JP5005793B2 - リソグラフィ投影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、
−放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、
−パターニング手段を支持する支持構造とを備え、パターニング手段は、所望のパターンに従って投影ビームにパターン形成する働きをし、さらに、
−基板を保持する基板テーブルと、
−パターン形成したビームを基板の標的部分に投影する投影システムと、
−前記投影システムの最終要素と、前記基板テーブル上に配置されたオブジェクトとの間の空間を、液体で少なくとも部分的に充填する液体供給システムとからなるリソグラフィ投影装置に関する。
「パターニング手段」という用語は、本明細書で使用すると、基板の標的部分に生成すべきパターンに対応し、パターン形成した断面を、入射放射線ビームに与えるために使用することができる手段を指すよう広義に解釈され、「ライトバルブ」という用語も、この文脈で使用することができる。概して、前記パターンは、集積回路または他のデバイス(以下参照)など、標的部分に生成するデバイスの特定の機能層に対応する。このようなパターニング手段の例は以下を含む。
−マスク。マスクの概念はリソグラフィでよく知られ、バイナリ、交互位相ずれ、および減衰位相ずれ、さらに様々な複合マスク・タイプなどのマスク・タイプを含む。このようなマスクを放射線ビームに配置すると、マスク上のパターンに従いマスクに衝突する放射線の選択的透過(透過性マスクの場合)または反射(反射性マスクの場合)が生じる。マスクの場合、支持構造は概ねマスク・テーブルであり、これによりマスクを入射放射ビームの所望の位置に保持でき、所望に応じてビームに対して移動できることが保証される。
−プログラマブル・ミラー・アレイ。このような装置の一例は、粘弾性制御層および反射性表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。このような装置の元となる原理は、(例えば)反射性表面のアドレス指定された区域は、屈折光として入射光を反射し、アドレス指定されない区域は非屈折光として入射光を反射することである。適切なフィルタを使用すると、前記非屈折光を反射ビームから除去し、屈折光のみを残すことができ、この方法で、ビームはマトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。プログラマブル・ミラー・アレイの代替実施例は、微小なミラーのマトリックス構成を使用し、各ミラーは、局所化した適切な電界を与えるか、圧電起動手段を使用することによって軸線の周囲で個々に傾斜させることができる。この場合もミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、したがってアドレス指定されたミラーは、アドレス指定されないミラーとは異なる方向に放射ビームを反射し、この方法により、反射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ン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的手段を使用して実施することができる。上述した状況の双方で、パターニング手段は、1つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する詳細な情報は、例えば米国特許第5,296,891号および米国特許第5,523,193号および国際PCT特許出願第98/38597号および第98/33096号で収集することができ、これらは参照により本明細書に組み込まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
−プログラマブルLCDアレイ。このような構造の一例が米国特許第5,229,872号で与えられ、これは参照により本明細書に組み込まれる。上記と同様、この場合の支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
単純にするため、本明細書ではこれ以降、特定の箇所で、マスクおよびマスク・テーブルに関わる例を特に指向するが、このような場合に検討される一般原理は、以上で記述したようなパターニング手段という、より広義の文脈で考慮されたい。
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路(IC)の製造に使用することができる。このような場合、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してよく、このパターンを、放射線感受性材料(レジスト)の層で被覆した基板(シリコン・ウェーハ)上の標的部分(例えば1つまたは複数のダイを備える)に撮像することができる。概して、1枚のウェーハが、1回に1つずつ投影システムを介して連続的に放射される隣接標的部分の全ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用するこの装置では、2つの異なるタイプの機械を区別することができる。一方のタイプのリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体を1回で標的部分に曝露させることにより、各標的部分に照射し、このような装置は通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。一般に走査ステップ式装置と呼ばれる代替装置では、投影ビームの下で任意の基準方向(「走査」方向)でマスク・パターンを漸進的に走査しながら、この方向に平行または逆平行に基板テーブルを同期走査することにより、各標的部分に照射する。概して、投影システムは倍率M(概ね<1)を有するので、基板テーブルを走査する速度Vは、係数Mにマスク・テーブルを走査する速度を掛ける値となる。本明細書で説明するようなリソグラフィ装置に関する詳細な情報は、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,046,792号で収集することができる。
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、少なくとも部分的に放射線感受性材料(レジスト)の層で覆われた基板に、(例えばマスクの)パターンを撮像する。この撮像ステップの前に、基板にはプライミング、レジスト被覆およびソフト・ベークなどの様々な手順を実施してよい。露光後、基板は、撮像した特徴の現像前ベーク(PEB)、現像、ハード・ベークおよび測定/検査など、他の手順を実施することができる。この一連の手順は、例えばICなど、デバイスの個々の層にパターン形成するためのベースとして使用する。このようなパターン形成した層は、次にエッチング、イオン注入(ドーピング)、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを実施することができ、これらは全て、個々の層を仕上げるよう意図されている。数層が必要な場合は、手順全体またはその変形を新しい層ごとに反復しなければならない。最終的に、アレイ状のデバイスが基板(ウェーハ)上に存在する。次にこれらのデバイスを、ダイシングまたはソーイングなどの技術によって相互から分離し、ここで個々のデバイスをキャリア上に装着したり、ピンに接続したりすることができる。このようなプロセスに関するさらなる情報は、例えば参照により本明細書に組み込まれるPeter van Zant著の「Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing」第3版(McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4)という著書から獲得することができる。
