JP4463843B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、
投影放射線ビームを供給する放射系と、
所望のパターンに従って該投影ビームをパターニングするように働くパターニング手段を支持する支持構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
基板の目標部分上にパターニングされたビームを投影する投影系と、
前記投影系の最終段要素と前記基板との間の空間を液体で充填する液体供給系と、
前記基板上の点の位置を測定する測定系と
を備えたリソグラフィ投影装置に関する。

本明細書で使用される用語「パターニング手段」は、基板の目標部分に生成されるべきパターンに対応してパターニングされた断面を有する入射放射線ビームを与えるために使用できる手段を称するものとして広範に解釈されるべきである。用語「光バルブ」も、やはりこの文脈で使用できるものである。一般に、上記パターンは、集積回路又は他のデバイスなどの、目標部分に生成されたデバイスにおける特定の機能層に対応するものである（下記参照）。そのようなパターニング手段は、以下のものを含む。
マスク。マスクの概念はリソグラフィで公知であり、これは、バイナリ交替位相シフト及び減衰位相シフトマスク・タイプ並びに各種ハイブリッド・マスク・タイプなどのマスク・タイプを含む。放射線ビーム中にそのようなマスクを配置することによって、マスク上のパターンに従って、マスクに投射する放射線を（透過性マスクの場合）選択的に透過させ、又は（反射性マスクの場合に）反射させる。マスクの場合、支持体構造は、一般にマスク・テーブルであり、これによって確実にマスクを入射放射線ビーム中の所望の位置に保持することが可能になり、必要ならばビームに対して移動できるようになる。
プログラム可能ミラー・アレイ。このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリックス・アドレス指定可能面である。そのような装置を支える基本原理は、（たとえば）反射面のアドレス指定領域で入射光が回折光として反射し、一方アドレス指定されていない領域で入射光が非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用して、上記の非回折光を反射ビームからフィルタ除去して、後方に回折光のみを残すことが可能であり、この方式で、マトリックス・アドレス指定可能面のアドレス指定パターンに従ってビームがパターニングされる。プログラム可能ミラー・アレイの一代替例では、複数の微小ミラーからなるマトリックス配列を使用する。各微小ミラーは、適切な局所電界を印加するか、圧電作動手段を使用することにより、軸に対してそれぞれ傾けることが可能である。やはり、このミラーもマトリックス・アドレス指定可能であり、その結果、アドレス指定されたミラーが入射放射ビームをアドレス指定されていないミラーと異なる方向に反射するようになっている。このようにして、反射したビームはマトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターニングされる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実行することができる。上記の事例の双方において、パターニング手段は１つ又は複数のプラグラム可能ミラー・アレイを備えることが可能である。このようなミラー・アレイに関するさらなる情報は、たとえば米国特許ＵＳ５２９６８９１及びＵＳ５５２３１９３、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７及びＷＯ９８／３３０９６から得ることができ、これらは、参照として本明細書に組み込まれる。プログラム可能ミラー・アレイの場合、上記の支持体構造は、必要に応じて固定又は可動にできる、たとえばフレーム又はテーブルとして具現化できる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の例は、米国特許ＵＳ５２２９８７２に示されており、該特許は参照として本明細書に組み込まれる。上述のように、この場合の支持体構造は、必要に応じて固定又は可動にできる、たとえばフレーム又はテーブルとして具現化できる。
話を簡単にするために、本文書の残りでは、ある種の設定の下、マスク及びマスク・テーブルを含む例が特に対象となるが、そのような例で考察する一般的原理は、本明細書で先に示したパターニング方法のより広範な文脈で理解されるべきである。

リソグラフィ投影装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用できる。そのような場合、パターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンは、感放射線材料（レジスト）層で被覆された基板（シリコン・ウェーハ、ＬＣＤ、マスク等）上の（たとえば１つ又は複数のダイを備える）目標部分上に結像できる。一般に、１枚のウェーハが、１度に１つずつ投影系を介して連続的に照射される複数の隣接目標部分からなるネットワーク全体を含むことになる。現行の装置では、マスク・テーブル上のマスクによるパターニングを利用するが、異なる２つの機械形式の間で区別がなされる。一方の形式のリソグラフィ装置では、各目標部分は１回の行程（ｏｎｅ ｇｏ）で目標部分上にマスク・パターン全体を露光するによって照射が行われ、このような装置は通常ウェーハ・ステッパと称される。通常ステップ・アンド・スキャン装置と称される代替的装置では、各目標部分に対する照射は、所与の基準方向（スキャン方向）の投影ビーム下でマスクを漸進的にスキャンし、同時に該方向に対し平行又は反平行に基板テーブルをスキャンすることによって行われる。一般に、この投影系は倍率Ｍ（概ね＜１）を有するので、基板テーブルをスキャンする速度Ｖは、マスク・テーブルをスキャンする速度に倍率Ｍを乗じたものになる。この個所で説明したリソグラフィ装置に関するさらなる情報は、たとえばＵＳ６０４６７９２から得られ、これは参照として本明細書に組み込まれる。

