JP6496017B2 - リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
[0001] 本出願は、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年１１月１３日出願の欧州特許出願第１４１９２９３８．０号の利益を主張する。

[0002] 本発明は、大気リソグラフィ（atmospheric lithographic apparatus）装置およびデバイス製造方法に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。基板は、基板ステージ上で支持することができる。通常、パターンの転写は、パターン付き放射ビームの基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像を介して露光段階中に行われる。投影システムが、露光段階中にパターン付き放射ビームをターゲット部分上に投影するために設けられる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、いわゆるステッパが含まれる。ステッパでは、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する。他の公知のリソグラフィ装置としては、いわゆるスキャナが含まれる。スキャナでは、投影放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する。

[0004] 露光段階に先立ち、検知段階では、基板の１つ以上の性質が検知される。１つ以上の性質のうち少なくとも１つは、アライメントシステムによって検知され得る。例えば、検知段階では、基板の表面トポグラフィが測定され得る。このプロセスは、レベリングまたはレベリングスキャンとして知られることがある。それに加えて、または、その代わりに、検知される性質としては、例えば基板を支持する基板ステージ上に設けられた他のアライメントマークに対する、基板上のアライメントマークの位置でもよい。このプロセスは、アライメントまたはアライメントスキャンとして知られる。検知段階中に検知された性質は、露光段階中に使用されて、パターン付き放射ビームの基板上での焦点、および／または、パターン付き放射ビームの基板上での位置決めを確実に正確なものとする。

[0005] 一種のリソグラフィ装置において、基板を支持するための基板ステージは、周囲ガスのある環境内に置かれる。そのようなリソグラフィ装置は、大気リソグラフィ装置と呼ばれる。大気リソグラフィ装置では、露光段階中、投影システムの最終要素と基板との間に液体が提供され得る。このような装置は、液浸リソグラフィ装置と呼ばれることが多い。

[0006] リソグラフィ装置が基板上に所望のパターンを付与する速度は、スループットとして知られ、リソグラフィ装置において主要な性能評価基準である。スループットは高いほど望ましい。スループットは、複数の要因に依存する。スループットが依存する１つの要因として、基板上への転写が行われるスピードがある。スループットが依存する別の要因としては、パターンの転写前に検知されるべき基板の性質を検知することが可能なスピードがある。露光段階中および／または検知段階中、基板の移動スピードが速いことは有益である。しかし、そのような速い移動スピードで、測定の精度、特に、投影システム、アライメントシステム、および／または複数のアライメントシステムに対する基板ステージの位置を決定する精度を維持することが重要である。

[0007] 測定放射ビームは、投影システム、アライメントシステム、および／もしくは複数のアライメントシステム、またはエンコーダシステムと協同するように構成されたグリッドもしくは参照フレームといった中間体に対する基板ステージの位置を決定するために使用される。大気リソグラフィ装置における測定放射ビームは、放射経路に沿ってガス中を通過する。測定放射ビームが通過するガスの特性に局所的な変動があると、測定放射ビームに影響することがある。したがって、本発明の目的は、放射経路に沿ったガスの特性における変動を小さくした装置を提供することである。

[0008] 本発明の一態様によると、周囲ガスのある環境内で基板を支持するための基板ステージと、その後、露光段階中に、基板ステージ上の基板の複数のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、検知段階中、基板ステージ上の基板の性質を検知するための検知システムと、参照システムと、基板ステージと参照システムとの間の放射経路を介して参照システムに対する基板ステージの位置を決定するように構成された位置決めシステムと、を備えた大気リソグラフィ装置であって、大気リソグラフィ装置は、基板ステージが、検知段階中には参照システムに対するある移動を行い、露光段階中には参照システムに対する他の移動を行うように制御するように構成され、少なくとも基板ステージまたは参照システムは、基板ステージと参照システムとの間の放射経路が横断する体積内への周囲ガスの侵入を減少させるように作用するバリアガスのガスカーテンを提供するためのアウトレットシステムを有し、リソグラフィ装置は、ガスカーテンの特性が、検知段階の少なくとも一部内と露光段階内とで異なるように作用する、大気リソグラフィ装置が提供される。

[0009] 本発明の一態様によると、周囲ガスのある環境内で基板ステージ上の基板の性質を検知する検知段階と、基板ステージ上の基板にパターニングデバイスからのパターンを露光する露光段階と、を含むデバイス製造方法であって、検知段階および露光段階において、参照システムに対する基板ステージの位置は、基板ステージと参照システムとの間の放射経路を介して決定され、バリアガスのガスカーテンは、基板ステージと参照システムとの間の放射経路が通過する体積内への周囲ガスの侵入を減少させ、ガスカーテンの特性は、検知段階の少なくとも一部内と露光段階内とで異なる、デバイス製造方法が提供される。

