(57)【要約】      （修正有）【課題】光学アセンブリとデバイスとの間のギャップの環境を制御する環境システムを提供する。【解決手段】流体バリア(254)はデバイス(30)の近傍に位置付けられ、液浸流体システム(252)は、ギャップ(246)を満たす液浸流体(248)を送出する。液浸流体システム(252)は、流体バリア(254)とデバイス(30)との間に直に存在する液浸流体(248)を回収し、流体バリア(254)はデバイス(30)の近傍に位置付けられる排出インレットを含むことができ、液浸流体システム(252)は排出インレットに連通する低圧源を含むことができる。環境システム(26)は、デバイス(30)に対して流体バリア(254)を支持するように、流体バリア(254)とデバイス(30)との間にベアリング流体を向けるベアリング流体源を含む。【選択図】図２Ｂ
2010183085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスステージによって保持されるデバイスと光学アセンブリとの間のギャップの環境を制御するための環境システムであって、
前記デバイスの近傍に位置付けられている流体バリアと、
前記ギャップを満たす液浸流体を送出し、前記デバイス及び前記デバイスステージの少なくとも一方と前記流体バリアとの間に直接に存在する液浸流体を回収する液浸流体システムとを備える環境システム。
【請求項２】
前記流体バリアは前記ギャップを取り囲み、且つ、前記流体バリアは流体蒸気を含む前記液浸流体が前記ギャップ近傍の領域から出てゆくことを抑制する請求項１に記載の環境システム。
【請求項３】
前記流体バリアが前記デバイス近傍に位置付けられる排出インレットを含み、且つ、前記液浸流体システムは前記排出インレットと連通する低圧源を含む請求項１に記載の環境システム。
【請求項４】
さらに、前記デバイス及び前記デバイステーブルのうち少なくとも一方に対して前記流体バリアを支持するために、前記デバイス及び前記デバイステーブルのうち少なくとも一方と前記流体バリアとの間にベアリング流体を向かわせるベアリング流体源を備える請求項３に記載の環境システム。
【請求項５】
前記流体バリアは前記デバイスの近傍に位置付けられたベアリングアウトレットを含み、前記ベアリングアウトレットは前記ベアリング流体源と連通しており、前記排出インレットは前記ベアリングアウトレットよりも前記ギャップの近くにある請求項４に記載の環境システム。
【請求項６】
前記流体バリアは前記デバイスの近傍に位置付けられたベアリングアウトレットを含み、前記ベアリングアウトレットは前記ベアリング流体源と連通し、前記排出インレットは前記ベアリングアウトレットよりも前記ギャップから遠くにある請求項４に記載の環境システム。
【請求項７】
さらに、前記デバイス及び前記デバイステーブルのうち少なくとも一方に対して前記流体バリアを支持するために、前記デバイス及び前記デバイステーブルのうち少なくとも一方と前記流体バリアとの間にベアリング流体を向かわせるベアリング流体源を備える請求項１に記載の環境システム。
【請求項８】
前記流体バリアは、前記デバイスの近傍に位置付けられた一対の間隔をあけて並ぶ排出インレットと前記デバイスの近傍に位置付けられた一つのベアリングアウトレットとを含み、前記液浸流体システムは前記排出インレットと連通する低圧源を含み、前記ベアリング流体源は前記ベアリングアウトレットと連通する請求項７に記載の環境システム。
【請求項９】
前記ベアリングアウトレットが前記排出インレットの間に位置付けられる請求項８に記載の環境システム。
【請求項１０】
前記一対の排出インレットが前記ベアリングアウトレットよりも前記ギャップの近くに位置付けられている請求項７に記載の環境システム。
【請求項１１】
さらに、前記ギャップの圧力を前記流体バリア外部の圧力とほぼ同一にさせる圧力イコライザを備える請求項１に記載の環境システム。
【請求項１２】
前記圧力イコライザは前記流体バリアを通じて延在する通路である請求項１１に記載の環境システム。
【請求項１３】
像をデバイスに転写するための露光装置であって、前記露光装置は光学アセンブリと、前記デバイスを保持するデバイスステージと、前記光学アセンブリ及び前記デバイスの間のギャップの環境を制御する請求項１に記載の環境システムとを備える露光装置。
【請求項１４】
前記デバイスステージは、前記デバイスのデバイス露光面とほぼ面一であるステージ表面を含む請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
基板を供給する工程と、請求項１３に記載の装置にて前記基板に像を転写する工程とを含むデバイスを製造するための方法。
【請求項１６】
デバイスステージによって保持されるデバイスと光学アセンブリとの間のギャップの環境を制御するための環境システムであって、
前記デバイスの近傍に位置付けられる流体バリアと、
前記ギャップを満たす液浸流体を送出する液浸流体システムと、
前記デバイス及び前記ステージの少なくとも一方に対して前記流体バリアを支持するために、前記デバイス及びデバイスステージの少なくとも一方と前記流体バリアとの間にベアリング流体を向かわせるベアリング流体源とを備える環境システム。
【請求項１７】
前記流体バリアは前記ギャップを取り囲み、且つ、前記流体バリアは流体蒸気を含む前記液浸流体が前記ギャップ近傍の領域から出てくることを抑制する請求項１６に記載の環境システム。
【請求項１８】
前記液浸流体システムは、前記デバイス及び前記デバイスステージの少なくとも一方と流体バリアとの間に直接存在する液浸流体を回収する請求項１６に記載の環境システム。
【請求項１９】
前記流体バリアは前記デバイスの近傍に位置付けられた排出インレットを含み、前記液浸流体システムは前記排出インレットと連通する低圧源を含む請求項１８に記載の環境システム。
【請求項２０】
前記液浸流体は前記ベアリング流体と異なる組成を有する請求項１６に記載の環境システム。
【請求項２１】
前記液浸流体は前記ベアリング流体とほぼ同一の組成を有する請求項１６に記載の環境システム。
【請求項２２】
前記流体バリアは前記デバイスの近傍に位置付けられたベアリングアウトレットを含み、前記ベアリングアウトレットは前記ベアリング流体源と連通する請求項１６に記載の環境システム。
【請求項２３】
さらに、前記ギャップの圧力を前記流体バリア外部の圧力とほぼ同一にさせる圧力イコライザを備える請求項１６に記載の環境システム。
【請求項２４】
前記圧力イコライザは前記流体バリアを通じて延在する通路である請求項２３に記載の環境システム。
【請求項２５】
像をデバイスに転写するための露光装置であって、前記露光装置は光学アセンブリと、前記デバイスを保持するデバイスステージと、前記光学アセンブリ及び前記デバイスの間のギャップの環境を制御する請求項１６に記載の環境システムとを備える露光装置。
【請求項２６】
前記デバイスステージは、前記デバイスのデバイス露光面とほぼ面一であるステージ表面を含む請求項２５に記載の露光装置。
【請求項２７】
基板を供給する工程と、請求項２５に記載の装置により前記基板に像を転写する工程とを含むデバイスを製造するための方法。
【請求項２８】
デバイス露光面を含むデバイスに像を転写するための露光装置であって、
前記デバイスの近傍に、光学アセンブリと前記デバイスとの間にギャップを有するように位置付けられる光学アセンブリと、
前記ギャップの環境を制御する環境システムであって、前記デバイスの近傍に位置付けられる流体バリア及び前記ギャップを満たす液浸流体を送出する液浸流体システムを含む環境システムと、
デバイスを保持するデバイスステージであって、前記デバイス露光面とほぼ面一であるステージ表面を含むデバイスステージとを備える露光装置。
【請求項２９】
前記デバイスステージは、前記デバイスを保持するデバイスホルダと、前記ステージ表面を規定するガードと、前記デバイス露光面が前記ステージ表面とほぼ面一になるように、前記ステージホルダ及び前記ガードの一方を移動させる駆動アセンブリとを含む請求項２８に記載の露光装置。
【請求項３０】
前記駆動アセンブリは前記ガードを前記デバイス及び前記デバイスホルダに対して移動させる請求項２９に記載の露光装置。
【請求項３１】
前記駆動アセンブリは前記ガードに対して前記デバイスホルダ及び前記デバイスを移動させる請求項２９に記載の露光装置。
【請求項３２】
前記ガードは移動されて、前記デバイスへのアクセスをもたらすことが可能である第１の部分を含む請求項２９に記載の露光装置。
【請求項３３】
前記液浸流体システムは、前記デバイス及び前記デバイスステージの少なくとも一方と前記流体バリアとの間に直接存在する液浸流体を回収する請求項２８に記載の露光装置。
【請求項３４】
さらに、前記デバイス及び前記デバイステーブルのうち少なくとも一方に対して前記流体バリアを支持するために、前記デバイス及び前記デバイステーブルのうち少なくとも一方と前記流体バリアとの間にベアリング流体を向かわせるベアリング流体源を備える請求項２８に記載の露光装置。
【請求項３５】
さらに、前記ギャップの圧力を前記流体バリア外部の圧力とほぼ同一にさせる圧力イコライザを備える請求項２８に記載の露光装置。
【請求項３６】
基板を供給する工程と、請求項２８に記載の装置にて前記基板に像を転写する工程とを含むデバイスを製造するための方法。
【請求項３７】
デバイスステージによって保持されているデバイスと光学アセンブリとの間のギャップの環境を制御するための方法であって、
流体バリアを前記デバイスの近傍に位置付ける工程と、
液浸流体システムを用いて液浸流体で前記ギャップを満たす工程と、
