JP2018517923A - リソグラフィ装置及びリソグラフィプロセスにおける方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射ビームが通過する場所での周囲ガスの特性の変動を低減する。
【解決手段】リソグラフィ装置は互いに対する相対移動が行われる第１構成要素ＷＴと第２構成要素Ｇを備え、第１構成要素は第１表面１を有し、第２構成要素は第２表面２を有し、第１表面と第２表面は互いに対向する。第１表面は第１表面と第２表面の間のガス被保護容積９０への周囲ガス流入を低減又は防止する障壁を提供する障壁システム７０を収容する。障壁システムは、被保護容積の第１表面に隣接する部分を包囲するガスカーテン８１を構築するカーテンガス流に適応したカーテン開口部７１と、カーテンガス流に取り込まれる内側取込ガス流８２に適応した内側取込開口部７２とを備える。リソグラフィ装置は内側取込ガス流の乱れがカーテンガス流より弱くなるよう構成され、内側取込開口部は被保護容積に対しカーテン開口部の径方向内側にある。
【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年４月２０日に出願された欧州出願第１５１６４２１７．０号の優先権を主張し、その全体が本明細書に援用される。

本発明は、リソグラフィ装置及びリソグラフィプロセスにおける方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板の目標部分に与える機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣの個別の層に形成されるべき回路パターンを生成するために使用され得る。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイを含む）目標部分に転写される。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板には網目状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。ほかの公知のリソグラフィ装置にはいわゆるスキャナがある。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この方向と平行または逆平行に同期して走査するようにして各目標部分は照射を受ける。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。

リソグラフィ装置は基板へのパターン転写中及び／またはその開始前に計測を行う。計測の一例は、パターンを投影する投影システムまたは基準フレームに対する基板の位置である。計測は計測放射ビームを使用して行える。

リソグラフィ装置が基板上に所望のパターンを与える速さはスループットとして知られるが、これはリソグラフィ装置における主要な性能条件である。スループットは速いことが望ましい。スループットは多くの要因に左右される。スループットを左右するひとつの要因は、基板へのパターン転写が生じる速度である。スループットを左右するほかの要因は、パターン転写前に行わなければならない計測の速度である。したがって、基板へのパターン転写中および計測中に基板を高速移動させることは有益である。しかしながら、高速移動での計測とパターン転写の精度を維持することが重要である。

リソグラフィ装置における計測放射ビームは、周囲ガスと称されるガスを通過する。周囲ガスの特性の局所的変動はそこを通過する計測放射ビームに影響を与えうる。投影放射ビームも計測放射ビームと同様に影響されうる。そこで、本発明の狙いは、計測放射ビーム及び／または投影放射ビームが通過する場所での周囲ガスの特性の変動を低減した装置を提供することにある。

本発明のある態様によると、互いに対する相対移動が行われるように構成された第１構成要素と第２構成要素を備えるリソグラフィ装置であって、前記第１構成要素は、第１表面を有し、前記第２構成要素は、第２表面を有し、前記第１表面と前記第２表面は互いに対向し、前記第１表面は、前記第１表面と前記第２表面の間にあるガスの被保護容積への周囲ガスの流入を低減または防止するように動作可能な障壁を提供するよう構成された障壁システムを収容し、前記障壁システムは、前記被保護容積のうち前記第１表面に隣接する部分を包囲するガスカーテンを構築するためのカーテンガス流に適応された少なくとも１つのカーテン開口部と、前記カーテンガス流へと取り込まれるための内側取込ガス流に適応された少なくとも１つの内側取込開口部と、を備え、前記リソグラフィ装置は、前記内側取込ガス流の乱れが前記カーテンガス流の乱れよりも弱くなるように構成され、前記少なくとも１つの内側取込開口部は、前記被保護容積に対して前記少なくとも１つのカーテン開口部の径方向内側にあるリソグラフィ装置が提供される。

本発明のある態様によると、リソグラフィプロセスにおける方法であって、第１構成要素の第２構成要素に対する相対移動を行うことを備え、第１構成要素が第１表面を有し、第２構成要素が第２表面を有し、第１表面と第２表面が互いに対向しており、さらに、前記第１表面と前記第２表面の間にあるガスの被保護容積への周囲ガスの流入を低減または防止するように動作可能な障壁を提供することを備え、前記障壁を提供することは、前記被保護容積のうち前記第１表面に隣接する部分を包囲するガスカーテンを構築するように第１表面により収容された少なくとも１つのカーテン開口部からカーテンガス流を提供することと、前記カーテンガス流へと取り込まれるために前記第１表面により収容された少なくとも１つの内側取込開口部から内側取込ガス流を提供することと、を備え、前記内側取込ガス流は前記カーテンガス流よりも乱れが弱く、前記少なくとも１つの内側取込開口部は、前記被保護容積に対して前記少なくとも１つのカーテン開口部の径方向内側にある方法が提供される。
本発明のいくつかの実施の形態が付属の概略的な図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。各図面において対応する参照符号は対応する部分を指し示す。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を示す。 リソグラフィ装置の基板テーブルの平面図である。 図２の基板テーブルの側面図である。 本発明のある実施の形態に係る基板テーブルの実施例を断面図で示す。 本発明のある実施の形態に係る基板テーブルの実施例を断面図で示す。

