(57)【要約】【課題】液浸リソグラフィにおいて液浸液として水を使用する場合の残留液浸液の蒸発の問題および液浸液中に気泡が存在することの問題等に対応した改良型液浸リソグラフィ装置を提供する。【解決手段】所望のパターンのイメージを液体を通して基板に投影するように構成された投影システムにおいて、前記投影システムと前記基板の間の空間を取り囲むように構成されたバリア部材であって、液体を前記空間に少なくとも部分的に閉じ込めるように構成され、且つ前記基板と対向する、前記バリア部材と前記基板の間にギャップを画定するための表面を有するバリア部材と、液体の噴流を前記ギャップ内へ、且つ、実質的に前記イメージフィールドの中心に向かって導くように形作られ配向された、液体源に接続するためのノズルとを備えたリソグラフィ装置。【選択図】図５
2011035423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のパターンのイメージを液体を通してイメージフィールドに投影するように構成された投影システムと、
基板を保持し、該基板上のターゲット部分を前記イメージフィールド内に配置することができるように構成された基板テーブルと、
前記投影システムと前記基板の間の空間を取り囲むように構成されたバリア部材であって、液体を前記空間に少なくとも部分的に閉じ込めるように構成され、且つ、前記基板と対向する、前記バリア部材と前記基板の間にギャップを画定するための表面を有するバリア部材と、
液体の噴流を前記ギャップ内へ、且つ、実質的に前記イメージフィールドの中心に向かって導くように形作られ配向された、液体源に接続するためのノズルと
を備えたリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記ノズルが実質的に環状であり、且つ、実質的に前記イメージフィールドを取り囲んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バリア部材の周囲に間隔を隔てて配置されて、実質的に前記イメージフィールドを取り囲んでいる複数のノズルが存在している、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ノズルに接続され、且つ、前記噴流から前記空間に閉じ込められた前記液体への運動量移動の割合が、液体が前記ギャップを介して前記空間から流出するのを防止するだけの十分な割合になるような圧力で、液体を前記ノズルに供給する液体サプライをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記ノズルに接続され、且つ、前記液体の速度がスキャン露光の間前記基板と前記投影システムの相対速度より速くなるような圧力で、液体を前記ノズルに供給する液体サプライをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記空間と流体連絡している、前記空間から液体を抽出するサクションデバイスをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記バリア部材が、前記投影システムと対向し、且つ、前記バリア部材と前記投影システムの間に第２のギャップを画定している第２の表面を有し、前記装置が、液体の第２の噴流を前記第２のギャップ内へ、且つ、実質的に前記イメージフィールドの中心に向かって導くように形作られ配向された、液体源に接続するための第２のノズルをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のノズルが実質的に環状であり、且つ、実質的に前記イメージフィールドを取り囲んでいる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記バリア部材の周囲に間隔を隔てて配置され、実質的に前記イメージフィールドを取り囲んでいる複数の第２のノズルが存在している、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２のノズルに接続され、且つ、前記第２の噴流から前記空間に閉じ込められた前記液体への運動量移動の割合が、液体が前記第２のギャップを介して前記空間から流出するのを防止するだけの十分な割合になるような圧力で、液体を前記第２のノズルに供給する液体サプライをさらに備えた、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のノズルに接続され、且つ、前記液体の速度が約０．５ｍ／ｓより速くなるような圧力で液体を前記第２のノズルに供給する液体サプライをさらに備えた、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
使用中、前記バリア部材と前記基板の間の、前記イメージフィールドに向かっている前記ノズルの内側に向かう放射状の前記ギャップが、前記バリア部材と前記基板の間の、前記イメージフィールドから外側に向かって放射状に遠ざかっている前記ギャップより大きい、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
所望のパターンのイメージが、投影システムを使用して、液体を通して基板に投影されるリソグラフィ装置を使用したデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ装置が、前記液体を取り囲むバリア部材を有し、前記方法が、前記バリア部材と前記基板の間、または前記バリア部材と前記投影システムの間、または前記バリア部材および前記基板および前記投影システムとの間のギャップに液体の噴流を導くステップを含み、液体の前記噴流が、前記ギャップを介して流出する液体を少なくする、方法。
【請求項１４】
