JP5634942B2 - テーブルおよびリソグラフィ方法 - Google Patents

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    • G03F7/70341Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply

Description

本発明はリソグラフィ装置およびリソグラフィ方法に関する。
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路(IC)の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスクまた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の個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板(例えばシリコンウェーハ)上のターゲット部分(例えば1つまたは幾つかのダイの一部を含む)に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料(レジスト)の層への結像により行われる。一般に、1枚の基板は順次パターニングされる網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に1回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向)と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向(「スキャン」方向)に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含んでいる。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように、リソグラフィ投影装置内の基板を水などの比較的高い屈折率を有する液に液浸することが提案されている。その要点は、より小さいフィーチャを結像可能にすることである。これは露光放射が液体中の方が短い波長を有するからである(液体の効果はシステムの有効NAを増加させ、焦点深さも増大させることとみなすこともできる。)。自身内に固体粒子(例えばクォーツ)が懸濁した水など、他の液浸液も提案されている。
しかし、基板を、または基板と基板テーブルを液体の浴槽に浸すこと(例えば参照により全体を本明細書に組み込む米国特許第4509852号参照)は、スキャン露光中に加速されるべき大きい塊の液体があることでもある。これには、追加のモータまたはさらに強力なモータが必要であり、液体中の乱流が望ましくない予測不能な効果を引き起こすことがある。
提案されている解決法の1つは、液体供給システムが基板の局所的な領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提供することである(基板は通常、投影システムの最終要素より大きい表面積を有する)。これを達成するように提案されている1つの方法が、参照により全体を本明細書に組み込むPCT特許出願公開WO99/49504号で開示されている。図2および図3に示すように、液体は少なくとも1つの入口INによって基板上に、好ましくは最終要素に対する基板の動作の方向に沿って供給され、投影システムの下を通過した後に少なくとも1つの出口OUTによって除去される。すなわち、基板がX方向にて最終要素の下でスキャンされると、液体が最終要素の+X側にて供給され、−X側にて取り上げられる。図2は、液体が入口INを介して供給され、低圧源に接続された出口OUTによって要素の他方側で取り上げられる配置構成を概略的に示したものである。図2の図では、液体が最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給されるが、こうである必要はない。最終要素の周囲に位置決めされた入口および出口の種々の配向および数が可能であり、その一例を図3に示しており、ここでは各側に4組の入口と出口が最終要素の周囲の規則的パターンで設けられる。
乱流が液体中で気泡を発生させるおそれがあることが分かっている。乱流が発生すると、気泡が基板上に投影されるパターンの一部を不明瞭にしたり、歪めたりすることがある。
本発明の目的は、液体中の気泡の発生を低減し得るリソグラフィ装置およびリソグラフィ方法を提供することである。
本発明の第1の態様によれば、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上に投影するように構成された投影システムと、投影システムと基板テーブルとの間の空間に液体を供給するように構成された液体供給システムと、基板および基板テーブルと接触した状態の、基板と基板テーブルとの間のギャップを覆うように設けられたリングとを備えるリソグラフィ装置が提供される。
本発明の第2の態様によれば、従来のリソグラフィ基板の外径より小さい内径および従来のリソグラフィ基板の外径より大きい外径を有するリングが提供され、このリングは従来のリソグラフィ基板の外径よりも大きい内径を有するフランジを備える。
本発明の第3の態様によれば、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターニングされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、投影システムと基板との間の空間に液体を提供するように構成された液体供給システムと、(i)リングを基板上に置く、(ii)リングを基板から除去する、または(iii)(i)および(ii)の両方を行うように構成されたリングハンドラを含む基板ハンドラであって、基板を基板テーブルからまたは基板テーブルの方へ移動するように構成された基板ハンドラとを備えるリソグラフィ装置が提供され、リングは、基板が基板テーブルによって保持されるときに基板と基板テーブルとの間のギャップを実質的に覆うように配置される。
本発明の第4の態様によれば、基板およびリングを基板テーブル上に提供するステップと、リングが基板および基板テーブルを押圧するように基板およびリングを基板テーブルに対して固定するステップと、投影システムと基板テーブルとの間の空間に液体を提供するステップと、投影システムを介してパターンを基板上に投影するステップと、基板およびリングを基板テーブルから除去するステップとを含むリソグラフィ方法が提供される。
