JP2012506641A - 複数の多孔質材料を用いた多孔質材料における真空制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

液浸リソグラフィシステムにおける投影系と露光対象物との間のギャップを含む液浸領域内に浸液を保持する浸液保持装置である。また、装置は、液浸領域から浸液の回収も行う。装置は、保持部材と第１液体透過性部材と第２液体透過性部材とを備える。保持部材は、出口部と、対象物に投影されるパターン像が通過する開口とを有する。第１液体透過性部材は、出口部を覆いかつ対象物と面する第１面と、第１チャンバと接しかつ第１面と対向する第２面とを有する。第２液体透過性部材は、対向する第１面及び第２面を有し、第２液体透過性部材の第１面が第１チャンバと接するとともに、第２液体透過性部材の第２面が第１チャンバと異なる第２チャンバと接する。

Description

本願は、２００９年１０月０５日に出願された米国特許仮出願第１２／５７３，３５６号に基づくものであり、その開示のすべてをここに援用する。また本願は、２００８年１０月２２日に出願された米国特許仮出願第６１／１９３，０１９号にも基づくものであり、その開示のすべてをここに援用する。また本願は、２００９年０９月０９日に出願された米国特許仮出願第６１／２７２，２９２号にも基づくものであり、その開示のすべてをここに援用する。

本発明は、液浸リソグラフィ装置及び方法、特に、浸液を回収する装置及び方法に関するものである。

一般に、リソグラフィ装置は、放射源、投影光学系、および像が形成される基板を支持しかつ動かす基板ステージを備える。基板ステージ上に基板が載置される前に、レジストのような放射感光性材料が基板表面に塗布される。稼働中、放射源からの放射エネルギーを用い、結像要素によって規定される像を投影光学系を通じて基板上に投影する。一般に投影光学系は複数のレンズを含む。基板に最も近いレンズ又は光学素子は、最後の光学素子又は最終光学素子と称することができる。

一般に、露光中の投影領域は基板の表面に比べてかなり小さい。そのため、基板の表面全体にパターンを作成するために、投影光学系に対応して基板が移動する。半導体産業において、一般に二種類のリソグラフィ装置が使われている。いわゆる“ステップ・アンド・リピート”装置では、一回の露光で全てのパターン像が同時に基板上の対象領域に投影される。露光後、Ｘ軸及び／又はＹ軸方向に、基板が移動又は“ステップ”され、新たな対象領域が露光される。このステップ・アンド・リピート処理は基板の表面全体が露光されるまで複数回行われる。走査型リソグラフィ装置では、連続的な動作又は“走査式（scanning）”動作によって対象領域が露光される。例えば、レクチル又はマスクを通過した透過光で像を投影する際に、一つの対象領域の露光中にレクチル又はマスクを一方向に動かしながら基板を同方向又は逆方向に動かす。その後、Ｘ軸及び／又はＹ軸方向に、次に走査される対象領域へと基板を移動する。この工程は、基板上における所望のすべての対象領域が露光されるまで繰り返される。

一般に、リソグラフィ装置は半導体ウエハやフラットパネルディスプレイを、像形成又はパターン化するために用いられる。ここで、“基板”という単語は、半導体ウエハやフラットパネルディスプレイに限定されず、パターン化できるすべての加工対象物という一般的な意味として用いられる。

液浸リソグラフィは、同様の光学系を持つ従来の“ドライ”リソグラフィ露光装置によって得られる開口数ＮＡよりも大きい開口数（ＮＡ）で露光を行うことにより、リソグラフィ露光装置の解像度を向上させることができる技術である。液浸リソグラフィは、投影系の最終光学素子とレジストを塗膜した基板との間の空間を満たすことによって、本来であれば光学‐空気境界面において内部反射されてしまう光での露光を可能にする。液浸リソグラフィシステムにおいては、浸漬液（又はレジスト、又はレンズ材料の中で小さいもの）の指数と同等の高さの開口数にすることが可能である。同等の開口数を持つドライシステムと比較した浸漬液の指数において、液浸は、基板焦点深度、すなわち基板の垂直位置に関する許容誤差、をも増大させる。このような液浸リソグラフィは実際に露光光の波長を短くすることなく、解像度向上を提供することが可能である。したがって、露光光の波長シフトとは異なり、液浸の利用は、新しい光源、光学材料（照明や投影系のための）や塗膜などの開発を必要とせず、従来の“ドライ”リソグラフィと同等もしくは類似したレジストを同じ波長で利用することを可能にする。投影系の最終光学素子、そのハウジングと基板（また場合によってはステージの一部分も同様に）だけが浸漬液と接触している液浸システムにおいて、ドライリソグラフィのために構築された多くの技術と設計をそのまま直接引き継ぐことができる。

