JP4697138B2 - 液浸リソグラフィ装置、液浸リソグラフィ方法、デバイス製造方法 - Google Patents

Description

＜関連する出願の参照情報＞
本願は２００３年７月８日に出願された米国特許仮出願第６０／４８５，８６８号の優先権を主張し、その全体を援用して本文の記載の一部とする。

＜１．発明の分野＞
本発明は概して半導体処理装置に関する。より詳細には、本発明は液浸リソグラフィシステムにおいて、レンズの表面とレンズに相対して移動される平面との間に液体を効率的に収容することを可能とするための方法及び装置に関する。

＜２．関連技術の説明＞
半導体処理に用いられるフォトリソグラフィ機のような精密機器について、精密機器の例えば精度のような性能に影響を及ぼす因子は一般に対処しなければならず、かつ、可能な限り取り除かなければならない。液浸リソグラフィ露光システムのような精密機器の性能に悪影響が及ぼされるときは、精密機器を用いて作られた製品は不適切に製作されるかもしれず、それによって機能が不適切になるであろう。

液浸リソグラフィシステムにおいて、液体は、レンズの結像特性を高めるために、レンズとウェハ表面との間に設けられる。液体の使用は、レンズの特性を実質的に変えることなく、レンズに関連する開口数、即ち、レンズの有効開口数を本質的に増加させることを可能とする。なぜならば、水のような液体は一般に１よりも大きな屈折率を有するからである。一般に、より大きな開口数は、より鮮明な像をウェハ上に形成することを可能とする。当業者に正しく理解されるように、高屈折率の液体は、レンズの高い開口数を可能とする。なぜならば、液浸リソグラフィシステムのレンズ系の有効開口数は、一般に、レンズを通過して、表面で反射する光の回折角の正弦と液体の屈折率との積にほぼ等しいとして定義されるからである。液体の屈折率は１よりも大きいので、液体の使用はレンズの有効開口数を増加させることを可能にし、それによって、レンズに関連する分解能が本質的に向上する。

ほとんどの慣用のリソグラフィシステム内には、レンズとレンズ下方を通る表面、即ち、ウェハの表面との間には空気が存在する。そのようなシステムでは、レンズに関わる開口数は、しばしば、約０．８〜０．９の範囲にある。向上した分解能を達成するためにレンズの開口数を増大することは、一般には実用的ではない。なぜなら、一般にレンズ径を大きくしなければならず、レンズ径を大きくすることは、レンズの製造プロセスに相当な困難を加えるからである。さらに、空気中でのレンズの開口数は、理論的に１が限界とされ、実際には１より幾分小さい値が限界となる。一方、液浸リソグラフィシステムは、空気中でのレンズで可能である開口数を実質的に超えて、レンズの有効開口数を増加させることが可能である。

図１は、液浸リソグラフィ装置の一部の概略断面図を示す。液浸リソグラフィ装置１００は、ウェハ１０８を支持するウェハテーブル１１２の上方に位置付けられたレンズアセンブリ１０４を含む。ウェハテーブル１１２は、レンズアセンブリ１０４の下方でスキャンされるように配置される、あるいはスキャンではなく移動されるように配置される。液体１１６は、レンズアセンブリ１０４とウェハ１０８との間の空隙に存在する。ここで液体１１６は、約１９３ｎｍの放射を使用する典型的な用途において水にし得る。液体１１６がレンズアセンブリ１０４の下方から漏出するのを有効に阻止するために、つまり、液体１１６をレンズアセンブリ１０４とウェハ１０８との間に有効に横方向に閉じ込めるために、保持リング１２０を、レンズアセンブリ１０４とウェハ１０８の間であって、且つ、保持リング１２０によって画成された領域内に、液体１１６が保持リング１２０により保持されるように位置付けてもよい。

保持リング１２０とウェハ１０８の表面との間に小さな間隙が維持されるようにレンズアセンブリ１０４が位置付けられる場合には、保持リング１２０は液体１１６の閉じ込めに一般に有効であるが、保持リング１２０の少なくとも一部がウェハ１０８の上方にある状況では、液体１１６はレンズアセンブリ１０４とウェハ１０８との間から漏出しうる。例として、ウェハ１０８の端部がパターンニングされるべきであるとき、レンズアセンブリ１０４は実質的に端部上で中心に置かれうる。そうすると、保持リング１２０の一部は保持リング１２０の底面の下方に小さな間隙を維持できず、液体１１６はレンズアセンブリ１０４とウェハ１０８の間から漏出することになる。図２に示されるように、保持リング１２０の底面の少なくとも一部がウェハ１０８と接触しないようにレンズアセンブリ１０４が位置付けられている場合には、液体１１６は、レンズアセンブリ１０４とウェハ１０８との間の、保持リング１２０によって画成された領域に閉じ込められないであろう。

液浸リソグラフィ装置では、ウェハテーブルはセンサー及び他のコンポーネント、例えば、オートフォーカス動作を較正するために使用される基準平面を支持しうる。そのようなセンサー及び他のコンポーネントは、一般にレンズ下方のどこかの点に位置決めされうる。すなわち、ウェハテーブルに組み合わされるセンサー及び他のコンポーネントは、レンズ及びウェハテーブルを操作する過程の間に、レンズの下方に位置づけられる場合があるであろう。保持リングの使用は、レンズアセンブリとウェハの上面（頂面）との間からの液体の漏出を防ぎうるが、レンズアセンブリがセンサー又は他のコンポーネントの上方に位置付けられるときには、液体はレンズアセンブリとセンサー及び他のコンポーネントの上面との間から漏出しうる。

