JP4545119B2 - 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、リソグラフィ装置及びデバイスを製造するための方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板、通常は基板の目標部分に所望のパターンを付加する機械である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、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の個々の層に形成すべき回路パターンを生成する。生成されたパターンは、基板（たとえばシリコン・ウェハ）上の（たとえば１つ又は複数のダイの一部を含む）目標部分に転送される。パターンの転送は、通常、基板上に設けられている放射線感応材料（レジスト）の層への画像化を介して行われる。通常、１枚の基板には、順次パターン化される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射されるいわゆるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行又は非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射されるいわゆるスキャナがある。また、パターンを基板に転写することによってパターニング・デバイスから基板へパターンを転送することも可能である。

リソグラフィ投影装置内の基板を比較的屈折率の大きい液体、たとえば水に浸し、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間を充填する方法が提案されている。この方法のポイントは、液体中では露光放射の波長がより短くなるため、より小さいフィーチャを画像化することができることである。（また、液体の効果は、システムの有効ＮＡが大きくなり、且つ、焦点深度が深くなることにあると見なすことができる。）固体粒子（たとえば水晶）が懸濁した水を始めとする他の液浸液も提案されている。

しかしながら、基板又は基板と基板テーブルを液体の槽に浸す（たとえば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第４，５０９，８５２号を参照されたい）ことは、走査露光の間、加速しなければならない大量の液体が存在していることを意味している。そのためにはモータを追加するか、或いはより強力なモータが必要であり、また、液体の攪乱によって望ましくない予測不可能な影響がもたらされることになる。

提案されている解決法の１つは、液体供給システムの場合、液体拘束システムを使用して、基板の局部領域にのみ液体を提供し（つまり、液浸液が存在する空間の平面が基板より狭い）、且つ、投影システムの最終エレメントと基板の間に液体を提供することである（基板の表面積は、通常、投影システムの最終エレメントの表面積より広い）。参照によりその全体が本明細書に組み込まれているＰＣＴ特許出願公告ＷＯ ９９／４９５０４号に、そのために提案されている方法の１つが開示されている。図２及び３に示すように、液体は、好ましくは基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って、少なくとも１つの入口ＩＮによって基板に供給され、投影システムの下を通過した後、少なくとも１つの出口ＯＵＴによって除去される。つまり、基板を最終エレメントの下を−Ｘ方向に走査する際に、最終エレメントの＋Ｘ側で液体が供給され、−Ｘ側で除去される。図２は、入口ＩＮを介して液体が供給され、最終エレメントのもう一方の側で、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって除去される構造を略図で示したものである。図２に示す図解では、液体は、必ずしもそれには限定されないが、基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って供給されている。様々な配向及び数の入口及び出口を最終エレメントの周りに配置することが可能であり、図３はその実施例の１つを示したもので、両側に出口を備えた４組の入口が最終エレメントの周りに一定のパターンで提供されている。

液浸リソグラフィ装置の場合、液浸液中の気泡が液浸リソグラフィ装置によって生成される画像品質に有害な影響を及ぼすことがある。この気泡に加えて、或いは気泡とは別に、液浸液の屈折率は温度に依存しているため、液浸液の温度勾配が画像化欠陥の原因になることがある。温度勾配が生じる原因には、液浸液による投影ビームの吸収、及び基板或いは液体拘束システムなどの液浸リソグラフィ装置の他の部分からの熱伝導が考えられる。気泡及び温度勾配に加えて、或いはそれらとは別に、液浸液によるレジスト及び／又はトップ・コートから投影システムの最終エレメントへの汚染物質の運搬が画像品質に有害な影響を及ぼすことがある。

液浸液の温度勾配及び液浸液による汚染物質の運搬を回避することができ、且つ、露光の間、液浸液中の気泡によって画像が有害な影響を受ける機会が最少化されるか或いは減少する液浸リソグラフィ装置が提供されることが望ましい。

本発明の一態様によれば、パターニング・デバイスから基板へ、基板に隣接する空間に拘束された液体を介してパターンを投影するように構成されたリソグラフィ投影装置が提供される。このリソグラフィ投影装置は、空間を２つの部分に分割するための、基板に実質的に平行の第１のプレートを備えており、第１のプレートは、基板へのパターンの透過を可能にする開口、及びプレートの上方の液体とプレートの下方の液体の間の流体連絡を可能にする複数の貫通孔を有している。