本発明が適用され得るリソグラフィ装置を示す図である。 リソグラフィ装置に使用される液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ装置に使用される液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ装置に使用される別の液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ装置に使用される別の液体供給システムを示す図である。 本発明に適用され得るリソグラフィ装置の基板テーブルを示す図である。 リソグラフィ装置の基板テーブルの一部を示す拡大図である。 本発明のリングを含む基板テーブルを示す拡大図である。 リングが適所にない、上から見た基板テーブルを示す図である。 リングが適所にある、上から見た基板テーブルを示す図である。 リングが適所にない、基板および基板テーブルの一部を示す断面図である。 別の形態を有するリングが適所にある、基板および基板テーブルの一部を示す断面図である。 図8に示した形態のリングが適所にある、基板および基板テーブルの一部を示す断面図である。 下から見たリングの一部を示す図である。 別の形態を有するリングの一部を示す断面図である。 基板ハンドラを含む、本発明の一実施形態のリソグラフィ装置を示す図である。
ここで、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
図1は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。このリソグラフィ装置は、放射ビームPB(例えばUV放射またはDUV放射)を調整するように構成された照明システム(イルミネータ)ILと、パターニングデバイス(例えばマスク)MAを支持するように構成され、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決め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体(例えばマスクテーブル)MTと、基板(例えばレジストコートウェーハ)Wを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決め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、パターニングデバイスMAによって放射ビームPB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つまたは複数のダイを備える)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)PLとを備える。
照明システムは、放射の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、あるいはそ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含んでもよい。
支持構造体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かなどの他の条件に応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持構造体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用する場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義的であるとみなすことができる。
本明細書において使用する「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生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用することができる任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。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において周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフト、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトのようなマスクタイプのほか、多様なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーを各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用する場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義とみなすことができる。
ここに示すように、装置は透過タイプである(例えば透過マスクを使用する)。あるいは、装置は反射タイプでもよい(例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する)。
リソグラフィ装置は2つ(デュアルステージ)以上の基板テーブル (および/または2つ以上の支持構造体)を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機構では、追加のテーブルまたは支持構造体を平行に使用するか、1つまたは複数の他のテーブルまたは支持構造体を露光に使用している間に1つまたは複数のテーブルまたは支持構造体で予備工程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る。放射源およびリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合、それぞれ別個の構成要素であってもよい。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するとみなされず、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などを備えるビームデリバリシステムBDの補助により、放射源SOからイルミネータILへと送られる。他の例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源SOおよびイルミネータILは、必要に応じてビームデリバリシステムBDとともに放射システムと呼ぶこともできる。
イルミネータILは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタADを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側および/または内側半径範囲(一般にそれぞれ、σ−outerおよびσ−innerと呼ばれる)を調節することができる。また、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などの他の種々のターゲットを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面に所望の均一性および強度分布が得られるようにしてもよい。