図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明システム（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を支持するよう構成され、いくつかのパラメータに従ってパターニング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と、
− 基板（例えば、レジストで被覆されたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、いくつか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（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
− パターニングデバイスＭＡにより投影放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つ以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影システム（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳと、を備える。

リソグラフィ装置は、エンクロージャＥＮを備える。エンクロージャＥＮは、少なくとも基板テーブルＷＴを包囲する。周囲ガスがエンクロージャＥＮ内に存在する。

照明システムＩＬは、放射を方向付け、放射を成形し、または放射を制御するために、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、またはその他の形式の光学素子、若しくはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持する（すなわち、パターニングデバイスＭＡの重量を支える）。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの向きやリソグラフィ装置の設計、あるいはパターニングデバイスＭＡが真空環境下で保持されるか否か等その他の条件に応じた方式でパターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは例えばフレームまたはテーブルであってよく、固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。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に対して所望の位置にあることを保証してもよい。本書では「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「パターニングデバイス」に同義であるとみなされうる。

本書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗの目標部分Ｃにパターンを形成すべく投影放射ビームの断面にパターンを付与するために使用可能な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。例えば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のように、投影放射ビームに付与されるパターンが基板Ｗの目標部分Ｃに所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよいことに留意すべきである。一般には、投影放射ビームに付与されるパターンは、目標部分Ｃに形成される集積回路などのデバイスにおける特定の機能層に対応する。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれより多くの基板テーブルＷＴ（及び／または２つ以上のマスクテーブルＭＴ）を有する形式のものであってもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加された基板テーブルＷＴ及び／またはマスクテーブルＭＴは並行して使用されてもよい。あるいは１以上の基板テーブルＷＴ及び／またはマスクテーブルＭＴが基板Ｗへのパターン転写のために使用されている間に１以上の他の基板テーブルＷＴ及び／またはマスクテーブルＭＴで準備工程が実行されてもよい。

また、リソグラフィ装置は、基板Ｗの少なくとも一部が例えば水などの比較的高い屈折率を有する液浸液で投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を満たすよう覆われうる形式のものであってもよい。液浸技術は投影システムＰＳの開口数を増大させるための周知の技術である。本書で使用される「液浸」との用語は、基板等の構造体が液浸液に浸されなければならないことを意味するのではなく、液浸液が投影システムＰＳと基板Ｗとの間に基板へのパターン転写中に配置されることを意味するにすぎない。

投影放射ビーム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デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、パターニングデバイスによりパターン形成される。マスクＭＡを横切った投影放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは投影放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、図１に示されるグリッドＧを有するリニアエンコーダ、または静電容量センサなど）により、例えば投影放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）は、投影放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出し後またはスキャナにおける走査中に、正確に位置決めするために使用することができる。一般にマスクテーブルＭＴの移動は、第１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）により実現されうる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２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うる。ステッパでは（スキャナとは異なり）、マスクテーブル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。マスクＭＡと基板Ｗとは、マスク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Ｐ１、Ｐ２が専用の目標部分Ｃを占拠しているが、アライメントマークは目標部分Ｃ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、マスクＭＡに複数のダイがある場合にはマスクアライメントマークＰ１、Ｐ２がダイ間に配置されてもよい。

図示されるリソグラフィ装置は、スキャンモードにおいて、すなわちスキャナとして、使用されうる。スキャンモードにおいては、投影放射ビームＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、マスクテーブルＭＴと基板テーブルＷＴとが同期して走査される。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ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められうる。

スキャンモードにおいては、基板テーブルＷＴは、蛇行状経路に沿って移動し、またはスキャン方向ＳＣにおいて前後に移動することができる。走査は基板テーブルＷＴがスキャン方向ＳＣに沿って前後に移動しているときに起こる。両方向への移動は等価である。純粋に説明の簡単のために、一方の方向を前進スキャン方向、他方を後退スキャン方向と称する。

基板テーブルＷＴ（及び／またはマスクテーブルＭＴ）は、基板Ｗのほかの目標部分Ｃを露光するためにステップ方向に移動されてもよい。ステップ方向はスキャン方向ＳＣと実質的に直交している。スキャン方向ＳＣ、ステップ方向はそれぞれＸ方向、Ｙ方向と称されうる。逆もまた同様である。

リソグラフィ装置は計測放射ビームを使用する。計測放射ビームは、リソグラフィ装置の様々な構成要素の位置または性質を計測するために使用される。リソグラフィ装置は基板Ｗへの結像のために投影放射ビームＢを使用する。投影放射ビームＢと計測放射ビームは、投影放射ビームＢと計測放射ビームそれぞれが通過する周囲ガスによって影響を受ける。

計測放射ビームがガスをどのように伝わるかにはいくつかの要因が影響しうる。たとえば、ガスの温度、ガスの湿度、ガスの組成は、ガスの屈折率に影響しうる要因である。これら要因の局所化された変動とガスの乱れがガスの屈折率に不均一性をもたらしうる。ガスを通過する計測放射ビームは、屈折率の変動に影響を受ける。たとえば、屈折率の変化は計測放射ビームの軌道を変化させうる。これとともに、またはこれに代えて、屈折率の変化は計測放射ビームに波面誤差を導入しうる。計測放射ビームの経路に沿う屈折率の変動によって計測誤差が誘起されうる。計測誤差はリソグラフィ装置の構成要素の位置決めにおける不正確な位置決めにつながりうる。こうした不正確な位置決めは、パターン付けられた放射ビームＰＢの基板上での配置を変更するので、オーバレイに関し有害な作用をもたらす。