リソグラフィ投影装置を用いた製造プロセスでは、（たとえばマスク内の）パターンが、感放射線材料（レジスト）の層により少なくとも部分的に覆われた基板上に結像される。結像ステップの前に、基板は、プライミング、レジスト、及びソフト・ベークなどの種々の手順を経る。露光後、基板は、ポスト露光ベーク（ｐｏｓｔ−ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｂａｋｅ：ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、及び結像フィーチャの測定／検査など、他の手順を経ることになる。この手順の配列は、デバイス、たとえばＩＣの個々の層をパターンニングするための基本として用いられる。次いで、そのようなパターニングされた層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などの種々のプロセスを経ることになる。これらはすべて個々の層を仕上げるために所期されたものである。複数の層が必要な場合、その手順全体又はそれを変更したものを、新しい各層に対して繰り返す必要がある。最終的にデバイスのアレイが基板（ウェーハ）上に現れることになる。次いでデバイスは、ダイシング又はソーイングなどの技法により互いから分離され、次いで個々のデバイスが、ピンなどに接続した状態でキャリアに実装することができる。そのようなプロセスに関するさらなる情報は、たとえば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ， Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．、１９９７、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４なる書籍から得ることができ、これは参照として本明細書に組み込まれる。

話を簡単にする目的で、投影系はこれ以降「レンズ」と称することになるが、この用語は、たとえば屈折光学機器、反射光学機器、カタディオプトリック系（ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃ ｓｙｓｔｅｍ）を含む各種タイプの投影系を広く包含するものと解釈されるべきである。放射線系は、投影放射線ビームを指向、形成、又は制御するこれらの設計タイプのいずれかにより動作する構成要素も含むことになる。このような構成要素も以下、集合的に又は単一的に「レンズ」と称することになる。さらに、リソグラフィ装置は、２個以上の基板テーブル（及び／又は２個以上のマスク・テーブル）有するタイプのものでもよい。このような、「複数ステージ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｓｔａｇｅ）」装置では、追加のテーブルが並行して使用可能であり、又は、１個又は複数のテーブル上での準備的なステップの実行が、他の１個又は複数のテーブルを露光に使用した状態で可能である。デュアル・ステージのリソグラフィ装置は、たとえばＵＳ５９６９４４１及びＷＯ９８／４０７９１に記載されており、これは本明細書に参照として組み込まれる。

リソグラフィ業界では、いっそう複雑な集積回路を製造するためにシリコン上のフィーチャ・サイズを縮小するよう絶えず試みている。フィーチャ・サイズは回折効果により制限される。すなわち、波長λを用いる特定の開口数ＮＡの系の分解能は、

で与えられ、ｋは係数（ｐｒｅ−ｆａｃｔｏｒ）である。開口数ＮＡはｎ・ｓｉｎθと等しく、ただし、ｎは透過物質の屈折率である。

したがって、分解能を縮小するためには、波長を小さくしても、開口数を上げてもよい。比較的屈折率が高い液体、たとえば水に基板を浸し、投影系の最終段要素と基板との間の空間を充填するようにすることが提案されている。この場合の特徴はより小さなフィーチャを結像できることにあるが、それは、露光放射線の波長が液体中で短くなるからである。（液体の効果を、系の有効開口数ＮＡを上げたこととみなしてもよい。）

しかし、基板、又は基板及び基板テーブルを液体の槽に浸す（たとえばＵＳ４５０９８５２を参照されたい。これは全体が参照として本明細書に組み込まれる）と言うことは、スキャン露光中に加速する必要がある多量の液体があるということを意味する。このことにより、モータの追加又はより強力なモータが必要となり、また液体中の乱流が望ましくない不測の結果を招く可能性がある。

