JP2007251156A - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い精度を有する測定システムを備えたリソグラフィ装置を提供すること。
【解決手段】リソグラフィ装置は、基板支持体の基準システムに対する位置および／または移動を測定するための測定システムを備える。この測定システムは、基板支持体および基準フレームのうち一方に設けられたターゲットと、他方に設けられた放射源と、ターゲットから伝播した、基板支持体の位置または移動を示す放射のパターンを検出するように構成されたセンサと、を備える。基板支持体は、放射ビームがターゲットに伝播する際に通過する空間体積を封じ込めるようにガス流を供給するように構成された、１つ以上のガス出口を備える。
【選択図】図２ａ

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、および、デバイスを製造する方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に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）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイス（patterning device）を用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、一つ若しくは複数のダイの一部を含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワーク（network）を含んでいる。既知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] 一般的なリソグラフィ装置の構成では、露光プロセス中、基板は基板支持体上に保持される。露光中または露光と露光の合間に基板の位置を調節するため、基板支持体を移動する。このため、基準フレームに対する基板支持体の位置を調節するためのアクチュエータが通常設けられている。一般に、基板の位置は基板支持体に対して固定され、既知である。したがって、基板支持体の位置を監視することで基板の位置を決定することができる。従来より、干渉計および／または格子エンコーダを使用して基板支持体の位置を監視することが知られている。このようなシステムでは、高精度の位置測定が可能である。しかし、このようなシステムでは、干渉計または格子エンコーダに使用する放射ビームが伝播する際に通過するガスの温度、圧力、および／または、組成が変化すると、その精度が低下し得る。例えば、リソグラフィ装置に十分な精度をもたせるため、温度変化を＋／−１００〜３００ｍＫの範囲内に制限するのが望ましい。しかし、リソグラフィ装置内には、基板支持体を移動させるアクチュエータや基板上に結像（imaged）される照射等の熱源があるため、上記のような温度制限を実現するのは困難である。このため、加熱領域に隣接するガスが加熱されてしまう。加熱されたガスは、基板支持体が移動することによって、リソグラフィ装置の周辺環境に汲み上げられる。

[0004] 信頼性の高い精度を有する測定システムを備えたリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

[0005] 本発明の一実施形態によると、基準フレームと、前記リソグラフィ装置のあるコンポーネントの前記基準フレームに対する位置および移動のうち少なくとも一方を測定するように構成された測定システムとを備える、リソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置において、前記測定システムは、前記コンポーネントおよび前記基準フレームのうち一方に設けられたターゲットと、前記コンポーネントおよび前記基準フレームの他方に取設けられかつ放射ビームを前記ターゲットに投影するように構成された放射源（ソース）と、前記ターゲットから伝播する放射のパターンを検出するように構成されたセンサであって、前記パターンは、前記コンポーネントの前記基準フレームに対する位置および移動の少なくとも一方を示す、センサと、を備える。このリソグラフィ装置において、前記コンポーネントは１つ以上のガス出口を備え、これらのガス出口は、ガスが供給されると、前記放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が、前記１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められるように構成されている。

[0006] 本発明の一実施形態によると、リソグラフィ装置のコンポーネントを基準フレームに対して移動させるように構成されたアクチュエータを備えるリソグラフィ装置を使用して、パターニングデバイスから基板上にパターンを転写する工程と、前記基準フレームに対する前記コンポーネントの位置および移動のうち少なくとも一方を測定するように構成された測定システムを使用して、前記アクチュエータを制御する工程であって、前記測定システムは、前記コンポーネントおよび前記基準フレームのうち一方に設けられたターゲットと、前記コンポーネントおよび前記基準フレームの他方に設けられ、かつ、前記ターゲットに放射ビームを投影するように構成された、放射源と、前記ターゲットから伝播する放射のパターンを検出するように構成されたセンサであって、前記パターンは、前記コンポーネントの前記基準フレームに対する位置および移動のうち少なくとも一方を示す、センサとを備える、工程と、前記放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が、前記コンポーネント上に設けられた１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められるように、前記１つ以上のガス出口にガスを供給する工程と、を備える、デバイス製造方法が提供される。

[0016] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示している。リソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはＤＵＶ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、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、かつ、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付けるように構成された第１位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、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、かつ、特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２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、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）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、を備える。