図４及び図５に示されるように、ある実施の形態においては、障壁システム７０が、計測放射ビームが通過する周囲ガスの屈折率変動を低減することを試みるべく設けられている。障壁システム７０は、第１表面１と第２表面２の間にある被保護容積９０への周囲ガスの流入を低減するように動作可能な障壁８０を提供するよう構成されている。計測放射ビームは、第１表面１と第２表面２の間にある被保護容積９０を通過することができる。そこで、計測放射ビームが通過する被保護容積９０におけるガスが制御されることができる。

ある実施の形態においては、障壁システム７０は、第１表面１内の少なくとも１つのカーテン開口部７１から障壁ガスを吐出することにより提供されるガスカーテン８１を構築する。ガスカーテン８１は、障壁８０の一部を形成し、ガスカーテン８１の一方側で周囲ガスの流れを妨げる。ガスカーテン８１は、被保護容積９０内部のガスが被保護容積９０の外側の周囲ガスから有効に分離されるように被保護容積９０の周りに提供されることができる。被保護容積９０内部のガスは、被保護容積９０の外側のガスよりも均一となるように調整されることができる。したがって、ガスカーテン８１は、計測放射ビームが通過する被保護容積９０の周りに障壁８０を提供するために使用されることができる。これが計測放射ビームを被保護容積９０の外側の周囲ガスにおける変化の影響から保護する。被保護容積９０内部のガスは被保護ガスと称される。

被保護容積９０に進入するいかなる未調整の周囲ガスであっても計測放射ビームの伝搬に影響し誤差を誘起しうる。ガスカーテン８１を使用して被保護容積９０への周囲ガスの侵入を防止する種々の異なる方法が可能である。それら種々の方法には、（１）第１表面１内の一式のカーテン開口部７１のみを通じてガスジェットを提供することと、（２）第１表面１内の一式の外側取込開口部７３を通じて提供される外側取込ガス流８３よりも被保護容積９０に対し径方向内側で被保護容積９０を囲む第１表面１内の第１の一式のカーテン開口部７１を通じてガスの乱流を提供することとが含まれるが、これらに限定されない。

しかしながら、風洞試験によれば、移動速度が増すにつれて、より多くの未調整周囲ガスが被保護容積９０に進入し被保護ガスを汚染することが示されている。

ある実施の形態においては、リソグラフィ装置が提供され、これはエンクロージャＥＮ内に収容された第１構成要素を備える。リソグラフィ装置は、投影システムＰＳの光軸Ｏに直交する平面内で予め定められた方向においてエンクロージャＥＮに対する移動を第１構成要素に行わせるように構成されている。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、エンクロージャＥＮに対して予め定められた配置をエンクロージャＥＮに対する移動中に第１構成要素に保持させるように構成されている。エンクロージャＥＮ内での第１構成要素の移動は、エンクロージャＥＮ内において第１構成要素に対する周囲ガスの流れを誘起する。第１構成要素は、光軸Ｏに直交して配置された第１表面１を有する。

エンクロージャＥＮの周囲ガス内での（基板テーブルＷＴなどの）第１構成要素の相対移動中には、第１構成要素に対する周囲ガスの流れが誘起される。

第１構成要素の第１表面１は、障壁システム７０を収容する。障壁システム７０は、障壁８０を提供するよう構成されている。障壁８０は、ガスの被保護容積９０への周囲ガスの流入を低減または防止するように動作可能である。ガスの被保護容積９０は、第１表面１と第２構成要素の第２表面２との間にある。ある実施の形態においては、第１構成要素は、放射ビーム５０を使用する計測を行うように構成された計測センサ１０を備える。

ある実施の形態においては、障壁システム７０は、少なくとも１つのカーテン開口部７１を備える。少なくとも１つのカーテン開口部７１は、カーテンガス流に適応されている。カーテンガス流は、ガスカーテン８１を構築するためにある。ガスカーテン８１は、被保護容積９０のうち第１表面１に隣接する部分を包囲する。ある実施の形態においては、少なくとも１つのカーテン開口部７１からのカーテンガス流は、乱流ジェットである。乱流ジェットは本質的に、主として麓部にて（すなわち少なくとも１つのカーテン開口部７１に隣接して）、周囲からガスを取り込む。

被保護容積９０の内側では、カーテンガス流の吸入によってガスの内部循環を構築することができる。カーテンガス流は被保護容積９０の内側に渦を生じさせうる。この渦にはカーテンガス流からの乱流渦が含まれうる。こうした渦は被保護容積９０内の被保護ガスに速度と圧力の変動を生じさせうる。速度と圧力の変動は、被保護容積内のガスの屈折率に変動を生じさせうる。屈折率の変動は光ビーム経路を乱しうる。これは計測センサ１０によって行われる計測に誤差を生じさせうる。この種の誤差は圧力ノイズとも呼ばれる。誤差はオーバレイ及び／または焦点性能に悪影響を与えうる。