前記デバイス及び前記デバイスステージの少なくとも一方と前記流体バリアとの間に直接存在する液浸流体を回収する工程とを含む方法。
【請求項３８】
前記流体バリアは前記デバイスの近傍に位置付けられた排出インレットを含み、且つ、液浸流体を回収する工程が低圧源を前記排出インレットに接続する工程を含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
さらに、前記デバイス及び前記デバイステーブルの少なくとも一方に対して前記流体バリアを支持するために、前記デバイス及び前記デバイステーブルの少なくとも一方と前記流体バリアとの直接的な間にベアリング流体源でベアリング流体を向かわせる工程を含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
さらに、圧力イコライザで前記ギャップの圧力を前記流体バリア外部の圧力とほぼ同一にする工程を含む請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
像をデバイスに転写するための露光装置の製作方法であって、光学アセンブリを設ける工程と、請求項３７に記載の方法によって前記ギャップの前記環境を制御する工程とを含む方法。
【請求項４２】
基板を供給する工程と、請求項４１に記載の方法によって製作された前記露光装置で像を前記基板に転写する工程とを含むデバイス製造方法。
【請求項４３】
デバイスステージによって保持されるデバイスと光学アセンブリとの間のギャップの環境を制御するための方法であって、
前記デバイスの近傍に流体バリアを位置付ける工程と、
液浸流体システムを用いて液浸流体で前記ギャップを満たす工程と、
前記デバイス及び前記デバイスステージの少なくとも一方に対して前記流体バリアを支持するために、前記デバイス及び前記デバイステーブルの少なくとも一方と前記流体バリアとの直接的な間にベアリング流体源でベアリング流体を向かわせる工程とを含む方法。
【請求項４４】
さらに、前記デバイス及び前記デバイスステージの少なくとも一方と、前記流体バリアとの間に直接存在する液浸流体を回収する工程を含む請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記流体バリアは前記デバイスの近傍に位置付けられた排出インレットを含み、且つ、液浸流体を回収する工程が低圧源を前記排出インレットに接続する工程を含む請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
さらに、圧力イコライザで前記ギャップの圧力を前記流体バリア外部の圧力とほぼ同一にする工程を含む請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
像をデバイスに転写するための露光装置の製作方法であって、光学アセンブリを設ける工程と、請求項４３に記載の方法によって前記ギャップの前記環境を制御する工程とを含む方法。
【請求項４８】
基板を供給する工程と、請求項４７に記載の方法によって製作された前記露光装置で像を前記基板に転写する工程とを含むデバイス製造方法。
【請求項４９】
デバイス露光面を含むデバイスに像を転写するための方法であって、
光学アセンブリを前記デバイスの近傍に、前記光学アセンブリと前記デバイスとの間にギャップを有するように位置付ける工程と、
前記デバイスの近傍に位置付けられる流体バリア及び前記ギャップを満たす液浸流体を送出する液浸流体システムを含む環境システムで、前記ギャップの環境を制御する工程と、
前記デバイス露光面とほぼ面一であるステージ表面を含むデバイスステージで、前記デバイスを保持する工程とを有する方法。
【請求項５０】
前記デバイスステージは前記デバイスを保持するデバイスホルダと、前記ステージ表面を規定するガードと、前記ステージ表面が前記デバイス露光面とほぼ面一になるように前記デバイスホルダ及び前記ガードの一方を移動する駆動アセンブリとを含む請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記駆動アセンブリは、前記ガードを前記デバイス及び前記デバイスホルダに対して移動させる請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記駆動アセンブリは、前記デバイスホルダ及び前記デバイスを前記ガードに対して移動させる請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
さらに、前記ガードの第１の部分を移動してデバイスに対するアクセスを提供する工程を有する請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
基板を供給する工程と、請求項４９に記載の方法によって製作された前記露光装置を用いて前記基板に像を転写する工程とを含むデバイスを製造する方法。
【請求項５５】
露光面を含むワークピースに像を転写するための露光装置であって、
前記ワークピースを保持するステージであって、前記ワークピースの前記露光面とほぼ面一であるステージ表面を含むステージと、
前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と光学アセンブリとの間にギャップを有して位置付けられた光学アセンブリと、
前記ギャップの環境を制御する環境システムであって、前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方に対向する第１の表面を有する囲い部材、前記ギャップを満たすために液浸流体を前記囲い部材内に送出する液浸流体システム、並びに、前記液浸流体の漏れを抑えるための前記囲い部材の前記第１の表面上のインレット部分とを備え、
前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と前記第１の表面との間の距離は、前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と前記光学アセンブリの終端面との間の距離よりも短い露光装置。
【請求項５６】
前記インレット部分が前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と前記第１の表面との間のギャップに流体ベアリングを形成するように配置されている請求項５５に記載の露光装置。
【請求項５７】
前記環境システムは、前記囲み部材の前記第１の表面上に液浸流体の漏れを抑えるためのアウトレット部分を含む請求項５５に記載の露光装置。
【請求項５８】
前記アウトレット部分が加圧された気体を提供するように配置された請求項５７に記載の露光装置。
【請求項５９】
前記アウトレット部分は、前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と、前記第１の表面との間のギャップに気体ベアリングを形成するように配置された請求項５８に記載の露光装置。
【請求項６０】
前記アウトレット部分は前記光学アセンブリに隣接する前記ギャップに対して前記インレット部分の外側に置かれた請求項５８に記載の露光装置。
【請求項６１】
露光面を含むワークピースに像を転写するための露光装置であって、
前記ワークピースを保持するステージであって、前記ワークピースの前記露光面とほぼ面一であるステージ表面を含むステージと、
前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方、並びに光学アセンブリの間にギャップを有して位置付けられた光学アセンブリと、
前記ギャップの環境を制御する環境システムであって、前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方に対向する第１の表面を有する囲い部材、前記ギャップを満たすために液浸流体を前記囲い部材内に送出する液浸流体システム、並びに、前記液浸流体の漏れを抑えるための前記囲い部材の前記第１の表面上のアウトレット部分とを備え、
前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と前記第１の表面との間の距離は、前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と前記光学アセンブリの終端面との間の距離よりも短い露光装置。
【請求項６２】
前記アウトレット部分は加圧された気体を提供するように配置された請求項６１に記載の露光装置。
【請求項６３】
前記アウトレット部分が前記ワークピース及び前記ステージの少なくとも一方と、前記第１の表面との間のギャップに気体ベアリングを形成するように配置された請求項５５に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年４月１０日に出願された「液浸リソグラフィ法のための減圧リングシステム及びウィックリングシステム並びにリソグラフィシステムの素子における熱による歪みを制御するためのデバイス（VACUUM RING SYSTEM AND WICK RING SYSTEM FOR IMMERSION LITHOGRAPHY METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THERMAL DISTORTION IN ELEMENTS OF A LITHOGRAPHY SYSTEM）」と題する仮出願第６０／４６２，１１２号に基づく優先権、及び２００３年７月１日に出願された「液浸リソグラフィツールの流体制御システム（FLUID CONTROL SYSTEM FOR IMMERSION LITHOGRAPHY TOOL）」と題する仮出願第６０／４８４，４７６号に基づく優先権を主張している。許容される範囲において、仮出願第６０／４６２，１１２号及び第６０／４８４，４７６号の内容をここに援用して本文の記載の一部とする。 