単純にするため、投影システムをこれ以降「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系など、様々なタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されたい。放射線システムは、投影放射ビームを配向、成形、または制御するため、これらの設計タイプのいずれかにより動作するコンポーネントも含むことができ、このようなコンポーネントは、以下で集合的または単独で「レンズ」とも呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ装置は、2つ以上の基板テーブル(および/または2つ以上のマスク・テーブル)を有するタイプでもよい。このような「複数ステージ」のデバイスでは、追加テーブルを平行にして使用するか、1つまたは複数のテーブルで予備ステップを実施しながら、1つまたは複数のテーブルを露光に使用する。二重ステージ・リソグラフィ装置は、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,969,441号および国際特許第98/40791号に記載されている。
リソグラフィ投影装置の基板は、投影レンズの最終的光学要素と基板との間の空間を充填するよう、水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するよう提案されている。この要点は、露光放射線が空気または真空中より液体中にて短い波長を有するので、より小さい機構を撮像できることである。(液体の効果は、システムの有効NAを増加するものとしても考えることができる。)
しかし、基板または基板と基板テーブルを液体槽に浸漬すること(例えば参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第4,509,852号参照)は、走査露光中に加速しなければならない大量の液体があるということになる。それには、追加の、またはさらに強力なモータが必要であり、液体中の乱流が、予測不能な望ましくない効果をもたらすことがある。
提案されている解決法の一つは、液体供給システムが、基板の局所化した区域のみ、および投影システムの最終要素と基板との間に液体を供給することである(基板は概ね、投影システムの最終要素より大きい表面積を有する)。これを配置するよう提案された一つの方法が、国際特許第99/49504号で開示され、これは参照により全体として本明細書に組み込まれる。図22および図23で示すように、液体は、少なくとも1つの入口INによって基板へと、好ましくは最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給され、投影システム下を通過した後、少なくとも1つの出口OUTによって除去される。つまり、基板を要素の下で−X方向にて走査しながら、液体を要素の+X側で供給し、−X側で除去する。図23は、入口INを介して液体を供給し、低圧源に接続された出口OUTによって要素の他方側で除去する構成を概略的に示す。図22の図では、液体を最終要素に対して基板の動作方向に沿って供給するが、こうである必要はない。最終要素の周囲に配置された入口および出口の様々な方向および数が可能であり、一例が図23で示され、ここでは最終要素の周囲に規則的なパターンで各側に4組の入口と出口がある。
このシステム、および基板の局所的区域および投影システムの最終要素と基板との間にのみ液体を供給する他のシステムでは、基板の縁部分を撮像し、局所的区域が基板の縁を横切る時に、液体供給システムからの液体が大量に失われるという困難が生じることがある。
基板の縁部分の露光中に供給システムからの液体損失を最少にするリソグラフィ投影装置を提供することが、本発明の目的である。
以上およびその他の目的は、本発明により、最初のパラグラフで規定されたようなリソグラフィ装置で、前記テーブルが、さらに、オブジェクトの縁を少なくとも部分的に囲み、オブジェクトの1次表面とほぼ同一平面上にある前記投影システムに面する1次表面を提供する縁密封部材を備え、液体供給システムが、前記オブジェクトおよび/または前記縁密封部材および/または基板の局所的区域に液体を供給することを特徴とする装置で達成される。
オブジェクトが基板である場合、縁密封部材は、基板テーブル上にあって、使用時に基板を配置すべき位置を囲む、例えば基板が保持されるチャックまたはピンプル・テーブルを囲むためのものである。この方法で、基板を縁密封部材の縁のすぐ近傍に配置することができ、したがって基板の縁が投影レンズの下で移動する間、空間から液体が突然失われることがない。液体が流れる大きいギャップがないからである。縁密封部材は、基板テーブルの一体部品でも、基板テーブルの残りの部分に対して動作自在に装着してもよい。後者の場合では、オブジェクトの高さまたは厚さの変動に対応するため、つまり縁密封部材の1次表面がオブジェクトも1次表面とほぼ同一平面上にあることを保証するため、縁密封部材とオブジェクトとの間のギャップを変動させたり、縁密封部材の1次表面の高さを変動させたりできるよう、構成することができる。オブジェクトは、センサ、例えば投影ビーム・センサでもよい。
基板テーブルは、さらに、光軸の方向にて縁密封部材とオブジェクトとの両方に突き当たるか、これと部分的に重畳するギャップ密封部材を備えることが好ましい。例えば、この方法で、縁密封部材の内縁と基板の外縁との間のサイズ不一致のせいで、縁密封部材と(オブジェクトとしての)基板間にあるギャップ(基板の直径のわずかな変動に対応する必要がある)を、ギャップ密封部材で覆うことができる。これにより、縁密封部材と基板との間にあるギャップへの液体損の量がさらに減少する。ギャップ密封部材は、1次表面と接触し、それによって縁密封部材とオブジェクト間のギャップにまたがるものであることが好ましい。
ギャップ密封部材が内縁および外縁を有する場合、縁密封部材またはオブジェクトに面さないギャップ密封部材の厚さが、ギャップ密封部材の縁に向かって減少するよう、縁の少なくとも1つにテーパを設けることができる。これは、液体供給システムが、オブジェクトと縁密封部材間のギャップ上を滑らかに動作することに役立つ。
ギャップ密封部材を所定の位置に着脱式に保持する1つの方法は、基板テーブルに、前記縁密封部材の1次表面の真空孔を設けることである。
縁密封部材とオブジェクト間のギャップへと逃げる液体の量を最少にする別の方法は、基板テーブルに、投影システムに対して縁密封部材およびオブジェクトとは反対側にて、前記縁密封部材およびオブジェクトの縁部分に面する疎水性層を設けることである。このような疎水性層は、疎水性を呈する任意の材料、例えばテフロン(登録商標)、シリコンゴムまたは他のプラスチック材料でよい。有機コーティングより耐放射線性が優れているので、無機コーティングが概ね好ましい。液体は、疎水性層との間に90°より大きい接触角を有することが好ましい。これは、液体がギャップに滲む可能性を低下させる。
上述した目的を達成するための代替方法は、最初のパラグラフで規定されたようなリソグラフィ装置で、前記基板テーブルが、さらに、オブジェクトの縁を少なくとも部分的に囲む縁密封部材と、前記縁密封部材とオブジェクト間のギャップを横断して延在し、オブジェクトに接触するさらなる縁密封部材とを備えることを特徴とする装置を設けることである。
この方法で、縁密封部材とオブジェクト間のギャップは閉鎖され、したがって液体供給システムからの液体が通過できる縁密封部材とオブジェクト間のギャップがなくなる。これは、さらなる縁密封部材が可撓性である場合に特にそうであり、その場合、さらなる縁密封部材とオブジェクト間の密封を改善することができる。
可撓性のさらなる縁密封部材は、縁密封部材に取り付けられて、前記縁密封部材から遠位側のその端部に隣接して真空源に接続されたポートを有し、したがって前記真空源を起動すると、前記可撓性のさらなる縁密封部材が上方向に屈曲可能で、オブジェクトに接触し、それによってオブジェクトに作用する真空源によって生成された力のため、前記可撓性のさらなる縁密封部材とオブジェクト間に密封を形成することが好ましい。これにより、可撓性のさらなる縁密封部材を起動して、オブジェクトと接触させ、オブジェクトから離れるよう停止することができる。真空を与えると、可撓性のさらなる縁密封部材とオブジェクト間に良好な密封が確保される。
代替実施例では、表面が、縁密封部材およびオブジェクトの1次表面とほぼ同一平面である状態で、可撓性のさらなる縁密封部材を、縁密封部材とオブジェクトの間に配置する。この方法で、縁密封部材とオブジェクト間のギャップを密封することができ、したがって少量の液体しかギャップに入ることができない。可撓性のさらなる縁密封部材は、1次表面とは反対側の表面でオブジェクトに接触するよう形成することが好ましく、オブジェクト・テーブル上でオブジェクトを保持する場合に、オブジェクト・テーブルから離れるようオブジェクトに力を加えるのに効果的であるので有利である。この方法で、特にオブジェクトが基板である場合、可撓性のさらなる縁密封部材は、基板の露光後に基板テーブルから基板を外すのに役立つことができる。