液体の前記噴流が、実質的にイメージフィールドを取り囲んでいる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記噴流から前記バリア部材によって取り囲まれた前記液体への運動量移動の割合が、バリア部材によって取り囲まれた前記液体が前記ギャップを介して流出するのを防止するだけの十分な割合になるような圧力で、液体を前記噴流に供給するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記噴流に液体を供給するステップが、前記液体の速度がスキャン露光の間前記基板と前記投影システムの相対速度より速くなるような圧力で、前記バリア部材と前記基板の間のギャップに液体を導くステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記バリア部材によって取り囲まれた前記液体から液体を抽出するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記噴流に液体を供給するステップが、前記液体の速度が約０．５ｍ／ｓより速くなるような圧力で、前記バリア部材と前記投影システムの間の前記ギャップに液体を導くステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記バリア部材と前記基板の間の、イメージフィールドに向かっているノズルの内側に向かう放射状の前記ギャップが、前記バリア部材と前記基板の間の、前記イメージフィールドから外側に向かって放射状に遠ざかっている前記ギャップより大きい、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置、デバイスを製造するための方法およびリソグラフィ装置を較正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板、一般的には基板のターゲット部分に所望のパターンを付与するマシンである。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれているパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成される。生成されたパターンが、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば部分的に１つまたは複数のダイからなっている）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供されている放射感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターン化されるターゲット部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「スキャンニング」方向）にスキャンし、且つ、基板をこの方向に平行または非平行に同期スキャンすることによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるスキャナがある。パターンを基板に転写することによってパターニングデバイスから基板へパターンを転送することも可能である。
【０００３】
[0003]  比較的屈折率の大きい液体中、たとえば水中にリソグラフィ投影装置内の基板を浸し、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間を充填する方法が提案されている。この方法のポイントは、液体中では露光放射の波長がより短くなるため、より小さいフィーチャをイメージングすることができることである。（また、液体の効果は、有効ＮＡがより大きいシステムの使用が可能になり、また、焦点深度が深くなることにあると見なすことができる。）固体粒子（たとえば水晶）が懸濁した水を始めとする他の液浸液も提案されている。
【０００４】
[0004]  しかしながら、基板または基板と基板テーブルを液体の槽に浸す（たとえば参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第４５０９８５２号を参照されたい）ことは、スキャン露光の間、加速しなければならない大量の液体が存在していることを意味している。そのためにはモータを追加するか、あるいはより強力なモータが必要であり、また、液体の攪乱により、望ましくない予測不可能な影響がもたらされることになる。
【０００５】
[0005]  提案されている解決法の１つは、液体供給システムの場合、液体拘束システムを使用して、基板の局部領域にのみ、および投影システムの最終エレメントと基板の間に液体を提供することである（基板の表面積は、通常、投影システムの最終エレメントの表面積より広い）。参照によりその全体が本明細書に組み込まれているＰＣＴ特許出願公告９９／４９５０４に、そのために提案されている方法の１つが開示されている。図２および３に示すように、液体は、好ましくは基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って、少なくとも１つの入口ＩＮによって基板上に供給され、投影システムの下を通過した後、少なくとも１つの出口ＯＵＴによって除去される。つまり、基板を最終エレメントの下方で−Ｘ方向にスキャンする際に、最終エレメントの＋Ｘ側で液体が供給され、−Ｘ側で除去される。図２は、入口ＩＮを介して液体が供給され、最終エレメントのもう一方の側で、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって除去される構造を略図で示したものである。図２に示す図解では、液体は、必ずしもそうである必要はないが、基板が最終エレメントに対して移動する方向に沿って供給されている。様々な配向および数の入口および出口を最終エレメントの周りに配置することが可能である。図３はその例の１つを示したもので、両側に出口を備えた４組の入口が、最終エレメントの周りに一定のパターンで提供されている。
【０００６】
[0006]  図４は、局部液体供給システムを使用した他の液浸リソグラフィ解決法を示したものである。液体は、投影システムＰＬの両側の２つの溝入口ＩＮによって供給され、入口ＩＮの外側に向かって放射状に配置された複数の離散出口ＯＵＴによって除去される。入口ＩＮおよび出口ＯＵＴは、投射される投影ビームが通過する孔が中心に穿たれたプレートに配置することができる。液体は、投影システムＰＬの一方の側に設けられた１つの溝入口ＩＮによって供給され、投影システムＰＬのもう一方の側に設けられた複数の離散出口ＯＵＴによって除去され、それにより投影システムＰＬと基板Ｗの間に液体の薄い膜の流れをもたらしている。使用する入口ＩＮと出口ＯＵＴの組合せの選択は、基板Ｗが移動する方向によって決まる（これ以外の入口ＩＮおよび出口ＯＵＴの組合せは有効ではない）。
【０００７】
