JP2010171455A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液浸露光装置において、液浸用液体中に気泡が存在し、パターン像の品質に有害な影響が生じることを防止する。
【解決手段】液浸露光装置において、対象物と基板テーブル上の間隙の大きさまたは間隙領域を低減することにより、及び／または、間隙を覆い隠すカバープレートを備えることにより、液浸用液体中での気泡の形成を最小化または防止される。また、前記対象物の端部と前記支持テーブルの穴部の側部との間隙を、液体に接触しているときに縮小するために前記穴部において横方向に前記対象物を移動させるアクチュエータをさらに備えてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関する。

露光装置は、所望のパターンを基板、通常は基板のターゲット部分に転写する機械である。露光装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルと称されるパターニング用デバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用され得る。このパターンが基板（例えばシリコンウエハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイからなる）ターゲット部分に転写されることになる。パターンの転写は典型的には、基板に塗布された照射感応材料（レジスト）層への像形成により行われる。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群のターゲット部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知の露光装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、ターゲット部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各ターゲット部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各ターゲット部分は照射を受ける。また、パターンを基板にインプリントすることにより、パターニング用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。

露光装置内の基板を比較的屈折率の高い例えば水などの液体に浸け、投影光学系の末端の要素と基板との間を当該液体で満たすようにすることが提案されている。この提案のポイントは、当該液体中で露光光の波長がより短くなって、より小さいパターンを結像させることができるということである（この液体の効果は光学系のＮＡを実効的に増大させるものとも、あるいは焦点深度を増大させるものともみなすこともできる）。固体粒子（例えば石英）を浮遊状態で含む水などの他の液浸露光用の液体も提案されている。

しかし、基板あるいは基板及び基板テーブルの双方を液体槽に浸ける場合には（例えば本明細書に引用される米国特許第４５０９８５２号明細書を参照）、スキャン露光中に大量の液体が加速されなければならないことになる。そのためにはモータを追加したり、あるいはより強力なモータに取り替えたりすることが必要になる。また、液体に生じる乱流が不都合あるいは不測の影響をもたらすおそれがある。

提案されている１つの解決法は、液体を封じ込めるシステムを使用して投影光学系の末端の要素と基板との間において基板の局所的領域にしか液体を供給しない液体供給システムを用いることである（一般に投影系の末端要素よりも基板のほうが大面積である）。このような構成の一例が例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されており、その全体をここに引用する。図２及び図３に示されるように、液体が基板に少なくとも１つの供給口ＩＮによって好ましくは末端要素に対する基板の移動方向に沿って供給され、投影光学系の下を通過した後は少なくとも１つの排出口ＯＵＴによって取り除かれる。つまり基板が末端要素の下方で−Ｘ方向に走査される場合には、液体は末端要素の＋Ｘ側から供給されて−Ｘ側で回収される。図２には、供給口ＩＮから液体が供給され、排出口ＯＵＴにより末端要素の他方の側で液体が回収されるという構成が模式的に示されている。排出口ＯＵＴは低圧源に接続されている。図２においては末端要素に対する基板移動方向に沿って液体が供給されているが、これは必須ではない。さまざまな向き及び数の供給口及び排出口を末端要素の周囲に配置することが可能である。一例としては図３に示されるように、隣接する供給口及び排出口が末端要素の周囲に規則的に４組配置されていてもよい。

局所的に液体を供給するシステムを有する他の液浸露光法が図４に示されている。投影光学系ＰＬの側部に設けられている２つの溝状のインレットＩＮから液体が供給され、インレットＩＮから放射方向外側に分散して配置されている複数のアウトレットＯＵＴによって取り除かれる。インレットＩＮ及びアウトレットＯＵＴは中心部に開口を有するプレートに形成されており、この開口を通じて投影ビームが投影される。液体は、投影光学系ＰＬの一方の側部の１つの溝状のインレットＩＮから供給され、投影光学系ＰＬの他方の側部に分散配置される複数のアウトレットＯＵＴによって除去される。これにより、投影光学系ＰＬと基板Ｗとの間に薄層状の液体の流れが形成される。どのインレットＩＮとアウトレットＯＵＴとを組み合わせて使用すべきかということは基板移動方向に依存する（インレットＩＮとアウトレットＯＵＴとの組み合わせによっては有効に機能しない）。

