JP2008098681A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、及び基板 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置、デバイス製造方法、及び基板を提供すること。
【解決手段】基板Ｗが、投影ビームの波長に対して実質的に透過性である材料からなる被覆４を備える。この被覆は、投影ビームの波長より厚いものとすることができ、被覆４の屈折率は、投影ビームが通過するとき投影ビームの波長が短縮されるようなものである。これにより、基板上でより小さい画像構造の結像が可能となる。別法として、この被覆は、液体供給システムと共に使用することができ、気泡を基板の感放射線性層から離して保つように働く。
【選択図】図５

Description

本発明は、リソグラフィ装置、デバイス製造方法、及び基板に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の標的部分上に形成する機械である。リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造時に使用することができる。その場合、マスクなどパターン形成デバイスを使用してＩＣの個々の層に対応する回路パターンを形成することができ、このパターンを、感放射線性材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウェハ）上の（例えば、１つ又は複数のダイの一部を含む）標的部分上に結像することができる。一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接した標的部分のネットワークを含むことになる。知られているリソグラフィ投影装置には、パターン全体を一度に標的部分上に露光することによって各標的部分が照射される、いわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）で投影ビームを介してマスク・パターンを走査し、一方、この方向に平行又は逆平行で基板を同期走査することによって、各標的部分が照射される、いわゆるスキャナとが含まれる。

リソグラフィ投影装置内の基板の少なくとも一部分を、比較的屈折率の高い液体、例えば水の中で浸漬し、投影システムの要素と基板の間の空間を埋めることが提案されている。このことの意義は、露光放射が液体内でより短い波長を有することになるため、より小さい画像構造の結像を可能にすることである（液体の効果はまた、リソグラフィ投影装置の有効ＮＡを増大すること、また、焦点深度を増大することと考えることができる）。固体粒子（例えば、石英）が浮遊する水を含めて、他の浸漬液が提案されている。

しかし、基板、又は基板と基板テーブルとを液体の槽内に沈めることは（例えば、その全体が参照のため本明細書に組み込まれている米国特許第４，５０９，８５２号明細書参照）、走査露光中に大量の液体を加速しなければならない可能性があることを意味する。これは、追加の、又はより強力なモータを必要とする可能性があり、液体内の乱流は、望ましくなく、予測できない作用に通じる可能性がある。

提案されている解決策の１つは、液体供給システムを使用して、基板の局所化された領域上のみであり、かつ投影システムの最終要素と基板の間に液体供給システムが液体を供給することである（基板は、一般に、投影システムの最終要素より大きい表面積を有する）。この調整のために提案されている１つの方法は、ＰＣＴ特許出願ＷＯ９９／４９５０４に開示されており、参照のためその全体が本明細書に組み込まれている。図２及び図３に示されているように、液体は、好ましくは最終要素に対する基板の移動方向に沿って、少なくとも１つの注入口ＩＮによって基板上に供給され、投影システム下を通過した後で少なくとも１つの吸入口ＯＵＴによって除去される。すなわち、基板が要素の下で−Ｘ方向に走査されるとき、液体は、要素の＋Ｘ側で供給され、−Ｘ側で吸い上げられる。図２は、液体が注入口ＩＮを介して供給され、低圧源に接続されている吸入口ＯＵＴによって要素の他方の側で吸い上げられるこの構成を図式的に示す。図２の説明図では、液体が最終要素に対する基板の移動方向に沿って供給されるが、そのような状態であることは必要とされない。様々な向きと数の注入口と吸入口を最終要素周囲に配置することが可能であり、両側に吸入口を備える４組の注入口が最終要素周囲に規則正しいパターンで設けられている一例が、図３に示されている。

提案されている別の解決策は、投影システムの最終要素と基板テーブルの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延びる封止部材を備える液体供給システムを設けることである。そのような解決策が図４に示されている。封止部材は、ＸＹ平面内において投影システムに対して実質的に静止状態であるが、Ｚ方向で（光軸の方向で）いくらか相対移動することができる。封止は、封止部材と基板の表面との間で形成される。封止は、ガス・シールなど非接触封止であることが好ましい。ガス・シールを備えるそのようなシステムは、欧州特許出願第０３２５２９５５．４号明細書に開示されており、参照のためその全体が本明細書に組み込まれている。

注入口及び吸入口の構成が異なるもの、また、非対称であるものを含めて、他のタイプの液体供給システムが明らかに可能である。

浸漬リソグラフィの難点は、装置の他の部分が、かなりの量の液体の存在に確実に対処することができるようにしなければならない対策と同様に、投影システムの最終要素と基板の間の空間に液体を供給するための構成の複雑さである。