図３は、センサーと、ウェハーを保持するウェハホルダーとを支持するウェハテーブルのブロック図を示す。ウェハテーブル３１２は、ウェハ（不図示）を保持するように配置されたウェハホルダー３１０、センサー３５０及び干渉計ミラー３５２を支持する。センサー３５０は、レンズ（不図示）と、そのレンズ及びセンサー３５０の間にある液体（不図示）を通して使用されうる。しかしながら、特に、センサー３５０の端部が実質上レンズ中央の下方に位置付けられるとき、液体はしばしばレンズ（不図示）とセンサー３５０との間の空隙から流出するであろう。センサーが液体中で動作するように設計され、較正されていて、且つ、レンズ（不図示）とセンサー３５０との間に不十分な液体しか存在しないときには、センサー３５０の有効性は危うくなるであろう。さらに、液体（不図示）はレンズ（不図示）とセンサー（３５０）との間の空隙から流出するときに、空隙から流出する液体は、レンズが次にウェハホルダ３１０に支持されたウェハ（不図示）の上方に位置付けられるときに、レンズとウェハとの間の液体の量がレンズの有効開口数を所望の高い値にするのに十分でなくなるように失われる。このため、センサー３５０が少なくとも部分的にレンズの下方に位置付けられている間、液体がレンズ（不図示）とセンサー３５０との間に首尾よく収容されていないときには、レンズ及びセンサー３５０を含むリソグラフィ処理全体に障害が生じるであろう。

そのため、必要とされることは、レンズの表面と、ウェハテーブルによって支持される実質的にセンサー又はコンポーネントとなり得るものの表面との間に画成された比較的小さな空隙内に液体を維持することを可能とする方法及び装置である。つまり、望まれているのは、レンズと、レンズ下方を移動されるウェハテーブルの実質的に任意の表面との間に位置付けられた液体が、レンズとウェハテーブルの実質的に任意の表面との間から漏出することを防止するために好適なシステムである。

本発明は液浸リソグラフィシステムの利用に好適なウェハテーブル構造体に関する。本発明の一態様に従えば、露光装置はレンズ及びウェハテーブルアセンブリを含む。ウェハテーブルアセンブリは、上面を有し、ウェハ並びに少なくとも一つのコンポーネントがレンズに相対して移動されるようにウェハを支持するために配置される。ウェハの上面及びコンポーネントの上面は、各々、ウェハテーブルアセンブリの上面と実質的に同じ高さである。ウェハの上面、ウェハテーブルアセンブリの上面及び少なくとも一つのコンポーネントの上面を含むウェハテーブルアセンブリの全上面は、実質的に平面状である。

一実施形態では、コンポーネントは、基準平面、空間像センサー、ドーズセンサー及びドーズムラセンサーの少なくとも一つであり得る。別の実施形態では、ウェハテーブルアセンブリは、ウェハの上面がウェハテーブルアセンブリの上面と実質的に同じ高さとなるように、ウェハを保持するウェハホルダーを支持するために配置される。

レンズを通して見られるべき表面を実質的に同じ高さの表面であって比較的平らな全表面に形成することを可能とするように構成されたウェハーテーブルの構造体は、液浸リソグラフィ処理を容易にする。ウェハテーブル上に置かれた実質的に全てのコンポーネントが、ウェハテーブルの上面とほぼ同じ高さである上面を有し、コンポーネントの側部とウェハテーブルの開口部の側部との間のいかなる空隙も比較的小さい場合には、液体の層又は液体の膜がレンズ表面と全上面との間に有効に維持しつつ、ウェハテーブル構造体の全上面がレンズ下方を横断し得る。そのため、液浸リソグラフィ処理は、レンズの表面とウェハテーブル構造体の全上面との間の液体の層の完全性がレンズ表面とウェハテーブル構造体の全上面との間の液体の層から液体の流出によって実質的に脅かされることなく、実行されうる。

本発明の別の態様に従えば、液浸リソグラフィ装置は、第１表面及び関連有効開口数を有するレンズを含む。装置は、レンズの有効開口数を向上させるために好適な液体と、テーブル構造体も含む。テーブル構造体は第１表面に対向するほぼ平坦な上面を有し、液体は実質的にほぼ平坦な上面と第１表面との間に配置される。ほぼ平坦な上面は、走査される物体の上面と、少なくとも１つのセンサーの上面を含む。

本発明のこれらの利点及びその他の利点は、以下の詳細な説明を読み、図面の様々な図を理解することにより明らかになるであろう。本発明は、添付図面と合わせて以下の記載を参照することによって最良に理解されうる。

液浸リソグラフィシステムでは、ウェハ表面は一般に、レンズ及びウェハ表面の間の比較的薄い液体の膜のような液体の層と共にレンズを通して見られるはずである。センサー及び／又は基準部材のようないくつかのコンポーネントは、しばしば、レンズ及びコンポーネント表面との間の液体の層と共にレンズを通して見られうる。レンズとウェハ表面の間の空隙（ギャップ）に液体の層を維持することは、レンズがウェハの端部を視るように配置されるときでさえ、液浸リソグラフィシステムが実質的に所望に動作することを可能にする。同様に、レンズと、センサー及び／又は基準部材のようなコンポーネントの表面との間の空隙に液体の層を維持することは、液浸リソグラフィシステムの効率的な動作を容易にする。

ウェハテーブル構造体を用いることによって、レンズを通して見られるべき表面とウェハテーブル構造体の上面とを、比較的平坦で実質的に均一な全体表面を形成することが可能なように構成される。ウェハテーブル構造体に関連するほぼ全てのコンポーネントが、ウェハの上面及びウェハテーブルの上面とほぼ同じ高さ（レベル）である表面を有し、且つ、コンポーネントの側部とウェハテーブルの開口の側部との間のいかなる空隙が比較的小さい場合には、ウェハテーブル構造体の全上面はレンズ下方を横断しつつ、液体の層又は膜をレンズ表面と全上面との間に有効に維持しうる。その結果、液浸リソグラフィプロセスは、液体の層、つまり、レンズの表面とウェハテーブル構造体の全上面との間の液体の層の完全性が実質的に脅かされることなく、実行されうる。

実質的に隆起し、均一の高さの平坦な上面を有するウェハテーブルは、ウェハ及びセンサー等の他のコンポーネントを、ウェハの平坦な表面及びコンポーネントの平坦な表面が、ウェハテーブルの隆起した平坦な上面とほぼ同じレベル、即ち高さとなるように設置することを可能とする。一実施形態において、ウェハテーブルアセンブリの全体は、ウェハ又はウェハが支持されるウェハホルダとセンサーが位置付けられうる開口を含む。図４は、本発明の一実施形態に従うウェハテーブルアセンブリを上から見た配置図を示す。ウェハテーブルアセンブリ４０２は、それぞれウェハ４０８及びコンポーネント４５０を、ウェハ４０８及びコンポーネント４５０の上面がウェハテーブルアセンブリ４０２の上面４１４とほぼ同じレベルとなるように、有効に収容する寸法の開口部４０９、４５２を含む。典型的には、開口部４０９、４５２は、それぞれ、ウェハ４０８又はコンポーネント４５０の外側端部とそれぞれの開口４０９、４５２との間の空隙が比較的小さく、例えば、約１０〜約５００μｍの間となるように、ウェハ４０８及びコンポーネント４５０を収容するための寸法を有する。