[00010] 本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 図２は、リソグラフィ装置の基板ステージの断面図である。 図３は、図２の基板ステージの平面図である。 図４は、更に別の実施形態のアウトレットシステムの平面図である。 図５は、更に別の実施形態のアウトレットシステムの２つの平面図である。 図６は、更に別の実施形態の第１層および第２層の平面図である。 図７は、図６のアウトレットシステムの断面図である。 図８は、図６および図７の上層および下層の２つの位置を示す。

[00011] 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ている。このリソグラフィ装置は、
‐放射ビームＢ（例えば、ＵＶ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築され、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決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（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築され、かつ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ポジショナＰＷに連結された基板ステージ（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Ｂにパターンが付与されたときに形成される）パターン付き放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。

[00012] 大気リソグラフィ装置は、囲いＥＮを備える。囲いＥＮは、少なくとも基板ステージＷＴを封入している。囲いＥＮ内には周囲ガスが存在している。

[00013] 照明システムＩＬとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。

[00014] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの重量を支えるなどしてパターニングデバイスを支持する。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスＭＡが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを、例えば、投影システムＰＳに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[00015] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ内にパターンを作り出すように、投影放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、投影放射ビームに付与されたパターンは、例えば、その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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、パターン付き放射ビームを形成するために放射ビームＢに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分Ｃ内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。

[00016] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板ステージＷＴ（および／または２つ以上のマスクテーブルＭＴ）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加の（１つ以上の）基板ステージＷＴおよび／または（１つ以上の）マスクテーブルＭＴは並行して使うことができる。あるいは、準備工程を１つ以上の基板ステージＷＴおよび／またはマスクテーブルＭＴ上で実行しつつ、別の１つ以上の基板ステージＷＴおよび／またはマスクテーブルＭＴを基板Ｗ上へのパターンの転写用に使うこともできる。

[00017] リソグラフィ装置は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体（例えば水）によって基板Ｗの少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。液浸技術は、投影システムＰＳの開口数を増加させることで当技術分野において周知である。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液浸液内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、基板上へのパターンの転写中、投影システムＰＳと基板Ｗとの間に液浸液があるということを意味するものである。

[00018] 露光段階中、放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン付けされてパターン付き放射ビームを形成する。マスクＭＡを通り抜けた後、パターン付き放射ビームは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にパターン付き放射ビームを投影する。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、図１に示すグリッドＧを有するリニアエンコーダ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃをパターン付き放射ビームの経路内に位置決めするように、基板ステージＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡをパターン付き放射ビームの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部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）を使って達成することができる。同様に、基板ステージＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部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って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークＰ１およびＰ２が専用ターゲット部分Ｃを占めているが、基板アライメントマークＰ１およびＰ２をターゲット部分Ｃとターゲット部分Ｃとの間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークＰ１およびＰ２は、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[00019] 図示するリソグラフィ装置をスキャンモードで、すなわち、スキャナとして使用することができる。スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板ステージＷＴを同期的にスキャンする一方で、パターン付き放射ビームをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板ステージＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。

[00020] 露光段階に先立ち、検知段階では、基板の１つ以上の性質が検知される。検知段階では、基板の表面トポグラフィが測定され得る（レベリングまたはレベリングスキャンと呼ばれることが多い）。それに加えて、または、その代わりに、検知段階では、基板ステージＷＴ上のアライメントマークに対する、基板Ｗ上のアライメントマークの位置が測定されてもよい（アライメントまたはアライメントスキャンと呼ばれることが多い）。検知段階中に検知された性質は、露光段階中に使用されて、パターン付き放射ビームの基板Ｗ上での焦点、および／または、パターン付き放射ビームの基板Ｗ上での位置決めを確実に正確なものとする。

[00021] 露光段階中および検知段階中、参照システムＲＦに対する基板ステージＷＴの位置が決定される。位置決めシステムは、参照システムＲＦに対する基板ステージＷＴの位置を決定するために設けられる。位置決めシステムは、基板ステージＷＴと参照システムＲＦとの間の放射経路を介して、参照システムＲＦに対する基板ステージＷＴの位置を決定する。（ｉ）参照システムＲＦに対する基板ステージＷＴの位置、（ｉｉ）投影システムＰＳに対する参照システムＲＦの位置、および（ｉｉｉ）基板ステージＷＴに対する基板Ｗの位置を知ることにより、パターン付き放射ビームに対する基板Ｗの位置を決定することができる。

