(57)【要約】【課題】露光中に基板テーブルを加速する際、焦点位置が変化する液浸リソグラフィ装置で、焦点寛容度を向上させ、且つ又はコントラスト制御を安定化する。【解決手段】液浸リソグラフィで投影系ＰＬを浸液１０から密封するのに使用される平行平板である投影系の最終要素５０が、装置の光軸に対して傾斜する場合投影ビームの入射角を変化させる。この浸液で発生する力を受動的に利用したり、最終要素を移動させることにより、基板上のあらゆる点で連続的に焦点を変化させて焦点寛容度を向上させる。また基板に対して投影ビームを傾斜させるなど、いくつかの方法が開示される。【選択図】図４ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投射ビームを供給する照明系と、
前記投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を支持する支持構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
投射系を使用して前記基板の対象部分に前記パターン形成ビームを投射する投射系と、
前記投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填する液体供給システムとを備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターン形成ビームの投射中に、前記基板に対する複数の位置で前記パターン形成ビームを集束するコントローラを有すること特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記パターン形成ビームが、浸液の作用によって複数の位置で集束される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記コントローラが、前記投射系の前記最終要素を移動することによって焦点位置を変化させるためのものである請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記最終要素が、前記液体の圧力の作用によって可動となる請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記基板の移動が、前記圧力を生成するのに有効である請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記最終要素が、前記投射系内の他の光学要素に対して傾斜する請求項３から５までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記最終要素が、前記装置の光軸の方向に移動する請求項３から６までのいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記コントローラが前記液体供給システムを制御し、前記液体の屈折率を変化させることによって前記位置を変化させる請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記屈折率が、前記液体の組成の変化によって変化する請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記屈折率が、前記液体の温度の変化によって変化する請求項８又は９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記コントローラが、前記基板を移動すること、前記投射ビームの帯域幅を広げること、及び／又は前記投射ビームとは異なる波長の少なくとも１つの別の投射ビームを供給すること、及び／又は前記基板に対して前記投射ビームを傾斜させること、及び／又は前記パターン形成手段を移動することによって前記焦点位置を変化させる請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
基板を設けること、
照明系を使用して放射の投射ビームを供給すること、
前記投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用すること、
投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填すること、
前記投射系を使用して、前記基板の対象部分に放射のパターン形成ビームを投射することを含むデバイス製造方法であって、
前記基板に対する複数の位置で前記パターン形成ビームを集束することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記パターン形成ビームが、浸液の作用によって複数の位置で集束される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記焦点位置が、前記投射系の前記最終要素の移動によって変化する請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記最終要素が、前記最終要素に対する前記液体の圧力の作用によって移動する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記液体中の前記圧力が、前記基板の移動によって生成される請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記最終要素が、前記投射系内の他の光学要素に対して傾斜する請求項１４から１６までのいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記最終要素が、光軸の方向に移動する請求項１４から１７までのいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記焦点位置が、前記液体の屈折率を変化させることによって変化する請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記液体の屈折率が、前記液体の組成を変化させることによって変化する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記液体の屈折率が、前記液体の温度