しかしながら、通常のリソグラフィシステムでは基板が高速に動くため、投影系と基板の間を含む液浸領域内の浸液は、液浸領域から漏れ出る傾向にある。浸液が液浸領域から漏れると、その液体がリソグラフィシステムの他の構成装置の動作に影響を及ぼす可能性がある。浸液の回収並びに浸液による液浸リソグラフィシステムの汚染を防ぐ一つの方法が米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号に示されており、その内容をここに援用する。米国特許出願公開第２００７／０２２２９６７Ａ１号も同様に示しており、その内容をここに援用する。

米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号と米国特許出願公開第２００７／０２２２９６７Ａ１号に示されたシステムでは、浸液保持部材を有している。浸液保持部材は出口部を有し、液浸領域からの浸液をその出口部を通じて回収（収集）する。出口部はメッシュや多孔質部材などの液体透過性部材によってカバーされている。真空制御設備は、基板上の浸液を液体透過部材と出口部を通じて吸引するように、出口部と結合されたチャンバに吸引を働かせる。液体透過性部材に適用する吸引力の制御は重要である。

上述のシステムにおいて、真空制御系及び基板と面するように配置された液体透過性部材の間に、非常に長い液体流路が存在する（例として、米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号の図６−９参照）。基板（及び／又は基板保持テーブル）上の液体が最初に液体透過性部材の下面に接触する場合において、液体で満たされた流路の長さが液体吸引の遅れの原因となる可能性がある。さらに、長い液体流路は、流路内の流速が突然変化した際に液体透過性部材で生じる大きな圧力パルスを招く可能性がある。

本発明の態様に従えば、浸液保持装置は、液浸リソグラフィシステムにおける投影系と対象物（例えば基板、基板保持テーブル又はその両方など）との間のギャップを含む液浸領域から液体を回収するために、第１液体透過性部材と第２液体透過性部材とを備える。第１液体透過性部材は、保持部材における出口部を覆うとともに、対象物に面する第１面と、第１チャンバと接しかつ第１面と対向する第２面とを有する、第２液体透過性部材は、第１チャンバ内に配置され、第１液体透過性部材の第２面と離間しかつ対向する第１面を有する。また、第２液体透過性部材は、第１面と対向する第２面も有する。第２液体透過性部材の第２面は、第１チャンバと異なる第２チャンバと接する。

好ましい実施形態によれば、第１真空系及び第２真空系は第１チャンバと第２チャンバにそれぞれ接続されている。第１チャンバに接続された第１真空系は、第１液体透過性部材の第１面から第１液体透過性部材の第２面に向かって液体が流れるように、液浸領域からの浸液を第１液体透過性部材を通じて第１チャンバ内に吸引する。第１チャンバから第１真空系に液体が運ばれないことが好ましい。そのため、第１液体透過性部材と第１真空系との間に長い流路は設けられていない。第２真空系は第２チャンバと接続されるとともに、第２液体透過性部材の第１面から第２面に液体が流れるように、第１チャンバからの液体を第２液体透過性部材を通じて第２チャンバ内に吸引する。

また、浸液の処理のため及び／又は、例えば浸液供給系を通じて、液浸領域を再利用及び再供給するために、第２真空系は浸液を第２チャンバからも吸引する。第２真空系と第２液体透過性部材の間に非常に長い液体流路が存在しても、第２液体透過性部材が対象物（基板、基板テーブルなど）に対して直接面しないために、第１チャンバ内の圧力は第２液透過性部材内の流れの変化によって引き起こされる圧力変動に影響を受けない。

いくつかの実施形態によれば、第２液体透過性部材と第１液体透過性部材の間の距離が、第２液体透過性部材の第１面における異なる複数の部分によって変化する。例えば、第２液体透過性部材の第１面は、凸であったり第１液体透過性部材に対して傾斜したりできる。これは、第２液体透過性部材の第１面上に空気泡が捕えられるのを避けるとともに、第２液体透過性部材を通じて回収される液体の流速変化への対応をより容易にする。

第１液体透過性部材及び第２液体透過性部材は、スポンジ、又はその中を通じて伸びる複数の孔を有するプレートのような、メッシュ又は多孔質部材にできる。

第１液体透過性部材及び第２液体透過性部材は、同一の構造にできる、又は孔のサイズ、厚さ及び空隙率のうち少なくとも一つが異なるようにできる。

本発明の他の態様は、投影系と、投影系の下方位置に移動可能でありかつ基板のような対象物を保持する可動ステージと、本発明の態様にかかる保持部材と、を有する液浸リソグラフィ装置に関するものである。

本発明の他の態様は、液浸リソグラフィ装置を利用したデバイス製造方法に関するものである。

本発明は、同種の要素が同種の符号で付された、以下の代表的な実施形態の図面とともに説明される。

図１は、いくつかの実施形態に係る液浸リソグラフィ系を示す概略立面図である。 図２は、第１実施形態に係る浸液保持部材及び浸液保持部材の液体回収系を示す側断面図である。 図３は、第２実施形態に係る浸液保持部材及び浸液保持部材の液体回収系を示す側断面図である。 図４は、第３実施形態に係る浸液保持部材及び浸液保持部材の液体回収系を示す側断面図である。 図５は、デバイスの製造工程を説明するためのフローチャートである。 図６は、より詳細なデバイスの製造工程を説明するためのフローチャートである。

