JP2012069981A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液浸露光において、液体で濡れた領域を乾燥させる際のしみ発生の問題を解決する１つまたは複数の添加剤を含有した液浸液を提供する。
【解決手段】蒸気圧が０．１ＩｃＰａより高い成分を液体に添加することと、感光性基板を放射に露光することであって、前記放射が、前記感光性基板に到達する前に、前記成分を含有した前記水性液体を通過する、こととを含み、前記成分の添加が前記液体中のイオン濃度を高めるため、イオン形成成分、たとえば蒸気圧が比較的高い酸または塩基を含有した液浸液が提供される。また、この液浸液を使用したリソグラフィ方法およびリソグラフィシステムが提供される。
【選択図】図２

Description

[0001] 本出願は、２００５年２月１０日出願の米国特許仮出願第６０／６５１，５１３号の利益を主張した、２００５年３月３日出願の米国特許出願第１１／０７１，０４４号の優先権を主張したものである。これらの優先権出願は、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、液浸液、露光装置および露光方法に関する。

[0003] 液浸リソグラフィは、クリティカルディメンションおよび／または液浸リソグラフィによって提供される焦点深度が改善されるため、注目を集めている。しかしながら、この技術は、いくつかの問題に直面してもいる。たとえば、一方では、液体で濡れた領域を乾燥させる際のしみの出現を最少化するためには、場合によっては超純粋液浸液が有利であるが、他方では、所望の特性に影響を及ぼし、あるいは所望の特性を生成するためには、場合によっては液浸液に添加剤が含まれていることが望ましい。たとえば、いわゆるＴ−トッピングまたは他の望ましくない影響を回避し、あるいは最小化するためには、場合によっては液浸液に酸性成分が含まれていることが望ましい。Ｔ−トッピングは、たとえば、放射に露光される基板上のレジスト層と液浸液が接触し、レジスト（たとえば光酸発生剤）中の成分が液浸液中に拡散または溶解する際に生じることがある。同じくＥＰ １ ４８２ ３７２ Ａ１号を参照されたい。

[0004] したがって、本発明の目的には、しみの問題をさらに抑制する１つまたは複数の添加剤を含有した液浸液を提供することが含まれている。

[0005] また、本発明の目的には、液浸液の流れによって生じる流動電位の影響を回避または最小化することが含まれている（以下でより詳細に説明する）。

[0006] 本発明によれば、液浸液、露光装置および露光方法が提供される。

[0007] 一実施形態では、本発明により、蒸気圧が０．１ｋＰａより高く、たとえば水より高いイオン形成成分を液体（たとえば水性液体）に添加することを含む方法によって形成された液浸液が提供される。

[0008] 一実施形態では、本発明により、少なくとも部分的には、蒸気圧が０．１ｋＰａより高い成分、たとえば水より高い成分によってもたらされる７より小さいｐＨを有する液浸液が提供される。

[0009] 一実施形態では、本発明により、少なくとも部分的には、蒸気圧が０．１ｋＰａより高い成分、たとえば水より高い成分によってもたらされる７より大きいｐＨを有する液浸液が提供される。

[00010] 一実施形態では、本発明により、２５℃で少なくとも０．１μＳ／ｃｍ、たとえば少なくとも１．３μＳ／ｃｍの導電率を有する液浸液が提供される。一実施形態では、本発明により、２５℃で０．１〜１００μＳ／ｃｍの範囲、たとえば２５℃で１．３〜１００μＳ／ｃｍの範囲の導電率を有する液浸液が提供される。一実施形態では、導電率は、少なくとも部分的には、蒸気圧が０．１ｋＰａより高い成分、たとえば水より高い成分によるものである。

[00011] また、本発明によれば、液浸液を使用した方法、たとえば液浸リソグラフィ方法が提供される。一実施形態では、本発明により、感光性基板を放射に露光することであって、前記放射が、前記基板に到達する前に液浸液を通過すること、を含むデバイス製造プロセスが提供される。

