(57)【要約】【課題】局部選択的な化学反応によって、好ましくは高処理量で、マイクロメートルまたはさらに小さいデバイスを製造するのに適切なリソグラフィ投影装置を提供すること。【解決手段】複数の別体のチャンバを備えるフローセルが基板テーブル上に設けられ、流体を基板の露光領域に接触させて、その領域と相互作用させることができる。それによって、基板を基板テーブルから取り出さずに、一連の露光および化学的処理を実行することができる。【選択図】図２
2004206083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置であって、
放射の投影ビームを供給する放射システムと、
所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン形成する役割を果たすパターン形成手段と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン形成したビームを前記基板の標的部分の上に投影する投影システムと、
前記基板テーブルの上に保持された基板の表面と流体連通する流体処理セルであって、それによって、前記標的部分と反応するように流体を前記基板に接触させることができる流体処理セルとを備え、
前記流体処理セルが、前記基板テーブル上に保持された基板のそれぞれの領域と流体連通する複数の別体のチャンバを備え、それによって前記基板の異なる領域を、同時に異なる流体処理または露光処理にかけることができることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記流体処理セルが、前記複数のチャンバを画定するために、プレート部材であって、そこから突出して前記基板と接触する壁を有するプレート部材を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プレート部材が、その内部に、前記チャンバと連通する複数の流体チャンネルを有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記チャンバのそれぞれが細長く、その第１端部に流体入口と、その第２端部に流体出口とを有する、請求項１、２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記チャンバのそれぞれの高さが、前記流体入口から前記流体出口に向かって減少し、それによって毛管圧力が前記セルから流体を除去するのを助ける、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記流体処理セルの少なくとも１つの表面に反射防止膜が備わる、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
流体が前記チャンバ中に存在するとき、前記放射の反射を最少化するように前記チャンバのそれぞれの高さが選択される、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記流体処理セルが前記基板テーブルに組み込まれている、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記流体処理セルが、前記基板テーブルから分離可能であり、それによって前記セルと基板を前記基板テーブルの上に一緒に装着する前に、基板を前記流体処理セルに取り付けることができる、請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記流体処理セルが、前記基板テーブルから分離可能であり、それによって基板を前記基板テーブルの上に配置可能であり、前記流体処理セルを前記基板および／または基板テーブルの上に配置可能である、請求項１から７までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
デバイスを製造する方法であって、
リソグラフィ投影装置中の基板テーブルに基板を設けるステップと、
放射システムを使用して放射の投影ビームを供給するステップと、
前記投影ビームのそ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ステップと、
前記放射のパターン形成したビームを放射感受性材料層の標的部分の上に投影するステップと、
前記基板の領域を処理するステップであって、前記基板を前記基板ホルダによって保持しながら、処理工程を実行するために、その領域と相互作用する液体にその領域を曝すことによって処理するステップとを含む方法において、
前記基板の前記領域が前記標的部分を含まず、前記投影するステップと処理するステップの少なくとも一部が同時に実行されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記基板との前記相互作用が、
前記基板表面またはその上の化合物との化学反応と、
前記基板またはその上の化合物の一部の除去と、
前記基板への化合物の追加と、
洗浄と、
前記基板の表面もしくは原子もしくは電子構造の変異またはその基板に付着した化合物の変異、のうちの少なくとも１つを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