提案されている他の方式では、図５に示されるように、液体供給システムは投影光学系の末端要素と基板テーブルとの間の空間の辺縁部の少なくとも一部に沿って延在するバリア部材を備える。バリア部材はＸＹ面内では投影光学系に対して実質的に静止しているが、Ｚ軸方向（光軸方向）にはある程度相対移動が可能である。バリア部材と基板表面との間にシールが形成される。一実施例においては、このシールはガスシールのような非接触のシールである。ガスシールを有する液体供給システムは、米国特許出願公開第２００４／０２０７８２４号に開示されており、その全体をここに引用する。

欧州特許出願公開第１４２０３００号明細書及び米国特許出願公開第２００４／０１３６４９４号明細書の全体をここに引用する。これらの文献にはツインステージまたはデュアルステージの液浸露光装置が開示されている。これらの装置には基板を支持するための２つのテーブルが設けられている。第１位置にあるテーブルで液浸用の液体が無い状態でレベリング測定が実行され、第２位置にあるテーブルで液浸用の液体が存在する状態で露光が実行される。これに代えて、露光装置は、露光位置と計測位置とを移動可能である１つのテーブルしか有していなくてもよい。

液浸露光技術の１つの課題は、液浸用液体における気泡の存在である。液浸用液体の気泡を含む領域を投影ビームが通過すれば、基板に投影されるパターンの像の品質に有害な影響が生じるおそれがある。

いくつかの理由により液浸用液体に気泡が生じ得る。例えば１つ目の理由は、液浸露光のために液浸用液体で満たされるべき空間（以下適宜「液浸空間」という）から気体が完全には追い出されていないというものである。

巨視的な形状によっては、基板が液浸システムを通過する時間内に液浸システムと基板との間隙が毛管作用により満たされないおそれがある。このような場合、その間隙に気体が捉えられてしまうことになる。液体の表面張力により、捉えられた気体は気泡へと細かく引きちぎられる。気泡の浮力が液浸用液体の表面張力を越えると気泡は浮遊する。気泡は液体中で間隙の表層部に保持される。液浸空間の壁部に間隙が存在すると、その間隙がトラップとなって液浸空間が液体で満たされたときに気泡を捉えてしまうおそれがある。

微視的に見て表面が粗い場合にも、間隙が毛管作用で満たされないおそれがある。液浸用液体は粗表面上の突起に接触するものの、その粗表面における高低差を完全に濡らすことができない。表面粗度と表面張力により生じる力とは比例関係にあり、表面粗度が大きければ気泡がより容易に捉えられてしまうようになる。液浸用液体層が粗表面上を通過するときには、「実効的な接触角」言い換えれば液体と表面とのなす角度は、滑表面よりも大きく変化する。このため、接触角が減少するときにであるが、気体がより捉えられやすくなる。つまり、液体が表面上の突起の基部に達する前に突起の先端部に達し、突起基部の上流側に気体の一部を捉えてしまう。

例えば２つ目の理由は、温度やエネルギあるいは他の要因の変化によって自然発生的に気泡が形成されるというものである。また、例えば温度変化によりシステムの圧力が低下した場合に、気体（例えば空気）がシステムに吸い込まれることもある。基板表面に使用されるレジスト及び他の化学物質が露光光の放射により液浸用液体と反応し、温度やエネルギの変化を引き起こして、気泡を化学的に生成する場合もある。

例えば３つ目の理由は、基板テーブル表面から余剰の液浸用液体を排出するための溝部に関するものである。この溝部もまた、液浸システムまたは放射システムに対して基板が移動するときに気体を捉えてしまうおそれがある。また、これらの溝部は、液体を多く排出しすぎて全体的な液位の低下を招く場合もある。

