることができる。同様に、これは、層５に最も近いレンズ５９への損害の危険性を減少し、レンズの傾きにおける許容耐久力を層５に接触するレンズ５９の危険性の増加無しに大きくすることができる。

リセス９２は例えば、位置付けられてよく、放射部分だけがリセスを通過するようにしてもよい。しかしながら、放射ビーム全体を横切る液体９１の特に効果的な保護のために、リセス９２が、スポット１１を放射する放射７の周りに延びている、層５に最も近いリム部９３を有することが望ましい。従って、液体９１が乗られることから保護されているリセス９２における空間５３の部分が、放射の全断面に延びている。

本例によれば、リセス９２は、スポット１１とスポット１１に最も近いレンズ５９との間の壁６５中の通路９０と、レンズ５９の表面６３とによって境が限られている。スポット１１に最も近いレンズ５９の表面６３は壁６５によって保護され、レンズ５９への損傷の危険性が仮想的に取り除かれている。更には、壁６５はまた液体９１を保護するため、層５と液体で満たされ最も近いレンズ５９との間の空間５３を効果的に維持するために、最も近いレンズ５９を層５に非常に近くに位置づける必要はない。壁６５と層５との距離を非常に小さくするように選択でき、通路９０の周辺における空間５３の部分に液体フィルムを位置づけ続けるために、非常に効果的な毛細管効果を得ることができる。レンズ表面のような光学表面と層５との間の接触よりも、壁６５と層５との間の不注意な接触の方がずっと無害だからである。壁６５は望ましくは、プラスティック材料等の比較的柔らかい材料から成る又は被覆され、壁６５と層５との間の不注意な接触による損害の危険性は殆どない。

層５と壁６５、即ち、層５に最も近いレンズ組立品の部分、の最適な実用的距離は、２つの要素によって決定される。一つは、当該距離が、基板３とレンズ５５及び５９及びハウジング６１の配置との間の距離における十分な耐久性を保持するに十分に大きくあるべきことである。もう一つは、この距離が大きすぎないことである。放射がスポット１１を通過する際に通る空間５３の部分の液浸条件を維持するためにかなり大きな液体流れを要求することになるからである。空間５３の最も小さな厚さの望ましい範囲は、液体が水の場合、３−１５００μｍであり、より望ましくは３−５００μｍである。液体が水よりも大きな粘性を有する場合は、空間の最も小さな厚さの大きな値が実際上効果的である。流出口の全幅もまた、空間の最も小さな厚さの望ましい範囲の上端に影響を与え、空間の最も小さな厚さは望ましくは（１００＋１／２０^＊Ｗ）μｍよりも小さく、この場合Ｗは層５と平行な面において計測された流出口の全幅である。

層３に面するリセスにより、層３と最も近い光学表面との距離は耐久性への感受性を増加し、層と光学表面との間の接触の危険性を更に減少させるべく、約１０μｍよりも大きくてもよく、例えば、１５μｍ、３０μｍ、１００μｍよりも大きくてもよい。

本例における装置２５では、液体供給構造６７は通路９０に連結し、通路９０を介して液体流出が維持される。液体９１は、放射７がスポット１１を通過する際に通る層５とレンズ５９との間の壁６５における通路９０を介して層５に向けて流出するため、液体９１は特に効果的に、放射がスポット１１を通過する際に通る空間５３を通じて案内される。更には、液体９１が向かう際に通る流出口９０を通じて放射７はスポット１１を通過するので、液体９１が流出する際に通る領域を介して放射ビーム７は延びている。これは、層５とレンズ５９の相対的で層５に平行する動きの間、放射がスポットを通過する際に通る空間５３の部分の非常に信頼できる深い液浸という効果を招く。スポットを照射する放射が通過する際に通る開口を介して液体を流出することの別の効果は、放射が通過する際に通る液浸された領域において、比較的高い圧力を維持できることである。これは、温度上昇の影響の下で例えば液体において溶解しているガスによって引き起こされる泡の形成という危険性を減少することができる。