を変化させることによって変化する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記焦点位置が、前記基板を移動すること、前記投射ビームの帯域幅を広げること、及び／又は前記投射ビームとは異なる波長の少なくとも１つの別の投射ビームを供給すること、及び／又は前記基板に対して前記投射ビームを傾斜させること、及び／又は前記パターン形成手段を移動することによって変化する請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に当てる機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その状況では、マスクなどのパターン形成手段を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射線感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）目標部分に結像することができる。一般には、単一の基板は、次々に露光される隣接する各目標部分の回路網を含むことになる。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体を対象部分に１回で照射することによって各対象部分を照射するいわゆるステッパ、及び所与の方向（「走査」方向）に投影ビームを介してパターンを走査すると同時に、基板をこの方向に平行又は逆平行に走査することによって各対象部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。
【０００３】
基板をリソグラフィック投射装置内で比較的高い屈折率を有する液体、例えば水に浸し、それによって投射系の最終要素と基板との間の空間を埋めることが提案された。この目的は、液体中では露光放射の波長が短くなるので、より小さいフィーチャの結像が可能となることである（液体の効果は、システムの実効ＮＡを向上し、さらに焦点深度を向上することとみなすこともできる）。
【０００４】
しかし、基板又は基板及び基板テーブルを液体槽に浸すこと（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，５０９，８５２号を参照）は、より多い容量の液体を走査露光中に加速しなければならないことを意味する。これにより、追加の又はより強力なモータ及び液体中の乱流が必要となり、それにより望ましくない効果及び予測不能な効果がもたらされる可能性がある。
【０００５】
提案される解決策の１つは、液体閉込めシステムＬＣＳを使用して、基板の局所的エリア、並びに投射系の最終要素と基板との間だけに液体を供給する液体供給システムに関するものである（基板の表面積は一般に投射系の最終要素の面積よりも広い）。これを構成するように提案された一方法がＷＯ９９／４９５０４で開示されている。この全体は参照により本明細書に組み込まれる。図２及び３に示すように、液体が、少なくとも１つの入口ＩＮにより、好ましくは最終要素に対する基板の移動方向に沿って基板上に供給され、投射系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、基板が要素の下で−Ｘ方向に走査されるとき、液体が要素の＋Ｘ側で供給され、−Ｘ側で吸収される。図２に、液体が入口ＩＮを通じて供給され、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって要素の反対側で吸収される構成を略図で示す。図２では、液体が、最終要素に対する基板の移動方向に沿って供給されているが、この状態が必要であるわけではない。様々な向き及び数の入口及び出口を最終要素の周りに配置することが可能であり、図３には、４組の入口と出口が最終要素の周りに規則的なパターンで各辺に設けられた一実施例を示す。
【０００６】
提案される別の解決策は、投射系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びるシール部材を備える液体供給システムを提供することである。シール部材は、ＸＹ平面では、投射系に対してほぼ静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）では、何らかの相対運動がある可能性がある。シールが、シール部材と基板の表面との間に形成される。好ましくは、シールは、ガス・シールなどの非接触シールである。こうしたシステムは、欧州特許出願０３２５２９５５．４で開示されている。この全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００７】
結像パターンのコントラスト変化もリソグラフィ装置での問題となることがある。コントラストは、レーザ帯域幅の変動、迷光のレベルの変化などの結果として生じる可能性がある。こうした効果を最小限に抑えることが望ましい。
【０００８】
従来のリソグラフィ装置では、焦点寛容度（許容される解像度の結像パターンを得るための、許容される投射ビームの焦点位置の変化）を向上させるために、いわゆる「フォーカス・ドリリング」が開発された。これは、線量寛容度を犠牲にして達成される。フォーカス・ドリリングの一形態では、パターンが、基板の表面上にそれぞれ異なる焦点面で何回か露光される。これにより、あるフィーチャ・タイプについて達成可能な焦点深度が向上する。この方法により焦点寛容度が向上するが、各イメージを３回露光する必要があるのでスループットの減少という犠牲を伴う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、液浸リソグラフィで焦点寛容度を向上させ、且つ／又はコントラスト制御を安定化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、
放射の投射ビームを供給する照明系と、
投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を支持する支持構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
投射系を使用して基板の対象部分にパターン形成ビームを投射する投射系と、