[00022] 図２および図３には、参照システムＲＦに対する基板ステージＷＴの位置を決定するための位置決めシステムの実施形態が示されている。図２および図３は、それぞれ、基板ステージＷＴの側面図および平面図である。位置決めシステムは、測定放射ビーム５０を放出するための放射源２０と、測定放射ビーム５０を検出するためのセンサ４０とを備える。測定放射ビーム５０は、参照システムＲＦのグリッドＧに向けて投影される。本実施形態では、投影システムＰＳに対するグリッドＧの位置は既知である。図示される実施形態では、参照システムＲＦは、同一の略語ＲＦで示されている参照フレームによって実現され得る。参照フレームＲＦに対するグリッドＧの位置は、既知であり、固定されていても固定されていなくてもよい。投影システムＰＳに対する参照フレームＲＦの位置は既知である。投影システムＰＳに対する参照フレームＲＦの位置は、固定されていても固定されていなくてもよい。このように、グリッドＧは、投影システムＰＳに対して既知の位置にある。測定放射ビーム５０は、グリッドＧによって、センサ４０へと反射および／または屈折される。測定放射ビーム５０は、放射経路に沿って進む。測定放射ビーム５０を検出するように構成されたセンサ４０を使用して、放射源２０および／またはセンサ４０に対するグリッドＧの位置および／または移動が示される。センサ４０は、グリッドＧに対する基板ステージＷＴの変位を測定する。したがって、投影システムＰＳに対する基板ステージＷＴの位置を決定することができる。これは、投影システムＰＳに対するグリッドＧの位置が上述したように既知であるために可能である。

[00023] 放射源２０およびセンサ４０の各組合せは、基板ステージＷＴのそれぞれの角に最も都合よく位置決めされている（下記に詳細に説明する図３を参照のこと）。この位置は、基板ステージＷＴの中央が基板Ｗで占められているために好都合な位置とされる。さらに、対称配置される組み合わせの各対は、Ｚ軸（図１を参照）に平行な軸を中心とした基板ステージＷＴの角変位を決定するのに利用される。角変位は、対称配置される組み合わせ間の距離が大きいほど、高い精度で決定することができる。より詳細な背景については、例えば、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐａｓｃｈ他に付与され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，６０２，４８９号を参照のこと。

[00024] 上述したように、位置決めシステムは、測定放射ビーム５０を使用する。測定放射ビーム５０は、放射経路に沿って進む。放射経路に沿った測定放射ビーム５０が通過する周囲ガスは、この測定放射ビーム５０に影響を与え得る。

[00025] 測定放射ビーム５０がどのようにガス中を伝搬するかは、いくつかの要因によって影響を受け得る。例えば、ガスの温度、ガスの湿度、およびガスの組成は、ガスの屈折率に影響を与え得る要因である。これらの要因の局所的なばらつきおよびガス内の乱流は、ガスの屈折率を不均一にすることがある。ガスを通過する測定放射ビーム５０は、屈折率のばらつきにより影響を受ける。例えば、屈折率の変化は、測定放射ビーム５０の軌道を変化させ得る。それに加えて、またはその代わりに、屈折率の変化は、測定放射ビーム５０に波面誤差を生じさせ得る。測定誤差は、放射経路に沿った屈折率のばらつきによって誘発され得る。測定誤差は、リソグラフィ装置のコンポーネントの位置決め時に、位置決め誤差を引き起こすおそれがある。そのような位置決め誤差があると、パターン付き放射ビームの基板Ｗ上での配置が変化し得るため、オーバレイおよび／または焦点に悪影響を与えるおそれがある。

[00026] 公知の構成は、放射経路が横断する体積内のガスの屈折率の変動を減少させようとする試みに対応している。例えば、一実施形態ではアウトレットシステム３が設けられる。アウトレットシステム３は、囲いＥＮ内の周囲ガスが、放射経路が横断する体積内へ侵入するのを減少させるように作用するバリアガスのガスカーテン１３を提供するように構成される。したがって、測定放射ビーム５０が通過する体積内のガスは、制御可能である。

[00027] 公知のアウトレットシステム３は、基板ステージＷＴの表面内の少なくとも１つの開口部３０からバリアガスを噴出する。バリアガスは、ガスカーテン１３を形成し、このガスカーテン１３の一方側の周囲ガスの流れを阻害する。ガスカーテン１３は、体積内のガスが、この体積外の周囲ガスから有効に離隔されるように、体積の周囲に設けられ得る。体積内のガスは、体積外のガスよりも均一になるように調整され得る。したがって、ガスカーテン１３を使用して、測定放射ビーム５０の放射経路が通過する体積の周囲にバリアを提供することができる。これにより、体積外の周囲ガスの変化の影響から測定放射ビーム５０を保護する。体積内のガスを被保護ガスと呼ぶ。