本発明の一態様によれば、パターニング・デバイスから基板へ、基板に隣接する空間に拘束された液体を介してパターンを投影するように構成されたリソグラフィ投影装置が提供される。このリソグラフィ投影装置は、空間を２つの部分に分割するための、基板に実質的に平行の構造を備えている。また、この構造は、パターンの透過を可能にする開口、空間に液体を提供するための入口、及び空間から液体を除去するための出口を有している。

本発明の一態様によれば、パターニング・デバイスから基板へ、基板に隣接する空間に拘束された液体を介してパターンを投影するように構成されたリソグラフィ投影装置が提供される。このリソグラフィ投影装置は、空間を２つの部分に分割するための、基板に実質的に平行の構造を備えている。この構造は、パターンの透過を可能にする開口を有しており、また、３つのプレートを備えている。この３つのプレートの間に、入口、出口又はその両方が配置されている。

本発明の一態様によれば、パターニング・デバイスから基板へ、基板に隣接する空間に拘束された液体を介してパターンを投影するように構成されたリソグラフィ投影装置が提供される。このリソグラフィ投影装置は、空間を２つの部分に分割するための、基板に実質的に平行の構造を備えている。また、この構造は、パターンの透過を可能にする開口、及び空間に液体を提供するための入口、空間から液体を除去するための出口又はその両方を有しており、入口、出口又はその両方は、基板に向かって方向付けられている。

本発明の一態様によれば、パターン化された放射のビームを開口及び基板に隣接する空間に提供された液体を介して基板に投射するステップを含むデバイス製造方法であって、基板に実質的に平行の第１のプレートが空間を２つの部分に分割し、該第１のプレートが、上記開口及びプレートの上方の液体とプレートの下方の液体の間の流体連絡を可能にする複数の貫通孔を有する方法が提供される。

本発明の一態様によれば、パターン化された放射のビームを開口及び基板に隣接する空間に提供された液体を介して基板に投射するステップを含むデバイス製造方法であって、基板に実質的に平行の構造が空間を２つの部分に分割し、該構造が、上記開口、空間に液体を提供するための入口、及び空間から液体を除去するための出口を有する方法が提供される。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、
− 放射ビームＰＢ（たとえばＵＶ放射又は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
− パターニング・デバイス（たとえばマスク）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に接続された支持構造（たとえばマスク・テーブル）ＭＴ
− 基板（たとえばレジスト被覆ウェハ）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（たとえばウェハ・テーブル）ＷＴ
− パターニング・デバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又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（たとえば屈折投影レンズ系）ＰＬ
を備えている。

照明システムは、放射を導き、成形し、或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又は他のタイプの光学コンポーネント、或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。

支持構造は、パターニング・デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計及び他の条件、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。支持構造には、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、静電クランプ技法又は他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定又は移動させることができるフレーム又はテーブルであっても良い。支持構造は、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。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニング・デバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

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、それにより基板の目標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移相フィーチャ又はいわゆる補助フィーチャが含まれている場合、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はない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、目標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、透過型であっても或いは反射型であっても良い。パターニング・デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ及びプログラム可能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、交番移相及び減衰移相などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・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。

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、若しくは液浸液の使用又は真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系、静電光学系又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。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

図に示すように、このリソグラフィ装置は、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、このリソグラフィ装置は、反射型（たとえば上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した、或いは反射型マスクを使用した）タイプの装置であっても良い。

リソグラフィ装置は、２つ（二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であっても良い。このような「多重ステージ」機械の場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又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。

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、放射源及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及び／又はビーム・エキスパンダを備えたビーム引渡しシステム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及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム引渡しシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＭを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）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及びコンデンサ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。

支持構造（たとえばマスク・テーブルＭＴ）の上に保持されているパターニング・デバイス（たとえばマスクＭＡ）に放射ビームＢ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。マスクＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（たとえば干渉デバイス、直線エンコーダ又は容量センサ）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目標部分Ｃを放射ビームＢ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及びもう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、又は走査中に、マスクＭＡを放射ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）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長ストローク・モジュール及び短ストローク・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）、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アラインメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図には専用目標部分を占有している基板アラインメント・マークが示されているが、基板アラインメント・マークは、目標部分と目標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ンメント・マークは、スクライブ・レーン・アラインメント・マークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡの上に提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アラインメント・マークを配置することができる。