一般に、ウェハ４０８と開口４０９との間の空隙、又は、ある場合にはウェハホルダと開口４０９との間の空隙、並びに、コンポーネント４５０とそれらに対応する開口４５２との間の空隙は、ウェハテーブルアセンブリ４０２の表面全体の全体的な平坦性にはあまり影響しない。つまり、上面４１４、ウェハ４０８の上面、及びコンポーネント４５０の上面を含むウェハテーブルアセンブリ４０２の全上面は、実質的に平坦であり、その頂面全体の平坦性は、ウェハ４０８の側部と開口４０９との間の小さな空隙及びコンポーネント４５０の側部と開口４５２との間の小さな空隙の存在によっては実質的に影響されない。

コンポーネント４５０は、限定されないが、種々のセンサー及び基準マークを含みうる。図５を参照して、実質的に均一で平坦な上面を有するウェハテーブルアセンブリによって支持されるコンポーネントを、本発明の一実施形態に従って説明する。ウェハテーブルアセンブリ５０２は、隆起されたほぼ均一な上面５１４を含み、上面５１４には開口５０９、５５２が画成されている。開口５０９は、ウェハホルダ（不図示）によって支持されうるウェハ５０８を保持するように配置される。開口５２２は、任意の数のコンポーネントを支持するように配置される。記載されている実施形態において、開口５５２は、ドーズセンサー又はドーズムラセンサー５５６、空間像センサー５５８、基準平面５６０及び基準マーク５６２を支持するように配置される。これらは、それぞれ、全体にほぼ均一で平坦な上面が形成されるために、上面５１４とほぼ同じ高さになるように配置された上面を有している。ドーズセンサー又はドーズムラセンサー５５６の好適な例が米国特許第４，４６５，３６８号、米国特許第６，０７８，３８０号及び米国特許公開第２００２／００６１４６９Ａ号に記載されており、それらの全体をそれぞれここに援用して本願の記載の一部とする。空間像センサー５５８の例は米国特許公開第２００２／００４１３７７Ａ号に記載されており、その全体をここに援用して本願の記載の一部とする。基準平面５６０の例は米国特許第５，９８５，４９５号に記載されており、その全体をここに援用して本願の記載の一部とする。基準マーク５６２の例は米国特許第５，２４３，１９５号に記載され、その全体をここに援用して本願の記載の一部とする。

開口５５２は、例えばドーズセンサー又はドーズムラセンサー５５６、空間像センサー５５８、基準平面５６０及び基準マーク５６２のようなコンポーネントの側部と開口５５２の端との間の空隙が全上面の均一性及び平面性に重大な影響を与えるほど大きくならないように、コンポーネントを収容する寸法に決定されることが理解されるべきである。換言すれば、コンポーネントは開口５５２内に比較的きつく嵌め込まれている。

ドーズセンサー又はドーズムラセンサー５５６は、その一方又は両方が開口５５２内に含まれ得る。ドーズセンサー又はドーズムラセンサー５５６は、ウェハ５０８の上面の高さでの光エネルギーを調べることによってレンズアセンブリ（不図示）と関連する光源の強度を決定するために用いられるように配置される。一実施形態では、典型的にはドーズムラセンサーだけが含まれている。ドーズセンサーは一般に絶対ドーズ強度を測定し、ドーズムラセンサーは典型的にはある領域に渡ってのばらつきを測定する。そのような、ドーズセンサー又はドーズムラセンサー５５６が、ウェハ５０８の上面と同一面に位置付けられる。空間像センサー５５８は、ウェハ５０８の表面上に投影されてその後フォトレジスト上に露光されるべき空間像を実効的に測定するように配置される。空間像センサーが空間像を正確に測定するために、空間像センサー５５８は本質的に、ウェハ５０８の上面と同じ高さ又は同じ平面に位置付けられている。

基準平面５６０を一般に用いてレンズアセンブリ（不図示）のオートフォーカス機能を較正するが、当業者によって理解されるように、基準マーク５６２は、ウェハ５０８をレンズアセンブリ及びレチクルに対してアライメントさせることができるように用いられるパターンである。基準平面５６０と基準マーク５６２との両方がウェハ５０８と同一平面に位置付けられている。

図６ａは本発明の一実施形態に従う、ほぼ均一で平坦な全上面を有するウェハテーブルアセンブリの概略断面図である。ウェハテーブルアセンブリ６００の全体はウェハテーブル６０２を含み、ウェハテーブル６０２は、ウェハの上面がウェハテーブルアセンブリ６００の全上面と実質的に面一となるためにウェハ（不図示）を保持するウェハホルダ６０８を支持するように配置される。ウェハテーブル６０２は、上で述べたように、コンポーネント６５０の上面も実質的に全上面６１４とほぼ面一になるように、センサー及び基準マークを含みうるコンポーネント６５０も支持している。換言すれば、コンポーネント６５０の表面、ウェハ（不図示）を支持しているときのウェハホルダ６０８及びウェハテーブル６０２はほぼ平坦で比較的均一の高さの全上面６１４を実効的に形成している。ウェハホルダ６０８及びコンポーネント６５０は、ウェハテーブル６０２に画成された開口に比較的きつく嵌合するように配置される。それによってウェハホルダ６０８の側部とウェハテーブル６０２の関連する開口の側面との間の空隙と、コンポーネント６５０とウェハテーブル６０２の関連する開口の側面との間の空隙は、各々比較的小さく、上面６１４の全体の均一性に重大な影響を与えない。

ウェハテーブル６０２は、ウェハホルダ６０８、ウェハ（不図示）及びコンポーネント６５０に加えて、追加のコンポーネント又はエレメントを支持しうる。例として、ウェハテーブル６０２は干渉計ミラー６７０を支持しうる。干渉計ミラー６０２の上面も全上面６１４と実質的に同じ高さになりうることが理解されるべきである。それによって、一実施形態では全上面６１４は干渉計ミラー６７０を含みうる。