[00028] 未調整の周囲ガスが体積内に侵入すると、測定放射ビーム５０の伝搬に影響し、誤差を誘発させるおそれがある。アウトレットシステム３は、ガスカーテン１３により周囲ガスが体積内に侵入するのを防止するための多様な方法を使用する。このような多様な方法には、（ｉ）基板ステージＷＴ内の一組の開口部３０を通してバリアガスのジェットを提供すること、および、（ｉｉ）基板ステージＷＴ内の半径方向外側の第２組の開口部を通して提供された熱的に調整されたバリアガスの層流の体積に対して、半径方向内側で体積を囲む基板ステージＷ内の第１組の半径方向内側の開口部を通してバリアガスの乱流を提供することが含まれるが、これらに限定されない。完全を期すために、ここでは、半径方向内側の第１組の開口部を通るバリアガスの流れは、乱流でも層流でもよいことを付記する。

[00029] しかし、公知のアウトレットシステム３に対する試験では、移動速度が上がると、より多くの未調整周囲ガスが体積内に侵入し、被保護ガスを汚染することが示された。

[00030] 囲いＥＮの周囲ガス内を基板ステージＷＴが相対移動する間、以下のように基板ステージＷＴに対する周囲ガスの流れが誘発される。囲いＥＮ内の基板ステージＷＴの移動により、周囲ガスは、移動中の基板ステージＷＴの前方側として機能する基板ステージＷＴの一方側において、基板ステージＷＴの進路から押し出される。この押し出しにより、基板ステージＷＴの前方側で周囲ガスの圧力増加が生じる。基板ステージＷＴの移動は、さらに、移動中の基板ステージＷＴの後方側として機能する基板ステージＷＴの一方側において、周囲ガスの圧力低下も生じさせる。基板ステージＷＴの前方側と基板ステージＷＴの後方側との間の周囲ガスの圧力差により、基板ステージＷＴの前方側から後方側への周囲ガスの流れが生じる。

[00031] 基板ステージＷＴ上の周囲ガスの流れはいずれも、ガスカーテン１３に対して内向きの力を加える。ガスカーテン１３に対する内向きの力は、周囲ガスの流れの速度が上がるほど大きくなる。周囲ガスの流れの速度は、囲いＥＮに対する基板ステージＷＴの速度が上がるにつれて速くなる。内向きの力が大きくなると、放射経路が横断する体積の外側からの周囲ガスは、体積内へと押し込まれる。このように体積内に侵入するガスを、ブレイクスルーと呼ぶことができる。

[00032] 移動速度が速く、かつ／または、移動継続時間が長いと、熱的に未調整の周囲ガスによる体積内へのブレイクスルーが顕著になり得る。移動速度が速いことは、スループットの増加にとっては望ましい。

[00033] 本発明は、アウトレットシステム３によって生成される音響外乱（acoustic disturbances）を制限しつつブレイクスルーを減少させることを目的とする。本発明は、大気リソグラフィ装置のさまざまな動作段階中に、基板ステージＷＴによって実行される移動の種類が多様であるといった見識に基づいている。例えば、検知段階中、基板ステージＷＴは、通常、露光段階中よりも速い速度で参照フレームＲＦに対して移動する。参照フレームＲＦに対して基板ステージＷＴが高速であるほど、ブレイクスルーの可能性は高くなる。検知段階中、参照フレームＲＦに対する方向変化間の移動の長さは、露光段階中よりもかなり長い。発明者らは、これにより、周囲ガスの流れがガスカーテン１３に十分な不安定性を生じさせる時間が長くなるため、ブレイクスルーに至ることを見出した。さらに、参照フレームＲＦに対する基板ステージＷＴの移動方向は、検知段階では主として一方向であり、露光段階ではさまざまな方向間でより均等に分散されている。

[00034] 既存のアウトレットシステム３は、所与の方向への無限に長い移動継続時間中、基板ステージＷＴが参照フレームＲＦに対して一定の高速度であるような場合に対して最適化されている。このような一定の高速度に耐えるために、アウトレットシステム３から出る時にアウトレットシステム３に対して高速のバリアガスを使用してガスカーテン１３を生じさせる。アウトレットシステム３に対するバリアガスの速度が速いと、装置内に音響外乱が生じて望ましくない。アウトレットシステム３に対するバリアガスの速度が遅いほど、音響外乱は小さい。

[00035] 本発明において、検知段階の少なくとも一部では、露光段階とは異なるガ
スカーテン１３の特性が使用される。異なるガスカーテン１３の特性は、露光段階および検知段階の少なくとも一部に対してブレイクスルーに耐え得るように最適化される一方、可能な限り遅いバリアガス速度を使用することにより、音響外乱を減少させる。