[0017] 照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せ等の様々な型の光学コンポーネントを含み得る。

[0018] 支持構造体は、パターニングデバイスを支持する、即ち、パターニングデバイスの重みを支えるものである。支持構造体は、パターニングデバイスの配向、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内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。支持構造体は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができる架台またはテーブルであってもよい。支持構造体は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書で使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えてよい。

[0019] 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、基板のターゲット部分内にパターンを創出するように放射ビームの断面にパターンを付けるために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0020] パターニングデバイスは、透過型または反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、および減衰型位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームが様々な方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0021] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用されている露光放射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光電システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書で使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えてよい。

[0022] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、前述の型のプログラマブルミラーアレイを採用しているか、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0023] リソグラフィ装置は、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２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブルで実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0024] また、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型のものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の、例えば、マスクと投影システムとの間の別の空間に浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させる技術において公知である。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体中に沈めなければならないという意味ではなく、どちらかといえば、照射中、投影システムと基板との間に液体があるという意味でしかない。

[0025] 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。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別々の構成要素であってよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、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ＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀灯である場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体型部品とすることもできる。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ＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0026] 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ように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-inner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ＩＮおよびコンデンサＣＯといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0027] 放射ビームＢは、支持構造体（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉装置、リニアエンコーダ、または容量センサ）を使って、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も第２位置決め装置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って達成することができる。ステッパの場合は（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されてよく、あるいは、固定されていてもよい。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を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、けがき線アライメントマーク(scribe-lane alignment mark)として公知である）。同様に、１つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイとダイとの間に置かれてもよい。

[0028] 例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用できると考えられる。

[0029] １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、その後Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光され得る。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0030] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。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（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決定される。

[0031] ３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しながらマスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かすまたはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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。

[0032] 上述の使用モードの組合せおよび／または変形物、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0033] 図２ａは、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の一部の断面を示している。以下の記載は、リソグラフィ装置の基板テーブルの位置および／または移動を測定するためのシステムに関する記載であるが、このシステムは、リソグラフィ装置の他のコンポーネント、例えば、レチクル等のパターニングデバイスを支持するように構成された支持体、の位置および／または移動を測定するのに使用してもよい。図示するように、基板Ｗを支持する基板支持体１０が設けられている。図の例では、基板支持体１０は、磁石１１からなるテーブルの上方に設けられ、かつ、コイルユニット１２を含んでいる。コイルユニット１２は、磁石プレート１１と連動して使用され、基板支持体１０を移動させるアクチュエータとして機能する平面モータを形成するように構成されている。なお、本発明のこの実施形態では、利便性を有すればどのような形状のアクチュエータを使用して基板支持体１０の位置を制御してもよい。

[0034] 平面モータ１１、１２は、基準フレーム１５に対する基板支持体１０の位置を調節するために使用される。基準フレーム１５には、メトロロジーシステム１６および投影システム１７が設けられている。したがって、基準フレーム１５に対する基板支持体１０の位置を調節することにより、測定システム１６および投影システム１７の位置に対する基板Ｗの位置が所望どおりに調節されることになる。

[0035] 基準フレーム１５に対する基板支持体１０の位置を監視するため、本発明の本実施形態では、ターゲット２０と、放射ビームをターゲットに投影するように構成された放射源２１と、ターゲットから伝播する放射のパターンを検出するように構成されたセンサ２２と、を含む測定システムが設けられている。センサによって検出された放射のパターンは、放射源２１および／またはセンサ２２に対するターゲット２０の位置および／または移動を示す。図２ａに示す例では、測定システムが格子エンコーダである。したがって、この配置において、格子２０は基準フレーム１５に設けられ、かつ、ターゲットとして使用される。放射源２１およびセンサ２２は基板支持体１０に設けられている。なお、その他の測定システムの構成、例えば干渉計、を使用することもできる。通常の構成では、基板支持体１０は、図２ａで水平面として示される面において移動し、ほぼ一定の垂直位置を維持するように構成されている。しかし、本発明はそのような配置に限定されない。通常の構成では、センサ２２とターゲット２０の間の距離Ｄ１を約８ｍｍ〜２０ｍｍ程度の値に設定することができる。