図１１ａは、気体が液体で置き換えられないときの様子を示す。基板Ｗと基板テーブルＷＴとの間には、例えば間隙が設けられている。この間隙が液浸システム１２の下方を通るたびに、この間隙は液体で満たされる。ガスナイフ１５は、汚染物質及び液浸システムの液体を吹き飛ばして清浄化する。ところが、液体で満たされた間隙がガスナイフ１５の下方を通過するときには、基板Ｗ及び基板テーブルＷＴの表面に液滴Ｄが吹き飛ばされる。基板Ｗの表面特性が親液体性（例えば親水性）または疎液体性（例えば疎水性）であるかに応じて、液滴Ｄの表面は、基板表面に対してより大きなまたはより小さな接触角を形成する。液体前端部Ｆもまた基板Ｗ表面に対して接触角を有する。基板Ｗ表面が液体前端部に対して横方向に運動しているからである（基板Ｗを保持する基板テーブルＷＴの移動方向が矢印で図示されている）。図１０は、液体前端部Ｆ及び液滴Ｄの相対位置を示す。液滴と接触するときの液体前端部の角度により、相対的に移動している液体前端部Ｆと液滴Ｄ表面との間に少量の気体が捉えられることになる。このようにして液浸用液体中に気泡Ｂが形成される。

気泡が生成されるのは、基板テーブルと基板との間において、例えばセンサ付近またはクロージングプレート付近である。クロージングプレートは、複数の基板を順次走査する場合に各基板の走査の合間に液浸システムを封止するのに使用される。その後気泡は表面から離れて液浸用液体中を浮遊し、更には投影光学系末端の光学要素にまで漂っていき、投影される像の品質に影響を与えるおそれがある。

例えば、投影ビームが通過する空間にある液浸用液体から気泡が低減されることが望ましい。

本発明の一側面によれば放射ビームを液体を通じて基板に投影する露光装置が提供される。この露光装置は、対象物を保持する支持テーブルを備え、前記対象物は、センサ、基板、クロージングプレート、及びカバープレートの少なくとも１つを含み、前記対象物と前記支持テーブルとの間隙が液体中での気泡の形成を最小化すべく所定の最小値とされる。

また、前記対象物の端部と前記支持テーブルの穴部の側部との間隙を、液体に接触しているときに縮小するために前記穴部において横方向に前記対象物を移動させるアクチュエータをさらに備えてもよい。

好ましくは、基板に液体を通じて放射ビームを投影する露光装置であってもよく、この露光装置は対象物を保持する支持テーブルを備え、支持テーブルの１つの穴部を複数の対象物に共有させて、各対象物と前記穴部との共通の間隙が形成され前記支持テーブルにおける間隙の総計が低減されるようにしてもよい。

また、露光装置は基板に液体を通じて放射ビームを投影するものであってもよく、この露光装置は対象物を保持する支持テーブルを備えており、前記対象物は傾斜表面を備え、前記支持テーブルは前記対象物が位置する穴部を備え、前記穴部は、前記穴部において前記対象物が自己位置合わせをすることが可能となるように前記対象物の傾斜表面に対応する傾斜表面を有していてもよい。

また、対象物を覆い隠すカバープレートを備えてもよい。カバープレートは、互いにスライドする分割カバープレートに分割されており、分割カバープレートは、対象物と前記支持テーブルとの間隙を覆ってもよい。

またカバープレートは、弾性材料で形成されており、対象物に対して伸張されて対象物と前記支持テーブルとの間隙を覆うようにしてもよい。更に、カバープレートは間隙を覆い隠すステッカを備えてもよい。ステッカは、ガラス、金属、プラスチック、または他の好適な非反応性物質で形成され、薄膜状の水または真空吸引を用いて支持テーブル及び基板に接着されていてもよい。

本発明の一実施形態に係る露光装置を示す図である。 露光装置で用いられる液体供給システムを示す図である。 露光装置で用いられる液体供給システムを示す図である。 露光装置で用いられる他の液体供給システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る液浸システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係る基板テーブルの平面図である。 本発明の一実施形態に係る基板テーブルの側面図である。 本発明の一実施形態に係る基板及びカバープレートの平面図である。 本発明の一実施形態に係るカバープレート及び対象物の側面図である。 基板表面に形成される気泡を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る液浸システムを示す図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。この装置は以下のものを備える。