[00036] 一実施形態において、検知段階と露光段階との間の移行中、ガスカーテン１３の特性は、ある特性から別の特性へと変化する。

[00037] 更に別の実施形態において、ガスカーテン１３の特性は、リソグラフィ装置の他の段階中または動作の副段階中で異なる場合がある。別の段階の一例として、検知段階が行われる位置と露光段階が行われる位置との間を基板ステージＷＴが移動する移動段階がある。動作の副段階の例としては、検知段階の副段階であるレベリングスキャンとアライメントスキャンがある。レベリングスキャンとアライメントスキャンとの間で異なるガスカーテン１３の特性を使用することは、有益な場合がある。これは、アライメントスキャン中の参照フレームＲＦに対する基板ステージＷＴの最大スピードは、レベリングスキャン中の参照フレームＲＦに対する基板ステージＷＴの最大スピードとは異なる（例えば、より低い）ためである。一実施形態では、ガスカーテン１３の特性は、露光段階とスキャン段階のうちアライメントスキャン副段階とでは同一であるが、スキャン段階のうちレベルスキャン副段階とでは異なる。

[00038] 本発明は、リソグラフィ装置の異なる段階または動作の副段階に対してガスカーテン１３の２つ以上の異なる特性を使用することを想定している。

[00039] 本発明において、アウトレットシステム３の動作特性（つまり、ガスカーテン１３の特性）は、現在の動作段階中に予想される移動の種類に応じて変化する。この変化する特性には、（ｉ）アウトレットシステム３から出る時のバリアガスのアウトレットシステム３に対するスピード、（ｉｉ）単位時間当たりにアウトレットシステム３から出るバリアガスの量、および（ｉｉｉ）アウトレットシステム３から出る時のバリアガスの平面視における空間分布が含まれる。アウトレットシステム３の流出領域が変化しない場合、（ｉ）および（ｉｉｉ）は実質上同一である。特性を変化させることにより、少なくとも（ｉ）検知段階の少なくとも一部（例えば、副段階）中および（ｉｉ）露光段階中は、従来技術の機械と比較して、アウトレットシステム３から出る時のバリアガスのアウトレットシステム３に対するスピードを遅くすることができる。結果として、アウトレットシステム３から出る時のバリアガスのアウトレットシステム３に対するスピードが速いことに起因する音響外乱は、従来技術の機械と比較して、検知段階の少なくとも一部の間および／または露光段階の間減少される。

[00040] ブレイクスルーを引き起こす可能性の高い移動（高速および／または方向変化間の距離が長い移動）に対しては、より速い速度でアウトレットシステム３から出るバリアガスが使用される。速度が遅い時および／または基板ステージＷＴの移動方向の変化間の距離が短い時は、より遅い速度でアウトレットシステム３から出るバリアガスが使用され、これにより、音響外乱が減少される。

[00041] 検知段階の少なくとも一部と露光段階とで、参照システムに対する基板ステージＷＴの移動の違いは、参照フレームＲＦに対する基板ステージＷＴの主要な進行方向である。したがって、バリアガスによって形成されるガスカーテン１３の平面視における幾何学形状（例えば、空間分布）が円形でない場合、検知段階または検知段階の副段階および露光段階のうちの一方に対しては、他方とは異なった幾何学形状および／または向きのガスカーテン１３が適している場合がある。

[00042] アウトレットシステムコントローラ１００を有するアウトレットシステム３のいくつかの実施形態について以下に記載する。これら実施形態のそれぞれにおいて、アウトレットシステム３から出る時のバリアガスのアウトレットシステム３に対するスピード、単位時間当たりにアウトレットシステム３から出るバリアガスの量、およびアウトレットシステム３から出る時のバリアガスの空間分布のうちの１つ以上が変化し得る。

[00043] 本発明について、図２を参照して以下に説明する。図２において、基板ステージＷＴは、少なくとも１つのアウトレットシステム３を収容する。基板ステージＷＴは、投影システムＰＳの下方の結像位置にある状態が例示されている。しかし、一実施形態では、少なくとも１つのアウトレットシステム３は、参照フレームＲＦの一部であって、放射源２０およびセンサ４０と共に、投影システムＰＳに対して実質的に静止した状態で載置されてもよい（例えば、参照フレームＲＦ上に収容されてもよい）。そのような実施形態では、グリッドＧは参照システムの一部ではなく、基板ステージＷＴと共に移動し、基板ステージＷＴに対して既知の位置にある（例えば、基板ステージＷＴに固定されている）。

