JP4566952B2 - 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方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板に、通常基板の目標部分に、所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その例では、代わりにマスク又はレチクルと呼ばれるパターン形成デバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板（例えば、シリコン・ウェーハ）の目標部分（例えば、１つ又は複数のダイの部分を含む）に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に設けられた放射敏感材料（レジスト）の層に像を形成することによっている。一般に、単一基板は、連続してパターン形成された網の目のような一面の隣り合う目標部分を含む。知られているリソグラフィ装置には、いわゆるステッパといわゆるスキャナがあり、ステッパでは、各目標部分に光が当てられて、目標部分に全パターンが一度に露光され、スキャナでは、各目標部分に光が当てられて、放射ビームによってパターンが所定の方向（「走査」方向）に走査され、同時に同期してこの方向に対して平行又は反平行に基板が走査される。パターンを基板にインプリントすることによって、パターン形成デバイスから基板にパターンを転写することもできる。

投影システムの最終要素と基板の間のスペースを満たすために、リソグラフィ投影装置の基板を比較的高い屈折率を有する液体、例えば水に浸漬することが提案された。これの趣旨は、露光放射は液体中でより短い波長を有するので、より小さな特徴（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の像形成を可能にすることである。（また、液体の効果は、システムの実効ＮＡを大きくし、かつ焦点深度を大きくするものと見なすこともできる。）固体粒子（例えば、石英）が浮遊している水を含んだ他の浸漬液が提案されている。

しかし、基板又は基板と基板テーブルを液体の槽の中に沈めることは（例えば、米国特許第４，５０９，８５２号を参照されたい。これによって、この特許を参照してその全体を組み込む）、走査露光中に加速しなければならない大きな液体の塊があることを意味する。このことは追加のモータ又はより強力なモータを必要とし、そして、液体の乱流が望ましくない予期しない効果をもたらすことがある。

提案された解決策の１つは、液体供給システムで、液体閉じ込めシステムを使用して投影システムの最終要素と基板の間の基板の局所領域だけに液体を供給することである（基板は、一般に、投影システムの最終要素よりも大きな表面積を有する）。これを構成するために提案された１つの方法は、ＰＣＴ特許出願第ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。これによって、この出願を参照してその全体を組み込む。図２及び３に示すように、液体は、好ましくは最終要素に対して基板が動く方向に沿って、少なくとも１つの入口ＩＮで基板上に供給され、そして、投影システムの下を通過した後で少なくとも１つの出口ＯＵＴで取り除かれる。すなわち、基板がその最終要素の下で−Ｘ方向に走査されるときに、液体は最終要素の＋Ｘ側から供給され、−Ｘ側から吸われる。図２は、液体が入口ＩＮを介して供給され、そして最終要素の他方の側で、低圧力源に接続されている出口ＯＵＴで吸われる構成を模式的に示している。図２の例示では、最終要素に対して基板が動く方向に沿って液体が供給されるが、そうである必要はない。最終要素のまわりに位置付けされた様々な向き及び数の入口及び出口が可能であり、図３に１つの実施例が示されている。図３では、両側に出口のある４組の入口が、最終要素のまわりに規則的なパターンで設けられている。

浸漬リソグラフィの問題は、浸漬液中に泡が存在することである。投影ビームの経路が、泡を含む浸漬液の部分を通過すると、基板に投影されたパターン形成像の品質が有害な影響を受けることがある。

投影ビームが通過する浸漬液の部分の泡の存在を減少させることが望ましい。

本発明の態様に従って、隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通して放射ビームを基板又は他の物体に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、本装置は、隔壁要素の部分、スペース、又はその両方が基板又は他の物体の縁の上か又は近くに位置付けされたとき、装置の光軸の方向に対して実質的に平行に隔壁要素の部分の動きを引き起こすように構成された制御装置を備える。

本発明の態様に従って、隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通して放射ビームを基板又は他の物体に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、本装置は、隔壁要素、スペース、又はその両方が基板又は他の物体の縁の上か又は近くに位置付けされたとき、縁の近傍で装置の光軸から離れる方向に液体の流れを引き起こすか又は大きくするように構成された制御装置を備える。

本発明の態様に従って、隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通して放射ビームを基板又は他の物体に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、液体入口は、出口の半径方向内側の方の隔壁要素の底面に設けられ、この入口は、前記入口の半径方向外側の方の位置で液体に形成された泡が入口の半径方向内側の方に動くのを実質的に妨げるのに流出液体が有効であるように、流出液体を少なくとも部分的に半径方向外側の方に向けるように形作られている。