最初のパラグラフで規定されたようなリソグラフィ装置で、オブジェクトの縁部分における液体損の問題に対応する代替方法は、基板テーブルに、オブジェクトの縁を少なくとも部分的に囲む縁密封部材と、前記投影システムとは反対の側で前記縁密封部材とオブジェクト間のギャップに真空または液体を提供するよう配置された真空孔または液体供給孔を設けることである。
液体供給システムの場合は、液体が、投影レンズとオブジェクト間の空間から、縁密封部材とオブジェクト間のギャップへと入ることができない。ギャップが既に液体で充填されているからである。真空の代替法を使用する場合は、そのギャップに入る液体が全て除去され、再利用することができる。真空供給の措置は、液体供給システムのガス密封部材を使用して、液体を投影レンズとオブジェクト間の空間に保持する場合に有利である。これは、ギャップへと入る液体ばかりでなく、ガス密封部材からのガスも全て除去できるからである。
さらに、真空孔の半径方向内側に配置された流路、つまり真空源を起動すると、前記流路から前記真空源に向かう半径方向外側へのガスの流れを確立できるよう、ガス源に接続された流路が有利である。このようなガス流を使用して、オブジェクトの非浸漬側に到達した液体が全て、ガス流に捕捉され、真空源に向かって移送されることを保証することができる。
本発明の目的は、本発明により、最初のパラグラフで規定されたようなリソグラフィ装置で、前記基板テーブルが、さらに、前記投影システムとオブジェクト間の中間プレートを支持し、オブジェクトと接触しない支持表面を備えることを特徴とする装置によっても達成することができる。
この方法で、全体的サイズがオブジェクトより大きい中間プレートを使用することができ、したがって例えばオブジェクトの端部分の撮像中に、縁でギャップを通る液体損の問題がないよう、液体供給システムが中間プレートの中央部分に位置する。このようなシステムでは、ビームを感知する透過像センサ(TIS)を設けることも可能であり、中間プレートをセンサと前記投影システムの間に配置することができる。したがって、投影像センサが、基板を撮像するのと同じ状態でビームを検出することが可能である。したがって、投影ビームを基板上に適正に集束するよう、基板テーブルをさらに正確に配置できる点で、これは有利である。
本発明の目的は、本発明により、最初のパラグラフで規定されたようなリソグラフィ装置で、さらに、前記投影システムの最終要素と前記基板テーブル間の前記空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する液体供給システムの部材と、前記基板テーブルから延在し、前記部材と前記投影システムの前記最終要素との間に配置される毛管とを備えることを特徴とする装置でも達成することができる。
この方法で、毛管作用が液体のギャップへの広がりに役立つので、破局的液体損が発生する前に、オブジェクトの縁により大きいギャップが広がることができる。
毛管の内部コーティングは疎水性で、装置は、前記空間内の前記液体と前記毛管との間に電位差を与える手段を備えることが好ましい。この方法で、液体損のためにさらに大きいギャップにまたがることができる。
本発明のさらなる態様によると、デバイス製造方法で、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
−放射線システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
−放射線のパターン形成されたビームを放射線感受性材料の層の標的部分に投影するステップと、
−基板テーブル上のオブジェクトと、前記投影ステップで使用した投影システムの最終要素との間の空間を少なくとも部分的に充填するため、液体を提供するステップとを含み、
1次表面がオブジェクトの1次表面とほぼ同一平面上にある状態で、オブジェクトの縁の少なくとも一部を囲む縁密封部材を設け、前記液体を前記オブジェクトおよび/または縁密封部材の局所的区域に提供するか、
オブジェクトの縁を少なくとも部分的に囲む縁密封部材、および縁密封部材とオブジェクト間のギャップを横切って延在し、オブジェクトに接触するさらなる縁密封部材を設けるか、
オブジェクトの縁を少なくとも部分的に囲む縁密封部材を設け、オブジェクトの前記投影システムとは反対の側で、縁密封部材とオブジェクト間のギャップに真空または液体を与えるか、
液体がいずれかの側にある状態で、オブジェクトと投影システムの最終要素の間の空間に中間プレートを設けるか、
投影システムの最終要素と前記基板テーブル間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する部材を設け、部材と投影システムの最終要素との間で基板テーブルから延在する毛管を設けることを特徴とする方法が提供される。
本明細書では、本発明による装置をICの製造に使用することに特に言及しているが、このような装置は、他の多くの用途が可能であることを明示的に理解されたい。例えば、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリの案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用してもよい。このような代替用途に関して、本明細書で「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用する場合、それはそれぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「標的部分」という用語に置換するものと考えるべきことが当業者には理解される。
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外線(例えば波長が365、248、193、157または126nm)を含む全タイプの電磁放射線を含むよう使用される。
次に、本発明の実施形態について、添付概略図を参照しながら、例示によってのみ説明する。
本発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を示す。 本発明の第1実施例の液体リザーバを示す。 図2と同様に、本発明の実施例による基板テーブル上の縁密封部材を示す。 本発明の第2実施例を示す。 本発明の第2実施例の代替形態を示す。 本発明の第2実施例の詳細を示す。 本発明の第3実施例の4つのバージョンを示す。 本発明の第3実施例の4つのバージョンを示す。 本発明の第3実施例の4つのバージョンを示す。 本発明の第3実施例の4つのバージョンを示す。 本発明の第4実施例の第1バージョンを示す。 第4実施例の第2バージョンを示す。 第4実施例の第3バージョンを示す。 本発明の第4実施例の第1バージョンのさらなる態様を詳細に示す。 本発明の第5実施例を示す。 本発明の第6実施例を示す。 本発明の第7実施例の基板および縁密封部材を平面図で示す。 本発明の第7実施例の断面図を示す。 本発明の第7実施例の詳細を示す。 第7実施例のさらなる構成を詳細に示す。 本発明の第8実施例を示す。 本発明の第9実施例を示す。 本発明の第10実施例を示す。 本発明の第11実施例を示す。 本発明の第12実施例を示す。 本発明の第13実施例を示す。 本発明の実施例による代替液体供給システムを示す。 図22のシステムを平面図で示す。
図では、対応する参照記号は対応する部品を示す。
実施例1
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。装置は、
−この特定のケースでは放射線源LAも含む、放射線の投影ビームPB(DUV放射線など)を供給する放射線システムEx、ILと、
−マスクMA(レチクルなど)を保持するためにマスク・ホルダを設け、アイテムPLに対してマスクを正確に位置決めするための第1位置決め手段PMに接続された第1オブジェクト・テーブル(マスク・テーブル)MTと、
−基板W(レジスト被覆したシリコン・ウェーハなど)を保持するために基板ホルダを設け、アイテムPLに対して基板を正確に位置決めするための第2位置決め手段PWに接続された第2オブジェクト・テーブル(基板テーブル)WTと、