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ露光装置は半導体処理中にレチクルから半導体ウェハ上に像を転写するために一般に用いられている。典型的な露光装置は、照明源と、レチクルを位置付けるレチクルステージアセンブリと、光学アセンブリと、半導体ウェハを位置付けるウェハステージアセンブリと、レチクル及びウェハの位置を正確にモニターするための測定システムとを有する。
【０００３】
液浸リソグラフィシステムは、光学アセンブリとウェハとの間のギャップを完全に満たす液浸流体の層を利用する。典型的なリソグラフィシステム内において、ウェハは素早く移動され、液浸流体をギャップから運び去ることが予期される。ギャップから漏出したこの液浸流体はリソグラフィシステムの他の要素の動作に干渉することになる。例えば、液浸流体とその蒸気はウェハの位置をモニターする測定システムに干渉することになる。 
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、光学アセンブリとデバイスステージによって保持されるデバイスとの間のギャップの環境を制御するための環境システムに関する。環境システムは流体バリア及び液浸流体システムを含む。流体バリアはデバイスの近傍に位置付けられ、ギャップを取り囲む。液浸流体システムはギャップを満たす液浸流体を提供する。
【０００５】
一実施形態では、液浸流体システムは、流体バリアとデバイス及びデバイスステージの少なくとも一方との間に直接存在する液浸流体を回収する。この実施形態において、流体バリアはデバイス近傍に位置付けられる排出インレットを含み、液浸流体システムは排出インレットと連通する低圧源を含む。加えて、流体バリアはギャップ近傍の領域内の液浸流体及び液浸流体からの蒸気を閉じこめることができ、ギャップ近傍の領域内の液浸流体及び液浸流体からの蒸気を収容することができる。
【０００６】
別の実施形態では、環境システムは、流体バリアとデバイスに対して流体バリアを支持するためのデバイスとの間のベアリング流体に関するベアリング流体源を含む。この実施形態では、流体バリアはデバイスの近傍に位置付けられるベアリングアウトレットを含む。さらに、ベアリングアウトレットはベアリング流体源に連通する。
【０００７】
加えて、環境システムはギャップの圧力を流体バリアの外部の圧力とほぼ同一にする圧力イコライザを含むことができる。一実施形態では、例えば、圧力イコライザは流体バリアを通って延在する通路（溝）である。
【０００８】
さらに、デバイスステージは、デバイスの表面を露光されるデバイスとほぼ同一の平面であるステージ表面を含む。例として、デバイスステージはデバイスを保持するデバイスホルダ、ステージ表面を規定するガード及び駆動アセンブリを備えることができる。ここで、駆動アセンブリは、表面を露光されたデバイスがステージ表面とほぼ面一となるように、デバイスホルダ及びガードの一方を移動する。一実施形態において、駆動アセンブリはデバイス及びデバイスホルダに対してガードを移動する。別の実施形態では、駆動アセンブリはガードに対してデバイスホルダ及びデバイスを移動する。
【０００９】
本発明はまた、露光装置、ウェハ、デバイス、ギャップの環境を制御する方法、露光装置の製作方法、デバイスの製作方法及びウェハの製造方法に関する。 
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の特徴を有する露光装置の側面図である。
【図２Ａ】図２Ａは図１の２Ａ−２Ａ線の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線の断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは本発明の特徴を有するコンテインメントフレームの斜視図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは図２Ｂの２Ｄ−２Ｄ線の拡大詳細断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは光学アセンブリに対して移動されるウェハステージを有する図２Ａの露光装置の部分図である。
【図３】図３は本発明の特徴を有するインジェクタ／排出源の側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは流体バリアの別の実施形態の拡大詳細図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは流体バリアのさらに別の実施形態の拡大詳細図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは流体バリアのさらに別の実施形態の拡大詳細図である。
【図５Ａ】図５Ａは露光装置の別の実施形態の部分断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線の拡大詳細図である。
【図６】図６は本発明の特徴を有するデバイスステージの一実施形態の斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは本発明の特徴を有するデバイスステージのさらに別の実施形態の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは図７Ａの７Ｂ−７Ｂ線の断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは本発明に従ってデバイスを製造するためのプロセスを概説するフローチャートである
【図８Ｂ】図８Ｂはデバイス処理をより詳細に概説するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は精密アセンブリ、つまり本発明の特徴を有する露光装置１０の概略図である。露光装置１０は、装置フレーム１２と、照明システム１４（照射装置）と、光学アセンブリ１６と、レチクルステージアセンブリ１８と、デバイスステージアセンブリ２０と、測定システム２２と、制御システム２４と流体環境システム２６とを含む。露光装置１０の要素の設計は、露光装置１０の設計の要求に適合するように変更することができる。
【００１２】
複数の図が、Ｘ軸、Ｘ軸に直交するＹ軸、およびＸ軸とＹ軸に直交するＺ軸を示す座標系（方位系）を含む。なお、これらの軸を、第一軸、第二軸および第三軸とも呼ぶことができる。
【００１３】
露光装置１０は、集積回路のパターン（不図示）をレチクル２８から半導体ウェハ３０（破線で図示）上に転写するリソグラフィックデバイスとして特に有用である。ウェハ３０はまた、一般に、デバイスまたはワークピースとも呼ばれる。露光装置１０は、設置基盤３２、例えば、地面、基礎、又は床若しくはその他の支持構造に載置される。
【００１４】
リソグラフィックデバイスには多くの異なるタイプがある。例えば、露光装置１０は、レクチル２８およびウェハ３０を同期して移動しつつレチクル２８からウェハ３０上にパターンを露光する走査型フォトリソグラフィシステムとして使用できる。走査型リソグラフィックデバイスでは、レチクル２８はレチクルステージアセンブリ１８によって光学アセンブリ１６の光軸に垂直に移動され、ウェハ３０はウェハステージアセンブリ２０によって光学アセンブリ１６の光軸に垂直に移動される。レチクル２８およびウェハ３０の走査が行われる間、レチクル２８及びウェハ３０は同期して移動している。
【００１５】
あるいは、露光装置１０は、レチクル２８及びウェハ３０が静止している間にレチクル２８を露光するステップアンドリピート型フォトリソグラフィシステムとすることができる。ステップアンドリピート処理では、個々のフィールドを露光する間、ウェハ３０はレチクル２８及び光学アセンブリ１６に対して一定の位置にある。続いて、連続する露光工程の間に、ウェハ３０はウェハステージアセンブリ２０と共に光学アセンブリ１６の光軸に対して垂直に連続して移動され、ウェハ３０の次の領域（フィールド）が露光のために光学アセンブリ１６及びレチクル２８に対する位置に運ばれる。この処理に続いて、レチクル２８上の像は、ウェハ３０のフィールド上に順次露光され、その後、ウェハ３０の次のフィールドが光学アセンブリ１６及びレチクル２８に対する位置に運ばれる。
【００１６】
しかしながら、本願で提供されている露光装置１０の使用は、半導体製造用のフォトリソグラフィシステムに限定されない。例えば、露光装置１０は、液晶ディスプレイのデバイスのパターンを矩形のガラス基板上に露光するＬＣＤフォトリソグラフィシステム又は薄膜磁気ヘッドを製造するためのフォトリソグラフィシステムとして使用できる。
【００１７】
装置フレーム１２は露光装置１０の要素を支持する。図１に示されている装置フレーム１２は、設置基盤３２の上方に、レチクルステージアセンブリ１８、ウェハステージアセンブリ２０、光学アセンブリ１６及び照明システム１４を支持する。
【００１８】
照明システム１４は、照明源３４及び照明光学アセンブリ３６を備える。照明源３４は光エネルギーのビーム（光線）を放出する。照明光学アセンブリ３６は、光エネルギーのビームを照明源３４から光学アセンブリ１６へと導く。ビームはレチクル２８の異なる部分を選択的に照射して、ウェハ３０を露光する。図１において、照明源３４はレチクルステージアセンブリ１８の上方に支持されているように図示されている。しかしながら、典型的には、照明源３４は装置フレーム１２の一側面に固定され、照明源からのエネルギービームは、照明光学アセンブリ３６でレチクルステージアセンブリ１８の上方に向けられる。