放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明光学系（照明器）ＩＬ。

パターニング用デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するよう構成され、所定のパラメータに従ってパターニング用デバイスを正確に位置決めするよう構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ。

基板（例えばレジストでコーティングされたウエハ）Ｗを保持するよう構成され、所定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエハテーブル）ＷＴ。

パターニング用デバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つ以上のダイからなる）ターゲット部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳ。

照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御用に、各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子または他の各種光学部品を含んでもよく、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

支持構造はパターニング用デバイスを支持する。つまり支持構造はパターニング用デバイスの荷重を支える。支持構造は、パターニング用デバイスの向きや露光装置の構成、あるいはパターニング用デバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニング用デバイスを保持する。支持構造においてはパターニング用デバイスを保持するために、機械的固定、真空固定、静電固定、または他の固定用技術が用いられる。支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニング用デバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニング用デバイス」に同義であるとみなされるものとする。

本明細書では「パターニング用デバイス」という用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用され得るいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えば仮に放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。

パターニング用デバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニング用デバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィーの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。

本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光光あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられ得る。

ここに説明されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型の露光装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイや反射型マスクなどを用いる）反射型の露光装置を用いることもできる。

露光装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または２つ以上の支持構造）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。

図１に示されるように照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源と露光装置とは別体であってもよい。この場合、光源は露光装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯから照明器ＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源は露光装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯと照明器ＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。

照明器ＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般にはアジャスタＡＤにより、照明器ＩＬの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外周部及び／または内周部での量（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えて照明器ＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。照明器はビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。

放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されるパターニング用デバイス（例えばマスク）ＭＡに入射して、当該パターニング用デバイスによりパターンが付与される。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは投影系ＰＳに進入する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とにより放射ビームＢの経路に対してパターニング用デバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般に支持構造ＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。同様に基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を構成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールにより実現される。ステッパでは（スキャナとは逆に）、支持構造ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。パターニング用デバイスＭＡと基板Ｗとは、パターニング用デバイスのアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用のターゲット部分を占拠しているが、アライメントマークはターゲット部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、パターニング用デバイスＭＡに複数のダイがある場合にはパターニング用デバイスのアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

図示の装置は例えば次のうちの少なくとも１つのモードで使用され得る。

１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）でターゲット部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルがＸ及び／またはＹ方向に移動されて、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写されるターゲット部分Ｃのサイズを制限することになる。

２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光でのターゲット部分の（非走査方向の）幅を制限し、スキャン移動距離がターゲット部分の（走査方向の）長さを決定する。

３．更に他のモードにおいては、支持構造ＭＴはプログラム可能なパターニング用デバイスを保持して実質的に静止状態とされ、基板テーブルＷＴは、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、移動または走査される。このモードにでは一般にパルス放射源が用いられ、プログラム可能なパターニング用デバイスは、基板テーブルＷＴの各移動後にあるいは走査中の連続するパルス照射の間に必要に応じてパターンが更新される。このモードは、例えば上述のプログラマブルミラーアレイなどのプログラム可能なパターニング用デバイスを使用するマスクレス（マスクを使わない）リソグラフィーに適用し得る。

上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別のモードで露光装置を使用してもよい。

液浸用液体中での気泡を処理する１つの方法は、気泡が最初に生成される場所において気泡生成を防ぐことである。そのためには表面を滑らかにして、空間が液体で満たされるときに気泡が捉えられる領域を縮小すればよい。

基板テーブルにある間隙をなくすか減らすのも、気泡生成を防ぐための１つの方法である。基板テーブルの穴部に配置される対象物とその穴部の側部との間に間隙が存在する。基板テーブル表面または内部に配置される対象物としては、例えば基板、１つまたは複数のセンサ、センサまたは基板用の１つまたは複数のカバープレートが含まれる。これらの間隙は、基板やセンサを取り外したり、容易に交換したりするために必要とされる。よって、基板テーブル表面または内部の対象物が容易に除去及び／または交換されるように、ある程度の公差が用いられる。この公差は０．５ｍｍ程度である。ところが、気泡生成を低減するための実施例では、間隙が０．１ｍｍにまで低減される。これとともにまたはこれに代えて間隙の数も低減される。