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。
１．ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブル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目標部分Ｃに１回で投影される（即ち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モード：放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期走査される（即ち単一動的露光）。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の倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決まる。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の幅）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
３．その他のモード：プログラム可能パターニング・デバイスを保持するべくマスク・テーブル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目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或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ム可能パターニング・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ム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターニング・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。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態、或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。

図４は、局部液体供給システムを使用した他の液浸リソグラフィ解決法を示したものである。液体は、投影システムＰＬの両側の２つの溝入口ＩＮによって供給され、入口ＩＮの外側に向かって放射状に配置された複数の離散出口ＯＵＴによって除去される。入口ＩＮ及び出口ＯＵＴは、投射される投影ビームが通過する孔が中心に穿たれたプレートに配置することができる。液体は、投影システムＰＬの一方の側に設けられた１つの溝入口ＩＮによって供給され、且つ、投影システムＰＬのもう一方の側に設けられた複数の離散出口ＯＵＴによって除去され、それにより投影システムＰＬと基板Ｗの間に液体の薄い膜の流れをもたらしている。使用する入口ＩＮと出口ＯＵＴの組合せの選択は、基板Ｗが移動する方向によって決まる（これ以外の入口ＩＮ及び出口ＯＵＴの組合せは有効ではない）。

提案されている局部液体供給システム解決法を使用したもう１つの液浸リソグラフィ解決法は、投影システムの最終エレメントと基板テーブルの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って展開している液体拘束構造を備えた液体供給システムを提供することである。図５は、このような解決法を示したものである。液体拘束構造は、Ｚ方向（光軸の方向）における若干の相対移動が存在する可能性があるが、投影システムに対して実質的にＸＹ平面内に静止している。一実施例では、液体拘束構造と基板の表面の間にシールが形成される。一実施例では、このシールは、ガス・シールなどの非接触シールである。それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公告第２００４−０２０７８２４号及び欧州特許出願公告第１４２０２９８号に、このようなシステムが開示されており、図５は、それを示したものである。

図５に示すように、リザーバ１０は、液体を拘束するための非接触シールを投影システムの画像視野の周りの基板に形成し、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を充填している。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、且つ、投影システムＰＬの最終エレメントを取り囲んでいる液体拘束構造１２によって形成されている。液体は、液体拘束構造１２内の、投影システムの下方の空間に導入されている。液体拘束構造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、液体レベルが最終エレメントの上まで上昇しているため、液体のバッファが提供されている。液体拘束構造１２は、上端部の形状が投影システムの形状又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ていることが好ましい、たとえば円形の内部周囲を有している。内部周囲の底部は、画像視野の形状と緊密に一致しており、たとえば、必ずしもそれには限定されないが長方形の形をしている。

液体は、液体拘束構造１２の底部と基板Ｗの表面の間のガス・シール１６によってリザーバ内に拘束されている。このガス・シールは、入口１５を介して加圧下で液体拘束構造１２と基板の間のギャップに提供され、且つ、出口１４を介して抽出されるガス、たとえば空気、合成空気、Ｎ_２又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、出口１４の真空レベル及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部に存在するようになされている。

それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれている欧州特許出願公告第１４２０３００号及び米国特許出願公告第２００４−０１３６４９４号に、二重ステージ液浸リソグラフィ装置の着想が開示されている。このような装置は、基板を支持するための２つのテーブルを備えている。１つのテーブルを使用して、液浸液が存在しない第１の位置で水準測定が実行され、もう１つのテーブルを使用して、液浸液が存在する第２の位置で露光が実行される。別法としては、装置は、１つのテーブルのみを有している。

その全体が本明細書に組み込まれている、２００４年１１月１２日出願の米国特許出願第１０／９８６，１８７号に、図６及び７に示すシステムと類似した、液浸リソグラフィ装置に液体を供給するためのシステムが開示されている。

