JP4707736B2 - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置およびデバイスを製造する方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、基板に、通常基板のターゲット部分に、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、代わりにマスクまたはレチクルと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）のターゲット部分（例えば、１つまたは複数のチップの部分を含む）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感応性材料（レジスト）の層に像を形成することにより行われる。一般に、単一基板は、連続してパターニングされる隣り合うターゲット部分のネットワークを含む。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、各ターゲット部分に光が当てられて、ターゲット部分に全パターンが一度に露光され、スキャナでは、各ターゲット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）にスキャンされ、同時に同期してこの方向に対して平行または反平行に基板がスキャンされる。パターンを基板にインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することもできる。

[0003] 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ように、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、より小さなフィーチャのイメージング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、焦点深度も深くすることと見なすことができる。）固体粒子（例えば、クォーツ）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。

[0004] 基板また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またはより強力なモータを必要とし、そして、液体中の乱流が、望ましくない予期できない効果をもたらすことがある。

[0005] 液浸リソグラフィを実現する他の手段は、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特許出願公表第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および３に示すように、液体は、少なくとも１つの入口ＩＮによって、好ましくは最終要素に対して基板が動く方向に沿って基板上に供給され、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、基板がその要素の下で−Ｘ方向にスキャンされるときに、液体は要素の＋Ｘ側から供給され、−Ｘ側から上方に取り除かれる。図２は、液体が入口ＩＮを介して供給され、そして要素の他方の側で、低圧力源に接続されている出口ＯＵＴによって上方に取り除かれる構成を概略的に示している。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および数の入口および出口が可能であり、図３に１つの例が示されている。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。

[0006] 局所液体供給システムを用いたさらに他の液浸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によって供給され、入口ＩＮから外に向かって放射状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およびＯＵＴは、投影ビームが投影される孔が中心にある板に配列することができる。液体は、投影システムＰＬの一方の側で１つの溝状入口ＩＮによって供給され、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、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ために選ぶかは、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）。

[0007] 提案された局所液体供給システム解決策を用いた他の液浸リソグラフィ解決策は、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液体閉じ込め構造を備えた液体供給システムを設けることである。そのような解決策を図５に示す。液体閉じ込め構造は、ＸＹ面内では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）ではいくらか相対的な動きがあることがある。ある実施形態では、液体閉じ込め構造と基板の表面の間にシールが形成され、このシールは、ガスシールのような非接触シールであることがある。

[0008] 液体閉じ込め構造１２は、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、少なくとも部分的に液体を閉じ込める。基板と投影システムの最終要素の間のスペースの中に液体が閉じ込められるように、基板に対する非接触シール１６が、投影システムのイメージフィールドのまわりに形成されることがある。このスペースは、投影システムＰＬの最終要素の下にこの最終要素を囲繞して位置付けされた液体閉じ込め構造１２によって、少なくとも部分的に形作られている。液体は、投影システムの下の液体閉じ込め構造１２の中のスペースに、液体入口１３によって入れられ、液体出口１３によって取り除かれることがある。液体閉じ込め構造１２は、投影システムの最終要素より少し上に延びることがあり、液体レベルは、液体バッファが実現されるように最終要素より上に上がっている。液体閉じ込め構造１２の内周は、ある実施形態では、上端で投影システムすなわち投影システムの最終要素の形にほとんど一致し、例えば円形であることがある。下端で、内周は、イメージフィールドの形ほとんど一致し、例えば長方形であるが、そうである必要はない。

[0009] 使用中に液体閉じ込め構造１２の底と基板Ｗの表面の間に形成されるガスシール１６によって、液体がスペース１１の中に封じ込められる。ガスシールは、入口１５を介して液体閉じ込め構造１２と基板の間のギャップに圧力のかかった状態で供給され出口１４を介して抽出されるガス、例えば空気または合成空気によって形成されるが、ある実施形態では、Ｎ_２または他の不活性ガスによって形成される。ガス入口１５の超過圧力、出口１４の真空レベル、およびギャップの形状寸法は、液体を閉じ込める高速ガス流が内側に向けて存在するように決められる。これらの入口および出口は、スペース１１を囲繞する環状の溝であってもよく、ガスの流れ１６は、液体をスペース１１に封じ込めるのに有効である。そのようなシステムは、米国特許出願公開第２００４−０２０７８２４号に開示されている。ここに、この出願公開は、参照してその全体が組み込まれる。