本発明の態様に従って、隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通して放射ビームを基板に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、隔壁要素は、隔壁要素と、基板を支持するように構成された基板テーブルとの間に延びるように構成された無接触シールを備え、このシールは、ループになって基板を完全に取り囲むように構成されている。

本発明の態様に従って、リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法が提供され、本方法は、隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通してパターン形成された放射ビームを基板に投影するステップと、隔壁要素の部分、スペース、又は両方が基板の縁の上か又は近くに位置付けされるように基板を動かすステップと、装置の光軸に対して実質的に平行な方向に隔壁要素を動かすステップとを含む。

本発明の態様に従って、リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法が提供され、本方法は、隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通してパターン形成された放射ビームを基板に投影するステップと、隔壁要素、スペース、又は両方が基板の縁の上か又は近くに位置付けされるように基板を動かすステップと、縁の近傍で装置の光軸から離れる方向に液体の流れを引き起こすか又は大きくするステップとを含む。

本発明の実施例は、今、添付の模式的な図面を参照してただ例として説明する。この図面では、対応する参照符号は対応する部分を示す。

図１は、本発明の一実施例に従ったリソグラフィ装置を模式的に示す。本装置は、
・放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を条件付けするように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、
・パターン形成デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように組み立てられ、かつ特定のパラメータに従ってパターン形成デバイスを正確に位置付けするように構成された第１の位置決め装置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、レジスト被覆ウェーハ）Ｗを保持するように組み立てられ、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けするように構成された第２の位置決め装置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、
・パターン形成デバイス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の目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のチップを備える）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。

照明システムは、放射の方向付け、整形、又は制御を行うために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型又は他の型の光学部品、又はそれらの任意の組合せのような様々な型の光学部品を含むことができる。

支持構造は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び、例えばパターン形成デバイスが真空環境中に保持されるか否かのような他の条件に依存するやり方で、パターン形成デバイスを保持する。支持構造は、機械技術、真空技術、静電技術又は他の締付け技術を使用して、パターン形成デバイスを保持することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルであってもよく、これは、必要に応じて固定又は可動にすることができる。支持構造は、パターン形成デバイスが、例えば投影システムに対して、所望の位置にあることを保証することができる。本明細書での「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はどれも、より一般的な用語「パターン形成デバイス」と同義であると考えることができる。

本明細書で使用される「パターン形成デバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを作るようなパターンを放射ビームの断面に与えるために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、広く解釈すべきである。留意すべきことであるが、放射ビームに与えられたパターンは、基板の目標部分の所望のパターンに必ずしも対応していないことがある。例えばパターンが位相シフト用の特徴又はいわゆる補助用の特徴を含む場合、そうである。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路のような目標部分に作られるデバイスの特定の機能層に対応する。

パターン形成デバイスは透過型又は反射型であってもよい。パターン形成デバイスの例には、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。マスクはリソグラフィではよく知られており、マスクには、２値、交番位相シフト、及び減衰位相シフトのようなマスクの型、並びに様々なハイブリッド・マスクの型がある。プログラム可能ミラー・アレイの例は、小さなミラーのマトリックス配列を使用し、この小さなミラーの各々は、入射放射ビームを様々な方向に反射するように個々に傾斜させることができる。傾斜したミラーが、ミラー・マトリックスで反射された放射ビームにパターンを与える。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射又は、浸漬液の使用又は真空の使用のような他の要素に適切であるような、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型及び静電型の光学システム、又はそれらの任意の組合せを含んだ投影システムの任意の型を含むものとして広く解釈すべきである。本明細書での「投影レンズ」という用語の使用はどれも、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えることができる。

ここで示すように、本装置は透過型である（例えば、透過マスクを使用する）。代わりに、本装置は反射型であってもよい（例えば、上で言及したような型のプログラム可能ミラー・アレイを使用するか、又は反射マスクを使用する）。

リソグラフィ装置は、２個（デュアル・ステージ）又はより多くの基板テーブル（及び／又は２個又はより多くのマスク・テーブル）を有する型であってもよい。そのような「多ステージ」機械では、追加のテーブルは並列に使用することができ、又は、１つ又は複数のテーブルが露光に使用されている間に、準備ステップを１つまた複数の他のテーブルで行うことができる。