図６及び７は、本発明の特定の実施例による液浸フード２０（液体供給システム又は液体拘束システムと呼ぶこともできる）を示したものである。液浸フードは、投影システムＰＬの最終エレメントと基板Ｗの間の空間に液浸液１１を拘束する液体拘束構造２１を備えている。液体拘束構造２１は、米国特許出願第１０／９８６，１８７号では、基板の上方の約３０μｍないし３００μｍの位置に保持されており（もっと高くても或いはもっと低くても良い）、液浸液１１の流出を制限するためのシール・デバイス２２を有している。このシール・デバイス２２は、液浸液１１を拘束するためのガス又は液体の流れを使用したガス・シール又は液体シールであっても良く、また、別法として個別に支持することができ、且つ／又は駆動することができる液体拘束構造のための軸受として作用させることも可能である。このシール・デバイス２２は、単純に、液体拘束構造２１の下を流れる液体（及び図に示す実施例の場合は同じくガス）を吸い出すための低圧抽出ポートであっても良い。残留しているあらゆる液体の膜をシール及び抽出デバイス２２に向けて押し流すためのガス・ナイフ２３を提供することができる。液体拘束構造２１の構造は、とりわけ単相抽出器が使用され、且つ、抽出器とガス・ナイフの間に凹所が配置され、また、該凹所を介してガスと液体の混合物が抽出される液体拘束構造２１の底面に関しては、２００５年４月５日出願の米国特許出願第１１／０９８，６１５号に示されているような構造であっても良い。

基板上のレジスト及び／又はトップ・コートからの汚染物質の運搬を防止又は抑制し、且つ、液浸液の温度勾配、たとえば超純水の温度勾配を防止又は抑制するために、投影システムＰＬと基板Ｗの間の空間を２つの部分に分割するプレート２４が提供されている。プレート２４は、投影ビームＰＢの透過を可能にするための開口即ち窓２４ａを有している。この開口即ち窓は、投影システムから基板への投影ビームの収束に適応するために、露光視野ＥＦよりわずかに大きくなっている。

本発明の一実施例では、プレート２４は開口２４ａを有しており、総液体供給量２５は、プレート２４より高くなるようになされている。この総液体供給量とシール・デバイス２２による液体の抽出の組合せによって、投影システムに隣接する空間部分から基板に隣接する空間部分への実質的に一定の液体の流れが保証され、延いては汚染物質及び基板によって加熱又は冷却された液体のシステムからの速やかな除去が保証される。図６に示すプレートの上方の空間の圧力は、プレートの下方の空間の圧力より高い圧力に維持することができるため、適切な流量が保証される。液浸液１１の適切なリフレッシュを保証するために、液体をプレートの上方から追加抽出することができる。同様に、必要に応じてプレートの下方に液体を追加供給することができる。

本発明の一実施例では、窓を形成するために透明なプレートによって開口を閉じることができる。この窓は、投影システムの波長における透過率が高くなければならず、一実施例では液浸液の屈折率に可能な限り近い屈折率を有している。また、この窓は、所望の画像化要求事項を満足するためには、十分に平らで、且つ、平行平面でなければならない。このような実施例の場合、プレート２４の両側に液体供給ポート及び液体抽出ポートが提供される。

本発明の一実施例では、プレート２４は、十分な機械強度を有する、望ましくは熱伝導率の小さい材料で構築しなければならない。適切な材料には、鋼、ステンレス鋼、セラミック、ガラス及び水晶、並びにＺｅｒｏｄｕｒ（商標）、ＵＬＥ（商標）及びＩｎｖａｒ（商標）などの低ＣＴＥ材料がある。プレートは必ずしも液体拘束構造２１に取り付ける必要はなく、個別に支持することも可能である。

プレート２４の利点は、投影画像のコントラストを減少させる可能性のある迷光を阻止することであり、且つ、この効果を強化することであり、プレートに吸収コーティングを施すことができることである。追加又は別法として、疎水性及び／又は親水性コーティングを施すことによって液体の流れを制御することができ、また、プレートの両面に異なるコーティングを使用することも可能である。とりわけプレート２４が分厚い場合、開口２４ａの縁に傾斜を付けることによって開口の形状を投影ビームの形状により厳密に一致させることができる。必要に応じて、複数のプレートを使用して空間を３つ以上の部分に分割することも可能である。

一実施例では、可能な限り基板の近くにプレート２４が配置されるが、安全のためには基板から十分に離して基板との接触を回避し、さらには例外的な状況を回避しなければならない。