放射ビームPBは、支持構造体(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、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームPBはパターニングデバイスMAを横断すると、基板Wのターゲット部分C上にビームを集束する投影システムPLを通過する。以降で更に説明する液浸フードIHが、投影システムPLの最終要素と基板Wとの間の空間に液浸液を供給する。
第2の位置決め装置PWおよび位置センサIF(例えば干渉計装置、リニアエンコーダまたは容量センサ)の補助により、例えば放射ビームPBの経路において種々のターゲット部分Cに位置決めするように基板テーブルWTを正確に移動できる。同様に、第1の位置決め装置PMおよび別の位置センサ(図1には明示されていない)を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射ビームPBの経路に対してパターニングデバイスMAを正確に位置決めすることができる。一般的に、支持構造体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)を用いて実現できる。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できる。ステッパの場合(スキャナとは対照的に)、支持構造体MTをショートストロークアクチュエータのみに接続されていてもよいし、固定されていてもよい。パターニングデバイスMAおよび基板Wは、パターニングデバイスアラインメントマークM1、M2および基板アラインメントマーク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ンメントマークは、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい(スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる)。同様に、パターニングデバイスMA上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
図示の装置は以下のモードのうち少なくとも1つにて使用可能である。
1.ステップモードでは、支持構造体MTおよび基板テーブルWTが基本的に静止状態に維持される一方で、放射ビームに与えたパターン全体が1回でターゲット部分Cに投影される(すなわち単一静止露光)。次に、別のターゲット部分Cを露光できるように、基板テーブルWTがX方向および/または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、単一静止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。
2.スキャンモードでは、支持構造体MTおよび基板テーブルWTが同期的にスキャンされる一方で、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Cに投影する(すなわち単一動的露光)。支持構造体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PLの拡大(縮小)および像反転特性によって決定することができる。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、単一動的露光におけるターゲット部分の(非スキャン方向における)幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の(スキャン方向における)高さが決まる。
3.別のモードでは、支持構造体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維持され、基板テーブル WTを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Cに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルWTを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、上記に言及したようなタイプ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なしリソグラフィに容易に応用可能である。
上述した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も利用できる。
各々参照により全体を本明細書に組み込む欧州特許出願公報第EP1420300号および米国特許出願公報第2004−0136494号では、ツインまたは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。このような装置には、基板を支持する2つのテーブルが設けられている。液浸液のない状態でテーブルにおいて第1の位置でレベリング測定を実行し、液浸液が存在する第2の位置でテーブルを使用して露光を実行する。あるいは、この装置はテーブルを1つだけ有する。本発明のある実施形態を上記したデュアルステージ液浸リソグラフィ装置に適用してもよい。
局所的液体供給システムを有する他の液浸露光法を図4に示す。投影系PLの両側に設けられている2つの溝状インレットINから液体が供給され、インレットINから放射方向外側に離散して配置されている複数のアウトレットOUTによって取り除かれる。インレットINおよびアウトレットOUTは中心部に開口を有するプレートとして形成されており、この開口を通じて放射ビームが投影される。液体は投影系PLの一方の側部に設けられている1つの溝状のイントレットINから供給され、投影系PLの他方の側部に分散配置される複数のアウトレットOUTによって除去され、これにより、投影系PLと基板Wとの間に薄膜状の液体の流れが形成される。どのイントレットINとアウトレットOUTとを組み合わせて使用するかの選択は、基板Wの移動方向に左右されてよい(インレットINとアウトレットOUTとの組合せによっては有効に機能しない)。
既に提案されている局所的液体供給システムを有する別の液浸リソグラフィの解決法は、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する液体閉じ込め構造体を有する液体供給システムを提供することである。この解決法を図5に示す。この液体閉じ込め構造体は、そこを通るXY平面がZ方向(光学軸方向)にある程度相対運動できるように、投影システムに対して実質的に静止的である。一実施形態では、シールが液体閉じ込め構造体と基板の表面との間に形成されており、ガスシールのような非接触シールであってよい。