したがって、浸漬リソグラフィ装置の複雑さを低減することが有利となるはずである。

一態様によれば、露光波長を有する放射ビームを使用して、感放射線性の層又は基板にパターンを転写するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、
前記露光波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である非感放射線性被覆材料の層で、前記基板を少なくとも部分的に被覆するように構成された被覆形成器であって、前記非感放射線性被覆材料の層が、前記投影ビームの経路内で前記感放射線性材料の層の前に配置され、被覆手段が、前記露光波長より大きい厚さに前記非感放射線性被覆材料の層を塗布する被覆形成器を備える装置が提供される。

投影システムからの放射が被覆を通過するとき、その波長は減少する。これにより、基板上でより小さな画像構造を結像することができる（これは、システムの有効ＮＡを増大することとしても理解することができ、又は、焦点深度を増大することができる）。従来提案されている装置のように、複雑な液体供給システムを設けることは必要とされない。というのは、被覆が、基板の表面と投影レンズの最終要素との間の空間を液体で少なくとも部分的に満たすことと同様の効果をもたらすからである。

一実施形態では、被覆形成器がさらに、前記基板を前記非感放射線性被覆材料で被覆する前に、前記感放射線性材料の層を保護するために、前記基板を保護材料で少なくとも部分的に被覆するようにされる。保護層は、装置の環境内に存在する汚染物質から感放射線性材料を保護する。

一実施形態では、被覆形成器がさらに、前記非感放射線性被覆が蒸発するのを防止するために、前記非感放射線性被覆材料を蒸発防止材料で少なくとも部分的に覆うようにされる。

本発明の他の態様によれば、感放射線性材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板の標的部分上に、露光波長を有するパターン形成された放射ビームを投影するステップを含むデバイス製造方法であって、
前記露光波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である非感放射線性被覆材料の層が、前記標的部分に塗布され、前記非感放射線性材料の層が、前記投影ビームの経路内で前記感放射線性材料の層の前に配置され、前記非感放射線性被覆材料の層が、前記露光波長より大きい厚さを有する方法が提供される。

したがって、単純に被覆を基板に塗布することによって、放射の波長を減少させることが可能である。この方法は、従来周知の方法に対してあまり複雑さを加えず、その結果、安価に実施することができる。

一実施形態では、この方法は、前記非感放射線性被覆材料の層を塗布する前に、前記感放射線性材料の層を保護する保護材料の層を前記基板に少なくとも部分的に塗布するステップをさらに含む。

一実施形態では、この方法は、前記非感放射線性被覆材料が蒸発するのを防止するための蒸発防止材料の層を、前記非感放射線性被覆材料の層上に少なくとも部分的に塗布するステップをさらに含む。

本発明の他の態様によれば、露光波長を有する投影ビームの放射に対して感応性のある感放射線性材料の層によって少なくとも部分的に覆われた、リソグラフィ投影装置内で使用するための基板であって、前記露光波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である非感放射線性被覆材料の層で少なくとも部分的に覆われており、前記非感放射線性材料の層が、前記投影ビームの経路内で前記感放射線性材料の層の前に配置され、前記非感放射線性被覆材料の層が、前記露光波長より大きい厚さを有する基板が提供される。

一実施形態では、基板がさらに、前記感放射線性材料の層を保護するための保護材料の層で少なくとも部分的に被覆され、前記保護材料の層が、前記感放射線性材料と前記非感放射線性被覆材料の間に配置される。

一実施形態では、基板がさらに、前記非感放射線性被覆材料が蒸発するのを防止するために、前記非感放射線性被覆材料の層上の蒸発防止材料の層で少なくとも部分的に被覆される。

一実施形態では、被覆材料が、１．０から１．７の範囲の屈折率を有する。

屈折率がこの範囲内にある場合、被覆は、それを通過する放射の波長を減少させるのに有効となる。

一実施形態では、被覆材料が、実質的に水である。

水は、屈折率１．４４を有し、その結果、被覆として使用するのに良好な材料である。また、水は有害ではなく、必要に応じて容易に塗布及び除去することができる。

浸漬リソグラフィにおける他の難点は、浸漬液中の気泡及び／又は粒子の存在であると判明している。これは、投影システムに対して基板を走査している間に特に問題となる。この場合、気泡及び／又は粒子が基板表面に被着する可能性がある。これらの気泡及び／又は粒子は、パターン形成されたビームを分断する可能性があり、その結果、生産される基板の品質が低下するおそれがある。

したがって、例えば、製品の品質に対する浸漬液中の気泡及び／又は粒子の作用を低減することが有利となるはずである。

一態様によれば、デバイス製造方法において、
基板と、リソグラフィ投影装置の投影システムの少なくとも一部分との間に浸漬液を供給するステップであって、非感放射線性材料が前記基板によって担持され、前記非感放射線性材料が、放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、また、前記浸漬液と異なる材料からなるものであり、前記非感放射線性材料が、前記基板の感放射線性層の少なくとも一部を覆って設けられるステップと、
前記浸漬液を介して、前記投影システムを使用して前記基板の標的部分上にパターン形成された放射ビームを投影するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