図１は、レクチルが保持されているレクチルステージ１２と、最後の、又は、“最終”光学素子１６を有する投影系１４と、基板２６が保持されているとともに、粗動ステージ２０上を移動可能な精密移動ステージ２２と、を備える液浸リソグラフィシステム１０を示す。場合によって以下に液体保持部材１８として称される浸液供給及び回収装置１８は、最終光学素子１６と基板２６との間のギャップ２８に／から、例えば、水のような液体である浸液を供給及び回収するように、投影系１４の最終光学素子１６の付近に配置される。本実施形態において、液浸リソグラフィ系１０は、走査露光稼働中にレクチルと基板２６がそれぞれの走査方向に同調して動かされる走査リソグラフィ系である。この技術分野ではよく知られているように、主に基板２６を長距離移動させるために用いられる粗動ステージ２０よりも、精密移動ステージ２２は、基板２６の位置をＸ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹおよびθＺ方向のうち一つ又はそれ以上（全てが望ましい）において高精度で制御する。精密移動ステージ２２の上面は、望ましくは基板２６を保持する凹部を有する基板ホルダを含む。さらに、保持された基板の周囲を囲む精密移動ステージ２２の上面の一部分は、保持している基板の上面と実質的に上面の高さが同じになる上面を有し、これにより、液浸領域が基板の端付近に位置するときにも、液体保持部材１８と、基板２６の複数の上面及び基板ホルダの上面との間に液体が維持される。

リソグラフィシステムの照明光源は、例えば、水銀のｇ線源（４３６ｎｍ）又はｉ線源（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）又はＦ_２レーザ（１５７ｎｍ）などの光源にできる。投影系１４は、レクチルを通じて基板２６上に光の投影及び／又は焦点を合わせる。露光装置の設計に応じて、投影系１４はレクチル上の照明された像を拡大又は縮小することができる。等倍システムにもできる。

エキシマレーザなどからの遠紫外放射を利用する場合、遠紫外線を透過させるシリカガラスやフッ化カルシウムなどのガラス材料を投影系１４に用いることができる。投影系１４は、反射屈折、完全屈折、又は完全反射にできる。

露光デバイスにおいて、反射屈折型光学系の利用を検討できる。反射屈折型光学系の例は米国特許第５６６８６７２号及び米国特許第５８３５２７５号に示されている。これらの例では、反射光学デバイスは、ビームスプリッタと凹面鏡を組み込んだ反射屈折光学系にできる。さらに、米国特許第５６８９３７７号では、ビームスプリッタ無しで、凹面鏡等を組み込んだ反射屈折型光学系を用いており、これを本発明で採用できる。上述の米国特許によって開示された内容はすべてここに援用する。

図２は、液体保持部材１８の一実施形態の断面図である。図２に示すように、投影系１４の最終光学素子１６と基板２６の上面の一部分との間のギャップ又は空間を含む液浸領域内に、液体保持部材１８は、浸液８０を保持する。図２において、基板２６の上面の一部分のみを浸液２０が占めるようにみえる。すなわち、基板の上面の一部分のみが覆われるように、液浸領域のサイズは基板２６の上面のサイズよりも小さい。投影系１４（及び液体保持部材１８）に対する基板２６の相対的な位置に応じて、基板上に、又は基板の一部分及び基板を囲む基板ホルダの一部分上に、又は基板ホルダの一部分のみの上に（例えば、投影系１４の下方に基板が位置しないように前記基板が動かされた場合）、液浸領域を配置できる。さらに、投影系１４に関する計測を行うために使用される計測ステージを露光装置が備える場合、計測ステージの上面と最終光学素子１６との間に液浸領域を形成できる（計測ステージ上には基板ホルダは存在しないだろう）。

液体保持部材１８は、液体供給口３０を少なくとも一つ（及び二つ以上が望ましい）を備えており、その液体供給口３０を介して液浸領域に浸液８０が供給される。液体は供給路を通じて供給口３０に供給され、供給口３０の一端は液体供給１５に接続され、他方の一端は液体保持部材１８のインレットマニホールドに接続されている。供給口３０に供給された液体は、保持部材１８の中央に配置された開口３５を通過した後に基板２６に到達する。図２に示すように、投影系１４を透過した露光光が、基板２６に到達する前に浸液中のみを通過する（すなわち、露光光はいかなる空気や気体中を通過しない）ように、液体保持部材１８と最終光学素子１６との間の浸液のレベルが最終光学素子１６の下面よりも上に保たれるように、浸液の供給と回収が制御される。