提案された解決法の１つは、液体供給システムで投影系の最終段要素と基板との間の局所領域に液体を供給することである（基板は概ね投影系の最終段要素より大きな表面積を有している）。これを用意するために提案されている１つの方法は、ＷＯ９９／４９５０４で開示されており、これは全体が参照として本明細書に組み込まれる。図４及び図５に示すように液体は、少なくとも１つの入口ＩＮを介して、好ましくは最終段要素に対する基板の移動方向に沿って基板上に供給され、投影系の下方を通過した後少なくとも１つの出口ＯＵＴを介して除去される。すなわち、基板が−Ｘ方向に最終段要素の下方でスキャンされると、液体が最終段要素の＋Ｘ側で供給され−Ｘ側で抜き取られる。図４で概略的に示す構成では、液体が入口ＩＮを介して供給され、最終段要素の他方の側から、低圧源に接続された出口ＯＵＴを介して引き抜かれる。図４の例示では、液体は最終段要素に対する基板の移動方向に沿って供給されるが、これは必ずしも必須ではない。最終段要素の周りに様々な方向で様々な個数の入口及び出口を配置することが可能であるが、図５に例示した一例では、入口とその両側の出口からなる４個の組が、液体の保液部（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）を形成する最終段要素周辺の規則パターンに設けられている。

しかし、イマージョン・リソグラフィ（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）は発展途上の技術であり、実際の適用に際しては多くの問題が残っている。本特許出願は特に、基板のアライメント及び平準化に関する。従来技術では、アライメント及び平準化は、基板が投影系の視野内（すなわち、露光ステーション）にある状態で行われている。しかし、浸漬用液体の保液部内及びその周辺では、アライメント装置又は平準度測定装置が利用できる空間はそれほどなく、そのため、実際の適用は複雑になりがちであり、又は精度を損なう可能性がある。さらに、アライメント及び平準度測定装置の近傍に液体が存在することにより、この装置の性能が低下する可能性がある。

本発明の１つの目的は、イマージョン・リソグラフィ装置内で基板を正確にアライメントし、かつ／又は正確に平準化する方法及び装置を提供することである。

この目的及び他の目的は、本発明に従って、冒頭の段落で特定されたリソグラフィ装置で実現され、この装置は、前記液体供給系の前記液体を介さずに前記基板上の点の位置を測定するように測定系が構成されることを特徴とする。したがって、基板上の点の位置は、浸漬系の外部で液体が存在しない状態で測定される。別法として、基板の目標箇所を液体中に沈めながら測定を行ってもよい、すなわち、液体ではあっても、投影系の最終段要素と基板との間の空間を充填する該液体供給系から供給される液体とは同じでないものを介して測定を行ってもよい。したがって、基板上の点の位置は、液体が測定系と基板との間にある状態で測定され、次いでこの液体を除去した後、基板（及び基板テーブル）を投影系の焦点に移動し、ここで露光の実行に先立って、液体供給系から液体を供給して投影系の最終段要素と基板との間の空間を充填する。第２の液体供給系を測定系の近傍に配置してよい。

本発明の１つの利点は、液体保液部で流れが良くなるということであり、それは、測定系が投影系近傍の該保液部内又はその周りに存在せず、測定系の性能が液体の存在によって低下することがないということによる。さらに、液体保液部で流れが円滑である状態が好ましいが、これは粗い縁部を招くような装置内の変化がなくなるからである。この方法を用いて、イマージョン・リソグラフィ用に特別に構成されていない測定系を複雑な改造を施すことなく使用できる。この測定系のさらなる利点は、イマージョン・リソグラフィ分野以外で使用されている測定システムに対する任意の改良を容易にかつ機械的に浸漬システムに組み込むことが可能であるということである。

上記測定系は、好ましくは、前記基板上の複数のアライメント・マークの（ｘ、ｙ、Ｒｚ方向の）位置を測定するアライメント系を備えている。本発明の一実施例によると、前記基板テーブルは基準部を有し、前記測定系は、前記供給系の前記液体を介さずに前記基準部の位置を測定する。好ましくは、アライメント・マークの位置を前記基板テーブル上の前記基準に対して測定し、基準部に対するアライメント・マークのマップを形成できるようにするべきである。

本発明の一実施例によると、測定系は前記基板上の点の高さ及び／又は傾きを測定する（すなわちｚ、Ｒｘ、Ｒｙ方向の測定を行う）平準度センサを備えている。したがって、基板の平準度測定は、従来は露光ステーションで「オンザフライ（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）」で行われていたが、液体保液部の外側で行うことが可能になる。