[00044] 一実施形態において、参照システムの一部であるグリッドＧは、付加的に測定位置にある。基板ステージＷＴ上に載置された基板Ｗの性質、例えば基板ステージＷＴ上の基板Ｗの位置、基板Ｗの表面トポグラフィ等は、測定位置で測定される。本実施形態では、グリッドＧは、（上述した主要実施形態と同様に）基板ステージＷＴよりも上方に位置決めされてもよく、または、前段落内で記載したように基板ステージＷＴ上に位置決めされてもよい。

[00045] 図３の基板ステージＷＴ上には、４つのアウトレットシステム３が示されている。基板ステージＷＴ上には、例えば基板Ｗを保持するように構成された物体など、図示されていない他の物体が含まる場合もある。各アウトレットシステム３は、基板ステージＷＴ上と参照システムＲＦとの間で放射経路が横断する体積内への周囲ガスの流入を減少させるように機能するガスカーテン１３を提供するように構成される。図示されたアウトレットシステム３のそれぞれは、基板ステージＷＴ内に少なくとも１つの開口部３０を備える。基板ステージＷＴ内の少なくとも１つの開口部３０は、放射経路が横断する体積の一部を封入するガスカーテン１３を構築するためにバリアガスを流すように適合される。

[00046] 図３は、アウトレットシステム３の第１実施形態を示している。基板ステージＷＴの上面内の複数の個々の開口部３０は、放射源２０およびセンサ４０を囲む。コントローラ１００は、アウトレットシステム３の各開口部３０から出るバリアガスの流れを個別に制御する。コントローラ１００は、各開口部３０から出る時のバリアガスのそれぞれの開口部３０に対するスピードを制御する。それぞれの開口部に対するバリアガスのスピードは、複数の開口部３０のそれぞれについて同一であってよい。別の実施形態では、それぞれの開口部３０に対するバリアガスのスピードは、開口部３０間で異なってもよい。例えば、基板ステージＷＴの原則方向で放射源２０および／またはセンサ４０と並ぶ開口部３０のいずれかは、当該開口部から出るガスの流速が他の開口部３０から出るガスの流速よりも大きくてもよい。コントローラ１００は、露光段階の間、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）の間と比べ、それぞれの開口部３０に対するバリアガスのスピードを変化させる。（ｉ）参照フレームＲＦに対する基板ステージＷＴのスピードは、検知段階の一部中よりも露光段階中のほうが遅く、かつ、（ｉｉ）基板ステージＷＴの移動方向の変化間の時間は、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中よりも露光段階中の方が短いため、コントローラ１００は、露光段階中に各開口部３０から出るバリアガスのスピードを、検知段階の一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中よりも下げる。結果として、露光段階中に各開口部３０から出る時のバリアガスのそれぞれの開口部３０に対するスピードが遅くない場合よりも、露光段階中にバリアガスによって生成される音響外乱が小さい。

[00047] 図３の実施形態は、各アウトレットシステム３につき複数の開口部３０を示しているが、代わりに単一の細長い開口部が存在してもよい。

[00048] 図３の実施形態は、アウトレットシステム３から出る時の開口部３０に対するスピードに関して上述した。しかし、別の実施形態では、コントローラ１００は、代わりに単位時間当たりに開口部３０から出るバリアガスの量を制御してもよい。

[00049] 図４は、以下に記載する点以外は図３の実施形態と同様の更に別の実施形態を示している。図４の実施形態では、アウトレットシステム３は、第１の細長い開口部２１０および第２の細長い開口部２３０を備える。コントローラ１００は、バリアガスを第１の細長い開口部２１０または第２の細長い開口部２３０のどちらに提供するかを選択する弁２２０を制御する。

[00050] 第１の細長い開口部２１０および第２の細長い開口部２３０のそれぞれは、放射源２０およびセンサ４０を囲む。第１の細長い開口部２１０および第２の細長い開口部２３０のそれぞれは、溝として設けられてもよく、または複数の個別の開口部によって形成されてもよい。

[00051] 第１の細長い開口部２１０の幾何学形状は、露光段階中に使用されるように構成される。第１の細長い開口部２１０の幾何学形状は、主要な進行方向を持たない基板ステージＷＴの移動向けに構成されている。つまり、第１の細長い開口部２１０の幾何学形状は、基板ステージＷＴの任意の水平方向（つまり、ｘｙ平面内の方向）に進行中のブレイクスルーに対して良好な耐性を有するガスカーテン１３を提供するように構成される。

[00052] 第２の細長い開口部２３０の幾何学形状は、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中に使用されるように構成される。第２の細長い開口部２３０の幾何学形状は、図示される左右方向への移動中のブレイクスルーに特に耐性のあるガスカーテン１３を提供するように構成される。これが、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中の基板ステージＷＴの主要な移動方向である。したがって、アウトレットシステム３から出る時のバリアガスのアウトレットシステム３に対する所与のスピードに対して、第２の細長い開口部２３０の幾何学形状は、第１の細長い開口部２１０の幾何学形状よりも、図示された左右方向への移動中のブレイクスルーに対して高い耐性をもたらす。