間隙の大きさを小さくする１つの方法は、カバープレートを使用することである。カバープレートは、覆われることが意図されている対象物だけではなくその対象物周囲の間隙も覆い隠すような大きさとされる。カバープレートの最大厚さは、露光装置が収容可能である段差よりも小さくすべきである。

例えば基板とその周囲の１つまたは複数のセンサというような複数の対象物を覆う単一のカバープレートが用いられてもよい。これによりセンサと基板との間の間隙はカバープレートにより覆われる。カバープレートは、覆われることが意図されている対象物と一体に形成されていてもよい。この場合、対象物が基板テーブルの穴部に挿入されたときに、カバープレートがその対象物だけではなく対象物を取り囲む穴部も自動的に覆うようにして、間隙がすべて覆い隠されるようにしてもよい。対象物によっては、カバープレートを露光光または放射ビームに対して透明に形成してもよく、例えば石英で形成してもよい。カバープレートは、センサに一体化されることなく放射ビームに透明に形成されていてもよい。例えば、カバープレートは基板テーブルの全体または一部を覆うペリクルであってもよい。このペリクルはミクロンオーダーの厚さであって、その結果露光光または放射ビームに対して透明であってもよい。ペリクルは基板テーブルの外側端部に取り付けられていてもよい。

カバープレートはいくつかの形態をとることができる。図８に示されるように分割されたカバープレートであってもよい。この分割カバープレートは、互いにスライドするいくつかの部片を有しており、異なる複数の基板テーブルにおいてさまざまな形状及び大きさの間隙を覆うのに適合する大きさ及び形状に変化させることができる。この場合、分割されたプレート側部の公差は小さくされる。これらの分割プレートは、分割プレート間の間隙を小さくして滑らかに接触するように研磨される。液浸用液体は分割プレートに自己潤滑システムを供する。なお、分割プレート間の間隙で液体が流れずに淀むのをさけるために、例えば真空などを用いてカバー下方から液体を吸引してもよい。

また、カバープレートは柔軟性または伸縮性を有していてもよい。これにより覆われることが意図される対象物及び周囲の間隙をカバープレートが覆いかつ固定されるようにしてもよい。また、カバープレートは、基板テーブルの穴部に挿入される対象物を通すような伸縮性の穴を有していてもよい。この伸縮性を有する穴は、初期状態においては実質的に塞がれている。一旦対象物が基板テーブルに挿入されたら、この伸縮性を有する穴は初期状態に復元される。図８は、基板Ｗの端部周囲で３つに分割されているカバープレートＣＰを示す。それぞれの分割カバープレートにより基板テーブル上のセンサが覆われる。

分割カバープレート間に間隙がなければ、分割カバープレートはうまく機能するはずである。例えば、ほぞや溝による結合を用いることにより容易に間隙をなくすことができる。注意すべき点は、Ｔ字型の間隙のほうがＵ字型の間隙よりも気泡を生成しやすいということである。よって、液浸システムでの気泡生成を増やさないように注意深く分割カバープレートを結合させるべきである。

また、基板への投影中にカバープレートまたは基板、あるいはセンサさえも移動させてもよい。図９ａ及び図９ｂには間隙の動的な最小化が示される。この動的最小化は、基板に対する投影系及び液浸空間の相対位置に依存して実行される。基板Ｗ（あるいはセンサＴＩＳ）のカバープレートＣＰは、タイムテーブルに従ってまたは基板テーブルに対する液浸空間の相対位置を示すセンサを使用して駆動されるアクチュエータにより移動されてもよい。液浸空間が基板テーブルの間隙位置の上方にあるときだけ間隙が最小化されればよい。液浸露光のたびにガスナイフが基板テーブル表面から液体を除去する。このため、ガスナイフはテーブル表面が再度液浸されたときの気泡発生リスクの一因となる。ガスナイフが基板テーブル表面全体を乾燥させるので、液浸空間に接する前に間隙を液体で予め満たしておくことはできない。