本発明は、被保護容積９０内の被保護ガスの安定性を高めることを狙いとする。ある実施の形態においては、障壁システム７０は、少なくとも１つの内側取込開口部７２を備える。少なくとも１つの内側取込開口部７２は、そこからの内側取込ガス流８２に適応されている。内側取込ガス流８２は、ガスカーテン８１を構築するカーテンガス流へと取り込まれるためにある。少なくとも１つの内側取込開口部７２は、被保護容積９０に対して少なくとも１つのカーテン開口部７１の径方向内側にある。リソグラフィ装置は、内側取込ガス流８２の乱れがカーテンガス流の乱れよりも弱くなるように構成されている。

ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２は、実質的に層流である。内側取込ガス流８２は、被保護容積９０内でのガスの内部循環を抑制することができる。内部循環の抑制によって、より安定した環境を被保護容積９０内にもたらすことができる。圧力と速度の変動に関して被保護容積９０内の環境は、より安定化されうる。

それに加えて、またはそれに代えて、内側取込ガス流８２は、被保護容積９０に内側から噴出することもできる。被保護容積９０の内側から被保護容積９０に噴出することにより、ガスカーテン８１と放射ビーム５０の間に保護バッファを生成することができる。保護バッファは実質的に層流であってもよい。

本発明のある実施の形態は、圧力と速度の変動に起因するノイズレベルの低減を被保護容積９０内部の被保護ガス全体にわたって実現するものと期待される。

本発明のある実施の形態は、第１構成要素と第２構成要素との相対移動後に被保護容積９０を復元する回復時間の低減を実現するものと期待される。被保護容積９０が破壊される速い動きの後には被保護容積９０内の被保護ガスの安定性を復元するために回復時間が必要である。内側取込ガス流７２は回復時間を顕著に低減することができる。なぜなら、内側取込ガス流７２は被保護容積９０の内側から被保護容積９０内の被保護ガスを更新することができるからである。

以下では本発明が、周囲ガスの流れを方向付けるよう構成された第１表面１がガスカーテンに関連付けられた表面であり第１構成要素が基板テーブルＷＴであるシステムを参照して説明される。しかし、本発明はこうしたシステムには限定されず他のシステムにも適用可能である。以下の説明では計測放射ビームに着目している。しかし、原理は投影放射ビームにも同様に適用される。たとえば、マスクテーブルＭＴの移動がマスクＭＡの表面上に周囲ガスの流れを誘起しうる。マスクＭＡの表面上での周囲ガスの流れは屈折率に変動をもたらしうる。屈折率変動に影響されるガスを投影放射ビームが通過すると投影放射ビームに変化がもたらされうる。投影放射ビームの変化は結像誤差につながりうる。よって、第１表面１上のガス流れを低減することに関して以下に述べる原理は、マスクテーブルＭＴなどリソグラフィ装置の任意の場所に使用可能である。

ある実施の形態においては、第１構成要素は、基板テーブルＷＴを備える。ある実施の形態においては、第２構成要素は、グリッドＧを備える。グリッドＧは、投影システムＰＳに対し既知の相対位置に設置されている。第１構成要素と第２構成要素は、互いに対する相対移動が行われるように構成されている。第１構成要素と第２構成要素との相対移動は、エンクロージャＥＮ内でのスキャン方向ＳＣとステップ方向の少なくとも１つにある。第１構成要素または第２構成要素が静止状態にあり、これに対して第１構成要素と第２構成要素のうち他方が移動してもよい。また、第１構成要素と第２構成要素がスキャン方向ＳＣおよびステップ方向以外の方向に互いに対して移動してもよい。

図２及び図３は、本発明によるものではない基板テーブルＷＴを示す。本発明によって対処される問題が図２及び図３を参照して以下に説明される。

図２は、基板テーブルＷＴの概略平面図を示す。スキャン方向ＳＣはエンクロージャＥＮに対する基板テーブルＷＴの相対移動を表す。図３は、基板テーブルＷＴとグリッドＧの概略側面図である。

基板テーブルＷＴは、光軸Ｏに直交して配置された第１表面１を有する。第２構成要素は、第２表面２を有し、そこにグリッドＧをもつ。光軸Ｏに直交して配置された第１表面１と第２表面２は互いに対向している。第１表面１と第２表面２はそれらが平行平面となるように互いに対向していてもよい。第１表面１と第２表面２はともに水平であってもよい（光軸Ｏに直交してもよい）。

この実施の形態においては、第１表面１は、少なくとも１つの障壁システム３を収容する。図２の基板テーブルＷＴ上には４つの障壁システム３を見ることができる。そのほかの物体、たとえば基板Ｗを保持するよう構成された物体が基板テーブルＷＴ上に含まれてもよいがそれらは図示されていない。各障壁システム３は、第１表面１と第２表面２の間の被保護容積への周囲ガスの流入を低減するように動作可能な障壁を提供するよう構成されている。図示される各障壁システム３は、第１表面１内に少なくとも１つの開口部を備える。第１表面１内の少なくとも１つの開口部は、被保護容積のうち第１表面１に隣接する部分を包囲するガスカーテンを構築するための当該開口部からの障壁ガス流に適応されている。