[00010] ヨーロッパ特許出願公開第ＥＰ１４２０３００号および米国特許出願公開第２００４−０１３６４９４号では、ツインすなわちデュアルステージ液浸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２個のテーブルを備えている。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、装置はただ１つのテーブルだけを備える。

[00011] 浸漬液を閉じ込めるのに役立つようにガスシールが使用されるとき、このガスは、一般に、シールを形成するようにポンプで除去され、ポンプ圧は正確に制御されなければならない。ガスがポンプで排出されるときに浸漬液の一部がガスと共に吸引除去され、２相流がポンプで排出されることになる。ガスシールが使用されない場合でも、いくらかの雰囲気ガス（例えば、空気）が液体と共にポンプ排出されることがあり、依然として２相流がポンプ排出されることがあることになる。主として混合物が均質でないために、そのような２相流の出口圧力を制御することには問題がある。

[00012] それにもかかわらず、液浸システムからの出口２相流は、例えば、浸漬液に乱れ（例えば、圧力波を生じさせて）を生じさせないように制御されなければならない。出口２相流を制御しないと、例えば、液体が入るべきでない領域への液体の流れ込み、および／または液体供給システムと基板の間に望ましくない力の変動が起きるかもしれない。これらの問題を克服しようとして、ガスと液体を分離するために分離タンクが使用されることがあり、その結果、ポンプは、分離されたガスに対してだけ実質的に作用するようになる。しかし、特に、高い安定性が求められ、かつ／または要求される圧力が時間と共に変化する用途では、そのようなシステムは、精度が不十分である。

[00013] 例えば、液浸システムを使用してリソグラフィ装置からの液体・ガス混合物の抽出を正確に制御することが望ましい。

[00014] 本発明の一態様によれば、
基板を保持する基板テーブルと、
パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
投影システムと基板テーブルの間のスペースに液体を少なくとも部分的に満たすように構成され、液体とガスの混合物を除去する出口を含む液体供給システムと、
出口を通して液体とガスの混合物を吸引する排気システムと、を備え、排気システムが、
出口から液体とガスの混合物を受け取るマニホールドと、
マニホールドにガスの流れを供給するガス入口と、
マニホールドと流体連通し、マニホールドから液体とガスの混合物を受け取り混合物からガスを分離するセパレータと、
セパレータ中の分離されたガスに吸引力を加えるポンプと、
マニホールド中の圧力を測定し、かつ測定された圧力に応じてガス入口からマニホールドの中へのガスの流れを制御することによって、マニホールド中の圧力を制御する制御システムと、
を備えるリソグラフィ投影装置が提供される。

[00015] 本発明の一態様によれば、
液浸システムの表面によって画定されたスペースに液体を使用時に供給するように構成され、液体とガスの混合物を除去する出口を含む液体供給システムを備える液浸システムと、
液体とガスの混合物を出口を通して吸引する排気システムと、を備え、この排気システムが、
出口から液体とガスの混合物を受け取るマニホールドと、
マニホールドにガスの流れを供給するガス入口と、
マニホールドと流体連通し、マニホールドから液体とガスの混合物を受け取り混合物からガスを分離するセパレータと、
セパレータ中の分離されたガスに吸引力を加える吸引デバイスと、
マニホールド中の圧力を測定し、かつ測定された圧力に応じてガス入口からマニホールドの中へのガスの流れを制御することによって、マニホールド中の圧力を制御する制御システムと、を備えるリソグラフィ投影装置が提供される。

[00016] 本発明の他の態様によれば、液体とガスの混合物の除去を制御するための装置が提供され、この装置は、
液体とガスの混合物を受け取るマニホールドと、
マニホールドにガスの流れを供給するガス入口と、
マニホールドと流体連通し、マニホールドから液体とガスの混合物を受け取り混合物からガスを分離するセパレータと、
セパレータ中の分離されたガスに吸引力を加えるポンプと、
マニホールド中の圧力を測定し、かつ測定された圧力に応じてガス入口からマニホールドの中へのガスの流れを制御することによって、マニホールド中の圧力を制御する制御システムと、を備える。