浸漬液と接触する基板の表面上の気泡は、基板上の感放射線性材料から十分離して保つことができ、その結果、パターン形成されたビームに対するその作用は、気泡が感放射線性材料により近い場合よりも小さくなる。非感放射線性材料が十分な厚さで構成されている場合、浸漬液と非感放射線性材料の間の界面上の気泡は、迷光を生じさせるだけであり、結像される製品の品質に重大な影響を及ぼさない可能性がある。また、上記は、気泡の他に、又は気泡の変わりに浸漬液中に存在する粒子についても同じ原理で働く。

一実施形態では、非感放射線性材料が、ある厚さを有し、前記放射が、ある波長を有し、前記厚さが前記波長より少なくとも大きい。このようにして、投影システムからの放射が非感放射線性材料を通過したとき、その波長が減少する。これにより、基板上でより小さな画像構造を結像することができる。

一実施形態では、非感放射線性材料が、少なくとも５μｍの厚さを有する。実施形態では、この厚さを少なくとも１０μｍ又は少なくとも２０μｍとすることができる。これらの厚さでは、気泡及び／又は粒子の結像に対する作用を劇的に低減することができる。また、これらの厚さでは、非感放射線性材料の表面と投影システムの一部分との間に浸漬液を供給することが可能であり、これは、結像品質に対する気泡及び／又は粒子の作用を低減することを目的としながら、投影ビームの波長を減少させるのに有効であることが判明している。

一実施形態では、非感放射線性材料が第１の屈折率を有し、浸漬液が第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率が、非感放射線性材料の作用が投影ビームの波長を増大させることでないよう前記第２の屈折率と少なくとも同じ大きさである。

他の態様によれば、感放射線性層によって少なくとも部分的に覆われた、リソグラフィ投影装置内で使用するための基板であって、放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、また、リソグラフィ投影装置の前記放射のパターン形成されたビームがそれを介して前記基板の標的部分上に投影される浸漬液と異なる材料からなるものである非感放射線性材料で、感放射線性層が少なくとも部分的に覆われた基板が提供される。

この基板は、本明細書に述べられている方法において使用することができる。

他の態様によれば、デバイス製造方法において、
基板と、リソグラフィ投影装置の投影システムの少なくとも一部分との間に、前記基板上の非感放射線性材料に浸漬液を供給するステップであって、放射に対して少なくとも部分的に透過性である前記非感放射線性材料が、前記基板の感放射線性層の少なくとも一部を覆って設けられ、感放射線性層上に入射するパターン形成されたビームの質に対する前記浸漬液中の気泡及び粒子のうち少なくとも１つの作用を実質的に低減するのに有効な厚さを有するステップと、
前記浸漬液を介して、前記投影システムを使用して前記基板の標的部分上にパターン形成された放射ビームを投影するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

次に、本発明の実施例について、対応する符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら、例としてのみ述べる。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、以下を備える。
放射線（例えば、ＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するための照明システム（イルミネータ）ＩＬ。
投影システムＰＬに対してパターン形成デバイスを正確に位置決めするための第１の位置決めデバイスＰＭに接続された、パターン形成デバイス（例えば、マスク）ＭＡを保持するための第１の支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴ。
投影システムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決めデバイスＰＷに接続された、基板Ｗ（例えば、レジスト被覆されたウェハ）を保持するための第２のテーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴ。
パターン形成デバイスＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のさいの目形を含む）標的部分Ｃ上に結像するための投影システム（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＬ。

ここで示されているように、本装置は、（例えば、透過マスクを使用する）透過タイプのものである。別法として、本装置は、（例えば、プログラム可能なミラー・アレイを使用する）反射タイプのものとすることができる。

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は、例えば放射源がエキシマ・レーザであるとき、別の構成要素とすることができる。そのような場合、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・エキスパンダを含むビーム送達システムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに導かれる。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源を装置の一体化部分とすることができる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム送達システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれる可能性がある。

イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整するために、調整デバイスＡＭを含むことができる。一般に、イルミネータのひとみ平面内の強度分布の少なくとも外部及び／又は内部径方向範囲（一般にそれぞれσ−外側及びσ−内側と呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど、様々な他の構成要素を備える。イルミネータは、その断面において所望の均一性及び強度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ばれる条件付けられた放射ビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上で保持されているマスクＭＡ上に入射する。投影ビームＰＢは、マスクＭＡを横切って、投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、ビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃ上に集束する。基板テーブルＷＴは、第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉測定デバイス）の助けにより、例えば、様々な標的部分ＣをビームＰＢの経路内で位置決めするように、正確に移動することができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用し、例えば、マスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、又は走査中に、ビームＰＢ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。一般に、物体テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭ及びＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（粗い位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（細かい位置決め）の助けにより実現されることになる。しかし、（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴをショート・ストローク・アクチュエータに接続するだけとすることも、固定とすることもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２、及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