[0007]  それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれている欧州特許出願公告第１４２０３００号および米国特許出願公告第２００４−０１３６４９４号に、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着想が開示されている。このような装置は、基板を支持するための２つのテーブルを備えている。１つのテーブルを使用して、液浸液が存在しない第１の位置で水準測定が実行され、もう１つのテーブルを使用して、液浸液が存在する第２の位置で露光が実行される。別法としては、装置は、１つのテーブルのみを有している。
【０００８】
[0008]  液浸リソグラフィでは、液浸液、とりわけその閉じ込めが、１つまたは複数の問題の原因になることがある。たとえば、露光後に基板上に残留する残留液浸液の蒸発によって基板が冷却され、そのためにオーバレイ誤差をもたらす熱収縮の原因になることがある。水は、蒸発の潜熱が高く、クリーンルーム内では一般的である、暖かく且つ乾燥した大気中で容易に蒸発するため、液浸液として水を使用する場合、この残留液浸液の蒸発はとりわけ問題である。もう１つの重大な問題は、液浸液中に気泡が存在することである。これらの問題は、場合によっては液浸液の周りのメニスカスの不安定性によって生じ、あるいは基板および／または基板テーブル内の１つまたは複数のセンサの周りの１つまたは複数の空洞および溝の不完全な充填によって生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
[0009]  たとえば、改良型液浸リソグラフィ装置が提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
[0010]  本発明の一態様によれば、
所望のパターンのイメージを液体を通してイメージフィールドに投影するように構成された投影システムと、
基板を保持し、基板上のターゲット部分をイメージフィールド内に配置することができるように構成された基板テーブルと、
投影システムと基板の間の空間を取り囲むように構成されたバリア部材であって、液体を空間に少なくとも部分的に閉じ込めるように構成され、且つ、基板と対向する、バリア部材と基板の間にギャップを画定するための表面を有するバリア部材と、
液体の噴流をギャップ内へ、且つ、実質的にイメージフィールドの中心に向かって導くように形作られ配向された、液体源に接続するためのノズルと
を備えたリソグラフィ装置が提供される。
【００１１】
[0011]  本発明の他の態様によれば、所望のパターンのイメージが、投影システムを使用して、液体を通して基板上に投影されるリソグラフィ装置を使用したデバイス製造方法がであって、前記リソグラフィ装置は、液体を取り囲むバリア部材を有しており、前記方法は、バリア部材と基板の間、または障壁部材と投影システムの間、またはバリア部材および基板および投影システムとの間のギャップに液体の噴流を導くステップを含み、液体の前記噴流が、ギャップを介して流出する液体を少なく、方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】[0013]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】[0014]リソグラフィ投影装置に使用するための液体供給システムを示す図である。
【図３】[0014]リソグラフィ投影装置に使用するための液体供給システムを示す図である。
【図４】[0015]リソグラフィ投影装置に使用するための他の液体供給システムを示す図である。
【図５】[0016]図１に示すリソグラフィ投影装置に使用するための他の液体供給システムを示す図である。
【図６】[0017]図５に示す液体供給システムの部分拡大図である。
【図７】[0018]本発明の他の実施形態の液体供給システムを示す、図６と同様の図である。
【図８】[0019]本発明の他の実施形態の液体供給システムを示す、図６と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0012]  以下、本発明の実施形態について、単なる例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。
[0020]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、
[0021]  −放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を条件付けるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0022]  −パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構築された、特定のパラメータに従って該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のポジショナＰＭに接続された支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴと、
[0023]  −基板（たと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た、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴと、
[0024]  −パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイを備えている）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折型投影レンズシステム）ＰＳと
を備えている。
【００１４】
[0025]  照明システムは、放射を導き、整形し、あるいは制御するための、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントまたは他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれら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備えることができる。
【００１５】