全上面６１４は、コンポーネント６５０又はウェハホルダ６０８がレンズの下方を横切るときに、液体がレンズアセンブリと全上面６１４との間の間隙に維持されることを可能にする。図６ｂは、本発明の一実施形態に従うウェハテーブルアセンブリ、例えば図６ａのウェハテーブルアセンブリ６００の概略図であり、ウェハテーブルアセンブリはレンズアセンブリの下方で走査するように配置される。レンズアセンブリ６８４は、全上面６１４の上方に位置付けられるように配置され、液体６８２の層によって、ｚ軸６９０ａに沿って全上面６１４から実質的に分離されている。液体６８２によって覆われる液浸領域の大きさは比較的小さく、例えば、液浸領域の大きさはウェハ（不図示）の大きさよりも小さくてもよい。液浸領域の液体を供給するために用いられる部分充填法は、同時係属中のＰＣＴ国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０４／１００５５（２００４年３月２９日出願）、同時係属中のＰＣＴ国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０４／０９９９４（２００４年４月１日出願）及び同時係属中のＰＣＴ国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０４／１００７１（２００４年４月１日出願）に記載されており、これらの全体を援用して本文の記載の一部とする。液体６８２の層は、保持リング６８０によってｘ軸６９０ｂとｙ軸６９０ｃに関して全上面６１４とレンズアセンブリ６８４との間に実効的に保持されるが、実質的に任意の好適な配置を用いて、ｘ軸６９０ｂ及びｙ軸６９０ｃに相対する場所に液体６８２の層を実効的に保持してもよい。保持リング６８０は、ｘ軸６９０ｂ及びｙ軸６９０ｃに対してリング状の構造体として配置され、それは、液体６８２を保持リング６８０の端によって画成される領域に液体６８２を閉じ込める。つまり、保持リング６８０はｚ軸６９０ａを中心とするリング状の形状を形成する。

別の実施形態では、保持リング６８０は必ずしも必要でないであろう。レンズアセンブリ６８４と全上面６１４（又はウェハ表面）との間の間隙が比較的小さい場合、例えば、約０．５ｍｍから約５ｍｍの間である場合には、液体６８２の層は液体６８２の表面張力で間隙の間に有効に保持されうる。

一般に、液体６８２は、レンズアセンブリ６８４と保持リング６８０によって画成される領域内の全上面６１４との間の空隙又は空間を満たす実質的に任意の好適な液体であってもよく、その液体は、レンズアセンブリ６８４に含まれるレンズの有効開口数を、同一波長の光及び同じ物理的な寸法のレンズに対して増大することができる。種々のオイル、例えばフォンブリン（登録商標）オイルを含む液体は、液体６８２として使用するのに好適であろう。一実施形態において、約１９３ナノメートル（ｎｍ）の放射を使用する全体のシステム内における例に関して、液体６８２は水である。しかしながら、より短波長の放射に関して、液体６８２はオイルであってもよい。

レンズアセンブリ６８４がウェハホルダ６０８の上方に位置付けられているとき、全上面６１４は実質的に平坦で均一であるので、液体６８２は全上面６１４とレンズアセンブリ６８４との間から漏出しない。なぜならば、レンズアセンブリ６８４がウェハホルダ６０８の端部の上方に位置付けられたときでさえも、保持リング６８０は全上面６１４と接触したままか、又は、全上面６１４のごく近くに近接したままであるからである。図６ｃに示されるように、レンズアセンブリ６８４がコンポーネント６５０の上方に方位付けられているとき、全上面６１４の均一性及び平坦性もまた、液体６８２がレンズアセンブリ６８４と全上面６１４の間に残っていることを可能にしている。

ウェハテーブル構造体は、ウェハ又はウェハホルダーと任意の数のコンポーネントとを収納するように開口が画成されているウェハテーブルを含み得るが、その代わりに、ウェハテーブル構造体は、ウェハ又はウェハホルダ並びに任意の数のコンポーネントを収納するための開口を有さないウェハテーブルと、ウェハテーブルと協働して、ウェハ又はウェハホルダ並びに任意の数のコンポーネントが置かれうる開口を実効的に形成する構造体とを含みうる。換言すれば、実際の平坦なウェハテーブル構造体は、上記のようなウェハテーブル内に形成された開口、又は、ウェハテーブルの上に位置付けられた１つ又は複数の構造体によって画成される開口のいずれかを含みうる。

ウェハテーブル構造体が、ウェハ及びコンポーネントを有効に収納しうる開口を画成し、且つ、ウェハテーブル構造体についての実質的に平坦な上面を提供する構造体を含むとき、構造体は一般に、内部に開口が形成された板状の構造体にしうる。図１０ａに関連して、ウェハテーブル及びウェハテーブル表面プレートを含むウェハテーブル構造体を本発明の一実施形態に従って説明する。ウェハテーブル構造体７００は、ウェハテーブル７０４とウェハテーブル表面プレート７０８とを含む。ウェハテーブル７０４は、ウェハ７１２と、種々のセンサー、基準マーク又は基準平面を含みうる一以上のコンポーネントとを支持する。ウェハテーブル表面プレート７０８は、任意の好適な材料、例えばテフロン（登録商標）で形成されてもよく、ウェハテーブル表面プレート７０８は、ウェハテーブル表面プレート７０８がウェハテーブル７０４上に位置付けられるときにウェハ７１２が位置付けられ得る開口７２０を含む。開口７２４もウェハテーブル表面プレート７０８に画定されており、ウェハテーブル表面プレート７０８がウェハテーブル７０４上に位置付けられるとき、開口７２４がコンポーネント７１６と嵌合するように配置される。

ウェハテーブル表面プレート７０８は、ウェハテーブル表面プレート７０８がウェハテーブル７０４の上に位置付けられ、それにより、ウェハ７１２が開口７２０内に位置付けられ且つコンポーネント７１６が開口７２４内に位置付けられるときに、ウェハ７１２の上面及びコンポーネント７１６の上面と協働して、実質的に一様で平坦な全上面を創成する上面を含む。図１０ｂに示されるように、ウェハテーブル表面プレート８０８がウェハテーブル８０４上に位置付けられているときには、コンポーネント８１６、例えばセンサーの上面及びウェハ８１２の上面はウェハテーブル表面プレート８０８の上面とほぼ同じ高さである。実施形態で示されるように、干渉計ミラー８１４もウェハテーブル表面プレート８０８の上面とほぼ同じ高さの上面を有する。そのため、ウェハテーブル８０４及びウェハテーブル表面プレート８０８を含むウェハテーブル構造体全体は、比較的一様で平坦な全上面を有する。