図２の実施形態によれば、液体保持部材１８は出口部４０を備える。図２の実施形態では、出口部４０は開口３５を囲む環状溝であり、また同様に液浸領域も囲む。液体は、出口部４０を通じて液浸領域及び基板２６の表面（及び／又は基板ホルダの表面）から除去される。液体保持部材１８に対して少なくとも第１チャンバ４２が部分的に配置されるように、出口部４０は第１液体透過性部材５２によって覆われている。第１液体透過性部材５２の第１（下方）面は基板２６に向かって面しており、その一方で第１液体透過性部材５２の第２（上方）面はチャンバ４２と接する。第１液体透過性部材の第１面から第２面に向かって第１液体透過性部材５２を通過する液体は、このようにして第１チャンバ４２に入る。

図２において出口部４０（また同様に第１液体透過性部材５２）は連続的な溝であり、この出口部４０（また第１液体透過性部材５２）は、集合的に液浸領域を囲みかつ第１チャンバと接続された、ひと続きの複数の円弧状部分、複数の直線部分、又は複数の角部分にできる。さらに、出口部は平面図において円形にでき、平面図において長方形やその他のあらゆる形にできる。

第２液体透過性部材５４は第１チャンバ内に配置されるとともに、第１液体透過性部材５２の第２（上方）面に対して離間し、かつ、前記第２面に面する第１（下方）面を有する。第２液体透過性部材５４はさらに、第２液体透過性部材の第１面と対向しかつ第２チャンバ６０と接する第２（上方）面を有する。第２チャンバ６０はこのようにして第２液体透過性部材５４と複数の壁又はその他の構造物によって定義される。

第１チャンバ４２は、第１チャンバ４２に吸引力を与える第１真空系Ｖ１と接続されている。吸引力は、第１液体透過性部材５２を通じて第１チャンバ４２内に浸液を吸引するのに十分な強さである。第１液体透過性部材５２に与えられる吸引力が第１液体透過性部材５２におけるバブルポイントよりも低位に維持されるように、第１真空系Ｖ１が制御される。すなわち、基板２６の表面（及び／又は基板ホルダの表面）の気体を回収することなく、液浸領域から及び／又は第１液体透過性部材５２を通じて基板２６の表面（及び／又は基板ホルダの表面）から、実質的に液体のみを回収するように、第１真空系Ｖ１は第１チャンバ４２内の圧力を制御する。しかしながら、第１真空系Ｖ１は、第１チャンバ４２からの液体の除去を招くことはない。

一方で、第２チャンバ６０と接続されている第２真空系Ｖ２は、第２液体透過性部材５４を通じて第１チャンバ４２内の液体を第２チャンバ６０内に吸引する。第２チャンバ６０内の液体は、その後に第２真空系Ｖ２によって与えられた吸引力によって第２チャンバ６０から除去される。第２液体透過性部材５４に与えられる吸引力が第２液体透過性部材５４におけるバブルポイントよりも低位に維持されるように、第２真空系Ｖ２が制御される。すなわち、第１チャンバ４２からの気体を回収することなく、第２液体透過性部材５４を通じて第１チャンバ４２から実質的に液体のみを回収するように、第２真空系Ｖ２は第２チャンバ６０内の圧力を制御する。真空系Ｖ１及びＶ２は、例えば、米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号及び米国特許出願公開第２００７／０２２２９６７Ａ１号に記載されている真空力を制御する系にでき、それらの開示の内容のすべてをここに援用する。

液体保持部材１８を制御して液体を除去する方法を以下に述べる。

背景を示すために、米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号に記載されているようなシステムについて述べる。米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号のシステムは、第２チャンバ６０と、第２液体透過性部材５４又は第２真空系Ｖ２とが無いことを除き、本願の図２に示す内容と同様である。米国特許出願公開第２００６／０１５２６９７Ａ１号のシステムは、本願の図２に示す第１液体透過性部材５４のような単一液体透過性部材を通じて浸液を単に吸引する。第１チャンバ４２のような単一チャンバを液体が満たし、その液体は本願の図２のシステムＶ１のような単一真空系によりチャンバ４２から吸引される。したがって、真空系と基板に面する液体透過性部材との間に非常に長い液体流路が存在する。そのため、前述のように、液体が最初に液体透過性部材の下面と接触するとき、長い液体流路内の液体を加速させるのに時間がかかり、液体の回収に遅れが生じる。さらに、例えば各基板の露光開始時と終了時などの流路内の流速が突然変化する場合、あるいは、例えば基板上の異なるショット領域の露光と露光の間などの基板の高速移動が生じる場合、長い液体流路は大きな圧力パルスの発生を招く。よって、液体透過性部材におけるバブルポイント突破を回避するために、真空制御系による吸引力は通常低減されており、液体透過性部材におけるバブルポイントを超える吸引力よりも実質的に低位である。このように、圧力パルスが存在する場合でも、真空力は液体透過性部材のバブルポイントを超えない。しかしながら、吸引力の低減は、例えば、液体が最初に液体透過性部材に接触した場合などの、液体回収系の反応性も低下させる。これは液体保持部材下からの液体漏れを招く可能性がある。吸引力の低減は、液体を回収可能な最大流速も低下させる。例えば、液体透過性部材のバブルポイントが２ＫＰａであるシステムの場合、液体透過性部材に与えられる定常状態吸引力が約１ＫＰａになるように、真空制御系が制御される。