前記投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填する液体供給システムとを備えるリソグラフィ装置であって、
パターン形成ビームの投射中に、前記基板に対する複数の位置でパターン形成ビームを集束するコントローラを特徴とするリソグラフィ装置が提供される。
【００１１】
このようにして、固定のパターン形成手段フィーチャ・サイズに対して焦点寛容度が向上し、その結果、プロセス・ウィンドウが向上する。しかし、パターン形成ビームの投射中に（例えば焦点位置を変化させることによって）複数の位置でパターン形成ビームを集束させることにより、スループットは悪影響を受けない。同じ方法を使用して、装置のコントラスト制御を安定化することができる。
【００１２】
好ましくは、コントローラは、投射系の最終要素を移動することによって焦点位置を変化させるためのものである。液浸装置では、投射系の最終要素はしばしば、浸液から投射光学系を密封するのに使用される平行平面板である。投射系内の他の光学要素に対して最終要素を傾け、且つ／又は装置の光軸の方向に最終要素を移動させることにより、焦点位置を容易に変化させることができる。このことは、アクチュエータ（圧電アクチュエータが適している）によって達成することができるが、好ましくは、最終要素は前記液体の圧力の作用によって可動である。このことは、投射系が単純に保たれ、液体供給システムが２重の機能を実施することができるので好ましい。このことは、浸液の入力圧力を変化させることによって、又は基板の移動を、圧力を生成するのに効果的となるように構成することによって達成することができる。それにより、基板が投射系の下で走査されるとき、基板の移動を使用して、液体を介して投射系の最終要素に対して力を生成し、それによって焦点位置を変化させることができる。
【００１３】
液浸リソグラフィはまた、コントローラを使用して液体供給システムを制御することによって焦点位置を変更し、液体の屈折率を変化させることによって焦点位置を変化させるのに向いている。このことは、液体の組成を変更し、又は液体の温度を変化させることによって達成することができる。
【００１４】
或いは、焦点位置は、基板を移動し、前記投射ビームの帯域幅を広げ、且つ／又は前記基板に対して前記投射ビームを傾斜させることによって変化させることができる。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、
基板を設けること、
照明系を使用して放射の投射ビームを供給すること、
投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用すること、
投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填すること、
前記投射系を使用して、基板の対象部分に放射のパターン形成ビームを投射することを含むデバイス製造方法であって、
前記基板に対する前記パターン形成ビーム・パターンの焦点位置を変化させることを特徴とする方法が提供される。
【００１６】
本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して特定の参照を行うことがあるが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学系の製造、磁気ドメイン・メモリ用の誘導パターン及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の応用例を有することができることを理解されたい。こうした代替応用例の状況では、本明細書での「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用は、それぞれより一般的な用語「基板」又は「対象部分」と同義とみなすことができることを当業者は理解されよう。本明細書で参照される基板は、露光の前後に、例えばトラック工具（通常はレジスト層を基板に付着させ、露光したレジストを現像する工具）或いは測定工具又は検査工具で処理することができる。適用可能なら、本明細書での開示は、そのような基板処理工具又はその他の基板処理工具に適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理することができ、その結果、本明細書で使用する基板という用語は、複数回処理した層を既に含む基板も指すことがある。
【００１７】
本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば波長３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍを有する）紫外（ＵＶ）放射を含むすべてのタイプの電磁放射を包含する。
【００１８】
本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板の対象部分にパターンを作成するなどのために投射ビームの断面にパターンを付与するのに使用することができる手段を指すものとして広い意味で解釈すべきである。投射ビームに付与されるパターンは、基板の対象部分の所望のパターンと厳密に対応しない可能性があることに留意されたい。一般に、投射ビームに付与されるパターンは、集積回路など対象部分に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。
【００１９】
パターン形成手段は、透過性又は反射性でよい。パターン形成手段の実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、マスクには、バイナリ、交番移相、減衰移相などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの一実施例では、着信放射ビームを様々な方向に反射するように個々にそれぞれ傾斜することができる小型のミラーのマトリックス構成が使用される。このようにして、反射ビームがパターン形成される。パターン形成手段の各実施例では、支持構造は、例えば、必要に応じて固定又は可動にすることができ、且つパターン形成手段が例えば投射系に対して所望の位置となるよう保証することができるフレーム又はテーブルでよい。本明細書での「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より一般的な「パターン形成手段」という用語と同義とみなすことができる。