リソグラフィ投影装置は、前記基板を露光できる露光ステーション及び別の測定ステーションを有しており、前記測定系は前記測定ステーションに設けられ、前記基板テーブルは前記露光ステーションと前記測定ステーションの間で可動であってもよい。さらに、複数の基板テーブルを有し、各基板テーブルが露光ステーションと測定ステーションの間で可動であってもよい。１つの基板テーブルがマッピングされている間に、第２の基板テーブルを露光できる。したがって、基板のスループットが高まり、装置はより効率的になり、保有コスト（ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｏｗｎｅｒｓｈｉｐ）が改善される。

本発明の一実施例によると、前記基準部は透過イメージ・センサである。

好ましくは、前記アライメント系は、２つの線形直角方向の変位、及びその２つの直角方向が定義する平面内での回転量を測定する。

本発明の別の態様によると、デバイス製造方法が提供され、この方法は
少なくとも部分的に感放射線材料の層で覆われた基板を、基準マークを有する基板テーブル上で準備するステップと、
測定系から投影された測定ビームを用いて前記基板上の点の位置を測定するステップと、
放射系を用いて投影放射線ビームを供給するステップと、
液体を供給して基板と前記投影ステップで用いた投影系の最終段要素との間の空間を充填するステップと、
パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面においてパターンを与えるステップと、
感放射線材料の層の目標部分上にパターニングされた放射線ビームを投影するステップと
を含み、
前記測定ビームは前記液体を経由して投影されないことを特徴とする。

本明細書では、具体的な参考例の提示を、本発明に従ってＩＣの製造に上記装置を使用する場合について行うが、そのような装置は他の多くの用途があることを明白に理解するべきである。たとえば、該装置を、集積光学システム、磁気領域メモリの案内／検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用できる。当業者は理解されようが、このような代替用途の文脈では、用語「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」はより包括的な用語である「マスク」、「基板」、「目標（ｔａｒｇｅｔ）部分」にそれぞれ置き換えられると考えるべきである。

本明細書で用語「放射線」及び「ビーム」は、紫外放射線（たとえば波長が３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍのもの）を含むすべての種類の電磁放射線を包含するものとして使用される。

本発明の実施例を、添付の概略図面を参照して単に例示の目的で以下に説明する。

図中、対応する参照符号は対応する部品を示している。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のものを具備している。
放射線投影ビームＰＢ（たとえばＵＶ放射線）を供給する放射系Ｅｘ、ＩＬ（この特定の例では、これはさらに放射線源ＬＡを備えている）、
マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するマスク・ホルダを備え、物品ＰＬに対して正確にマスクを位置決めする第１位置決め手段に接続された第１物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴ、
基板Ｗ（たとえばレジスト被覆されたシリコン・ウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、物品ＰＬに対して正確に基板を位置決めする第２位置決め手段に接続された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ、並びに、
基板Ｗの目標（ｔａｒｇｅｔ）部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイを含む）に対してマスクＭＡの被放射部分を結像するための投影系（「レンズ」）ＰＬ（たとえば回折レンズ系）。
ここで示したように、該装置は（たとえば透過マスクを有する）透過型のものである。ただし、一般には、該装置はたとえば、（たとえば反射マスクを備えた）反射型のものでもよい。あるいは、該装置は、先に示したプログラム可能ミラー・アレイなど、他の種類のパターニング手段を使用してもよい。

放射線源ＬＡ（たとえばレーザ生成又は放電プラズマ源）は放射線ビームを生成する。このビームは照射系（照射装置）ＩＬに供給されるが、これは、直接行ってもよく、あるいは、たとえばビーム拡大器Ｅｘなどの通過式調節手段を通過した後に行ってもよい。照射装置ＩＬは、ビームの強度分布の外部及び／又は内部の半径範囲（それぞれ通常σ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと称する）を設定する調節手段ＡＭを備えていてもよい。さらに、照射装置ＩＬは通常、インテグレータ（ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒ）ＩＮ及び集光装置ＣＯなど他の様々な構成部品を有することになる。このようにして、マスクＭＡに入射したビームＰＢは、その断面で所望の均一性及び強度分布を有する。