図の装置は、以下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及び基板テーブルＷＴが本質的に静止したままであり、投影ビームに与えられたパターン全体が標的部分Ｃ上に１回（すなわち、１回の静止露光）で投影される。次いで、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向でシフトされ、その結果、異なる標的部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズにより、１回の静止露光で結像される標的部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期して走査され、一方、投影ビームに与えられたパターンが標的部分Ｃ上に投影される（すなわち、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ＰＬの（縮小）倍率と映像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光領域の最大サイズにより、１回の動的露光における標的部分の（非走査方向での）幅が制限され、一方、走査運動の長さにより、標的部分の（走査方向での）高さが決定される。
３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴが、プログラム可能なパターン形成デバイスを保持して本質的に静止したままであり、投影ビームに与えられたパターンが標的部分Ｃ上に投影されている間に、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動の後で、又は走査中、連続する放射パルスの間で、必要に応じてプログラム可能なパターン形成デバイスが更新される。この動作モードは、プログラム可能なミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン形成デバイスを使用するマスク不要のリソグラフィに容易に適用することができる。

上述の使用モード又は全く異なる使用モードにおける組合せ及び／又は変形形態をも、使用することができる。

図５は、装置内で処理する準備ができた基板Ｗを示す。レジストの層２が基板の表面上にある。保護材料の層３がレジストの上方にあり、レジストを汚染物質から保護する。この保護材料の層３は薄く、投影ビームの放射の１波長未満である。この実施例では、厚さ約５０ｎｍである。被覆４（又はトップ・コート）は、被覆・システム（図示せず）によって保護層３の上部に塗布される。これは、保護層が塗布された後で、基板がリソグラフィ装置の投影領域に入るまでいつでも行うこともできる。被覆４は非感光性であり、投影ビームの波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である。この被覆は、投影ビームの放射を可能な限り透過することが好ましい。被覆４はまた、環境汚染物質のための化学的障壁として作用することもでき、その場合には、保護層３が必要とされない。

被覆４は液体又は固体とすることができ、この実施例では、この被覆は、蒸留水を含む。水は、塗布し、基板Ｗの表面から除去するのが容易であり、化学的な危険がない。しかし、他の材料もまた好適である。使用することができる液体の例には、基板を浸漬するのに適した液体が含まれる。使用することができる固体の例には、例えば、アセタール系又はポリビニルフェノール（ＰＶＰ）など、透過性であるが感光性でないフォトレジストのベース・ポリマーが含まれる。

被覆４は、少なくともビームの波長と同じ厚さの厚さｔを有するが、必要に応じて、より厚くすることができる。この最小厚は、被覆を通過する放射の波長を減少させるのに被覆が有効であることを保証する。したがって、この厚さは、投影ビームの波長に応じて、例えば、少なくとも３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍとすべきである。また、１より大きい波長の任意の倍数に対応して、より厚くすることができる。厚さに対する制限は、基板と投影レンズの最終要素との間のクリアランスによって決定されることになる。したがって、被覆４の最大厚は、装置の構成に応じて１ｍｍ以上となる可能性がある。例えば、被覆４として水が使用されたとき、蒸発を許容し、表面張力作用により被覆が共に集まって液滴になることがないようにするために、より厚い被覆を塗布することができる。

本発明の基板がリソグラフィ装置内で使用されたとき、被覆４は、基板の表面と投影レンズの最終要素との間の領域を液体で埋めることと同様の効果をもたらす。ビームは、被覆４を通過してからレジスト２上に入射する。ビームが被覆４に入るとき、その波長が減少する。この効果が発生するために、被覆の屈折率は、空気（１．０）とレジスト（約１．７）の屈折率の間とすべきである。屈折率は、約１．４であることが好ましい。屈折率１．４４を有する水は、被覆として使用するのに特に適している。保護層３は、その厚さが波長より小さいため、投影ビームの波長に対して作用しない。

したがって、基板を浸漬する利点が、複雑な液体供給システムを必要とすることなしに達成される。さらに、既存の装置に対して、その構成の実質的な変更を必要とすることなしに本発明を適用することが可能であり、例えば、基板の取り扱いに少しの変更を加えることが必要とされる可能性があるにすぎない。

本発明の第２の実施例が図６に示されている。この実施例の構成は、以下に述べることを除いて、第１の実施例に関するものである。

この実施例では、蒸発防止層５が被覆４の上部に塗布される。この蒸発防止層５は、液体、例えば、被覆４の沸点より高い沸点を有する油である。したがって、被覆４の蒸発は、層５の存在によって防止される。層５は、投影ビームに対して少なくとも部分的に透過性であり、好ましくは、実質的にすべてのビーム放射を透過する。