第２処理工程を実行するために、前記基板の第２領域をその領域と相互作用する第２流体に曝す第２の処理するステップをさらに含み、前記第２領域が、前記領域と異なり、前記第２処理工程が前記処理工程と異なり、前記第２の処理するステップの一部が、前記処理するステップと同時に実行される、請求項９または１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置に関し、具体的には、いわゆる「バイオ・チップ」を製造するようになされた装置と、デバイス製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の標的部分の上に所望のパターンを形成する機械である。例えば、リソグラフィ装置を集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合に、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し、このパターンを、一層の放射感受性材料（レジスト）を有する基板（例えば、シリコン・ウェハ）の上の標的部分（例えば、１つまたは幾つかのダイの一部を含む）の上に投影することができる。一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接標的部分の回路網を含むことになる。知られているリソグラフィ装置には、ステッパと呼ばれ、標的部分上にパターン全体を１回で露光することによって、それぞれの標的部分を照射するものと、スキャナと呼ばれ、所与の方向（「走査」方向）の投影ビームによってパターンを走査し、同時に、この方向に平行または反平行の基板を走査することによって、それぞれの標的部分を照射するものがある。
【０００３】
いわゆる「ジーン・チップ」および他の生化学的または流体ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）では、特定の生物学的または化学的化合物を基板上の特定領域に付着することが必要であり、幾つかの場合では、特定のＤＮＡ配列を基板上に組み上げることが望ましい場合がある。数多くのテストを実行できる小さいデバイスを作製するためには、それに対応する数多くの異なる化合物を基板上のそれぞれの領域に付着しなければならず、これらの領域のサイズは約１〜１００μｍになる場合がある。高性能半導体の製造または大領域の基板上に、例えば、平坦パネル表示器用に製造するために最適化されている既存のリソグラフィ装置は、この種のワークには最適ではない。
【０００４】
基板の一部の上にＤＮＡ配列を組み上げるために、選択的な光触媒反応によってジーン・チップを製造する装置が、米国特許出願公開第２００２／００４１４２０号明細書；Ｓ．Ｓｉｎｇｈ−Ｇａｓｓｏｎ他による、「Ｍａｓｋｌｅｓｓ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｏｌｉｇｏｎｕｌｃｅｏｔｉｄｅ  ｍｉｃｒｏａｒｒａｙｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  ａｒｒａｙ」、Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  １７巻、１９９９年１０月、９７４〜９７８頁；およびＦ．Ｃｅｒｒｉｎａ他による、「Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ａ  ｍａｓｋｌｅｓｓ  ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ  ｆｏｒ  ＤＮＡ  ｃｈｉｐｓ」、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ６１〜６２（２００２年）、３３〜３４頁に開示されている。しかし、それらに説明されている装置は、許容可能な処理量でデバイスを量産するには適切ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の１つの目的は、局部選択的な化学反応によって、好ましくは高処理量で、マイクロメートルまたはさらに小さいデバイスを製造するのに適切なリソグラフィ投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従って、リソグラフィ投影装置においてこのような目的および他の目的を実現するが、このリソグラフィ投影装置は、
放射の投影ビームを供給する放射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成する役割を果たすパターン形成手段と、
基板を保持する基板テーブルと、
パターン形成したビームを基板の標的部分の上に投影する投影システムと、
前記基板テーブルの上に保持された基板の表面と流体連通する流体処理セルであって、それによって、前記標的部分と反応するように流体を前記基板に接触させることができる流体処理セルとを備え、
前記流体処理セルが、基板テーブル上に保持した基板のそれぞれの領域と流体連通する複数の別体のチャンバを備え、それによって基板の異なる領域を、同時に異なる流体処理または露光処理にかけることができることを特徴とする。
【０００７】
