JP2012209551A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Nina Vladimirovna Dziomkina
トジオムキナ，ニナ，ヴァラディミロヴナ
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    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means

Abstract

【課題】疎液性及び／又は親液性を低下させる可能性又は速度を低減するリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】液浸リソグラフィ装置は、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの活性基（例えば疎液基）を有する表面と、表面の活性基よりも液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分は１ｐｐｍと０．１ｐｐｍの間の量で存在する。
【選択図】図５

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置及びリソグラフィ装置を使用したデバイス製造方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
[0003] 投影システムの最終要素と基板の間の空間を充填するように、リソグラフィ投影装置内の基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に液浸することが提案されている。ある実施形態では、液体は蒸留水であるが、別の液体を使用することもできる。本発明の実施形態は、液体について説明されている。しかし別の流体、特にウェッティング流体、非圧縮性流体、及び／又は屈折率が空気より高い、望ましくは屈折率が水より高い流体が適切なこともある。気体を除く流体が特に望ましい。そのポイントは、露光放射は液体中の方が波長が短いので、結像するフィーチャの小型化を可能にすることである。（液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を大きくでき、焦点深さも大きくすることと見なすこともできる。）固体粒子（例えば石英）が懸濁している水、又はナノ粒子の懸濁（例えば最大１０ｎｍの最大寸法の粒子）がある液体などの、他の液浸液も提案されている。懸濁粒子は、これが懸濁している液体と同様の屈折率又は同じ屈折率を有しても、有していなくてもよい。適切になり得る他の液体は、芳香族などの炭化水素、フルオロハイドロカーボン、及び／又は水溶液である。
[0004] 基板又は基板及び基板テーブルを液体の浴槽に浸すこと（例えば米国特許ＵＳ４，５０９，８５２号参照）は、スキャン露光中に加速すべき大きい塊の液体があることでもある。これには、追加のモータ又はさらに強力なモータが必要であり、液体中の乱流が望ましくない予測不能な効果を引き起こすことがある。
[0005] 液浸装置では、液浸流体は、流体ハンドリングシステム、構造又は装置によってハンドリングされる。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、液浸流体を供給することができ、それ故、流体供給システムである。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、少なくとも部分的に液浸流体を閉じ込めることができ、それにより、流体閉じ込めシステムである。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、流体へのバリアを形成することができ、それにより、流体閉じ込め構造などのバリア部材である。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、ガスのフローを生成又は使用して、例えば、液浸流体のフロー及び／又は位置を制御するのを助けることができる。ガスのフローは、液浸流体を閉じ込める封止を形成することができ、したがって、流体ハンドリング構造を封止部材と呼ぶこともできる。このような封止部材は、流体閉じ込め構造であってもよい。ある実施形態では、液浸液は、液浸流体として使用される。この場合、流体ハンドリングシステムは、液体ハンドリングシステムであってもよい。上記説明に関して、本節で流体に関して定義された特徴への言及は、液体に関して定義された特徴を含むと考えてもよい。
[0006] リソグラフィ装置の様々な部品は、例えば部品を保護する、又は部品に特定の機能、例えば疎液性又は親液性を提供する（例えばコーティングした）表面を含むことがある。しかし、機能は時間とともに低下することがある。
[0007] 例えば、疎液性及び／又は親液性を低下させる可能性又は速度を低減するリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
[0008] 一態様によれば、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0009] 一態様によれば、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0010] 一態様によれば、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの活性基を含み、液浸液に対して特定の接触角を有するか、又はそれを上回る活性表面と、表面の少なくとも１つの活性基よりも液浸液の光イオン化の生成物に対する反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0011] 一態様によれば、少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面上に液体を提供することを含み、液体は、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含み、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在するデバイス製造方法が提供される。
[0012] 一態様によれば、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が酸化防止剤である液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0013] 対応する参照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以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0014]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0015]リソグラフィ投影装置に使用する液体供給システムを示す。 [0015]リソグラフィ投影装置に使用する液体供給システムを示す。 [0016]リソグラフィ投影装置に使用する別の液体供給システムを示す。 [0017]リソグラフィ投影装置に使用する別の液体供給システムを示す。 [0018]ＤＬＮ−Ｆの構造を示す。 [0019]液浸液に保護成分を添加する原理を断面図で示す。 [0020]液浸液に保護成分を添加するある実施形態を断面図で示す。 [0021]ＤＵＶ照射し、３つの異なる酸素濃度で水がLipocer（商標）上を流れる状態で、ｙ軸の後退接触角対ｘ軸のLipocer（商標）に対する放射線量のグラフである。 [0022]ＤＵＶ照射し、３つの異なる酸素濃度で水がＤＬＮ−Ｆ上を流れる状態で、ｙ軸の後退接触角対ｘ軸のＤＬＮ−Ｆに対する放射線量のグラフである。