図１に関して留意していただきたいが、放射線源ＬＡは（たとえば水銀ランプである場合にしばしばそうであるように）リソグラフィ投影装置の筐体内に在ってもよいが、放射線源ＬＡがリソグラフィ投影装置から離れており、かつ生成された放射線ビームが（たとえば適切な指向ミラーを用いて）該装置内に導かれるようにしてもよい。後者の事例は、放射線源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多い。本発明とその特許請求範囲はそれら事例の双方を包含するものである。

ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに交差する。ビームＰＢは、マスクＭＡを通過してから、投影系ＰＬを通過し、これによりビームＰＢが基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段（及び干渉計測定手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、たとえば種々の目標部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１位置決め手段を用いて、たとえばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り込んだ後で、又はスキャン中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般には、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長ストロークのモジュール（粗い位置決め）と短ストロークのモジュール（微細な位置決め）とを用いて行われるが、これらは図１には明示していない。ただし、ウェーハ・ステッパの場合（ステップ・アンド・スキャン装置と反対に）マスク・テーブルＭＴを、単に短ストロークのアクチュエータに接続するだけでもよく、又はＸＹ平面に固定してもよい。

ここで説明する装置は以下の２つの異なるモードで使用できる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止状態に維持され、マスク・イメージ全体は１回の行程（ｏｎｅ ｇｏ）（すなわち１回のフラッシュ）で目標部分Ｃ上に投影される。次いで、基板テーブルＷＴはｘ及び／又はｙ方向にシフトして、ビームＰＢが別の目標部分Ｃを照射できるようにされる。
２．スキャン・モードでは、基本的に同様の手順が適用されるが、所与の目標部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されない点が異なる。その代わりに、マスク・テーブルＭＴは所与の方向（いわゆる「スキャン方向」、たとえばｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果投影ビームＰＢがマスク・イメージ上をスキャンするようになる。これと共に、基板テーブルＷＴは同一方向又は反対方向に速度Ｖ＝Ｍｖで同時に移動し、ただし、Ｍは投影系ＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４又は１／５）である。このようにして、分解能を犠牲にする必要がない状況で比較的広い目標部分Ｃが露光可能になる。

図２では、基板テーブルＷＴは測定ステーションに在り、ここでアライメント及び／又は平準度測定が行われる。基板テーブルは基準部Ｆ１（基準点：ｆｉｄｕｃｉａｌと呼ばれることがある）が設けられ、これは、標準アライメント・マークに対応するパターンでエッチングにより貫通させたプレートを具備することができる。基準部Ｆ１の下方には、透過イメージ・センサとしても知られる放射線センサが在り、放射線に反応する。測定ステーションでは、基板テーブルＷＴを移動して、測定系３０内でアライメント系を用いて基準部Ｆ１を検出し、次いで基板Ｗ上のアライメント・マークを検出するようにし、それによって、見出すべき基板アライメント・マークの（ｘ、ｙ、Ｒｚ方向の）位置を突き止めることが可能になる。一実施例では、アライメント・マークの位置は基準部に対して測定され、決定される。

次いで、基板の平準度測定を測定ステーションで行う。基板の平準度を測定するために、基板Ｗで反射される前に第１の格子を通過する（測定系３０から発射された）平準化ビームを使用できる。次いで第２の格子が、基板Ｗで反射した後の平準化ビームの経路に配置されている。第１及び第２格子のイメージが一致する範囲が平準度測定センサにより測定され、基板Ｗの高さ及び／又は傾きにより決定される（したがってｚ、Ｒｘ、Ｒｙ座標も決定される）。基板の平準度測定についてのさらなる説明は、欧州特許出願ＥＰ０２２５７２５１を参照されたい。したがって、基板のアライメント及び基板の平準度測定から得られたデータを利用して、基板のマップを作成できる。

次いで、図３に示すように、基板ＷＴは別の露光ステーションに移動する。ここでは液体供給手段１８が設けられており、投影系ＰＬと基板テーブルＷＴとの間の空間に液体（たとえば水）を供給して液体保液部１０を形成するようになっている。この例では、保液部１０は投影系ＰＬのイメージ領域の周辺で基板に対して無接触の（ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ）封止状態を形成し、その結果、液体が閉じ込められて、基板表面と投影系ＰＬの最終段要素との間の空間を充填するようになっている。封止部材１２が、投影系ＰＬの最終段要素の下方でこれを取り囲むように配置されており、保液部１０と境界をなし、かつ液体供給手段１８を備えている。封止部材１２は、投影系の最終段要素の上方にいくらか延在しており、投影系の段部（ｓｔｅｐ）又は投影系の最終段要素に対して上方で緊密に共形する、たとえば円形の内周縁部を有している。底部では、該内周縁部はイメージ領域の形状に緊密に共形する。この形状はたとえば長方形であるが、必ずしもそうでなくてよい。液体が、投影系の下方かつ封止部材１２の内部の空間に取り込まれ、液体の高さが投影系ＰＬの最終段要素の上方まで上昇し、その結果、液体からなる緩衝部（ｂｕｆｆｅｒ）が形成される。