本願の図２に記載されているシステムにおいては、第１チャンバ４２内の第１液体透過性部材５２の上方に非常に短い液体流路が設けられているために、第１真空制御システムＶ１によって第１液体透過性部材のバブルポイントに非常に近い吸引力を第１液体透過性部材に与えることができる。具体的には、液体流路の長さは、第２液体透過性部材５４の下面と第１液体透過性部材５２の上面との間の距離と、ほぼ同じである。この距離は３ｍｍの小ささにできる。

第１液体透過性部材５２の上方に短い液体流路が設けられているために、第１液体透過性部材５２の下面に液体が最初に接触した際に液体吸引の実質的な遅れが生じない。さらに、第１液体透過性部材５２の上方に形成された短い液体流路は、流路内の流速が突然変化した場合でも、大きな圧力パルスを生じさせない。したがって、第１液体透過性部材５２のバブルポイントに非常に近い吸引力を第１液体透過性部材に与えるように、第１真空制御系Ｖ１を制御可能である。このように、第１液体透過性部材５２を通過する液体流量の変化量に関わらず、第１液体透過性部材５２で生じる条件は非常に安定している。

第２液体透過性部材５４を通過する流量の制御は、単一液体透過性部材を有するシステムを通過する流量の制御に関して上述された内容と同様である。具体的には、第２真空制御系Ｖ２によって第２液体透過性部材５４に与えられた吸引力が第２液体透過性部材５４のバブルポイントよりも十分に低位に維持され、これにより、液体の流量に突然の変化がある場合に、第２液体透過性部材５４において生じうる大きな圧力パルスが第２液体透過性部材５４のバブルポイントを超えないようにされる。その一方で、流量の変化が大きい場合には、第２液体透過性部材５４を通じて十分な速さで初期吸引できない過剰な液体が第１チャンバ４２内に収容される（すなわち、第１液体透過性部材５２を通じて流量が突然増加する場合に第１チャンバ４２内の液体のレベルが上昇する）。しかしながら、いったんその流量の急上昇が低下し、第２液体透過性部材５４を通じた流量がより安定状態に達すると、第１チャンバ４２内の液体のレベルは、図２に示す定常状態に達するまで徐々に低下していく。

図２中では第２液体透過性部材５４は実質的に水平に配置されているように示されているが、液体流量が少量の場合にフラットで水平な部材５４の下面の下方に空気泡が閉じ込められる可能性があるため、第２液体透過性部材５４の表面全体に沿って第２液体透過性部材５４が非水平に配置されるのが好ましい。したがって、図３及び図４に示す代替的な実施形態が備える第２液体透過性部材において、第２液体透過性部材の下面と第１液体透過性部材の上面との間の距離が、第２液体透過性部材の異なる複数の部分で変化する。

図３に示す一実施形態において、第２液体透過性部材５４ａの一部分が、第２液体透過性部材５４ａの他の一部分よりも第１液体透過性部材５２により接近するように、第２液体透過性部材５４ａが傾斜している。

図４に示す一実施形態において、第２液体透過性部材５４ｂの異なる複数の部分が、第１液体透過性部材５２から異なる距離に配置されるように、第２液体透過性部材５４ｂが凸である。

流速が増加するにしたがって、第２液体透過性部材５４ａ又は５４ｂのより多くの領域がチャンバ４２内の液体と接触するようになり、そのため第２液体透過性部材５４ａ／５４ｂを通過する流量の容量が増加し、その結果、第１液体透過性部材５２を通過する流量の変化に対してより速やかな対応が可能になる、といった点においても図３及び図４の実施形態は有利である。

いくつかの実施形態において、浸液は高い屈折率を有する液体である。別のいくつかの実施形態では、液体は純水、又は、これらに限らないが、シダー油、フッ素化油、“デカリン”又は“ペルヒドロピレン（Perhydropyrene）”などを含む、液体であってもよい。