−マスクMAの照射部分を基板Wの標的部分C(例えば1つまたは複数のダイを備える)に撮像する投影システム(「レンズ」)PL(屈折システムなど)とを備える。
本明細書で示すように、装置は透過性タイプ(例えば透過性マスクを有する)である。しかし、概して例えば屈折タイプ(例えば屈折性マスクを有する)でもよい。あるいは、装置は、上述したようなタイプのプログラマブル・ミラー・アレイのような別種のパターニング手段を使用してもよい。
ソースLA(エキシマ・レーザなど)は放射線ビームを生成する。このビームを、直接、または例えばビーム拡張器Exなどの調整手段を横断した後、照明システム(照明装置)ILに供給する。照明装置ILは、ビームの強度分布の外径および/または内径範囲(一般にそれぞれ外部σおよび内部σと呼ぶ)を設定する調節手段AMを備えてもよい。また、これは概して、集積器INおよびコンデンサCOなどの様々な他のコンポーネントを備える。この方法で、マスクMAに衝突するビームPBは、その断面に所望の強度分布を有する。
図1に関して、ソースLAは、(ソースLAが例えば水銀灯の場合によくあるように)リソグラフィ投影装置のハウジング内でよいが、リソグラフィ投影装置から離れていてもよく、これが生成する放射線ビームを(例えば適切な配向ミラーの助けで)装置内に導いてもよく、後者の場合は、往々にして、ソースLAがエキシマ・レーザであることに留意されたい。本発明および請求の範囲は、これらのシナリオ両方を含む。
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と交差する。マスクMAを横切ると、ビームPBはレンズPLを通過し、これはビームPBを基板Wの標的部分Cに集束する。第2位置決め手段(および干渉計測定手段IF)の助けにより、基板テーブルWTを、例えばビームPBの路の異なる標的部分Cに位置決めするよう、正確に移動させることができる。同様に、第1位置決め手段を使用して、例えばマスク・ライブラリからマスクMAを機械的に取り出した後、または走査中に、ビームPBの路に対してマスクMAを正確に位置決めすることができる。概して、オブジェクト・テーブルMT、WTの動作は、図1には明示的に図示されていない長ストローク・モジュール(コース位置決め)および短ストローク・モジュール(微細位置決め)の助けにより実現される。しかし、ウェーハ・ステッパの場合、(走査ステップ式装置とは異なり)マスク・テーブルMTを短ストローク・アクチュエータに接続するだけ、またはこれに固定すればよい。
図示の装置は、2つの異なるモードで使用することができる。
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、マスク像全体を1回で(つまり1つの「フラッシュ」で)標的部分Cに投影する。次に、ビームPBで異なる標的部分Cを照射できるよう、基板テーブルWTをxおよび/またはy方向にシフトさせる。
2.走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、1つの「フラッシュ」で所与の標的部分Cを露光しない。代わりに、マスク・テーブルMTは速度vで所与の方向(いわゆる「走査方向」、例えばy方向)に動作可能であり、したがって投影ビームPBがマスク像を走査して、それと同時に基板テーブルWTが速度V=Mvで同方向または逆方向に同時に移動し、ここでMはレンズPLの倍率(通常はM=1/4または1/5)である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい標的部分Cを露光することができる。
図2は、投影システムPLと、基板ステージWT上に配置された基板Wとの間の液体リザーバ10を示す。液体リザーバ10は、入口/出口ダクト13を介して提供された水などの比較的高い屈折率を有する液体11で充填される。液体は、投影ビームの放射線が、空気中または真空中より液体中で短い波長であるという効果を有し、それによってさらに小さい機構を解像することができる。投影システムの解像限度は、特に投影ビームの波長およびシステムの開口数によって決定されることが、よく知られている。液体の存在は、有効開口数を増加させるとも見なすことができる。さらに、固定された開口数では、液体が焦点深度を増大させるのに効果的である。
リザーバ10は、投影レンズPLの像フィールドの周囲で基板Wの好ましくは非接触の密封を形成し、したがって液体は、投影システムPLに面する基板の1次表面と、投影システムPLの最終光学要素との間の空間充填に限定される。リザーバは、投影レンズPLの最終要素の下および周囲に配置された密封部材12によって形成される。したがって、液体供給システムは、基板の局所的区域にのみ液体を提供する。密封部材12は、投影システムの最終要素と基板間の空間を液体で充填するための液体供給システムの一部を形成する。この液体は、投影レンズの下および密封部材12内の空間に入る。密封部材12は、投影レンズの底要素の少し上に延在することが好ましく、液体は、最終要素より上に上がり、したがって液体のバッファが提供される。密封部材12は、その上端が投影システムまたはその最終要素の形状と非常に一致し、例えば円形でもよい内周を有する。底部では、内周が像フィールドの形状、例えば長方形と非常に一致するが、そうである必要はない。密封部材は、投影システムに対してXY面でほぼ静止するが、Z方向(光軸の方向)には多少の相対的動作があってよい。密封部材と基板の表面との間に密封が形成される。この密封は、非接触密封であることが好ましく、気体密封でよい。
液体11は、密封装置16によってリザーバ10内に限定される。図2で示すように、密封装置は非接触密封、つまり気体密封である。気体密封は、加圧状態で入口15を介して密封部材12と基板Wとの間のギャップに供給され、第1出口14によって抽出される空気または合成空気などの気体で形成される。気体入口15への過剰圧力、第1出口14への負圧レベルまたは圧力不足およびギャップの幾何学的形状は、液体11を限定する装置の光軸に向かって内側へと高速の空気流があるよう構成される。
図22および図23も、入口IN、出口OUT、基板Wおよび投影レンズPLの最終要素によって画定された液体リザーバを示す。図2の液体供給システムと同様、図22および図23で示した液体供給システムは、入口INおよび出口OUTを備え、投影システムの最終要素と基板との間の局所的区域で基板の1次表面に液体を供給し、基板の縁で液体損を経験することがある。
したがって、この実施例についてここでは、液体供給システムは、図2および図22および図23に関して説明した通りのものを備えることができる。
図2、図22および図23で示した液体供給構成の問題は、基板Wの縁部分の撮像時に発生する。これは、基板Wの縁を投影システムPLの下に配置すると、液体供給システムの限定的な壁(基板W)の1つ(図示のように底部)が除去され、それによって液体が逃げられるからである。しかし、本発明は、他の任意のタイプの液体供給システムに使用することができる。
図3は、液体供給システムからの浸漬液体の破局的損失がない状態で、基板Wの縁部分を撮像できる方法を示す。これは、基板テーブルWT上にカバー・プレートまたは縁密封部材17を設けることによって達成される。縁密封部材17は、基板Wの上部1次表面とほぼ同一平面上にある(図示で)上部1次表面を有して、基板Wの縁に非常に隣接し、したがって基板の縁が投影レンズPLの下で動作しても、液体の突然の損失はない。それでも、ギャップへの多少の液体損が発生することがある。言うまでもなく、投影システムに対面し、ほぼ同一平面上にあるのが縁密封部材および基板の下面であるよう、図2および図3で示した構造全体を逆さまにして配置した構成もある。したがって、投影システムPLに面する表面を、上面ではなく1次表面と呼ぶ。本明細書で上面および下面と言うのは、それぞれ逆さまの構成での下面および上面も指すと見なすことが適切である。
このシステムでは、液体供給システム(例えばリザーバ10)は、基板2の縁上に配置し、それでも基板Wから完全に離して移動させることができる。これによって、基板Wの縁部分を撮像することができる。