したがって、被覆４の蒸発が防止され、その厚さをより正確に制御することを可能にする（蒸発防止層５が被覆４の蒸発を防止するため、時間が経過しても被覆４の厚さの減少はない）。

図７は、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗの間の空間に液体を供給するための液体供給システム、又は貯溜部を示す。上述のものなど、別の液体供給システムが、本発明の第３の実施例で使用される。

貯溜部１０は、投影システムの結像領域の周りで基板に対する非接触封止を形成し、その結果、液体は、基板表面と投影システムの最終要素との間の空間を満たすように閉じ込められる。貯溜部は、投影システムＰＬの最終要素の下方で、それを囲んで配置された封止部材１２によって形成される。液体は、投影システム下方で封止部材１２内の空間内にもたらされる。封止部材１２は投影システムの最終要素の少し上方で延在し、液体レベルは最終要素の上方に上昇し、その結果、液体のバッファが提供される。封止部材１２は、上端部で投影システム又はその最終要素の形状に密接に共形となることが好ましい、例えば円形とすることができる内部周縁部を有する。底部で内部周縁部は結像領域の形状、例えば、そのような状態であることは必要とはされないが、長方形に密接に共形となる。

液体は、封止部材１２の底部と基板Ｗの表面との間で、ガス・シール１６によって貯溜部内に閉じ込められる。ガス・シールは、圧力下で注入口１５を介して封止部材１２と基板の間の間隙に供給され、第１の吸入口１４を介して抜き取られるガス、例えば空気又は合成空気（ただし、好ましくはＮ２又は別の不活性ガス）によって形成される。ガス注入口１５の超過圧力、第１の吸入口１４の真空レベル、及び間隙の幾何形状は、内側に向かって高速で空気が流れて液体を閉じ込めるように構成される。

図８は、リソグラフィ装置内で処理する準備ができた、本発明の第３の実施例による基板Ｗを示す。感放射線性材料の層２２（すなわち、いわゆる「レジスト」）が基板Ｗの表面上にある。感放射線性材料２２は、厚さ約２００ｎｍである。保護材料の層２３が感放射線性材料２２の上方にあり、感放射線性材料を汚染物質から保護する。この保護材料は、薄いものである。一実施例では、この厚さは、投影ビームの放射の１波長未満である。例えば、保護材料の層２３は、厚さ約８０ｎｍである。

上部被覆２４が、保護材料の層２３の上方に設けられ（例えば、塗布され）ている。上部被覆又は層２４は、投影ビームＰＢの波長の放射に感応性でない材料からなるものであり、投影ビームＰＢの波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である。一実施例では、浸漬液と異なり、浸漬液と混和しないものである。一実施例では、上部被覆２４は、前記基板Ｗに付けられ、固体とすることができる。一実施例では、上部被覆２４は、投影ビームの放射の少なくとも８０％を透過する。実施例では、上部被覆２４は、投影ビームの放射の少なくとも９０％又は少なくとも９５％を透過するであろう。一実施例では、上部被覆２４はまた、図２及び３、４又は７に示されているものなど、液体供給システムによって供給された浸漬液と反応しないものである。波長１９３ｎｍで、浸漬液として使用するのに水が好適な液体であることが判明している。

図９及び１０は、本発明の一実施例がどのように機能するかを示す。図９では、基板Ｗは、結像中に浸漬液で少なくとも部分的に覆われる標準的な基板である。図１０は、結像中の本発明の一実施例による基板を示す。図９でわかるように、従来の基板における浸漬液中の気泡及び／又は粒子２５は、感放射線性層２２から８０ｎｍ（すなわち、保護層３の厚さ）離れているだけである。この場合、基板の表面上の気泡及び／又は粒子は、例えば、焦点深度内に存在することによって結像の質に重大な影響を及ぼす可能性がある。対照的に、図１０からわかるように、上部被覆２４は、浸漬液中の気泡及び／又は粒子を感放射線性層２２から少なくとも距離ｔで保つ。したがって、結像の質に対する気泡及び／又は粒子の作用を、リソグラフィ投影装置をそれ以上複雑にすることなしに（例えば、気泡及び／又は粒子を焦点外とすることにより）かなり低減することができる。一実施例では、上部被覆２４は、気泡形成を抑制し、形成される気泡を焦点外にするのを助けるために親水性であり、例えば、５０度から７０度の範囲の接触角を有する。

一実施例では、上部被覆２４は、おそらくは浸漬液の屈折率が０．２又は０．１以内の、浸漬液の屈折率と実質的に同じ屈折率を有することが望ましい。このようにして、被覆２４の厚さの変動に起因するものなど光学的作用を無視することができる。したがって、一実施例では、上部被覆２４は、空気の屈折率より大きい屈折率を有し、一実施例では、より大きくはないが、浸漬液の屈折率と同じ大きさである。一実施例では、非感放射線性材料が、１から１．９の範囲の屈折率を有する。