基板テーブル上に設けられた流体処理セルによって、基板を装置から取り出さずに、露光前、露光中、および露光後に、基板上で処理を実行することが可能になる。例えば、基板のパターン形成照射は、その表面を選択的に活性化させ、例えば、溶液中の化合物が、他ならぬ活性化された表面に付着する。フローセル中の幾つかの別体のチャンバによって、特に、流体処理工程およびチャンバの洗浄にかなりの時間を要する場合は、流体処理を露光と並行して実行することが可能になり、処理量が大幅に増大する。
【０００８】
前記基板に接触させる流体には、気体、蒸気、または液体（例えば、溶液、縣濁液、または乳濁液）が含まれる。基板との相互作用には、基板表面または基板上の化合物との化学反応；基板または基板上の化合物の一部の除去；基板への化合物の追加；洗浄；あるいは基板の表面もしくは原子もしくは電子構造の変異または基板に付着した化合物の変異が含まれる。流体処理工程は、例えば、基板に１つの層を下処理するかまたは放射感受性層を付着するために露光前に、例えば、放射によって触媒反応を実行するために露光中に、または、例えば、露光放射によって増感させた標的部分の一部と選択的に反応させるために露光後に実行可能である。
【０００９】
本発明の１つの好ましい実施例では、流体処理セルが、前記複数のチャンバを画定するために、プレート部材であって、そこから突出して前記基板と接触する壁を有するプレート部材を備える。このような構造は、製造が簡単で、別体のチャンバ相互間の間隔を可能な限り近づけることができる。プレート部材は、基板テーブルに容易に組み込み可能であり、例えば、ピンプル・テーブルを形成するか、またはすべてのチャンバを１回のステップで形成するために単に基板を基板テーブル上に置くこともできる。
【００１０】
プレート部材は、その内部に、前記チャンバと連通する複数の流体チャンネルを有し、チャンバに連結する別体の配管の必要をなくし、かつチャンバとの連結部を簡素化することができる。プレート部材中のチャンネルは、基板テーブル中の一体型の流体チャンネルと位置合せ可能であり、確実で漏出のない連結部を非常に簡単に作製することができる。
【００１１】
流体処理セルは、透過性基板で使用するために、基板の下の基板テーブル中に、例えば、投影システムとは反対側に位置することができる。別法として、流体処理セルは、基板の上方に配置可能であり、かつ透過性の上部壁によって形成可能である。流体処理セルが基板の上方にあれば、空気感受性がない液体で使用する場合は、上部壁が割愛可能であり、重力を利用して液体をチャンバに閉じ込めることができる。
【００１２】
流体処理セルは、基板テーブルに組み込まれているのが好ましく、基板は、機械の中でこのテーブル上に装着される。このような配置では、知られた基板取扱いロボットおよび技術が使用可能である。そうではなく、流体処理セルが、基板テーブルから分離可能であり、それによって、セルと基板を基板テーブル上に一緒に装着する前に、基板を流体処理セルに装着することもできる。基板をオフ・ラインで装着することによって、流体処理セルの封止形成を向上させることができる。さらに別法では、基板を基板テーブル上に装着し、次いで流体処理セルを基板および／または基板テーブル上に配置する。
【００１３】
本発明の１つの好ましい実施例では、流体処理セルに、流体入口と流体出口を設け、セルの高さが入口から出口に向かって低くなり、それによって毛管圧力が、セルから液体を排除するのを助ける。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、
リソグラフィ投影装置中の基板テーブルに基板を設けるステップと、
放射システムを使用して放射の投影ビームを供給するステップと、
投影ビームのそ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ステップと、
放射のパターン形成したビームを放射感受性材料層の標的部分の上に投影するステップと、
前記基板の領域を処理するステップであって、基板を前記基板ホルダによって保持しながら、処理工程を実行するために、基板領域と相互作用する液体に基板領域を曝すことによって処理するステップとを含むデバイス製造方法において、
前記基板の前記領域が前記標的部分を含まず、前記投影するステップと処理するステップの少なくとも一部が同時に実行されることを特徴とする方法が提供される。
【００１５】
本明細書では、ジーン・チップの製造で使用するリソグラフィ装置に具体的に言及するが、本明細書に説明するリソグラフィ装置は、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、バイオＭＥＭＳ、ＩＣ、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の案内および検出パターン、液晶表示器（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造など、他の応用例も有することができる。このような別の応用例の文脈では、本明細書で「ウェハ」または「ダイ」という用語を使用する場合はいずれも、それぞれ「基板」または「標的部分」という用語と同義であると見なし得ることは当業者なら理解しよう。本明細書で言及する基板は、露光の前または後で、例えば、トラック（典型的に一層のレジストを基板に被覆し、露光したレジストを現像するツール）または計量もしくは検査ツールの中で処理可能である。適用できる場合は、このようなツールおよび他の基板処理ツールに本明細書の開示を応用することができる。さらには、例えば、多層ＩＣを作製するために、基板を１回よりも多く処理可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、幾つかの処理済み層を既に含む基板を指す場合もある。