[0036] さらに、本発明の本実施形態に係る測定システムは、基板支持体１０上に設けられ、かつ、ガス２６の流れを提供するように配された、１つ以上のガス出口２５を備える。これらのガス出口２５は、そこから出るガス２６の流れによって、放射源からターゲット２０に伝播する放射ビームを封じ込められるように構成されている。図２ｂに示すように、ガス２６の流れはターゲット２０に向けられており、ターゲット２０に当たると外側に向きを変える。ガス出口２５の構成については、図２ｂに示すように、すべてのガス出口２５から出るガス２６の流れをターゲットに投影される放射ビームに対して平行に方向付けるようにガス出口２５を構成してもよいが、ガス出口２５のうちのいくつかまたはすべてを、図２ｃに示す態様で配置する、つまり、放射ビーム２７に向けて内側に傾斜させることもできる。

[0037] なお、図２ａ、図２ｂおよび図２ｃに示しかつ上述したように、ターゲット２０によってガス２６の流れの向きが変わるようにしても良いが、図２ｄに示すように、ガス流パターンのさらなる制御を提供するため、1つ以上のガス排気口２８をターゲットに隣接して設けることにより、ガス出口２５によって供給されたガスを抜き出すようにしてもよい。なお、ガス排出口２８は、図２ｄに示す以外の態様で配置しても良い。例えば、図２ｂに示す態様においてガス流が外側に向きを変えた後に、ターゲット２０の側方からガスを抜き出すように、ガス排気口２８を配置することもできる。

[0038] 放射ビームがターゲットに伝播する際に通過する空間体積（volume of space）は、ガス２６の流れによってシールドされるため、例えば、リソグラフィ装置の他の部分におけるガスの温度、圧力、および／または化学組成に変化が生じても、放射ビームが伝播する際に通過するガスの温度、圧力、および／または化学組成に、許容範囲を超えた測定エラーを引き起こす程の影響が出ない。なお、放射ビームがターゲットに伝播する際に通過する空間体積内のガスの圧力は、リソグラフィ装置の他の部分におけるガスの圧力よりも著しく高い。ガス出口の構成としては、ガス２６の流れによって、放射ビームが伝播する際に通過するガスの周囲をシールドし、かつ、リソグラフィ装置の他の部分から生じるガスがこの空間体積に侵入するのを防ぐように、構成することができる。

[0039] ガス出口２５へのガス供給は、ガス供給部と基板支持体１０の間を結ぶ供給接続（umbilical connection）、および、基板支持体１０内の内部ガス路（図示されない）を使用して行なうことができる。供給されるガスは、不活性ガス、例えばＮ_２、等の純ガスであってよい。あるいは、単なる空気であってもよい。その場合、粒子および／または汚染物質を除去するために空気を浄化してもよい。または、その空気を加湿してもよく、例えば約５０％〜９５％の相対湿度をもたせてもよい。また、ガス出口２５に供給されるガスの温度を制御してもよく、例えば、基板ホルダ１０と同じ温度、例えば約２２℃、にしてもよい。

[0040] さらに別の実施形態では、ガス出口２５に供給されるガスは、基板支持体１０周辺の環境から抽出した空気であってもよい。例えば、リソグラフィ装置のベースフレーム上または基板支持体１０内に、ガス流を発生させる送風機を取り付けて、周囲の環境から空気を取り込むようにしてもよい。例えば、基板支持体１０の水平移動、つまり、放射ビーム２７の方向に対して垂直な方向における移動を測定するためだけに測定システムを使用する場合、この測定システムは、放射ビーム２７の互いに近接する２つの部分から得た情報を比較するエンコーダであってもよい。エンコーダの精度は、放射ビーム２７の上記２つの部分における屈折率の差に生じた変化によって決定される。したがって、そのようなシステムでは、ガスの温度、圧力、または組成における絶対的変化は、もしそれが放射ビーム２７の両部分で同じであれば、エラーとならない。ゆえに、放射ビーム２７を取り囲む、すべてのガス出口２５から出るガス２６の流れが均質化していれば、全時間にわたってガスの温度、圧力、または組成にどのような変化があっても、それが測定システムの精度に与える影響は小さなものである。したがって、ガス出口２５に供給するガスは、供給の前に均質化を行なえば、上述のように、基板支持体１０周辺の環境から取り込んだものであってよい。

[0041] 図３ａは、本発明の一実施形態に係る基板支持体１１０の詳細を示している。図３ａの実施形態は図２ａ〜図２ｃの実施形態に類似しているので、相違だけを以下に記載する。