[00012] さらに、本発明によれば、液浸リソグラフィ装置と、複数の液浸液のうちの１つまたは複数とを備えた液浸リソグラフィシステムが提供される。

[00013] 一実施形態では、本発明により、
（ｉ）蒸気圧が０．１ＩｃＰａより高い成分、たとえば水より高い成分を液体に添加することと、
（ｉｉ）感光性基板を放射に露光することであって、前記放射が、前記感光性基板に到達する前に、前記成分を含有した前記水性液体を通過する、ことと
を含み、
前記成分の添加が前記液体中のイオン濃度を高める、プロセスが提供される。

[00014] 一実施形態では、本発明により、
（ｉ）蒸気圧が少なくとも０．１ｋＰａ、たとえば少なくとも５ｋＰａである酸を液体に添加することと、
（ｉｉ）感光性基板を放射に露光することであって、前記放射が、前記感光性基板に到達する前に、前記成分を含有した前記液体を通過する、ことと
を含む、プロセスが提供される。

[00015] 一実施形態では、本発明により、
（ｉ）放射のビームをパターニングすることと、
（ｉｉ）パターン付き放射ビームを液体（たとえば水性液体）を通過させることプであって、前記液体が、蒸気圧が０．１ｋＰａより高い成分によって形成されるイオンを含有し、前記液体の導電率が少なくとも０．２５μＳ／ｃｍである、ことと、
（ｉｉｉ）感光性基板をパターン付き放射ビームに露光させることと
を含む、プロセスが提供される。

[00016] 一実施形態では、本発明により、
（ｉ）液浸リソグラフィ露光装置と、
（ｉｉ）液浸液、たとえば２５℃で０．１〜１００μＳ／ｃｍの範囲（たとえば２５℃で１．３〜１００μＳ／ｃｍの範囲）の導電率を有する液浸液、または二酸化炭素が豊富な液浸液と
を備えた液浸リソグラフィシステムが提供される。

[00017] 一実施形態では、本発明により、リソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置の第１パート、たとえば基板テーブルと、リソグラフィ装置の第２パート、たとえば液浸リソグラフィ装置の液浸フードとの間に電圧差を印加することができる電圧発生器を有するリソグラフィ装置が提供される。一実施形態では、本発明により、リソグラフィ装置の第１パート、たとえば基板テーブルと、リソグラフィ装置の第２パート、たとえば液浸リソグラフィ装置の液浸フードとの間に電圧差を印加すること、を含むプロセスが提供される。

[00019]本発明の一実施形態による液浸リソグラフィシステムを示す図である。 [00020]本発明の一実施形態による液浸リソグラフィシステムの液浸フードの一実施形態を示す図である。

[00018] 以下、本明細書において、本発明の他の目的、利点および特徴について示すが、それらについては、当業者には、一部には以下の詳細な説明を考察することによって明らかになり、あるいは本発明を実践することによって学習することが可能である。
[00021] 前置きとして、本出願は、様々な場合にて成分の蒸気圧に言及しているが、その点に関して、成分の蒸気圧は、２０℃におけるその純粋な形態の成分（したがって混合物中の成分または溶液中の成分ではない）の蒸気圧に言及している。

[00022] 一実施形態では、本発明により、液浸液が提供される。また、本発明により、液浸液を使用した方法、たとえば液浸リソグラフィ方法が提供される。

液浸液
[00023] 一実施形態では、液浸液は、１つまたは複数の成分を液体、たとえば水性液体、たとえばその液体の総重量の少なくとも５０重量％の水、たとえば少なくとも７５重量％の水、少なくとも９０重量％の水、少なくとも９５重量％の水、少なくとも９９重量％の水、少なくとも９９．５重量％の水、少なくとも９９．９重量％の水または少なくとも９９．９９重量％の水を含有した液体に添加するステップを含む方法によって準備される。一実施形態では、１つまたは複数の成分を添加する前の液体の導電率は、０．１μＳ／ｃｍ未満である（２５℃で測定された値）。一実施形態では、液体は、１つまたは複数の成分を添加する前にガス抜きされる。一実施形態では、液体は、１つまたは複数の成分を添加する前に精製される。一実施形態では、液体は、超純粋な、ガス抜きされた水である。