液体に気泡が含まれることを避け、放射７がスポット１１を通過する際に通る空間５３の部分の充填状況を合理的に維持すべく、流出口９０を介した液体流出は望ましくは放射がスポット１１に照射される際に通る空間５３の部分よりも上流の液容積を含むように維持される。このように、液体上流の安全なマージンが形成され、液体が上流（スポット１１の領域における層５の動きの方向とは反対の方向の）に追い立てられる距離の変化は、放射７がスポット１１を通過する際に通る空間５３の部分の充填状況の分裂を引き起こさない。

更には、液体９１は、最も下流の流出口９０から、放射がスポット１１に照射される際に通る空間５３の部分の最も大きい断面９４よりも大きい断面へ流出する。これは、液体９１による空間５３の合理的な液浸へと寄与する。

図２及び３に示されるように、流出口９０は、層５と平行な面における全部の投影された断面領域を有し、レンズシステム１０９の光軸と平行な方向に見たときに、放射７がスポット１１に照射される際に通る空間５３の部分の内部に中心を有する。従って、液体が流出する際に沿う平均的な路は、少なくとも、放射７がスポット１１に照射される際に通る空間５３の部分と関連して中心付けられる。従って、スポット１１の領域における層５とレンズ配置９が互いに動く方向は、スポット１１が照射される際に通る空間５３の部分の完全な液浸が阻害されずに、実質的に変化し得る。たとえ、層５の動きの方向が実質的に変化したとしても、液体９５の痕跡は、スポット１１が照射される際に通る空間５３の全部分をカバーする。ビーム７の周りの流出口９０の領域はビームの近くに設けられ、層５が余分に濡れてしまうことが制限される。

本例によれば、スポット１１が照射される際に通る空間５３の部分は流出口９０との関係で中心に位置しており、流出口９０から空間５３への液体９１の痕跡９５は完全にスポット１１が照射される際に通る空間５３の部分を液浸する。スポット１１の部分において層５及び少なくとも１つのレンズシステム９は矢印５２（矢印５２は、レンズシステム９に関連して層５の動きの方向を示す）によって示された方向に互いに関連して動き、スポット１１の部分において層５及びレンズシステム９は互いに関連して反対方向に動く。

より具体的には、図２及び図３に示されている例にあるように、放射ビーム７は流出口９０の断面領域を通じて中心に通過するので、流出口９０へ及び流出口９０から流出する液体９１は、放射７がスポット１１を照射する際に通る空間５３の部分を液浸する。

放射が通過する際に通る空間５３の部分９４の液浸が阻害されずに、層５及びスポット１１の領域における層５と平行なレンズシステム９の動きの方向が大きく変化すればするほど、装置は、スポットが層５に二次元画像投影される画像プロセスの如き、幅広く変化する方向に層の表面をスポット１１が動く必要があるアプリケーションにより適している。このようなアプリケーションでは、レンズシステムと照射面との間の媒体とレンズシステムとの間の比較的大きな屈折率の有利なことは、画像が高解像度により投影され、更なる最小化及び／又は改良された信頼性をもたらす。

このようなアプリケーションの例は、半導体装置の製造にけるウエハの処理のための光投影リソグラフィである。この目的のための装置及び方法は図６に図示されている。ウエハステッパ及びウエハスキャナは商業的に可能である。従って、このような方法及び装置は詳細には記されないが、そのような光画像装置の状況において本出願で提案された液浸の理解が主として提供される。

図９による投影リソグラフィ装置は、ウエハサポート１２及びウエハサポート１２の上にレンズ組立品１４を有する投影機１３を含む。図６において、ウエハサポート１２は、ウエハ１５を箱に、ウエハ１５の上において複数の領域１６がビームによって照射される。ビームは、投影機１３に動作的に接続されたスキャナ１８においてマスク又はレティクルの画像又は部分画像を投影する。サポートテーブルは、スピンドルドライブ２１及び２２によって駆動されるスピンドル１９及び２０に沿ってＸ及びＹ方向に移動可能である。スピンドルドライブ２１及び２２及びスキャナ１８は制御ユニット２３に接続されている。