[0042] 図示するように、基板支持体１１０は、基板Ｗを支持するように構成されている。基板支持体１１０は、放射ビームをターゲットに投影し、ターゲットから伝播する放射のパターンを検出する、少なくとも１つの放射源１２１およびセンサ１２２を含んでいる。放射パターンは、放射源１２１および／またはセンサ１２２に対するターゲットの位置および／または移動を示すものである。ガス出口１２５は、放射ビームがターゲットに伝播する際に通過する空間体積をシールドするガス１２６の流れを提供するために、放射源１２１およびセンサ１２２の周辺に配されている。

[0043] 図３ａの実施形態では、基板支持体１１０は、２ステージアクチュエータシステムによって位置決めされる。ロングストロークステージ１１２は、上述のようにアクチュエータシステム（例えば、平面モータ）を使用することにより、例えば、リソグラフィ装置のベースフレーム１１１に対して位置決めされる。基板支持体１１０の位置は、別のアクチュエータシステム（明確にするため、図示されない）、例えば６自由度ローレンツアクチュエータシステムを使用することにより、ロングストロークステージ１１２に対して調節される。ショートストロークアクチュエータシステムは、基板支持体１１０の位置決めに所要の精度をもたせるために使用される。これを補助するため、外部振動の伝搬、例えば基板支持体１１０に対しての伝搬、が最小となるように基板支持体１１０を取り付けてもよい。したがって、図３ａに示すような配置を採用すれば、基板支持体１１０への供給接続を要することなく、ガス流１２６からのガスをガス出口１２５に供給することができる。このようにすれば、例えば、ガス流を基板支持体１１０に供給するためのファンによって生じる振動の伝搬を防止することができる。また、基板支持体１１０への供給接続を加速させるために生じる、基板支持体１１０にかかる力を防止することもできる。

[0044] 供給接続を用いずに基板支持体１１０にガス流を提供するために、非接触型ガス転送システムを設けてもよい。そのような配置では、ロングストロークステージ１１２および基板支持体１１０が、ガス出口１３１ａおよびガス注入口１３２ａをそれぞれ有する突出部１３１、１３２を含むことができる。ロングストロークステージ１１２のガス出口１３１ａから出るガスが、基板支持体１１０のガス注入口１３２ａに向かうように、ガス出口１３１ａとガス注入口１３２ａは位置合わせされている。基板支持体１１０のガス注入口１３２ａは、ガス流をガス出口１２５に供給する内部管１３３に接続されている。ガス抜けの量、すなわち基板支持体１１０内に入らないガスの量を最小限に留めるとともに、ロングストロークステージ１１２の突出部１３１と基板支持体１１０の突出部１３２が接触しないようにするため、ロングストロークステージ１１２の突出部１３１と基板支持体１１０の突出部１３２は、比較的小さな分離距離Ｄ２をあけて保たれている。したがって、ショートストロークアクチュエータシステムの垂直ストロークは、分離距離Ｄ２よりも短い。同様に、ロングストロークステージ１１２のガス出口１３１ａと基板支持体１１０のガス注入口１３２ａとがショートストロークアクチュエータシステムのストローク中ほぼ位置合わせされた状態に保たれるように、ショートストロークアクチュエータシステムの水平ストロークは、突出部１３１、１３２の大きさよりも小さい。

[0045] 図３ａの実施形態の変形を図３ｂに示す。図示するように、この変形例では、ワンストロークステージの突出部１４１を基板支持体１１０の突出部１４２内にはめ込んでガス流漏れを低減するように、基板支持体１１０の突出部１４２がカラーとして形成されている。なお、この配置を上下逆転させる、つまり、ロングストロークステージ上の突出部をカラーとして形成して、基板支持体１１０の突出部を囲むようにすることもできる。

[0046] 図３ａおよび図３ｂに示す配置のいずれについても、供給接続を使用してガス供給部をロングストロークステージ１１２に接続させてもよい。あるいは、上述のように基板支持体周辺の環境からガスを取り込む場合、ガス注入口と、空気流を発生させるファンとを、ロングストロークステージに直接取り付けてもよい。