本明細書において開示されている本発明の１つ又は複数の実施例は、米国特許出願第１０／９８６，１８７号の中で開示されている主題の改善を対象としており、詳細には、空間１１に存在する、基板の画像化に影響を及ぼす気泡の有害な効果を抑制又は最小化し、且つ、プレート２４が存在することによって生じる可能性のある、投影システムＰＬに対する基板Ｗの移動中の減衰効果、とりわけＺ軸方向の移動中における減衰効果を抑制又は最小化するための方法が講じられている。図８に示すプレート２４の構造は、この問題に対処するために使用される手段を示したものである。

図８に明確に示すように、プレート２４は、垂直軸、つまり投影システムの光軸に実質的に平行の軸に沿って展開している複数の貫通孔を有している。これらの貫通孔５０は、プレート２４が液浸液に対して垂直方向に相対移動する際の孔を通る液浸液の流れを促進し、且つ、液浸液がプレートを通り越して水平方向に移動する場合に、液浸液が貫通孔５０を通過することにならないように成形されている。この方法によれば、液体供給システム又は投影システムを基板のより近くへ移動させる必要がある場合に、空間１１を２つの部分に分割するプレート２４の機能を維持しつつ、液浸液１１との相互作用によるプレート２４の運動減衰効果が抑制される。したがって、この貫通孔５０は、プレート２４の上方の液体へのプレート２４の下方の液浸液１１からの衝撃の伝達を許容していることが分かる。これは、プレート２４の上方の液体とプレート２４の下方の液体の間の流体連絡を貫通孔が許容していることによるものである。依然として貫通孔５０を通る液浸液のごく若干の流れが生じる可能性があるが、基板、液体拘束構造２１及び投影システムＰＬの相対移動が小さいため（数ミクロン程度）、大きな流れが生じることはない。貫通孔５０の直径は、通常、約４０μｍであるが、最大２ｍｍの直径が可能である。ダンパ面積（つまり貫通孔の面積の和）は、重要な要素である。孔の直径が４０μｍの場合、約３．５ｍｍのピッチが概ね適切である。このピッチによって約５％ないし１０％の面積がカバーされる。

また、図８には、出口８１を介して空間１１に液浸液を提供することができる第１の流路８０が示されている。開口３０の反対側の対応する第２の流路９０は、空間から液浸液を除去することができるよう入口９１から始まっている。とりわけ図８の場合、プレート２４中の流路を通る液浸液の流れは、一方の側からもう一方の側へ開口３０を横切るようになされている。一実施例では、貫通流は、液浸液の再循環を回避するために、可能な限り層流に近くなるようになされている。開口を横切る流れをこのような構造にすることにより、開口に出現する、液浸液と基板Ｗが相対移動している間、たとえば基板を走査している間に液浸液と基板Ｗの間の界面に生成されるようになる気泡を抑制する効果が得られる。開口３０を横切る液浸液の流れを実質的に一定にすることにより、走査運動によってプレート２４の下方に生成される気泡の開口への移動を最少化することができる。

貫通孔５０のサイズが小さい場合、とりわけガス・エントラップメントを使用した液体拘束構造２１への液浸液の充填が困難になる可能性がある。解決法の１つは、充填中にプレート２４の下方に気泡がトラップされないように貫通孔５０のサイズを大きくすることである。もう１つの解決法は、液体拘束構造２１に液浸液を充填した後に、プレート２４の下方にトラップされている気泡を流路８０及び９０を介して抽出するための低圧（貫通孔の直径が４０μｍの場合、約−４０ミリバールが適切である）を流路８０及び９０に提供することである。

以上、図８に示す実施例について、単一のプレート２４を備えているものとして説明した。しかしながら、この実施例は、第１の上部プレートと第２の下部プレートの間に流路を備えた複数のプレートを使用して形成されたものとして説明することも十分に可能であることは理解されよう。通常、複数のプレートを使用する場合、厚さを０．１ｍｍ、プレートとプレートの間のギャップを０．３ｍｍにすることができる。この実施例では、投影システムＰＬの最終エレメントと基板Ｗの間の距離は、１ｍｍないし５ｍｍ程度になるようになされており、これは、米国特許出願第１０／９８６，１８７号に記載されている距離より長くなっている。これは、基板を別の基板に交換している間、液体供給システムを投影システムＰＬに向かって上方に移動させることができるようにするためであり、それにより、基板を交換している間、基板テーブルＷＴを投影システムＰＬから下方に遠ざける必要が除去される。