図１を参照して、照明装置ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源及びリソグラフィ装置は別個の実体であってもよい。例えば、放射源がエキシマ・レーザであるとき、そうである。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成していると考えられず、放射ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム拡大器を含んだビーム送出システムＢＤを使用して、放射源ＳＯから照明装置ＩＬに送られる。他の場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一体化部分であってもよい。例えば、放射源が水銀ランプであるとき、そうである。放射源ＳＯ及び照明装置ＩＬは、必要な場合にはビーム送出システムＢＤと一緒にして、放射システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整する調整装置ＡＤを備えることができる。一般に、照明装置のひとみ面内の強度分布の少なくとも外側半径範囲及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれ、σ−outer、σ−innerと呼ばれる）を調整することができる。さらに、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮ及び集光器ＣＯのような様々な他の部品を含むことができる。照明装置を使用して、断面内に所望の一様性及び強度分布を持つように放射ビームを条件付けすることができる。

放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）に保持されているパターン形成デバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、そしてパターン形成デバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過する。この投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、直線エンコーダ、又は容量センサ）を使って、例えば放射ビームＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置付けするように、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の位置決め装置ＰＭ及び他の位置センサ（図１にはっきり示されていない）を使用して、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置付けすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの部分を形成する長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（精密位置決め）を使っ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の位置決め装置ＰＷの部分を形成する長行程モジュール及び短行程モジュールを使用して実現することができる。ステッパ（スキャナに対して）の場合には、マスク・テーブルＭＴは、短行程用アクチュエータだけに接続することができ、又は、固定することができる。マスクＭＡと基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板位置合わせマークは専用の目標部分を占めるが、この専用目標部分は、目標部分と目標部分の間のスペースに位置付けすることができる（この専用目標部分はスクライブ・ライン位置合わせマークとして知られている）。同様に、２以上のチップがマスクＭＡに設けられた状況では、マスク位置合わせマークはチップ間に位置付けすることができる。

図示の装置は、下記のモードのうちの少なくとも１つで使用することができるだろう。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれるが、一方で、放射ビームに与えられた全パターンは一度に目標部分Ｃに投影される（すなわち、単一静的露光）。次に、異なる目標部分Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴは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目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モードでは、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影されている間に、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される（すなわち、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の拡大（縮小）及び像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅が制限されるが、走査移動の長さによって目標部分の（走査方向の）高さが決定される。
３．他のモードでは、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能パターン形成デバイスを保持して基本的に静止状態に保たれ、そして基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影されている間に、動かされる、すなわち走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、そしてプログラム可能パターン形成デバイスは、基板テーブルＷＴの各移動の後で、又は走査中に連続した放射パルスの間で、必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及したような型のプログラム可能ミラー・アレイのようなプログラム可能パターン形成デバイスを使用するマスクレス・リソグラフィに容易に応用することができる。

上述の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を使用することもできる。

局所液体供給システムを用いたさらなる浸漬リソグラフィ解決策を図４に示す。液体は、投影システムＰＬの両側にある２個の溝状入口ＩＮで供給され、入口ＩＮの半径方向外側の方に配列された複数の別個の出口ＯＵＴで取り除かれる。入口ＩＮ及び出口ＯＵＴは、投影ビームが投影される孔が中心にある板に配置することができる。液体は、投影システムＰＬの一方の側の１つの溝状入口ＩＮで供給され、そして投影システムＰＬの他方の側の複数の別個の出口ＯＵＴで取り除かれて、投影システムＰＬと基板Ｗの間に液体の薄い膜の流れを生じさせる。入口ＩＮと出口ＯＵＴのどの組合せを使用するように選ぶかは、基板Ｗの移動方向に依存することがある（入口ＩＮと出口ＯＵＴのその他の組合せは非活動状態である）。

提案された他の解決策は、投影システムの最終要素と基板テーブルの間のスペースの境界の少なくとも一部に沿って延びる隔壁要素を液体供給システムに設けることである。隔壁要素は、ＸＹ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）にはいくらかの相対的な動きがあってもよい。実施例では、隔壁要素と基板の表面の間に封止が形成される。この封止は、ガス封止のような無接触封止であってもよい。そのようなシステムは、米国特許出願公表第ＵＳ２００４−０２０７８２４号及びヨーロッパ特許出願公表第ＥＰ１４２０２９８号に開示されている。これによって、各公表を参照してその全体を組み込み、また図５に示す。

図５に示すように、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗの間のスペース１１に浸漬液が閉じ込められる。液閉込めシステムは、スペース１１を画定する内面を実現する隔壁要素１２を備える。浸漬液が入口／出口１３を通ってスペース１１に供給され、そして、ガス入口１５とガス／浸漬液出口１４の間のガスの流れ１６を使用して、隔壁要素１２の底面と基板Ｗの間に無接触封止が形成される。