ウェハテーブル構造体は、ウェハ又はウェハホルダと任意の数のコンポーネントとを収納するように、開口が画成されているウェハテーブルを含みうるが、その代わりに、ウェハテーブル構造体は、ウェハ又はウェハホルダ並びに任意の数のコンポーネントを収納するための開口を有さないウェハテーブルと、ウェハテーブルと協働して、ウェハ又はウェハホルダ並びに任意の数のコンポーネントが置かれうる開口を実効的に形成する構造体とを含みうる。換言すれば、実質的に平坦なウェハテーブル構造体は、上記のようにウェハテーブル内に形成された開口、又は、ウェハテーブルの上に位置付けられた１つ又は複数の構造体によって画成される開口のいずれかを含みうる。

ウェハテーブル構造体の実質的に平坦な全表面を達成することができる板状の構造体は、広く変更しうる。一実施形態では、センサー又はコンポーネントは板状の構造体に一体化しうる。例として、基準平面又は基準マークは、板状の構造体の上に直接エッチングされるか、あるいは板状の構造体の上に直接形成されてもよい。他の実施形態において、板状の構造体は、ウェハホルダによって支持されるウェハを内部に保持しうる開口と、センサーを保護しつつセンサーを機能させうる窓（ウィンドウ）によって覆われた開口を含みうる。図１１ａ及び１１ｂを参照して、ウェハテーブル及びウィンドウを有するウェハテーブル表面プレートを含むウェハテーブル構造体を本発明の実施形態に従って説明する。ウェハテーブル構造体９００は、ウェハテーブル９０４と、図１１ｂに示されるような、センサー等の１以上のコンポーネント９１６の上に位置付けられるように配置されたウィンドウ９１６を含むウェハテーブル表面プレート９０８とを含む。ウェハテーブル９０４はウェハ９１２を支持し、ウェハ９１２はプレート９０８内の開口に嵌合するように配置される。

プレート９０８は、任意の好適な材料、例えばテフロン（登録商標）で形成されてよく、ウィンドウ９６０は透過性の材質で形成される。あるいは、プレート９０８は、開口９２４の上方に位置付けられた、プレート９０８の比較的薄い部分であるウィンドウ９６０を有する透過性のカバープレートであってもよく、開口９２４は、ウェハテーブル表面プレート９０８がウェハテーブル９０４上に位置付けられているときに、コンポーネント９１６に嵌合するように配置されている。プレート９０８の上面はウェハ９１２の上面と協働して、構造体９００についての実質的に平坦な上面を形成する。

図７を参照して、ほぼ一様な高さの平坦な表面をもつウェハテーブルアセンブリを含む液浸リソグラフィ露光システムの一部となりうるフォトリソグラフィ装置を本発明の一実施形態に従って説明する。フォトリソグラフィ装置（露光装置）４０は、平面モータ（不図示）によって駆動されうるウェハポジショニングステージ５２と、ＥＩコアアクチュエータ、例えば実質的に独立に制御されるトップコイルとボトムコイルを有するＥＩコアアクチュエータを用いてウェハポジショニングステージ５２と磁気的に連結されるウェハテーブル５１とを含む。ウェハポジショニングステージ５２を駆動する平面モータは、一般に、二次元に配置されたマグネット及び対応するアマチュアコイルによって生じる電磁力を使用している。ウェハ６４は、ウェハテーブル５１に連結されているウェハホルダ又はチャック７４上の位置に保持される。ウェハポジショニングステージ５２は、多自由度、例えば３〜６の自由度で、コントロールユニット６０及びシステムコントローラー６２の制御の下で移動するように配置される。一実施形態では、ウェハポジショニングステージ５２は共通のマグネットトラックに連結された複数のアクチュエータを含む。ウェハポジショニングステージ５２の移動は、投影光学系４６に対してウェハ６４を所望の位置及び方向に位置付けることを可能とする。

ウェハテーブル５１は、任意の数のボイスコイルモータ（不図示）、例えば３つのボイスコイルモータによって、ｚ軸方向１０ｂに浮揚させ得る。記載した実施形態において、少なくとも３つの磁気ベアリング（不図示）がウェハテーブル５１に連結し、ウェハテーブル５１をｙ軸１０ａに沿って移動させる。ウェハポジショニングステージ５２のモータのアレイは典型的には基部（ベース）７０によって支持される。ベース７０は絶縁体５４を介して大地に支持される。ウェハステージ５２の移動によって発生する反力は、フレーム６６を通して地表面に機械的に逃がしうる。１つの好適なフレーム６６は、特平８−１６６４７５号及び米国特許第５，５２８，１１８号に記載されており、これらの全体をここに援用して本文の記載の一部とする。

照明システム４２はフレーム７２によって支持される。フレーム７２はアイソレータ５４を介して大地に支持される。照明システム４２は照明源を含み、照明システム４２は、光などの放射エネルギーをマスクパターンを通してレチクル６８上に照射するように配置される。レチクル６８は粗動ステージ（コースステージ）と微動ステージ（ファインステージ）を含むレチクルステージによって支持され、そして、レチクルステージを用いて走査される。放射エネルギーは投影光学系４６を通して合焦される。ここで投影光学系４６は投影光学フレーム５０上に支持され、アイソレータ５４を介して地面に支持されてもよい。好適なアイソレータ５４は、特平８−１６６４７５号及び米国特許第５，５２８，１１８号に記載されたアイソレータを含む。これらの全体をここに援用して本文の記載の一部とする。

第１干渉計５６は投影光学フレーム５０上に支持され、ウェハテーブル５１の位置を検出するように機能する。干渉計５６はウェハテーブル５１の位置に基づく情報をシステムコントローラー６２に出力する。一実施形態において、ウェハテーブル５１は、ウェハテーブル５１に関連する振動を減らすダンパを有し、それによって干渉計５６はウェハテーブル５１の位置を正確に検出しうる。第２干渉計５８が投影光学系４６上に支持され、レチクル６８を支持するレチクルステージ４４の位置を検出する。干渉計５８も位置情報をシステムコントローラー６２に出力する。