この実施の形態は、計測放射ビーム５０を発する放射ソース２０と、計測放射ビーム５０を検出するセンサ４０とをさらに備える。計測放射ビーム５０はグリッドＧに向けて投影される。計測放射ビーム５０は、グリッドＧにより反射及び／または屈折されてセンサ４０へと戻る。計測放射ビーム５０は、被保護容積を通過する。計測放射ビーム５０を検出するよう構成されたセンサ４０は、放射ソース２０及び／またはセンサ４０に対するグリッドＧの位置及び／または動きを示すために使用される。センサ４０は、グリッドＧに対する基板テーブルＷＴの変位を測定する。したがって、投影システムＰＳに対する基板ＷＴの位置を決定することができる。これが可能となるのは、投影システムＰＳに対するグリッドＧの位置が固定され既知であるからである。

この実施の形態においては、第２構成要素は、第２表面２上にグリッドＧを備える。グリッドＧは、第２構成要素上に直接設けられていてもよい。あるいは、第２構成要素２は、グリッドＧの表面が第２表面２であるグリッドプレートである。グリッドＧの位置は投影システムＰＳなどのリソグラフィ装置内の他の部分に対して既知である。

放射ソース２０とセンサ４０は基板テーブルＷＴの角部に位置するのが最も便利である。それは基板テーブルＷＴの中心部を基板Ｗが占めるためである。

ある実施の形態においては、第１表面１は、基板テーブルＷＴの上面である。基板テーブルＷＴは、光軸Ｏの方向に厚さを有する。図３から理解されるように、基板テーブルＷＴの厚さはグリッドＧと基板テーブルＷＴとの隙間６０に比べて非常に大きい。基板テーブルＷＴの底面５は第１表面１と実質的に平行である。底面５はベアリング面であってもよい。（たとえばスキャン方向ＳＣにおける）基板テーブルＷＴの移動中に基板テーブルＷＴの端面が基板テーブルＷＴの前側１１０として働く。前側１１０は第１表面１と底面５の間に延在する。基板テーブルＷＴのもう１つの端面がスキャン方向ＳＣの移動中に基板テーブルＷＴの後側１２０として働く。後側１２０は第１表面１と底面５の間に延在する。基板テーブルＷＴの残りの２つの端面は、基板テーブルＷＴの側面１３０、１４０として働く。側面１３０、１４０は第１表面１と底面５の間に延在する。側面１３０、１４０は移動中に基板テーブルＷＴの前でも後でもない。

図２及び図３に示される矢印１００は、エンクロージャＥＮに対するスキャン方向ＳＣ（図２及び図３において右方）の基板テーブルＷＴの移動中に誘起される周囲ガスの流れを表している。図示されるように、周囲ガスの流れ１００は、平面視にて基板テーブルＷＴの角部に集中している（図２）。また、周囲ガスの流れ１００は、第１表面１上に集中している（図３）。第１表面１上の周囲ガスの流れ１００の、平面視にて基板テーブルＷＴの角部での集中は、ここが計測放射ビーム５０を検出する放射ソース２０とセンサ４０の場所でもあるため、とくに有害である。

本発明は、第１表面１上の周囲ガスの流れ１００の集中に対処する。本発明はこれを、周囲ガスの流れ１００が第１表面１から離れるように方向付けるよう構成された流れ方向付けシステムを提供することによって行う。基板テーブルＷＴの所与の移動速度に関して第１表面１上の周囲ガスの流れ１００の速度が、流れ方向付けシステムが提供されない場合に比べて低減される。ガス障壁３の外側から被保護容積への周囲ガスの突破は流れ方向付けシステムが無い場合よりも高いスキャン速度で起こるのみであると期待される。その結果、グリッドＧに対する基板テーブルＷＴの位置の計測精度を維持しつつ、より高いスキャン速度が可能となる。ある実施の形態においては、流れ方向付けシステムは前側１１０に収容されている。

図４及び図５は、本発明の様々な実施の形態を示す図である。図４及び図５に示されるように、ある実施の形態においては、第１構成要素は、計測センサ１０を備える。ある実施の形態においては、計測センサ１０は、上述のように、放射ソース２０及び／またはセンサ４０を備える。図４及び図５は、障壁システム７０と、障壁システム７０によって提供される障壁８０の詳細を示す。

ガスカーテン８１を構築するカーテンガス流は、乱流である。乱流は、ガスカーテン８１を囲むガスをガスカーテン８１に取り込ませる。内側取込ガス流８２は、ガスカーテン８１へと取り込まれるガスを供給すべく提供される。これにより、被保護容積９０内でガスカーテン８１により取り込まれるガス量が低減される。これにより、被保護容積９０における被保護ガスの安定性が高まる。

ガスカーテン８１の径方向内側でのガスの取込流量はカーテンガス流それ自体の体積流量よりも大きいことが判明した。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、内側取込ガス流８２の体積流量がカーテンガス流の体積流量よりも大きくなるように構成されている。内側取込ガス流８２の体積流量を増加することによって、ガスカーテン８１により取り込まれる被保護ガスの量が低減される。本発明のある実施の形態は、被保護容積９０内部の安定性の増加を実現するものと期待される。

もし、内側取込ガス流８２によって提供される量よりも多くのガスをガスカーテン８１が取り込むとすると、ガスカーテン８１は被保護容積９０から被保護ガスを取り込むことになる。これは望ましくない。ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２の体積流量は、被保護容積９０からガスカーテン８１により取り込まれる被保護ガスが実質的に存在しないように十分に大きくしてある。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、被保護容積９０に対してカーテンガス流の径方向内側からカーテンガス流へと取り込まれる実質的にすべてのガスが内側取込ガス流８２からのガスとなるように構成されている。