通常は、動作の２つの原理のうちの１つが光リソグラフィに適用される。所謂ウエハステッパモードでは、投影機は、ウエハ１５における領域１６の１つにレティクルの完全な画像を投影する。必要な露出時間に達したときに、光ビームはスィッチオフ又はぼんやりとされ、ウエハ１５はスピンドルドライブ２１及び２２により、ウエハの次の領域１６がレンズ組立品１４の前の必要とされた位置に居るまで動かされる。露出された領域及び露出される次の領域の相対的な位置に依拠して、幅広く変化する方向にウエハの表面に沿ったレンズ組立品１４の相対的な迅速な動きを伴ってもよい。レティクルの画像が投影されるウエハの表面における照射スポットのサイズは、典型的には約２０×２０ｍｍであり、より大きい又は小さいスポットが考えられる。

より大きな半導体ユニットを製造することが望まれている場合、有利にも他のモードにより、通常はウエハスキャナモードとして言及されるモードにより、画像を投影する。このモードでは、レティクルのスリット状の部分が、ウエハ１５の表面における領域１６における幅よりも幾倍（例えば、４倍以上）大きい長さを有するスリット状のスポットとして投影される。スポットの典型的サイズは例えば３０×５（ｎｍ）である。走査されるレティクル１７は、走査窓にそって移動し、ウエハサポート１２はレンズ組立品１４と関連して、適合された速度による制御ユニット２３の制御の下、同期的に動き、ウエハに投影されるレティクル１７の走査された部分的画像部ではない投影スポットがウエハ１５と関連して動く。このように、ウエハの領域１６に伝達される。レティクルの走行窓部がウエハ１５上を投影する間に、ウエハ１５のレンズ組立品１４に関連した動きは、通常は比較的ゆっくりと、各回同じ方向へと実行される。レティクル１７の完全な画像がウエハ１５に投影された後に、レンズ組立品１４の前でレティクル１７の次の画像が投影されるウエハ１５の次の領域をもたらすべく、ウエハ１５はレンズ組立品１４との関係で一般的にはかなり迅速に移動される。この動きは、ウエハ１５の露出領域１６の相対的位置及び露出されるウエハ１５の次の領域１６に依拠する方向を幅広く変化して実行される。レンズ１４に関連するウエハ１５の変位後ウエハ１５の表面への照射を再開できるようにすべく（即ち、レンズ又はレンズとウエハが動かされる）、動きの完了後に放射が通過するレンズ１４とウエハ１５の表面との間の空間中の液容積が直ぐに液体で満たされると、当該空間は放射が再開される前に合理的に液浸される。

光リソグラフィでは、例えば、放射が波長１９３ｎｍの光の場合に、水を用いてもよい。しかしながら、状況によっては他の液体の方がより適している場合もある。

図４及び図５は、図１及び図９に示される装置の如き装置のレンズシステムの第２の例１０９の末端部を示す。本例によるレンズシステム１０９は、ハウジング１６１、基板３上の層５に最も近いレンズ１５９を含む。この例によれば、リセス１９２は、放射１０７のビームが向かう層５上のスポット１１１に最も近いレンズ１５９の面１６３の凹部によって境が限られている。これにより、放射１０７がスポット１１を通過する際に通る空間１５３の部分１９４全体における比較的均一のフローパターンとの結合におけるリセスの液体保持特徴を得ることができる。特に、空間１５３における流動度勾配の均一のパターンが得られる。比較的均一のフローパターンは、変化を含みことを避き、新鮮な液体の継続的な均一の供給及び均一で安定した液体温度を得られ、有利である。これらの効果は放射ビーム１０７の光学的妨害を避けるために有利である。