したがって、プレート２４は、液浸液入口及び液浸液出口を有していることが分かる。

図９〜１５に示す実施例の１つ又は複数のプレートには貫通孔が示されていない。いずれの実施例も必要に応じてこのような貫通孔を組み込むことができ、貫通孔が示されていないのは、単に図面を分かり易くするためにすぎない。実際、図８に示す実施例は、貫通孔５０がなくても良好に動作させることができる。

他の実施例では、２つのプレート、つまり図９に示すように上部プレート１２０及び下部プレート１３０を備えた、基板に実質的に平行で、且つ、空間を２つの部分に分割する構造が提供される。下部プレート１３０の開口は、上部プレート１２０の開口より大きくなるように生成されている。上部プレート１２０は、より小さい開口を有しており、また、その半径方向の内側の端部に、下に向かって展開している部分１２２（流れを下に向かって導くための部分）を有している。この部分１２２は、開口３０の側壁１２４ａを形成しており、開口３０の最も狭い部分を形成しているリップ１４０を形成するべく、再度半径方向を内側に向かって展開している。上部プレート１２０を下部プレート１３０の上方に配置し、且つ、流路１８０を形成するためのギャップをこの２つのプレートの間に配置することによって、開口３０の周りを周辺ループで展開している、基板Ｗに向かって下方に方向付けられた出口１８１が形成されている。この構造は、パターン化された投影ビームＰＢの液浸液が通る通路から、液浸液、基板及び環境の間の界面に形成される気泡を除去するにはとりわけ有効である。図９に矢印で示す液体の流れによって、気泡を含んだ液体が空間１１の中央からさらに確実に流出する。液体は、上部プレート１２０の上方に提供され、開口３０を通って下に向かって流れる。上部プレート１２０の上方から空間に提供されるこの液体は、通常、下部プレート１３０の下方の液体より気泡が少ないため、この構造は、液浸液を通過するパターン化されたビームに、気泡に妨害されることのない清浄な経路を提供する効果を有している。

リップ１４０の効果は、開口を上の方から通過する液浸液が加速されるため、流れがより均質になることである。

図１０に示す実施例は、開口３０の内部周囲２２４ａの周りに周辺液体入口２８１が提供されており、液体出口を有するようにはプレート２２４がなされていない点を除き、図８に示す実施例と類似している。図１０の矢印は、液浸液の流れを表している。

図１１は、空間を分割している構造に第３のプレートが追加された他の実施例を示したものである。この実施例では、中間プレート３２０から分離された上部プレート３１０が提供されている。中間プレート３２０は、下部プレート３３０から分離されている。したがって上部プレート３１０及び下部プレート３３０は、中間プレート３２０を挟んでいる。流路は、上部プレート３１０と中間プレート３２０の間、及び中間プレート３２０と下部プレート３３０の間に提供されている。少なくとも１つの入口が存在し、且つ、少なくとも１つの出口が存在している限り、任意の構造の入口及び出口を使用することができる。図に示す実施例では、入口３８１で終わっている流路３１５、３８０、及び出口３９１で終わっている、中間プレートと下部プレートの間の流路３２５、３９０が示されている。しかしながら、開口３０を横切る実質的に平行の流れが提供されるよう、左側の流路を出口で終わらせ、且つ、右側の流路を入口で終わらせることも可能である。当業者には他の構造が明らかであろう。

図１２に示す実施例は、空間を分割している構造にさらに頂部プレート４１０が追加されている点を除き、図９に示す実施例と類似している。頂部プレート４１０と、図９に示す頂部プレート１２０である中間プレート４２０の間にさらに流路４１５が形成されている。液体は、開口３０まで流路４１５と流体連絡している１つ又は複数の入口４８１を介して提供され、また、図９に示す流路１８０とは対照的に、中間プレート４２０と下部プレート４３０の間の流路４８０は、１つ又は複数の入口４９１を備えており、したがってリップ４４０の底部の周りの開口３０への液浸液の流れ、及び１つ又は複数の入口４９１への液浸液の流れが提供される。開口３０内の液体のこの円形流は、空間１１の残りの部分から開口３０への気泡の移動を防止するためにはとりわけ良好である。