一実施例では、上部被覆２４は、投影ビームの波長よりはるかに厚い。厚さ対気泡及び／又は粒子径の比は、１０対１に可能な限り近いか、それより大きいものとすべきである。予想される最大の気泡及び／又は粒子のサイズは１μｍであり、そのため、最上の性能のために、上部被覆２４の厚さは、少なくとも１０μｍとすべきである。一実施例では、厚さは、少なくとも２０μｍ又は少なくとも３０μｍとし、また、それを超えると被覆を設けることが困難になる、またコストがひどく高くなり得る１００μｍまでとすることができる。

一実施例では、非感放射線性材料が、浸漬液中で実質的に不溶性かつ非反応性である。そのような状態でない場合、本発明の実施例は依然として機能するが、基板の結像中に上部被覆２４の溶解を考慮することが必要となる可能性がある。一実施例では、上部被覆２４は、一般にレジスト処理と共に使用される溶剤で除去することができる。

上部被覆２４は、抗蒸発被覆を有する水の層、又は水性ゲルである保護材料の（従来の）層２３（従来トップ・コートとして知られる）に類似のものとすることができる。ポリマー又はプラスチックが好適である可能性がある。

保護材料の層２３と上部被覆２４の機能は、上述の厚さ及び特性を有する、同時に塗布された１つの同じ層によって実行され得ることが明らかであろう（すなわち、本発明の一実施例を「厚い」トップ・コートと見なすことができる）。

一実施例では、上部被覆は親水性であり、例えば９０度から１２０度の範囲の接触角を有し、この場合、浸漬液が貯溜部１０から漏れるのを防止する助けとなる。

本文中では、リソグラフィ装置のＩＣ製造時における使用を具体的に参照することがあるが、本明細書で述べられているリソグラフィ装置には、集積光学系、磁区メモリ用のガイド及び検出パターン、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の製造など、他の応用分野があり得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替応用例の文脈において、本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語のどのような使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」又は「標的部分」と同義と見なすことができることを理解するであろう。本明細書で参照されている基板は、露光の前後に、例えば、トラック（一般に、レジストの層を基板に形成し、露光されたレジストを現像するツール）、測定ツール、及び／又は検査ツール内で処理され得る。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような、また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を作成するために複数回処理することができ、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数回処理された層を含む基板を指すこともあり得る。

上記では、本発明の実施例の使用を、光リソグラフィの文脈で具体的に参照することがあるが、本発明は、インプリント・リソグラフィなど他の応用例で使用することができ、状況において可能な場合、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成デバイスの起伏形状により、基板上で作成されるパターンが画成される。パターン形成デバイスの起伏形状を、基板に塗布されたレジストの層内に押し付けることができ、基板上で、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることによってレジストを硬化させる。パターン形成デバイスは、レジストが硬化した後でレジストから移動され、レジスト内にパターンを残す。

本明細書で使用される「放射線」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、約３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）放射を含めて、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。

「レンズ」という用語は、状況において可能な場合、様々なタイプの屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電光学構成要素のいずれか１つ又は組合せを指す可能性がある。

上記では、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているもの以外の方法で実施することができることを理解されたい。

本発明は、任意の浸漬リソグラフィ装置、それだけには限らないが、特に、上述のタイプに適用することができる。

上記の説明は、制限するものでなく、例示的なものであるものとする。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなしに、述べられている本発明に修正を加えることができることを、当業者なら理解できるだろう。

上記では、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているもの以外の方法で実施することができることを理解されたい。この説明は、本発明を限定しないものとする。

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。 本発明の一実施例と共に使用する液体供給システムを断面で示す図である。 図２の液体供給システムを平面で示す図である。 別の従来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す図である。 本発明の第１の実施例による被覆を有する基板を示す図である。 本発明の第２の実施例による被覆を有する基板を示す図である。 本発明の一実施例の液体供給システムを示す図である。 本発明の一実施例による基板を示す図である。 結像中の投影システム下の従来の基板を示す図である。 結像中の投影システム下の本発明の一実施例による基板を示す図である。

符号の説明

ＡＭ 調整デバイス
ＢＤ ビーム送達システム
ＢＳ ビーム・スプリッタ
Ｃ 標的部分
ＣＯ コンデンサ
Ｄ 距離
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ 注入口
ＩＮ インテグレータ
Ｍ１ マスク位置合わせマーク
Ｍ２ マスク位置合わせマーク
ＭＡ パターン形成デバイス（マスク）
ＭＴ 第１の支持構造（マスク・テーブル）
ＯＵＴ 吸入口
Ｐ１ 基板位置合わせマーク
Ｐ２ 基板位置合わせマーク
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＰＷ 第２の位置決めデバイス
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 第２のテーブル（ウェハ・テーブル）
２ レジストの層
３ 保護材料の層
４ 被覆
５ 蒸発防止層
１０ 貯溜部
１２ 封止部材
１４ 第１の吸入口
１５ ガス注入口
２２ 感放射線性材料の層
２３ 保護材料の層
２４ 上部被覆
２５ 気泡及び／又は粒子