【００１６】
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、４３５、４１０、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）ばかりでなく、イオン・ビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含めて、すべての種類の電磁放射を包含する。
【００１７】
本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板の標的部分の中にパターンを作成するように、投影ビームの断面中にパターンを付与するために使用可能な手段を指すものと広く解釈するべきである。投影ビームに付与されるパターンは、基板の標的部分中の所望のパターンに厳密に対応しなくてもよいことに留意されたい。一般に、投影ビームに付与されるパターンは、集積回路など、標的部分の中に作成されるデバイス中の特定機能層に対応することになる。
【００１８】
パターン形成手段は、透過型または反射型でもよい。パターン形成手段の例には、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、およびプログラム可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィではよく知られており、バイナリ交番移相型、および減衰移相型ばかりでなく、様々なハイブリッド型マスクなどのマスクの種類が含まれる。プログラム可能なミラー・アレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配置を使用し、それぞれのミラーを個々に傾斜させて異なる方向から入射する放射ビームを反射するが、このような方式で、反射されたビームをパターン化する。パターン形成手段のそれぞれの例では、その支持構造がフレームまたはテーブルであり、それは、例えば、必要に応じて固定式または可動式のもの、および、例えば、投影システムに対して、パターン形成手段を所望の位置に確保できるものである。本明細書で「レチクル」または「マスク」という用語を使用する場合はいずれも、より一般的な「パターン形成手段」という用語と同義であると見なすことができる。
【００１９】
本明細書で使用する「投影システム」という用語は、屈折型光学システム、反射型光学システム、および反射屈折型光学システムを含めて、例えば、使用される露光放射に、または浸漬液の使用もしくは真空の使用などの他の要素に適切な様々な種類の投影システムを包含するものと幅広く解釈されるべきである。本明細書で「レンズ」という用語を使用する場合はいずれも、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると見なすことができる。
【００２０】
照射システムもまた、放射の投影ビームを誘導、造形、または制御するための屈折型、反射型、反射屈折型の光学構成要素を含めて、様々な種類の光学構成要素を包含することができるが、このような構成要素は、以下で集合的にまたは単独に「レンズ」と呼ぶこともできる。
【００２１】
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つ以上のマスク・テーブル）を有する種類でよい。このような「多ステージ」機械では、追加的なテーブルを並行して使用可能であるし、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備工程を実行する一方で、１つまたは複数の他のテーブルを露光用に使用することもできる。
【００２２】
例として挙げるに過ぎないが、ここで添付の模式図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００２３】
図において、対応する参照符号は対応する部分を指す。
【００２４】
実施例１
図１は、本発明の１つの具体的な実施例によるリソグラフィ投影装置を模式的に示す。本装置は、
放射（例えば、ＵＶ放射）の投影ビームＰＢを供給する放射システムＩＬ（この具体的な事例では放射源ＬＡも備える）、
放射ビームに所望のパターンを付与するためのパターン形成手段ＰＭ（例えば、変形可能なマイクロ・ミラー・アレイ）、
基板Ｗ（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダが設けられ、かつ基板を要素ＰＬまたはＰＢに対して厳密に位置決めするための第２位置決め手段（図示せず）に連結される目標テーブル（基板テーブル）、
パターン形成手段の照射部分を基板Ｗの標的部分（例えば、１つまたは複数のダイを含む）上に投影するための投影システム（「レンズ」）ＰＬを備える。
【００２５】
ここで図示するように、本装置は反射型である（例えば、反射型パターン形成手段を有する）。しかし一般的には、それが、例えば、透過型でもよい（例えば、ＬＣＤアレイなどの透過型パターン形成手段を有する）。
【００２６】