図１３は、他の実施例を示したものである。この実施例では、壁５２２が下に向かって展開している頂部プレート５２０が提供される。壁５２２は、下部リップ５４０が中間プレート５１０及び底部プレート５３０の底部表面の下方を展開するように展開している。また、中間プレート５１０は、下に向かって展開している部分５１１を有している。この部分５１１は、その両側にリップが展開しているＴ−部分５１２で終端している。この場合も、頂部プレート５２０と中間プレート５１０の間、及び中間プレート５１０と底部プレート５３０の間に流路が形成されている。図に示す実施例では、出口が入口に対して半径方向に内側に配置されるよう、頂部プレート５２０と中間プレート５１０の間の流路５８０は出口で終わっており、中間プレート５１０と底部プレート５３０の間のもう１つの流路５９０は入口で終わっている。しかしながら、この状態は反転させることが可能であり、実際、開口３０の底を横切る液浸液の流れが提供されるよう、左側の流路が出口で終わり、右側の流路が入口として始まるように構成することができる。実際、図１４に示す実施例は、入口と出口の位置を反転させた場合の図１３の実施例と同じであり、底部プレートの下方の空間の残りの部分から気泡を吸い出すためには有効である。そのためには、図に示すように、頂部プレートを底部プレート４３０の底部表面の下方に展開させることが有利である。

図１５に示す実施例は、出口１８１が入口として形成されている点を除き、図９に示す実施例と同じである。この実施例は、底部プレート１３０の下にトラップされた液浸液から気泡を抽出するためにとりわけ良好である。

本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明されているリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための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）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」又は「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、且つ、露光済みのレジストを現像するツール）、度量衡学ツール及び／又は検査ツール中で、露光前又は露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの放射或いはその近辺の波長の放射）を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント及び反射光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つ又は組合せを意味している。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。たとえば本発明は、上で開示した方法を記述した１つ又は複数の機械可読命令シーケンスを含んだコンピュータ・プログラムの形態を取ることができ、或いはこのようなコンピュータ・プログラムを記憶したデータ記憶媒体（たとえば半導体記憶装置、磁気ディスク又は光ディスク）の形態を取ることができる。

本発明の１つ又は複数の実施例は、液浸液が槽の形態で提供されるタイプのものであれ、或いは基板の局部表面領域にのみ提供されるタイプのものであれ、任意の液浸リソグラフィ装置に適用することができ、詳細には、それらに限定されないが、上で言及したタイプの液浸リソグラフィ装置に適用することができる。本明細書において意図されている液体供給システムは広義に解釈されたい。特定の実施例では、液体供給システムは、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液体を提供するメカニズムであっても、或いは構造の組合せであっても良い。液体供給システムは、前記空間に液体を提供する１つ又は複数の構造、１つ又は複数の液体入口、１つ又は複数のガス入口、１つ又は複数のガス出口及び／又は１つ又は複数の液体出口の組合せを備えることができる。一実施例では、前記空間の表面は、基板及び／又は基板テーブルの一部であっても良く、或いは前記空間の表面は、基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆っていても良い。また、前記空間は、基板及び／又は基板テーブルの包絡面であっても良い。液体供給システムは、任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量又は他の任意の特性を制御するための１つ又は複数のエレメントをさらに備えることができる。

以上の説明は、本発明の例示を意図したものであり、本発明を何ら制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 リソグラフィ投影装置に使用するための液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置に使用するための液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置に使用するための他の液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置に使用するための他の液体供給システムを示す図である。 本発明の一実施例による液体供給システムの断面図である。 図６に示す液体供給システムの平面図である。 本発明の実施例における可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。 本発明の実施例における他の可能な構造を示す図である。