[0047] 図４は、上述したいずれの実施形態においても使用できる基板支持体１０の詳細を示している。図示するように、測定システムは、それぞれ放射源と放射センサからなる４つのセット３１、３２、３３、３４を含んでいる。図示する配置では、各セット３１、２１、３３、３４が、２つの放射源と２つの関連センサとを備えている。これらのセットは基板支持体１０の四隅にそれぞれ配置されている。各セット３１、３２、３３、３４は、放射源と、Ｚ方向、つまり、基板Ｗの面に対して垂直な方向における基板支持体１０の位置および／または移動を測定するように構成されたセンサと、を含んでいる。２つの測定セット３１、３３は、基板ホルダ１０の対角位置に配置されており、放射源と、Ｙ方向、つまり、基板Ｗの面と平行な面における第１方向での基板支持体１０の位置および／または変位を測定するためのセンサと、をさらに含んでいる。残りの測定セット３２、３４は、残りの対角３２、３４に配置されており、放射源と、Ｘ方向、つまり、基板Ｗの面と平行な面における第２方向であって上記第１方向に対して垂直な方向における基板支持体１０の位置および／または移動を測定するように構成されたセンサと、をさらに含んでいる。図４に示すように、各測定セット３１、３２、３３、３４の周囲には、複数のガス出口３５が設けられている。これらのガス出口３５は、放射ビームが各組からターゲットに伝播する際に通過する空間体積を封じ込められるガス流を提供するように構成されている。したがって、各測定セット３１、３２、３３、３４はそれぞれ、自己制御された環境を備えている。

[0048] なお、図４に示す配置以外の配置を使用することもできる。特に、測定セットを基板支持体１０の周囲に異なる態様で配置してもよく、かつ／あるいは、測定セットを別の組合せで使用してもよい。さらに、各測定セットにおいて、システム同士が組み合わせられても良い。例えば、ある測定セットは、単一の放射源、および／または、基板支持体１０の２つ以上の方向における位置および／または移動を測定できる単一のセンサを有してもよい。同様に、測定セットを分割して、各センサに使用される放射ビームをシールドするためのガス流を別途提供してもよい。また、放射源と関連センサは、基板支持体１０上で互いに距離をあけて配置してもよい。その場合、放射源からターゲットに伝播する放射と、ターゲットからセンサに伝播する放射とに対し、ガス流シールドを別々に提供する別個のガス出口を設けてもよい。なお、測定システムによっては、放射センサを基準フレームに取り付けてもよい。その場合、ガス流は、放射源からターゲットに伝播する放射のみをシールドすることになる。

[0049] 図５に示す別の実施形態では、基板支持体の一部の上方空間を封じ込めるガス流を提供するためのガス出口が配されている。ガス流によって囲まれる空間内に、複数またはすべての測定セットを配置してもよい。例えば、図示するように、基板および測定セット３１、３２、３３、３４を囲むようにガス出口３６を配置してもよい。このため、装置の残りの部分における、ガスで分離された空間体積は、上記の配置の場合よりも大きくなる。しかし、この場合のガス流３７は、基板Ｗ上の空間に侵入する粒子の流れを低減し、基板の汚染を低減することができる。さらに、ガス流３７は、基板Ｗの露光によって放出された粒子を基板Ｗから吹き払うのに役立つ。

[0050] 上述したように、また、図４および図５で示したように、上述の実施形態のいずれの基板支持体１０、１１０においても、供給接続４０を使用してガスを供給してよく、この供給接続によって、放射源およびセンサが、リソグラフィ装置の制御システムに接続される。あるいは、非接触接続によってガスを基板支持体１１０に供給してもよい。いずれの場合においても、ガス出口へのガス流を制御するためにガスフローコントローラ４１を設けることができる。

[0051] 図４および図５に示すように、ガスフローコントローラ４１を基板支持体１０とは別に取り付けてもよい。あるいは、または、それに加えて、ガス流コントローラを基板支持体１０内に組み込んでもよく、または、適用可能であれば、ロングストロークステージ１１２内に組み込んでもよい。ガス流コントローラは、すべてのガス出口に対するガス流を制御するように配置される。あるいは、ガス出口ごとに、および／または、測定セットに関連付けられたガス出口のグループごとに、ガス流を調節することもできる。いずれの場合においても、ガス出口に供給されるガス流は、該当する放射ビームが伝播する際に通過する空間体積を十分に封じ込めるように選択され、これによって、リソグラフィ装置において想定可能なあらゆる動作状況においても要求される測定精度を提供することができる。