【００１９】
照明源３４は、水銀のｇ線源（４３６ｎｍ）若しくはｉ線源（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）又はＦ２レーザ（１５７ｎｍ）とすることができる。光学アセンブリ１６は、レチクル２８を透過する光をウェハ３０へ投影及び／又は合焦する。露光装置１０の設計に応じて、光学アセンブリ１６はレチクル２８上に照射された像を拡大若しくは縮小することができる。光学アセンブリ１６は等倍の拡大システムとすることもできる。
【００２０】
エキシマレーザからの光のような遠紫外光が使用されるときには、石英及び蛍石のような遠紫外光を透過するガラス材を光学アセンブリ１６に使用することができる。
【００２１】
また、波長２００ｎｍ又はそれ未満の放射を用いる露光デバイスでは、カタディオプトリック型の光学システムの使用を考慮することができる。カタディオプトリック型の光学システムの例は、特許公開公報に公開された特開平８−１７１０５４号及びそれに対応する米国特許第５，６６８，６７２号並びに、特開平１０−２０１９５号及びそれに対応する米国特許第５，８３５，２７５号の開示に含まれている。これらの場合において、反射型光学デバイスは、ビームスプリッター及び凹面鏡を組み込こむカタディオプトリック型光学システムであることができる。特許公開公報に公開された特開平８−３３４６９５号及びそれに対応する米国特許第５，６８９，３７７号並びに、特開平１０−３０３９号及びそれに対応する米国特許第８７３，６０５号（出願日：１９９７年６月１２日）はまた、凹面鏡等を組み込んでいるがビーム分配器を持たない反射−屈折型光学システムを用いており、それらは本発明にも用いることができる。許容される範囲において、上記米国特許及び特許公開公報に記載の日本国特許出願における開示をここに援用して本文の記載の一部とする。
【００２２】
一実施形態では、光学アセンブリ１６は一つ以上の光学マウントアイソレータ３７で装置フレーム１２に固定されている。光学マウントアイソレータ３７は、装置フレーム１２の振動が光学アセンブリ１６に振動を生じることを阻止する。各光学マウントアイソレータ３７は、振動を遮断する空気圧シリンダ（不図示）、及び振動を遮断して少なくとも２つの運動の自由度で位置を制御するアクチュエータ（不図示）を含むことができる。好適な光学マウントアイソレータ３７が、マサチュセッツ州のウォバーンにあるＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇによって販売されている。図示を容易にするために、間隔を置いて隔てられた２つの光学マウントアイソレータ３７が、光学アセンブリ１６を装置フレーム１２に固定するためのものとして示されている。しかし、例えば、間隔を置いて隔てられた３個の光学マウントアイソレータ３７を使用して、光学アセンブリ１６を装置フレーム１２にキネマティックに固定することができる。
【００２３】
レチクルステージアセンブリ１８は、光学アセンブリ１６及びウェハ３０に対してレチクル２８を保持し、それらに対してレチクル２８を位置付ける。一実施形態において、レチクルステージアセンブリ１８は、レチクル２８を保持するレチクルステージ３８と、レチクルステージ３８及びレチクル２８を移動し且つ位置付けるレチクルステージ駆動アセンブリ４０とを含む。
【００２４】
幾らか類似して、デバイスステージアセンブリ２０は、ウェハ３０をレチクル２８の照明された部分の投影像に対して保持し、且つ、ウェハ３０をレチクル２８の照明された部分の投影像に対して位置付ける。一実施形態において、デバイスステージアセンブリ２０は、ウェハ３０と、デバイスステージ４２を支持し且つガイドするデバイスステージ基盤４３と、デバイスステージ４２及びウェハ２８を光学アセンブリ１６及びデバイスステージ基盤４３に対して移動し且つ位置付けるデバイスステージ駆動アセンブリ４４とを含む。デバイスステージ４２は以下に詳細に記載されている。
【００２５】
各々のステージ駆動アセンブリ４０，４４は、それぞれのステージ３８，４２を３つの自由度、３より小さな自由度、３より大きな自由度で動かすことができる。例えば、別の実施形態において、各々のステージ駆動アセンブリ４０，４４はそれぞれのステージ３８，４２を１，２，３，４，５，又は６の自由度で動かすことができる。レチクルステージ駆動アセンブリ４０及びデバイスステージ駆動アセンブリ４４は各々、ロータリモータ、ボイスコイルモータ、駆動力を発生するためにローレンツ力を利用するリニアモータ、電磁駆動機、平面モータ、又はその他の力による駆動機のような駆動機を一つもしくはそれより多く有する。
【００２６】
あるいは、ステージの一つはリニアモータによって駆動することもできる。ここでリニアモータは、二次元的に配列されたマグネットを有するマグネットユニットと、対向する位置に二次元的に配列されたコイルを有する電機子コイルユニットとによって発生する電磁気力によりステージを駆動する。この駆動システムのタイプでは、マグネットユニット又は電機子コイルユニットのいずれか一方はステージ基盤に連結され、他のユニットはステージの移動平面上に載置される。
【００２７】
上述のステージの移動は、フォトリソグラフィシステムの性能に影響を及ぼすことになる反力を生じる。ウェハ（基板）ステージの動作により生じる反力は、米国特許第５，５２８，１００号及び特開平８−１３６４７５号に記載されているようなフレーム部材の使用により、床（地面）に機械的に転移することができる。さらに、レチクル（マスク）ステージの動作によって発生した反力は、米国特許第５，８７４，８２０号及び特開平８−３３０２２４号に記載されているようなフレーム部材の使用によって、床（地面）に機械的に転移することができる。許容される範囲において、米国特許第５，５２８，１００号、第５，８７４，８２０号及び特開平８−３３０２２４号をここに援用し、本文の記載の一部とする。
【００２８】
測定システム２２は、光学アセンブリ１６又はその他の基準に対するレチクル２８及びウェハ３０の動作をモニターする。この情報によって、制御システム２４は、レチクルステージアセンブリ１８を制御してレチクル２８を正確に位置付けることができ、ワークピースステージアセンブリ２０を制御してウェハ３０を正確に位置付けることができる。測定システム２２の設計は変更することができる。例えば、測定システム２２は、多軸レーザー干渉計、エンコーダ、ミラー及び／又は他の測定デバイスを使用することができる。測定システム２２の安定性は、レチクル２８からウェハ３０への像の正確な転写に関して重要である。
【００２９】
制御システム２４は測定システム２２から情報を受け取り、ステージ駆動アセンブリ１８，２０を制御して、レチクル２８及びウェハ３０を正確に位置付ける。さらに、制御システム２４は環境システム２６の要素の動作を制御することができる。制御システム２４は一つ又はそれ以上のプロセッサ及び回路を有することができる。
【００３０】
環境システム２６は、光学アセンブリ１６とウェハ３０の間のギャップ２４６（図２Ｂに図示）の環境を制御する。ギャップ２４６は結像領域２５０（図２Ａに図示）を含む。結像領域２５０は、露光されているウェハ３０の範囲に隣接する領域（エリア）と、光エネルギーのビームが光学アセンブリ１６とウェハ３０の間を進行する領域（エリア）を含む。この設計では、環境システム２６は結像領域２５０の環境を制御することができる。
【００３１】
環境システム２６によってギャップ２４６内に生じ且つ／又はギャップ２４６内で制御される所望の環境は、ウェハ３０と照明システム１４を含むリソグラフィマシン１０の残りの要素の設計とに基づいて変更することができる。例えば、所望の制御された環境は、水のような流体にすることができる。環境システム２６は以下により詳細に記載されている。
【００３２】
本願に記載された実施形態に基づくフォトリソグラフィシステム（露光装置）は、添付された請求の範囲に記載された各要素を含む様々なサブシステムを、規定された機械精度、電気精度及び光学精度が維持される方法で組み立てることによって構築することができる。組立の前後を通じて種々の精度を維持するために、各光学システムはその光学精度を達成するように調整される。フォトリソグラフィシステムに各サブシステムを組み込むプロセスは、機械的な接続、電気回路の配線接続及び各サブシステム間の圧空管の接続を含む。言うまでもなく、種々のサブシステムからフォトリソグラフィシステムを組み立てる前に各サブシステムが組み立てられるプロセスも存在する。一度フォトリソグラフィシステムが種々のサブシステムを用いて組み立てられると、全体調整を行なって、完全なフォトリソグラフィシステムにおいて精度が維持されていることが確認される。さらに、露光システムは、温度及び清浄度が制御されたクリーンルーム内で製造されることが望まれる。
【００３３】
図２Ａは、光学アセンブリ１６、デバイスステージ４２、環境システム２６及びウェハ３０を含む露光装置１０の一部を示す図１における２Ａ−２Ａ線の断面図である。結像領域２５０（点線で図示）も図２Ａに示されている。
【００３４】
一実施形態において、環境システム２６は結像領域２５０及びギャップ２４６（図２Ｂに図示）の残り部分を液浸流体２４８（図２Ｂに図示）で満たす。本願において、用語「流体」は液体及び／又は気体を意味し、いかなる流体の蒸気も含むものとする。
【００３５】