【００２０】
本明細書で使用する「投射系」という用語は、例えば使用する露光放射にとって、又は液浸流体の使用や真空の使用などの他の因子にとって適切な屈折光学系、反射光学系、及びカタディオプトリック光学系を含む様々なタイプの投射系を包含するものとして広い意味で解釈すべきである。本明細書での「レンズ」という用語の使用は、より一般的な「投射系」という用語と同義とみなすことができる。
【００２１】
照明系もまた、放射の投射ビームを誘導、成形、又は制御する屈折光学構成部品、反射光学構成部品、及びカタディオプトリック光学構成部品を含む様々なタイプの光学構成部品を包含することができ、以下ではそのような構成部品も、集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。
【００２２】
リソグラフィ装置は、２つ（２重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブルを有するタイプでよい。このような「多重ステージ」マシンでは、追加のテーブルを並行して使用することができ、或いは露光のために１つ又は複数のテーブルを使用中に、１つ又は複数の他のテーブルに対して予備ステップを実施することができる。
【００２３】
これから、添付の略図を参照しながら、単なる例示として本発明の実施例を説明する。その略図では、対応する参照符号が対応する部分を示す。
【００２４】
「実施例１」
図１に、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置の略図を示す。この装置は、
放射（ＵＶ放射）の投射ビームＰＢを供給する照明系ＩＬと、
アイテムＰＬに対してパターン形成手段を正確に位置決めするための第１位置決め手段に接続された、パターン形成手段（例えばマスク）ＭＡを支持する第１支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、
アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決め手段ＰＷに接続された、基板（例えばレジスト被覆ウェハ）を保持する基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
投射ビームＰＢに付与されたパターンをパターン形成手段ＭＡによって基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを有する）対象部分Ｃ上に結像する投射系（例えば屈折投射レンズ）ＰＬとを備える。
【００２５】
図示するように、この装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過タイプである。或いは、この装置は、（上記で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用する）反射タイプでもよい。
【００２６】
イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射のビームを受ける。例えば放射源がエキシマ・レーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置は別々の実体でよい。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はみなされず、放射ビームは、例えば適切な配向ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えるビーム送達システムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで通過する。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源は装置の一体部分でよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要ならビーム送達システムＢＤと共に、放射系と呼ばれることがある。
【００２７】
イルミネータＩＬは、ビームの角度輝度分布を調節する調節手段ＡＭを有することができる。一般に、イルミネータの瞳面内の輝度分布の少なくとも外径及び／又は内径範囲（一般にそれぞれσ外径及びσ内径と呼ぶ）を調節することができる。加えて、イルミネータＩＬは一般に、積分器ＩＮやコンデンサＣＯなどの様々な他の構成部品を備える。イルミネータは、その断面内に所望の一様性及び輝度分布を有する、投射ビームＰＢと呼ばれる調整された放射ビームを供給する。
【００２８】
投射ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡを横切ると、投射ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、レンズＰＬは、ビームを基板Ｗの対象部分Ｃ上に集束させる。第２位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉装置）を用いて、例えばビームＰＢの経路内に様々な対象部分Ｃを配置するように、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１位置決め手段ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスク・ライブラリからの機械検索の後又は走査中に、ビームの経路に対してマスクＭＡを正確に配置することができる。一般には、オブジェクト・テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成するロング・ストローク・モジュール（粗い位置決め）及びショート・ストローク・モジュール（細かい位置決め）によって実現することができる。しかし、（スキャナではなく）ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴをショート・ストローク・アクチュエータだけに接続することができ、又は固定することができる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。