[00017] 本発明の他の態様によれば、
液体を通してパターニングされた放射ビームを基板上に投影するステップと、
この液体とガスの混合物をマニホールドの中に受け取るステップと、
マニホールドから液体とガスの混合物をセパレータの中に受け取るステップと、
セパレータ中で混合物からガスを分離するステップと、
分離されたガスに吸引力を加えるステップと、
マニホールド中の圧力を測定するステップと、
測定された圧力に応じてマニホールドの中へのガスの流れを制御することによって、マニホールド中の圧力を制御するステップと、を含むデバイス製造方法が提供される。

[00018] 本発明の実施形態は、これから、添付の模式的な図面を参照して、ただ例として説明される。図面では、対応する参照符号は、対応する部分を示している。

[00026] 図１は、本発明の一実施形態に従ったリソグラフィ装置を模式的に示す。本装置は、
[00027] ・放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を条件付けするように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[00028] ・パターニングデバイス（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ニング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、
[00029] ・基板（例えば、レジストコートウェーハ）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、
[00030] ・パターニングデバイス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のターゲット部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のチップを含む）に投影するように構成され、基準フレームＲＦで支持された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳ。
[00031] ・投影システムＰＳと基板テーブルＷＴの間から液体・ガス混合物を抽出するように構成された排気システム１と、を備える。

[00032] 照明システムは、放射の誘導、整形、または制御を行うために、屈折型、反射型、または他の型の光学コンポーネント、またはそれらの任意の組合せなどの様々な型の光学コンポーネントを含むことができる。

[00033] パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境中に保持されるか否かなどの他の条件に依存したやり方で、支持構造は、パターニングデバイスを保持する。支持構造は、機械技術、真空技術、静電技術または他のクランプ技術を使用して、パターニングデバイスを保持することができる。支持構造は、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これは、必要に応じて固定されても、または可動であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスが、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、「レチクル」または「マスク」という用語の使用はどれも、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えることができる。

[00034] 本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット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、広く解釈されるべきである。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、基板のターゲット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フィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、そうである。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に作られるデバイスの特定の機能層に対応する。

[00035] パターニングデバイスは透過型または反射型であってもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブル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、バイナリ、レベンソン型（Alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（Attenuated）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。プログラマブル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けることができる。傾いたミラーが、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。

[00036] 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または、浸漬液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、反射屈折型の光学システム、またはこ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されるべきである。本明細書で、「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。

[00037] 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マブルミラーアレイを使用するか、または反射マスクを使用する）。

[00038] リソグラフィ装置は、２個（デュアルステージ）またはもっと多くの基板テーブル（および／または２個またはもっと多くの支持構造）を有する型であってもよい。そのような「マルチステージ」機構では、追加のテーブルおよび／または支持構造は並列に使用されることがあり、または、１つまたは複数のテーブルおよび／または支持構造が露光に使用されている間に、１つまた複数の他のテーブルおよび／または支持構造で準備ステップが行われることがある。

[00039] 図１を参照して、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源およ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、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含んだビームデリバリシステムＢＤを使用して、放射源ＳＯからイルミネータ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ることがある。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およびイルミネータＩＬは、必要な場合にはビームデリバリシステムＢＤと一緒にして、放射システムと呼ばれることがある。

[00040] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＭを備えることができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、σ−outer、σ−innerとそれぞれ呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他の部品を備えることができる。イルミネータを使用して、断面内に所望の一様性およ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。

[00041] 放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴに保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、そしてパターニングデバイスによってパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、この投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる。第２の位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を使って、例えば放射ビームＢの経路の中に異なったターゲット部分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および他の位置センサ（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、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置付けすることができる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）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の部分を形成するロングストロークモジュールおよびショート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（スキャナに対して）の場合には、支持構造ＭＴは、ショートストローク用アクチュエータだけに接続されてもよく、または、固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占めるが、これらの専用ターゲット部分は、ターゲット部分とターゲット部分の間のスペースに位置付けすることができる（これらの専用ターゲット部分は、スクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、２以上のチップがパターニングデバイスＭＡに設けられた状況では、パターニングデバイスアライメントマークはチップ間に位置付けされることがある。

[00042] 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。
[00043] １．ステップモードでは、支持構造ＭＴおよび基板テーブル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ターゲット部分Ｃに投影される（すなわち、単一静的露光）。次に、異なるターゲット部分Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴはＸ方向および／またはＹ方向にシフトされる。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ターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[00044] ２．スキャンモードでは、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間に、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期してスキャンされる（すなわち、単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決定されることがある。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光でのターゲット部分の（非スキャン方向の）幅が制限されるが、スキャン移動の長さによってターゲット部分の（スキャン方向の）縦幅が決定される。
[00045] ３． 他のモードでは、支持構造ＭＴは、プログラマブルパターニング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ターゲット部分Ｃに投影されている間に、動かされるか、スキャンされる。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、そして、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各移動の後で、またはスキャン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マブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニング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。