環境システム２６及び環境システム２６の要素の設計は変更することができる。図２Ａに示された実施形態において、環境システム２６は液浸流体システム２５２及び流体バリア２５４を含む。この実施形態では、（ｉ）液浸流体システム２５２は、液浸流体２４８をギャップ２４６に送出及び／又は注入し、液浸流体２４８をギャップ２４６から捕獲する。そして（ｉｉ）流体バリア２５４は、液浸流体２４８の流れがギャップ２４６の近傍から遠ざかるのを防ぐ。
【００３６】
液浸流体システム２５２の設計は変更することができる。例えば、液浸流体システム２５２は、ギャップ２４６及び／又は光学アセンブリ１６の縁あるいはギャップ２４６及び／又は光学アセンブリ１６の近傍における一箇所又はそれより多くの箇所で液浸流体２４８を注入することができる。さらに、液浸流体システム２５２は、ギャップ２４６及び／又は光学アセンブリ１６の縁あるいはギャップ２４６及び／又は光学アセンブリ１６の近傍における一箇所又はそれより多くの箇所で液浸流体２４８を排出することができる。図２Ａに示される実施形態において、液浸流体システム２５２は間隔をおいて並べられた４個の注入パッド／排出パッド（点線で図示）であって、光学アセンブリ１６及び注入源／排出源２６０の周囲付近に位置付けられた注入パッド／排出パッドを含む。これらの要素は以下に詳細に記載される。
【００３７】
図２Ａはまた、光学ハウジング２６２Ａ、終端光学素子２６２Ｂ及び終端光学素子２６２Ｂを光学ハウジング２６２Ａに固定するエレメントリテーナ２６２Ｃを含む。
【００３８】
図２Ｂは、（ｉ）光学ハウジング２６２Ａ、光学素子２６２Ｂ及びエレメントリテーナ２６２Ｃを有する光学アセンブリと、（ｉｉ）デバイスステージ４２と、（ｉｉｉ）環境システム２６とを含む図２Ａの露光装置１０の部分断面図である。図２Ｂはまた、終端の光学素子２６２Ｂ及びウェハ３０の間のギャップと、ギャップ２４６を満たす液浸流体２４８（円で図示）とを示している。一実施形態において、ギャップ２４６は約１ｍｍである。
【００３９】
一実施形態において流体バリア２５４は、流体蒸気２４９（三角形で図示）を含む液浸流体２４８をギャップ２４６近傍の領域に収容し、ギャップ２４６の周囲に内部チャンバー２６３を形成し、規定する。図２Ｂに示される実施形態において流体バリア２５４は、コンテインメントフレーム２６４（本願では囲い部材とも呼ばれる）、シール２６６及びフレームサポート２６８を含む。内部チャンバー２６３は、コンテインメントフレーム２６４、シール２６６、光学ハウジング２６２Ａ及びウェハ３０によって規定される閉じた容積を表している。流体バリア２５４は、ギャップ２４６からの液浸流体２４８の流れを制限し、ギャップ２４６に十分な液浸流体２４８を維持することを補助し、ギャップ２４６から漏出する液浸流体２４８の回収を可能にし、流体からのいかなる蒸気２４９も収容する。一実施形態において流体バリア２５４は、ギャップ２４６の周囲を完全に取り囲んで、動作している。さらに、一実施形態において流体バリア２５４は、液浸流体２４８及びその蒸気２４９を、光学アセンブリ１６に中心付けられたウェハ３０及びデバイスステージ４２上の領域に閉じ込める。
【００４０】
液浸流体２４８及びその蒸気２４９の両方を収容することはリソグラフィツールの安定性のために重要であることができる。例えば、ステージ測定干渉計は周囲の雰囲気の屈折率に敏感である。室温においていくらかの水蒸気を含んだ空気と干渉計のビーム用の６３３ｎｍのレーザー光の場合、１％の相対湿度の変化が約１０−８の屈折率の変化を引き起こす。１ｍの全光路に対して、このことはステージ位置での１０ｎｍの誤差として表すことができる。もし、液浸流体２４８が水である場合には、直径７ｍｍの水滴が１ｍ３の体積中に蒸発することによって、相対湿度が約１％変化する。相対湿度は、一般に制御システム２４によってモニターされ、補正されるが、これは相対湿度が均一であって、干渉計のビーム内の相対湿度と測定地点での相対湿度とが同一であるという仮定に基づいている。しかしながら、水滴及びそれに伴う蒸気がウェハ及びステージ表面の周囲で散乱される場合には、相対湿度が均一であるという仮定は正しくないかもしれない。
【００４１】
干渉計のビームへのリスクに加えて、水の蒸発は温度制御の問題も生み出し得る。水の気化熱は約４４ｋＪ／ｍｏｌである。上記の７ｍｍの液滴の蒸発は、隣接する表面によって供給されなければならない約４３０Ｊの熱量を吸収する。
【００４２】
図２Ｃはコンテインメントフレーム２６４の一実施例の透視図を示している。この実施形態において、コンテインメントフレーム２６４は環状のリング形状であり、ギャップ２４６（図２Ｂに図示）を取り囲む。加えて、この実施形態において、コンテインメントフレーム２６４は頂面２７０Ａと、反対側の底面であってウェハ３０に対向する底面２７０Ｂ（第１表面とも呼ばれる）と、ギャップ２４６に対向する内面２７０Ｃと外面２７０Ｄとを含む。なお、用語「頂」及び「底」は単なる便宜上のために用いられたものであって、コンテインメントフレーム２６４の向きは回転することができる。また、コンテインメントフレーム２６４は別の形状を有することができる。あるいは、例えば、コンテインメントフレーム２６４は矩形形状のフレーム若しくは８角形形状のフレームとすることができる。
【００４３】
加えて、本願に示されているように、コンテインメントフレーム２５４は温度を制御して液浸流体２４８の温度を安定化してもよい。
【００４４】
図２Ｂに戻ると、シール２６６はコンテインメントフレーム２６４を光学アセンブリ１６に密封しつつ、光学アセンブリ１６に対するコンテインメントフレーム２６４の幾分かの動きを許容している。一実施形態において、シール２６６はフレキシブルで弾力性のある材質であって、液浸流体２４８に影響を及ぼさない材質で製造される。シール２６６に好適な材質は、ゴム（ラバー）、Ｂｕｎａ−Ｎ、ネオプレン、バイトン（Ｖｉｔｏｎ）又はプラスチックを含む。あるいは、シール２６６は、ステンレススチールのような金属又はラバー又はプラスチックで製造されたベローズであってもよい。
【００４５】
図２Ｄは図２Ｂの一部断面の部分拡大図を示している。フレームサポート２６８は、ウェハ３０及びデバイスステージ４２の上方で、コンテインメントフレーム２６４を装置フレーム１２及び光学アセンブリに接続し、これらを支持する。一実施形態において、フレームサポート２６８はコンテインメントフレーム２６４の全重量を支持する。あるいは、例えば、フレームサポート２６８はコンテインメントフレーム２６４の一部の重量のみを支持することができる。一実施形態において、フレームサポート２６８は１つ又はそれより多数の支持アセンブリ２７４を含むことができる。例えば、フレームサポート２６８は３つの、間隔をもって並べられた支持アセンブリ（２つのみを図示）を含むことができる。この実施形態において、各支持アセンブリ２７４は、装置フレーム１２とコンテインメントフレーム２６４の頂面２７０Ａとの間に延在する。
【００４６】
一実施形態において、各支持アセンブリ２７４はフレクシャである。本願において、用語「フレクシャ」はある方向に比較的高い剛性を有し、別の方向に比較的低い剛性を有する部品を意味する。一実施形態において、複数のフレクシャは協同作用して、（ｉ）Ｘ軸の方向及びＹ軸の方向に比較的硬くなり、(ｉｉ)Ｚ軸の方向に比較的フレキシブルとなる。相対的なフレキシブル性に対する相対的な剛性の比は少なくとも約１００／１であり、少なくとも約１０００／１とすることもできる。換言すれば、フレクシャはコンテインメントフレーム２６４のＺ軸方向の動きを許容することができ、コンテインメントフレーム２６４のＸ軸方向及びＹ軸方向の動きを抑制することができる。この実施形態では、支持アセンブリ２７４は受動的にコンテインメントフレーム２６４を支持する。
【００４７】
あるいは、例えば、各支持アセンブリ２７４はアクチュエータであることができ、アクチュエータを使用してウェハ３０及びデバイスステージ４２に対してコンテインメントフレーム２６４の位置を調整することができる。加えて、フレームサポート２６８はコンテインメントフレーム２６４の位置をモニターするフレーム測定システム２７５を含むことができる。例えば、フレーム測定システム２７５は、Ｚ軸に沿った、Ｘ軸周り及び／又はＹ軸周りのコンテインメントフレーム２６４の位置をモニターすることができる。この情報によって、支持アセンブリ２７４を用いてコンテインメントフレーム２６４の位置を調整することができる。この実施形態では、支持アセンブリ２７４は、コンテインメントフレーム２６４の位置を能動的に調整できる。
【００４８】
一実施形態において、環境システム２６は１つ又はそれより多数の圧力イコライザ２７６を含み、圧力イコライザ２７６を用いてチャンバー２６３内の圧力を制御することができる。換言すれば、圧力イコライザ２７６は、大気圧の変化又は流体制御に関連した圧力変化によって、コンテインメントフレーム２６４とウェハ３０又は終端光学素子２６２Ｂとの間に力が発生することを抑制している。例えば、圧力イコライザ２７６は、チャンバー２６３の内部及び／又はギャップ２４６の圧力をチャンバー２６３の外部の圧力とほぼ同一にすることができる。例えば、各圧力イコライザ２７６は、コンテインメントフレーム２６４を通じて延在する通路であることができる。一実施形態において、チューブ２７７（一つのみ図示）は各圧力イコライザ２７６の通路に装着され、流体蒸気を測定システム２２（図１に図示）から遠ざけて輸送している。別の実施形態では、圧力イコライザ２７６は約０．０１、０．０５、０．１、０．５又は１．０ＰＳＩ未満の圧力差を許容している。
【００４９】