[00024] 一実施形態では、液体に添加される成分は、比較的高い蒸気圧を有している。蒸気圧を高くすることにより、たとえば基板から液浸液を除去する（たとえば蒸発させる）際の基板上のしみの回避が促進される。一実施形態では、液体に添加される成分は、その成分が添加される液体の蒸気圧より高い蒸気圧を有している。一実施形態では、液体に添加される成分は、少なくとも０．１ｋＰａの蒸気圧を有しており、たとえば少なくとも０．２５ｋＰａ、少なくとも０．５ｋＰａ、少なくとも０．７５ｋＰａ、少なくとも１ｋＰａ、少なくとも１．３ｋＰａ、少なくとも１．５ｋＰａ、少なくとも１．８ｋＰａ、少なくとも２．１ｋＰａ、または水の蒸気圧より高い（すなわち２．３４ｋＰａより高い）蒸気圧を有している。一実施形態では、液体に添加される成分は、少なくとも３．５ｋＰａの蒸気圧を有しており、たとえば少なくとも５ｋＰａ、少なくとも１０ｋＰａ、少なくとも２０ｋＰａ、少なくとも３０ｋＰａまたは少なくとも５０ｋＰａの蒸気圧を有している。一実施形態では、添加される成分は、ギ酸または酢酸である。一実施形態では、液体に添加される成分は、２０℃および１大気圧におけるその純粋な形態ではガスである。一実施形態では、液体に添加される成分は二酸化炭素である。一実施形態では、液浸液は、その液浸液の総重量の５重量％未満で、蒸気圧が２．０ｋＰａ未満（たとえば１．５ｋＰａ未満、１ｋＰａ未満、０．５ｋＰａ未満、０．２５ＩｃＰａ未満、０．１ｋＰａ未満または０ｋＰａ）の成分を含有しており、たとえば３重量％未満、１重量％未満、０．５重量％未満、０．２５重量％未満、０．１重量％未満、０．０５重量％未満、０．０２５重量％未満、０．０１重量％未満または０．００５重量％未満の成分を含有している。一実施形態では、比較的高い蒸気圧を有する成分を含有した液浸液には、液浸液の主要構成成分（たとえば主要構成成分として水を有する液浸液中の水）は考慮されておらず、本質的に、２．０ｋＰａ未満の蒸気圧、たとえば１．５ｋＰａ未満、１ｋＰａ未満、０．５ｋＰａ未満、０．２５ｋＰａ未満、０．１ｋＰａ未満または０ｋＰａの蒸気圧を有する成分は存在していない。

[00025] 一実施形態では、液体に添加される成分によってたとえばイオンの形成が促進され、それによりその液体の導電率が大きくなる。液浸液の導電率を大きくすることにより、流動電位の問題の抑制または回避を促進することができる。流動電位については、たとえば論文”Streaming Potential Cells for The Study of Erosion-Corrosion Caused By Liquid Flow”, Varga, Dunne, J. Phys. D: Appl. Phys., 18 (1985), p.21 l-220の中で考察されている。流動電位は、場合によっては、たとえば、液浸液の流れと接触するたとえばコーティング、センサおよび／または（アライメント）マーカのたとえば腐食または浸食を介して（詳細には、たとえばコーティング、センサおよび／またはマーカの実質的に導電性の成分の腐食または浸食を介して）それらの寿命を短くしている。一実施形態では、成分を含有した液体の導電率は、２５℃で少なくとも０．１μＳ／ｃｍであり、たとえば少なくとも０．２５μＳ／ｃｍ、少なくとも０．５μＳ／ｃｍ、少なくとも０．７５μＳ／ｃｍ、少なくとも１μＳ／ｃｍ、少なくとも１．３μＳ／ｃｍ、少なくとも１．５μＳ／ｃｍ、少なくとも１．７５μＳ／ｃｍ、少なくとも２μＳ／ｃｍ、少なくとも３μＳ／ｃｍ、少なくとも５μＳ／ｃｍ、少なくとも１０μＳ／ｃｍ、少なくとも２５μＳ／ｃｍまたは少なくとも５０μＳ／ｃｍである。上で言及した導電率および以下で言及する導電率は、２５℃で測定された導電率であるが、液浸液が使用される温度は異なっていてもよい。しかしながら、参照されている値は、２５℃で測定された導電率を維持している。