また、間隙の数を最小化するために、センサＴＩＳ及び／または基板Ｗは基板テーブルで穴部を共有してもよい。

基板テーブル内部または表面への対象物の配置に必要とされる間隙の大きさの最小化の１つの方法は、センサＴＩＳ（または基板Ｗ、あるいは基板テーブル内部または表面の他の対象物）の端部の形状を傾斜面（例えば円錐面）とすることである。この傾斜した端部に適合するように、基板テーブルＷＴの穴部表面もまた傾斜面（例えば円錐面）とされる。図７にこれを示す。センサＴＩＳは実質的に自分自身で位置合わせすることができるので、必要な間隙を小さくすることができる。これにより、気泡を捉えるような部位及び表面積を少なくすることができる。自己位置合わせ可能なセンサを用いることにより、間隙というよりも段差が形成される。この場合基板テーブル走査に際して段差を考慮に入れて露光装置を適応させるようにすることが可能であろう。

また、カバープレートの一部に膜を用いてもよい。この膜は、基板テーブルと基板またはセンサまたは基板テーブル内部または表面の他の対象物との間隙を橋渡しするものである。この膜はステッカを備えてもよい。ステッカは、基板テーブルと投影系との間に収まる限りは適当な厚さ、例えば５から５０ミクロンとすることができる。

一例として、クロージングプレートにステッカを取り付けてもよい。基板交換時に使用されるクロージングプレート周囲の溝は、気泡を保持しがちである。なぜならクロージングプレートは基板交換時に基板テーブル上に下ろされ、基板交換が完了するまで液浸用液体を封止し続けるように液浸システム下方に配置されるからである。このときの液浸システム壁部の移動は気泡形成の１つの主な理由となる。よって、クロージングプレートＣＬＤの上面は、図９ｂに示されるように突き出して延びていてもよい。その結果、上面２０は、基板テーブル上に実際に配置されるクロージングプレートの位置の周囲の溝を覆い隠す。基板テーブルの穴部は延在するクロージングプレート上面によりシールされるので、気泡の問題は低減または除去される。クロージングプレートは真空を用いて基板テーブルに保持されてもよい。一実施例では、延長表面２０は円形の薄層であってもよい。この薄層は、エッチングにより形成されるガラスの固体部片で形成されていてもよいし、またはクロージングプレート表面に取り付けられたステッカであってもよい。ステッカは１０μｍから２０μｍであれば、段差が液浸システムに問題を引き起こすことはない。延長表面下方から加圧ガスをパルス状に与えることにより、クロージングプレートが解放されるようにしてもよい。

ステッカは基板とカバープレートとの間隙を覆い隠すのに使用されてもよい。ステッカは、ガラス、金属、プラスチック、または他の非反応性の物質で形成されてもよい。ステッカは、接着剤、薄膜状液体、または真空による吸引で固定されてもよい。また、ステッカは、基板またはカバープレート（またはセンサまたはクロージングプレート）の一部に一体化されていてもよい。

図１０には、既に述べたように気泡を引き起こす基板表面の問題の液滴Ｄが示されている。基板上の液滴Ｄを処理する方法にはいくつかある。

１つの方法は、液浸システムに対して基板テーブルを低速に移動させて、基板Ｗに対する液体前端部Ｆの角度を小さくすることである。これにより液滴Ｄと液体前端部Ｆとの間に捉えられる気体を少なくすることができる。

また、液滴Ｄと基板Ｗとの間の角度があまり尖らないよう液滴Ｄの形状を変えて、２つの液体表面Ｄ及びＦの間に捉えられる気体を少なくするようにしてもよい。このようにするための１つの方法は、基板表面の親液体性を強化して、液滴Ｄ表面が垂直に近くなるようにまたは基板に対して鈍角にさえなるようにすることである。鋭角であると気体が捉えられ得る。