符号の説明

ＡＤ 放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタ
Ｂ 放射ビーム
ＢＤ ビーム引渡しシステム
Ｃ 基板の目標部分
ＣＯ コンデンサ
ＥＦ 露光視野
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ、１５、９１、３８１、４８１、４９１ 入口
ＩＮ インテグレータ
ＭＡ パターニング・デバイス（マスク）
ＭＴ 支持構造（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２ マスク・アラインメント・マーク
ＯＵＴ、１４、８１、１８１、３９１ 出口
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ、ＰＳ 投影システム
ＰＭ 第１のポジショナ
ＰＷ 第２のポジショナ
Ｐ１、Ｐ２ 基板アラインメント・マーク
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
１０ リザーバ
１１ 液浸液（空間）
１２、２１ 液体拘束構造
１６ ガス・シール
２０ 液浸フード
２２ シール・デバイス（シール及び抽出デバイス）
２３ ガス・ナイフ
２４、２２４ プレート
２４ａ プレートの窓（開口）
２５ 総液体供給量
３０ 開口
５０ 貫通孔
８０、９０、１８０、３１５、３２５、３８０、３９０、４１５、４８０、５８０、５９０ 流路
１２０、３１０ 上部プレート
１２２ 上部プレートの内側端部の下に向かって展開している部分
１２４ａ 開口の側壁
１３０、３３０、４３０、５３０ 下部プレート（底部プレート）
１４０、４４０、５４０ リップ
２２４ａ 開口の内部周囲
２８１ 周辺液体入口
３２０、４２０、５１０ 中間プレート
４１０、５２０ 頂部プレート
５１１ 中間プレートの下に向かって展開している部分
５１２ リップが展開しているＴ−部分
５２２ 頂部プレートの下に向かって展開している壁

Claims (12)

1. パターニング・デバイスから基板へ、前記基板に隣接する空間に拘束された液体を介してパターンを投影するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、
   前記空間を２つの部分に分割するための前記基板に実質的に平行な第１のプレート、および前記空間において前記第１のプレートに実質的に平行な第２のプレートを備え、
   前記第１のプレートが、前記基板へのパターンの透過を可能にする開口、及び前記プレートの上方の液体と前記プレートの下方の液体の間の流体連絡を可能にする複数の貫通孔を有し、
   前記第２のプレートが、前記基板へのパターンの透過を可能にする開口、及び自身を通る液体の流れを可能にする複数の貫通孔を有し、
   液体の流れを可能にする前記基板に実質的に平行な流路が、前記第１のプレートと前記第２のプレートの間に存在している、リソグラフィ投影装置。
2. 前記貫通孔が、前記プレートの下方の液体から前記プレートの上方の液体へ衝撃を伝達するように成形され、且つ／又は分布され、且つ／又は寸法決定された、請求項１に記載の装置。
3. 前記流路が、前記空間の他の領域の液体中の気泡の前記開口への移動を実質的に防止し、前記プレートの下にトラップされた気泡を除去し、或いはその両方のために、前記開口中に液体の流れを生成し、且つ、前記開口に隣接する液体の流れを生成するように構成された、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記流路を通る液体の流れが前記開口を横切る、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
5. 前記空間の前記他の領域が、前記第１のプレート、前記第２のプレート又はその両方と前記基板の間の領域である、請求項３又は４に記載の装置。
6. 前記流路が、前記基板に平行ではない方向に液体を導くように構成された前記空間への出口を有する、請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 前記第１又は第２のプレートの下方の液体中の気泡を前記貫通孔を介して実質的に除去するために、前記流路に低圧を印加するように構成された低圧源をさらに備えた、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. ２つの流路を形成するために前記第１及び第２のプレートに実質的に平行の第３のプレートを前記空間に備えた、請求項１乃至７のいずれかに記載の装置。
9. パターン化された放射のビームを開口及び基板に隣接する空間に提供された液体を介して前記基板に投射するステップを含むデバイス製造方法であって、
   前記基板に実質的に平行な第１のプレートが前記空間を２つの部分に分割し、且つ、第２のプレートが前記空間において前記第１のプレートに実質的に平行にあり、
   前記第１のプレートが、前記開口、及び前記プレートの上方の液体と前記プレートの下方の液体の間の流体連絡を可能にする複数の貫通孔を有し、
   前記第２のプレートが、前記基板へのパターンの透過を可能にする開口、及び自身を通る液体の流れを可能にする複数の貫通孔を有し、
   液体の流れを可能にする前記基板に実質的に平行な流路が、前記第１のプレートと前記第２のプレートの間に存在している、方法。
10. 前記貫通孔が、前記プレートの下方の液体から前記プレートの上方の液体へ衝撃を伝達するように成形され、且つ／又は分布され、且つ／又は寸法決定された、請求項９に記載の方法。
11. 前記流路が、前記空間の他の領域の液体中の気泡の前記開口への移動を実質的に防止し、前記プレートの下にトラップされた気泡を除去し、或いはその両方のために、前記開口中に液体の流れを生成し、且つ、前記開口に隣接する液体の流れを生成するように構成された、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記流路を通る液体の流れが前記開口を横切る、請求項９乃至１１のいずれかに記載の方法。

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