[00026] 導電率を大きくすることによって流動電位の影響の抑制または除去を促進することができるが、場合によっては液浸液に添加しなければならない１つまたは複数の成分の量が増加することになり、そのためにしみまたは気泡の問題が生じることがある。一実施形態では、成分を含有した液体の導電率は、２５℃で５０ｍＳ／ｃｍ未満であり、たとえば２５ｍＳ／ｃｍ未満、１０ｍＳ／ｃｍ未満、５ｍＳ／ｃｍ未満、１ｍＳ／ｃｍ未満、５００μＳ／ｃｍ未満、２５０μＳ／ｃｍ未満、１５０μＳ／ｃｍ未満、７５μＳ／ｃｍ未満、５０μＳ／ｃｍ未満、２５μＳ／ｃｍ未満、１５μＳ／ｃｍ未満、１０μＳ／ｃｍ未満、７μＳ／ｃｍ未満、４μＳ／ｃｍ未満または２μＳ／ｃｍ未満である。一実施形態では、液体の導電率は、２５℃で０．１〜１００μＳ／ｃｍの範囲であり、たとえば０．２５〜２５μＳ／ｃｍ、０．４〜１０μＳ／ｃｍまたは０．６〜６μＳ／ｃｍの範囲である。一実施形態では、液体に塩または酸を添加することによって、液体、たとえば水性液体、たとえば超純水の導電率が大きくなっている。一実施形態では、液体は、酢酸、ギ酸、ＣＯ_２（ＣＯ_２は、水中に／水と共にイオンＨ^＋およびＨＣＯ_３ ⁻を形成することができる）またはＮＨ_３（ＮＨ_３は、水中に／水と共にイオンＮＨ_４ ^＋およびＯＨ_３ ⁻を形成することができる）で強化することができる。

[00027] また、流動電位は、水流の速度を遅くし、かつ／または水流の乱れを小さくすることによって抑制または回避することができる。さらに、必ずしも流動電位自体を回避する必要はなく、流動電位に影響される領域（たとえば基板テーブル、たとえば基板テーブル上のセンサまたはセンサプレート）と他の領域との間に電圧差を提供することにより、流動電位に起因する望ましくない影響を制限し、あるいは打ち消すことができる。一実施形態では、本発明により、リソグラフィ装置の第１パート、たとえば基板テーブルと、リソグラフィ装置の第２パート、たとえば液浸リソグラフィ装置の液浸フードとの間に電圧差を印加することができる電圧発生器を有するリソグラフィ装置が提供される。一実施形態では、本発明により、リソグラフィ装置の第１パート、たとえば基板テーブルと、リソグラフィ装置の第２パート、たとえば液浸リソグラフィ装置の液浸フードとの間に電圧差を印加するステップを含む方法が提供される。一実施形態では、電圧差は少なくとも０．１Ｖであり、たとえば少なくとも０．２５Ｖ、少なくとも０．５Ｖ、少なくとも１Ｖ、少なくとも２Ｖ、少なくとも３Ｖ、少なくとも４Ｖまたは少なくとも５Ｖである。一実施形態では、電圧差は５０Ｖ未満である。

[00028] 一実施形態では、液体に添加される成分は、酸性成分、たとえば酢酸、ギ酸または二酸化炭素である。液浸液の酸性度によって、たとえばレジスト中に存在している可能性のある光酸発生剤の液浸液中への拡散または溶解の遅延／減少が促進され、それにより、場合によっては液浸液と接触するレジストの有効性の維持を促進することができる。一実施形態では、成分を含有した液体のｐＨは７未満であり、たとえば６．５未満、６．０未満、５．５未満、５．０未満、４．５未満または４．０未満である。一実施形態では、ｐＨは少なくとも２．０であり、たとえば少なくとも２．５、少なくとも３．０、少なくとも３．５、少なくとも３．７５、少なくとも４．０、少なくとも４．５、少なくとも５．０または少なくとも５．５である。一実施形態では、液体に添加される成分は塩基であり、たとえばアンモニア（ＮＨ_３）である。レジストは、液浸液中にリークする可能性のある酸性成分ではなく、アルカリ成分（塩基）を必ず含有しているため、液浸液のアルカリ度によって、場合によっては液浸液と接触し得るレジストの有効性の維持を促進することができる。一実施形態では、成分を含有した液体は、７を超えるｐＨを有しており、たとえば７．５を超えるｐＨ、８を超えるｐＨ、８．５を超えるｐＨ、９を超えるｐＨ、９．５を超えるｐＨまたは１０を超えるｐＨを有している。一実施形態では、ｐＨは１４未満である。