第１液体透過性部材５２又は第２液体透過性部材５４、又は第１液体透過性部材と第２液体透過性部材の両方が、メッシュ又は通常１５０μｍよりも孔径が小さい孔を有する多孔質材で形成される多孔質部材であってもよい。例えば、多孔質部材は、金属材料を用いて織られた部材又は金属、プラスチックなど、多孔質金属、多孔質ガラス、多孔質プラスチック、多孔質セラミック、スポンジなどの材料から形成された多層構造物、又は化学的にエッチング（例えば、フォトエッチングによって）によって形成された孔を有する材料のシート、を有するワイヤメッシュであってもよい。第１液体透過性部材と第２液体透過性部材は構造が同一であってもよく、又は孔のサイズ、厚さおよび空隙率のうち一つ又はそれ以上の点で異なってもよい。いくつかの実施形態において、第１液体透過性部材５２に与えられる吸引力が第１液体透過性部材５２のバブルポイントで維持又はより高位で維持されるように、第１真空制御系Ｖ１が制御されてもよい。すなわち、液体と気体の混合体が、液浸領域から回収される及び／又は基板２６の表面（及び／又は基板ホルダの表面）から第１液体透過性部材５２を通じて回収されるように、第１真空制御系Ｖ１によって第１チャンバ４２内の圧力を制御してもよい。いくつかの実施形態において、第２液体透過性部材５４に与えられる吸引力が第２液体透過性部材５４のバブルポイントで維持又はより高位で維持されるように、第２真空制御系Ｖ２が制御されてもよい。すなわち、液体と気体の混合体が第１チャンバ４２から第２液体透過性部材５４を通じて回収されるように、第２真空制御系Ｖ２によって第２チャンバ６０内の圧力を制御してもよい。

ここに記載されている露光装置の利用は、半導体製造のためのフォトリソグラフィ系に限らない。露光装置は、例えば、液晶ディスプレイ素子パターンを矩形ガラスプレート上に露光するＬＣＤフォトリソグラフィ系、又は薄膜磁気ヘッド製造用のフォトリソグラフィ系として用いることができる。

図５で概略的に示す工程によって、上述された系を用いて半導体デバイスを加工することができる。ステップ８０１においてデバイスの機能や性能特性が設計される。続いて、ステップ８０２において、前設計工程に従ってパターンを有するマスク（レクチル）が設計され、ステップ８０３において、シリコン材料からウエハが作製される。ステップ８０４において、本発明の態様にかかる上述のフォトリソグラフィ系によって、ステップ８０２で設計されたマスクパターンがステップ８０３からのウエハ上に露光される。ステップ８０５において、半導体デバイスが組み立てられる（ダイシング工程、ボンディング工程、及び梱包工程を含む）。最終的に、ステップ８０６においてデバイスが検査される。

図６は、半導体デバイスの加工における上述したステップ８０４の詳細なフローチャートの一例を示す。図６のステップ８１１（酸化ステップ）において、ウエハ表面が酸化される。ステップ８１２（ＣＶＤステップ）において、ウエハ表面に絶縁膜が形成される。ステップ８１３（電極形成ステップ）において、蒸着によってウエハ上に電極が形成される。ステップ８１４（イオン注入ステップ）において、ウエハにイオンが注入される。上述したステップ８１１〜８１４は、ウエハ処理におけるウエハに対する前処理工程を形成し、処理要求に応じて各ステップが選択される。

ウエハ処理の各段階において、上述した前処理手順が完了すると、後述の後処理段階が実行される。後処理では、まず、ステップ８１５（フォトレジスト形成ステップ）において、フォトレジストがウエハに塗布される。続いて、ステップ８１６（露光ステップ）において、上述した露光デバイスを使用してマスク（レクチル）の回路パターンをウエハに転写する。そしてステップ８１７（現像ステップ）では露光されたウエハを現像し、ステップ８１８（エッチングステップ）では、残留フォトレジスト以外（露光された材料表面）の部分をエッチングにより除去する。ステップ８１９（フォトレジスト除去ステップ）では、エッチング後に残る不要なフォトレジストを除去する。これらの前処理と後処理手順の繰り返しによって、多重の回路パターンが形成される。

上記の実施形態にかかるフォトリソグラフィシステム（露光装置）は、所定の機械的精度、電気的精度、及び光学的精度を保つように、各種サブシステムを組み立てることで構成される。各種精度を保つために、この組み立ての前後には、各光学系について、光学的精度を達成するために調整が行われる。同様に、各機械系及び各電気系について、それぞれの機械的及び電気的精度を得るための調整が行われる。各サブシステムからフォトリソグラフィシステムへの組み立て工程は、サブシステム間の、機械的な接続、電気回路の配線接続、及び気圧回路の配管接続を含む。各種サブシステムからフォトリソグラフィシステムへの組み立ての前に、各サブシステムも組み立てられる。各種サブシステムを用いてフォトリソグラフィシステムが一旦組み立てられると、総合的な調整が行われ、完成したフォトリソグラフィシステムの精度の維持が確認される。なお、露光システムの製造は温度及びクリーン度が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

好ましい実施形態に言及して本発明について述べてきたが、本発明はこれらの好ましい実施形態や構成に限定されないことは言うまでもない。本発明は、種々の変形及び等価なアレンジを含むものとする。また、各種組み合わせ及び構成で示した好ましい実施形態の各種要素は代表例であり、より多く、より少なく、又は単一の要素を含む、他の組み合わせ及び構成も本発明の範囲に含まれる。