放射源ＬＡ（例えば、水銀ランプ）が放射ビームを発生する。このビームは、直接にまたはビーム拡大器などの調整手段を通過した後で、照射システム（イルミネータ）ＩＬ中に送出される。イルミネータＩＬは、望ましくない波長を濾過するためのフィルタＦＩと、凝縮器ＣＯを含むことができる。このような方式で、パターン形成手段ＰＭに当たるビームＰＢは、その断面中に望ましい均一性および強度分布を有する。
【００２７】
図１に関して留意すべきは、放射源ＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内に配置可能であるが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプのときに大抵そうであるように）、放射源がリソグラフィ投影装置から遠隔にあり、（例えば、適切な誘導ミラーを利用して）それが発する放射ビームを本装置中に誘導できることである。後者の場合は、放射源ＬＡがエキシマ・レーザであるときに大抵そうである。欧州特許出願第ＥＰ−Ａ−１  ２５６  ８４８号明細書に説明されている水銀ランプおよび液体光ガイドを使用することもできる。本発明および特許請求の範囲は、これらの場合をすべて包含する。
【００２８】
ビームＰＢは、パターン形成手段ＰＭによって選択的に反射された後、レンズＰＬを通過し、このレンズが、ビームＰＢを基板Ｗの標的部分の上に合焦する。位置決め手段を利用して、例えば、異なる標的部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするために、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。一般に、目標テーブルＷＴの移動は、図１には明示していないが、長行程モジュール（経路位置決め）および短行程モジュール（微調整位置決め）を利用する。パターン形成手段は、短行程アクチュエータに連結するだけでもよいし、または固定式であってもよい。
【００２９】
基板上に投影すべきパターンは、マイクロ・ミラー・アレイの事例では、パターンに従って光を投影システムＰＬ中に選択的に誘導するようにミラーを設定するパターン形成手段に設けてある。
【００３０】
図示の装置は２つの異なる方式で使用可能である。すなわち、
１．ステップ方式では、パターン形成手段によって表示されたパターンを基本的に静止状態に保ち、画像全体を１回で（例えば、単一「閃光」）標的部分Ｃ上に投影する。次いで基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ軸方向に移動させて異なる標的部分ＣをビームＰＢによって照射することができる。
２．走査方式では、基本的に同じ事を実行するが、ただし、所与の標的部分Ｃを単一「閃光」で照射しない。その代わりに、パターン形成手段が、一定の速度ｖで、一定の走査方向に、走査パターンを表示するのと並行して、同方向にまたは反対方向に、速度Ｖ＝Ｍｖで、同時に基板テーブルＷＴを移動させる。前式で、ＭはレンズＰＬの倍率である（Ｍは１から１／１０までの範囲内でよい）。このような方式で、解像度を損なわずに、相対的に大きな標的部分Ｃを露光することができる。
【００３１】
本発明の実施例では、基板テーブルＷＴが、流体処理ユニットＦＣ（あるいはフローセルと呼ぶ）を追加的に備え、これによって基板Ｗ上で化学的処理を実行できるが、それを図２により詳細に示す。それぞれの露光後に、流体をフローセルに一気に流す。例えば、この流体は、ＤＮＡを構成するアデニン、シトシン、グアニン、およびチアミンという窒素塩基の１つを含有することができる。したがって、望ましいＤＮＡ配列を基板上に組み合わせることができる。流体を除去するために、乾燥したアルゴンでフローセルを洗浄する。ＤＮＡ配列を組む過程中に、基板を空気に少しでも触れさせることは許されない。空気に水蒸気が含有されていると、ＤＮＡ産生過程を妨害することになるからである。
【００３２】
図２は、基板ホルダ１０の一部を形成する流体処理ユニットＦＣと、図では一部を切り取って示す基板Ｗとを示す。基板Ｗは、その縁部周りを壁１７に接して休止し、この壁は、基板を基板テーブルに保持するために排気されている真空領域１３の境界を画す。ピンプル１６が知られた方式で基板を支持する。幾つかの流体チャンバ１１が真空領域内部にあり、これらのチャンバは、流体処理セルを形成するために基板Ｗが流体チャンバを密閉するように、壁１７と同じ高さの直立壁１５によって形成されている。流体チャンバ壁、ピンプル、および外壁１７の高さならびに平面度は、基板を必要以上に歪めずに、上方の大気と下方の真空の間の差圧によって加わる力の作用下で、基板Ｗが流体チャンバ壁に適切な封止を形成するように決定される。流体チャンバは細長く、この事例では、基板の一側付近からその対抗側付近まで延びて、幾つかの標的部分Ｃを包含する。これらのチャンバは流体の消費を最小にするために浅いことが好ましい。流体入口１２（図４参照）が一端に設けてあり、他端には流体出口１４がある。望ましい処理を実行するために、入口を介して流体を流体チャンバに供給し、出口を介して流体を除去する。流体チャンバから作為的に漏出を起こすようにして汚染を防止することができる。
【００３３】
基板を流体処理ユニット上に押えつけるために真空を生成する真空装置は、流体チャンバから漏出する場合がある流体をいずれも除去し、かつユニットに進入する恐れのある空気をいずれも除去する役割も果たす。
【００３４】