[00029] 液体に（１つまたは複数の）成分を添加する方法は様々であり、たとえば添加される成分のタイプ（たとえば気体、固体または液体として利用することができるかどうか）によってある程度決まる。一実施形態では、成分は、膜を介した拡散によって添加される。たとえば、膜の一方の側に液体を流し、膜のもう一方の側に成分を流すことができる。膜は、液体に対しては透過性ではないが、成分に対しては透過性であるため、成分を液体中に拡散させることができる。一実施形態では、このようにして添加される成分はガスであり、たとえばＣＯ_２である。一実施形態では、成分は、１つまたは複数の不活性ガス、たとえばＮ_２と共に添加される。したがって、一実施形態では、膜の一方の側に液体（たとえば水性液体、たとえば超純水）が流れ、膜のもう一方の側にＣＯ_２／Ｎ_２混合物が流れ、それによりＣＯ_２およびＮ_２を液体中に拡散させることができる。適切な膜装置の商用実施例には、たとえばＭＥＭＢＲＡＮＡのＬＩＱＵＩ−ＣＥＬ膜接触器がある。一実施形態では、液体中に成分を流すことによって（たとえば滴下させることによって）液体に成分が添加される（あるいは比較的濃度の高い成分／液体溶液を液体中に流すことによって液体に成分が添加され、たとえば成分がアンモニアであり、液体が水である場合、比較的濃度の高い水性アンモニア溶液を水中に流すことによってアンモニアを添加することができる）。（１つまたは複数の）成分の添加は、装置とは遠隔で実施することも（液浸液は「事前準備」することができる）、装置とリンクした個別のユニットで実施することも可能であり（たとえば装置のための浄水ユニットを１つまたは複数の成分を添加するように適合させることができる）、あるいは添加を装置に統合することも可能である。

方法
[00030] 本発明によれば、上で言及した液浸液を使用した方法が提供され、たとえば基板が放射に露光され、放射が、基板に到達する前に液浸液を通過する方法が提供される。

[00031] 一実施形態では、基板を放射に露光するステップであって、前記放射が、上の段落で説明したように液浸液を通過するステップを含む方法が提供される。一実施形態では、この方法には、放射のビームをパターニングする（たとえばレチクルまたは個々にプログラムすることができる複数のエレメントのアレイを使用して）ステップと、パターン付きビームを投影システム（たとえば複数のレンズのアレイ）を介して通過させるステップと、パターン付きビームを液浸液を介して通過させるステップと、パターン付きビームを使用して基板の一部を露光するステップとが含まれている。一実施形態では、基板は半導体基板であり、たとえば半導体ウェーハである。一実施形態では、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰおよびＩｎＡＳからなるグループから半導体基板材料が選択される。一実施形態では、半導体基板は、ＩＩＩ／Ｖ族半導体化合物である。一実施形態では、半導体基板はシリコン基板である。一実施形態では、基板はガラス基板である。一実施形態では、基板はセラミック基板である。一実施形態では、基板は有機基板であり、たとえばプラスチック基板である。一実施形態では、基板は、たとえばレジストの層が基板にコーティングされた感光性基板である。

[00032] 一実施形態では、
（ｉ）放射のビームをパターニングするステップと、
（ｉｉ）パターン付き放射ビームを水性液体を介して通過させるステップであって、前記水性液体が、蒸気圧が０．１ｋＰａより高い成分によって形成されるイオンを含有するステップと、
（ｉｉｉ）感光性基板をパターン付き放射ビームに露光するステップと
を含むデバイス製造方法が提供される。

[00033] また、一実施形態では、
（ｉ）放射のビームをパターニングするステップと、
（ｉｉ）パターン付き放射ビームを酸または塩基を含有した液体を介して通過させるステップであって、前記酸または塩基が前記液体の蒸気圧より高い蒸気圧を有するステップと、
（ｉｉ）感光性基板を放射に露光するステップであって、前記放射が、前記感光性基板に到達する前に、前記成分を含有する前記水性液体を通過するステップと
を含む方法が提供される。