上述のように、ガスナイフから基板と基板テーブルとの間隙にガスが向けられて、つまり図１１ａに示されるように基板表面及び基板テーブル表面上に液体が跳ね飛ばされて、基板表面に液滴Ｄが生成される。一実施例では、基板表面の走査移動においてガスナイフは液体前端部に先行している。つまり、液浸システム及び液体前端部が基板表面上の液滴位置に到達する直前に液滴は生成される。これは図１１ａに矢印の方向により示されている。

この問題を解決する１つの方法が図１１ｂに示される。それは、基板端部に向けて走査するのではなく、基板中央部に向けて走査することである。図１１ｂでは、基板Ｗ及び基板テーブルＷＴの位置が反転されており、基板Ｗの端部から中央部に向かって走査が行われる。このようなガスナイフに対する基板移動方向により、ガスナイフ下方を基板端部が通過する際に、基板表面に吹き飛ばされる液滴はガスナイフによって前方に押し出される。この実施例では、これらの液滴Ｄは液体前端部Ｆの経路に向けて吹き飛ばされずに、図１１ｂで液滴Ｄに重なっている矢印で示されるようにガスナイフにより液体前端部Ｆの前方に効果的に吹き飛ばされる。

ほとんどの気泡は基板端部に最も近いダイまたはその近傍において生じる。上述の走査方向を適用する場合には、最初に基板Ｗの内側のダイをすべて露光してしまうようにすると更に改善することができる。外側のダイはその後で露光される。このようにして、外周部のダイを露光するのに「長い」露光ルートを選択することにより、基板端部の走査により生成される気泡を露光前に逃がすための時間を最大化することができる。この方法は、基板端部に生じる気泡数を低減させるのに有用である。

基板と基板テーブルとの間隙から液滴が吹き飛ばされるという問題を解決するための他の方法は、例えば排出の流れが有効に機能するようにして間滴に液体が残されないようにすることである。しかし、この方法では、上述のように間隙で気体が捉えられて液浸システムに浮き上がってくるというリスクが生じる。ガスナイフと液体前端部との間の間隙を再度液体で満たすことが必要となりうる。

液体前端部と液浸システムのガスナイフとの距離を最小化してもなお気泡は生成されうるが、基板の最端部近傍で気泡が生成されるだけということになれば、基板の大部分の領域では気泡による誤差を低減することができる。

本明細書におけるセンサは、透過型イメージセンサ（ＴＩＳ）、スポットセンサ、集積レンズ干渉計（ＩＬＩＡＳ）、及び／またはスリットセンサを含むものと理解されたい。センサは、複数の検出器を備えてもよい。例えば、ＴＩＳは８つの検出器を備え、それぞれが個別にカバープレートに覆われてもよいし、すべて一緒に覆われてもよい。これらのセンサは、像の位置、露光量、収差、偏向、及び／または像の品質に関する他のパラメタを計測するため、あるいは基板の位置合わせをするために用いられてもよい。

このようにして、最小露光量の誤差、及び露光済の基板上での変形または空白のスポットなどの気泡に起因する誤差を低減することができる。

本明細書ではＩＣの製造における露光装置の使用を例として説明しているが、露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、光集積回路システム、磁区メモリ用ガイダンス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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウエハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。基板は露光前または露光後においてトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、計測装置、及び／または検査装置により処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味する。

本明細書において「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射を示す。

「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学素子及び反射光学素子を含む１つまたは各種の光学要素の組み合わせを指し示すものであってもよい。

本発明の具体的な実施形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば本発明は、上述の方法が記述された機械で読み取り可能な１以上の一連の指示を含む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が記録された（半導体メモリや磁気・光ディスクなどの）データ記録媒体の形式をとってもよい。