【００２９】
図示する装置は、以下の好ましい形態で使用することができる。
【００３０】
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴがほぼ静止状態に保たれると共に、投射ビームに付与されたパターン全体が対象部分Ｃに１回で投射される（すなわち単一の静止露光）。次いで基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされ、それによって異なる対象部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光域の最大サイズにより、単一の静止露光で結像される対象部分Ｃのサイズが制限される。
【００３１】
２．走査モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同期式に走査されると共に、投射ビームに付与されたパターンが対象部分Ｃに投影される（すなわち単一の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投射系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光域の最大サイズにより、単一の動的露光での対象部分の（非走査方向の）幅が制限されるが、走査動作の長さにより、対象部分の（走査方向の）高さが決定される。
【００３２】
３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴがほぼ静止状態に保たれ、プログラム可能パターン形成手段を保持し、投射ビームに付与されたパターンが対象部分Ｃに投射される間に、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラム可能パターン形成手段は、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動の後、又は走査中の連続する放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン形成手段を使用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。
【００３３】
本発明を、装置の焦点寛容度を向上させることに関して説明する。しかし、本発明はシステムのコントラストの安定化に等しく適用可能であり、以下で説明する実施例のすべても、この目的で使用することができる。上述の使用形態に関する組合せ及び／又は変形形態、或いは全く異なる使用形態も利用することができる。
【００３４】
走査中に複数の位置で投射パターンを集束させることにより、装置の焦点寛容度を向上させることが可能である。液浸装置でこれを行う方法の１つを図４に示す。投射系ＰＬの最終要素５０と基板Ｗとの間の空間を埋めるどんな方法も使用することができる。図４では、欧州特許出願０３２５２９５５．４で開示されているような液体閉込めシステムＬＣＳが例示のために使用される。
【００３５】
図４ａに、投射系ＰＬのレンズを通過し、いわゆる「Ａｂｓｃｈｌｕｓｓｐｌａｔｔｅ」として示される投射系の最終要素５０を通過する投射ビームＰＢを示す。Ａｂｓｃｈｌｕｓｓｐｌａｔｔｅは、投射系ＰＬを浸液１０から密封するのに使用される平行平面板である。本発明は、その他の種類の最終要素５０でも動作する。
【００３６】
図４ａでは、投射系ＰＬの最終要素５０が、投射ＰＢ及び装置の光軸に直交して配置される。図４ｂ及び４ｃに示すように最終要素５０が装置の光軸に対して傾斜する場合、基板Ｗに対する投射ビームＰＢの入射角を、直角から数百μｒａｄだけ変化させることができる。このようにして、結像中に基板Ｗが投射系ＰＬの下で（基板の頂面に平行な方向に）移動したとき、基板Ｗ上のあらゆる点で連続的フォーカス・シフトを受ける。このことを図４ｄに略図で示し、フォーカス・シフトを矢印３０で示す。
【００３７】
もちろん、最終要素５０は、圧電アクチュエータ又はその他の形態のアクチュエータ（能動的作動）を使用して傾斜させることができる。しかし、液浸リソグラフィ装置では好都合なことに、結像中に投射系ＰＬの下の基板Ｗの移動による浸液１０で発生する力を使用することができる（受動的作動）。このことは、最終要素を投射系の残りの部分に正しい剛性で（これは試行錯誤で確立することができる）取り付けることによって達成可能である。図４ｂでは、基板Ｗが、図示するように左に移動している。これにより、左手側で浸液１０内の圧力上昇が生み出される。投射系ＰＬが正しく組み立てられている場合、最終要素５０の左手側での浸液１０内の余分の圧力上昇は、最終要素５０を投射系の光軸に対する直交関係から傾斜させるのに有効である。最終要素５０を光軸から傾斜させることにより、最終要素５０から出る投射ビームＰＢも、基板の移動方向で光軸から傾斜又は偏向する。図４ｄに示すように、基板Ｗに対する投射ビームＰＢの傾動の結果として、基板上のあらゆる点で連続的フォーカス・シフトを受ける。必要な傾斜量は、１０ｍｍごとに約１から２μｍである。
【００３８】
図４ｃに、基板Ｗが右側に移動するときの状況を示す。この場合、浸液１０内の圧力上昇も、図示するように右手側で生じ、したがって投射系ＰＬの最終要素５０は、図４ｂに示す方向と逆方向に傾斜する。最終要素５０が逆方向に傾斜することの結果として、投射ビームＰＢも逆方向に傾斜し、その結果、導入されるフォーカス・オフセットは走査基板Ｗの方向となり、いわゆるフォーカス・ドリリングを達成することができる。
【００３９】
最終要素５０が平行平面板である場合、最終要素５０の傾動は、非液浸装置でフォーカス・ドリリングを引き起こす効果を有さない。焦点位置の変化を保証するのは、１より大きい屈折率で達成可能な大きな光路差である。最終要素が傾斜するとき、浸液は、くさび形の光学要素のようになる。
【００４０】