図２Ｂはまた、幾つかの注入／排出パッド２５８を示す。図２Ｄは一個の注入／排出パッド２５８をより詳細に示す。この実施形態において、各注入／排出パッド２５８は、注入／排出源２６０と連通するパッドアウトレット２７８Ａ及びパッドインレット２７８Ｂを含む。適当なときに、注入／排出源２６０は、チャンバー２６３内に開放されているパッドアウトレット２７８Ａに液浸流体２４８を供給し、チャンバー２６３からパッドインレット２７８Ｂを通じて液浸流体２４８を取り出す。
【００５０】
図２Ｂ及び２Ｄはまた、チャンバー２６３内の液浸流体２４８がウェハ３０の上面にあることを示している。ウェハ３０が光学アセンブリ１６の下方を移動するとき、ウェハ３０の上側のデバイス表面２７９に近接する液浸流体２４８をウェハ３０と共にギャップ２４６に引き込むであろう。
【００５１】
一実施形態において、図２Ｂ及び２Ｄに戻ると、デバイスステージ４２はウェハ３０の頂面のデバイス露光面２７９とＺ軸に沿ってほぼ同じ高さを有するステージ表面２８０を含む。換言すれば、一実施形態においてステージ表面２８０はデバイス露光面２７９とほぼ面一である。別の実施形態において例えば、ほぼ面一であるとは、複数の平面が約１、１０、１００又は５００μｍ以内にあることを意味している。その結果、コンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂとウェハ３０との間の距離は、コンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂとデバイスステージ４２との間の距離とほぼ等しい。一実施形態において、例えば、デバイスステージ４２はウェハ３０を受け取るためのディスク型の凹部２８２を含むことができる。デバイスステージ４２の別の設計は以下に明らかにされる。
【００５２】
図２Ｄは、フレームギャップ２８４がコンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂとウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間に存在し、コンテインメントフレーム２６４に対するデバイスステージ４２及びウェハ３０の動作を容易にしていることを図示している。フレームギャップ２８４のサイズは変更可能である。例えば、フレームギャップ２８４は約５μｍと３ｍｍの間にすることができる。別の例では、フレームギャップ２８４は約５、１０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、４００又は５００μｍとすることができる。
【００５３】
ある実施形態において、底面２７０Ｂとウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２の少なくとも一方との間の距離は、光学アセンブリ１６の終端面（つまり、終端光学素子２６２Ｂ又は光学ハウジング２６２Ａの底面）とウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間の距離よりも短い。
【００５４】
加えて、ウェハギャップ２８５がウェハ３０の縁とウェハステージ４２との間に存在できる。一実施形態において、ウェハギャップ２８５は可能な限り狭くして、ウェハ３０が光学アセンブリ１６から中心がずれて、一部が流体コンテインメントフレーム２６４の領域内にあって一部がその領域外にあるときの漏れを最小限にしている。例えば、一実施形態において、ウェハギャップ２８５は約１、１０、５０、１００、５００又は１０００μｍとすることができる。
【００５５】
図２Ｄはまた、いくらかの液浸流体２４８がコンテインメントフレーム２６４とウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間を流れることを図示している。一実施形態において、コンテインメントフレーム２６４は、コンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂの位置又はその近傍に位置付けられる一つ又はそれより多数の排出インレット２８６を含む。一つ又はそれより多数の排出インレット２８６は注入／排出源２６０（図２Ｂに図示）と連通する。この設計では、フレームギャップ２８４に漏出する液浸流体２４８は、注入／排出源２６０によって排出されることができる。図２Ｄに示される実施形態において、コンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂは、実質的に環状溝の形状であって、概ね光学アセンブリ１６と同心である一個の排出インレット２８６を含む。あるいは、例えば、コンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂは間隔をあけて配置された複数個の環状溝の形状の排出インレット２８６を含む。排出インレット２８６は概ね光学アセンブリ１６と同心であって、液浸流体２４８が完全にフレームギャップ２８４を出ることを抑制する。さらに、間隔をあけて配置された複数の開口であって円内に向けられた開口を、環状の溝の代わりに使用することができる。
【００５６】
一実施形態において、注入／排出源２６０は排出インレット２８６に減圧及び／又は部分減圧を適用する。部分減圧は、液浸流体２４８を（ｉ）底面２７０Ｂの小さなランド領域２８８と（ｉｉ）ウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間の液浸流体２４８を引き寄せる。フレームギャップ２８４内の液浸流体２４８は流体ベアリング２８９Ａ（矢印で図示）として作用する。流体ベアリング２８９Ａは、コンテインメントフレーム２６４をウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２の上方に支持し、コンテインメントフレーム２６４がウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２上で最小限の摩擦で浮動することを許容し、比較的小さなフレームギャップ２８４を許容している。この実施形態において、ほとんどの液浸流体２４８は流体バリア２５４内に閉じ込められ、外周の周りの漏れのほとんどは狭いフレームギャップ２８４内で排出される。
【００５７】
加えて、環境システム２６は、追加の流体ベアリング２８９Ｂ（矢印で図示）をコンテインメントフレーム２６４とウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間に生成するためのデバイスを含むことができる。例えば、コンテインメントフレーム２６４は、ベアリング流体２９０Ｃ（三角形で図示）のベアリング流体源２９０Ｂと連通する１つ又はそれより多数のベアリングアウトレット２９０Ａを含むことができる。一実施形態において、ベアリング流体２９０Ｃは空気である。この実施形態において、ベアリング流体源２９０Ｂは、加圧された空気２９０Ｃをベアリングアウトレット２９０Ａに提供して、静的空気ベアリング２８９Ｂを生成する。流体ベアリング２８９Ａ、２８９Ｂはコンテインメントフレーム２６４の重量の全て又は一部を支持することができる。別の実施形態では、流体ベアリング２８９Ａ、２８９Ｂの一方又は両方は、コンテインメントフレーム２６４の重量の約１、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００パーセントを支持する。一実施形態では、同心の流体ベアリング２８９Ａ、２８９Ｂを用いて、フレームギャップ２８４を維持している。
【００５８】
設計に応じて、ベアリング流体２９０Ｃは液浸流体２４８と同一の組成又は異なる組成を有することができる。しかしながら、いくらかのベアリング流体２９０Ｃは流体バリア２５４から漏出するかもしれない。一実施形態では、ベアリング流体２９０Ｃのタイプは、ベアリング流体２９０Ｃ及びその蒸気が測定システム２２又は露光装置１０の温度安定性に影響しないように選ぶことができる。
【００５９】
別の実施形態において、排出インレット２８６内の部分減圧はコンテインメントフレーム２６４を引き寄せてウェハ３０に向かわせる。この実施形態において、流体ベアリング２８９Ｂは、コンテインメントフレーム２６４の重量の一部を支持すると同時に排出インレット２８６内の部分減圧によって生じた予圧に対抗している。
【００６０】
加えて、加圧された空気２９０Ｃは、液浸流体２４８をコンテインメントフレーム２６４内に閉じ込めるために役立つ。上記のように、フレームギャップ２８４内の液浸流体２４８は、排出インレット２８６を通じてほぼ引き出される。この実施形態において、排出インレット２８６を超えて漏れる液浸流体２４８は、ベアリング流体２９０Ｃによって排出インレット２８６に押し戻される。
【００６１】
フレームギャップ２８４は、ベアリング機能及び排出機能を最適化するために、径方向に内面２７０Ｃから外面２７０Ｄへ変化し得る。
【００６２】
図２Ｄにおいて、ベアリングアウトレット２９０Ａは実質的に環状溝の形状であり、光学アセンブリ１６及び排出インレット２８６と概ね同心であり、排出インレット２８６の径よりも大きな径を有する。あるいは、例えば、コンテインメントフレーム２６４の底面２７０Ｂは、間隔をあけて配置された複数の環状溝の形状のベアリングアウトレット２９０Ａを含むことができる。ベアリングアウトレット２９０Ａは光学アセンブリ１６と概ね同心である。さらに、間隔をあけて配置された複数の開口であって円内に向けられた開口を、環状の溝の代わりに使用することができる。あるいは、例えば、磁力型のベアリングを用いてコンテインメントフレーム２６４を支持することが可能である。
【００６３】