[00046] 上述の使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードを使用することもできる。

[00047] 液浸リソグラフィ装置の液体供給システムにおいて、液体とガスの混合物は、液体供給システムの動作中に抽出することができる。例えば、図２および３の液体供給システムの１つまたは複数の出口は、例えば基板の露光中に、液体とガスの混合物を抽出することができる。他の例では、図５に示すように、基板の露光中に、液体閉じ込め構造と基板の間のギャップを塞ぐ液体およびガスが抽出されることがある。

[00048] これらのシステムおよび周囲領域における液体およびガスの流れの乱れは、リソグラフィ装置のイメージング品質にマイナスの影響を及ぼすことがある。例えば、液体供給システムの出口に加えられる圧力に変化があると、結果として浸漬液自体に乱れが生じることがあり（液体を通って動く圧力波など）、例えば液体供給システムと基板の間に力変動を引き起こして像品質の低下をもたらす。したがって、液体とガスの組み合せたものの流れ特性のために、この混合物が制御し難くなるので、液体・ガス混合物の安定した確実な抽出を行うことに問題があることがある。

[00049] 本発明の実施形態に従って、リソグラフィ装置と共に使用することができる液体供給システム８０、ＩＨから液体・ガス混合物を安定して抽出するように構成された装置１が、図１および６に示されるように提供される。装置１は、分離タンク２０中を大気圧以下にするために、分離タンク２０に接続されたポンプ１１０を備える。一般に、分離タンク２０中の圧力は、ほぼ−０．５ゲージ圧バール（barg）（外部環境圧力より０．５バール低い）であるだろう。

[00050] 分離タンク２０は、例えば、流れリストリクタ１２０を介して液浸リソグラフィ装置の流体供給システム８０から排気された液体・ガス混合物を含む流体を受け取る。ある実施形態に従って、液体・ガス混合物のいくらかまたは全ては、分離タンク２０に入る前にマニホールド１０を通過している（以下で、より詳細に説明されるように）。分離タンク２０（または、より一般的には、ある実施形態である分離タンクを有するセパレータ）は、液体・ガス混合物が液相２２（理解されるように、液相は純粋な液体でない可能性があり、もっと正確に言えば、ガスおよび／または固体を含む可能性のある実質的な液体である）とガス相２４（理解されるように、ガス相は純粋なガスでない可能性があり、もっと正確に言えば、液体および／または固体を含む可能性のある実質的なガスである）に分けられように構成されている。このようにして、ポンプ１１０は、ガス相２４だけを実質的に排出し（すなわち、ポンプ１１０は実質的にガスだけを取り扱い）、これによって、２相混合物を排出するポンプに関連した問題（不規則な吸引など）を回避し、おおよその圧力制御を行う。液相２２は、ポンプ１００によって分離タンク２０から除去することができ、ガス相２４は、ポンプ１１０を使用して圧力調整器３０を通して分離タンク２０から抽出される。ある実施形態では、簡単なドレインまたは弁で十分であるようなやり方で、分離タンク２０から液相２２を除去するためにポンプ１００が必要でないことがある。

[00051] 図６に示される本発明の実施形態に従って、流体供給システム８０の出口９０に加えられる抽出圧力をいっそう正確に制御するためにマニホールド１０が設けられる。マニホールド１０は、流体供給システム８０の出口９０から液体とガスの混合物を受け取る。マニホールド１０は、その中の圧力を測定する圧力センサ４０を備える。この測定された圧力は、制御ループ６０を介して、マニホールドへの別個の流れ７０（以下で、「漏れ流れ」７０と呼ばれる）を制御する流量制御装置５０（例えば、質量流量制御装置５０）に入力される。質量流量制御装置５０は、マニホールド１０中の圧力を制御するために、センサ４０によって測定されるようなマニホールド中の圧力に応じて漏れ流れ７０を制御する（例えば、流量を制御することによって）。流量制御装置５０は、漏れ流れ７０の流れを制御するために使用されるかもしれない任意のデバイス、例えば電気駆動制御弁などの制御弁などであるかもしれない。図６に示される実施形態では、質量流量制御装置５０は、マニホールド１０中に実質的に一定の圧力を維持するように動作する。ある実施形態では、質量流量制御装置５０は、マニホールド１０中の圧力を所望の限度内に維持するように動作する。望ましくは、マニホールド１０中の圧力は、２０ミリバールの範囲内に維持される。より望ましくは、マニホールド１０中の圧力は１０ミリバールの範囲内に維持される。さらにより望ましくは、マニホールド１０中の圧力は、１ミリバールの範囲内に維持される。ある実施形態では、質量流量制御装置５０は、特定のターゲット圧力シーケンス、例えば特定の時間変化圧力シーケンスに従って、圧力を制御するように動作することがある。