浸漬リソグラフィの問題は、スペース１１の浸漬液中に泡が存在することである。このスペースの泡の存在は、装置の像形成品質に有害な影響を及ぼすことがある。特に問題のある泡の根源は、基板Ｗの縁にあることがある。基板の縁の像が形成されるとき、基板の縁の１つがスペース１１の下に存在するような位置に、基板は動かされる。基板Ｗの縁と基板が位置付けされている基板テーブルＷＴの間のギャップ１１０をできるだけ小さくし、かつ基板Ｗと基板テーブルＷＴの上面が同一平面であることを保証するように、対策が講じられることがある。しかし、基板Ｗの大きさと基板Ｗの取扱い易さとのための公差のために、小さなギャップ１１０がほとんど常に存在している。このギャップの問題は、ガス（例えば、空気）がギャップに閉じ込められることがあり、そして、浸漬液を含むスペース１１の下を基板Ｗの縁が動くとき、メニスカスとの相互作用によって、及び／又はギャップから自由に浮き出る泡によって、泡がギャップ１１０から浸漬液中に解放されることがある。この問題は、また、例えば透過像センサなどのセンサのような、浸漬液を通して像が形成される必要のある基板テーブル上の他の部品にも存在することがある。本発明の実施例は、基板Ｗの縁に関して説明されるが、スペース１１又は隔壁要素１２がそれの縁の上を通過する任意の他の物体、例えば閉じ板のまわりの溝に等しく応用することができる（この閉じ板は、例えば基板交換中に投影システムの下に浸漬液を閉じ込めるために使用される）。

基板Ｗの縁が泡の供給源であるという問題は、特に、平面図の面積に関して浸漬液で満たされたスペース１１が基板Ｗよりも小さい液閉込めシステムと関係がある。そのような液閉込めシステムは、全ての図に示され、基板の局部だけに浸漬液を供給する。

２００５年４月５日に出願された米国特許出願第１１／０９８，６１５号に記載された種類の隔壁要素１２に関して、図６に泡の影響を軽減するか又は最小限にする１つの方法が示されている。これによって、この出願はその全体が組み込まれる。この型の隔壁要素１２は、２００４年８月１９日に出願された米国特許出願第１０／９２１，３４８号に開示されたような液除去デバイス２０を、その隔壁要素１２の底面の半径方向で一番内側の縁部のところから備えている。これによって、この出願はその全体が組み込まれる。液体除去デバイス２０の半径方向外側の方に凹部４０が設けられ、この凹部４０は、入口４２から出口４４（半径方向外側の方）にガスの流れが生じるように、入口４２を通って雰囲気に接続され、出口４４を介して低圧源に接続されている。凹部４０の半径方向外側の方にガス・ナイフ６０がある。隔壁要素１２の底面のこれら３つの部品の配列は、２００５年１月１４日に出願された米国特許出願第６０／６４３，６２６号に詳細に説明されている。これによって、この出願は全体が組み込まれる。浸漬液は、スペースを画定している隔壁要素１２の内側の壁にある入口１３を通ってスペースに供給される。出口８０は、隔壁要素１２の内面の上部近くに設けられ、それで、スペースの液のレベルが所望の高さよりも大きいとき、浸漬液は出口８０を通ってスペースから流れ出ることができる。入口１３及び出口８０は、ただ模式的に図示されている。図２〜４に示されるものを含んでどんな型の入口／出口も使用することができるが、所望のものは、米国特許出願第６０／６４３，６２６号に図示されている。

明らかになるように、投影ビームＰＢを用いた基板Ｗ又はセンサのような他の物体の像形成中に、基板テーブルＷＴは、投影システムＰＬに対して動かされる。隔壁要素１２は、一般に投影システムＰＬに対して静止した状態に保たれるが、基板Ｗ、基板テーブルＷＴ又はセンサの上面までの距離を実質的に一定に維持するために、Ｚ方向に動かすことができ、さらにＲ_ｘ及びＲ_ｙ軸のまわりに傾斜させることができる。理解されることであろうが、基板テーブルＷＴは、全ての部分の像が形成されるようにＸ及びＹ方向に基板Ｗを移動し、また像形成中に、基板Ｗの上面の局部トポグラフィ変化の責任を取るために、基板ＷをＺ方向で上下に動かし、さらにＲ_ｘ及びＲ_ｙ軸について基板Ｗを傾斜させる。制御装置は、隔壁要素１２の高さを基板Ｗに対して実質的に一定に維持するために、隔壁要素１２の位置を制御する。そのような配列が、ヨーロッパ特許出願第ＥＰ−Ａ−１，４７７，８５６号及び２００４年５月１３日に出願された米国特許出願第１０／８４４，５７５号に開示されている。これによって、これらの出願の両方はその全体が組み込まれる。本発明の実施例では、基板Ｗの縁１００と基板テーブルＷＴの縁１０２の間のギャップ１１０から泡の現れる機会を減少させるために、この制御装置は、隔壁要素１２にさらなる動きを与えるように構成されている。同じ制御装置又は異なる制御装置で、浸漬液の供給及び／又は隔壁要素１２へのガスの供給を制御することができる。