[00034] 一実施形態では、上記方法は、液浸リソグラフィ方法などのリソグラフィ方法である。図１は、液浸リソグラフィ方法を実行するための装置の一実施例を示したものである。図１に示す装置は、
[00035] 放射ビームＰＢ（たとえばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を条件付けるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[00036] パターニングデバイスＭＡを支持するように構築された、特定のパラメータに従って該パターニングデバイス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に接続されたサポート構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴとを備えている。サポート構造は、パターニングデバイスを支持している。つまり、サポート構造は、パターニングデバイスの重量を支えている。サポート構造は、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他の条件、たとえばパターニングデバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターニングデバイスを保持している。サポート構造には、パターニングデバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法または他のクランプ技法を使用することができる。サポート構造は、たとえば必要に応じて固定または移動させることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスをたと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。本明細書に使用されている「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、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べく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。放射ビームに付与されるパターンは、たとえばそのパターンに位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャが含まれている場合、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しないことがあることに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。パターニングデバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。パターニングデバイスの実施例には、マスクおよび個々にプログラムすることができる複数のエレメントのアレイ（たとえばプログラマブルミラーアレイまたはプログラマブルＬＣＤパネル）がある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、Alternating位相シフトおよびAttenuated位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプが知られている。プログラマブルミラーアレイの実施例には、マトリックスに配列された、入射する放射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微小ミラーが使用されている。この傾斜したミラーによって、ミラーマトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。
[00037] また、図１に示す装置は、基板（たとえばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築された、特定のパラメータに従って該基板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（たとえばウェーハテーブル）ＷＴを備えている。一実施形態では、ウェーハテーブルは、１つまたは複数のセンサ（図示せず）を備えており、たとえばイメージセンサ（たとえば透過イメージセンサ）、線量センサおよび／または収差センサを備えている。一実施形態では、複数のセンサのうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の金属、たとえばクロムを備えている。一実施形態では、複数のセンサのうちの１つまたは複数は、たとえば窒化チタンでコーティングされている。
[00038] 図１に示す装置は、さらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイが含まれている）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折型投影レンズシステム）ＰＬを備えている。

[00039] 照明システムは、放射を導き、整形し、あるいは制御するための、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または他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せなどの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。本明細書に使用されている「投影システム」という用語は、たとえば使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学システム、反射光学システム、カタディオプトリック光学システム、磁気光学システム、電磁光学システムおよび静電光学システム、またはそれらの任意の組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。一実施形態では、投影システムは、複数のレンズのアレイを備えている。一実施形態では、装置は、複数の投影システムのアレイを備えており、たとえば処理能力を高くしている。

[00040] 図に示すように、この装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は、反射型（たとえば上で参照したタイプのプログラマブル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）タイプの装置であってもよい。

[00041] 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／または複数のマスクテーブル）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つまたは複数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。

[00042] 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取っている。放射源がたとえばエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、たと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備えたビームデリバリシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素にすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。一実施形態では、放射源ＳＯによって提供される放射は、少なくとも５０ｎｍの波長を有しており、たとえば少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２２５ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍまたは少なくとも３６０ｎｍの波長を有している。一実施形態では、放射源ＳＯによって提供される放射は、最大４５０ｎｍの波長を有しており、たとえば最大４２５ｎｍ、最大３７５ｎｔｎ、最大３６０ｎｍ、最大３２５ｎｍ、最大２７５ｎｍ、最大２５０ｎｍ、最大２２５ｎｍ、最大２００ｎｍまたは最大１７５ｎｍの波長を有している。一実施形態では、放射は、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍまたは１９３ｎｍの波長を有している。

[00043] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えることができる。通常、イルミネータの瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒ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などの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ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