[0023] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節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、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡ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に接続された支持構造（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、特定のパラメータに従って基板Ｗ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（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に与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）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。
[0024] 照明システムＩＬは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁、静電型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[0025] 支持構造ＭＴはパターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械式、真空、静電等のクランプ技術を使用することができる。支持構造ＭＴは、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[0026] 本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。通常、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[0027] パターニングデバイスＭＡは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
[0028] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁光学システム及び静電光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なしてもよい。
[0029] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
[0030] リソグラフィ装置は、２つ以上のテーブル（又はステージ若しくは支持体）、例えば、２つ以上の基板テーブル又は１つ又は複数の基板テーブルと１つ又は複数のセンサ若しくは測定テーブルの組合せを有するタイプであってもよい。このような「マルチステージ」機械では、複数のテーブルを並列に使用でき、あるいは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用しながら、１つ又は複数のテーブル上で準備ステップを実施することができる。リソグラフィ装置は、基板、センサ及び測定テーブルと同様に並列に使用できる２つ以上のパターニングデバイステーブル（又はステージ若しくは支持体）を有していてもよい。
[0031] 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。放射源ＳＯとリソグラフィ装置とは、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源ＳＯ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／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤを用いて放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
[0032] 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アジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（通例それぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。放射源ＳＯと同様、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一部を形成すると考えてもよいし、又は考えなくてもよい。例えば、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一体化部分であってもよく、又はリソグラフィ装置とは別の構成要素であってもよい。後者の場合、リソグラフィ装置は、イルミネータＩＬをその上に搭載できるように構成することもできる。任意選択として、イルミネータＩＬは着脱式であり、別に提供されてもよい（例えば、リソグラフィ装置の製造業者又は別の供給業者によって）。
[0033] 放射ビームＢは、支持構造（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に入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。通常、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形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を用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイス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を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分Ｃの間の空間に位置してもよい（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）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
[0034] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
[0035] １．ステップモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームＢに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。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、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0036] ２．スキャンモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームＢに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。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Ｃの（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分Ｃの（スキャン方向における）高さが決まる。
[0037] ３．別のモードでは、支持構造ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームＢに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[0038] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
[0039] 投影システムＰＳの最終要素と基板との間に液体を提供する構成は、３つの一般的なカテゴリに分類できる。これらは、浴槽タイプの構成、いわゆる局所液浸システムと、オールウェット液浸システムである。浴槽タイプの構成では、実質的に基板Ｗの全体と、任意選択で基板テーブルＷＴの一部が液体の浴槽に浸される。
[0040] 局所液浸システムは、液体が基板の局所区域にのみ提供される液体供給システムを使用する。液体によって充填された空間は、基板の上面より平面視で小さく、液体によって充填される区域は、その区域の下を基板Ｗが移動している間、投影システムＰＳに対して実質的に静止している。図２〜図７は、そのようなシステムで使用することができる異なった供給デバイスを示す。液体を局所区域に封止する封止特徴部が存在する。提案されているこれを配置する方法の１つが、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。