液体閉じ込め構造体12は、少なくとも部分的に、投影システムPLの最終要素と基板Wとの間の空間11に液体を封じ込める。基板に対する非接触シール16は、投影システムの像視野周辺に形成することができ、液体は基板表面と投影システムの最終要素との間の空間内に封じ込められる。この空間は、少なくとも部分的には、投影システムPLの最終要素の下およびその周囲に位置決めされた液体閉じ込め構造体12によって形成される。液体は液体入口13によって投影システムの下および液体閉じ込め構造体12の中の空間内に入れられ、液体出口13から取り出すことができる。液体閉じ込め構造体12は、投影システムの最終要素の少し上に延在し、液面は液体の緩衝がもたらされるように最終要素の上に上昇する。一実施形態では、液体閉じ込め構造体12は、上端において投影システムまたはその最終要素の形状によく一致し、例えば、丸形であり得る内周を有する。この内周は、底部では、像視野の形状、例えば矩形によく一致しているが、これはそうである必要はない。
液体は、液体閉じ込め構造体12の底部と基板Wの表面との間に使用時に形成されるガスシール16によって空間11内に封じ込められる。ガスシールは、ガス、例えば、空気または合成空気、一実施形態では、Nまたは他の不活性ガスにより形成され、液体閉じ込め構造体12と基板との間の間隙に入口15を介して圧力下で供給され、出口14を介して抽出される。ガス入口15に加わる過圧、出口14の真空レベル、および間隙の幾何学的形状は、液体を封じ込める内向きの高速なガス流が存在するように配置される。これらの入口/出口は、空間11を囲む環状の溝であってよく、ガス16の流れは空間11内に液体を収めるのに有効である。このようなシステムは、参照によりその全体を本明細書に組み込む米国特許出願公開US2004−0207824号に開示されている。
図6は基板テーブルWTの略断面図である。基板テーブルWTは外側部分100および基板受け取り部分102を含む。基板Wは基板受け取り部分102上にある。光学検出器およびそれに関連する電子機器104が、基板テーブルWTの外側部分100に設けられた凹部106内に設けられている。基板テーブルの基板受け取り部分102は、基板受け取り部分から上方に突出した突出部アレイ108を備える。基板Wは突出部108に載る。突出部108は、汚染粒子が突出部間に留まり、基板Wと接触しないような寸法になっている。
基板Wは基板テーブルWTの基板受け取り部分102に設けられた凹部110に位置する。凹部110は、基板が存在するときに、基板Wの上面が基板受け取り部分102の両側112の上面と実質的に平衡になるような寸法になっている。
使用中、基板Wは基板ハンドラ102(図示せず)によって基板テーブルWTまで運ばれる。リソグラフィ装置の投影レンズPL(図1〜4を参照)を介して基板上にあるパターンが投影される。パターンの投影が完了すると、基板Wは基板ハンドラによって基板テーブルWTから除去され、別の基板と交換される。基板受け取り部分102は基板テーブルの外側部分100の適所に収まったままである(すなわち、リソグラフィ装置の動作中、基板受け取り部分102は外側部分100から除去されない。)。
ギャップ114が基板テーブルWTの基板受け取り部分102と外側部分100との間に存在する。追加のギャップ116が基板Wの外縁と基板テーブルWTの基板受け取り部分102との間に存在する。基板テーブルの基板受け取り部分102と外側部分100との間のギャップは、例えば接着性プラスチックテープ118を当該ギャップの上に固定することによって近接し得る。しかし、同じ方法を用いて、基板Wの外縁と基板テーブルWTの基板受け取り部分102との間のギャップを近接させることはできない。これは、リソグラフィ装置の動作中に、基板受け取り部分に基板を装填し、基板受け取り部分から基板を取り外すことができる必要があることによる。
図7は基板Wと基板テーブルの基板受け取り部分102との間のギャップ116を更に詳細に示す略図である。図7はリソグラフィ装置の投影レンズPLの一部および図5に関連して上に記載した液体閉じ込め構造体12も示す。液体11は投影レンズPLと基板Wとの間に存在する。液体は基板テーブルの液体閉じ込め構造体12と基板受け取り部分102との間にも存在する。液体11はその外縁においてメニスカス20を形成する。液体11は基板Wと基板受け取り部分102との間のギャップ116にも存在する。
使用中、基板テーブルWTは基板W上の異なる場所にパターン投影できるようにするために、投影レンズPLおよび液体閉じ込め構造体12の真下に迅速に移動する。投影レンズPLおよび液体閉じ込め構造体12がギャップ116の上を通過すると、この通過が液体中に乱流を生じさせ、これが次に液体に気泡を生じさせることもある。気泡は基板上へのパターンの正確な投影を妨げるおそれがあるので、これは好ましくない。
また、ギャップ116へ流れ込むときの液体11は、基板テーブルWTの基板受け取り部分102の凹部110の突出部108間も流れることもある。これが液体の更なる汚染を引き起こすおそれがあり、基板Wを固定するのに用いられる真空の発生を妨げることもある。
この問題の解決法は、例えば液体抽出装置を用いて、ギャップ116から液体11を抽出することであり得る。残念ながら、この方法は、抽出チャネル内の液体の蒸発よって生じる著しい熱負荷を基板Wおよび/または基板上に導入することもある。更に、液体の抽出は液体中の気泡の発生を抑制しないかもしれない。
本発明の一実施形態を図8に示す。図8を参照すると、基板Wと基板テーブルの基板受け取り部分102との間のギャップ116を架橋するリング120が設けられている。
このリングの利点は、液体がギャップ116内へ流れるのを阻止(または阻害)し、これにより外乱を低減し得ることにある。これは液体中の気泡の形成を低減し得る。液体抽出装置の代わりにリングを用いれば、液体抽出装置によって引き起こされる熱負荷が回避される。これにより熱負荷によって基板が歪むのが避けられ、リソグラフィ装置のオーバーレイ性能を改善し得る。また、リングは受動装置であるので、(液体抽出装置と違って)リソグラフィ装置では好ましくないであろう熱を発生しない。
リング120は、例えば30μm以下または20μm以下の厚さを有してよく、スチールまたは他のいくつかの適した材料あるいは他の材料から形成されてもよい。スチールは強力であるので用いてよく、例えばリソグラフィ装置または液体11(例えば水であってよい)によって発生される放射による損傷を受けない。
投影レンズPLと基板Wとの間の間隔「d」は典型的には小さい。これは投影レンズの焦点面が投影レンズと近いからである。例えば、間隔dは3mmであってよい。(液体を効果的に閉じ込めるために)液体閉じ込め構造体12と基板Wとの間の間隔「e」は典型的には3mmよりも著しく小さい。例えば、間隔eは0.1mmであってよい(図8は原寸大ではない)。リング120はz方向に十分薄くなっているので、投影レンズPLまたは液体閉じ込め構造体12の動きに干渉しない。例えば、リングは厚さ30μm以下または厚さ25μm以下であってもよいし、20μm以下であってもよい。
リング120は種々の手段の1つまたは複数によって適所に保持され得る。例えば、基板テーブルの基板受け取り部分102と基板Wとの間に真空が確立されてもよい。この真空はギャップ116に存在してもよいし、リング120を下方に引き下げ、これにより基板Wの上におよび基板テーブルの基板受け取り部分102の上引っ張ることができる。このようにしてリング120は適所に固定される。