最終要素５０を装置の光軸の方向に移動することによって類似の効果を達成することができる。しかし、そのような場合、基板Ｗを連続的に走査することは不可能である可能性がある。いくつかの離散的イメージを様々なフォーカス・レベルで基板Ｗ上に投射する必要がある可能性がある。最終要素５０の鉛直高を変化させ、それによって最終要素５０と基板Ｗの間の浸液量を変化させることによって様々なフォーカス・レベルが達成される。液体の屈折率は１より著しく大きいので、投射ビームＰＢの焦点位置が変化する。
【００４１】
「実施例２」
第２実施例を図５に略図で示す。第１実施例と同じく、この目的は、投射ビームが基板表面上に直角に投射しないように、基板Ｗに対する投射ビームＰＢの傾斜を誘発することである。図５に示すケースでは、このことは、投射系ＰＬの光軸に対して基板Ｗを傾斜させることによって達成され、その結果、基板Ｗが投射系ＰＬの下で走査され、マスクＭＡが投射系ＰＬの上で逆方向に走査されるとき、基板Ｗ上のあらゆる点で連続的フォーカス・シフトを受ける。走査中、基板Ｗの対象部分（基板上で位置が変化している）は、投射系ＰＬの最終要素から一定の距離のままとなる。
【００４２】
図５に示す、基板の端部間の鉛直高の必要な差約１μｍだけ基板Ｗを傾斜させることは、液浸リソグラフィで容易に達成される。実際、上述の液体閉込めシステムＬＣＳは、この実施例で特に良好に動作することが判明している。
【００４３】
「実施例３」
第３実施例を図６に示す。第３実施例は、以下に説明することを除いて第１実施例と同じである。
【００４４】
第３実施例では、投射ビームＰＢが、投射系ＰＬの光軸に対して通常通り維持される。しかし、基板Ｗに対する投射ビームＰＢの焦点位置を変化させるために、図示するように基板Ｗを光軸の方向に約１μｍだけ上方及び下方に移動する。このことは、基板Ｗの露光中に、スリット・スキャン当たり約１μｍだけ、露光当たり数サイクルからレーザ周波数（１〜４ｋＨｚ）未満の周波数で基板Ｗが振動するときに実施される。或いは、各位置で１回ずつの複数の露光が実施される。
【００４５】
「実施例４及び５」
第４及び第５実施例は、パターン形成投射ビームＰＢの所望の焦点位置の変化を達成するために浸液１０が変化することが浸液１０の特徴であることを除いて、第１実施例と同じである。他の実施例と同じく、どんな液体供給システムも使用することができるが、第４実施例では、図２及び３に示すような液体供給システムが最も適している。第５実施例では、欧州特許出願０３２５２９５５．４で説明されているような液体閉込めシステムＬＣＳが最適である。
【００４６】
第４及び第５実施例では、浸液１０の屈折率が時間と共に変化する。具体的には、露光中に基板Ｗが投射系ＰＬの下で走査されるとき、浸液１０の屈折率が水平方向にゆっくりと変化する。これを行う１つの方法は、図２の装置を使用して、入口ＩＮを通じて基板Ｗの表面に加えられる液体の組成を時間と共に変化させることである。例えば、異なる屈折率を有する２つの液体の２元組成を連続的に変化させることによってである。この屈折率の変化は、基板Ｗに対する投射イメージの焦点位置を変化させる効果を有し、それによって焦点寛容度を向上させるという本発明の目的が達成される。
【００４７】
上述の屈折率の変化は、浸液の温度を変化させることによっても可能である。これが第５実施例であり、図７を参照しながら説明する。ヒータ７０が液体閉込めシステムＬＣＳ上に設けられる。又はヒータ７０を液体供給システム内の別の場所に設けることもできる。ヒータ７０は、走査中に、水平方向、すなわち結像される基板Ｗの表面の平面に対して平行な方向で変化するのに有効である。ヒータ７０は、浸液１０の屈折率を変化させる効果を有し、それによって、基板Ｗが投射系ＰＬの下で走査されるときに、基板Ｗに対する投射ビームＰＢの焦点位置が変化する。
【００４８】
第４及び第５実施例のシステムは、連続走査的に使用することができ、又はそれぞれ異なるフォーカス設定での離散的な複数の露出に対して使用することができる。制御は、下流方向又は上流方向に流体特性を測定することによるフィードフォワード又はフィードバックでよい。
【００４９】
「他の実施例」
複数の位置で投射ビームＰＢを集束させる他の方法には、例えば投射ビームＰＢを発生するレーザ中のガスの組成を変化させること、レーザ中のガスの圧力を変化させること、又はライン・ナローイング・ユニットを使用することによって投射ビームＰＢの帯域幅を変化させることが含まれる。屈折投射光学系を使用する場合、焦点位置は、使用する波長に依存する（レンズはアキシアル・カラーを有すると言われる）。したがって、投射ビームＰＢの帯域幅を増大させることにより、複数のアンテナ・イメージ（波長当たり１つ）が同時に結像される。同じ効果は、２つ以上の異なる（ほぼ一定の）波長の複数の投射ビームを使用することによって達成することができる。投射ビームは、同一の放射源又は異なる放射源によって供給することができる。投射ビームの焦点位置は、マスクの変位、傾動、又は回転によって変化させることもできる。
【００５０】
投射系ＰＬでバイ・レフリンガント（ｂｉ−ｒｅｆｒｉｎｇａｎｔ）レンズ要素を使用することも可能であり、実際ＣａＦｚは、液浸リソグラフィで使用される波長での紫外放射に対して透過性であると共に、バイ・レフリンガント特性を示す。このようにして、投射ビームの様々な焦点位置で同時に基板Ｗに結像することが可能である。
【００５１】
上記の方法のすべては、焦点位置の正確な変化量を達成するように保証するために変数の精密な制御を必要とすることを理解されよう。この目的で、コントローラが設けられる。
【００５２】
局所的であってもなくても、どんな液体閉込めシステムでも本発明で使用することができる。
【００５３】
本発明の特定の実施例を上記で説明したが、本発明は記載以外の方法でも実施できることを理解されよう。この説明は本発明を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による液体閉込めシステムの断面図である。
【図３】図２の液体閉込めシステムの平面図である。
【図４ａ】本発明の第１実施例を示す図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施例を示す図である。
【図４ｃ】本発明の第１実施例を示す図である。
【図４ｄ】本発明の第１実施例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例を示す図である。