[00044] サポート構造ＭＴによって保持されているパターニングデバイスＭＡに放射ビームＰＢが入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。パターニングデバイスを透過した放射ビームＰＢは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＬを通過する。以下でさらに説明する液浸フードＩＨは、投影システムＰＬの最終エレメントと基板Ｗとの間の空間に液浸液を供給している。一実施形態では、基板テーブルＷＴおよび液浸フードＩＨは、基板テーブルＷＴと液浸フードＩＨの間（たとえば基板テーブルＷＴのセンサプレートと液浸フードＩＨとの間）に電圧差を提供することができる電圧発生器Ｖ（たとえばバッテリ）に接続されている。

[00045] 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（たとえば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＰＢの光路内に配置することができる。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には明確に示されていない）を使用して、たとえばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成してい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）を使用して実現することができる。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用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナではなく）、サポート構造ＭＴは、ショート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。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、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を占有してい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）。

[00046] 同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡによって提供される場合、ダイとダイの間にアライメントマークを配置することができる。

[00047] 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。
[00048] １．ステップモード：サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射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回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップモードでは、露光フィールド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。
[00049] ２．スキャンモード：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、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。サポート構造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ＰＬの倍率（縮小率）および画像反転特性によって決まる。スキャンモードでは、露光フィールド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（非スキャン方向の幅）が制限され、また、スキャン運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャン方向の高さ）が決まる。
[00050] ３．その他のモード：プログラマブルパターニングデバイスを保持するべくサポート構造ＭＴが基本的に静止状態に維持され、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、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、スキャン中、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マブルパターニング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マブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニング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。

[00051] 上で説明した使用モードの組合せおよび／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。

[00052] 図２は、液浸フードＩＨの一実施形態を示したものである。液浸フード１０は、液浸液１１が拘束されて、基板の表面と投影システムの最終エレメントの間の空間が充填されるよう、投影システムのイメージフィールドの周りの基板に非接触シールを形成している。リザーバは、投影システムＰＬの最終エレメントの下方に配置され、かつ、投影システムＰＬの最終エレメントを取り囲んでいるシール部材１２によって形成されている。液浸液１１は、投影システムの下方の、シール部材１２内の空間にもたらされている。シール部材１２は、投影システムの最終エレメントの少し上まで展開しており、液体のバッファが提供されるよう、最終エレメントの上まで液体レベルが上昇している。一実施形態では、シール部材１２は、上端部の形状が投影システムの形状または投影システムの最終エレメントの形状と緊密に一致した、たとえば円形であってもよい内部周囲を有している。内部周囲の底部は、イメージフィールドの形状と緊密に一致しており、たとえば、必ずしもそうである必要はないが長方形の形をしている。

[00053] 液浸液１１は、シール部材１２の底部と基板Ｗの表面との間のガスシール１６によって液浸フード１０内に拘束されている。ガスシールは、ガス、たとえば空気または合成空気によって形成されているが、一実施形態では、シール部材１２と基板との間のギャップに入口１５を介して加圧下で提供され、かつ、第１の出口１４を介して抽出されるＮ_２または不活性ガスによって形成されている。ガス入口１５の超過圧力、第１の出口１４の真空レベルおよびギャップの幾何構造は、液体を拘束する高速のガスの流れが内側に存在するようになされている。

製品
[00054] 本発明による方法およびシステムを使用して生成することができるデバイスのいくつかの実施例には、たとえば、超微小電気機械システム（「ＭＥＭＳ」）、薄膜ヘッド、集積受動コンポーネント、イメージセンサ、たとえばパワーＩＣ、アナログＩＣおよびディスクリートＩＣを始めとする集積回路（「ＩＣ」）、および液晶ディスプレイがある。

[00055] 以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、当業者にはそれらに対する多くの改変が容易に可能であり、あるいは多くの改変を提案することが可能であることは理解されよう。したがって、本発明は、特許請求の範囲の精神および範囲によってのみ制限されるものとする。

Claims (35)