Claims (46)

1. 液浸リソグラフィシステムにおける投影系と露光対象物との間のギャップを含む液浸領域に浸液を保持するため、また前記液浸領域から前記浸液を回収するための浸液保持装置であって、
   出口部と、前記対象物に投影されるパターン像が通過する開口とを含む保持部材と、
   前記出口部を覆うとともに、前記対象物に面する第１面と、第１チャンバと接しかつ前記第１面と対向する第２面とを有する、第１液体透過性部材と、
   前記第１液体透過性部材の前記第２面に隣接しかつ離間して配置される第２液体透過性部材であり、前記第１液体透過性部材の前記第２面に面する第１面と、前記第２液体透過性部材の前記第１面と対向する第２面とを有するとともに、前記第２液体透過性部材の前記第２面が前記第１チャンバと異なる第２チャンバと接する、前記第２液体透過性部材と、を備えた装置。
2. 前記第２液体透過性部材と前記第１液体透過性部材との間の距離が、前記第２液体透過性部材の前記第１面における異なる複数の部分で変化する請求項１記載の装置。
3. 前記第２液体透過性部材の前記第１面が凸である請求項２記載の装置。
4. 前記第２液体透過性部材が前記第１液体透過性部材に対して傾斜している請求項２記載の装置。
5. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つがメッシュである請求項１記載の装置。
6. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つが多孔質材である請求項１記載の装置。
7. 前記多孔質材がスポンジである請求項６記載の装置。
8. 前記多孔質材が、その中を通して伸びる複数の孔を有するプレートである請求項６記載の装置。
9. 前記第１液体透過性部材の前記第２面と前記第２液体透過性部材の前記第１面の間との距離が、少なくとも約３ｍｍである請求項１記載の装置。
10. 前記第１液体透過性部材と前記第２液体透過性部材とは、孔のサイズ、厚さ、および空隙率のうち少なくとも一つが異なる請求項１記載の装置。
11. 液浸リソグラフィシステムにおける投影系と露光対象物との間のギャップを含む液浸領域内に浸液を保持するため、また前記液浸領域から前記浸液を回収するための浸液保持装置であって、
    出口部と、前記対象物に投影されるパターン化された像が通過する開口とを含む保持部材と、
    前記出口部を覆うとともに、前記対象物に面する第１面と、第１チャンバと接しかつ前記第１面と対向する第２面を有する、第１液体透過性部材と、
    対向する第１面及び第２面を有する第２液体透過性部材であり、前記第２液体透過性部材の前記第１面が前記第１チャンバと接するとともに、前記第２液体透過性部材の前記第２面が前記第１チャンバと異なる第２チャンバと接する、前記第２液体透過性部材と、を備えた装置。
12. 前記第１液体透過性部材が水平に配置され、前記第２液体透過性部材の前記第１面が前記第１液体透過性部材の前記第２面に対して垂直方向に離れた位置に配置される、請求項１１記載の装置。
13. 前記第２液体透過性部材の前記第１面と前記第１液体透過性部材の前記第２面との間の垂直方向の距離が、前記第２液体透過性部材の前記第１面における異なる複数の部分で変化する請求項１２記載の装置。
14. 前記第２液体透過性部材の前記第１面が凸である請求項１３記載の装置。
15. 前記第２液体透過性部材が前記第１液体透過性部材に対して傾斜している請求項１３記載の装置。
16. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つがメッシュである請求項１１記載の装置。
17. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つが多孔質材である請求項１１記載の装置。
18. 前記多孔質材がスポンジである請求項１７記載の装置。
19. 前記多孔質材が、その中を通して伸びる複数の孔を有するプレートである請求項１７記載の装置。
20. 前記第１液体透過性部材の前記第２面と前記第２液体透過性部材の前記第１面との間の垂直方向の距離が、少なくとも約３ｍｍである請求項１１記載の装置。
21. 最終光学素子を有する投影系と、
    可動ステージであり、前記最終光学素子と前記可動ステージの表面との間にギャップが存在しかつ前記表面と前記最終光学素子との間の前記ギャップに浸液が満たされるように前記投影系の下方位置に移動可能な、前記可動ステージと、
    前記表面と前記最終光学素子との間に液浸を維持する保持部材と、を備え、
    前記保持部材は、
    出口部と、
    前記投影系によって前記浸液を通じて前記可動ステージ上に投影されるパターン像が通過する開口と、
    前記出口部を覆うとともに、前記ステージの前記表面と面する第１面と、第１チャンバと接し前記第１面と対向する第２面とを有する、第１液体透過性部材と、
    前記第１液体透過性部材の前記第２面に隣接しかつ離間して配置される第２液体透過性部材であり、前記第１液体透過性部材の前記第２面に面する第１面と、前記第２液体透過性部材の前記第１面と対向する第２面とを有するとともに、前記第２液体透過性部材の前記第２面が前記第１チャンバと異なる第２チャンバと接する、前記第２液体透過性部材と、