[0041] オールウェット構成では、液体は閉じ込められない。基板上面の全体と基板テーブルの全部又は一部が液浸液に覆われる。少なくとも基板を覆う液体の深さは小さい。液体は、基板上の液体の薄膜などの膜であってもよい。液浸液は、投影システムと投影システムに対向する対向面（そのような対向面は基板及び／又は基板テーブルの表面であってもよい）に、又はその領域内に供給することができる。図２〜図５の液体供給デバイスのいずれもそのようなシステムで使用することができる。しかし、封止特徴部が存在しないか、活性化されていないか、通常より効率が落ちるか、又はその他の点で液体を局所区域にのみ封止する効果がない場合がある。
[0042] 図２及び図３に図示されているように、液体は、少なくとも１つの入口によって基板上に、好ましくは最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給される。液体は、投影システムの下を通過した後に少なくとも１つの出口によって除去される。基板が−Ｘ方向にて要素の下でスキャンされると、液体が要素の＋Ｘ側にて供給され、−Ｘ側にて取り上げられる。図２は、液体が入口を介して供給され、低圧源に接続された出口によって要素の他方側で取り上げられる構成を概略的に示したものである。図２の図では、液体が最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給されるが、こうである必要はない。最終要素の周囲に配置された入口及び出口の様々な方向及び数が可能であり、一例が図３に図示され、ここでは両側に出口を持つ４組の入口が最終要素の周囲に規則的パターンで設けられる。液体のフローの方向は、図２及び図３に矢印で示されていることに留意されたい。
[0043] 局所液体供給システムを備える液浸リソグラフィの別の解決法が図４に図示されている。液体が、投影システムＰＳのいずれかの側にある２つの溝入口によって供給され、入口の半径方向外側に配置された複数の別個の出口によって除去される。入口は、投影される投影ビームが通る穴が中心にあるプレートに配置することができる。液体は、投影システムＰＳの一方側にある１つの溝入口によって供給され、投影システムＰＳの他方側にある複数の別個の出口によって除去されて、投影システムＰＳと基板Ｗの間に液体の薄膜の流れを引き起こす。どの組合せの入口と出口を使用するかの選択は、基板Ｗの動作方向によって決定することができる（他の組合せの入口及び出口は動作しない）。流体のフローの方向と基板Ｗの方向は図４に矢印で示されていることに留意されたい。
[0044] 提案されている別の構成は、液体供給システムに液体閉じ込め構造を提供する構成である。液体閉じ込め構造は、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する。そのような構成を図５に示す。
[0045] 図５は、液体閉じ込め構造１２を有する局所液浸システム又は流体ハンドリングシステムを概略的に示す。液体閉じ込め構造１２は、投影システムの最終要素と基板テーブルＷＴ又は基板Ｗとの間に空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する。（以下の説明で、基板Ｗの表面という表現は、明示的に断りのない限り、追加的に又は代替的に、基板テーブルの表面も意味することに留意されたい。）液体閉じ込め構造１２はＸＹ平面内で投影システムに対して実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には相対運動があってもよい。ある実施形態では、液体閉じ込め構造１２と基板Ｗとの間に封止が形成され、封止はガスシール（ガスシールを備えたこのようなシステムが欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−１，４２０，２９８号に開示されている）又は液体シールなどの非接触封止であってもよい。
[0046] 液体閉じ込め構造１２は、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗとの間の空間１１内に少なくとも部分的に液体を封じ込める。液体が基板Ｗの表面と投影システムＰＳの最終要素との間の空間１１内に閉じ込められるように、基板Ｗへの非接触封止１６を投影システムＰＳのイメージフィールドの周囲に形成することができる。空間１１は、投影システムＰＳの最終要素の下に位置しそれを取り囲む液体閉じ込め構造１２によって少なくとも部分的に形成される。液体は、液体入口１３によって投影システムＰＳの下の空間及び液体閉じ込め構造１２内に流し込まれる。液体は、液体出口１３によって除去することができる。液体閉じ込め構造１２は、投影システムの最終要素から上に少し延在することができる。液体のバッファが提供されるように、液面は最終要素より上に上昇する。ある実施形態では、液体閉じ込め構造１２は、上端で、投影システム又はその最終要素の形状にぴったりと一致する、例えば円形の内周を有する。底部で、内周は、イメージフィールドの形状、例えば矩形にぴったりと一致するが、これはそうでなくてもよい。
[0047] 液体は、液体閉じ込め構造１２の底部と基板Ｗの表面との間に使用時に形成されるガスシール１６によって空間１１内に封じ込められてもよい。ガスシールは気体によって形成される。ガスシール内の気体は、圧力を受けて入口１５を介して液体閉じ込め構造１２と基板Ｗの間のギャップに提供される。気体は出口１４を介して抽出される。気体入口１５での正圧力、出口１４の真空レベル、及びギャップのジオメトリは、液体を閉じ込める内側への高速の気体フロー１６が存在するように構成される。バリア部材１２と基板Ｗとの間の液体にかかる気体の力が液体を空間１１に封じ込める。入口／出口は、空間１１を取り囲む環状の溝であってもよい。環状の溝は連続していてもよいし、又は不連続であってもよい。気体フロー１６は、空間１１内に液体を封じ込める効果がある。このようなシステムは、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている。ある実施形態では、液体閉じ込め構造１２はガスシールを有しない。
[0048] 液浸リソグラフィ装置の１つ又は複数の表面は、故意に液浸液に対して特定の接触角を有するか、又は接触角を超えるようにすることができる。例えば、液浸液は、ある条件下で表面との間に、静止状態について、７０°以上又は８０°以上といった、通常６０°以上の接触角、例えば静止接触角を成す。ある実施形態では、リソグラフィ装置の１つ又は複数の表面は液浸液に対して疎液性とすることができる。すなわち、例えば液浸液は、例えば露光中などリザーバ中の液浸液の使用温度にて、静止条件下で表面との間に、例えば９０°から１３０°の範囲又は１００°から１２０°の範囲から選択された、１００°以上、１１０°以上、１２０°以上又は１３０°以上といった、通常９０°以上の接触角、例えば静止接触角を成す。表面の平面に対して実質的に平行に移動した状態で、表面に対する液体の後退接触角は、５０°と９０°の間といった５０から１００°の間にあり、望ましくは６０°以上、ある実施形態では７０°以上である。ある実施形態では、これは８０°と８６°の間とすることもできる。前進接触角は、９０°から１３０°の範囲にあり、望ましくは１２０°以下である。ある実施形態では、前進角は９０°と１００°の間である。これらの接触角はすべて、液浸システムの正常な使用温度、例えば２２℃で定義される。
[0049] 液浸リソグラフィでは、液体の位置を制御しなければならない。１つ又は複数のある表面上で疎液性コーティング（例えば水の場合は疎水性）を使用すると、液体、例えば液体メニスカスの位置の制御を補助することができる。
[0050] 液浸液が表面との間で成す接触角は、液浸液の制御に使用される。例えば、基板テーブルＷＴの上部（接触）表面上では高い接触角が望ましい。何故なら、これは例えば投影システムＰＳ下でテーブルを交換する間に、液体を失うことなく液体閉じ込め構造１２に対して基板テーブルＷＴが移動することができる速度を上げることができるからである。液体を失うと、例えば基板テーブルＷＴ上の汚染及び／又は局所的熱負荷、及び／又は液浸液中の気泡の生成をもたらすことがあるので望ましくない。液浸リソグラフィ装置を通したスループットを増大させるために、高速であることが望ましい。