縁密封部材17は、(図4で縁密封部材117として図示されているように)基板テーブルWTの一体部品を形成するか、例えば負圧吸引を使用するか、電磁力を使用して、基板テーブルの残りの部分に対して一時的に装着することができる。縁密封部材17は、基板Wの1次表面とほぼ同一平面上になるよう、縁密封部材17の1次表面が基板テーブルWTより上になる高さを調節できるように、(図5および図6で示すように)基板テーブルの残りの部分に対して移動可能であることが好ましい。この方法で、異なる厚さの基板Wに同じ縁密封部材17を使用することができる(厚さの公差は、約25μmであるが、実施例は約0.2mmまでの変動に対応することができる)。縁密封部材17の位置決め機構は、圧電素子または電磁気、ウォーム・ギアなどを使用してもよい。適切な機構について、以下で説明する第2実施例に関連して説明する。
縁密封部材17は、幾つかの個々の区画で形成し、それぞれが基板Wの縁の一部を囲んでもよい。
実施例2
第2実施例は図4から図6で図示され、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である。
図4および図5の実施例では、縁液体供給システムが、孔40を介してリザーバ30に液体を供給する。リザーバ30中の液体は、任意選択で液体供給システム中の浸漬液と同じである。リザーバ30は、基板Wの投影レンズとは反対側に配置され、基板Wの縁および縁密封部材17、117の縁に隣接する。図5では、縁密封部材17は、基板テーブルWTとは別個の要素で構成され、図4では、縁密封部材117は、基板テーブルWTの一体部分によって提供される。図4で最も明白に見られるように、基板Wは、いわゆるピンプル・テーブル20によって基板テーブルWT上に支持される。ピンプル・テーブル20は複数の突起を備え、その上に基板Wが載る。基板Wは、例えば基板テーブルWTの頂面へと基板を吸引する負圧源などによって、所定の位置に保持される。リザーバ30を使用すると、基板Wの縁を撮像する時(つまり投影レンズ下で液体供給システム中の液体が基板の縁を横切る時)、液体は液体供給システムから、縁密封部材17、117と基板2間のギャップに逃げることができない。その空間が既に液体で充填されているからである。
基板テーブルWTの残りの部分に対して縁密封部材17を移動させ、図5に図示された機構170を、図6で詳細に示す。縁密封部材17をこの方法で移動させる理由は、その1次表面を基板Wの1次表面とほぼ同一平面上にできるようにするためである。これによって、液体供給システムは基板Wの縁部分上で滑らかに移動することができ、したがって液体供給システムの底部内周は、一部は基板Wの1次表面上の位置に、一部は縁密封部材17の1次表面上に移動することができる。
レベル・センサ(図示せず)を使用して、基板Wおよび縁密封部材17の1次表面の相対的高さを検出する。レベル・センサの結果に基づき、縁密封部材17の1次表面の高さを調節するため、制御信号をアクチュエータ171に送信する。閉ループ・アクチュエータもこの目的に使用することができる。
アクチュエータ171は、シャフト176を回転させる回転モータである。シャフト176は、モータ171に対して遠位側の端部で円形ディスクに接続される。シャフト176は、ディスクの中心から離れて接続される。ディスクは、ウェッジ部分172の円形窪みに配置される。玉軸受けを使用して、円形ディスクとウェッジ部分172の窪みの側部との摩擦量を軽減してもよい。モータ171は、板ばね177によって所定の位置に保持される。モータを起動すると、ウェッジ部分は、ディスク内でのシャフトの偏心位置のため、図示のように左右に(つまりウェッジ部分の傾斜の方向に)駆動される。モータは、ばね177によるウェッジ部分172の動作の方向と同じ方向には動作することができない。
ウェッジ部分172が図6で示すように左右に移動するにつれ、その上面175(縁密封部材17の1次表面に対して傾斜しているウェッジの表面)が、縁密封部材17の底部に固定されたさらなるウェッジ部材173の底部傾斜面に接触する。縁密封部材71は、ウェッジ部材17の動作方向に動作することができず、したがってウェッジ部材172が左および右に移動すると、縁密封部材17はそれぞれ下降および上昇する。縁密封部材17は基板テーブルWTに向かって多少のバイアスが必要なことがある。
さらなるウェッジ部材173は、例えばウェッジ172の動作方向に対して直角に配置された棒など、代替形状で置換できることは明白である。ウェッジ部材172とさらなるウェッジ部材172との摩擦係数が、ウェッジ角度の正接より大きい場合は、アクチュエータ170が自動制動手段になり、ウェッジ部材172を所定の位置に保持するため、それに力を加える必要がない。これは、アクチュエータ171を起動していない場合に、システムが安定するので有利である。機構170の正確さは、数μmのオーダーである。
特に縁密封部材117が基板テーブルWTの一体部品である場合に、縁密封部材17、117と基板の1次表面をほぼ同一平面上にできるよう、基板Wまたは基板Wを支持する部材の高さを調節する機構を設けてもよい。
実施例3
第3実施例は図7に図示され、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である。
この実施例について、基板テーブルWTの一体部品である縁密封部材117に関連して説明する。しかし、この実施例は、基板テーブルWTに対して動作可能な縁密封部材17にも等しく適用することができる。この実施例では、不可欠なことではないが、縁密封部材17が、基板の1次表面と同一平面上にある上面を有するが、こうすることが好ましい。真空源に接続された真空孔46を、基板Wの投影システムとは反対側で、縁密封部材117および基板Wの縁部分の下および近傍に設ける。孔46は環状で、連続溝で形成することが好ましいが、不連続、つまり別個の幾つかの開口を円形パターンで配置してもよい。最も単純な形態では、実施例は、孔46を介してその真空源だけで働くことができる。しかし、基本的概念は、第3実施例の第1バージョンを例証し、図7aで詳細に図示された基板テーブルWTを設けることによって改善することができる。
基板テーブルSTの部分48が、縁密封部分117の縁から内側に延在し、したがって基板Wの投影システムとは反対側で基板テーブルWの下に配置される。部分48と基板Wの間のギャップを通して漏出する浸漬液体は、孔46を介して真空源へと引きつけられる。流路42を、真空源の半径方向内側で、これも基板Wの下に設け、気体源に接続する。これは、大気圧より高い圧力の気体でも、単純に流路42を大気に対して開放してもよい。これによって、基板Wの下で、基板Wの下にある基板テーブルWTの部分48とピンプル・テーブル20との間に半径方向外側への空気の流れが生じる。(ピンプル・テーブル20は、基板を所定の位置に保持するため、自身の真空源を有する。)このような空気の流れがあるので、縁密封部材117と基板Wとの間に逃げる液体があっても、真空源と流体接続した環状区画44(断面がほぼ3×3mm)へと引きつけられる。区画44は、ギャップに対して開いた環状孔47と真空源に接続された孔46との間に配置される。区画は、周辺に均一な流れを確立するのに役立つ。流路42は、連続環状溝(ダクトの広がりとして図示)に接続される。区画44、孔47および/または流路42の溝は、環状である必要はなく、他の適切な形状または構成でよい。
作業中の1つの実施例では、基板テーブルWTの部分48と基板W間のギャップは、最大100μmのオーダーであり(しかしギャップは存在しなくても、つまりゼロでもよい)、これにより、毛管現象によって液体がギャップを高速で流れることが防止される。流路42に接続された溝と区画44との間で基板テーブルWTの部分45の高さは、基板Wの底部とその部分45との間の距離(図7にて距離D1で図示)が、通常は100μmのオーダーになるような高さであり、0.5バール未満の圧力損で、少なくとも1m/秒の領域での均一な気体流が達成できるよう選択される。このような構成により、ギャップD1を通過し、ピンプル・テーブル20と干渉する液体が、存在しても非常に少ししかないことが保証される。他の値でも作用する。
図7aで示した第3実施例の第1バージョンは、基板Wが外側に10mm程度屈曲することがある。図7aで見られるように、上述したように部分45が基板Wの下へ、基板Wを支持する場所へと延在できても、この区域は全く支持されていない。しかし、まさしく外径で、基板Wの重量と、基板Wと基板テーブルWTの部分48間にある水の毛管力とが両方とも、なお基板Wの縁を屈曲させることができる。これが有害であることは明白である。この問題に対する解決法が図7bから図7dに図示され、これは第3実施例の第2から第4バージョンを示す。同様の参照番号が同じ機構に使用されている。