[00053] 図３の実施形態および他の全ての実施形態と同様、コントローラ１００は、アウトレットシステム３から出る時のバリアガスのアウトレットシステム３に対するスピードおよび／または単位時間当たりにアウトレットシステム３から出るバリアガスの量を変動させることができる。コントローラ１００は、露光段階中であるかまたは検知段階の所定部分（例えば、レベリングスキャン副段階）中であるかに応じて、スピードおよび／または量を変動させることができる。

[00054] 図５は、アウトレットシステム３の更に別の実施形態を示している。図５の実施形態は、以下に記載する点以外は図３の実施形態と同様である。検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中にバリアガスを提供する開口部の幾何学形状が、露光段階（および、任意で検知段階の残りの部分）中にバリアガスを提供する開口部の幾何学形状とは異なるという点で、図４の実施形態と類似の概念を有する。

[00055] 複数の細長い開口部が設けられる。コントローラ１００は、複数の開口部のいずれにガスを供給するかを制御する。内側開口部３１０および外側開口部３２０が設けられる。内側開口部３１０は、平面視で正方形の形状を有する。外側開口部３２０は、２つのＶ字形状であって、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中の基板ステージＷＴの主要な進行方向において放射源２０およびセンサ４０から離れる方向を向いた辺を有するＶ字形状を有する。内側開口部３１０の各角に１つずつ、合計４つの流れ誘導部（flow director）３３０が設けられている（より明確にするために、図５には１つの誘導部のみが図示されている）。コントローラ１００の制御下で流れ誘導部３３０の向きを変えると、第１のアウトレット幾何学形状または第２のアウトレット幾何学形状を選択することができる。図５の左側には、検知段階中の使用向けに選択された側に向けられた第１のアウトレット幾何学形状が図示されている。第１の幾何学形状は、外側開口部３２０と内側開口部３１０の上部および底部とから構成される。図５の右側には、流れ誘導部３３０が、実質的に正方形を有する第２のアウトレット幾何学形状を選択するように向きが変えられている。第２のアウトレット幾何学形状は、内側開口部３１０の全てを含み、外側開口部３２０を全く含まない。図５の右側の第２のアウトレット幾何学形状は、露光段階（および、任意で検知段階の一部）中に使用される。流れ誘導部３３０のそれぞれは、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中、第２のアウトレット幾何学形状から第１のアウトレット幾何学形状へと幾何学形状を推移させるように向きを変えられる。

[00056] 図６は、アウトレットシステム３の更に別の実施形態の上層４１０および下層４２０を平面視で示している。図７は、図６の実施形態の断面を示し、図８は、上層４１０および下層４２０が重なり合った状態を平面図で示している。図６〜８の実施形態は、検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）中に使用される第１のアウトレット幾何学形状と露光段階中に使用される第２のアウトレット幾何学形状との間で、バリアガスが供給される開口部の幾何学形状を変更することができる点で、図５の実施形態と類似している。

[00057] 図６〜８の実施形態において、上層４１０および下層４２０は、重なり合って設けられている。下層４２０に対する上層４１０の移動により、バリアガスが提供される開口部の幾何学形状が変化する。露光段階と検知段階の少なくとも一部（例えば、レベリングスキャン副段階）との間の下層４２０に対する上層４１０の並進運動により、アウトレット幾何学形状の変更が可能になる。

[00058] 図６の左側には、下層４２０が示されている。第１の幾何学形状および第２の幾何学形状の開口部は、その両方が、放射源２０およびセンサ４０に対する当該開口部の位置に関して、中心に位置するように存在している。

[00059] 図６の右側には、上層４１０が示されている。第１のアウトレット幾何学形状および第２のアウトレット幾何学形状の開口部が設けられている。しかし、第１のアウトレット幾何学形状および第２のアウトレット幾何学形状は、放射源２０およびセンサ４０に対して互いにずらされている。上層４１０および下層４２０が重ね合わされており、かつ、上層４１０を下層４２０に対して移動させることにより、両層の下方から圧力をかけてバリアガスが提供されると、上層４１０内の開口部のいずれの部分を通してバリアガスが流されるかを選択することが可能である。

[00060] 上述した実施形態の少なくとも１つに係るリソグラフィ装置は、デバイス製造方法において、投影放射ビームを使用して基板を照射するために使用することができる。