そのような動きの第１の可能な型を図６に示し、図６で、矢印１５０は、隔壁要素１２又はスペース１１がギャップ１１０の上か、又は近くにあるとき、又はギャップ１１０が近づきつつあるとき、制御装置が隔壁要素１２の追加の動きをＺ方向に引き起こすことを示している。

実施例では、隔壁要素１２は、浸漬液がギャップ１１０に押し込まれるように、通常下げられるよりもさらに基板Ｗの方に下げられる。この動きに続いて、隔壁要素１２を元の位置に戻すか、又は隔壁要素１２を通常ある場所よりも上の位置に動かす上向きの動きが行われる。この繰り返しは、矢印１５０で示されるように隔壁要素１２がＺ方向で振動するように繰り返されてもよいが、これは通常必要でなく、通常は、隔壁要素１２が縁を横切る度に１サイクルが適切である。すなわち、隔壁要素１２は、約１．５Ｈｚであるチップ走査周波数と同じ周波数で振動し、そしてチップ配置に依存して行ごとに１から８回振動し、行走査周波数は約０．１から０．５Ｈｚである。この振動は、基板テーブルＷＴの動きと同期をとられるとき、必ずしも周期的である必要はない。一般に、隔壁要素１２は、基板Ｗの上約１００μｍに位置付けされている。これがいわゆる「浮上高さ」であり、これは、ほぼ７５μｍから１ｍｍの範囲であってよい。隔壁要素１２の低下の動きは、実施例では、通常の浮上高さから、基板から３０μｍから５０μｍ以下までである。繰り返しの速度は、基板Ｗの走査速度及びギャップ１１０の幅に関係している。一般に、Ｚ方向での隔壁要素の繰り返し周期は、５００ｍｍ／ｓの基板Ｗ走査速度の場合、約０．５ｓである。繰り返し周期の一般的な範囲は０．１から５０ｍｓである。

上記の説明では、隔壁要素１２は、Ｚ方向で一様に上下に動くと仮定した（すなわち、Ｒ_ｘ及びＲ_ｙ方向の回転無しに）。しかし、必ずしもこうではなく、ギャップ１１０の上か又は近くの位置の隔壁要素１２の部分に最大の動きが起こり、かつギャップから遠い部分は僅かに動くだけであるように、すなわち隔壁要素１２の傾斜が引き起こされるように、Ｚ方向の隔壁要素１２の動きを整えることができる。

実施例では、隔壁要素１２が基板又は基板テーブル又はセンサから遠ざかるように、Ｚ方向の隔壁要素１２の上向きの動きだけが、隔壁要素１２の通常動作に必要な任意の他の動きに追加される。そして、このことは、スペース１１の縁部で凹部４０のガスの流れによる影響を受ける隔壁要素１２の下の浸漬液のメニスカス１６０を安定化するように作用する。これは、一様な動きによって、又は上述のように傾斜させることによって、達成することができる。上向きの動きは、ガス・ナイフからのガスの速度を減少させ、それによってメニスカスに対する外乱を減少させ、さらにまた、ギャップが毛管作用によっていっそう容易に満たされるようにメニスカスに対する粘性力を減少させる。

図７は、基板Ｗ又は他の物体と基板テーブルＷＴの間のギャップ１１０がスペース１１に近づく（すなわち、基板テーブルＷＴが、図７に示す方向２００に動く）ときに、スペースの浸漬液に生じる水平方向の圧力勾配によって浸漬液がギャップ１１０に押し込まれるように、隔壁要素１２が、近づくギャップ１１０の方に傾斜される実施例を示している。その結果、ギャップ１１０は、隔壁要素１２が傾斜されないままである場合に存在するよりも高い圧力のかかった浸漬液で満たされるようになる。ギャップ１１０がスペース１１の近傍か又は下にある間、又はギャップが隔壁要素１２の近くか又は下にある間、隔壁要素１２のこの傾斜を維持することができ、又はギャップ１１０がその位置から遠ざかる前に傾斜を取り除くことができる。傾斜は、一度に加えることができ、又はギャップ１１０が隔壁要素１２又はスペース１１に近づくときに次第に大きくすることができる。