[0052] なお、基板支持体１０の移動が速ければ速いほど、ガス出口から出るガス流は大きくなくてはならない。特に、システム構成については、半径方向、つまり、ターゲットに伝播する放射ビームから離れる方向における、ガスで封じ込められた空間体積を抜け出る地点でのガスの平均速度が基板支持体１０の移動速度よりも大きくなるように構成してもよい。ガス流コントローラ４１は、ガス出口に供給されるガス流を調節するように構成することができる。例えば、ガス流コントローラ４１は、基板支持体１０が静止状態にあるかまたは比較的ゆっくりと移動している場合にはガス流量を下げ、また、基板支持体１０が比較的速く移動している場合にはガス流量を上げるように構成してもよい。さらに、ガス流コントローラ４１は、測定セットを囲むガス出口へのガス分配を、基板支持体１０の移動方向に応じて、制御するようにしてもよい。例えば、ガス流コントローラ４１は、基板テーブル１０がある特定の方向に移動する際に、特定の測定セットの周囲に設けられたガス出口のうち、下流側のガス出口よりも上流側のガス出口に対してより多くのガスを向けるようにしてもよい。

[0053] 上述したように、また、図６ａの平面図に示すように、複数の別個のガス出口４６を使って、ガス流によってシールドされる各空間体積（例えば、測定セット４５の上方の空間）を囲むことができる。あるいは、図６ｂに示すように、例えば、単一の環状ガス出口４７を使って測定セット４５を囲むようにしてもよい。さらに別の例として、ガス出口４８は、例えば図６ｃに示すような、細長いスリット状のものであってもよい。また、測定セットの各側にガス出口を設ける必要はない。例えば、図６ｄに示すように、測定セット４９の使用中、基板支持体が特定の方向５０においてのみ前後に移動する場合、測定セット４９の同方向における一方の側だけにガス出口５１を設ければ十分である。通常、ガス出口４８の構成としては、放射ビームがターゲットに伝播する際に通過する空間体積を十分に封じ込めるガス流を提供することで所望の測定精度を実現できるのであれば、どのような構成のものを使用してもよい。

[0054] 図７は、ある空間（本例では、測定セット６０の上方の空間）をシールドするガス流を提供するガス出口の、さらに別の配置を示す平面図である。図示するように、測定セット６０は、シールド用ガス流を提供する複数の別個のガス出口６１に囲まれている。さらにこのガス出口６１の周囲では、例えば環状である追加のガス出口６２によって、良好に調節された過剰層流ガスが提供されている。内側に円状に配された乱流ガスを提供するガス出口６１によって提供される比較的高速のガス流によって、上記調節された空気を測定セット６０上方の空間へと混合させることにより、測定セット６０が提供する信号の安定性がさらに向上する。なお、ガス出口６１、６２のサイズを適切に選択することにより、所望のガス流パターンを提供することができる。図８は、図７に示す外側のガス出口６２の断面を示しているが、図８において、ガス出口６２は、ガス流の乱流を抑制するため、クロス、織物、金属ふるい、またはそれらの類似物で覆われていてもよい。また、この被覆により、外側のガス出口６２に提供されるガス流に追加的な圧力低下を生じさせて、ガス流の均一性を高めるようにしてもよい。図示するように、分配流路６４を使用することで、比較的小さいガス流動抵抗でガスをガス出口６２に供給してもよい。外側のガス出口６２は、例えば、小さなスリットまたは開口部６５の列によって、ガス分配流路６４に接続されている。スリットまたは開口部６５によってガス流が制限されるため、ガス出口からは均質に分配されたガス流が出る。

[0055] 本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメイン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）、薄膜磁気ヘッドといった他の用途を有することが理解されるべきである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語がすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であると考えればよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後に、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／または、インスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、基板は、例えば、積層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0056] 光学リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィィに使用してもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されたパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストを硬化させる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0057] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、および極紫外線（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や電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0058] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを指すことができる。

[0059] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、説明された方法以外の別の方法で実行することが可能である。例えば、本発明は、上記の開示された方法を記載した機械可読命令の１つ以上のシーケンスを包含するコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光学ディスク）を採用することもできる。