[00061] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン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）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ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処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[00062] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[00063] 本発明は、参照システムＲＦ上にグリッドＧを有し、基板ステージＷＴに収容されたそれぞれの放射源２０とそれぞれのセンサ４０との各組合せを有するリソグラフィ装置の特定の構成について、本明細書および添付の図面にて説明した。本発明は、同様に、基板ステージＷＴ上にグリッドＧを有し、参照システムＲＦに収容されたそれぞれの放射源２０とそれぞれのセンサ４０との各組合せを有するリソグラフィ装置の別の構成にも適用可能である。

[00064] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、並びにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[00065] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含むさまざまな種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[00066] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。

[00067] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

Claims (7)

1. 周囲ガスのある環境内で基板を支持するための基板ステージと、
   その後、露光段階中に、前記基板ステージ上の前記基板の複数のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、
   検知段階中、前記基板ステージ上の前記基板の性質を検知するための検知システムと、
   参照システムと、
   前記基板ステージと前記参照システムとの間の放射経路を介して前記参照システムに対する前記基板ステージの位置を決定するように構成された位置決めシステムと、を備えた大気リソグラフィ装置であって、
   前記大気リソグラフィ装置は、前記基板ステージが、前記検知段階中には前記参照システムに対するある移動を行い、前記露光段階中には前記参照システムに対する他の移動を行うように制御するように構成され、
   少なくとも前記基板ステージまたは前記参照システムは、前記基板ステージと前記参照システムとの間の前記放射経路が横断する体積内への前記周囲ガスの侵入を減少させるように作用するバリアガスのガスカーテンを提供するためのアウトレットシステムを有し、
   前記大気リソグラフィ装置は、前記検知段階の少なくとも一部内と前記露光段階内とで異なる前記ガスカーテンの特性を提供するように構成され、
   前記特性は、前記アウトレットシステムから出る時の前記バリアガスの空間分布を含み、前記アウトレットシステムから出る時の前記バリアガスの空間分布が、前記検知段階の少なくとも一部内と前記露光段階内とで異なる、
   大気リソグラフィ装置。
2. 前記大気リソグラフィ装置は、前記リソグラフィ装置の動作の他の段階または副段階中に異なる前記ガスカーテンの特性を提供するように構成され、
   前記他の段階または副段階は、前記検知段階が行われる位置と前記露光段階が行われる位置との間を前記基板ステージが移動する移動段階と、前記検知段階の副段階であるレベリングスキャンおよびアライメントスキャンとのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の大気リソグラフィ装置。
3. 前記特性は、
   前記アウトレットシステムから出る時の前記バリアガスの前記アウトレットシステムに対するスピードと、
   単位時間当たりに前記アウトレットシステムから出る前記バリアガスの量と、のうち少なくとも１つをさらに含む、
   請求項１または２に記載の大気リソグラフィ装置。
4. 前記アウトレットシステムは、前記位置決めシステムの一部を囲む第１の細長い開口部と、前記位置決めシステムの一部を少なくとも部分的に囲む第２の細長い開口部とを含み、前記バリアガスは、前記露光段階では前記第１の細長い開口部を通して提供され、前記検知段階の少なくとも一部の間は前記第２の細長い開口部を通して提供される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の大気リソグラフィ装置。
5. 周囲ガスのある環境内で基板ステージ上の基板の性質を検知する検知段階と、
   前記基板ステージ上の前記基板にパターニングデバイスからのパターンを露光する露光段階と、を含むデバイス製造方法であって、
   前記検知段階および前記露光段階において、参照システムに対する前記基板ステージの位置は、前記基板ステージと前記参照システムとの間の放射経路を介して決定され、バリアガスのガスカーテンは、前記基板ステージと前記参照システムとの間の前記放射経路が通過する体積内への前記周囲ガスの侵入を減少させ、
   前記ガスカーテンの特性は、前記検知段階の少なくとも一部内と前記露光段階内とで異なり、
   前記特性は、前記アウトレットシステムから出る時の前記バリアガスの空間分布を含み、
   前記アウトレットシステムから出る時の前記バリアガスの空間分布が、前記検知段階の少なくとも一部内と前記露光段階内とで異なる、
   デバイス製造方法。
6. 前記ガスカーテンの特性は、前記リソグラフィ装置の動作の他の段階または副段階中に異なり、
   前記他の段階または副段階は、前記検知段階が行われる位置と前記露光段階が行われる位置との間を前記基板ステージが移動する移動段階と、前記検知段階の副段階であるレベリングスキャンおよびアライメントスキャンとのうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載のデバイス製造方法。
7. 前記特性は、
   前記基板ステージに対する前記バリアガスのスピードと、
   単位時間当たりに前記ガスカーテンを提供するためのアウトレットシステムから出る前記バリアガスの量と、のうち少なくとも１つをさらに含む、
   請求項５または６に記載のデバイス製造方法。
   

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