リング120の位置決めおよび除去を以下で更に説明する。しかし、基板テーブルWTの基板受け取り部分102からリング120(および基板W)を除去することができるようにするために、真空を除去してもよいことにここでは留意されたい。
リング120を開放可能に適所に固定するために、真空に代わってまたは真空と組み合わせて静電気引力を用いてもよい。リング120を適所に保持するために、真空または静電気引力と同様に、あるいは真空または静電気引力に代わって重力を用いてもよい。他の力またはクランプ装置などの装置を用いてリング120を適所に保持することもできる。
図9aは基板Wおよび基板テーブルWTを上から見た図である。分かり易いように、基板テーブルWTの基板受け取り部分および外縁を1つの実体として示している。光学検出器および関連する電子機器104が基板テーブルWTの2つの角にあるのが分かる。図9aでは説明のために、ギャップ116を誇張している。実際、一般には、本発明を説明するのに用いる図面は縮尺拡大図であることを意図するものではなく、むしろ略図である。
基板Wはリソグラフィによく用いられる種類のものである。この基板は完全には円形ではなく、その代わり、基板の一部分は曲線というよりは直線状になっている。この直線部分122を基板のフラットエッジと呼ぶこともある。基板の直線部分122と、完全に円形である場合にはその外縁である部分との間の間隔は、距離は「b」である。この距離は例えば4.5mmであってよい。
図9bは図9aの基板Wおよび基板テーブルWTを示しているが、それに加えてリング120を示す。リング120の幅「c」は、基板テーブルWTと基板Wとの間のギャップ116を架橋するように十分なものである。このギャップは、基板のフラットエッジ122を含む全部分で架橋されている。図9では分かり易いように、リングの幅c、ギャップの大きさおよび距離bは誇張されている。
リソグラフィによく使用される別の種類の基板(図示せず)では、基板はフラットエッジを有していないが、それに代わって切り欠きを有している。切り欠きを有する場合、リングの幅は、切り欠きを含んで、基板テーブルと基板との間のギャップを架橋するように十分なものである。
リング120は、例えばリングが光学検出器104を見えなくするように(リングが検出器に関連する電子機器を覆うかどうかは関係ない)、または基板が移動されるときにリングがリソグラフィ装置の一部との衝突を引き起こさせるように、幅広ではない。
リングの幅「c」は例えば4mmであってよい。4mmは、例えば、基板の外周を覆う3mm、基板テーブルWTと基板Wとの間のギャップ116を覆う0.6mm、および基板受け取り部分102の内周を覆う0.4mmを提供するものであり得る。これはSEMI標準のM1.10基板(200mm径)に基づくものである。
リングの幅「c」は、300mm径基板に関して同じでもよいし、類似してもよい。
リングの外径は、例えば、200mm径基板については203mm以上であってもよいし、300mm径基板については303mm以上であってもよい。リングの外径は200mm径基板については210mm以上であってもよいし、300mm径基板については310mm以上であってもよい。
リングの外径は、接着テープ118に代わって、基板テーブルの基板受け取り部分102と外側部分100との間のギャップ114を閉ざすのに十分なものであり得る。例えば、リングの外径は、200mm径基板用に設計された基板テーブルについては215mm以上であってもよいし、300mm径基板用に設計された基板テーブルについては315mm以上であってもよい。
他のリング径を用いてもよい。
図9では(直線縁122に隣接触する領域を除き)ギャップ116が基板の周囲にほぼ一定であるように基板Wが基板テーブルの中央に位置決めされたものとして示しているが、これは必ずしもこのようにある必要はない。例えば、基板Wは、ギャップ116が基板の一方の側では小さくなるが、基板の他方側では大きくなるように、中心からずれていてもよい。基板が中心から外れる距離は、例えば±0.1mmであり得る。
また、基板Wの直径は、異なる基板について±約0.1mm変動し得る。リング120は、基板が基板テーブルWTに対して中心がずれている場合であっても、または基板が平均的な直径よりも小さい場合でも、ギャップ116がすべての場所で確実に架橋されるように十分な幅である。
リング120は、リングの位置決めの不正確さを考慮して、ギャップ116を覆うのに十分な幅である。基板上のリング120の位置決め精度は、例えば約0.1mmであってもよい。
図10は基板テーブルの基板受け取り部分102の一部と一緒に基板Wの断面を示す。1つまたは複数のパターン形成された層124が基板W上に予め設けられている。フォトレジスト層126が予め設けられた層124の最上部に設けられている。予め設けられた層124はフォトレジスト層126よりも更に外方向に延在している。
リソグラフィでは、フォトレジスト層は常に基板上に設けられる。このフォトレジスト層は、分かり易いように先に説明した図面では省略されている。多くの場合、フォトレジスト層は先に設けられた層ほど外方向には延在しない。
リング120は、先に設けられた層124と接触するかまたは基板Wと直接接触するというよりは、レジスト126と接触するのに十分な幅である。これはリソグラフィ中に用いられる液体(図示せず)が先に設けられた層124の縁部およびレジスト126の縁部と接触するのを妨げるので有利である。この接触が起こると、レジストの一部または先に設けられた層の一部が壊れて、リソグラフィ装置に望ましくない汚染がもたらされることになる。
リング120はフランジ128(すなわち、リングの密閉部分127から実質的に直角に突出する部分)を備える。フランジ128は、ギャップ116の底部に達し、基板テーブルの基板受け取り部分102に接触するような寸法になっている。この接触が起こると、密閉部分は基板の表面に対して例えば数十μmだけ上げられかもしれない。しかし、密閉部分127の柔軟性は十分あるので、使用中、密閉部分は下方に曲がって、これにより基板Wに対して密閉を形成し得る。密閉部分127は、例えば、液体閉じ込め構造体12および/または液体11が及ぼす下方への圧力に応じて下方に曲がってもよい。
用語「密閉部分」とは、リングが基板に対しておよび/または基板テーブルの基板受け取り部分に対して液密シールを常に形成することを意味するものではない。場合によっては、リングが液密シールを常に形成することもある。しかし、他の場合、リングと基板および/または基板テーブルの基板受け取り部分との間を通過できる液体もある。
あるいは、フランジ128はギャップ116への途中までだけ達するような寸法であり得る。
リングの密閉部分127は例えば厚さ20μmであってもよく、フランジ128は例えば厚さ0.8mmであってもよい。
フランジ128はリング120の構造的剛性を強化する。