Claims (46)

1. 露光波長を有するビーム放射を使用して、感放射線性の層又は基板にパターンを転写するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、
   前記露光波長に対して少なくとも部分的に透過性である非感放射線性被覆材料の層で、前記基板を少なくとも部分的に被覆するように構成された被覆形成器であって、前記非感放射線性被覆材料の層が、前記投影ビームの経路内で前記感放射線性材料の層の前に配置され、被覆手段が、前記露光波長より大きい厚さに前記非感放射線性被覆材料の層を塗布する被覆形成器を備える装置。
2. 前記被覆形成器がさらに、前記基板を前記非感放射線性被覆材料で被覆する前に、前記感放射線性材料の層を保護するために、前記基板を保護材料で少なくとも部分的に被覆するように構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記被覆形成器がさらに、非感放射線性被覆が蒸発するのを防止するために、前記非感放射線性被覆材料を蒸発防止材料で少なくとも部分的に覆うように構成される、請求項１に記載の装置。
4. 前記被覆材料が、１．０から１．９の範囲の屈折率を有する、請求項１に記載の装置。
5. 前記被覆材料が、実質的に水である、請求項４に記載の基板。
6. 感放射線性材料の層によって少なくとも部分的に覆われた基板の標的部分上に、露光波長を有するパターン形成された放射ビームを投影するステップを含むデバイス製造方法であって、
   前記露光波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である非感放射線性被覆材料の層が、前記標的部分に塗布され、前記非感放射線性材料の層が、前記投影ビームの経路内で前記感放射線性材料の層の前に配置され、前記非感放射線性被覆材料の層が、前記露光波長より大きい厚さを有する方法。
7. 前記非感放射線性被覆材料の層を塗布する前に、前記感放射線性材料の層を保護するための保護材料の層を前記基板に少なくとも部分的に塗布するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記非感放射線性被覆材料が蒸発するのを防止するための蒸発防止材料の層を、前記非感放射線性被覆材料の層上に少なくとも部分的に塗布するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記被覆材料が、１．０から１．９の範囲の屈折率を有する、請求項６に記載の方法。
10. 前記被覆材料が、実質的に水である、請求項９に記載の方法。
11. 露光波長を有する投影ビームの放射に対して感応性のある感放射線性材料の層によって少なくとも部分的に覆われた、リソグラフィ投影装置内で使用するための基板であって、前記露光波長の放射に対して少なくとも部分的に透過性である非感放射線性被覆材料の層で少なくとも部分的に覆われており、前記非感放射線性材料の層が、前記投影ビームの経路内で前記感放射線性材料の層の前に配置され、前記非感放射線性被覆材料の層が、前記露光波長より大きい厚さを有する基板。
12. さらに、前記感放射線性材料の層を保護するための保護材料の層で少なくとも部分的に被覆され、前記保護材料の層が、前記感放射線性材料と前記非感放射線性被覆材料の間に配置される、請求項１１に記載の基板。
13. さらに、非感放射線性被覆材料が蒸発するのを防止するために、前記非感放射線性被覆材料の層上を蒸発防止材料の層で少なくとも部分的に被覆される、請求項１１に記載の基板。
14. 前記被覆材料が、１．０から１．９の範囲の屈折率を有する、請求項１１に記載の基板。
15. 前記被覆材料が、実質的に水である、請求項１４に記載の基板。
16. デバイス製造方法において、
    基板と、リソグラフィ投影装置の投影システムの少なくとも一部分との間に浸漬液を供給するステップであって、非感放射線性材料が前記基板によって担持され、前記非感放射線性材料が、放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、また、前記浸漬液と異なる材料からなるものであり、前記非感放射線性材料が、前記基板の感放射線性層の少なくとも一部を覆って設けられるステップと、
    前記浸漬液を介して、前記投影システムを使用して前記基板の標的部分上にパターン形成された放射ビームを投影するステップとを含むデバイス製造方法。
17. 前記非感放射線性材料が、ある厚さを有し、前記放射が、ある波長を有し、前記厚さが前記波長より大きい、請求項１６に記載の方法。
18. 前記非感放射線性材料が、少なくとも５μｍの厚さを有する、請求項１６に記載の方法。
19. 前記非感放射線性材料が、少なくとも１０μｍと少なくとも２０μｍのうちの１つの厚さを有する、請求項１８に記載の方法。