多くの異なる種類のフォトリソグラフィック装置又はフォトリソグラフィックデバイスがあることを理解すべきである。例えば、フォトリソグラフィ装置４０、又は露光装置は、レチクル６８とウェハ６４を実質的に同期させて移動させつつ、レチクル６８からウェハ６４にパターンを露光する走査型フォトリソグラフィシステムとして使用されうる。走査型のリソグラフィックデバイスでは、レチクル６８はレチクルステージ４４によって、レンズアセンブリ（投影光学系４６）又は照明システム４２に対して垂直に移動される。ウェハ６４はウェハステージ５２によって投影光学系４６の光軸に垂直に移動される。レチクル６８及びウェハ６４の走査は一般に、レチクル６８及びウェハ６４が実質的に同期して移動している間に行われる。

あるいは、フォトリソグラフィ装置又は露光装置４０は、レチクル６８及びウェハ６４が静止している間、つまり、約ゼロメートル毎秒のほぼ一定速度である間にレチクル６８を露光するステップアンドリピート型のフォトリソグラフィシステムであってもよい。一回のステップアンドリピート処理において、個々の領域を露光する間、ウェハ６４はレチクル６８及び投影光学系４６に対してほぼ一定の位置にある。後に、連続する露光工程の間に、ウェハ６４はウェハポジショニングステージ５２によって、露光用の投影光学系４６及びレチクル６８の光軸と垂直に連続的に移動される。このプロセスに続いて、レチクル６８の像はウェハ６４の領域に連続的に露光され、半導体ウェハ６４の次の領域が、照明系４２、レチクル６８及び投影光学系４６に相対する位置に搬送される。

上記のフォトリソグラフィ装置又は露光装置４０の使用は、半導体製造用のフォトリソグラフィシステムにおいて使用されることに限定されない。例えば、フォトリソグラフィ装置４０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）デバイスのパターンを矩形のガラス板に露光するＬＣＤフォトリソグラフィシステムの一部、又は、薄膜磁気ヘッドを製造するためのフォトリソグラフィシステムの一部として使用されうる。照明システム４２の照明源は、ｇ線（４３６ナノメートル（ｎｍ））、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）及びＦ_２型レーザ（１５７ｎｍ）でありうる。

投影光学系４６に関して、エキシマレーザのような遠紫外光が用いられるときには、遠紫外光を透過する石英及び蛍石のようなガラス材料が好適に用いられる。Ｆ_２型レーザー又はＸ線のいずれかが用いられるときには、投影光学系４６はカタジオプトリック又は屈折型のいずれかにしうる。（レチクルは対応する反射型にしうる。）そして、電子ビームが用いられる場合には、電子ビームの光学系はエレクトロンレンズ及びデフレクターを備えうる。当業者によって理解されるように、電子ビームの経路は一般に減圧される。

さらに、約２００ｎｍ以下の波長の真空紫外光（ＶＵＶ）放射を利用する露光装置で、カタジオプトリック型の光学システムの使用が考慮されうる。カタジオプトリック型の光学システムの例は、特許公開公報で公表された特開平８−１７１０５４号及びその対応米国特許第５，６６８，６７２号と、特開平１０−２０１９５号及びその対応米国特許第５，８３５，２７５号に含まれるが、これらに限定されない。また、これらの全体をここに援用して本文の記載の一部とする。これらの例では、反射型光学デバイスはビームスプリッタ及び凹面鏡を組み込んだカタジオプトリック光学システムになりうる。特許公開公報で公開された特開平８−３３４６９５号及びその対応米国特許第５，６８９，３７７号と、特開平１０−３０３９号及びその対応米国特許第５，８９２，１１７号は、これらの全体をここに援用して本文の記載の一部とする。これらの例は凹面鏡を組み込んでいるがビームスプリッタを有さない反射−屈折型の光学システムを記載しており、これらも本発明の使用に好適でありうる。

さらに、フォトリソグラフィシステムにおいて、リニアモータ（米国特許第５，６２３，８５３号又は第５，５２８，１１８号を参照。これらの開示全体をここに援用して本文の記載の一部とする。）をウェハステージ又はレチクルステージに使用するときには、エアベアリングを利用する空気浮揚型、あるいは、ローレンツ力又はリアクタンス力を利用する磁気浮揚型のいずれかにし得る。加えて、ステージはガイドに沿って移動してもよく、ガイドを有しないガイドレス型のステージであってもよい。

あるいは、ウェハステージ又はレチクルステージは、二次元に配置されたマグネットを有するマグネットユニットと、二次元の対向する位置にコイルを有するアマチュアコイルユニットによって生じた電磁力の利用を通じてステージを駆動する平面モータによって駆動されうる。このタイプの駆動システムで、マグネットユニット又はアマチュアコイルユニットの一方はステージに結合され、他方はステージの移動している面側に載置される。

上記のステージの移動は、フォトリソグラフィシステム全体の性能に影響しうる反力を生じる。ウェハ（基板）ステージの移動によって生じる反力は、上記のように、並びに、米国特許第５，５２８，１１８号及び特開平８−１６６４７５号に記載のように、フレーム部材の使用によって床又は地面に機械的に逃がしうる。加えて、レチクル（マスク）ステージの移動によって生じる反力は、米国特許第５，８７４，８２０号に記載され、特開平８−３３０２２４号に公開されているように、フレーム部材の使用によって、床（大地）に機械的に逃がしうる。これらの全体をここに援用して本文の記載の一部とする。

アイソレータ５４のようなアイソレータは、一般にアクティブ防振システム（ＡＶＩＳ）に関連しうる。ＡＶＩＳは、力１１２、つまり、振動力に関連する振動を一般に制御する。振動はステージアセンブリによって経験され、より一般的には、ステージアセンブリを含むフォトリソグラフィ装置４０のようなフォトリソグラフィ機によって経験される。