[00052] 例えば、基板テーブルＷＴなどのリソグラフィ装置の可動要素の所定の動きから、流体供給システム８０のおおよその圧力変化（したがって、要求される漏れ流れ７０）はすでに分っていることがあるかもしれない。この場合、所定の要求条件に従って漏れ流れ７０をある程度まで制御するように、質量流量制御装置５０を予めプログラムすることができる。例えば、ある特定の期間に漏れ流れ７０がほとんど、または全く必要とされそうにないことが分っていることがあり、それで、質量流量制御装置５０は、したがって、無駄な漏れ流れ７０の量を減少させるようにプログラムされるかもしれない。さらに、マニホールド中の圧力を制御する必要がない期間もある可能性があり（例えば、基板の露光が行われていない長い期間の間）、それで、質量流量制御装置５０は、そのような期間における無駄な漏れ流れ７０の量を減少させるようにプログラムされるかもしれない。

[00053] ある実施形態では、漏れ流れ７０に使用される供給ガスは、清浄な乾燥空気または窒素などの清浄なガスである。清浄なガスを使用することは、汚染の可能性を減らすのに役立つ。代わりに、または追加して、大気などの任意の他のガスが使用されるかもしれない。

[00054] また、ある実施形態に従って、装置１は、流体供給システム８０の出口９０から液体・ガス混合物を所望の速度で抽出するために必要とされる吸引よりもポンプ１１０で行われる吸引が大きいように構成される。したがって、質量流量制御装置５０は、常に、マニホールド１０にガスを入れる（漏れ流れ７０を介して）ように働く。圧力センサ４０からの帰還は、漏れ流れ７０の流量（または、代わりの実施形態では、流れ圧力）を決定するために使用される。質量流量制御装置５０がより多くの漏れ流れ７０をマニホールド１０に供給するので、マニホールド１０中の圧力は高くなる。質量流量制御装置５０は適応性があり、正確で、かつ応答が速い傾向があるので、マニホールド１０中の圧力は、非常に正確に制御される傾向がある。流量制御装置５０が電気駆動制御弁を備える実施形態では、応答は特に適応性があり、正確で、かつ高速である可能性がある。

[00055] ある実施形態では、ポンプ１１０で行われる吸引は、流体供給システム８０の出口９０から液体・ガス混合物を所望の速度で抽出するために必要とされる吸引よりも必ずしも大きくない。そのような実施形態では、質量流量制御装置５０は、マニホールド１０からガスを抽出し（例えば、ポンプを使用して）、並びに漏れ流れ７０を介して供給ガスを抽出するように構成される。

[00056] 装置１を使用すると、したがって、マニホールド１０および上で説明された質量流量制御システム４０、５０、６０を使用して分離タンク２０で行われるおおよその圧力制御を改良することによって、マニホールド１０中の圧力を非常に正確に制御することができる。そして次に、これによって、流体供給システム８０からの出口９０の出口圧力を高い精度で制御することができるようになり、それによって、流体の均一性が改善され、さらに像の品質が改善される。

[00057] ある実施形態では、流体供給システム８０は、図１および７に示されるように、２以上の出口９０、１３０を備える。１つまたは複数の出口１３０は、最初にマニホールド１０に入ることなしに液体・ガス混合物を分離タンク２０の中に送るが、１つまたは複数の他の出口９０は、分離タンク２０に入る前に、液体・ガス混合物を１つまたは複数のマニホールド１０の中に送る。このことは、高精度の圧力制御を必要とするそんな出口９０（例えば、流体供給システム８０の液体閉じ込め構造から主ラインなど）だけが、マニホールド１０と連通している必要があるが、高精度の圧力制御を必要としない可能性のあるそんな出口１３０（例えば、基板の縁部の湿った真空からの出口、またはクリティカルな領域が浸漬液と接触するのを防ぐために使用される湿った真空からの出口など）は、最初にマニホールド１０を通過することなしに、分離タンク２０と直接連通していてもよい。