もし内側取込ガス流８２が多すぎる場合には、そのすべてがガスカーテン８１により取り込まれることはできない。この場合一部の内側取込ガス流８２が被保護容積９０内を循環することになる。ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２は、被保護容積９０内を不所望に循環する内側取込ガス流８２が無いように、十分に少なくしてある。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、実質的にすべての内側取込ガス流８２がカーテンガス流へと取り込まれるように構成されている。

しかしながら、これは必須ではない。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、内側取込ガス流８２の体積流量が、被保護容積９０に対してカーテンガス流の径方向内側からカーテンガス流へと取り込まれることのできる最大体積流量よりも大きくなるように構成されている。これにより、一部の内側取込ガス流８２に被保護容積９０内を循環させることができる。これは、被保護容積９０内の被保護ガスを流し出す方法として望ましいかもしれない。

図４に示されるように、ある実施の形態においては、障壁システム７０は、少なくとも１つのカーテン開口部７１の径方向外側に、外側取込開口部をまったく備えない。図５に示されるある代替的な実施の形態においては、障壁システム７０は、少なくとも１つのカーテン開口部７１の径方向外側に少なくとも１つの外側取込開口部７３を備える。

図５に示されるように、ある実施の形態においては、障壁システム７０は、少なくとも１つの外側取込開口部７３を備える。少なくとも１つの外側取込開口部７３は、そこからの外側取込ガス流８３に適応されている。外側取込ガス流８３は、カーテンガス流へと取り込まれるためにある。リソグラフィ装置は、外側取込ガス流８３の乱れがガスカーテン８１を構築するカーテンガス流の乱れよりも弱くなるように構成されている。ある実施の形態においては、外側取込ガス流８３は、実質的に層流である。

外側取込ガス流８３は、ガスカーテン８１により取り込まれるためにある。少なくとも１つの外側取込開口部７３は、被保護容積９０に対して少なくとも１つのカーテン開口部７１の径方向外側にある。

図５に示されるように、ある実施の形態においては、２つの層流供給部が設けられ、層流供給部はガスカーテン８１の両側に１つずつある。計算流体力学モデルによれば、ひとつの層流供給部をガスカーテン８１の内側または外側のいずれかに有するのに比べて、２つの層流供給部を使用することで被保護容積９０内部の安定性を高められることが示されている。

ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２の体積流量は、外側取込ガス流８３の体積流量よりも大きい。内側取込ガス流８２の一部を被保護容積９０内の環境を洗い流すのに使用可能となるように、より大きい体積流量を内側取込ガス流８２に与えることが望ましいかもしれない。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、内側取込ガス流８２の体積流量が、カーテンガス流の径方向内側からカーテンガス流へと取り込まれることのできる最大体積流量よりも大きくなるように構成されている。

上述のように、リソグラフィ装置は、カーテンガス流と内側取込ガス流との間に所望の流れバランスを提供し、及び／または、内側取込ガス流８２と外側取込ガス流８３との間に所望の流れバランスを提供するように構成されることができる。内側取込ガス流８２の体積流量がカーテンガス流の体積流量のおよそ２倍であるとき、ガスカーテン８１と内側取込ガス流８２の間で平衡状態に達する。これは、実質的にすべての内側取込ガス流８２がガスカーテン８１に取り込まれるとともに、それ以外にはガスカーテン８１の径方向内側からカーテン８１により取り込まれるガスが実質的に存在しないことを意味する。同様に、外側取込ガス流８３の体積流量がカーテンガス流の体積流量のおよそ２倍であるとき外側取込ガス流８３とガスカーテン８１との間に平衡状態が実現される。

ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２と外側取込ガス流８３の体積流量が上述の平衡状態での値よりも小さい。これは、障壁システム７０の総体積流量を低減するのに役立つ。たとえば基板テーブルＷＴのインフラストラクチャーによっては総体積流量が制約されうる。ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２の体積流量がカーテンガス流の体積流量とほぼ等しい。ある実施の形態においては、外側取込ガス流８３の体積流量がカーテンガス流の体積流量とほぼ等しい。

カーテンガス流の性質は、少なくとも１つのカーテン開口部７１の物理的性質により影響されうる。ある実施の形態においては、少なくとも１つのカーテン開口部７１は、計測センサ１０の周りに連続形状を形成するひとつの連続スリットを備える。しかし、これは必須ではない。ある実施の形態においては、少なくとも１つのカーテン開口部７１は、一連のカーテン開口部７１を備える。たとえば、各カーテン開口部７１がスリットであってもよい。ある実施の形態においては、各カーテン開口部７１は、約０．０５ｍｍから約０．２ｍｍの範囲にあり、たとえば約０．１ｍｍの幅を有するスリットを備える。少なくとも１つのカーテン開口部７１がひとつの連続スリットからなる場合、カーテンガス流の均一性が向上されうる。

少なくとも１つのカーテン開口部７１は異なる幅とされてもよい。幅が大きいほどカーテンガス流の速度が低減されることになる。これは、被保護容積９０内部の圧力変動を低減するのに役立つ。しかし、カーテンガス流の速度が遅すぎれば、被保護容積９０の外側からガスが被保護容積９０へと突破しうる。