封止ガス（ｇａｓ ｓｅａｌ）１６が封止部材１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されており、保液部の液体を閉じ込めている。この封止ガスは、たとえば空気や合成空気などのガスで形成されるが、好ましくはＮ_２や他の不活性ガスで形成されるものであり、圧力下で入口１５を介して封止部材１２と基板との間の間隙に供給され、出口１４を介して引き抜かれる。ガス入口１５の過圧力、第１の出口１４の真空度、及び間隙の幾何形状は、液体を閉じ込めるような内向きの高速空気流が生じるように構成される。

一実施例では、図４及び図５に示したような入口（複数可）ＩＮ及び出口（複数可）ＯＵＴによって画定する液体保液部も同様に適用できる。このような場合、測定ステーションを、露光ステーションと同様に入口（複数可）ＩＮ及び出口（複数可）ＯＵＴを具備して設けることが可能である。

露光ステーションでの基板テーブルＷＴの正確な位置を確認するために、マスクＭＡ上のアライメント・マークの空中イメージ（ａｅｒｉａｌ ｉｍａｇｅ）を通して３方向に基準部Ｆ１をスキャンする。基準部が最良焦平面（ｔｈｅ ｐｌａｎｅ ｏｆ ｂｅｓｔ ｆｏｃｕｓ）内でマスク上のアライメント・マークのイメージとアライメントされたときに、最大信号が返される。したがって、測定ステーションで生成された基板Ｗのマップを利用して、基板Ｗ上の箇所の位置、高さ、及び／又は傾きが得られる。基板テーブルＷＴの移動を追跡するために、基板テーブルＷＴの１つ又は複数の側に向かって投影された干渉計ビームなど適切な位置測定装置を使用してよい。基板テーブル上の特定の点を投影系ＰＬの焦点に配置し、基板Ｗの目標部分Ｃの露光を行うことが可能である。

基板Ｗに対する露光が終了すると、該基板は次の工程に向けて取り外され、新しい基板が基板テーブルＷＴ上に配置される。新しい基板を配置した基板テーブルは測定ステーションに返され、処理を繰り返すことができる。

基板テーブルＷＴが露光ステーションを離れる前の、液体保液部の除去は、たとえば、図２、３に示した事例では、ガス入口の圧力を減じて、液体を真空系により吸い込ませることによって行うことが可能であり、あるいは、図４、５に示した事例では、入口ＩＮを介して基板上に液体を流し込むことを停止して、液体を出口ＯＵＴにより吸い込ませることによって行うことが可能である。

基板テーブルＷＴの正確な位置を確認するために、上述した透過イメージ・センサの位置の感知を液体を介して行ってもよく、あるいは別法として、液体を介さずに行って補正を加えてもよい。

本発明の一実施例によると、少なくとも２つの基板テーブルを設け、それぞれ基準部を備えており、一方の基板テーブルが測定ステーションに在る間に、他方が露光ステーションに在る。それらの基板テーブルは露光ステーションと測定ステーションとの間で移動できる。

基板をアライメントするのに基準マークＦ１と投影系を用いる代わりに、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）の測定法が使用できる。基準マークＦ１は投影系ＰＬ近傍の他の系を用いてアライメントできる。別法として、別の基準部及び別の系、たとえば投影系の投影軸に対して直角な軸を有するものを使用してもよい。このようなオフアクシス測定法に関するさらなる説明はＥＰ−Ａ−０９０６５９０で見ることができる。

別法として、基板テーブルが投影系の上方にある（すなわち投影系が図１と比べて上下が逆になっている）場合、液体保液部１０の液体は完全に取り除く必要はなく、必要に応じて単に再充填することが可能であろう。