[00058] 正確な圧力制御を必要とする出口９０にだけマニホールド１０を接続させることで、全ての出口９０、１３０が単一マニホールドに接続される場合よりもマニホールド１０（および、質量流量制御装置５０および漏れ流れ入力７０などの関連した制御デバイス）が小さくてもよいという利点がもたらされる。このことは、全ての出口９０、１３０がマニホールドに接続されている場合、または漏れ流れ制御装置が分離タンク２０に直接使用された場合よりも小さな漏れ流れガスが必要とされる可能性があり、分離タンク２０の出口に要求されるポンプ能力がより小さくなることを意味する。

[00059] 小さな分離マニホールド１０を備えることの有利点は、図８に示されるように、マニホールド１０をリソグラフィ装置１４０と同じハウジング１５０の中に配置することができることである。したがって、圧力が制御される必要がある点のより近くに（すなわち、流体供給システム８０からの出口に）、マニホールド１０を配置することができる。このことによって、結果として、圧力制御が改善され、さらに、出口の全てが１つの大きなマニホールドの中に出る場合、または漏れ流れ制御装置が分離タンク２０に直接付けられる場合よりも圧力変動に対する応答が高速になる。

[00060] ある実施形態では、液体・ガス混合物の全てが、分離タンクに入る前に単一マニホールドを通過する。ある実施形態では、液体・ガス混合物の一部が、分離タンクに入る前に単一マニホールドを通過する。ある実施形態では、液体・ガス混合物の一部（例えば、流体供給システム８０の出口で供給される）が、分離タンクに入る前に第１のマニホールドを通過し、液体・ガス混合物の他の部分（例えば、流体供給システム８０の他の出口で供給される）が、分離タンクに入る前に第２のマニホールドを通過する。したがって、ある実施形態は、流体供給システム８０からの出口９０、１３０とほぼ同数のマニホールド１０、または流体供給システム８０からの出口９０、１３０よりも少ないマニホールド１０を備えることがある。

[00061] 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、本明細書で説明されたリソグラフィ装置には、集積光学システム、磁気ドメインメモリの誘導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、その他の製造などの他の用途がある可能性があることは理解すべきである。当業者は理解することであろうが、そのような他の用途の文脈では、本明細書での用語「ウェーハ」または「チップ」の使用はどれも、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義であると考えることができる。本明細書で参照される基板は、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ツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで、露光前また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、そのようなおよ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されることがあるので、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。

[00062] 本明細書で使用される用語「放射」および「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５、２４８、１９３、１５７または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。

[00063] 用語「レンズ」は、文脈が許す場合、屈折および反射光学コンポーネントを含んだ様々な種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは組合せを意味することができる。

[00064] 本発明の１つまたは複数の実施形態は、どんな液浸リソグラフィ装置にも、限定ではないが、特に上で述べられたそんな型のものに、さらに、浸漬液が槽の形で供給されようと基板の局所表面領域にだけ供給されようと応用することができる。本明細書で考えられるような液体供給システムは、広く解釈されるべきである。特定の実施形態では、投影システムと基板および／または基板テーブルの間のスペースに液体を供給するのは、機構すなわち構造の組合せであることがある。この機構は、１つまたは複数の構造の組合せ、１つまたは複数の液体入口、１つまたは複数のガス入口、１つまたは複数のガス出口、および／またはスペースに液体を供給する１つまたは複数の液体出口を備えることができる。ある実施形態では、スペースの表面は、基板および／または基板テーブルの一部であることがあり、またはスペースの表面は、基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆うことがあり、またはスペースは、基板および／または基板テーブルを囲むことがある。場合によっては、液体供給システムは、さらに、液体の位置、量、質、形、流量または任意の他のフィーチャを制御する１つまたは複数の要素を含むことがある。

[00065] 本装置で使用される浸漬液は、所望の特性および使用される露光放射の波長に従って異なる組成を有することがある。１９３ｎｍの露光波長の場合、超純水または水をベースにした組成が使用されることがあり、このために、浸漬液は、ときには水と呼ばれることがあり、また親水性、疎水性、湿気、その他のような水に関連した用語が使用されることがある。