図５では、符号１９４で示される点線の円は、レンズ１５９と放射ビーム７が通過する層５の間の空間１５３の部分の周辺を示している。

液体１９１をレンズ１５９と層５との間の空間１５３に供給するために、液体供給管１６７はハウジング１６１を通じて延びており、流出口１９０に導かれている。本例によれば、流出口１９０は層５に対向する面１５４中に流路構造の形状を有する。流路構造１９０は層５に向かって開口しており、流路に沿って長手方向に供給された液体を分配し、分配された液体を層５に向けて分配する。動作においては、液体１９１は流路構造に沿って長手に流路構造によって分配され、液体１９１は、流路構造１９０から層５に向けて分配される。これは、たとえ層５の面と平行なレンズシステム１０９及び層５の相互の動きの方向が実質的に変化しても、比較的広い平坦な液体痕跡１９５及び放射ビーム１０７が通過する空間１５３の部分１９４の完全な液浸という結果をもたらず。

流路１９０は、様々な形状を有し得る。図４及び図５に示した実施形態では、流路１９０は流出口１９０が放射ビーム１０７の外部に位置し、放射１０７がスポット１１１を照射する際に通る空間１５３の部分１９４の周りで延びているように形成されている。十字１９６は、レンズシステム１０９の光軸と平行な方向に見たときの、流出口１９０の全部の断面通過領域の中心を示している。この例ではまた、レンズシステム１０９の光軸と平行な方向に見たときに、流出口１９０の全部の断面通過領域の中心が、放射１０７がスポット１１を照射する際に通る空間１５３の部分１９４の内部に位置している。更には、上述した実施形態にあるように、放射１０７がスポット１１を照射する際に通る空間１５３の部分１９４は流出口１９０の断面領域と相対的に中心に位置し、レンズシステム９と層５の相対的な移動の方向であって層５の面に平行な方向を、放射ビーム１０７が通過する際に通る空間１５３の部分１９４の深い液浸を中断することなく、反転することができる。

図４及び図５に示された例の流出口１９０の別の特徴は、図２及び図３に示された流出口９０と共通しており、レンズシステム１０９の光軸と平行な方向に見たときに、流出口１９０は、放射ビーム１０７がスポット１１を照射する際に通る空間１５３の部分１９４と角度をもって一定の間隔があいた部分を含み、スポット１１の部分で層５及びレンズシステム１０９が層５と平行な方向に、互いに垂直な方向でもよいが、相対的に動く一方で、流出口１９０から空間１５３へもたらされる液体１９５の痕跡が、完全に放射ビーム１０７がスポット１１を照射する際に通る空間１５３の部分１９４に液浸する。互いに垂直な方向に相対的に層５及びレンズシステム１０９が移動する間に放射が通過する空間の部分１９４を維持できる能力は特に有利である。Ｘ方向及びＹ方向に移動する一方で、層５に画像を書き込むことができるからです。

液体１９１は望ましくは、流路構造１９０と、放射が通過する空間１５３の部分が合理的に液浸されることを維持するに十分な環境との間で、液体が落ちる圧力で供給される。このように面に与えられる水の量は最小限に維持されている。

更には、液体１９１が流路形状の流出口１９０を介して分配される場合に、空間１５３の最も小さい厚さ（この例では、層５と壁部１６５の面１５４との間の距離）は、放射が通過する空間の部分１９４の液浸を阻害する不当な危険をひきおこさずに、長くしてもよい。

液体１９１が供給される際の流動度は、望ましくは以下の通りである。層５と層５に最も近いレンズシステム１０９の表面との間の空間１５３が最も小さな厚さＨ（層５と垂直に計測）を有し、層５と少なくとも１つのレンズ１５９が互いに相対的に速度Ｖで移動し、層５と平行な面において計測された幅Ｄを有する流出口１９０を介して液体１９１が、αが１から１０の間の定数でβが１から３の定数のときに０．５^＊β^＊Ｈ（Ｄ＋α^＊Ｈ）^＊Ｖという流動度で供給される。