[0051] 液浸液が接触する接触表面などの液浸リソグラフィ装置の他の表面も、様々な理由で場合によっては例えば乾燥を容易にするために疎液性であることが望ましい。
[0052] ある接触角を超えるコーティング、例えば疎液性コーティングで覆われることがある他のコンポーネント又はコンポーネントの部分の例は、基板テーブル、粘着可能な平面シート、投影システムの最終要素、任意の流体ハンドリング構造１２の部分及び／又は閉鎖表面を含む。基板テーブルＷＴの側面の部分を疎液性コーティングで覆うことができ、側部分は基板Ｗと基板テーブルＷＴの間のギャップに流路を形成する。粘着可能な平面シート（例えばステッカ）は、表面に表面特性を提供する、及び／又はオブジェクト、センサ（透過イメージセンサ（ＴＩＳ）、ドーズ量センサ、スポットセンサ、及び／又は干渉計（例えば干渉計波面測定センサ））に隣接するギャップをまたぐことができる。投影システムＰＳの最終要素の疎液性コーティングされた表面は、例えば流体ハンドリング構造の頂部上で光軸から半径方向外側に移動する液体を制限し、それによって液浸液を液浸空間に閉じ込めるために、光路から外れた表面とすることができる。流体ハンドリング構造１２の部分は、例えば投影システム及び／又はその下面の少なくとも部分に面する流体ハンドリング構造１２の上面でよい。
[0053] 閉鎖表面とは、基板の代わりに流体ハンドリング構造１２の下に配置することができるダミー基板、第２のテーブル又は２つのテーブル間のブリッジング要素などのオブジェクトの表面である。閉鎖表面は、例えば投影システムＰＳ下でのテーブルスワップ中、例えば基板を交換する間に、流体ハンドリング構造の開口をブロックするために使用する表面である。閉鎖表面は、ダミー基板、ブリッジング要素、又は別個のテーブルとするか、それを含むことができる。テーブルはダミー基板を使用して交換し、交換中に空間１１内に流体を閉じ込める。ブリッジング要素（スワップブリッジと呼ぶことができる）としての閉鎖表面は後退可能であり、テーブルのうち１つの一部とすることができる。ブリッジング要素は、例えば投影システムＰＳ下でのテーブル（例えば２つの基板テーブル又は基板テーブルと測定テーブル）のスワップ中に、少なくとも２つのテーブル（例えば基板テーブルと測定テーブル、又は２つの基板テーブル）間のギャップに存在するダミー基板として機能することができる。ブリッジング要素は、例えば少なくともブリッジング要素が投影システムＰＳの下を通過する継続時間中に、テーブルに取り付けることができる。ある実施形態では、閉鎖表面は測定テーブルなどの別個のテーブルの部分とすることができる。
[0054] 特定の接触角を超える接触角の表面、例えば疎液性表面は、少なくとも１つの疎液基を含むことができる。疎液基は、表面の疎液性質を担う基である。疎液基は、メチル、エチル、ＣＦ３、ＣＦ２及びＦで構成される非網羅的リストから選択することができる。これらの基は疎水性である。メチル基の方が疎液性が高いので、エチル基よりも好ましい。表面はコーティングを含むことができる。表面又はコーティングは例えばＣ及びＨ系の任意の材料で作成することができ、それはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（テフロン（登録商標）の商品名で入手可能）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ、ブチルゴム）、ポリ（ヘキサフルオロプロピレン）、パラフィン、ヘキサトリアコンタン、ポリｔ−ブチルメタクリレート（ＰｔＢＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブタジエン、ナイロン１０１０、ポリトリフルオロエチレン及び／又はポリｎ−ブチルメタクリレート（ＰｎＢＭＡ）を含むが、これらに限定されない。表面又はコーティングは、例えばＳｉ及びＯを、及び任意選択でＣ、Ｈ及びＦのうち少なくとも１つ（例えば米国特許出願公開ＵＳ２００９−０２０６３０４号又は２００９年１２月３日出願の米国特許出願ＵＳ６１／２６６，３１４号に開示されているような材料）を含み、Lipocer（商標）と呼ばれることもある化合物で作成することができる。表面又はコーティングは、例えばＤＬＮ−Ｆで作成することができる。ダイヤモンド様ナノ合成物（ＤＬＮ）コーティングは、付着しない用途で実績がある品質のコーティングである。これは高い硬度と低い表面粗さを示す。その低い界面自由エネルギーと組み合わせると、ＵＶ抵抗性の疎水性コーティング用途に適切な候補となる。ＤＬＮは炭素及び水素系のコーティングであり、ｓｐ２（グラファイト）とｓｐ３（ダイヤモンド）結合の混合である構造を有し、追加の珪素及び酸素のネットワークが組み込まれる。ＤＬＮ−Ｆの場合は、図６に示すようにフッ素のネットワーク（各フッ素原子が炭素原子に結合している）も追加され、図６では炭素原子は点がある大きい円であり、珪素原子は斜線の小さい円であり、酸素原子は炭素原子と珪素原子との間の大きい斜線の円であり、フッ素原子は炭素原子に結合した小さい空白の円である。ＤＬＮ−Ｆコーティングは非晶質材料であり、ＰＥＣＶＤ反応器内で約２００℃の温度及び約１０−３トルの室圧のプラズマ処理によって形成することができる。図１０の実験では、２５０ｎｍの層厚でガラス板にコーティングを施した。
[0055] 液浸リソグラフィ装置の多くのコンポーネントは、液浸液に対して特定の接触角範囲を有する表面を有する。したがって表面は液体に対してある表面特性を有する。このような表面は疎液性又は親液性、例えば水に対して疎水性又は親水性とすることができる。このような表面は、例えば液体の損失を防止するために、液体の位置制御の補助に使用することができる。液体の位置が正確に制御されない場合は、望ましくない測定誤差及び／又は欠陥の増加につながることがある。ある実施形態では、コーティングは表面特性を提供するために使用することができる。表面特性、例えば疎液性コーティングは、使用中に液浸液がコーティングとの間に成す接触角の劣化を被ることがある。劣化は、投影ビームによる照射及び／又は液浸液への曝露が原因となることがある。
[0056] 液浸液がコンポーネントの表面と、又は（本明細書で述べるように）コンポーネントの表面を提供するコーティングと成す接触角が範囲の限界を外れる、例えば特定の閾値を上回るか下回る場合は、接触角を復元する措置を執らねばならない。さもないと機械の性能が劣化することがある。（劣化したコーティングに言及した場合、それは他に明記しない限り、コーティングがない表面の表面特性の劣化への言及を含む。）それを実行する１つの方法は、コンポーネントを交換することである。これは望ましくない。何故なら、コンポーネントの交換に伴う費用、及びコンポーネントを交換する必要性に由来する装置の停止時間があるからである。代替的又は追加的に、粘着可能な平面シート、例えばステッカを表面上に配置することができる。ステッカは、液浸液との間に所望の接触角特性を有する。この方法も望ましくないことがある。何故なら、ステッカを適切に貼り付けるために装置からコンポーネントを取り外す必要があることがあり、それにより装置の停止時間が必要となるからである。ステッカは特定の最小厚さを有し、したがってステッカを貼り付けると表面のレベルが変化することがある。ステッカを貼り付けると、表面のトポグラフィが変化することがあるので望ましくない。また、ステッカを貼り付けると、それが貼り付けられた表面の機械的特性及び／又はそれが貼り付けられた表面の光学的特性が変化することがある。
[0057] 表面の接触角の変化は、表面上に液浸液、例えば超純水が存在した結果であることもある。接触角は、投影／パターン付ビームなどのビームによる照射で劣化することがある。最も顕著な劣化は、液浸液と接触し、投影ビームＰＢによって同時に照射される表面の劣化である。投影ビーム（特に１９３ｎｍであるが、３６５、２４８、１５７又は１２６ｎｍなどの他の波長もある）は、液浸液の光イオン化を引き起こすことがある。光イオン化の１つ又は複数の生成物が、次に（表面が親液性であるか疎液性であるかにかかわらず）表面の疎液及び／又は親液基（以降では「活性基」”active group”と呼ぶ）と反応して、表面の接触角を減少させることがある。例えば、活性基（例えば疎液基）が液浸液の光イオン化の生成物と反応した結果、基（例えば疎液基）の性質が変化するか、表面から基が失われることがある。例えば、Nobuyuki Ichinose他、”Excimer Laser-Induced Surface Reaction of Fluoropolymers with Liquid Water”、Macromolecules, 1996, 29(11)、１９９６年５月２０日を参照されたい。