［00066] 液体は洗浄液であることがある。洗浄液は、液浸システムの１つまたは複数の表面を洗浄するために使用されることがある。パターンニングされたビームが投影装置によって供給されないとき（すなわち、基板の露光中でないとき）、洗浄液は、インライン式に供給されることがある。洗浄液は、浸漬液と同じやり方で供給されることがある。洗浄液は、浸漬流体に関して上で説明されたように、ガスを含んだ２相混合物で抽出されることがあり得る。

[00067] 液浸システムは、装置の動作中に浸漬液と接触することがある表面を持つ、リソグラフィ装置のどんな部品でも含むことができる。液浸システムは、浸漬流体に接触する表面の洗浄中に、洗浄流体に接触することがある表面を持つ、リソグラフィ装置のどんな部品でも含むことができる。そのような表面には、供給システムの表面、投影システムの最終要素、基板テーブル、例えば基板テーブルに関連したミラーブロック、ミラーブロックに位置付けされたミラーブロックの表面、液浸システムを洗浄するように構成された洗浄システムの表面、密閉ディスクおよびシャッタがある。密閉ディスクおよびシャッタは、基板除去後で次の基板の配置前に（一般に、基板交換として知られている）、液浸供給システム中に浸漬液を保持するのに役立つように構成されることがある。したがって、スペースは、投影システムの最終要素と液浸システムのいくつかの他のフィーチャのうちの１つとの間に位置付けされたときの液体供給システムによって、液浸システムに画定されることがある。これらのフィーチャは、基板テーブル、基板テーブル上に位置付けされた場合の基板、シャッタ部材または密閉ディスクであることがある。

[00068] ポンプは、セパレータ中の分離されたガスに吸引力を加えるために使用されてもよい吸引デバイスの一例である。他の吸引デバイスが使用されてもよい。一例は、重力駆動流である。

[00069] 例えば、本発明は、上に開示されたような方法を記述する機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含む１つまたは複数のコンピュータプログラム、またはそのようなコンピュータプログラムが格納されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形を取ることができる。制御装置は、装置の構成部分を制御するように実現されることがある。制御装置は、本発明を具現するコンピュータプログラムに従って装置を動作させることができる。

[00070] 本発明の特定の実施形態が上で説明されたが、本発明は、説明とは違ったやり方で実施される可能性があることは理解されるであろう。上の説明は、例示であり、限定しないように意図されている。したがって、当業者には明らかことであろうが、添付の特許請求の範囲から逸脱することなしに、説明されたような本発明に修正が加えられる可能性がある。

[00019]本発明の実施形態に従ったリソグラフィ装置を示す図である。 [00020]リソグラフィ投影装置で使用するための液体供給システムを示す図である。 [00020]リソグラフィ投影装置で使用するための液体供給システムを示す図である。 [00021]リソグラフィ投影装置で使用するための追加の液体供給システムを示す図である。 [00022]リソグラフィ投影装置で使用するための追加の液体供給システムを示す図であり、液体閉じ込め構造およびガスシールを有する浸漬液リザーバを備える。 [00023]本発明の実施形態に従った排気システムを示す図である。 [00024]本発明の実施形態に従った排気システムを示す図である。 [00025]本発明の実施形態に従った排気システムを備えるリソグラフィ装置を示す図である。

Claims (19)