このように、質的な直線速度プロファイル及び均質なクエットの流れを有する薄板流れが空間１５３内でおきることを合理的に保証できるように供給される。このようなフローは、流路１９０が設けられた壁１６５上および層５に最も近いレンズ１５９の側１６３上の実質的な一定力を働かせる。その結果、空間１５３における液体は、レンズシステム１０９における実質的に変化しない液体力を働かせる。このような変化する液体力は、レンズシステム１０９の望ましくない変化を引き起こし、光電性層５上の放射ビーム１０７の焦点エラー及び位置エラーを導く。フローは望ましくは、空気を含まず、それによって放射ビーム１０７は阻害されない。

図６及び７には、図１及び９に示されたような装置のレンズシステム２０９の第３の例が示されている。この例によれば、液体供給流路２６７の下流の流出口２９０が層５に向けて開口している流路構造と共に設けられているが、レンズシステム２０９の軸方向に見たときに異なる矩形形状を有する。本質的に矩形の形状は、特に、レンズシステム２０９及び層５の相対的な動きが、矩形の流路構造２９０の側の１つと垂直な方向にある場合は、空間の横切られた部分２９４全体の均一な液体フローパターンを維持する一方で、放射ビームによって横切られた空間の矩形部分２９４を合理的に液浸するにとって特に有利である。

図２及び図３に示されるリセス２９２は、レンズシステム９の軸と垂直な壁部２６５内の通路２９５及びスポット１１に最も近いレンズ２５９の表面によって境を限っており、スポット１１に最も近いレンズ２５９の表面もまた、放射２０７がスポット１１を通過する際に通る空間２５３の部分２９４の境を限っている。従って、レンズ２５９は、レンズシステム２０９と基板３上の層５との間の意図しない接触による損害から効果的に保護される。しかしながら、本例によれば、通路２９５は、液体が分配される際に介される流出口ではない。

図８に示されるレンズシステム３０９は、２つの最も下流にある流出口３９０及び３９０’と共に設けられ、照射されるべき層上のスポットを放射が通過する際に通る空間の部分３９４は流出口との関連で中央に設けられ、放射が通過する際に通る空間の部分３９４は、スポットにおける領域でレンズシステム３０９との関連で層の動きが矢印３５２で示される第１の方向にある場合には、第１の流出口３９０から分配された液体痕跡３９５に十分に液浸され、スポットにおける領域でレンズシステム３０９との関連で層の動きが矢印３５２’で示される第２の反対方向にある場合には、他の流出口３９０’から分配された液体痕跡３９５’に十分に液浸される。レンズシステム３０９と沿うと平行な他の方向の層の相対的な動きの間に液浸を保証することが望まれているのであれば、流出口３９０を放射が通過する際に通る空間の部分３９４との関連で他の角度のある位置に設けることができ、広い液体痕跡を形成すべく圧力降下及び流動度を増加することができる及び／又は流出口は異なるデザイン、例えば、レンズシステム３０９の光軸に対しスリットが直線又は曲線的になっているスリット形状にすることができる。

本発明によるレンズシステム３０９では、レンズシステム３０９の光軸と平行な方向に見たときに、流出口３９０、３９０’の全部の断面通過領域の中央３９６が、放射がスポット１１を通過する際に通る空間３５３の部分３９４の内部に設けられている。

照射されるべき層上のスポットを放射が通過する際に通る空間の部分３９４の周りに円周的に距離を置いて設けられている複数の流出口を有することの特別に有利な点は、層とレンズシステム３０９との相対的な動きの方向次第では、液体は、照射のみされる層上のスポットの上流の１又は複数の流出口から選択的に与えられることである。このように、液体の流動度は制限され得り、取り出す必要のある液体の量は減少する。

層上のスポットへの照射を導く装置の例の概略側面図である。 照射が導かれ、動作中に維持される液体フローの層の、図１に示された装置の光学システムの第１の例の末端部の概略断面図である。 図２における線III−IIIに沿った概略底面図である。 照射が導かれ、動作中に維持される液体フローの層の、図１に示された装置の光学システムの第２の例の末端部の概略断面図である。 図４における線V−Vに沿った概略底面図である。 照射が導かれ、動作中に維持される液体フローの層の、図１に示された装置の光学システムの第３の例の末端部の概略断面図である。 図２における線VII−VIIに沿った概略底面図である。 照射が導かれ、動作中に維持される液体フローの層の、図１に示された装置の光学システムの第４の例の末端部の概略底面図である。 光学リソグラフィのためのウエハステッパ／スキャナの概略頂面図である。