【図７】本発明の第５実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
ＡＭ 調節手段
ＢＤ ビーム送達システム
Ｃ 対象部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＦ 位置センサ
ＩＬ 照明系
ＩＮ 積分器、入口
ＬＣＳ 液体閉込めシステム
ＭＡ パターン形成手段
ＭＡ パターン形成手段
ＭＴ 第１支持構造
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合せマーク
ＰＢ 投射ビーム
ＰＬ 投射系
ＰＷ 第２位置決め手段
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合せマーク
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
【図１】
2008199061.tif 000003
【図２】
2008199061.tif 000004
【図３】
2008199061.tif 000005
【図４ａ】
2008199061.tif 000006
【図４ｂ】
2008199061.tif 000007
【図４ｃ】
2008199061.tif 000008
【図４ｄ】
2008199061.tif 000009
【図５】
2008199061.tif 000010
【図６】
2008199061.tif 000011
【図７】
2008199061.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月2日(2008.5.2)
【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】
放射の投射ビームを供給する照明系と、
前記投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を支持する支持構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
投射系を使用して前記基板の対象部分に前記パターン形成ビームを投射する投射系と、
前記投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填する液体供給システムとを備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターン形成ビームの投射中に、前記基板に対する複数の位置で前記パターン形成ビームを集束するコントローラを有し、
前記コントローラが前記液体供給システムを制御し、前記液体の屈折率を変化させることによって前記位置を変化させる
こと特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記屈折率が、前記液体の組成の変化によって変化する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
放射の投射ビームを供給する照明系と、
前記投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を支持する支持構造と、
基板を保持する基板テーブルと、
投射系を使用して前記基板の対象部分に前記パターン形成ビームを投射する投射系と、
前記投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填する液体供給システムとを備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターン形成ビームの投射中に、前記基板に対する複数の位置で前記パターン形成ビームを集束するコントローラを有し、
前記コントローラが、前記基板を移動すること、前記投射ビームの帯域幅を広げること、及び／又は前記投射ビームとは異なる波長の少なくとも１つの別の投射ビームを供給すること、及び／又は前記基板に対して前記投射ビームを傾斜させること、及び／又は前記パターン形成手段を移動することによって前記位置を変化させる
ことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項４】
基板を設けること、
照明系を使用して放射の投射ビームを供給すること、
前記投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用すること、
投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填すること、
前記投射系を使用して、前記基板の対象部分に放射のパターン形成ビームを投射することを含むデバイス製造方法であって、
前記基板に対する複数の位置で前記パターン形成ビームを集束し、
前記焦点位置が、前記液体の屈折率を変化させることによって変化する
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記液体の屈折率が、前記液体の組成を変化させることによって変化する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
基板を設けること、
照明系を使用して放射の投射ビームを供給すること、
前記投射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用すること、
投射系の最終要素と前記基板との間の空間に液体を少なくとも部分的に充填すること、
前記投射系を使用して、前記基板の対象部分に放射のパターン形成ビームを投射することを含むデバイス製造方法であって、
前記基板に対する複数の位置で前記パターン形成ビームを集束し、
前記位置が、前記基板を移動すること、前記投射ビームの帯域幅を広げること、及び／又は前記投射ビームとは異なる波長の少なくとも１つの別の投射ビームを供給すること、及び／又は前記基板に対して前記投射ビームを傾斜させること、及び／又は前記パターン形成手段を移動することによって変化する
ことを特徴とする方法。
【外国語明細書】
2008199061000001.pdf