[0026]  支持構造は、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他の条件、たとえばパターニングデバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた方法でパターニングデバイスを保持している。支持構造には、パターニングデバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法または他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定または移動させ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。支持構造は、パターニングデバイスをたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語の同義語と見なすことができる。
【００１６】
[0027]  本明細書に使用されている「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、たとえばそのパターンに位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシスト特徴が含まれている場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。
【００１７】
[0028]  パターニングデバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、Alternating位相シフトおよび減衰位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプが知られている。プログラマブルミラーアレイの例には、マトリックスに配列された、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう個々に傾斜させることができる微小ミラーが使用されている。この傾斜したミラーによって、ミラーマトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。
【００１８】
[0029]  本明細書に使用されている「投影システム」という用語は、たとえば使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学システム、反射光学システム、カタディオプトリック光学システム、磁気光学システム、電磁光学システムおよび静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。
【００１９】
[0030]  図に示すように、この装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は、反射型（たとえば上で参照したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用した、あるいは反射型マスクを使用した）タイプの装置であってもよい。
【００２０】
[0031]  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／または複数の支持構造）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つまたは複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。
【００２１】
[0032]  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っている。放射源がたとえばエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。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しているとは見なされず、放射ビームは、たとえば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素にすることができる。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と共に放射システムと呼ぶことができる。
【００２２】
[0033]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えることができる。通常、イルミネータの瞳面内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と呼ばれている）は調整が可能である。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などの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。
【００２３】
[0034]  支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴの上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡに放射ビームＢが入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。パターニングデバイスＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよびもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、たとえばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成してい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）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成しているロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナではなく）、支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。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メントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図には専用ターゲット部分を占有している基板アライメントマークが示されているが、基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメントマークは、スクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にパターニングデバイスアライメントマークを配置することができる。