図7bで示す第2では、部分48が、基板Wの周の縁およびその近傍に(円形パターンで)配置された少なくとも1組の節348を有する。節348が別個であるので、浸漬液はなお、部分48と基板Wの間に滲入することができるが、基板Wの重量は、少なくとも1組の節348によって支持される。節348は、ピンプル・テーブル20の節より高さが小さいことが好ましく、これは節348の近傍の縁において基板Wにかかる力と比較して、ピンプル・テーブル20の真空22によって生じる基板Wへの下方向の力の差を補償する。計算には、節の剛性を考慮にいれ、節が好ましいのでZerodurなどの低膨脹ガラスから製造されている場合、これはピンプル・テーブル20の節より約80nm低くなければならない。部分48と基板Wの底部との間のギャップは、約20μmであることが好ましい。
図7bのバージョンでは、部分45は第1バージョンと形状が類似している。しかし、代替品は、部分45の上に配置されたリングまたは円形パターンの節345を有する。節345の離散的性質のため、流路42からの気体を区画44に吸引することができる。この節345も、ピンプル・テーブル20の節より約80nm低い。節345間のギャップD1は約50μmであることが好ましい。節345は、ピンプル・テーブル20によって形成することができ、必ずしも基板テーブルWTの一部である必要はない。
上記の第3実施例の2つのバージョンから、通路42および47によって形成された空気密封は、完全に基板テーブルWTによって、完全にピンプル・テーブル20によって、または両者の組合せによって形成できることが明白になる。図7cおよび図7dは、第3実施例のさらなる2つのバージョンを示す。図7cは、空気密封をピンプル・テーブル20の部材によって形成する第3実施例の第3バージョンを示す。第1および第2バージョンの部分45は、ピンプル・テーブル2045の環状部分から形成され、第1および第2バージョンの部分48は、ピンプル・テーブル20の環状部分2048によって形成される。42および47と等しい通路2042、2047を、部分2045、2048の間に形成する。しかし、気体流の一部のみが2本の通路2042、2047を通って流れ、図示のように、ピンプル・テーブル20の外縁の下に漏れる浸漬液体のさらなる進入を阻止するのに有効な一部の気体が、ピンプル・テーブル20の下を流れる。この構成は、必要な正確な寸法が全てピンプル・テーブル20で作成され、基板テーブルWTが複雑な溝を一切含まないので有利である。
図7dで示した第3実施例の第4バージョンでは、流入通路42が設けられず、気体がピンプル・テーブル20から環状孔47内へ流れる。このバージョンは、ピンプル・テーブル20が自身の真空源を必要としないので、基板Wとピンプル・テーブル20間でさらに安定した圧力を経験するという点で有利である。さらに、第3バージョンで必要とした余分な通路2042が必要でなく、通路2042しか要求されない。したがって、1つの真空源が、漏れている浸漬液体を除去することと、基板を所定の位置に保持することとの両方に効果的である。外方向への気体流を確立できるよう、ピンプル・テーブル20の下に気体源を必要とすることがある(そのためには、ピンプル・テーブルの下で基板テーブルにあるさらに一般的な真空孔を使用できるようである)。
第3実施例の各バージョンの様々な特徴は、ピンプル・テーブルの中心から真空46への半径方向外向きの気体流が達成される限り、組み合わせることができる。
実施例4
第4実施例は図8および図9に図示され、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である。
この実施例を、基板テーブルWTの一体部品である縁密封部材117に関して説明する。しかし、この実施例は、基板テーブルWTに対して移動可能な縁密封部材17にも等しく適用可能である。
図8aで示すようなこの実施例の第1バージョンでは、さらなる縁密封部材500を使用して、縁密封部材117と基板W間を架橋する。さらなる縁密封部材を縁密封部材117に取り付ける。さらなる縁密封部材500を、基板Wの1次表面とは反対の表面に当てて、着脱式に取り付ける。この実施例では、さらなる縁密封部材500は、基板Wの下面に接触するよう起動可能な可撓性縁密封部材でよい。可撓性縁密封部材500を停止すると、これは重力で基板から落下する。これを達成する方法を図9で示し、以下で説明する。
さらなる縁密封部材500は、液体供給システムからの浸漬液体全てが基板Wの下の空間に入ることを防止するわけでなく、この理由から、低圧源に接続された孔46を、縁密封部材117の縁に隣接する基板W、およびこの実施例の一部または全てのバージョンの基板Wの下に設けることができる。言うまでもなく、基板の下にある区域の設計は、第3実施例のそれと同じでよい。
基板Wではなく、基板テーブル上にある透過像センサ(TIS)などのセンサに、同じシステムを使用することができる。センサの場合、センサは移動しないので、縁密封部材500を、例えば接着剤などを使用してセンサに永久的に取り付けることができる。
さらに、縁密封部材500は、底面ではなくオブジェクトの上面(投影システムに近い方の表面)と係合するよう配置することができる。また、さらなる縁密封部材500を、図8aで示すように、縁密封部材117の下ではなく、縁密封部材117の上面に、またはその付近に取り付けてもよい。
この実施例の第2バージョンを図8bに示す。2つのさらなる縁密封部材500a、500bを使用する。第1の縁密封部材500aは、第1バージョンと同じである。第2の縁密封部材500bは、基板テーブル20に、つまり基板Wの下に取り付けて、これは自由端が取付点から半径方向外側に延在する。第2のさらなる縁密封部材500bは、第1のさらなる縁密封部材500aを基板Wに締め付ける。圧縮ガスを使用して、第2のさらなる縁密封部材500bを変形するか、動作させることができる。
この実施例の第3バージョンを図8cに示す。第3バージョンは、第2バージョンと同じであるが、第1のさらなる縁密封部材500cが第2のさらなる縁密封部材500dを基板Wに締め付ける。これにより、例えば第2バージョンの圧縮ガスが不必要になる。
この実施例も、真空に接続しても、接続しなくても、第2のさらなる縁密封部材500b、500dでのみ作用することが理解される。
次に、さらなる縁密封部材500、500a、500b、500c、500dを変形する様々な方法について、実施例の第1バージョンに関連して説明する。
図9から見られるように、流路510をさらなる可撓性縁密封部材500(好ましくは環状のリング)の長手方向に形成し、さらなる可撓性縁密封部材の投影システムに面する上面、および基板Wの下側に1つまたは複数の別個の孔を設ける。真空源515をダクト510に接続することにより、さらなる可撓性縁密封部材を吸引にて基板Wに突き合わせることができる。真空源515を切断するか、オフに切り換えると、さらなる可撓性縁密封部材500は重力および/または孔46からの圧力で落下し、図9の点線で示した位置になる。
代替実施例では、基板をピンプル・テーブル20に載せて、さらなる可撓性縁密封部材500が弾性変形すると、これが基板Wに接触するよう、さらなる可撓性縁密封部材500を機械的予荷重で形成し、したがって基板Wに上方向の力を加えて、密封を作成する。
さらなる代替品では、さらなる可撓性縁密封部材500を、孔46にかかる加圧気体によって発生した過剰圧力によって基板Wに押し付ける。
さらなる可撓性縁密封部材500は、可撓性で放射線および浸漬液体に耐性があり、汚染しない任意の材料、例えば鋼、Al23などのガラス、SiCなどのセラミック材料、シリコン、テフロン(登録商標)、低膨脹ガラス(例えばZerodur(TM)またはULE(TM))、炭素繊維エポキシまたはクォーツから下降することができ、通常は10から500μmの厚さ、好ましくは30から200μm、またはガラスの場合、50から150μmの厚さである。この材料および寸法のさらなる可撓性縁密封部材500では、ダクト510に加える必要がある典型的圧力は、約0.1から0.6バールである。
実施例5
第5実施例は図109に図示され、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である。