[0058] ある実施形態では、液浸液に保護成分を供給する。保護成分は、液浸液の光イオン化の生成物のうち１つ又は複数との反応に基づいて選択される。ある実施形態では、保護成分は表面が示す接触角、すなわち、表面の疎液性又は親水性に影響する液浸液の光イオン化生成物のうち１つ又は複数、又はその全部と反応する。ある実施形態では、反応生成物及び保護成分自体が、液浸液の特性に悪影響を及ぼさない、又はその悪影響は限られている。このような特性には、実質的に一定の屈折率、泡がないこと、及び／又はリソグラフィ装置に使用されて液浸液と接触する材料に対する不活性などがある。ある実施形態では、液浸液の光イオン化の生成物に対する保護成分の反応（例えば電子親和力及び／又はラジカルに対する反応度）は、活性基に対する光イオン化の生成物の反応より強い。その結果、液浸液の光イオン化の生成物は、活性基よりも保護成分に対して反応する。この方法で、活性基が保護され、表面の疎液性又は親水性がさらに長続きするはずである。例えば液浸液に対して表面が示す接触角が維持される（例えば減少しない）はずである。
[0059] ある実施形態では、保護成分は５ｐｐｍ以内、又は１ｐｐｍ以内又は０．５ｐｐｍ以内の量で存在する。ある実施形態では、保護成分は液浸液中に０．１ｐｐｍ以上又は０．２ｐｐｍ以上の量で存在する。この濃度レベルで、保護成分は（疎液性でも親液性でも）表面の活性基を保護する目的に有効である、例えば表面の接触角を維持する。しかし、濃度レベルは液浸液の結像特性に影響しないほど十分に低い量である。保護成分の所望の量は、保護成分の種類に応じて変更することがある。
[0060] 液浸液が超純水である場合、少なくとも０．１ｐｐｍという保護成分のレベルは、超純水中に許容可能な他の成分の濃度と比較して相対的に高い。超純水（ＵＰＷ）の定義は、www.semi.orgから、例えば参照により全体を本明細書に組み込むものとする仕様SEMI F063 UPWから入手可能である。この仕様では、例えば溶解酸素は１０ｐｐｂ未満のレベルで存在し、溶解窒素は８〜１８ｐｐｍのレベルであり、シリカの場合は０．５ｐｐｂ未満のレベルであり、ＳｉＯ２として溶解している形態では０．５ｐｐｂ未満のレベルであることが必要である。イオン及び金属は通常、５０ｐｐｔ未満で存在する必要があり、場合によっては金属がそれより少ないことが望ましい。液浸液が、SEMI F063 UPWで定義されているような超純水の形態である場合、液浸液は、保護成分のレベルとは別個に、そのように定義された通りの超純水である。したがって、このような水の場合、少なくとも０．１ｐｐｍという保護成分のレベルは実際には極めて高い。
[0061] １つの実施形態では、液浸液は溶媒として水を含む。単成分の溶媒及び保護成分以外で液浸液中にイオン又は金属がある場合、それは常に１００ｐｐｔ未満の量で存在する。ある実施形態では、液浸液中にシリカがある場合、それは常に１ｐｐｂ未満の量で存在する。ある実施形態では、液浸液中に窒素がある場合、それは常に３０ｐｐｍ未満の量で存在する。ある実施形態では、液浸液中に全有機炭素（ＴＯＣ）がある場合、それは常に１０ｐｐｂ未満の量で存在する。
[0062] 本発明の実施形態は、大部分は溶媒として水を含む液浸液に関して述べているが、本発明のある実施形態は他の液浸液にも適用可能であり、それは液浸リソグラフィ装置の放射の波長によって光イオン化すると変性する液浸液であることが望ましい。
[0063] 保護成分は、液浸液に対してある接触角を有するか、それを超える表面の活性基よりも、液浸液の光イオン化の１つ又は複数の生成物に対する反応が強い任意の成分である。１つの実施形態では、保護成分は酸素を含む。１つの実施形態では、保護成分は酸化防止剤を含む。酸化防止剤の幾つかの例はアスコルビン酸、レスベラトロール、エトキシキン及びポリフェノールであるが、そのうち１つ又は複数は、ある状況でリソグラフィ装置で使用するのに適切でない場合がある。アスコルビン酸及びレスベラトロールは水溶性である。エトキシキンは水との可溶性／混和性が中位の液体酸化防止剤である。ある実施形態では、酸化防止剤は固体ではない、及び／又は液体中の可溶性が高い。
[0064] 液浸液が溶媒として水を含む場合、光イオン化は、下式（１）で示すように水をＨ＋イオンと−ＯＨイオンと水和電子ｅａｑ −に解離させることになると予想することができる。フルオロポリマー（例えばＰＴＦＥ）の場合、水和電子とフルオロポリマーとの反応経路は、Nobuyuki Ichinose他による上述の論文により、下式（２）〜（８）に示される。
[0065] したがって、保護成分は、活性基よりも液浸液の光イオン化の少なくとも１つの生成物に対して反応が強力でなければならない。ある実施形態では、保護成分は活性基よりも水和電子との反応が強力である。ある実施形態では、保護成分は水和電子及びラジカルのスカベンジャーとして作用する。例えば酸素とＨ＋イオンが反応した結果、水及び／又は過酸化水素が形成されることがある。
[0066] 保護成分が液浸液中に溶解した気体である場合は、１ｐｐｍという上限が適切である。何故なら、１ｐｐｍという上限より上では、液浸液中で保護成分の泡が形成する可能性が高すぎることがあるからである。液浸液中の（例えば自然発生的な）泡の形成は望ましくなく、これは結像誤差につながり得る。このような結像誤差では、泡が投影ビームの経路内にあって、基板に結合される像の少なくとも一部を歪めることがある。
[0067] 保護成分が酸素である例では、１気圧及び２０℃で水中に５ｐｐｍのレベルの酸素が飽和する。したがって、１ｐｐｍという最大レベルが、リソグラフィ装置の典型的な作業条件におけるわずか２０％の飽和レベルになる。このレベルは、液浸液中で自然発生的に泡が形成され、それによって保護成分が液浸液中の溶液から出る可能性に関して、安全レベルであることが望ましい。
[0068] ある実施形態では、液浸液供給システム１００によって液体閉じ込め構造１２に液浸液を提供する。液浸液供給システム１００は、保護成分を含む液浸液を液体閉じ込め構造１２に提供するような構成である。
[0069] コントローラ２００を設けて、液浸液供給システム１００を制御する。コントローラ２００は液浸液供給システム１００を制御して、液浸液に適正な組成を、望ましくは液浸液中に存在する適正な量の保護成分を提供する。
[0070] ある実施形態では、コントローラ２００は液浸液供給システム１００を（例えば液浸液供給システム１００に信号を提供することによって）制御し、液浸液中に存在する保護成分の量を変更することができる。ある実施形態では、液浸液中の保護成分の濃度を感知し、保護成分の所望の濃度を達成するように、コントローラが液浸液供給システム１００に提供する信号が相応して調整される。例えば、コントローラ２００は、光センサなどのセンサを含み、液浸液中の成分の濃度を求めることができる。このようなセンサは、液浸液供給システム１００内に位置決めされ、空間１１内の液体、空間１１に供給されている液体、又は空間１１から除去されている液体を測定することができる。
[0071] ある実施形態では、コントローラ２００は液浸液供給システム１００を制御して、液浸リソグラフィ装置の特定の動作中に、第１の所望の範囲（例えば０．１〜５ｐｐｍ又は０．１〜１ｐｐｍ）で存在する保護成分を液浸液に提供することができる。例えば、リソグラフィ装置の動作の大部分で、第１の所望の範囲の保護成分を提供することができ、その動作は結像、位置合わせ、測定、及び／又は投影システムＰＳ下での基板テーブルＷＴ（又は測定テーブル）の移動のうち１つ又は複数の動作を含むが、これに限定されない。