【００２４】
[0035]  図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。
[0036]  １．ステップモード：支持構造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、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。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、単一静止露光で画像化されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0037]  ２．スキャンモード：放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）および画像反転特性によって決まる。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幅（非スキャン方向の幅）が制限され、また、スキャン運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャン方向の高さ）が決まる。
[0038]  ３．その他のモード：プログラマブルパターニングデバイスを保持するべく支持構造ＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、スキャン中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上で参照した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利用しているマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００２５】
[0039]  上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態、あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。
【００２６】
[0040]  提案されている局部液体供給システム解決法を使用したもう１つの液浸リソグラフィ解決法は、投影システムの最終エレメントと基板テーブルの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って展開しているバリア部材を備えた液体供給システムを提供することである。図５は、このような解決法を示したものである。バリア部材は、Ｚ方向（光軸の方向）における若干の相対移動が存在する可能性があるが、投影システムに対して実質的にＸＹ平面内に静止している。一実施形態は、バリア部材と基板の表面の間にシールが形成される。このシールは、ガスシールなどの非接触シールであってもよい。参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許出願公告第２００４−０２０７８２４号に、このようなシステムが開示されている。
【００２７】
[0041]  図５に示すように、液体供給システム１０を使用して、投影システムの最終エレメントと基板の間の空間に液体が供給される。バリア部材１２は、液体が少なくとも部分的に閉じ込められ、それにより基板の表面と投影システムＰＳの最終エレメントの間の空間が充填されるよう、投影システムのイメージフィールドの周りの基板Ｗに対する非接触シールを形成するように構成されている。バリア部材１２は、投影システムＰＳの最終エレメントの下方に配置され、投影システムＰＳの最終エレメントを取り囲んでいる。液体は、バリア部材１２内の、投影システムの下方の空間に導入されている。バリア部材１２は、投影システムの最終エレメントの少し上まで展開させることができ、最終エレメントの上まで液体のレベルが上昇しているため、液体のバッファが提供されている。バリア部材１２は、一実施形態では、上端部の形状が投影システムの形状または投影システムの最終エレメントの形状と緊密に一致している、たとえば円形の内部周囲を有している。内部周囲の底部は、イメージフィールドの形状と緊密に一致しており、たとえば、必ずしもそうである必要はないが長方形の形をしている。
【００２８】
[0042]  一実施形態では、液体は、使用中に形成される、バリア部材１２の底部と基板Ｗの表面の間のガスシールによって少なくとも部分的に空間に閉じ込めることができる。このガスシールは、ガス、たとえば空気または合成空気によって形成されているが、一実施形態では、バリア部材１２と基板の間のギャップに加圧下で提供されるＮ２または他の不活性ガスで形成されている。ガス入口の超過圧力、出口の真空レベルおよびギャップの幾何構造は、液体を閉じ込める高速のガスの流れが内部に存在するようになされている。しかしながら、ガスシールは、通常、液浸液を閉じ込めるためには有効であるが、このガスシールによって、液浸液中の気泡および／または基板の蒸発冷却などの１つまたは複数の問題の原因になることがある。
【００２９】
[0043]  本発明の一実施形態では、内側に向かう放射状の液浸液の流れを使用して、投影システムの最終エレメントの真下で液浸液の大部分を少なくとも部分的に閉じ込め且つ局所化している。バリア部材１２の一方の側の断面図である図６は、バリア部材および液体供給システムをより詳細に示したものである。
【００３０】
[0044]  図５および６から分かるように、一実施形態では、投影システムＰＳは、基本的に円筒状であり、ハウスに対する投影システムの下側、つまり最終エレメントは、フラスト−コニカル投影になっている。この実施形態では、バリア部材１２も基本的に円筒状であり、中心の開口は、投影システムのフラスト−コニカル投影と整合し、且つ、フラスト−コニカル投影を取り囲んでいる。バリア部材１２は、基板Ｗの少し上に位置しており、たとえばバリア部材１２の下部表面１２ａと基板Ｗの間に、約５０μｍないし２ｍｍの範囲の高さの狭いギャップＧ１を画定している。また、バリア部材１２の内部表面１２ｂと投影システムＰＳの間に、ギャップＧ１より若干大きいギャップ、たとえば数ｍｍ大きいギャップＧ２が存在している。バリア部材１２の内部は、投影システムの最終エレメント、基板およびバリア部材によって閉じ込められた空間に液体を供給し、且つ、該空間から液体を抽出するための様々なチャンバおよび通路になっている。下部表面１２ａと実質的に同一平面であるプレート１９は、バリア部材１２の開口の大部分を覆っており、投影システムＰＳによって投影されるイメージフィールドＦと緊密に整合する微小開口のみを残している。このプレートは、空間内における液体の流れの制御に役に立っており、必要に応じて省略することができる。