図11aは基板Wの一部および基板テーブルの基板受け取り部分102の一部の断面図である。リング120の密閉部分127は両側にへり130を備える。このへりは下向きになっており、へりは基板W(または基板上に設けられたフォトレジスト126)および基板テーブルの基板受け取り部分102と接触する。密閉部分127の残りの部分は、これらの接触部分の上に懸架されている。へり130は密閉部分127に付加的な剛性を付与する。また、へり130はリングの中央が下方に曲がって、密閉部分127と基板Wまたは基板受け取り部分102との間でギャップを開かせる可能性を抑える。図11bはそういったギャップ132がどのように生じ得るかを誇張して示している。このギャップはリング120の下に液体を浸透させるおそれがあるので、回避することが望ましい。また、リングの上に向いた縁部が液体閉じ込め構造体12(図7参照)と衝突するかもしれない。
リング120上に設けたへり130の別の利点は、ギャップ116内の真空が作用する表面積が増大され、これによりリング127が基板Wおよび基板受け取り部分102上に引っ張られる力が増大し得ることにある。
へり130が基板Wおよび/または基板受け取り部分102の方に突出する距離は、例えば10μmであってよい。フランジ128は、例えば2mmだけ下方に延びてよく、幅1mmを有してもよい。
リング120がすべての場所で同じ断面形状を有することは必要というわけではない。例えば、図12に示すように、リングは、フランジ128の両側に延在する複数の凹部134を備えてもよい。各凹部134は、例えば直径10〜100μmであってもよい。リブ136が凹部間に延在し得る。リブ130は例えば幅1μmであってもよく、リング120の外周および内周に沿って延在し、真空を閉じ込めるように働く。この凹部はギャップ116内の真空が作用し得る付加的な表面積を付与し、これによりリング120が基板Wおよび基板受け取り部分102上に引っ張られる力が増大し得る。また、この凹部によって、真空がリング120の方に外方向に延びることが可能になり、(図11bに示したものと同様に)これによりリングの曲がりが阻止される。凹部は、例えばリソグラフィパターニングと組み合わせた酸性エッチングを用いて形成されてもよい。
リング120の密閉部分127の最下表面上にポリマーを設けてもよい。ポリマーは(リングを形成するのに用い得る)スチールよりも軟らかい。ポリマーは、例えばスチールよりも軟らかい表面を提供し、このことが密閉部分127と基板との間および密閉部分127と基板テーブルの基板受け取り部分102との間を密閉し易くし得る。ポリマーは基板Wおよび基板テーブルの基板受け取り部分102に張り付かないように、接着性がないことが好ましい。
リング120の密閉部分127の最下表面は疎水性であってもよい。疎水性表面を設けると、これによって液体と表面との間の接触角が増大される。本発明の実施形態のような環境では、このことはリングの密閉部分127と基板テーブルWT(または基板W)との間に液体を押圧するのに必要な力が増大されることを意味する。
基板テーブルの基板受け取り部分102上(またはリングの密閉部分と接触する基板受け取り部分の少なくともその部分の上)に疎水性表面を設けてもよい。これはリングの密閉部分127と基板テーブルWTとの間に液体を押圧するのに必要な圧力を増大し易くする。
同様に、基板W上に設けられたレジスト(またはトップコート)が疎水性であってもよい。これはリングの密閉部分127と基板Wとの間に液体を押圧するのに必要な圧力を増大し易くする。レジスト(またはトップコート)を覆って疎水性コーティングが設けられてもよい。
一般に、リング120はギャップ116を閉鎖することが意図される。しかし、リングの製造公差、基板の表面粗さ、または他の公差に起因して、リングは基板W(または基板テーブルの基板受け取り部分102)の全周囲の周りに液密シールを形成しないかもしれない。この場合、一部の液体がギャップ116に入るおそれがある。しかし、本発明は、リング120が無い場合よりも、ギャップ116の入る液体は少ないという利点を依然として提供する。例えば、ギャップ116に入る液体の量は、望ましくない著しい熱効果を引き起こさずに液体をギャップ116から除去することができるようなものであり得る。
1つまたは複数の疎水性表面が設けられる場合、これはギャップに入る液体量を低減し得る。
1つまたは複数の疎水性表面を設けることの付加的な利点は、基板のリソグラフィ露光に続いてリングを除去するのに必要な力の量に関係する。基板のリソグラフィ露光中、液滴はリングと基板との間に蓄積する。これらの液滴がリングおよび基板(または基板テーブル)を引っ張る力を及ぼす。1つまたは複数の疎水性表面を設ける場合、この圧力は小さくなり、これによりリングの除去がより容易になる。
液体が水である場合には疎水性表面を用いることは特に効果的であるが、疎水性表面は水以外の液体にも有利であり得る。
疎水性表面は、例えば疎水性ポリマーを塗布することによって提供することができる。使用してよい疎水性ポリマーの一例はテフロンである。
リング120の密閉部分127の最下表面上にポリマーを提供する場合、凹部134は、例えばリング自身ではなくポリマーに提供されてもよい。例えば、リング120がスチール製の場合、凹部はスチールに設けるのではなくポリマーに設けられてもよい。ポリマーに凹部を形成するのに用いてもよい製造方法には、ポリマーのジェット印刷、コートおよびレーザーパターニング(patroning)、ポリマーのパターニング(patronating)および(例えば接着剤を用いた)リング上への固定化、リソグラフィ、タンポ印刷(tamponating)、ホットエンボス加工、UV、ならびに化学エッチングが挙げられる。
あるいは、凹部はポリマーおよびリング自身(例えばポリマーおよびスチール)に設けてもよい。
凹部が設けられるポリマーは疎水性であってもよい。
前述のように、フランジ128はリング120に付加的な構造的剛性(堅さ)を付与する。また、フランジ128によってリング120を都合よく取り扱うことが可能となる。更に、フランジ128は、ギャップ116内に収容されるような寸法になっているので、リング120を位置決めし易くし得る。
別の構成では、リング120にフランジを備える代わりに、複数の実質的に球形の突出部がリング120の下側に設けられてもよい。こうした突出部を備えたリングの一例を図13に断面図で示す。突出部140は、基板表面または基板テーブルの基板受け取り部分の上を容易に滑動するような形状である。このため、リング120がギャップ116と完全には整列しないように位置決めされる場合、湾曲状の突出部140は基板表面または基板受け取り部分102を横切って滑動してギャップ116内に収まり得る。このようにして、基板テーブルWTに対するリング120の僅かな位置ずれが自動的に補正され得る。他の形状の突出部を用いて、同じ位置ずれ補正効果を実現してもよい。一般に、突出部は基板表面上を滑動し、これによりリング120が基板と円筒的に整列するように構成されるべきである。円形になっている突出部(突出部は必ずしも球形である必要はない)がこれを実現し得る。球形突出部には、(正確な寸法で)容易に利用可能で、リングに都合よく結合できるという利点がある。