Claims (15)

1. 少なくとも１つの光学素子によって放射ビームを層上のスポットに向けて焦点を合わせ、
   前記少なくとも１つの光学素子と関連する層の相対的動きを引き起こし、連続的に前記層の異なる部分が照射され、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子の表面の間の空間が維持され、
   前記層上の前記スポットに前記放射が照射される際に通過する前記空間の少なくとも一部を液体で満たして維持し、前記液体は、供給管を介して供給される工程を含み、
   少なくとも前記液体の一部が、前記放射が前記スポットを照射する際に通るリセスを満たすことを特徴とする、
   層の照射方法。
2. 前記リセスは、前記スポットを照射する前記放射の周りに延びている前記層に最も近いリム部を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記リセスは、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子の表面との間の壁の通路と、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子と、によって境が限られていることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. 前記通路を介して液体流出が維持されていることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記空間の最も小さな厚さは、３−１５００μｍに維持されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか一項記載の方法。
6. 前記リセスは、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子の前記表面の凹部を含むことを特徴とする請求項１乃至５記載の方法。
7. 前記液体は、前記層に向けて開口している少なくとも１つの流路の形態で少なくとも１つの流出口から流出し、
   前記流路は、前記流路に沿って長手方向に供給された液体を分配し、分配された液体を前記層に向けて分配する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項記載の方法。
8. 前記層と前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子の前記表面との間の前記空間は厚さＨを有し、
   前記層と前記少なくとも１つの光学素子は互いに相対的に速度Ｖで移動し、
   前記層と平行な面において計測された幅Ｗを有する流出口を介して液体が、αが１から１０の間の定数でβが１から３の定数のときに０．５^＊β^＊Ｈ（Ｗ＋α^＊Ｈ）^＊Ｖという流動度で供給される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項記載の方法。
9. 放射線源から発せられた放射を、層上のスポットに焦点を合わせる少なくとも１つの光学素子と、
   連続的に前記層の異なる部分が照射され、前記層と前記スポットに最も近い前記少なくとも１つの光学素子の表面との間の空間が維持されるよう、前記少なくとも１つの光学素子に関連する前記層の相対的動きを引き起こす変位構造と、
   前記層上の前記スポットに前記放射が照射される際に通過する前記空間の少なくとも一部に液体を供給する流出口を有し、
   面におけるリセスが前記スポットに対向し、
   前記リセスの内面は、前記放射が前記スポットを照射する際に通る前記空間の少なくとも前記部分の境を限ることを特徴とする、
   層へ放射を向けさせる装置。
10. 前記リセスは、前記スポットを照射する前記放射の周りに延びている前記層に最も近いリム部を有することを特徴とする請求項９記載の装置。
11. 前記リセスは、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子の表面との間の壁の通路と、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子と、によって境が限られていることを特徴とする請求項９又は１０記載の装置。
12. 前記通路を介して液体流出を維持するために前記通路と連結する液体供給構造を更に有することを特徴とする請求項１１記載の装置。
13. 前記空間の最も小さな厚さは、３−１５００μｍに維持されることを特徴とする請求項９乃至１２いずれか一項記載の装置。
14. 前記リセスは、前記層に最も近い前記少なくとも１つの光学素子の前記表面の凹部を含むことを特徴とする請求項９乃至１３いずれか一項記載の装置。
15. 供給された液体を流路に沿って長手方向に分配し、分配された液体を前記層に向けて分配すべく、前記少なくとも１つの流出口が、前記層に向けて開口している少なくとも１つの前記流路によって形成されていることを特徴とする請求項９乃至１４いずれか一項記載の装置。

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