[0072] ある実施形態では、特定の状況でコントローラ２００は液浸液供給システム１００を制御して、液浸液中の保護成分の量を増加させることができる。ある例では、コントローラ２００は液浸液供給システム１００に命令して、保護成分の量を第２の所望のレベル（例えば１ｐｐｍ以上、又は２ｐｐｍ以上、又は４ｐｐｍ以上）に増加させる。ある実施形態では、コントローラ２００は液浸液供給システム１００を制御して、クリーニング動作中に保護成分の量を増加させる。それぞれの全内容を参照により本明細書に組み込むものとする米国特許出願公開ＵＳ２００８／０２７１７４７号、ＵＳ２００９／００９１７１６号及びＵＳ２００９／００２７６３５号に開示されているように、リソグラフィ装置のコンポーネントのクリーニング中に液浸液又はクリーニング液の酸素濃度を増加できることが望ましい。しかし、上述したように正常の動作中に液浸液の酸素濃度を増加させることは、液浸液中に泡が形成される危険が増大するので望ましくない。
[0073] 液体供給システム１００は、図７に示すような膜３００を使用して、保護成分を液浸液（例えば超純水の源）に導入することができる。液浸液供給システム１００は膜３００を含み、これは液浸流体が一方側で膜３００を通過し且つ保護成分が膜３００の他方側に存在するように配置される。
[0074] 膜３００は、液浸液（通常は（超純）水）に対して無孔性であり、保護成分（例えば酸素などの気体）に対して多孔性であるかのように挙動する。膜３００の液体側に加圧可能なはずであり（しかし、そうである必要はない）、液体は膜３００を通過しないはずである。（少なくとも空気を、又は窒素、酸素などのその成分を使用して）気体側にも加圧することができる。気体は膜３００の気体側から液体中に溶解するが、液体中に泡は形成されない。したがって、膜３００は気体に対しては多孔性であるが、液体に対しては多孔性でないと見なすことができる。
[0075] ある実施形態では、膜３００はポリプロピレンの中空ファイバのように繊維状で疎水性である。これによって（膜３００の一方側にある気体の濃度と、液浸液が存在する膜の他方側にある気体の濃度との差により）気体が１方向でこれを通過することができる。しかし、これは液浸液が膜を通って気体のある側へと滲出することを防止する。
[0076] 第１の導管２１０は、保護成分を添加すべき液浸液を膜３００の一方側へと案内し、第２の導管２２０は保護成分を膜３００の他方側へと案内する。保護成分が膜３００の一方側に、液体が膜３００の他方側に存在するので、気体は膜３００を通過して液体中に溶解する。膜３００を越えて保護成分の流れを提供することが望ましく、したがって保護成分を膜３００から離して案内するために第３の導管２４０を設ける。第４の導管２３０を設けて、膜３００の他方側から液体を案内する。
[0077] 膜の表面積を最大化することが望ましい。望ましい実施形態は、膜が中空のファイバであり、液体が中空ファイバの内側を通過し、気体が中空ファイバの外側を通る（しかし逆も真となり得る）。このような実施形態の１つが図８に図示され、膜３００で構成される中空ファイバ２０００を通って液体が提供される。図８にはファイバが１本しか図示されていない。第２の導管２２０は並列の数本のファイバに接続することができる。
[0078] 図７の実施形態では、気体は中空ファイバ２０００を囲むハウジング２５０に入り、導管２１０によってハウジング内へと案内された後にファイバ上を通る。ある実施形態では、気体は第３の導管２３０によってハウジングから案内される。
[0079] 気体の流れ及び液体の流れを提供するために、液体プロバイダ及び気体プロバイダを設ける。これは、例えば液体及び圧縮気体源を提供するポンプの形態を取ることができる。
[0080] 保護成分が気体状ではなく液体形であり、膜３００全体の推進力が、膜３００のいずれかの側の濃度を等しくする浸透圧である場合、同様の原理を用いることができる。
[0081] ある実施形態では、液浸液供給システム１００は、脱ガスユニットを備える。脱ガスユニットは、液浸液中の溶液から気体を除去するために使用される。液浸液が、脱ガスユニットに入る前に所望の量より大量の保護成分を含む場合、脱ガスユニットを制御して、保護成分が所望の濃度になるように液浸液をガス抜きすることができる。これは、制御ユニット２００（任意選択でセンサを含む）の制御下で実行することができる。この実施形態では、先行技術と比較して、脱ガスユニット（例えばドイツWuppertalのMembrane GmbHから入手可能なものなどの脱ガスユニット）は、液浸液が超純水の定義（SEMI F063 UPW）に確実に適合するようにするために動作しているわけではない。代わりに、脱ガスユニットは、ガス抜きの後で保護成分が液浸液中で比較的高いレベルに確実に維持されるようにするために動作する。
[0082] 液浸リソグラフィ装置における状態をシミュレートした状態にて、Lipocer（商標）及びＤＬＮ−Ｆコーティングで実験を実行した。例示的コーティングを１９３ｎｍのレーザ照射で照射し、コーティング上の流量を１Ｌ／分、コーティング上の水の深さを２０ｍｍとした。使用したレーザは、１０Ｗの設計出力、２０００Ｈｚの最大繰り返し率、５０００ｍＪの基底パルスエネルギー及び約２５ｍｓのパルス長を有していた。平均エネルギーは０．７ｍＪ／ｃｍ２／パルスであった。水の温度は２２．２℃であった。水中の酸素濃度は０．２ｐｐｍと３．０ｐｐｍの間で変更した。実験の結果が図９及び図１０にプロットされ、ここで後退接触角はｙ軸に、ｍＪ／ｃｍ２単位の線量はｘ軸にプロットされている。
[0083] 図９は、リソグラフィ装置内での約５日間の露光に等しい約２５０から３００Ｊ／ｃｍ２で、ある期間にわたるLipocer（商標）の後退接触角の変化を示す。０．２ｐｐｍの水中酸素濃度の結果を正方形で、１．０ｐｐｍの結果をダイヤモンド形で、３．０ｐｐｍの結果を三角形で示す。ここで見られるように、約５日間の露光後、０．２ｐｐｍの酸素濃度と３．０ｐｐｍの濃度とのコーティングの接触角の差は約１０°である。これは、酸素濃度が高いほど後退接触角が大きいことを示す。この傾向は図９で明白であり、これはLipocer（商標）をＤＵＶに露光し、液浸液と接触している間に、液浸液（例えば水）中に溶解酸素を含むと、後退接触角の経時的減少が減少する。実験結果は、保護成分、この例では酸素を組み込むことは、後退接触角の経時的減少の減少に関して有利であることを明白に示す。
[0084] 図１０は、図９の結果と同じ状態でのＤＬＮ−Ｆの結果を示す。この場合も、液浸液中の酸素濃度が高いほど、後退接触角の減少が小さくなる結果となる。
[0085] 図９及び図１０の実験で使用した溶解酸素の濃度は、（泡形成の危険があるために）高すぎることがあるが、その結果は実際に、液浸液中に保護成分（特に溶解酸素）があることの利点を示す。
[0086] ある実施形態では、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物との反応が強力である保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0087] ある実施形態では、保護成分が最大５ｐｐｍの量で存在する。ある実施形態では、保護成分は少なくとも０．２ｐｐｍ又は最大１ｐｐｍの量で存在する。ある実施形態では、保護成分は０．２ｐｐｍと０．５ｐｐｍの間の量で存在する。ある実施形態では、保護成分は液浸液中に溶解した気体である。ある実施形態では、保護成分は酸素、酸化防止剤の群から選択された物質を含む。ある実施形態では、疎液基はメチル、エチル、ＣＦ３、ＣＦ２及び／又はＦからなる群から選択される。ある実施形態では、疎液性表面はコーティングを含む。ある実施形態では、疎液性表面は、Ｃ及びＨを含む化合物、ＤＬＮ−Ｆ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、ポリイソブチレン（ＰＩＢ、ブチルゴム）、ポリ（ヘキサフルオロプロピレン）、パラフィン、ヘキサトリアコンタン、ポリｔ−ブチルメタクリレート（ＰｔＢＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブタジエン、ナイロン１０、１０、ポリトリフルオロエチレン、ポリｎ−ブチルメタクリレート（ＰｎＢＭＡ）、及び／又は、Ｓｉ及びＯを含みオプションとしてＣ、Ｈ及びＦのうち少なくとも１つを含む化合物、の群から選択された１つ又は複数の化合物を含む。ある実施形態では、液浸液は溶媒として水を含む。ある実施形態では、液浸液に単成分溶媒及び保護成分以外のイオン又は金属が存在する場合、それは常に１００ｐｐｔ未満の量である。ある実施形態では、液浸液中にシリカが存在する場合、それは常に１ｐｐｂ未満の量である。