    を有する、液浸リソグラフィ装置。
22. 前記第１液体透過性部材の前記第１面から前記第１液体透過性部材の前記第２面へ前記第１液体透過性部材内を通して、前記浸液を前記第１チャンバ内に吸引するように、前記第１チャンバに接続された第１真空系をさらに備える請求項２１記載の装置。
23. 前記第２チャンバに接続された第２真空系をさらに備え、前記第２真空系によって前記第２液体透過性部材内を通して前記第１チャンバから前記第２チャンバに前記浸液を吸引する、請求項２２記載の装置。
24. 前記第２液体透過性部材と前記第１液体透過性部材との間の距離が、前記第２液体透過性部材の前記第１面の異なる複数の部分で変化する請求項２１記載の装置。
25. 前記第２液体透過性部材の前記第１面が凸である請求項２４記載の装置。
26. 前記第２液体透過性部材が前記第１液体透過性部材に対して傾斜している請求項２４記載の装置。
27. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つがメッシュである請求項２１記載の装置。
28. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つが多孔質材である請求項２１記載の装置。
29. 前記多孔質材がスポンジである請求項２８記載の装置。
30. 前記多孔質材が、その中を通して伸びる複数の孔を有するプレートである請求項２８記載の装置。
31. 前記第１液体透過性部材の前記第２面と前記第２液体透過性部材の前記第１面との間の距離が、少なくとも約３ｍｍである請求項２１記載の装置。
32. 前記第１液体透過性部材と前記第２液体透過性部材とは、孔のサイズ、厚さ、および空隙率のうち少なくとも一つが異なる請求項２１記載の装置。
33. 前記保持部材が前記投影系の最終光学素子を実質的に囲む請求項２１記載の装置。
34. 前記ステージは、基板ホルダを有し、
    前記基板ホルダの上面、前記基板ホルダに保持された基板の上面、又はその両方が、前記最終光学素子との間に前記ギャップを形成する前記表面に相当する、請求項２１記載の装置。
35. 請求項２１記載の装置における前記投影系及び浸液を通じて基板上にパターン化された像を投影して前記基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像すること、
    を含むデバイス製造方法。
36. 液浸リソグラフィシステムにおける投影系と露光対象物との間のギャップを含む液浸領域からの浸液回収方法であって、
    前記液浸領域から前記第１液体透過性部材内を通じて保持部材の少なくとも一部の範囲内に配置される第１チャンバ内に前記浸液を吸引する工程であり、前記保持部材は、出口部と、対象物に投影されるパターン像が通過する開口とを有し、前記出口部は、前記出口部を覆う前記第１液体透過性部材を有し、前記第１液体透過性部材は、前記対象物に面する第１面と、前記第１チャンバと接しかつ前記第１面と対向する第２面とを有する、前記工程と、
    前記第１チャンバから第２液体透過性部材内を通じて第２チャンバ内に前記浸液を吸引する工程であり、前記第２液体透過性部材は、第１チャンバと第２チャンバとの間の境界に配置されかつ、前記第１液体透過性部材の前記第２面に面しかつ離間して配置される第１面と、前記第２液体透過性部材の前記第１面と対向しかつ前記第２チャンバと接する第２面とを有する、前記工程と、
    を含む浸液回収方法。
37. 前記第１チャンバを第１真空系に接続することにより前記浸液が前記第１液体透過性部材を通じて前記第１チャンバに吸引され、前記第２チャンバを第２真空系に接続することにより前記浸液が前記第２液体透過性部材を通じて前記第２チャンバに吸引される請求項３６記載の方法。
38. 前記第２液体透過性部材と前記第１液体透過性部材との間の距離が、前記第２液体透過性部材の前記第１面の異なる複数の部分で変化する請求項３６記載の方法。
39. 前記第２液体透過性部材の前記第１面が凸である請求項３８記載の方法。
40. 前記第２液体透過性部材が前記第１液体透過性部材に対して傾斜している請求項３８記載の方法。
41. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つがメッシュである請求項３６記載の方法。
42. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材の少なくとも一つが多孔質材である請求項３６記載の方法。
43. 前記多孔質材がスポンジである請求項４２記載の方法。
44. 前記多孔質材が、その中を通して伸びる複数の孔を有するプレートである請求項４２記載の方法。
45. 前記第１液体透過性部材の前記第２面と前記第２液体透過性部材の前記第１面との間の距離が、少なくとも約３ｍｍである請求項３６記載の方法。
46. 前記第１液体透過性部材および前記第２液体透過性部材が、穴のサイズ、厚さ、および空隙率のうち少なくとも一つが異なる請求項３６記載の方法。

Images