20. 前記非感放射線性材料が第１の屈折率を有し、前記浸漬液が第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率が、前記第２の屈折率の０．２以内である、請求項１６に記載の方法。
21. 前記第１の屈折率が、前記第２の屈折率の０．１以内、及び前記第２の屈折率と実質的に同じのうちの１つである、請求項２０に記載の方法。
22. 前記非感放射線性材料が、１．０から１．９の範囲の屈折率を有する、請求項１６に記載の方法。
23. 前記非感放射線性材料が、実質的に前記浸漬液中で不溶性かつ前記浸漬液と非反応性である、請求項１６に記載の方法。
24. 前記感放射線性層と前記非感放射線性層の間に、さらなる保護材料がある、請求項１６に記載の方法。
25. 前記非感放射線性層が、前記感放射線性層上に入射するパターン形成されたビームの質に対する前記浸漬液中の気泡及び粒子のうち少なくとも１つの作用を実質的に低減するのに有効な厚さのものである、請求項１６に記載の方法。
26. 前記基板の前記感放射線性層を前記非感放射線性材料で少なくとも部分的に被覆するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
27. 感放射線性層によって少なくとも部分的に覆われた、リソグラフィ投影装置内で使用するための基板であって、放射に対して少なくとも部分的に透過性であり、また、リソグラフィ投影装置の前記放射のパターン形成されたビームがそれを介して前記基板の標的部分上に投影される浸漬液と異なる材料からなるものである非感放射線性材料で、前記感放射線性層が少なくとも部分的に覆われた基板。
28. 前記非感放射線性材料が、ある厚さを有し、前記放射が、ある波長を有し、前記厚さが前記波長より大きい、請求項２７に記載の基板。
29. 前記非感放射線性材料が、少なくとも５μｍの厚さを有する、請求項２７に記載の基板。
30. 前記非感放射線性材料が、少なくとも１０μｍと少なくとも２０μｍのうちの１つの厚さを有する、請求項２９に記載の基板。
31. 前記非感放射線性材料が第１の屈折率を有し、前記浸漬液が第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率が、前記第２の屈折率の０．２以内である、請求項２７に記載の基板。
32. 前記第１の屈折率が、前記第２の屈折率の０．１以内、及び前記第２の屈折率と実質的に同じのうちの１つである、請求項３１に記載の基板。
33. 前記非感放射線性材料が、１．０から１．９の範囲の屈折率を有する、請求項２７に記載の基板。
34. 前記感放射線性層と前記非感放射線性層の間に、さらなる保護材料がある、請求項２７に記載の基板。
35. 前記非感放射線性材料が、実質的に前記浸漬液中で不溶性かつ前記浸漬液と非反応性である、請求項２７に記載の基板。
36. 前記非感放射線性層が、前記感放射線性層上に入射するパターン形成されたビームの質に対する前記浸漬液中の気泡及び粒子のうち少なくとも１つの作用を実質的に低減するのに有効な厚さのものである、請求項２７に記載の基板。
37. デバイス製造方法において、
    基板と、リソグラフィ投影装置の投影システムの少なくとも一部分との間に、前記基板上の非感放射線性材料に浸漬液を供給するステップであって、放射に対して少なくとも部分的に透過性である前記非感放射線性材料が、前記基板の感放射線性層の少なくとも一部を覆って設けられ、前記感放射線性層上に入射するパターン形成されたビームの質に対する前記浸漬液中の気泡及び粒子のうち少なくとも１つの作用を実質的に低減するのに有効な厚さを有するステップと、
    前記浸漬液を介して、前記投影システムを使用して前記基板の標的部分上にパターン形成された放射ビームを投影するステップとを含むデバイス製造方法。
38. 前記厚さが前記放射の波長より大きい、請求項３７に記載の方法。
39. 前記厚さが少なくとも５μｍである、請求項３７に記載の方法。
40. 前記厚さが、少なくとも１０μｍと少なくとも２０μｍのうちの１つである、請求項３９に記載の方法。
41. 前記非感放射線性材料が第１の屈折率を有し、前記浸漬液が第２の屈折率を有し、前記第１の屈折率が、前記第２の屈折率の０．２以内である、請求項３７に記載の方法。
42. 前記第１の屈折率が、前記第２の屈折率の０．１以内、及び前記第２の屈折率と実質的に同じのうちの１つである、請求項４１に記載の方法。
43. 前記非感放射線性材料が、１．０から１．９の範囲の屈折率を有する、請求項３７に記載の方法。
44. 前記非感放射線性材料が、実質的に前記浸漬液中で不溶性かつ前記浸漬液と非反応性である、請求項３７に記載の方法。
45. 前記感放射線性層と前記非感放射線性層の間に、さらなる保護材料がある、請求項３７に記載の方法。
46. 前記基板の前記感放射線性層を前記非感放射線性材料で少なくとも部分的に被覆するステップをさらに含む、請求項３７に記載の方法。

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