この実施例を、基板テーブルWTの一体部品である縁密封部材117に関して説明する。しかし、この実施例は、基板テーブルWTに対して動作可能な縁密封部材17にも等しく適用可能である。
第5実施例では、縁密封部材117と基板W間のギャップは、さらなる縁密封部材50で充填される。さらなる縁密封部材は、基板2および縁密封部材117の1次表面とほぼ同一平面上にある上面を有する。さらなる可撓性縁密封部材50は、可撓性材料で作成され、したがって基板Wの直径および基板Wの厚さにおける微小な変動は、さらなる可撓性縁密封部材50の屈曲によって対応することができる。投影レンズの下で液体供給システム内の液体が基板の縁の上を通過する時、液体は基板Wと、さらなる可撓性縁密封部材50と縁密封部材117との間に逃げることができない。これらの要素の縁が相互に密着しているからである。さらに、基板Wおよび縁密封部材117の1次表面、およびさらなる可撓性縁密封部材50の上面がほぼ同一平面上にあるので、液体供給システムが基板Wの縁上を通過しても、その動作は不調にならず、したがって液体供給システム内に妨害力が発生しない。
図10で見られるように、さらなる可撓性縁密封部材50は、基板Wの1次表面とは反対の基板Wの表面に、縁部分にて接触する。この接触は2つの機能を有する。第1に、さらなる可撓性縁密封部材50と基板W間の流体密封が改善される。第2に、さらなる可撓性縁密封部材50が、ピンプル・テーブル20から離れる方向で基板Wに力を加える。基板2を、例えば負圧吸引などによって基板テーブルWT上に保持する場合、基板を基板テーブル上に確実に保持することができる。しかし、真空源をオフにするか、切断すると、さらなる可撓性縁密封部材50によって基板W上に生成された力は、基板Wを押して基板テーブルWTから離すのに効果的であり、それによって基板Wの装填および取り外しを補助する。
さらなる可撓性縁密封部材50は、PTFEなど、放射線および浸漬液体に耐性がある材料で作成する。
実施例6
図11は、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である本発明の第6実施例を示す。
この実施例を、基板テーブルWTの一体部品である縁密封部材117に関して説明する。しかし、この実施例は、基板テーブルWTに対して動作可能な縁密封部材17にも等しく適用可能である。
第6実施例は、ピンプル・テーブル20を、基板Wと縁密封部材117の間で液体供給システムから切り離せる方法を示す。これは、大気65に露出した開口を、基板Wの縁と、基板Wを基板テーブルWT上に保持し、ピンプル・テーブル20を伴う真空との間に配置することによって実行する。
基板Wの投影システムとは反対側で、基板の縁の下に配置された層60は、基板Wと層60の間に約1μmのギャップを生じ、テフロン(登録商標)、シリコンゴム、または他のプラスチック材料などの疎水性である任意の材料で構成される。耐放射線性が優れているので、無機材料が好ましい。この方法で、液体供給システムが基板Wの縁上に配置された場合に、基板Wと縁密封部材117間のギャップに入る液体が跳ね返され、したがって有効密封が形成され、液体はピンプル・テーブル20に入らない。浸漬液体は、疎水性層60との間に少なくとも90°の接触角を有することが好ましい。
実施例7
本発明の第7実施例について、図12から図15に関して説明する。第7実施例は、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である。
第7実施例では、図12で示すように縁密封部材17は環状で、中心穴は円形基板Wより直径が大きい。基板Wおよび縁密封部材17の形状は、縁密封部材17の中心穴が基板Wの外径より大きい限り、変更してよい。この方法で、縁密封部材17は基板W直径の変動に対応することができる。
縁密封部材17は、基板テーブルWT上で動作可能であり、したがって液体供給システムが、露光のために基板Wの縁部分に向かって動作する場合、縁密封部材17を、露光すべき基板Wのその縁部分にぴったり突き当たるよう動作させることができる。これは図13で最もよく図示され、ここでは基板Wの左手側が露光されるところである。
図14で明白に図示されたように、縁密封部材17は、基板Wの1次表面の面と、好ましくはZ方向(つまり装置の光軸の方向)との両方で動作可能である。この方法で、縁密封部材17を、必要に応じて基板Wの縁へと移動させることができ、1次表面が基板Wの1次表面とほぼ同一平面上になるよう、その上部(1次)表面の高さを調節することができる。これによって、液体供給システムは、基板Wの縁の撮像時にも、リザーバ内に浸漬液を効果的に含むことができる。
図14には、縁密封部材17の1次表面と同一平面上にある上面を有する突起175も図示されている。つまり、縁密封部材17の1次表面が基板Wに隣接する縁上に出っ張り、したがって突起が装置の光軸に向かって延在する。図14で見られるように、これによって、基板Wの縁がわずかに湾曲していても(つまり基板Wの縁が1次表面に直角でなくても)基板Wと縁密封部材17の1次表面間のギャップを最小にすることができる。
縁密封部材17と基板W間のギャップを改善または削減する別の方法は、基板2に近い方の縁密封部材17の縁と基板Wとの間にさらなる(可撓性)縁密封部材177を設けることである。これを図15で示す。これは、突起175があってもなくても実行することができる。さらなる可撓性縁密封部材177は、基板Wとの間で密封を形成するよう、基板Wの縁の周囲で変形することができる。さらなる可撓性縁密封部材177を縁密封部材17に取り付ける。さらなる可撓性縁密封部材177は、基板Wおよび縁密封部材17の1次表面とほぼ同一平面上にある上面を有する。
実施例8
図16は、以下の説明以外は第1実施例と同じ、または同様である本発明の第8実施例を示す。
この実施例を、基板テーブルWTの一体部品である縁密封部材117に関して説明する。しかし、この実施例は、基板テーブルWTに対して動作可能な縁密封部材17にも等しく適用可能である。
図16で見られるように、第8実施例は、縁密封部材117と基板W間のギャップに架橋するさらなる縁密封部材100を含む。この場合、さらなる縁密封部材100は、基板をよび縁密封部材117の1次表面上に配置されて、基板Wと縁密封部材117間のギャップにまたがるギャップ密封部材である。したがって、基板Wが円形の場合、ギャップ密封部材100も円形(環状)になる。
ギャップ密封部材100は、真空105をその下側に加えることによって所定の位置に保持することができる(これは縁密封部材117の1次表面の真空孔を通して曝露する真空源である)。基板Wと縁密封部材117間のギャップがギャップ密封手段100によって覆われているので、液体供給システムは、液体を損失することなく、基板Wの縁上を通過することができる。ギャップ密封部材100は、標準的な基板および基板の取扱い法を使用できるよう、基板ハンドラによって所定の位置に配置し、除去することができる。あるいは、ギャップ密封部材100は、投影システムPLで保持し、適切な機構(例えば基板取扱いロボット)によって所定の位置に配置し、除去することができる。ギャップ密封部材100は、真空源によって変形しないよう十分に剛性でなければならない。ギャップ密封部材100は、液体供給システムと接触しないよう、50μm未満、好ましくは30または20、さらには10μm未満の厚さであると有利であるが、可能な限り薄くしなければならない。
ギャップ密封部材100には、ギャップ密封部材100の厚さが縁に向かって減少するテーパ状縁110を設けると有利である。ギャップ密封部材の完全な厚さまでこのように漸進的に遷移すると、ギャップ密封部材100上を通過する場合に、液体供給システムの干渉が確実に減少する。
同じ方法の密封を、センサ、例えば透過像センサなどの他のオブジェクトにも使用することができる。その場合、オブジェクトは移動する必要がないので、ギャップ密封部材100を、浸漬液中で熔解しない接着剤で、(いずれかの端部の)所定の位置に接着することができる。あるいは接着剤は、縁密封部材117とオブジェクトとギャップ密封部材100との接合部に配置してもよい。
さらに、ギャップ密封部材100は、オブジェクトおよび縁密封部材117の出っ張りの下に配置することができる。オブジェクトには、必要に応じて出っ張りを形成してもよい。