像形成品質の低下を軽減することのできる更なる又は代替えの方法は、隔壁要素１２及び／又はスペース１１がギャップ１１０の上か、又は近くに位置付けされたとき、ギャップ１１０の近傍での浸漬液の流れが装置の光軸から離れる方向で強くなること、すなわち、流れが発生するか、既存の流れが増大すること、を保証することである。投影システムの光軸から離れる浸漬液の流れ、又は浸漬液の流れの増大は、この流れによってギャップ１１０で形成された泡がスペース１１に入るのを妨げられるか、又は減らされることを保証する。この仕事のために別個の制御装置を使用することができ、又は、浸漬液の流れの方向を通常制御するために使用されるものと同じ制御装置を使用することができる。この流れは、浸漬液の圧力を変えることによって間接的に発生させることができる。

２００５年４月５日に出願された米国特許出願第１１／０９８，６１５号は、スペース１１を横切る浸漬液の流れをどのようにして高めることができるかを開示し、この開示は、特に、隔壁要素１２の内面のほんの一部のまわりだけに入力を設け、また、この入口の一部に対してスペース１１の他方の側に位置する隔壁要素１２のほんの一部のまわりだけに出力を設けることに関している。このシステムは、本発明の実施例で使用することができる。

図８の実施例では、追加の入口３００が、液除去デバイス２０と凹部４０の間に位置する隔壁要素１２の底面に設けられている。入口３００は、入口を出る浸漬液を少なくとも部分的に半径方向外側の方に向けるように角度を付けられ、かつ／又は形作られており、入口の半径方向外側の方の位置（例えば、ギャップ１１０）で浸漬液中に形成された泡が入口の半径方向内側の方に、投影ビームが放射されるスペース１１の中心部に向かって動くのを実質的妨げるか、又は減らすために、出てくる浸漬液が有効であるような具合になっている。実施例では、入口３００は、スペース１１のまわりにループになって設けられているが、隔壁要素１２の一部のまわりにだけに設けてもよい。例えば、米国特許出願第１１／０９８，６１５号の隔壁要素に出口が設けられた周囲のほんの一部と同様な周囲のほんの一部のまわりにだけに設けてもよい。

また、制御装置を使用して、隔壁要素の周囲のまわりの入口／出口を流れる浸漬液の流量を変えることによって、流れの所望の方向を実現することができる。これは、例えば、隔壁要素１２の周囲のまわりに液体除去デバイス２０を、個々に制御可能な個々の個別セグメントとして設けることによって達成することができる。これを図９に示す。同様にして、様々な圧力及び／又は浸漬液の流量及び／又はそれらの入口／出口を通るガスを制御することによって、上述のように、浸漬液の流れの方向を制御して所望の液流れを達成することができるように、入口１３、凹部４０及びガス・ナイフ６０を隔壁要素１２の周囲のまわりにセグメントで設けることもできる。流れの所望の増大は、例えばギャップ１１０の上の領域で抽出を大きくすることで達成することができる。

スペースにおける浸漬液の流れの方向が隔壁要素に対して実質的に一定であるような型の隔壁要素である場合（例えば、米国特許出願第１１／０９８，６１５号又は２００５年１月１４日に出願された米国特許出願第６０／６４３，６０８号で開示されたもの）、光軸に対して実質的に垂直な平面内で光軸のまわりに隔壁要素を回転させて、ギャップ１１０の近傍での浸漬液の流れが常に半径方向外側の方に向いていること、すなわち装置の光軸から離れる方向であることを保証することが可能である。これを図１０ａ及び１０ｂに示す。ここで、基板Ｗの縁に近い基板Ｗの異なる位置で浸漬液の流れの方向４００が半径方向外側の方に向いていることを保証するように、隔壁要素１２が回転されていることを理解することができる。

実施例では、ガス・ナイフがギャップ１１０の上に位置付けされたとき、ガス・ナイフ６０を通るガスの流れを減少させるか、又はオフにするのが有利であることがある。その理由は、流出ガスの高い圧力でギャップ１１０の浸漬液が吹き飛ばされ、それによって、浸漬液の泡の形成が起こるからである。さらに、ガス・ナイフを出るガスの速度を減少することは、毛管力を受ける浸漬液でギャップ１１０を満たすのを妨げないために有効である。ガス・ナイフ６０を通るガスの流れを完全に中断しないでただその流れを減少することが有利である。ガス・ナイフを通るガスの流れを減少させる方法を好都合に実現する１つの方法は、ガス・ナイフを出るガスが通過する最終くびれを、互いに相対的に動くことができる同心のリング又は要素の垂直壁で形成することである。この方法で、ギャップの幅を変えることができ、それによって、ガスの流出速度は、速度をゼロに減少することなしに変えることができる。