ある実施の形態においては、少なくとも１つの内側取込開口部７２及び／または少なくとも１つの外側取込開口部７３は、一連の小穴を備える。たとえば、織物またはふるいが設けられてもよく、これは、約１０μｍから約５０μｍの範囲にあり、たとえば約２０μｍの直径を有する一連の小穴を備える。ある実施の形態においては、各内側取込開口部７２及び／または各外側取込開口部７３は、約３ｍｍから約５ｍｍの範囲にある全幅を有する。

ある実施の形態においては、内側取込ガス流８２及び／または外側取込ガス流８３は、第１表面１から上方に直線状に方向付けられる。しかしながら、図４及び図５に示されるように、内側取込ガス流８２及び外側取込ガス流８３はガスカーテン８１により素早く取り込まれる。

上記において本発明は、計測センサ１０と障壁システム７０が基板テーブルＷＴに設置されグリッドＧが投影システムＰＳに対して静止している実施の形態に関して述べられている。しかし、これとは逆の構成もありうる。すなわち、計測センサ１０と障壁システム７０は、基板テーブルＷＴ上方で投影システムＰＳに対して静止して設置されてもよい。基板テーブルＷＴの第１表面１がその上にグリッドＧを有してもよい。それ以外はこのシステムは上述と同様であってもよい。

ある実施の形態においては、第１構成要素は、計測テーブルである（上述の基板テーブルＷＴではない）。第２構成要素は、計測場所にあるグリッドＧである（上述の結像場所にあるのではない）。計測テーブルの位置や、基板Ｗの表面トポグラフィなど、計測テーブルに装着された基板Ｗの性質は、この計測場所で計測される。この実施の形態においては、グリッドＧは、計測テーブルの上方に位置してもよく（上述の主たる実施の形態と同様）、あるいは、前段落で述べたように、計測テーブル上に位置してもよい。

ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、内側取込ガス流８２の流速の大きさがカーテンガス流の流速の大きさよりも小さくなるように構成されている。

ある実施の形態においては、第１表面１は、被保護容積内のビーム経路に沿って放射ビームを投影する放射ソース２０を収容し、内側取込開口部７２は、放射ソース２０を囲んでいる。

ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、外側取込ガス流８３の流速の大きさがカーテンガス流の流速の大きさよりも小さくなるように構成されている。

ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、外側取込ガス流８３の体積流量がカーテンガス流の体積流量よりも大きくなるように構成されている。

ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、実質的にすべての外側取込ガス流８３がカーテンガス流に取り込まれるように構成されている。

ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、カーテンガス流の径方向外側からカーテンガス流に取り込まれるガスの実質的にすべてが外側取込ガス流８３から取り込まれるように構成されている。

上述の実施の形態の少なくとも１つに係るリソグラフィ装置は、投影放射ビームを使用して基板に照射するデバイス製造方法において使用されることができる。

本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に具体的に言及しているかもしれないが、本書に説明されたリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用案内パターン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）、薄膜磁気ヘッド等の製造など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。当業者であればこれらの他の適用に際して、本書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」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。本書に言及される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（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）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本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、その場合には本書における基板という用語は処理済みの多数の層を既に含む基板をも意味する。

上記では光リソグラフィにおける本発明の実施の形態の使用に具体的に言及したかもしれないが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用されうるものであり、文脈が許す場合、光リソグラフィに限られるものではないことは理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板に生成されるパターンを決める。パターニングデバイスのトポグラフィが基板に与えられたレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化された後パターニングデバイスはレジストから外されレジスト上にはパターンが残される。

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、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）、さらにはイオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含する。

「レンズ」という用語は、文脈が許す場合、屈折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品を含む各種の光学部品のうちいずれか１つ、又はこれらの組み合わせを指し示してもよい。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。

上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、後述の特許請求の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加え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。

投影放射ビーム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デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、パターニングデバイスによりパターン形成される。マスクＭＡを横切った投影放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは投影放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、図１に示されるグリッドＧを有するリニアエンコーダ、または静電容量センサなど）により、例えば投影放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）は、投影放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出し後またはスキャナにおける走査中に、正確に位置決めするために使用することができる。一般にマスクテーブルＭＴの移動は、第１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）により実現されうる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２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うる。ステッパでは（スキャナとは異なり）、マスクテーブル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。マスクＭＡと基板Ｗとは、マスク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Ｐ１、Ｐ２が専用の目標部分Ｃを占拠しているが、アライメントマークは目標部分Ｃ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、マスクＭＡに複数のダイがある場合にはマスクアライメントマークＭ１、Ｍ２がダイ間に配置されてもよい。

計測放射ビームがガスをどのように伝わるかにはいくつかの要因が影響しうる。たとえば、ガスの温度、ガスの湿度、ガスの組成は、ガスの屈折率に影響しうる要因である。これら要因の局所化された変動とガスの乱れがガスの屈折率に不均一性をもたらしうる。ガスを通過する計測放射ビームは、屈折率の変動に影響を受ける。たとえば、屈折率の変化は計測放射ビームの軌道を変化させうる。これとともに、またはこれに代えて、屈折率の変化は計測放射ビームに波面誤差を導入しうる。計測放射ビームの経路に沿う屈折率の変動によって計測誤差が誘起されうる。計測誤差はリソグラフィ装置の構成要素の位置決めにおける不正確な位置決めにつながりうる。こうした不正確な位置決めは、パターン付けられた放射ビームＢの基板上での配置を変更するので、オーバレイに関し有害な作用をもたらす。