別の実施例による検出法では、別個の測定ステーションは設けられない。アライメント・マークの検出及び測定は露光ステーションで行うが、保液部１０の液体は用いない。次いで、液体保液部１０が充填されて、露光が行われる。同様に平準度測定を、保液部１０の液体を用いずに露光ステーションで行うことができる。これらの測定は、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）でもオンアクシス（ｏｎ−ａｘｉｓ）でもよい。

本発明の具体的な実施例をこれまで説明したが、上記に説明した方式と別の方式でも本発明を実施できることは理解されよう。上記の説明は、本発明を限定することを意図したものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置のある細部を示す図である。 本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置の図２と同一の細部であって、露光工程中の異なる段階における状態を示す図である。 本発明の一実施例による別の液体供給系を示す図である。 本発明の一実施例による、図４の液体供給系を別の視点から見た図である。

符号の説明

１０ 保液部
１２ 封止部材
１４ 出口
１５ 入口
１６ 封止ガス
１８ 液体供給手段
３０ 測定系
ＡＭ 調節手段
Ｃ 目標部分
ＣＯ 集光装置
Ｅｘ 放射系（ビーム拡大器）
Ｆ１ 基準部
ＩＦ 干渉計測定手段
ＩＬ 照射系（照射装置）
ＩＮ インテグレータ
ＩＮ 入口
ＬＡ 放射線源
ＭＡ マスク
ＭＴ マスクテーブル
ＯＵＴ 出口
ＰＢ ビーム
ＰＬ 投影系
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル

Claims (11)

1. 投影放射線ビームを供給する放射系と、
   所望のパターンに従って該投影ビームをパターニングするように働くパターニング手段を支持する支持構造と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   基板の目標部分上にパターニングされたビームを投影する投影系と、
   前記投影系の最終段要素と前記基板との間であって封止部材の内部空間を液体で充填する液体供給系と、
   前記基板上の点の位置を測定する測定系と
   を備えたリソグラフィ投影装置であって、
   前記測定系が前記封止部材の外側において、前記液体供給系の前記液体を介さずに、前記液体とは異なる前記基板と前記測定系の間に供給される液体を介して前記基板上の点の位置を測定するように構成されたことを特徴とする
   リソグラフィ投影装置。
2. 前記測定系が、前記基板上の複数のアライメント・マークの位置を測定するアライメント系を備えている、請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記基板テーブルは基準部を有し、前記測定系は、前記供給系の前記液体を介さずに前記基準部の位置を測定する、請求項１又は２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記測定系は、前記基板上の複数の前記アライメント・マークの位置を前記基板テーブル上の前記基準に対して測定する、請求項３に記載のリソグラフィ投影装置。
5. 前記測定系は前記基板上の点の高さ及び／又は傾きを測定する平準度センサを備えた、請求項１から４までのいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
6. 前記基板を露光できる露光ステーション及び別の測定ステーションを有しており、前記測定系は前記測定ステーションに設けられ、前記基板テーブルは前記露光ステーションと前記測定ステーションの間で可動である、請求項１から５までのいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
7. 複数の基板テーブルを有し、各基板テーブルが露光ステーションと測定ステーションの間で可動である、請求項６に記載のリソグラフィ投影装置。
8. 前記基準部が透過イメージ・センサである、請求項１から７までのいずれか一項に記載のリソグラフィ投影装置。
9. デバイス製造方法であって、
   少なくとも部分的に感放射線材料の層で覆われた基板を、基準マークを有する基板テーブル上で準備するステップと、
   測定系から投影された測定ビームを用いて前記基板上の点の位置を測定するステップと、
   放射系を用いて投影放射線ビームを供給するステップと、
   基板と前記投影ステップで用いた投影系の最終段要素との間であって封止部材の内部空間を液体で充填するステップと、
   パターニング手段を使用して、投影ビームにその断面においてパターンを与えるステップと、
   感放射線材料の層の目標部分上にパターニングされた放射線ビームを投影するステップと
   を含み、
   前記測定ビームは前記封止部材の外側において、前記液体供給系の前記液体を介さずに、前記液体とは異なる前記基板と前記測定系の間に供給される液体を介して投影されることを特徴とする、
   デバイス製造方法。
10. 位置を測定するステップは、前記基板上のアライメント・マークの位置を測定することを含む、請求項９に記載のデバイス製造方法。
11. 位置を測定するステップは、前記基板上の点の高さ及び／又は傾きを測定することを含む、請求項９又は１０に記載のデバイス製造方法。

Images