ある実施形態では、液浸液中に窒素が存在する場合、それは常に３０ｐｐｍ未満の量である。ある実施形態では、液浸液中にＴＯＣが存在する場合、それは常に１０ｐｐｂ未満の量である。ある実施形態では、液浸液供給システムは、液浸流体が一方側で自身を越えて流れ且つ保護成分が自身の他方側に存在するように配置された膜を含む。ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置は、ａ）結像動作、ｂ）位置合わせ動作、ｃ）測定動作、ｄ）投影システム下のテーブルの移動を含む動作からなる群から選択された液浸リソグラフィ装置の少なくとも１つの動作中に、所望の量だけ存在する保護成分を液浸液に供給するように液浸液供給システムを制御するような構成であるコントローラをさらに備える。ある実施形態では、コントローラは、クリーニング動作中に液浸液中の保護成分の量を増加させるように液浸液供給システムを制御するような構成である。ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置は、基板を支持するように構成され、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える基板テーブルをさらに備える。ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置は、基板テーブルを支持するように構成され、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える投影システムをさらに備える。ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置は、投影システムの下の空間に液体を供給し、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える液体閉じ込め構造をさらに備える。ある実施形態では、疎液性表面が接触表面である。
[0088] ある実施形態では、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基より液浸液の光イオン化の生成物との反応が強力である保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0089] ある実施形態では、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの活性基を含み、液浸液に対して特定の接触角を有するか、それを上回る活性表面と、表面の少なくとも１つの活性基よりも液浸液の光イオン化の生成物に対する反応が強力である保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0090] いずれの実施形態でも、保護成分は最大５ｐｐｍの量で存在することができ、及び／又は保護成分は最大１ｐｐｍの量で存在することができ、及び／又は保護成分は０．２ｐｐｍと０．５ｐｐｍの間の量で存在することができ、及び／又は保護成分は液浸液中に溶解した気体でよく、及び／又は保護成分は酸素及び／又は酸化防止剤の群から選択された１つ又は複数の物質を含むことができ、及び／又は液浸液は溶媒として水を含むことができ、及び／又は液浸液に単成分溶媒及び保護成分以外のイオン又は金属が存在する場合、それは常に１００ｐｐｔ未満の量でよく、及び／又は液浸液中にシリカが存在する場合、それは常に１ｐｐｂ未満の量でよく、及び／又は液浸液中に窒素が存在する場合、それは常に３０ｐｐｍ未満の量でよく、液浸液中に全有機酸素が存在する場合、それは常に１０ｐｐｂ未満の量でよく、及び／又は液浸液供給システムは、液浸流体が一方側で自身を越えて流れ且つ保護成分が自身の他方側に存在するように配置された膜を含むことができ、及び／又は液浸リソグラフィ装置は、ａ）結像動作、ｂ）位置合わせ動作、ｃ）測定動作、ｄ）投影システム下のテーブルの移動を含む動作からなる群から選択された液浸リソグラフィ装置の少なくとも１つの動作中に、所望の量だけ存在する保護成分を液浸液に供給するように液浸液供給システムを制御するように構成されたコントローラをさらに備えることができ、及び／又はコントローラは、クリーニング動作中に液浸液中の保護成分の量を増加させるように液浸液供給システムを制御するように構成することができ、及び／又は液浸リソグラフィ装置は、基板を支持するように構成され、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える基板テーブルをさらに備えることができ、及び／又は液浸リソグラフィ装置は、基板テーブルを支持するように構成され、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える投影システムをさらに備えることができ、及び／又は液浸リソグラフィ装置は、投影システムの下の空間に液体を供給し、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える液体閉じ込め構造をさらに備えることができ、疎液性、親液性又は活性表面は接触表面であることが好ましい。
[0091] ある実施形態では、少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面上に液体を提供することを含むデバイス製造方法が提供され、液体は、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物に対する反応が強力である保護成分を含み、保護成分は少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する。
[0092] ある実施形態では、使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも液浸液の光イオン化の生成物に対する反応が強力である保護成分を含む液浸液を提供するような構成である液浸液供給システムとを備え、保護成分が酸化防止剤である液浸リソグラフィ装置が提供される。
[0093] 理解されるように、上記任意のフィーチャを任意の他のフィーチャと一緒に使用することができ、本出願が対象とするのは明示された組合せに限定されない。
[0094] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、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である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に付与し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその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を生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0095] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組み合わせを指す。
[0096] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明の実施形態は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。さらに機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実現することができる。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶することができる。
[0097] １つ又は複数のコンピュータプログラムがリソグラフィ装置の少なくとも１つのコンポーネント内にある１つ又は複数のコンピュータプロセッサによって読み出される時に、本明細書に記載するあらゆるコントローラは各々、又は組み合わせて動作可能になる。コントローラは各々、又は組み合わせて、信号を受信、処理、送信するのに適した任意の構成を有する。１つ又は複数のプロセッサは、コントローラの少なくとも１つと通信するように構成されている。例えば、各コントローラは、上記方法のための機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行する１つ又は複数のプロセッサを含むことができる。コントローラは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はそのような媒体を収容するハードウェアを含むことができる。したがって、コントローラは、１つ又は複数のコンピュータプログラムの機械読み取り式命令に従って動作することができる。