図２Ｂ及び２Ｄに示すように、ウェハ３０は光学アセンブリ１６の下方で中心に置かれている。この位置において、流体ベアリング２８９Ａ、２８９Ｂはコンテインメントフレーム２６４をウェハ３０の上方に支持する。図２Ｅは、光学アセンブリ１６に対して移動されたデバイスステージ４２及びウェハ３０と共に図２Ａの露光装置１０の一部を示している。この位置では、ウェハ３０及びデバイスステージ４２はもはや光学アセンブリ１６の下方で中心ではなく、流体ベアリング２８９Ａ、２８９Ａ（図２Ｄに図示）はウェハ３０及びデバイスステージ４２の上方にコンテインメントフレーム２６４を支持している。
【００６４】
図３は注入／排出源２６０の第１の実施形態である。この実施形態において、注入／排出源２６０は、（ｉ）低圧源３９２Ａ、つまり、減圧若しくは部分減圧であるインレットであって、排出インレット２８６（図２Ｄに図示）及びパッドインレット２７８Ｂ（図２Ｂ及び２Ｄに図示）に連通するインレット、並びに、加圧された液浸流体を提供するポンプアウトレットとを有するポンプと、（ｉｉ）ポンプアウトレットに連通し、液浸流体２４８を濾過するフィルター３９２Ｂと、（ｉｉｉ）フィルター３９２に連通し、空気、混入物若しくはガスを液浸流体２４８から除去するエアレータ３９２Ｃと、（ｉｖ）エアレータ３９２Ｃと連通し、液浸流体２４８の温度を制御する温度コントロール３９２Ｄと、（ｖ）温度コントロール３９２Ｄに連通し、液浸流体２４８を保持するリザーバ３９２Ｅと、（ｖｉ）リザーバ３９２Ｅに連通するインレット及びパッドアウトレット２７８Ａ（図２Ｂ及び２Ｄに図示）に連通するアウトレットを有するフローコントローラー３９２Ｆであって、圧力及びパッドアウトレット２７８Ａへの流れを制御しているフローコントローラー３９２Ｆとを含む。これらの要素の動作は、パッドアウトレット２７８Ａへの液浸流体２４８の流量、パッドアウトレット２７８Ａでの液浸流体の温度、並びに／又は排出インレット２８６及びパッドインレット２７８Ｂでの圧力を制御するために、制御システム２４（図１に図示）によって制御されることができる。
【００６５】
加えて、注入／排出源２６０は、（ｉ）パッドアウトレット、排出インレット２８６及びパッドインレット２７８Ｂの近傍の圧力を測定する一対の圧力センサ３９２Ｇ、（ii）パッドアウトレット２７８Ａへの流量を測定する流量センサ３９２Ｈ、及び／又は（iii）パッドアウトレット２７８Ａに送出される液浸流体２４８の温度を測定する温度センサ３９２Ｉを含むことができる。これらのセンサ３９２Ｇ〜３９２Ｉからの情報は制御システム２４に転送されることができ、制御システム２４は、液浸流体２４８の所望の温度、流量及び／又は圧力を達成するように注入／排出源２６０の他の要素を適切に調節できる。
【００６６】
なお、注入／排出源２６０の要素の向きは変更することができる。さらに、一つ又はそれより多数の要素は必要でないかもしれない、且つ／又は幾つかの要素は二重にすることができる。例えば、注入／排出源２６０は複数のポンプ、複数のリザーバ、温度コントローラー又は他の要素を含むことができる。さらに、環境システム２６は複数の注入／排出源２６を含むことができる。
【００６７】
液浸流体２４８のチャンバー２６３内への注入とチャンバー２６３外への汲み出しとの比は、システムの設計の要請に適合するように変更できる。さらに、液浸流体２４８がパッドインレット２７８Ｂから排出される量と排出インレット２８６から排出される量との比は変更できる。一実施形態において、液浸流体２４８はパッドインレット２７８Ｂから第１の比率で排出され、排出インレット２８６から第２の比率で排出される。例として、第１の比率は約０．１〜５リットル／分であることができ、第２の比率は０．０１〜０．５リットル／分であることができる。しかしながら、他の第１の比率及び第２の比率を使用することができる。
【００６８】
なお、液浸流体２４８のチャンバー２６３内への注入とチャンバー２６３外への汲み出しとの比は、（ｉ）流体バリアを超える液浸流体２４８の漏れを調整するため、（ｉｉ）ウェハ３０が光学アセンブリ１６から中心が外れているとき、ウェハギャップ２８５からの液浸流体２４８の漏れを制御するため、及び／又は（ｉｉｉ）ギャップ２４６の液浸流体２４８の温度及び純度を制御するために、調節することができる。例えば、ウェハ３０が中心から外れたとき、液浸流体２４８の温度が高くなりすぎたとき、及び／又はギャップ２４６の液浸流体２４８中の混入物の濃度が許容範囲を超えたときに、前記比率は増やすことができる。
【００６９】
液浸流体２４８の種類は、装置１０の設計の要請に適合するように変更することができる。一実施形態において、液浸流体２４８は水である。あるいは、例えば、液浸流体はフッ化炭素系流体、フォンブリン（Ｆｏｍｂｌｉｎ）オイル、炭化水素オイル若しくは別の種類のオイルであることができる。より一般的には、流体は以下の条件を満たすべきである：１）流体は露光放射に対して比較的透過性でなければならない。２）流体の屈折率は終端光学素子２６２Ｂの屈折率と同程度でなければならない。３）流体は、流体が接触する露光装置１０の要素と化学的に反応すべきでない。４）流体は均質でなければならない。５）流体の粘度は、重大な大きさの振動がステージシステムから終端光学素子２６２Ｂへ伝達することを回避するために十分低くすべきである。
【００７０】
図４Ａは、別の実施形態の、流体バリア４５４Ａ、ウェハ３０の一部及びデバイスステージ４２の一部の部分拡大図である。この実施形態において、流体バリア４５４Ａは、上記の対応する要素及び図２Ｄに示された対応する要素に幾分似ている。しかしながら、この実施形態では、コンテインメントフレーム４６４Ａは、２つの同心の排出インレット４８６Ａを含み、それらは、コンテインメントフレーム４６４Ａの底面４７０Ｂに位置付けられる。２つの排出インレット４８６Ａは、注入／排出源２６０（図２Ｂに図示）に連通する。この設計では、フレームギャップ２８４に漏出する液浸流体２４８は注入／排出源２６０によって排出することができる。この実施形態では、コンテインメントフレーム４６４の底面４７０Ｂは、各々概ね環状溝の形状であり、光学アセンブリ１６とほぼ同心である２つの排出インレット４８６Ａを含む。
【００７１】
この設計では、注入／排出源２６０は排出インレット４８６Ａに減圧又は部分減圧を適用する。部分減圧は液浸流体２４８を底面４７０Ｂの小さなランド領域４８８とウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間に引き寄せる。この実施形態では、液浸流体２４８の大部分は、ランド部４８８の下方を流れ、内部の排出インレット４８６Ａに流れ込む。加えて、内部の排出インレット４８６Ａで取り除かれなかった液浸流体２４８は、外部の排出インレット４８６Ａに引き寄せられる。
【００７２】
図４Ｂは別の実施形態の、流体バリア４５４Ｂ、ウェハ３０の一部及びデバイスステージ４２の一部の部分拡大図である。この実施形態において、流体バリア４５４Ｂは、上記の対応する要素及び図２Ｄに示された対応する要素に幾分似ている。しかしながら、この実施形態においてコンテインメントフレーム４６４Ｂは、底面４７０Ｂに位置付けられる一つのベアリングアウトレット４９０Ｂと２つの排出インレット４８６Ｂを含む。排出インレット４８６Ｂは注入／排出源２６０（図２Ｂに図示）と連通し、ベアリングアウトレット４９０Ｂはベアリング流体源２９０Ｃ（図２Ｄに図示）に連通する。しかしながら、この実施形態では、ベアリングアウトレット４９０Ｂは排出インレット４８６Ｂの内側で排出インレット４８６Ｂと同心となるように位置付けられる。換言すれば、ベアリングアウトレット４９０Ｂは排出インレット４８６Ｂより小さな径を有し、ベアリングアウトレット４９０は排出インレット４８６Ｂよりも光学アセンブリ１６に近くにある。さらに、この設計では、ベアリング流体２９０Ｃ（図２Ｄに図示）は液浸流体２４８と同じ組成の液体とすることができる。この設計では、フレームギャップ２８４のベアリング流体２９０Ｃは、排出インレット４８６Ｂから注入／排出源２６０によって排出することができる。
【００７３】
図４Ｃは別の実施形態の流体バリア４５４Ｃ、ウェハ３０の一部及びデバイスステージ４２の一部の部分拡大図である。この実施形態において、流体バリア４５４Ｃは幾分、上記要素及び図２Ｄに示された要素に似ている。しかしながら、この実施形態では、コンテインメントフレーム４６４Ｃは、底面４７０Ｂに位置付けられる１つのベアリングアウトレット４９０Ｃと２つの排出インレット４８６Ｃとを含む。排出インレット４８６Ｃは注入／排出源２６０（図２Ｂに図示）と連通しており、ベアリングアウトレットはベアリング流体源（図２Ｄに図示）と連通している。しかしながら、この実施形態において、ベアリングアウトレット４９０Ｃは２つの排出インレット４８６Ｃの間に位置付けられる。換言すれば、内側の排出インレット４８６Ｃはベアリングアウトレット４９０Ｃよりも小さな径を有し、ベアリングアウトレット４９０Ｃは外側の排出インレット４８６Ｃよりも小さな径を有する。この設計では、内側の排出インレット４８６Ｃはベアリングアウトレット４９０Ｃよりも光学アセンブリ１６に近くにある。
【００７４】
なお、各実施形態において、必要に応じてさらに排出インレット及びベアリングアウトレットを追加することができる。
【００７５】
図５Ａは別の実施形態の露光装置５１０の部分断面図を示している。露光装置５１０は、前記の対応する要素と似ている光学アセンブリ５１６、デバイスステージ５４２及び環境システム５２６を含む。図５Ａはまた、ウェハ３０、ギャップ５４６及び液浸流体５４８がギャップ５４６を満たしていることを示している。図５Ｂは図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線の部分拡大図を示す。
【００７６】