【００３１】
[0045]  液体は、主として、プレート１９の上方の空間およびバリア部材１２の下方のギャップＧ１への１つまたは複数の出口を有している（環状）チャンバ１４に液体を供給している導管１３を介して供給される。また、液体は、正規の状態では、下側がバリア部材１２の下方のギャップＧ１に向かって開放された（環状）チャンバであるドレン１６を介して抽出される。チャンバ１６の下側は、液体中に存在している可能性のある気泡がドレンに流入するのを防止する働きをしている微小ふるい１８によって密閉されている。この方法によれば、ドレンを通る流れが実質的に液体のみ、つまり単相になり、振動の抑制を促進することができる。気泡が問題になる場合、シーブを省略することができ、および／または気泡を抽出するための追加経路を提供することができる。バリア部材１２の頂部表面には、たとえば基板および／またはバリア部材が上に向かって急激に移動する際に、空間からあふれ、あるいは飛び散る可能性のあるあらゆる液体を抽出するためのドレン２１が提供されている。
【００３２】
[0046]  バリア部材１２の下から流出する液体１１の流れは、ギャップＧ１が狭いことによって部分的に制御されている。しかしながら、基板Ｗは、スキャン露光の間、投影システムＰＳに対して全６自由度で移動させる必要があるため、ギャップを密閉することはできない。したがって、ギャップを通って流れる液体を防止するか、あるいは流出する液体を処理する必要がある。液浸リソグラフィ装置の一実施形態では、ガスナイフを使用して液体の流出を防止することができ、他の案または代替案では、液体を流出させ、１つまたは複数のドレンまたは乾燥デバイスを使用して処理することができる。
【００３３】
[0047]  本発明のこの実施形態では、内側に向かって導かれる液体噴流１７を準備することによって液体の流出が防止または抑制されている。噴流１７を形成するための液体は、ギャップＧ１に向かって開いている開口１５ａを有する（環状）チャンバ１５から供給される。開口１５ａはノズルを形成しており、加圧下で開口１５ａから流出する液体が、内側に向かって導かれる噴流、つまり、概ねイメージフィールドＦの中心に向かって導かれる噴流を形成するように形作られている。この噴流は、液体１１を実質的に拘束し、且つ、ギャップＧ１からの液体の流出を防止するだけの十分な力を噴流が運動量移動によって付与する速度および流量を有している。一実施形態では、液体噴流の速度は、スキャン露光の間、基板と投影システムの相対速度より速いことが望ましい。チャンバ１５に供給される液体の圧力および流量は、基板と投影システムの相対速度に応じて、液体サプライ２２によって制御される。サプライ２２は、導管１３を介してメイン空間に液体を供給しているサプライと同じサプライであっても、あるいは別のサプライであってもよい。一実施形態では、サプライ２２は、液体源から液体をポンプ供給するように構成されたポンプである。バリア部材１２の周り全体に展開している単一の開口１５ａの代わりに、得られる噴流が合流して空間を取り囲む結合噴流を形成するように密に間隔を隔てた複数の開口を提供することも可能である。
【００３４】
[0048]  図７に示す本発明の一実施形態では、投影システムと基板Ｗの間の空間への液体のメインサプライも、内側に向かって導かれる液体噴流によるものである。第２の実施形態では、図６に関連して説明した実施形態の部品と同じまたは等価の部品は、同様の参照数表示で示されており、以下ではその詳細な説明は省略する。
【００３５】
[0049]  第２の実施形態では、導管１３およびチャンバ１４の代わりに、バリア部材１２の上部部分に単一の（環状）導管１１３が提供されている。導管１１３は、１つまたは密に間隔を隔てた複数の開口１１３ａを備えており、液体が加圧下で導管１１３に供給されると、液体は、イメージフィールドの中心に向かって導かれる噴流１１４として出現する。噴流１１４は、正規の状況下で、バリア部材からの液体の飛散を防止している。オーバフロードレン(overflow drain)２１は、異常状況下で生じる可能性のあるあらゆるオーバフローを処理するために残されているが、必要がなければ省略することができる。本発明の一実施形態では、第２の噴流における液体の速度は、安定したメニスカスを維持するために約０．５ｍ／ｓより速くなっている。一実施形態では、図６に示す１つまたは複数の開口を備えた導管１３およびチャンバ１４は、チャンバ１１３およびノズル１１３ａと組み合わせることができ、その場合、チャンバ１４は、その１つまたは複数の開口を通る液体の流れを提供し、チャンバ１１３は、ノズル１１３ａから流出する噴流１１４を提供することになる。
【００３６】
[0050]  図８に示す本発明の一実施形態は、図６に関連して説明した実施形態と類似しているが、バリア部材１２の下部表面（つまり基板と対向している表面）が平らではない。詳細には、噴流１７が半径方向外側に向かう表面１２ｃの部分は、噴流１７が半径方向内側に向かう部分１２ｄより低くなっている（つまり基板により近くなっている）。液浸液１１がリークする（リークが存在する場合）割合は、基板と外側の部分１２ｃの間のギャップＧ１によって決まるため、一実施形態では、このギャップは狭い状態に維持されている。しかしながら、内側の部分１２ｄは、リークを大きくすることなく、あるいはリークの原因になることなく、より広いギャップを画定することができる。そのため、液体噴流１７、延いては液体の流れのための追加空間が提供される。同様の構造は、上で説明した実施形態でも実施することができる。
【００３７】