この実施例では、流体処理ユニットが基板テーブルＷＴに組み込まれ、知られた装置を使用して基板をテーブル上に装着し、基板の取扱いを簡便にする。別法として、流体処理ユニットを基板テーブルから分離することもできる。すなわち、本装置外部の流体処理ユニットに基板を取り付け、次いでユニットと基板を一緒に基板テーブ上に装着する。このような配置は、基板と実現すべき流体チャンバの間により適切な封止を可能にすることに利点があり得る。
【００３５】
流体管理システム２０を図３に示す。流体処理ユニット中へ流体／ガスの組合せを１回で注入することによって、流体処理ユニットに供給する。このような方式では、フローセルに向かって配管にアルゴンを一気に流すことがフローセル自体の洗浄（ｆｌｕｓｈｉｎｇ）と組合せ可能である。これによって「非洗浄可能」空隙を最小限にする。ウェハ・テーブルＷＴの質量、テーブル上での熱発生、およびウェハ・テーブルＷＴ（μｍの厳密さで位置決めする必要がある）に繋がるケーブルならびにホースの数を最小にするために、流体管理システムの大部分は、テーブルから遠隔に位置し、流体供給コンジットおよび流体排出コンジットが流体処理ユニットＦＰ中のそれぞれの流体チャンバ１１に繋がる。
【００３６】
流体管理システムの供給源は、本装置中で使用するためのそれぞれの流体用供給タンク２１ａ、ｂ、ｃ等と、洗浄ガス用タンク２２ａを含む。洗浄ガス、例えば、アルゴンまたはヘリウムを使用して、それぞれの流体処理後に流体チャンバ１１を洗浄し、かつ供給タンク２１ａ、ｂ、ｃ等から汲み出した流体を交換することもできる。流体供給タンク２１ａ〜ｃのそれぞれからの出口の中に一方向弁２７ａ〜ｃを設けて、分注流体が少しでもタンクに戻るのを防止する。洗浄ガス用タンク２２ａには圧力調節器２２ｂが備わり、標準圧力、例えば、１２バールまで圧力を引き下げる。これを監視する圧力センサ２２ｃと、このシステムの外部からこのガス容器を封止するためのバルブ２２ｄが設けてある。
【００３７】
微粒子をいずれも濾過しかつ洗浄ガスを凝縮するために、このガスをフィルタ・ユニット２３ａに通して誘導する。このフィルタ・ユニットは圧力調節器２３ｂおよび圧力ゲージ２３ｃと一体になっている。圧力調節器は、流体チャンバ１１を洗浄するために洗浄ガスを安全に使用できるように圧力をさらに低下させる。最終的な洗浄工程として、洗浄ガスを活性炭フィルタ２４に通して誘導し、このフィルタで０．００３μｍよりも大きい粒子を捕捉する。流体供給タンク２２ａ、ｂ、ｃ等から取り出した流体の交換に使用するガスの圧力を制御するために、別の調節可能な圧力調節ユニット２５が設けてある。
【００３８】
様々な供給源を流体処理ユニットＦＰに選択的に接続するために、直列の３／２バルブ２６ａ〜ｃを使用するが、これらは電気的に制御され、通常は洗浄ガスが流体処理ユニットＦＰまで通り抜けできる位置にある。流体をフローセルに送出するために、３／２バルブのそれぞれのバルブを流体に対して開く。電気的制御に対する手動オーバライドを設けることもできる。
【００３９】
供給および排出ライン内の２／２バルブ２８、３２によって、望ましい場合は、例えば、長い時間、流体が基板と接触状態にあることが処理に必要な場合は、流体処理ユニットＦＰを封止することができる。圧力ゲージ２９は、流体処理ユニットＦＰに繋がる供給ライン内の圧力を監視して、液圧とガス圧を測定することができる。流体管理システムの出力側では、同様の圧力ゲージ３０が流体処理ユニットＦＰからの排出ライン内の圧力を監視する。流体が本システムを流通しているかどうか検出し、それによって空の供給タンクを検出するために、流体検出器３１も設けてある。この検出器は電気信号を送って流体の存在を知らせる。その形態そのものは、検出すべき流体（例えば、炭化水素）次第である。
【００４０】
供給側の配置と同様に、通常はアルゴンに対して開いている３／２バルブ３３ａ〜ｃが、流体処理ユニットに通して一気に流された流体を、再利用または適切に廃棄するために、それぞれの廃液用タンク３６ａ〜ｃ中に別々に回収することができる。別々に回収する必要がなければ、単一の廃液用タンクが使用可能であり、これらのバルブを割愛することができる。洗浄に使用したアルゴンと廃液用タンク３６ａ〜ｃから排除された空気は、蒸発した流体をいずれも回収するために、凝縮器３８を介して真空ポンプを使用して排出される。周囲の空気が廃液用タンクに進入するのを防止するために、廃液用タンクの出口の中に一方向バルブ３７ａ〜ｃが設けてある。
【００４１】
この実施例では、流体用のそれぞれのポンプ３４ａ〜ｃと洗浄ガス用のポンプ３５によって、流体処理ユニットＦＰ全体の流体を吸引する。これによって汚染の確率が最小になる。別法として、供給側の１つまたは複数のポンプによって、あるいは供給タンク中のガス圧によって流体を押し通してもよい。
【００４２】
流体処理ユニットが幾つかの流体チャンバを有する場合は、様々な配置が可能である。最も簡素化するには、すべての流体チャンバを並列に連結して、それらに同じ流体を同時に供給する。しかし、流体をチャンバに別々に供給できることが望ましい場合、例えば、標的領域の異なる領域に異なる処理を実行するかまたは露光と並行して流体処理を実行できることが望ましい場合がある。このような場合では、単一の供給コンジットから流体チャンバの選択されたチャンバへ流体を送出するのを制御するために、切換え装置を流体処理ユニット中に設けることができる。別法として、幾つかの流体管理システム（それぞれの流体チャンバごとに１つの管理システム）を設けることができる。これは、テーブルに対する追加的な供給および排出ラインを設ける必要性を代償として融通性を最大化するものである。