[0098] 本発明の１つ又は複数の実施形態は、任意の液浸リソグラフィ装置に、特に液浸液が槽の形態で提供されるか、基板の局所的な表面領域のみに提供されるか、基板及び／又は基板テーブル上に閉じ込められないかにかかわらず、上述したタイプに適用することができるが、それに限定されない。閉じ込められない構成では、液浸液は基板及び／又は基板テーブルの表面上に流れることができ、したがって実質的に基板テーブル及び／又は基板の覆われていない表面全体が濡れる。このように閉じ込められていない液浸システムでは、液体供給システムが液浸液を閉じ込めることができない、又はある割合の液浸液閉じ込めを提供することができるが、実質的に液浸液の閉じ込めを完成しない。
[0099]本明細書で想定するような液体供給システムは、広義に解釈されたい。特定の実施形態では、これは、液体を投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間に提供する機構又は構造の組合せでよい。これは、１つ又は複数の構造、１つ又は複数の液体開口を含む１つ又は複数の流体開口、１つ又は複数の気体開口あるいは１つ又は複数の２相流用の開口の組合せを含んでもよい。これらの開口は、各々、液浸空間への入口（又は流体ハンドリング構造からの出口）あるいは液浸空間からの出口（又は流体ハンドリング構造への入口）であってもよい。ある実施形態では、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部でよいか、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆ってよいか、又は空間が基板及び／又は基板テーブルを囲んでもよい。液体供給システムは任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量又は任意の他の特徴を制御する１つ又は複数の要素をさらに含むことができる。
[00100] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (15)

  1. 使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、
    前記疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも前記液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、前記保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する、液浸リソグラフィ装置。
  2. 前記疎液基は、メチル、エチル、ＣＦ３、ＣＦ２及び／又はＦからなる群から選択される１つ又は複数である、請求項１に記載の液浸リソグラフィ装置。
  3. 前記疎液性表面は、コーティングを含む、請求項１又は２に記載の液浸リソグラフィ装置。
  4. 前記疎液性表面は、Ｃ及びＨを含む化合物、ＤＬＮ−Ｆ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ、ポリイソブチレン（ＰＩＢ、ブチルゴム）、ポリ（ヘキサフルオロプロピレン）、パラフィン、ヘキサトリアコンタン、ポリｔ−ブチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン、ポリプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリブタジエン、ナイロン１０１０、ポリトリフルオロエチレン、ポリｎ−ブチルメタクリレート、及び／又は、Ｓｉ及びＯを含みオプションとしてＣ、Ｈ及びＦのうち少なくとも１つを含む化合物の群から選択された１つ又は複数の化合物を含む、請求項１から３のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  5. 使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、
    前記疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも前記液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、前記保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する、液浸リソグラフィ装置。
  6. 使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの活性基を含み、前記液浸液に対して特定の接触角を有するか、又はそれを上回る活性表面と、
    前記表面の少なくとも１つの活性基よりも前記液浸液の光イオン化の生成物に対する反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、前記保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する、液浸リソグラフィ装置。
  7. 前記保護成分は、前記液浸液中に溶解した気体である、請求項１から６のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  8. 前記保護成分は、酸素及び／又は酸化防止剤の群から選択される１つ又は複数の物質を含む、請求項１から７のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  9. 前記液浸液は、溶媒として水を含む、請求項１から８のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  10. 前記液浸液供給システムは、液浸流体が一方側で自身を越えて流れ且つ前記保護成分が自身の他方側に存在するように配置された膜を含む、請求項１から９のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  11. ａ）結像動作、
    ｂ）位置合わせ動作、
    ｃ）測定動作、及び／又は
    ｄ）投影システム下のテーブルの移動を含む動作
    からなる群から選択された前記液浸リソグラフィ装置の少なくとも１つの動作中に、所望の量だけ存在する前記保護成分を液浸液に供給するように前記液浸液供給システムを制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１から１０のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  12. 基板を支持するように構成され、使用時に液浸液が接触する接触表面を備える基板テーブルをさらに備える、請求項１から１１のいずれかに記載の液浸リソグラフィ装置。
  13. 前記疎液性、親液性又は活性表面は、前記接触表面である、請求項１２に記載の液浸リソグラフィ装置。
  14. 少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面上に液体を提供することを含み、
    前記液体は、前記疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも前記液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含み、前記保護成分が少なくとも０．１ｐｐｍの量で存在する、デバイス製造方法。
  15. 使用中に液浸液と接触する少なくとも１つの疎液基を含む疎液性表面と、
    前記疎液性表面の少なくとも１つの疎液基よりも前記液浸液の光イオン化の生成物との反応が強い保護成分を含む液浸液を提供するように構成された液浸液供給システムとを備え、前記保護成分が酸化防止剤である、液浸リソグラフィ装置。
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