ギャップ密封部材100は、オブジェクトの上にあっても下にあっても、縁密封部材117と接触する表面にある1つの開口からオブジェクトと接触する表面にある別の開口まで、自身を通って設けた通路を有することができる。真空105と流体連絡する1つの開口を配置することにより、ギャップ密封部材100を所定の位置にしっかり保持することができる。
実施例9
第9実施例について図17に関して説明する。図17で示す解決法は、基板Wの縁部分の撮像に伴う問題の幾つかを回避するとともに、基板Wと同じ条件で透過像センサ(TIS)220を投影レンズPLで照射することができる。
第9実施例は、第1実施例に関して説明した液体供給システムを使用する。しかし、液体供給システム中の浸漬液を、下側に基板Wを有する投影レンズの下に限定するのではなく、液体は、液体供給システムと基板Wとの間に配置された中間プレート210によって限定される。中間プレート210とTIS220と基板Wとの間の空間222、215も液体111で充填される。これは、図示のように個々の孔230、240を介して2つの別個の空間液体供給システムによって実行するか、孔230、240を介して同じ空間液体供給システムによって実行することができる。したがって、基板Wと中間プレート210間の空間215、および透過像センサ220と中間プレート210間の空間220は、両方とも液体で充填され、基板Wおよび透過像センサは両方とも、同じ条件で照明することができる。部分200は、真空源によって所定の位置に保持できる中間プレート210に、1つまたは複数の支持表面を提供する。
中間プレート210は、基板をよび透過像センサ220を全て覆うようなサイズで作成する。したがって、基板Wの縁を撮像する場合でも、または透過像センサを投影レンズPLの下に配置する場合も、液体供給システムは縁を横断する必要がない。透過像センサ220と基板Wの上面はほぼ同一平面上にある。
中間プレート210は着脱式でよい。例えば、基板取扱いロボットまたは他の適切な機構によって所定の位置に配置し、除去することができる。
実施例10
図18は、本明細書で説明した他の任意の実施例に適切可能であり、突然の液体損の前に浸漬液が広がり得るギャップのサイズを増加させるのに効果的な液体供給システムの変形を示す。
複数の毛管600を液体供給システム(例えば密封部材12)と投影レンズPLの間に設ける。この毛管は、概ね上方向に、つまり基板Wから離れる方向に延在する。毛管が半径rを有すると、毛管が支持できる液体膜の厚さhは、下式によって与えられる。
h=(2σcosθ)/(rgρ)
ここでσは界面張力、θは液体と毛管w間の接触角、ρは液体の密度である。cosθをプラスにする(つまり毛管の内面をコーティングなどによって疎水性にする)と、毛管は、ギャップからの高さhの液体部分を支持することができ、したがってこれがまたがるギャップを大きくすることができる。
疎水性被膜毛管と液体との間に電圧を印加することにより、cosθを約ゼロへと減少させることができ、これによって(上式1により)毛管600を通る液体の自由な流れが可能になり、したがって毛管の長さを小さくしておくことにより、投影レンズ下の液体供給システムから短時間で液体を除去することができる。これは、液体を清浄に維持するのに有利である。基板Wの縁を撮像する場合は、ギャップにまたがれるよう電圧を除去することができる。基板Wから液体膜を持ち上げるため、基板Wの縁を疎水性材料で被覆することが提案される(または基板材料自体が疎水性であるので、基板Wの縁のレジストを除去することができる)。
毛管600は、ほぼ円形の断面でほぼ直線のダクト、または他の形状のダクトによって設けることができる。例えば、毛管は多孔質材料の空隙で構成してもよい。
上述した実施例は全て、基板Wの縁の周囲を密封するのに使用することができる。基板テーブルWT上にある他のオブジェクトも、同様の方法で密封する必要があることもある。例えば、透過像センサ、結合レンズ干渉計およびスキャナ(波面センサ)およびスポット・センサ・プレートなど、液体を通して投影ビームで照明するセンサおよび/またはマークを含むセンサなどである。このようなオブジェクトには、レベリングおよび位置合わせセンサおよび/またはマークなど、非投影放射線ビームで照明するセンサおよび/またはマークもある。このような場合、液体供給システムは、全てのオブジェクトを覆うよう液体を供給することができる。上記の実施例はいずれも、この目的に使用することができる。場合によっては、オブジェクトを基板テーブルWTから外す必要がない。というのは、基板Wとは異なり、センサは基板テーブルWTから外す必要がないからである。このような場合は、上記の実施例を適宜変形することができる(例えば、密封を可動式にする必要がない)。
各実施例を、適宜、他の1つまたは複数の実施例と組み合わせてもよい。さらに、実現可能および/または適切であれば、各実施例(および任意の適切な実施例の組合せ)を、縁密封部材17、117なしに図2および図19および図20の液体供給システムに適用するだけでよい。
縁密封部材117およびセンサ220の上部最外縁の形状は、変更することができる。例えば、出っ張った縁密封部材117、または実際に出っ張っているセンサ220の外縁を設けると有利なこともある。あるいは、センサ220の上部外隅が有用なこともある。
実施例11
図19は、以下の説明以外は第1実施例と同じである第11実施例を示す。
第11実施例では、基板テーブルWT上のオブジェクトは、透過像センサ(TIS)などのセンサ220である。浸漬液がセンサ220の下に滲入するのを防止するため、浸漬流体で溶解せず、これに反応しない接着剤ビード700を、縁密封部材117とセンサ220の間に配置する。接着剤は、使用中の浸漬流体で覆われる。
実施例12
第12実施例について、図20および図21に関して説明する。第12実施例では、基板テーブルWTに封止されるのはセンサ220である。図20および図21で図示した両方のバージョンで、縁密封部材117と基板220の縁との間のギャップに入るような浸漬液を全て除去するため、開口通路47および室44でギャップの近傍に真空46を設ける。
図20のバージョンでは、真空46を、オブジェクト220の出っ張り部分の下で基板テーブルWTに提供する。基板テーブルSTの内側に突き出した出っ張り部分に通路47を設ける。任意選択で、基板テーブルWTとオブジェクト220の間に突出する部分の最内縁に接着剤ビード700を配置する。接着剤ビード700を設けない場合は、オブジェクト220の下からの気体流が、センサ220と基板テーブルWT間のギャップの密封に役立つ。
図21のバージョンでは、内側に突き出した縁密封部材117の下で、オブジェクト自体に真空46、区画44および通路47を設ける。この場合も、オブジェクト220と基板テーブルWTの間に通路47の半径方向外側へと接着剤ビードを設ける選択肢がある。
本発明の特定の実施例について以上で説明してきたが、本発明は記述以外の方法で実践できることが理解される。特に、本発明は、他のタイプの液体供給システム、特に局所的液体区域システムにも適用可能である。密封部材の解決法を使用する場合は、気体密封以外の密封を使用する解決法でよい。説明は、本発明を制限するものではない。

Claims (6)

  1. 基板を保持するテーブルと、
    パターン形成したビームを前記基板の標的部分に投影する投影システムと、
    前記投影システムと、前記テーブル上に配置されたオブジェクトとの間の空間を液体で少なくとも部分的に充填する液体供給システムと、
    前記空間の少なくとも一部に沿って延在する前記液体供給システムの部材と、
    記テーブルから離れる方向に延在し、前記部材と前記投影システムとの間に配置された毛管とを備えるリソグラフィ投影装置。
  2. 前記毛管がチューブである、
    請求項1に記載のリソグラフィ投影装置。
  3. 前記毛管が多孔質膜で形成される、
    請求項1又は2に記載のリソグラフィ投影装置。
  4. 前記毛管の内部コーティングが疎水性である、
    請求項1から3いずれか1項に記載のリソグラフィ投影装置。
  5. さらに、前記空間内の前記液体と前記毛管との間に電位差を与える手段を備える、
    請求項1から4いずれか1項に記載のリソグラフィ投影装置。
  6. 記オブジェクトが前記基板またはセンサである、
    請求項1から5いずれか1項に記載のリソグラフィ投影装置。
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