[0060] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。

[0008] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示している。 [0009] 図２ａは、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の一部の詳細な断面を示している。 [0009] 図２ｂは、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の一部の詳細な断面を示している。 [0010] 図２ｃは、図２ａおよび図２ｂに示された実施形態の変形例を示している。 [0010] 図２ｄは、図２ａおよび図２ｂに示された実施形態の変形例を示している。 [0011] 図３ａは、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の一部の断面を示している。 [0011] 図３ｂは、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の一部の断面を示している。 [0012] 図４は、本発明の一実施形態に係る基板支持体を示している。 [0013] 図５は、本発明の一実施形態に係る基板支持体を示している。 [0014] 図６ａは、本発明の一実施形態に係るガス出口の構成を示している。 [0014] 図６ｂは、本発明の一実施形態に係るガス出口の別の構成を示している。 [0014] 図６ｃは、本発明の一実施形態に係るガス出口の別の構成を示している。 [0014] 図６ｄは、本発明の一実施形態に係るガス出口の別の構成を示している。 [0015] 図７は、本発明の一実施形態に係るガス出口のさらに別の構成を示している。 [0015] 図８は、本発明の一実施形態にかかるガス出口のさらに別の構成を示している。

Claims (25)

1. （ｉ）基準フレームと、
   （ｉｉ）前記基準フレームに対するリソグラフィ装置のコンポーネントの位置および移動のうち少なくとも一方を測定するように構成された測定システムであって、
   （ａ）前記コンポーネントおよび前記基準フレームのうち一方に設けられたターゲット、
   （ｂ）前記コンポーネントおよび前記基準フレームの他方に設けられ、かつ、放射ビームを前記ターゲットに投影するように構成された放射源、および、
   （ｃ）前記ターゲットから伝播する放射のパターンを検出するように構成されたセンサであって、前記パターンが前記コンポーネントの前記基準フレームに対する位置および移動の少なくとも一方を示すセンサ、を備える測定システムと、
   を有しており、
   前記コンポーネントは、１つ以上のガス出口を備え、該ガス出口は、該ガス出口にガスが供給されると、前記放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が前記１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められるように構成されている、
   リソグラフィ装置。
2. 前記１つ以上のガス出口から出るガス流によって、前記放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が一掃される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記ターゲットから前記センサに戻る放射は、前記１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記１つ以上のガス出口は、前記放射源および前記ターゲットのうち少なくとも一方を取り囲む環状ガス出口である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記１つ以上のガス出口は、前記放射源および前記ターゲットのうち少なくとも一方の周囲に配置された複数のガス出口である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記１つ以上のガス出口は、前記放射源および前記ターゲットのうち少なくとも一方の周囲に配置された複数のガス出口、および、前記複数のガス出口を取り囲む環状ガス出口である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記環状ガス出口は、クロス、織物、および金属ふるいのうちの少なくとも１つによって覆われている、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記環状ガス出口に関連付けられ、かつ、前記ガス出口にガスが供給されると前記環状ガス出口によるガス出口の圧力が前記環状ガス出口によって囲まれた前記複数のガス出口によるガス出口の圧力よりも低くなるように構成された、ガス流制限部をさらに備える、請求項６に記載のリソグラフィ装置
9. 前記放射源は前記コンポーネントに設けられている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記リソグラフィ装置の第２コンポーネントにガス供給部が接続されており、前記第１コンポーネントおよび前記第２コンポーネントは、その間に非接触型ガス流接続を提供するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記ガス出口によって提供されるガスを抽出するように構成された１つ以上のガス排気口をさらに備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
12. （ｉ）基準フレームと、
    （ｉｉ）前記基準フレームに対するリソグラフィ装置のコンポーネントの位置および移動のうち少なくとも一方を測定するように構成された測定システムであって、
    （ａ）前記コンポーネントおよび前記基準フレームのうち一方に設けられたターゲット、
    （ｂ）前記コンポーネントおよび前記基準フレームの他方に設けられ、かつ、放射ビームを前記ターゲットに投影するように構成された放射源、および、