本発明の１つ以上の実施形態はいかなる液浸露光装置にも適用可能であり、特に上述の形式のものには限られない。液浸用の液体が液体槽の方式で供給されるものにも基板上の局所領域にだけ供給されるものにも適用可能である。本明細書にいう液体供給システムは広く解釈されるべきである。ある実施形態では、液体供給システムは投影系と基板及び／または基板テーブルとの間の空間に液体を供給する構造の組合せまたは機構であってもよい。液体供給システムは１つ以上の構造部材の組合せ、空間に液体を供給するための１つ以上の液体流入口、１つ以上の気体流入口、１つ以上の気体流出口、及び／または１つ以上の液体流出口を備えてもよい。一実施例では、液体が供給される空間の一表面が基板及び／または基板テーブルの一部分であってもよい。あるいはその空間の一表面が基板及び／または基板テーブルの表面を完全に覆ってもよい。またはその空間は基板及び／または基板テーブルを包含してもよい。液体供給システムは、液体の位置、量、質、形状、流速または他の特性を制御するための１つ以上の要素を更に含んでもよい。

本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の請求項の範囲から逸脱することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。

ＣＰ カバープレート、 ＴＩＳ センサ、 Ｗ 基板、 ＷＴ 基板テーブル。

Claims (19)

1. 放射ビームを液体を通じて基板に投影する露光装置であって、
   対象物を保持する支持テーブルを備え、
   前記対象物は、センサ、基板、クロージングプレート、及びカバープレートの少なくとも１つを含み、前記対象物と前記支持テーブルとの間隙が液体中での気泡の形成を最小化すべく所定の最小値とされることを特徴とする露光装置。
2. 前記対象物と前記支持テーブルとの前記間隙は、０．８ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記対象物と前記支持テーブルとの前記間隙は、０．３ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記基板テーブル内部または表面の複数のセンサを覆うために用いられる単一のカバープレートを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
5. 前記放射ビームに対して透明であるカバープレートを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の露光装置。
6. 前記カバープレートはペリクルであることを特徴とする請求項４または５に記載の露光装置。
7. 前記ペリクルは、前記支持テーブルの外側端部に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記カバープレートはセンサに一体に形成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の露光装置。
9. 前記カバープレートは石英で形成されていることを特徴とする請求項４から８のいずれかに記載の露光装置。
10. 前記対象物の端部と前記支持テーブルの穴部の側部との間隙を、液体に接触しているときに縮小するために前記穴部において横方向に前記対象物を移動させるアクチュエータをさらに備えることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の露光装置。
11. 前記アクチュエータは、液体に接触している支持テーブルの部位が実現可能な最小の間隙を有するように、液体に対する支持テーブルの位置に応じて支持テーブルでの対象物の横方向移動を実行することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
12. 支持テーブルに穴部を備え、前記穴部は、対象物と穴部の端部との間隙を共有するように少なくとも２つの対象物を保持することにより、前記支持テーブルにおける間隙の総計を低減させることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の露光装置。
13. 前記少なくとも１つの対象物は傾斜表面を備え、前記支持テーブルは前記対象物が位置する穴部を備え、前記穴部は、前記穴部において前記対象物が自己位置合わせをすることが可能となるように前記対象物の傾斜表面に対応する傾斜表面を有することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の露光装置。
14. 前記対象物の傾斜表面は円錐面であり、前記穴部は円錐面を有する穴部であることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
15. 前記少なくとも１つの対象物を覆い隠すカバープレートをさらに備え、前記カバープレートは、互いにスライドする分割カバープレートに分割されており、前記分割カバープレートは、前記少なくとも１つの対象物と前記支持テーブルとの間隙が実質的に無くなるように覆うことを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の露光装置。
16. 前記少なくとも１つの対象物を覆い隠すカバープレートをさらに備え、前記カバープレートは弾性材料で形成されており、前記少なくとも１つの対象物に対して伸張されて前記少なくとも１つの対象物と前記支持テーブルとの間隙が実質的に無くなるように覆うことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の露光装置。
17. 前記カバープレートは、伸縮可能でありかつ前記対象物を貫通させて前記支持テーブルの穴部に挿入させ得る穴部を備えることを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
18. 前記間隙を覆い隠すステッカをさらに備え、前記ステッカは、前記支持テーブル及び前記少なくとも１つの対象物の少なくとも一方に対して前記間隙の側部において接着または一体に形成されており、接着方法は薄膜状の水及び真空吸引のいずれかであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の露光装置。
19. 前記ステッカは、ガラス、金属、プラスチック、または他の好適な非反応性物質の薄層で形成されていることを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。

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