【００４３】
図４は流体チャンバ１１の断面図である。見て分かるように、流体チャンバ１１の床１１ａと流体入口付近の基板Ｗの間の間隙Ｇ１は、出口付近の間隙Ｇ２よりも大きい。両方の間隙は約０．１ｍｍ以下である。このような方式で、流体と、流体チャンバおよび基板との間の毛管圧力が流体を出口に引き寄せ、流体処理後の流体除去を向上させることになる。流体チャンバと基板の材料は、流体が、それらに対する大きい粘着力と、小さい凝集力を有するように選択されるのが好ましい。例えば、流体がアルコール性であれば、フローセルおよび基板にはガラスを使用することができる。
【００４４】
図５は、流体処理ユニット内部の４つの別体の流体チャンバに供給するための１つの代替的な流体管理システムを示す。４つの流体と１つの洗浄ガスをそれぞれ供給タンク４１ａ〜ｄと４２に貯留する。第１流体管理システムにおけるように、洗浄ガス容器４２ａには、圧力を１２バールまで引き下げる圧力調節器４２ｂが備わっている。同様に圧力ゲージ４２ｃおよびバルブ４２ｄが備わっている。次いで、洗浄ガスは、圧力調節器４３ｂと圧力ゲージ４３ｃを有するフィルタ・ユニット４３ａを備え、流体チャンバを洗浄するために洗浄ガスを使用できるように洗浄ガス圧をさらに低下させるフィルタおよび圧力調節ユニット４３に供給される。アルゴンもフィルタ４４によって濾過される。流体が汲み出されるとき、流体容器４１ａ〜４１ｄ中の空間を占有するために、洗浄ガスの圧力をさらに低下させねばならず、これは調節可能な圧力調節器４５ａおよび圧力ゲージ４５ｂを含む圧力調節器４５によって行われる。洗浄ガスは一方向弁４７ａ〜４７ｄを介して流体供給タンク４１ａ〜４２ｄに進入する。流体供給タンク４１ａ〜４１ｄから供給された流体は、一方向弁４８ａ〜４８ｄと、４つの多位置弁４６ａ〜４６ｄ（流体処理ユニット上の流体チャンバごとに１つ）に流体を供給する分配ブロック４９ａ〜４９ｄとを介して流出する。それぞれの多位置弁によって、４つの流体の１つと洗浄ガスの間で別個の選択が可能になる。
【００４５】
廃棄側では、それぞれの流体チャンバからの廃棄ラインには、例えば、流体との接触時間を延ばす必要がある処理のために、流体チャンバの閉鎖を可能にする二位置弁５０ａ〜５０ｄが備わっている。流体検出器５１ａ〜５１ｄもそれぞれの廃棄ライン内に備わっている。別法として別体の容器を使用することもできるが、廃液を廃液用容器５２中に回収する。ポンプ５３を使用して本システム全体の洗浄ガスと流体を吸引することができる。
【００４６】
実施例２
本発明の第２実施例は、図６および７に示す異なる流体処理セルを使用する。本装置の残部、特に流体管理システムは、第１実施例における場合と同じでよい。
【００４７】
第２実施例の流体処理セル６０では、流体チャンバ６２が、投影ビームの放射に対して透過的なガラスまたは石英などの材料から作製したプレート部材６１と基板Ｗの間に形成されている。プレート部材６１は、流体チャンバを画定するように、その部材の内表面から垂下する壁６３を有し、図６および７では周囲壁のみを示すが、１つの特定の応用例では、基板の領域を細分割する別の壁を適宜に設けるか、または割愛することができる。基板Ｗの外側で基板テーブルＷＴの上に休止するスカート６７が、プレート６１の外周囲回りにある。このスカート６７は、その内部に、流体チャンバ６１と連通して入口と出口の役割を果たす流体チャンネル６４を有する。流体チャンネル６４の他端部は、基板テーブルＷＴの中のチャンネル６５と位置合せされ、次ぎに、これらのチャンネル６５は、上に説明した流体管理システムに接続する。チャンネル６４の端部またはチャンネル６５の端部回りに、Ｏリング封止体を設けることができる。
【００４８】
流体セルを組み立てるために、最初に、従来の基板取扱いロボットによって基板Ｗを基板テーブルＷＴの上に装着し、例えば、ピンプル・テーブルまたは静電チャックなどの従来の手段によって定位置に保持する。次いで、プレート部材６１を基板Ｗの上に装着する。このために基板取扱いロボットを使用してもよいし、または別体の専用装置を備えてもよい。プレート部材６１と基板テーブルＷＴの中のチャンネル６４、６５の正確な位置合せは、ロボットまたは位置決め装置に固有の精度によって確実に実行できるが、必要があれば、ガイドまたはキー配置によって補助する。ピンプル・テーブルおよび真空を使用して基板を定位置に保持する場合は、周囲壁６３の外側であるがスカート６７の内側にある空間内に部分真空を生成することによって、プレート部材６１を定位置に保持することもできる。別法として、機械式、電磁式、または静電式クランプを使用することもできる。
【００４９】
様々なサイズまたは厚みの基板に適応するために、様々な高さの壁６３および／またはスカート６７を有するプレート部材６１を設けることができる。
【００５０】
実施例３
本発明の第３実施例は、様々な厚みの基板に適応するように設計されている。それは第２実施例の変形であり、図８に示してある。その図では、第２実施例の部分と同様または対応する部分が、１０大きい参照符号によって示してある。
【００５１】
第３実施例では、基板テーブルＷＴに、例えば、支持体に接着されている基板など、想定される最も厚い基板に適応するのに十分の深さがあるウェル７８を設ける。より薄い基板を使用するときは、基板Ｗの上面を適切な高さにするために、適切な厚さのダミーまたはスペーサ基板７９を使用する。