    （ｃ）前記ターゲットから伝播する放射のパターンを検出するように構成されたセンサであって、前記パターンが前記コンポーネントの前記基準フレームに対する位置および移動の少なくとも一方を示すセンサ、を備える測定システムと、
    を有し、且つ、前記コンポーネントは、１つ以上のガス出口を備え、該ガス出口は、該ガス出口にガスが供給されると、前記放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が前記１つ以上のガス出口のガス流によってほぼ封じ込められるように構成されている、リソグラフィ装置と、
    前記コンポーネントが前記基準フレームに対して移動する際に、前記放射ビームが伝播する際に通過する空間体積がガス流によってほぼ封じ込められるように、前記１つ以上のガス出口に十分なガス流を供給するように構成された、ガス供給部と、
    を有するリソグラフィシステム。
13. 前記放射ビームの伝播方向に対してほぼ垂直な方向における、前記ガス流によって封じ込められた空間体積から抜け出るガスの平均速度が、前記基準フレームに対する前記コンポーネントの速度を超えるように前記ガス供給部がガス流を提供する、請求項１２に記載のリソグラフィシステム。
14. 前記放射ビームが伝播する際に通過する空間体積の前記ガス流による封じ込めを確実ならしめるために、前記１つ以上のガス出口へのガス流を制御するように構成されたガス流コントローラをさらに備える、請求項１２に記載のリソグラフィシステム。
15. 前記ガス流コントローラは、前記基準フレームに対する前記コンポーネントの速度に応じて前記ガス流を設定する、請求項１４に記載のリソグラフィシステム。
16. 請求項１に記載のリソグラフィ装置と、前記ガス出口に接続されたガス供給部とを備え、前記ガス供給部は温度制御されたガス流を提供する、リソグラフィシステム。
17. 請求項１に記載のリソグラフィ装置と、前記ガス出口に接続されたガス供給部とを備え、前記ガス供給部はほぼ純粋な不活性ガス、クリーンな空気、および加湿された空気のうち１つの流れを提供する、リソグラフィシステム。
18. 前記リソグラフィ装置の周辺の環境から空気を取り込み、前記ガスを均質化し、前記ガスを前記ガス出口に供給するように構成されたガス供給部さらに備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
19. 前記１つ以上のガス出口から出るガス流によって封じ込められる空間体積は、前記ターゲットに投影された前記放射ビーム、および、前記ターゲットから前記センサに伝播する前記放射のうち少なくとも一方をほぼ封じ込めるのみである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
20. 前記測定システムは、前記コンポーネントの複数の部分の、前記基準フレームに対する位置および移動のうち少なくとも一方を測定するため、前記コンポーネントの周囲に配された複数の放射源、関連ターゲット、および放射センサを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
21. 前記コンポーネントは、放射源のそれぞれの組合せに関連付けられた１つ以上のガス出口を備え、前記１つ以上のガス出口の各々は、ガスが供給されると、前記関連放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が前記１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められるように構成されている、請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
22. 前記コンポーネントは、１つ以上のガス出口を備え、前記１つ以上のガス出口は、ガスが供給されると、前記複数の放射源から投影される放射ビームが各ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が前記１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められるように構成されている、請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
23. 前記コンポーネントは、基板を支持するように構成された基板支持体、および、パターニングデバイスを支持するように構成された支持体のうちの一方である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
24. リソグラフィ装置を使用して、パターニングデバイスから基板上にパターンを転写することと、
    アクチュエータによって、前記リソグラフィ装置のコンポーネントを基準フレームに対して移動させることと、
    前記基準フレームに対する前記コンポーネントの位置および移動のうち少なくとも一方を測定するように構成された測定システムを使用して、前記アクチュエータを制御することであって、前記測定システムが、
    前記コンポーネントおよび前記基準フレームのうち一方に設けられたターゲット、
    前記コンポーネントおよび前記基準フレームの他方に設けられ、かつ、前記ターゲットに放射ビームを投影するように構成された放射源、および、
    前記ターゲットから伝播する放射のパターンを検出するように構成されたセンサであって、前記パターンが前記コンポーネントの前記基準フレームに対する位置および移動のうち少なくとも一方を示すセンサ、を備える、前記アクチュエータを制御することと、
    前記放射ビームが前記ターゲットに伝播する際に通過する空間体積が、前記コンポーネント上に設けられた１つ以上のガス出口から出るガス流によってほぼ封じ込められるように、前記１つ以上のガス出口にガスを供給することと、
    を含む、デバイス製造方法。
25. 前記コンポーネントは、前記基板を支持するように構成された基板支持体、または、前記パターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体である、請求項２４に記載の方法。

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