(従来のようにリソグラフィ中に)基板Wを基板テーブル102から除去し、新しい基板と交換するために、リング120はギャップ116から除去され得る。これは、例えばリング上に設けられた電磁石を付勢することによって達成されてもよい。この電磁石は、例えば投影レンズPLに取り付けられてもよい。あるいは、真空源を用いてリング120を上げることもできる。真空源は、例えば投影レンズPLに取り付けられてもよい。更なる代替例では、リングと係合し、リングを持ち上げるように、機械式リフタが配置されてもよい。あるいは、機械的リフタを投影レンズに設ける代わりに、機械式アームに設けてもよい。同じく、電磁的装置または真空装置を機械式アーム上に設けてもよい。
真空をリング120に印加して基板テーブルの適所にそのリングを保持する場合、リングを除去する前に真空が切られる。同じく、リングを除去する前に、静電的クランピングまたは機械的クランピングが解放される。
更なる代替構成例では、基板がリソグラフィ装置に導入される前にリングを基板上に設けてもよいし、リソグラフィ装置の基板ハンドラ部分において基板上に置いてもよい。リングは、レジストを基板に塗布する前または基板にレジストを塗布した後で基板上に設けてもよい。例えば、基板がリソグラフィ装置に入る前にリングが基板に接着されてもよい。
リングをトラック装置内の基板に都合よく取り付けできるようにするためには、トラック装置内で加工する間の基板の位置が十分にはよく分かっていないであろう。この場合、基板の位置を正確に決定できるようにするために、適した検出器をトラック装置に加えてもよい。
例えばリソグラフィ装置内に基板ハンドラを配置して、基板の位置を十分な精度で決定してリングを基板上に正確に位置決めすることができるようにしてもよい(基板ハンドラは、基板が基板テーブル上に正確に位置決めされることを保証するなど他の目的のために、基板の位置を知る必要があろう)。図14は基板の上にリングを置くことのできる基板ハンドラを示している。基板ハンドラ200はリソグラフィ装置の一部を形成してもよく、開口部204を介してリソグラフィ装置の露光チャンバ202に接続されている。基板Wは、x方向に動くことのできる可動アーム206上に載っている。基板保管装置208が、開口部210を介してリソグラフィ装置に送られる複数の基板Wsを保持する。
リングハンドラ212は、最下表面に複数の電磁石214を備えるハウジングを含む。電磁石214はリングハンドラ212にリング120を固定できるように位置決めされる。
例えば画像検出器であってもよい光学検出器216が、リングハンドラの最下表面上に設けられている。コントローラ218がリングハンドラ内に設けられている(コントローラはいくつかのほかの場所に設けられてもよい)。コントローラは光学検出器216から信号を受信し、電磁石および可動アーム206の位置を制御する。
使用中、基板Wは可動アームによって開口部210を介して保管装置208から取り出される。可動アームは光学検出器216が基板の縁部および/またはアライメントマーク(一方または両方が必要となることもある)を見ることができるようにリングハンドラの光学検出器216下方に動く。可動アームの位置も監視される。このようにして、基板の位置が十分正確に決定されて、基板をリング120の下に位置決めできるようになる。基板がリング120の下に位置決めされると、電磁石214が切られる。これによってリング120は基板の上に落ちることが可能となる。次いで、基板は可動アームによって、基板ハンドラ200を露光チャンバ202に接続している開口部204まで運ばれる。可動アーム206は基板を基板テーブル上に運び、この後に基板上へのパターンの露光が行われ得る。
露光が終了すると、基板は可動アーム206によって露光チャンバ202から除去される。電磁石214が付勢され、これによりリング120が基板から除去される。基板は基板保管装置208まで戻される。次いで、新しい基板が基板保管装置208から取り出され、プロセスが繰り返される。
いくつかの場合、2つ以上のアームを用いて、例えば第2のアームが露光チャンバ202から基板を取り出している間にアームの1つが基板保管装置208から基板を取り出すことができるようにしてもよい。この場合、適した変更を上記プロセスに行ってもよい。2つ以上のリングを用いることもできる。例えば異なる基板からリング除去しているのと同時にリングを1つの基板に加えることが同時に行えるように、2つ以上のリングハンドラを設けてもよい。この場合、可動アームがリングハンドラ間でリングを受け渡して、リングが次の基板上に置かれるように適切に位置決めされることを保証してもよい。
リングハンドラ212は、リング120の温度を制御するように配置された温度制御装置(図示せず)を備えてもよい。
リングを環状で示しているが、リングは環状である必要はない。例えば、リングは平坦な内縁であってもよく、これは基板の直線部分(基板の直線部分の一例を図9aに示す)と適合するように配置される。
従来のリソグラフィ基板は200mmまたは300mmの直径を有する。リングは従来のリソグラフィ基板の直径よりも小さい内径および従来のリソグラフィ基板の直径よりも大きい外径を有する。リソグラフィ基板が200mmの直径を有する場合、リングの内径は200mm未満であり、リングの外径は200mmより大きい。リソグラフィ基板が300mmの直径を有する場合、リングの内径は300mm未満であり、リングの外径は300mmより大きい。リングがフランジを備える場合、フランジの内径は従来のリソグラフィ基板の直径よりも大きい(すなわち、200mmを超えるか、または300mmを超える)。
本明細書ではICの製造における露光装置の使用に具体的に言及しているが、本明細書に記載された露光装置は他の用途にも適用することが可能であるものとして理解されたい。他の用途としては、光集積回路システム、磁区メモリ用ガイダンス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)、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という表現がそれぞれ「基板」あるいは「ターゲット部分」という、より一般的な表現と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本明細書における基板は露光前または露光後においてトラック(典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置)、メトロロジツール、および/またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらの基板処理装置または他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ICを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という表現は、既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味する。