[0051]  本発明の一実施形態の液体噴流によれば、液体噴流を使用して液体を実質的に閉じ込めることにより、高速のガス流を回避することができる点で、１つまたは複数の問題の軽減または解決が促進される。そのために、残留液の蒸発乾燥によって、および／または不安定なメニスカス中の気泡の形成によって生じる可能性のある１つまたは複数の問題を防止することができる。液体の温度が正確に制御される場合、１つまたは複数の追加利点を達成することも可能であり、液浸液を少なくとも部分的に閉じ込めるためのガス流を使用した液体供給構造と比較すると、液体の流れが増加するため、基板の温度偏差を小さくすることができる。また、噴流からドレンまでの液体の流れが増加するため、液浸液からの汚染物質の除去、場合によっては気泡を含む汚染物質の除去が改善される。バリア部材の上部表面に第２の液体噴流が提供される場合、汚染物質、とりわけ上昇気泡をドレン１６へ向かって駆動する液体流の確立を促進することができる。
【００３８】
[0052]  本発明の一実施形態では、複数の同心液体噴射リングを使用して、液体の拘束をさらに改善することができる。複数の液体噴流を単一のドレンまたは複数の同心ドレンと共に使用することも可能である。また、他の液体、望ましくは液浸液と混合しない液体を１つまたは複数の液体噴流に使用して液浸液を閉じ込めることも可能である。
【００３９】
[0053]  本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、且つ、露光済みの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中で、露光前または露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
【００４０】
[0054]  本明細書に使用されている「放射」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長またはその近辺の波長を有する放射）を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。
【００４１】
[0055]  コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネントおよび反射光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。
【００４２】
[0056]  以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。たとえば本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数の機械読取可能命令シーケンスを含んだコンピュータプログラムの形態を取ることができ、あるいはこのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（たとえば半導体記憶装置、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態を取ることができる。
【００４３】
[0057]  本発明の１つまたは複数の実施形態は、任意の液浸リソグラフィ装置、詳細には、それらに限定されないが、液浸液が槽の形態で提供されるタイプのものであれ、あるいは基板の局部表面領域のみに液浸液が提供されるタイプのものであれ、上で言及したタイプの液浸リソグラフィ装置に適用することができる。本明細書において意図されている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、液体供給システムは、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メカニズムであっても、あるいは構造の組合せであってもよい。液体供給システムは、前記空間に液体を提供する１つまたは複数の構造、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ることができる。一実施形態では、前記空間の表面は、基板および／または基板テーブルの一部であってもよく、あるいは前記空間の表面は、基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆っていてもよい。あるいは前記空間は、基板および／または基板テーブルの包絡面であってもよい。液体供給システムは、任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量または他の任意の特性を制御するための１つまたは複数のエレメントをさらに備えることができる。
【００４４】
[0058]  本装置に使用される液浸液は、使用する露光放射の所望の特性および波長に応じて異なる組成を持たせることができる。露光波長が１９３ｎｍの場合、超純水または水をベースとする組成を使用することができるため、液浸液は、水および水に関連する用語で参照されることがしばしばであり、たとえば親水性、疎水性、湿度などの用語を使用することができる。
【００４５】
[0059]  以上の説明は例示を意図したものであり、本発明を制限するものではない。したがって、冒頭の特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年12月13日(2010.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望のパターンのイメージを、液体を通してイメージフィールドに投影する投影システムと、
基板を保持し、該基板上のターゲット部分を前記イメージフィールド内に配置する基板テーブルと、
前記投影システムと前記基板の間との空間を取り囲み、前記液体を前記空間に少なくとも部分的に閉じ込めるバリア部材と、を備え、
前記バリア部材は、
前記バリア部材と前記基板の間にギャップを画定するように前記基板と対向するとともにバリア部材内に開口を形成している第１の表面と、
前記バリア部材の頂部表面に配置されるオーバーフロードレンと、
前記開口の一部を覆いかつ前記第１の表面から前記イメージフィールドの中心に向かって延出するプレートと、を備えたリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記バリア部材は、前記開口及び前記プレートの上方の空間への出口を有するチャンバを有し、該チャンバを介して前記液体が前記空間に供給される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バリア部材は、前記開口よりも半径方向外側に配置されかつ前記ギャップに向かって下側が開放されているチャンバをさらに備え、該チャンバを通して前記空間から液体が抽出される、請求項２に記載の装置。
【外国語明細書】
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