【００５２】
実施例４
本発明の第４実施例を図９に示すが、これも第２実施例の変形である。第２実施例の部分と同様の部分は、２０大きい参照符号で示してある。
【００５３】
第４実施例では、簡素化するために、かつ基板の厚みの変化に適応するために、周囲壁６３を割愛する。流体は基板の縁部を越えて流出し、したがって、ピンプル・テーブルおよび真空装置を使用して基板を定位置に保持する場合は、真空システムは、発生する恐れのある基板下への液漏れをいずれも収容できなければならない。
【００５４】
以上に本発明の特定の実施例を説明してきたが、説明とは別様に本発明を実施できることは明らかである。以上の説明は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の１つの実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】より詳細に図１の装置の流体処理セルを示す図である。
【図３】図１の装置の流体管理システムを示す図である。
【図４】図２の流体処理セルを示す断面図である。
【図５】別の流体管理システムを示す図である。
【図６】本発明の第２実施例による流体処理セルを示す図である。
【図７】本発明の第２実施例による流体処理セルを示す図である。
【図８】本発明の第３実施例による流体処理セルを示す図である。
【図９】本発明の第４実施例による流体処理セルを示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
ＣＯ  凝縮器
ＬＡ  放射源
ＦＩ  フィルタ
ＩＬ  イルミネータ
ＰＭ  パターン形成手段
ＰＬ  投影システム（レンズ）
ＦＣ  流体処理ユニット（フローセル）
ＰＢ  投影ビーム
Ｗ  基板
Ｃ  標的部分
１０  基板ホルダ
１１  流体チャンバ
１１ａ  流体チャンバの床
１２  流体入口
１３  真空領域
１４  流体出口
１５  直立壁
１６  ピンプル
１７  外壁
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  流体供給タンク
２２ａ  洗浄ガス用タンク
２２ｂ  圧力調節器
２２ｃ  圧力センサ
２２ｄ  バルブ
２３ａ  フィルタ・ユニット
２３ｂ  圧力調節器
２３ｃ  圧力ゲージ
２４  活性炭フィルタ
２５  圧力調節ユニット
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ  ３／２バルブ
２７ａ、２７ｂ、２７ｃ  一方向弁
２８  ２／２バルブ
２９  圧力ゲージ
３０  圧力ゲージ
３１  流体検出器
３２  ２／２バルブ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  ３／２バルブ
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  流体用ポンプ
３５  洗浄ガス用ポンプ
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  廃液タンク
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ  一方向弁
３８  凝縮器
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  流体供給タンク
４２  洗浄ガス用タンク
４２ａ  洗浄ガス容器
４２ｂ  圧力ゲージ
４２ｃ  バルブ
４２ｄ  圧力調節器
４３  圧力ゲージ
４３ａ  フィルタ・ユニット
４３ｂ  圧力調節器
４３ｃ  圧力ゲージ
４４  フィルタ
４５  圧力調節器
４５ａ  圧力調節器
４５ｂ  圧力ゲージ
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ  多位置弁
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ  一方向弁
４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ  一方向弁
４９ａ、４９ｂ、４９ｃ、４９ｄ  分配ブロック
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ  二位置弁
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  流体検出器
５２  廃液容器
５３  ポンプ
６０、７０、８０  流体処理セル
６１  プレート部材
６２、７２、８２  流体チャンバ
６３、７３  壁
６４、７４、８４  流体チャンネル
６５、７５、８５  ＷＴ中のチャンネル
６７  スカート
７８  ウェル
７９  スペーサ基板
【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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【図９】
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【外国語明細書】
2004206083000001.pdf