1. 基板を保持する基板テーブルと、
   パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
   前記投影システムと前記基板テーブルの間のスペースに液体を少なくとも部分的に満たすように構成され、液体とガスの混合物を除去する出口を備える液体供給システムと、
   前記出口を通して液体とガスの前記混合物を吸引する排気システムと、
   を備え、
   前記排気システムが、
   前記出口から液体とガスの前記混合物を受け取るマニホールドと、
   前記マニホールドにガスの流れを供給するガス入口と、
   前記マニホールドと流体連通し、前記マニホールドから液体とガスの前記混合物を受け取り前記混合物からガスを分離するセパレータと、
   前記セパレータ中の前記分離されたガスに吸引力を加えるポンプと、
   前記マニホールド中の圧力を測定し、かつ前記測定された圧力に応じて前記ガス入口から前記マニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記マニホールド中の前記圧力を制御する制御システムと、を備える、リソグラフィ投影装置。
2. 前記制御システムが、前記測定された圧力に応じて前記ガス入口から前記マニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記マニホールド中に実質的に一定の圧力を維持する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記投影システムと前記基板テーブルの間の前記スペースから液体とガスの混合物を除去する追加の出口をさらに備え、前記追加の出口が、前記セパレータと直接流体連通している、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記投影システムと前記基板テーブルの間の前記スペースから液体とガスの混合物を除去する追加の出口をさらに備え、さらに、
   前記追加の出口から液体とガスの前記混合物を受け取り、前記混合物を前記セパレータに出す追加のマニホールドであって、前記追加のマニホールドにガスの流れを供給するそれぞれのガス入口を有する追加のマニホールドと、
   前記追加のマニホールド中の圧力を測定し、かつ前記追加のマニホールド中の測定された前記圧力に応じて前記それぞれのガス入口から前記追加のマニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記追加のマニホールド中に実質的に一定の圧力を維持する制御システムと、
   を備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記基板テーブル、前記投影システム、前記液体供給システム、および前記マニホールドが、同じハウジングの中に含まれている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記制御システムが、前記マニホールド中の前記圧力を１０ミリバールの許容誤差内に維持する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記制御システムが、前記マニホールド中の前記圧力を１ミリバールの許容誤差内に維持する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 液体とガスの混合物の除去を制御するための装置であって、
   液体とガスの前記混合物を受け取るマニホールドと、
   前記マニホールドにガスの流れを供給するガス入口と、
   前記マニホールドと流体連通し、前記マニホールドから液体とガスの前記混合物を受け取り前記混合物からガスを分離するセパレータと、
   前記セパレータ中の前記分離されたガスに吸引力を加えるポンプと、
   前記マニホールド中の圧力を測定し、かつ前記測定された圧力に応じて前記ガス入口から前記マニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記マニホールド中の前記圧力を制御する制御システムと、
   を備える、装置。
9. 前記制御システムが、前記測定された圧力に応じて前記ガス入口から前記マニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記マニホールド中に実質的に一定の圧力を維持する、請求項８に記載の装置。
10. 前記セパレータが、さらに、液体とガスの混合物を直接受け取る、請求項８に記載の装置。
11. 液体とガスの混合物を受け取り、前記混合物を前記セパレータに出す追加のマニホールドであって、前記追加のマニホールドにガスの流れを供給するそれぞれのガス入口を有する追加のマニホールドと、
    前記追加のマニホールド中の圧力を測定し、かつ前記追加のマニホールド中の測定された前記圧力に応じて前記それぞれのガス入口から前記追加のマニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記追加のマニホールド中に実質的に一定の圧力を維持する制御システムと、を備える、請求項８に記載の装置。
12. 前記制御システムが、前記マニホールド中の前記圧力を１０ミリバールの許容誤差内に維持する、請求項８に記載の装置。
13. 前記制御システムが、前記マニホールド中の前記圧力を１ミリバールの許容誤差内に維持する、請求項８に記載の装置。
14. パターニングされた放射ビームを、液体を通して基板上に投影するステップと、
    前記液体とガスの混合物をマニホールドの中に受け取るステップと、
    前記マニホールドから液体とガスの前記混合物をセパレータの中に受け取るステップと、
    前記セパレータ中で前記混合物からガスを分離するステップと、
    前記分離されたガスに吸引力を加えるステップと、
    前記マニホールド中の圧力を測定するステップと、
    前記測定された圧力に応じて前記マニホールドの中へのガスの流れを制御することによって、前記マニホールド中の前記圧力を制御するステップと、
    を含む、方法。
15. 前記測定された圧力に応じて前記マニホールドの中への前記ガスの流れを制御することによって、前記マニホールド中に実質的に一定の圧力を維持するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 液体とガスの混合物を前記セパレータに直接供給するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. 液体とガスの混合物を追加のマニホールドの中に受け取るステップと、
    前記追加のマニホールドから液体とガスの前記混合物を前記セパレータの中に受け取るステップと、
    前記追加のマニホールド中の圧力を測定するステップと、
    前記追加のマニホールド中の測定された前記圧力に応じて前記追加のマニホールドの中へのガスの流れを制御することによって、前記追加のマニホールド中に実質的に一定の圧力を維持するステップと、を含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記マニホールド中の前記圧力を１０ミリバールの許容誤差内に維持するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
19. 前記マニホールド中の前記圧力を１ミリバールの許容誤差内に維持するステップを含む、請求項１４に記載の方法。

Images