本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線(UV)放射(例えば、365nm、248nm、193nm、157nmまたは126nmの波長を有する)を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折および反射光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか、またはその組合せを指す。
以上、本発明の特定の実施形態を説明してきたが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが認識される。例えば、適用可能である場合、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の1つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはその内部に記憶されたこ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、磁気または光ディスク)の形態をとることができる。
本発明の1つまたは複数の実施形態は、特に上述したタイプを含むが、それに限定されない任意の液浸リソグラフィ装置に、液浸液が浴槽の形態で提供されるか、基板の局所的な表面領域のみに提供されるかにかかわらず適用することができる。本明細書で想定されるような液体供給システムは広義に解釈されたい。特定の実施形態では、これは、投影システムと基板および/または基板テーブルの間の空間に液体を提供する機構または構造体の組合せでよい。これは、液体をこの空間に提供する1つまたは複数の構造体、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1つまたは複数の液体出口の組合せを備えてよい。ある実施形態では、空間の表面は、基板および/または基板テーブルの一部であるか、空間の表面が、基板および/または基板テーブルの表面を完全に覆うか、空間が基板および/または基板テーブルを囲んでよい。液体供給システムは場合によっては、さらに1つまたは複数の要素を含み、液体の位置、量、品質、形状、流量または任意の他の形体を制御してよい。
リソグラフィ装置に用いられる液浸液は、使用される露光放射の特性および波長に従って、異なる組成を有してよい。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物を用いてよく、この理由により、液浸液は水と呼ばれることもあり、親水性、疎水性、湿度等の水に関連する用語を用いてよい。
上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (14)

  1. 露光される基板を保持するためのテーブルであって、
    前記基板と前記テーブルとの間のギャップを覆うように設けられ、前記基板および前記テーブルと接触するリングを含み、
    前記リングが前記ギャップ内へ延在するフランジを備える、テーブル。
  2. 前記フランジは、前記ギャップの底部に達する、請求項に記載のテーブル。
  3. 露光される基板を保持するためのテーブルであって、
    前記基板と前記テーブルとの間のギャップを覆うように設けられ、前記基板および前記テーブルと接触するリングとを含み、
    前記リングが、その内縁に前記基板に向かって下方に延出した第1のへりと、その外縁に前記テーブルに向かって下方に延出した第2のへりを備え、前記リングは、前記第1のへりのみが前記基板と接触し、前記第2のへりのみが前記テーブルと接触するようになっている、テーブル。
  4. 露光される基板を保持するためのテーブルであって、
    前記基板と前記テーブルとの間のギャップを覆うように設けられ、前記基板および前記テーブルと接触するリングとを含み、
    前記リングの最下表面は、前記基板と前記テーブルとの間のギャップ内に適合する寸法である、テーブル。
  5. 前記リングの最下表面には、複数の円形突出部が設けられる、請求項に記載のテーブル。
  6. 前記円形突出部が実質的には球形である、請求項に記載のテーブル。
  7. 前記リングが前記基板および/又はテーブルに対して密閉を形成する、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のテーブル。
  8. 前記リングが、前記基板の周囲のすべての位置で前記ギャップを覆うほどに十分に幅広いが、前記テーブルに設けられた光学検出器を見えなくするほどには幅広くはない、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のテーブル。
  9. 疎水性表面が前記リングの密閉部分上に設けられる、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のテーブル。
  10. 前記テーブルが前記リングを適所に保持する真空を提供するように構成された、請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のテーブル。
  11. 使用中、前記基板および/又はテーブル上に液体が供給される請求項1乃至10のいずれか一項に記載のテーブル。
  12. 露光される基板およびフランジを備えるリングをテーブル上に提供するステップと、
    前記リングが前記基板および前記テーブルの上面の少なくとも一部を押圧するように前記基板および前記リングを前記テーブルに対して固定するステップと、を含む、リソグラフィ方法。
  13. 露光される基板およびリングをテーブル上に提供するステップと、
    前記リングが前記基板および前記テーブルを押圧するように前記基板および前記リングを前記テーブルに対して固定するステップと、を含み、
    前記リングが、その内縁に前記基板に向かって下方に延出した第1のへりと、その外縁に前記テーブルに向かって下方に延出した第2のへりを備え、前記リングは、前記第1のへりのみが前記基板と接触し、前記第2のへりのみが前記テーブルと接触するようになっている、リソグラフィ方法。
  14. 露光される基板およびリングをテーブル上に提供するステップと、
    前記リングが前記基板および前記テーブルの上面の少なくとも一部を押圧するように前記基板および前記リングを前記テーブルに対して固定するステップと、を含み、
    前記リングの最下表面に、前記基板と前記テーブルとの間のギャップ内に適合する寸法である突起部が設けられる、リソグラフィ方法。
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