上記実施形態に従うフォトリソグラフィシステム、例えば一以上のデュアルフォースアクチュエータを含みうるフォトリソグラフィ装置は、規定の機械精度、電気精度及び光学精度が維持されるような方法で種々のサブシステムを組み合わせて組み立てうる。種々の精度を維持するために、組合せの前後に、実質的に全ての光学システムは、光学精度を達成するように調整されうる。同様に、実質的に全ての機械システム及び実質的に全ての電気システムは、それぞれ所望の機械精度及び電気精度を達成するように調整されうる。各サブシステムをフォトリソグラフィシステムに組み合わせるプロセスは、各サブシステムにおける、メカニカルインターフェース、電気回路の配線接続、及び圧空配管の構築を含むが、これらに限定されない。各サブシステムからフォトリソグラフィシステムを組み合わせることに先がけて、各サブシステムを組み上げるプロセスもある。フォトリソグラフィシステムが、種々のサブシステムを用いて組み立てられると、全体の調整は、実質的に全ての所望の精度がフォトリソグラフィシステム全体で維持されることを確保するように、一般に実施される。加えて、露光システムは、温度及び湿度が管理されているクリーンルームで製造されることが望ましい。

さらに、半導体デバイスは、図８を参照して論じられるように、上記のシステムを用いて製造されうる。プロセスは、半導体デバイスの機能特性及び性能特性が設計され、あるいは決定される工程１３０１で始まる。次に、工程１３０２において、パターンを有するレチクル（マスク）が半導体デバイスの設計に基づいて設計される。並行する工程１３０３において、ウェハがシリコン材料から形成されることは理解されるべきである。工程１３０２で設計されたマスクパターンは、工程１３０４において、フォトリソグラフィシステムによって、工程１３０３で製造されたウェハ上に露光される。マスクパターンをウェハ上に露光する１つのプロセスは、図９を参照して以下に説明する。工程１３０５において、半導体デバイスが組み立てられる。半導体デバイスの組立ては、一般に、ウェハダイシングプロセス、ボンディングプロセス、パッケージプロセスを含むが、これらに限定されない。最後に、完成したデバイスが工程１３０６において検査される。

図９は、本発明の実施形態に従う、半導体製造の場合におけるウェハ処理に関連する工程を示すプロセス流れ図である。工程１３１１においては、ウェハ表面が酸化処理される。それから、化学蒸着（ＣＶＤ）工程である工程１３１２においては、絶縁膜がウェハ表面上に形成されうる。いったん絶縁膜が形成されると、工程１３１３において、電極が蒸着によってウェハ上に形成される。それから、工程１３１４においては、イオンが、実質的に任意の好適な方法を用いてウェハに注入されうる。当業者によって理解されるように、工程１３１１−１３１４は、一般にウェハ処理中のウェハに対する前処理工程であると考えられる。さらに、例えば、工程１３１２における絶縁膜の形成に使用する種々の化学物質の濃度等の、各工程においてなされた選択は、処理の要請に基づいてなされうるということは理解されるべきである。

ウェハ処理の各段階で、前処理工程が完了したとき、後処理工程が実行されうる。後処理の間、最初に工程１３１５において、フォトレジストがウェハに塗布される。それから、工程１３１６において、露光装置を用いてレチクルの回路パターンをウェハに転写しうる。レチクルの回路パターンのウェハへの転写は、一般にレチクル走査ステージを走査することを含み、一実施形態では、レチクル走査ステージは振動を減衰させるダンパを含みうる。

レチクルの回路パターンがウェハに転写された後、露光されたウェハ工程１３１７において現像される。いったん、露光されたウェハが現像されると、例えば露光された材料表面等の残留したフォトレジスト以外の部分は、エッチングにより除去されうる。最後に、工程１３１９において、エッチング後に残っている不必要なフォトレジストが除去されうる。当業者によって理解されるように、多重の回路パターンは、前処理工程及び後処理工程の繰り返しを通じて形成されうる。

本発明の２、３の実施形態のみが記載されているが、本発明は、本発明の精神又は範囲から離れることなく、多くの他の特定の形態で実施されうる。例として、実質的に平坦で一様な高さの、全体として平面状の表面を有するウェハテーブル構造体の使用は、液浸リソグラフィシステムにおいて、液体で満たされた小さな空隙又は流体で満たされた小さな空隙を、投影レンズとウェハテーブルの表面との間に維持することができるような使用に対して好適であるとして記載されているが、そのようなウェハテーブルは液浸リソグラフィシステムの一部としての使用に限られない。

走査されるべき物体を支持し、比較的平坦で実質的に一様な上面を有するテーブルは、ウェハテーブルであるとして概して記載してきた。そのようなテーブルはウェハテーブルに限られない。例えば、レチクルテーブルも比較的平坦で実質的に一様な上面を持ちうる。あるいは、例えばＬＣＤ製造用、顕微鏡標本用等のガラスプレートのような基板テーブル支持体も実質的に平坦で平面状の表面を有しうる。

ウェハテーブル構造体内で支持されて、その上面がウェハテーブルの上面とほぼ同じ高さであるコンポーネントは、ドーズセンサー、ドーズムラセンサー、空間像センサー、基準平面及び基準マークを含むとして記載してきた。しかしながら、任意の好適な付加コンポーネントがウェハテーブル構造体に支持されうる。そのとき、付加コンポーネントの上面は、ウェハテーブルの上面と実質的に同一面となる。さらに、ウェハテーブル構造体は、ドーズセンサー又はドーズムラセンサー、空間像センサー、基準平面及び基準マークを含みうるが、ウェハテーブル構造体はドーズセンサー又はドーズムラセンサー、空間像センサー、基準平面及び基準マークを必ずしも含まなくてもよい。つまり、ウェハテーブル構造体は、ウェハテーブル構造体の全上面とほぼ同じ高さである上面を有する、１つ程の少ないコンポーネントを含んでもよい。

ウェハテーブル構造体の全上面とほぼ面一である上面を有するようにウェハテーブル上に支持された実質的に全てのコンポーネントについて、ウェハテーブル構造体は各コンポーネントの底面を異なる高さで支持する必要があり得ることは、理解されるべきである。つまり、コンポーネントの底面は、全ての上面がウェハテーブル構造体の全上面とほぼ面一となるようにコンポーネントの上面を向けることを可能にするために、異なる高さで支持されなければならないかもしれない。

ウェハテーブル及びウェハテーブル上に位置付けられたプレートのように、ウェハテーブル構造体を形成するように用いられた材料は、幅広く変更しうる。プレートはテフロン（登録商標）で形成されているとして記載したが、プレートは、実質的に任意の好適な材料で形成されうることは理解されるべきである。従って、本願の実施例は例示的であって限定的ではないと考えられるべきであり、本発明は本願に記載された詳細に限定されず、添付されたクレームの範囲内で変更しうる。