1. （ｉ）蒸気圧が０．１ＩｃＰａより高い成分を液体に添加することと、
   （ｉｉ）感光性基板を放射に露光することであって、前記放射が、前記感光性基板に到達する前に、前記成分を含有した前記水性液体を通過する、ことと
   を含み、
   前記成分の添加が前記液体中のイオン濃度を高める、デバイス製造方法。
2. 前記成分の蒸気圧が水より高い、請求項１に記載の方法。
3. 前記成分が前記液体のｐＨを小さくする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記成分が前記液体のｐＨを大きくする、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記成分の蒸気圧が少なくとも１ｆｃＰａである、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記液体が、前記液体の総重量に対して、少なくとも９０重量％の水を含有している、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記液体が、前記液体の総重量に対して、少なくとも９９．９重量％の水を含有している、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記成分が２０℃および大気圧においてガスである、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記成分を含有した前記液体のｐＨの範囲が４．５〜６．０である、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記成分が二酸化炭素またはアンモニアである、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記成分を含有した前記液体が、蒸気圧が２．０ｋＰａ未満の成分を本質的に有していない、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記基板が、レジスト層がコーティングされた半導体ウェーハである、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記放射が、１７５ｎｍ〜３７５ｎｍの範囲の波長を有するＵＶ放射である、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記放射を前記成分を含有した前記液体を通過させる前に、前記放射をレンズアレイを通過させること、をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記放射を前記成分を含有した前記液体を通過させる前に、前記放射をパターニングすること、をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記パターニングが、マスクまたは個々にプログラム可能なエレメントのアレイを使用して実行される、請求項１５に記載の方法。
17. 前記感光性基板が前記露光ステップの間基板テーブル上に置かれており、前記基板テーブルがセンサを備え、前記センサが窒化チタンおよび／または金属を備えた、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
18. 蒸気圧が少なくとも０．１ｋＰａである少なくとも２つの成分を前記液体に添加すること、を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記請求項のいずれか一項に記載の方法を使用して製造されたデバイス。
20. 前記デバイスが集積回路である、請求項１９に記載のデバイス。
21. （ｉ）蒸気圧が少なくとも０．１ｋＰａである酸または塩基を液体に添加することと、
    （ｉｉ）感光性基板を放射に露光することであって、前記放射が、前記感光性基板に到達する前に、前記成分を含有した前記液体を通過する、ことと
    を含むデバイス製造方法。
22. 前記液体に酸を添加することを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記液体に塩基を添加することを含む、請求項２１に記載の方法。
24. （ｉ）放射のビームをパターニングすることと、
    （ｉｉ）パターン付き放射ビームを液体を通過させることであって、前記液体が、蒸気圧が０．１ｋＰａより高い成分によって形成されるイオンを含有し、前記水性液体の導電率が少なくとも０．２５μＳ／ｃｍ（２５℃で測定された値）である、ことと、
    （ｉｉｉ）感光性基板を前記パターン付き放射ビームに露光することと
    を含むデバイス製造方法。
25. （ｉ）液浸リソグラフィ露光装置と、
    （ｉｉ）導電率の範囲が１．３〜１００μＳ／ｃｍ（２５℃で測定された値）である液浸液と
    を備えた液浸リソグラフィシステム。
26. 前記導電率が少なくとも５μＳ／ｃｍである、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記導電率が最大５０μＳ／ｃｍである、請求項２５または２６に記載のシステム。
28. 前記導電率の範囲が２〜１０μＳ／ｃｍである、請求項２５に記載のシステム。
29. 前記液浸液が、水性液体に塩、塩基または酸を添加することによって形成される、請求項２５から２８のいずれか一項に記載のシステム。
30. 前記液浸液が二酸化炭素を含有した、請求項２５から２９のいずれか一項に記載のシステム。
31. 前記液浸液のｐＨが６．０未満である、請求項２５から３０のいずれか一項に記載のシステム。
32. 前記液浸リソグラフィ露光装置が、クロムおよび／または窒化チタンを備えたセンサを有する基板テーブルを備えた、請求項２５から３１のいずれか一項に記載のシステム。
33. 前記導電率が、少なくとも部分的には、蒸気圧が５ｋＰａより高い成分によってもたらされる、請求項２５から３２のいずれか一項に記載のシステム。
34. リソグラフィ装置であって、基板テーブルであるリソグラフィ装置の第１パートに機能接続され、かつ、前記リソグラフィ装置の第２パートに機能接続された電圧発生器を有し、前記電圧発生器が前記第１パートと前記第２パートの間に電圧差を確立することができる、リソグラフィ装置。
35. 前記装置が液浸リソグラフィ装置であり、前記第２パートが液浸フードである、請求項３４に記載の装置。

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