しかしながら、図５Ａ及び５Ｂに図示される実施形態において、流体バリア５５４は、コンテインメントフレーム５６４、シール５６６及びフレームサポート５６８に加えて、内側バリア５５５を含む。この実施形態において、内側バリア５５５は環状のリング形状で、光学アセンブリ５１６の底部を取り囲み、光学アセンブリ５１６に同心であって、シール５６６に隣接するコンテインメントフレーム５６４内に位置付けられる。
【００７７】
内側バリア５５５は幾つかの目的に供することができる。例えば、ウェハ３０が光学アセンブリ５１６から中心がずれ、一部が流体コンテインメントフレーム５６４の領域の内側にあり、一部が流体コンテインメントフレーム５６４の領域の外側にあるとき、内側バリア５５５は、コンテインメントフレーム５６４へ漏出する液浸流体５４８の量を制限することができ、排出インレット５８６での排出の必要量を減少させ、ウェハギャップ２８５への液浸流体５４８の漏れも減少させている。この設計では、流体注入／排出パッド５５８を用いて、液浸流体５４８の大部分をチャンバー５６３から回収することができる。加えて、液浸流体５４８が内側バリア５５５の頂部のレベル若しくはその近傍のレベルに維持される場合には、液浸流体５４８の注入に関係する圧力サージを減少させることができる。なぜならば、液浸流体５４８の超過分は内側バリア５５５の頂部を溢れ出て、静的な圧力ヘッド（圧力水頭）を生み出すからである。この状況においても、表面張力の効果によって、いくらかの圧力サージが残り得る。これらの効果は、図５Ｂに示される距離Ｗを増すことによって減少できる。例えば、液浸流体が水である場合、Ｗは好ましくは数ミリメートル若しくはそれより大きくすべきである。加えて、液浸流体５４８と接触する内側バリア５５５及び光学アセンブリ５１６の表面の「濡れ性」を調節して表面張力を減らすことによって、残存する圧力サージを減少させる又は取り除くことが可能である。一実施形態において、内側バリア５５５は、重要な高さの差を約５０μｍのギャップで、内側バリア５５の底部とウェハ３０又はデバイスステージ４２の頂部との間に維持することができる。
【００７８】
図６は、一実施形態のデバイスステージ６４２の上方に位置付けられたウェハ６３０を有するデバイスステージ６４２の透視図である。この実施形態において、デバイスステージ６４２は、デバイステーブル６５０、デバイスホルダ６５２、ガード６５４及びガード駆動アセンブリ６５６を含む。この実施形態において、デバイステーブル６５０は概して矩形の平板形状である。デバイスホルダ６５２はウェハ６３０を保持する。この実施形態において、デバイスホルダ６５２はチャック又はデバイステーブル６５０に固定される別種のクランプである。ガード６５４はウェハ６３０を取り囲む、及び／又ウェハ６３０の周りを一周する。一実施形態において、ガード６５４は概して矩形の平面形状であり、ウェハ６３０を入れるための円形の開口６５８を含む。
【００７９】
一実施形態において、ガード６５４は第１部分６６０及び第２部分６６２を含むことができる。一つ若しくはそれより多数の部分６６０、６６２は移動する、取り去る、又は逃がすことによってウェハ６３０のローディング（装着）及びリムービング（除却）のための容易なアクセスを提供することができる。
【００８０】
ガード駆動アセンブリ６５６は、ガード６５４をデバイステーブル６５０に固定し、ガード６５４をデバイステーブル６５０、デバイスホルダ６５２及びウェハ６３０に対して移動し、且つ、ガード６５４をデバイステーブル６５０、デバイスホルダ６５２及びウェハ６３０に対して位置付ける。この設計ではガード駆動アセンブリ６５６は、ガード６５４の上面のステージ表面６８０がウェハ６３０の上面のデバイス露光面６７９とほぼ同じＺ方向の高さとなるように、ガード６５４を移動することができる。換言すれば、ガード駆動アセンブリ６５６は、ステージ表面６８０がデバイス露光面６７９とほぼ面一になるようにガード６５４を移動する。その結果、ガード６５４が移動されて、ウェハ６３０の代替の高さを調節することができる。
【００８１】
ガード駆動アセンブリ６５６の設計は変更することができる。例えば、ガード駆動アセンブリ６５６は、一つ又はそれより多数のロータリモータ、ボイスコイルモータ、リニアモータ、電磁アクチュエータ及び／又は別なタイプの力によるアクチュエータを含むことができる。一実施形態において、ガード駆動アセンブリ６５６は制御システム２４（図１に図示）の制御の下で、Ｚ軸に沿って、Ｘ軸周りに及びＹ軸周りに移動させ、且つ位置付ける。センサ６８１（箱形として図示）を用いてガード表面及びウェハ上面６７９の相対的な高さを測定することができる。センサ６８１からの情報は制御システム２４（図１に図示）に転送することができ、制御システム２４は高さセンサ６８１からの情報を用いてガード駆動アセンブリ６５６を制御する。
【００８２】
図７Ａは別の実施形態のデバイスステージ７４２の上方に位置付けられたウェハ７３０を有するデバイスステージ７４２の投影図である。図７Ｂは図７Ａの断面図である。この実施形態において、デバイスステージ７４２はデバイステーブル７５０、デバイスホルダ７５２、ガード７５４及びホルダ駆動アセンブリ７５６を含む。この実施形態において、デバイステーブル７５０は一般に矩形の平面形状である。デバイスホルダ７５２はウェハ７３０を保持する。ガード７５４は一般に矩形の平面形状であり、ウェハ７３０用に円形の開口含む。この実施形態において、ガード７５４はデバイステーブル７５０に堅く固定される。ホルダ駆動アセンブリ７５６はデバイスホルダ７５２をデバイステーブル７５０に固定し、デバイスホルダ７５２をデバイステーブル７５０及びガード７５４に対して移動し、且つ、デバイスホルダ７５２をデバイステーブル７５０及びガード７５４に対して位置付ける。この設計では、ホルダ駆動アセンブリ７５６は、ガード７５４の上面のステージ表面７８０がウェハ７３０の上面のデバイス露光面７７９とほぼ同じＺ方向の高さとなるように、デバイスホルダ７５２及びウェハ７３０を移動することができる。センサ７８１を用いて上面のステージ表面７８０及び上面のデバイス露光面７７９の相対的な高さを測定することができる。センサ７８１からの情報は制御システム２４（図１に図示）に転送することができ、制御システム２４は高さセンサからの情報を用いてホルダ駆動アセンブリ７５６を制御する。
【００８３】
例えば、ホルダ駆動アセンブリ７５６は、一つ又はそれより多数のロータリモータ、ボイスコイルモータ、リニアモータ、電磁アクチュエータ及び／又は別なタイプの力によるアクチュエータを含むことができる。一実施形態において、ホルダ駆動アセンブリ７５６は、制御システム２４（図１に図示）の制御の下で、Ｚ軸に沿って、Ｘ軸周りに及びＹ軸周りに移動し、且つ位置付ける。
【００８４】
半導体デバイスは、上記のシステムを用いて、一般に図８Ａに示されたプロセスによって製造されることができる。工程８０１において、デバイスの機能及び性能特性が設計される。次に、工程８０２において、パターンを有するマスク（レチクル）が先の設計工程に従って設計され、並行する工程８０３において、ウェハがシリコン材料で製造される。工程８０２で設計されたマスクパターンは、工程８０４において、本発明に従ってこれまでに記載したフォトリソグラフィシステムによって、工程８０３で製造されたウェハ上に露光される。工程８０５において、半導体デバイスは組み立てられ（ダイシングプロセス、ボンディングプロセス及びパッケージングプロセスを含む）、最終的に、デバイスは工程８０６において検査される。
【００８５】
図８Ｂは、半導体デバイス製造の場合における、上記工程７０４の詳細なフローチャートの例を示している。図８Ｂにおいて、工程８１１（酸化工程）では、ウェハ表面が酸化される。工程８１２（ＣＶＤ工程）では、ウェハ表面に絶縁薄膜が形成される。工程８１３（電極形成工程）では、蒸着によってウェハ表面上に電極が形成される。工程８１４（イオン注入工程）では、イオンがウェハ内に注入される。上記の工程８１１−８１４は、ウェハ加工処理中のウェハに対する前処理工程を形成し、加工処理の要請に従って各々の工程が選択される。
【００８６】
ウェハ加工処理の各々の段階において、前記前処理工程が完了したとき、以下の後処理工程が実行される。後処理工程の間、先ず、工程８１５（フォトレジスト形成工程）において、フォトレジストがウェハに塗布される。次に、工程８１６（露光工程）において、上記の露光ワークピースを用いて、マスク（レチクル）の回路パターンをウェハに転写する。その後、工程８１７（現像工程）において、露光されたウェハが現像され、工程８１８（エッチング工程）において、残存したフォトレジスト以外の部分（露光された材料表面）がエッチングによって取り除かれる。工程８１９（フォトレジスト除去工程）において、エッチング後に残存する不必要なフォトレジストが除去される。多重の回路パターンが、これらの前処理工程及び後処理工程を繰り返すことによって形成される。
【００８７】
本願に示され、開示されている露光装置１０は、本願でこれまでに述べた利点を十分に提供することができるが、それは単に発明の現時点の好ましい実施形態の例示であり、添付の請求の範囲に記載されたこと以外に、本願に示されている構造又は設計の詳細に限定するものではないと解されるべきである。 
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2010183085.tif 000018
【図８Ｂ】
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【外国語明細書】
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