図１は、第１の方向における液浸リソグラフィ装置の一部の概略断面図である。 図２は、第２の方向における液浸リソグラフィ装置、即ち図１の装置１００、の一部の概略断面図である。 図３は、センサー及びウェハを保持するウェハホルダーを支持するウェハテーブルの構成図である。 図４は、本発明の実施形態に係るウェハテーブルアセンブリを上から見た構成図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るほぼ均一で平坦な全上面を有するウェハテーブルアセンブリによって支持されるコンポーネントを上面から見た構成図である。 図６ａは、本発明の一実施形態に係るほぼ均一で平坦な全上面を有するウェハテーブルアセンブリの概略断面図である。図６ｂは、本発明の一実施形態に係るウェハホルダ上方に位置付けられたレンズアセンブリと一緒に、例えば図６ａのウェハテーブルアセンブリ６００のようなウェハテーブルアセンブリを示す概略図である。図６ｃは、本発明の一実施形態に係るコンポーネントの上方に位置付けられたレンズアセンブリと一緒に、例えば図６ａのウェハテーブルアセンブリ６００のようなウェハテーブルアセンブリを示す概略図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るフォトリソグラフィ装置の概略図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る半導体デバイスの製造に関する工程を示すプロセスの流れ図である。 図９は、本発明の一実施形態に係るウェハ処理、つまり図８の工程１３０４、に関する工程を示すプロセスの流れ図である。 図１０ａは、本発明の一実施形態に係るウェハテーブル表面プレートとウェハテーブルの概略図である。図１０ｂは、本発明の一実施形態に係るウェハテーブル及びウェハテーブル表面プレートを含むウェハテーブルアセンブリの概略断面図である。 図１１ａは、本発明の一実施形態に係るウェハテーブル及び窓を有するウェハテーブル表面プレートの概略断面図である。図１１ｂは、本発明の一実施形態に係る、ウェハテーブル及び窓を有するウェハ表面プレート、つまり、図１１ａのウェハテーブル９０４とウェハテーブル表面プレート９０８を含むウェハテーブルアセンブリの概略断面図である。

Claims (13)

1. レンズと基板との間に液体を設けて該基板を露光する液浸リソグラフィ装置であって、
   前記基板を支持するテーブルアセンブリと、センサーと、を備え、
   前記センサーの上面が前記テーブルアセンブリ上に設けられ、該センサーの上面と前記テーブルアセンブリの上面とが実質的に同じ高さにされ、
   前記テーブルアセンブリは、前記レンズの下方に配置されて前記センサーの上面と前記レンズとの間に前記液体の層を維持可能なギャップを形成する液浸リソグラフィ装置。
2. 前記テーブルアセンブリに支持された前記基板の上面が前記センサーの上面および前記テーブルアセンブリの上面と実質的に同じ高さにされる請求項１に記載の液浸リソグラフィ装置。
3. レンズと基板との間に液体を設けて該基板を露光する液浸リソグラフィ装置であって、
   前記基板を支持するテーブルアセンブリと、センサーと、を備え、
   前記センサーの上面が前記テーブルアセンブリ上に設けられ、該センサーの上面と前記テーブルアセンブリの上面とを含む面が平面状にされ、
   前記テーブルアセンブリは、前記レンズの下方に配置されて前記センサーの上面と前記レンズとの間に前記液体の層を維持可能なギャップを形成する液浸リソグラフィ装置。
4. 前記テーブルアセンブリに支持された前記基板の表面と、前記センサーの上面と、前記テーブルアセンブリの上面とを含む面が実質的に平面状にされる請求項３に記載の液浸リソグラフィ装置。
5. 前記センサーは、該センサーと前記レンズとの間に設けられる前記液体と共に前記レンズを通して見られる請求項１〜４のいずれか一項に記載の液浸リソグラフィ装置。
6. 前記テーブルアセンブリは、前記基板としてウェハを支持する請求項１〜５のいずれか一項に記載の液浸リソグラフィ装置。
7. レンズと基板との間に液体を設けて該基板を露光する液浸リソグラフィ方法であって、
   前記基板を支持するテーブルアセンブリ上にセンサーの上面を設けて、該センサーの上面と前記テーブルアセンブリの上面とを実質的に同じ高さにすることを含み、
   前記テーブルアセンブリを前記レンズの下方に配置させて、前記センサーの上面と前記レンズとの間に前記液体の層を維持可能なギャップを形成することを含む液浸リソグラフィ方法。
8. 前記テーブルアセンブリによって前記基板を支持して、該基板の上面と前記センサーの上面と前記テーブルアセンブリの上面とを実質的に同じ高さにすることを含む請求項７に記載の液浸リソグラフィ方法。
9. レンズと基板との間に液体を設けて該基板を露光する液浸リソグラフィ方法であって、
   前記基板を支持するテーブルアセンブリ上にセンサーの上面を設けて、該センサーの上面と前記テーブルアセンブリの上面とを含む面を平面状にすることを含み、
   前記テーブルアセンブリを前記レンズの下方に配置させて、前記センサーの上面と前記レンズとの間に前記液体の層を維持可能なギャップを形成することを含む液浸リソグラフィ方法。
10. 前記テーブルアセンブリによって前記基板を支持して、該基板の上面と前記センサーの上面と前記テーブルアセンブリの上面とを含む面を平面状にすることを含む請求項９に記載の液浸リソグラフィ方法。
11. 前記テーブルアセンブリによって前記基板としてウェハを支持することを含む請求項７〜１０のいずれか一項に記載の液浸リソグラフィ方法。
12. 基板にパターンを転写してデバイスを製造するデバイス製造方法であって、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の液浸リソグラフィ装置を用いて、前記基板に前記パターンを露光することと、
    前記パターンが露光された前記基板を現像することと、
    を含むデバイス製造方法。
13. 基板にパターンを転写してデバイスを製造するデバイス製造方法であって、
    請求項７〜１１のいずれか一項に記載の液浸リソグラフィ方法を用いて、前記基板に前記パターンを露光することと、
    前記パターンが露光された前記基板を現像することと、
    を含むデバイス製造方法。

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