更なる又は代替えの実施例では、基板Ｗの全体を完全に取り囲む隔壁要素１２が設けられる。したがって、基板Ｗの像形成中に隔壁要素１２と基板テーブルＷＴの間に封止が形成され、基板Ｗは、隔壁要素１２による完全なループで取り囲まれている。この実施例では、隔壁要素１２は、基板Ｗの上面の像を形成するために必要とされる範囲で、投影システムＰＬに対してＸＹ平面内で可動である。この実施例では、ギャップ１１０に対する浸漬液の相対的な動きは、泡の形成を起こさせないように大きな範囲で行われない。また、隔壁要素１２は、例えばセンサの像を形成する必要があるとき、基板Ｗの全体にわたって動かすことができる。

上述の実施例の全ては、任意の組合せで、又は個々に使用することができる。

ヨーロッパ特許出願公表第１４２０３００号及び米国特許出願公表第２００４−０１３６４９４号では、ツインすなわちデュアル・ステージ浸漬リソグラフィ装置の概念が開示されている。これによって各出願は、参照してその全体が組み込まれる。そのような装置は、基板を支持するテーブルを２個備えている。高さ測定は、浸漬液のない状態で第１の位置のテーブルで行われ、そして露光は、浸漬液が存在している第２の位置のテーブルで行われる。もしくは、装置にただ１つのテーブルだけがある。

この明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及することがあるが、本明細書で説明したリソグラフィ装置には、集積光システム、磁気ドメイン・メモリ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、その他の製造のような他の用途があることは理解すべきである。当業者は理解するであろうが、そのような他の用途の背景では、本明細書での用語「ウェーハ」又は「チップ」の使用はどれも、より一般的な用語「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義であると考えることができる。本明細書で参照する基板は、例えばトラック（一般にレジスト層を基板に塗布し、さらに露光されたレジストを現像するルール）、計測ツール、及び／又は検査ツールで、露光前又は後に処理することができる。応用可能な場合、本明細書の開示は、そのような及び他の基板処理ツールに応用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作るために一度より多く処理することができるので、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理された層をすでに含む基板も意味することができる。

本明細書で使用される用語「放射」及び「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）を含んだ、全ての種類の電磁放射を包含する。

用語「レンズ」は、背景が許す場合、屈折光学部品及び反射光学部品を含んだ様々な型の光学部品のどれか１つ又は組合せを意味することができる。

本発明の特定の実施例を上で説明したが、理解されるであろうが、本発明は説明されたのと違ったやり方で実施することができる。例えば、本発明は、先に開示されたような方法を記述する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含んだコンピュータ・プログラム、又は格納されたそのようなコンピュータ・プログラムを有するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光ディスク）の形を取ることができる。

本発明の１つ又は複数の実施例は、特に、上で言及したそんな型だけではなく、また浸漬液が槽の形で供給されようと基板の局所表面領域だけに供給されようと、どんな浸漬リソグラフィ装置にも応用することができる。本明細書で意図したような液体供給システムは広く解釈されるべきである。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／又は基板テーブルとの間のスペースに液体を供給する機構か、又は構造の組合せであってもよい。液体供給システムは、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／又は液体をスペースに供給する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。実施例では、スペースの表面は、基板及び／又は基板テーブルの一部であることがあり、又はスペースの表面は、基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆っていることがあり、又はスペースが基板及び／又は基板テーブルを包むことがある。場合によっては、液体供給システムは、液体の位置、量、質、形、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。

上述の説明は、例示であり制限しない意図である。したがって、当業者には明らかになることであろうが、以下に述べる特許請求の範囲の範囲から逸脱することなしに、説明したような本発明に対して修正を行うことができる。

本発明の実施例に従った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で使用される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で使用される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で使用される他の液体供給システムを示す図である。 他の液体供給システムを示す図である。 本発明の実施例を模式的に示す図である。 本発明の他の実施例を模式的に示す図である。 本発明の実施例に従った液体閉込めシステムを模式的に示す図である。 本発明の実施例に従った液体閉込めシステムを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施例を示す図である。 本発明のさらに他の実施例を示す図である。