本発明のある実施の形態は、第１構成要素と第２構成要素との相対移動後に被保護容積９０を復元する回復時間の低減を実現するものと期待される。被保護容積９０が破壊される速い動きの後には被保護容積９０内の被保護ガスの安定性を復元するために回復時間が必要である。内側取込ガス流８２は回復時間を顕著に低減することができる。なぜなら、内側取込ガス流８２は被保護容積９０の内側から被保護容積９０内の被保護ガスを更新することができるからである。

この実施の形態は、計測放射ビーム５０を発する放射ソース２０と、計測放射ビーム５０を検出するセンサ４０とをさらに備える。計測放射ビーム５０はグリッドＧに向けて投影される。計測放射ビーム５０は、グリッドＧにより反射及び／または屈折されてセンサ４０へと戻る。計測放射ビーム５０は、被保護容積を通過する。計測放射ビーム５０を検出するよう構成されたセンサ４０は、放射ソース２０及び／またはセンサ４０に対するグリッドＧの位置及び／または動きを示すために使用される。センサ４０は、グリッドＧに対する基板テーブルＷＴの変位を測定する。したがって、投影システムＰＳに対する基板テーブルＷＴの位置を決定することができる。これが可能となるのは、投影システムＰＳに対するグリッドＧの位置が固定され既知であるからである。

Claims (9)

1. 互いに対する相対移動が行われるように構成された第１構成要素と第２構成要素を備えるリソグラフィ装置であって、
   前記第１構成要素は、第１表面を有し、
   前記第２構成要素は、第２表面を有し、前記第１表面と前記第２表面は互いに対向し、
   前記第１表面は、前記第１表面と前記第２表面の間にあるガスの被保護容積への周囲ガスの流入を低減または防止するように動作可能な障壁を提供するよう構成された障壁システムを収容し、前記障壁システムは、
   前記被保護容積のうち前記第１表面に隣接する部分を包囲するガスカーテンを構築するためのカーテンガス流に適応された少なくとも１つのカーテン開口部と、
   前記カーテンガス流へと取り込まれるための内側取込ガス流に適応された少なくとも１つの内側取込開口部と、を備え、
   前記リソグラフィ装置は、前記内側取込ガス流の乱れが前記カーテンガス流の乱れよりも弱くなるように構成され、
   前記少なくとも１つの内側取込開口部は、前記被保護容積に対して前記少なくとも１つのカーテン開口部の径方向内側にあるリソグラフィ装置。
2. 前記リソグラフィ装置は、前記内側取込ガス流の体積流量が前記カーテンガス流の体積流量よりも大きくなるように構成されている請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記リソグラフィ装置は、前記被保護容積に対して前記カーテンガス流の径方向内側から前記カーテンガス流へと取り込まれる実質的にすべてのガスが前記内側取込ガス流からのガスとなるように構成されている請求項１または２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記リソグラフィ装置は、前記内側取込ガス流の体積流量が前記被保護容積に対して前記カーテンガス流の径方向内側から前記カーテンガス流へと取り込まれることのできる最大体積流量よりも大きくなるように構成されている請求項１から３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
5. 前記リソグラフィ装置は、前記内側取込ガス流の実質的にすべてが前記カーテンガス流へと取り込まれるように構成されている請求項１から３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
6. 前記障壁システムは、前記カーテンガス流へと取り込まれるための外側取込ガス流に適応された少なくとも１つの外側取込開口部を備え、前記リソグラフィ装置は、前記外側取込ガス流の乱れが前記カーテンガス流の乱れよりも弱くなるように構成され、
   前記少なくとも１つの外側取込開口部は、前記被保護容積に対して前記少なくとも１つのカーテン開口部の径方向外側にある請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
7. 前記リソグラフィ装置は、前記内側取込ガス流の体積流量が前記外側取込ガス流の体積流量よりも大きくなるように構成されている請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. リソグラフィプロセスにおける方法であって、
   第１構成要素の第２構成要素に対する相対移動を行うことを備え、前記第１構成要素が第１表面を有し、前記第２構成要素が第２表面を有し、前記第１表面と前記第２表面が互いに対向しており、さらに、
   前記第１表面と前記第２表面の間にあるガスの被保護容積への周囲ガスの流入を低減または防止するように動作可能な障壁を提供することを備え、前記障壁を提供することは、
   前記被保護容積のうち前記第１表面に隣接する部分を包囲するガスカーテンを構築するように第１表面により収容された少なくとも１つのカーテン開口部からカーテンガス流を提供することと、
   前記カーテンガス流へと取り込まれるために前記第１表面により収容された少なくとも１つの内側取込開口部から内側取込ガス流を提供することと、を備え、前記内側取込ガス流は前記カーテンガス流よりも乱れが弱く、
   前記少なくとも１つの内側取込開口部は、前記被保護容積に対して前記少なくとも１つのカーテン開口部の径方向内側にある方法。
9. 請求項１から７のいずれかに記載のリソグラフィ装置における使用のために構成された第１構成要素。

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