符号の説明

ＳＯ 放射源
ＰＳ 投影システム
ＭＡ パターン形成デバイス（マスク、レチクル）
ＭＴ マスク・テーブル
Ｂ 放射ビーム
Ｗ 基板（ウェーハ）
ＷＴ 基板テーブル
ＰＬ 投影システム
１１ スペース
１２ 隔壁要素
１３ 浸漬液入口／出口
１４ ガス／浸漬液出口
１５ ガス入口
１６ ガスの流れ（無接触封止）
２０ 液体除去デバイス
４０ 凹部
４２ ガス入口
４４ ガス出口
６０ ガス・ナイフ
８０ 浸漬液出口
１００ 基板の縁
１０２ 基板テーブルの縁
１１０ ギャップ
１６０ メニスカス
３００ 浸漬液入口

Claims (15)

1. 隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通して放射ビームを基板又は他の物体に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、
   前記隔壁要素の部分、前記スペース、又はその両方が前記基板又は他の物体の縁の上か又は近くに位置付けされたとき、前記装置の光軸の方向に対して実質的に平行に前記隔壁要素の前記部分の動きを引き起こすように構成された制御装置を備え、
   前記隔壁要素の前記部分は、前記基板又は他の物体の縁と基板テーブルの縁との間のギャップに前記液体が押し込まれるように、前記基板又は他の物体の方に向かう方向に動く、リソグラフィ投影装置。
2. 前記動きが、他の要素に応答して生じる前記隔壁要素のどんな動きにも追加される、請求項１に記載の装置。
3. 前記動きが、前記基板又は他の物体の方に向かう方向に前記隔壁要素の前記部分を動かすことと、それから前記基板又は他の物体から離れる方向に前記隔壁要素の前記部分を動かすことの繰り返しを含む、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記繰り返しは、前記隔壁要素の前記部分が前記基板又は他の物体の前記縁の上か又は近くに位置付けされている間、繰り返される、請求項３に記載の装置。
5. 前記繰り返しが、０．１から５０ｍｓの繰り返し周期を有する、請求項３又は４に記載の装置。
6. 前記動きが、前記基板又は他の物体から３０から５０μｍ以下のところまで、通常位置から前記基板又は他の物体の方へ向かう動きを含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の装置。
7. 前記動きが、前記方向に対してもっぱら実質的に平行であり、前記隔壁要素全体に加えられる、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
8. 前記動きが、前記隔壁要素を傾斜させることによって達成される、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
9. 前記動きは、水平軸において前記隔壁要素の前記部分が他の部分よりも前記基板又は他の物体の上面の平面に近くなるように、前記隔壁要素を傾斜させることを含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の装置。
10. 前記隔壁要素の前記部分又は前記スペースが前記基板又は他の物体の前記縁の上に未だないうちに、前記傾斜が起こる、請求項９に記載の装置。
11. 前記隔壁要素の前記部分が前記基板又は他の物体の前記縁の上か又は近くにもはや位置付けされていなくなるまで、前記隔壁要素の前記傾斜が存続している、請求項９又は１０に記載の装置。
12. 前記隔壁要素の前記部分が前記基板又は他の物体の前記縁に近づくか、前記縁の上を動くか、又は両方であるときに、前記隔壁要素の前記傾斜が大きくなる、請求項９乃至１１のいずれかに記載の装置。
13. 前記光軸に対して実質的に垂直な方向における前記隔壁要素に対する前記基板又は他の物体の任意の相対的な動きと組み合わされた前記傾斜が、前記基板又は他の物体の前記縁で前記液体の圧力を局部的に高めるのに有効である、請求項９乃至１２のいずれかに記載の装置。
14. 前記動きが、前記隔壁要素の前記部分の下の前記液体のメニスカスを安定させるように前記基板又は他の物体から離れる方向を含む、請求項１乃至１３のいずれかに記載の装置。
15. リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法であって、
    隔壁要素によってスペースに閉じ込められた液体を通してパターン形成された放射ビームを基板に投影するステップと、
    前記隔壁要素の部分、前記スペース、又は両方が前記基板の縁の上か又は近くに位置付けされるように前記基板を動かすステップと、
    前記装置の光軸に対して実質的に平行な方向に前記隔壁要素の前記部分を動かすステップと、を含み、
    前記隔壁要素の前記部分は、前記基板又は他の物体の縁と基板テーブルの縁との間のギャップに前記液体が押し込まれるように、前記基板又は他の物体の方に向かう方向に動く、方法。

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