(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板テーブル上に支持された基板のターゲット部分にパターン付き放射ビームを投影する投影システムの少なくとも一部を囲み、且つ前記基板テーブルの少なくとも一部を囲む環境チャンバと、
液体を含む液浸流体を前記環境チャンバ内に提供する液浸流体ハンドリングシステムと、
前記環境チャンバを外部環境から隔離する環境調節システムと、を備え、
前記環境調節システムが、前記環境チャンバを取り巻く二重壁バッファチャンバ内の雰囲気を不活性ガスを使用して調整し、かつ、液浸液の蒸気を前記環境チャンバ内に閉じ込めるよう構成され、
前記環境調節システムが、前記不活性ガスを再生し、リサイクルするバッファシステム
を備え、
前記バッファシステムが、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定した前記二重壁バッファチャンバ内の気体温度の測定値に基づいて、前記二重壁バッファチャンバ内の気体の温度を制御する、液浸リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記バッファシステムが、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定された前記二重壁バッファチャンバ内の気体の流量の測定値に基づいて、前記二重壁バッファチャンバを通る前記気体の流量を制御するブロワユニットを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バッファシステムが、前記二重壁バッファチャンバ内に存在する液浸蒸気を凝縮する凝縮器を備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記バッファシステムが、凝縮した液浸蒸気を排液するように構成されたドレインを含む、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記環境調節システムが、前記二重壁バッファチャンバを通る気体の流れを制御し、前記二重壁バッファチャンバの雰囲気を調節するリフロシステムを備える、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記液浸流体ハンドリングシステムが、前記環境チャンバ内の前記雰囲気を調節して、前記雰囲気を液浸液の蒸気で実質的に飽和させる、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記液浸流体ハンドリングシステムが、前記環境チャンバに供給される気体を濾過するフィルタを備える気体入口を備える、請求項１から６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記液浸流体ハンドリングシステムが、前記環境チャンバにアクセスするロードロックを有する、請求項１から７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記液浸流体ハンドリングシステムが、（ｉ）前記環境チャンバを通る気体の流量、又は（ｉｉ）前記環境チャンバ内の気体の温度、又は（ｉｉｉ）前記環境チャンバ内の気体の圧力、又は（ｉｖ）前記環境チャンバ内の気体の蒸気飽和レベル、又は（ｖ）（ｉ）から（ｉｖ）から選択された任意の組合せを監視するメトロロジー及びコントロールシステムをさらに備える、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記液浸流体ハンドリングシステムが、液浸液を前記液浸流体として前記投影システムと前記基板又は基板テーブルとの間の空間に提供する、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
投影システムを使用して、基板テーブル上に支持されている基板のターゲット部分にパターン付き放射ビームを投影し、
前記投影システムの少なくとも一部を囲み、且つ前記基板を又は前記基板テーブルの少なくとも一部を囲む環境チャンバに、液体を含む液浸流体を提供し、
環境調節システムを使用して、前記環境チャンバを外部環境から隔離することを含み、
前記環境調節システムが、前記環境チャンバを取り巻く二重壁バッファチャンバ内の雰囲気を不活性ガスを使用して調整し、かつ、液浸液の蒸気を前記環境チャンバ内に閉じ込め、
前記環境調節システムが、前記不活性ガスを再生し、リサイクルするバッファシステム
を備え、
前記バッファシステムを使用して、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定した前記二重壁バッファチャンバ内の気体温度の測定値に基づいて、前記二重壁バッファチャンバ内の気体の温度を制御する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本出願は、参照により全体が本明細書に組み込まれる２００８年２月２１日出願の米国仮特許出願第６１／０３０，５０４号に関する。
【０００２】
[0002]  本発明は液浸リソグラフィ装置及び液浸リソグラフィ装置のクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、紫外線（ＵＶ）放射ビームを使用して基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層へパターンを結像することにより行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる互いに近接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニング構造から基板へとパターンを転写することが可能である。他のリソグラフィ装置は、干渉計及びマスクレスリソグラフィパターニングデバイスを含んでよい。
【０００４】
[0004]  投影システムの最終要素と基板の間の空間を充填するように、リソグラフィ投影装置内の基板を炭化水素液、水などの比較的高い屈折率を有する液に液浸することが提案されている。液体は蒸留水でよいが、別の液体を使用することもできる。本発明の説明は、液体に言及している。しかし、別の流体、特にウェッティング流体、非圧縮性流体及び／又は屈折率が空気より高い、望ましくは屈折率が水より高い流体が適切なことがある。そのポイントは、露光放射は液体中の方が波長が短いので、結像するフィーチャの小型化を可能にすることである。（液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を大きくでき、焦点深さも大きくすることと見なすこともできる。）水以外の他の液浸液も提案されている。有機流体が、考慮されている液体の１つである。有機流体は水より高い屈折率を有し、通常は有機溶剤中に分散した芳香族、又は重芳香族、例えばデカヒドロナフタレン（デカリンとしても知られる）、フッ化炭化水素又はクバンを備えるなど、炭化水素を備える。提案されている他の液浸液は、固体粒子（例えば石英）が懸濁している水を含むが、それに限定されない。
【０００５】
[0005]  基板を、又は基板と基板テーブルを液体の浴槽に浸すことは、スキャン露光中に加速すべき大きい塊の液体があることでもある。これには、追加のモータ又はさらに強力なモータが必要であり、液体中の乱流が望ましくない予測不能な効果を引き起こすことがある。
【０００６】
[0006]  提案されている構成の１つは、液体供給システムが液体閉じ込めシステムを使用して、基板の局所区域に、及び投影システムの最終要素と基板の間にのみ液体を提供することである（基板は通常、投影システムの最終要素より大きい表面積を有する）。液体が少なくとも１つの入口ＩＮによって基板上に、望ましくは最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給され、投影システム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。つまり、基板が−Ｘ方向にて要素の下でスキャンされると、液体が要素の＋Ｘ側にて供給され、−Ｘ側にて取り上げられる。液体が入口ＩＮを介して供給され、低圧源に接続された出口ＯＵＴによって要素の他方側で取り上げられる。液体は最終要素に対する基板の動作方向に沿って供給されるが、こうである必要はない。最終要素の周囲に配置された入口及び出口の様々な方向及び数が可能である。一例は、各側に４組の入口と出口が、最終要素の周囲に規則的パターンで設けられる。
【０００７】
[0007]  ツイン又はデュアルステージ液浸リソグラフィ装置は、基板を支持する２つのテーブルを備えることができる。第一位置にあるテーブルで、液浸液がない状態でレベリング測定を実行し、液浸液が存在する第二位置にあるテーブルで、露光を実行する。あるいは、装置は１つのテーブルのみを有してよい。
【０００８】
[0008]  本明細書で述べるように、炭化水素などの流体が液浸流体として提案され、水などの既存の液浸流体より高い屈折率を有する。
【発明の概要】
【０００９】
[0009]  炭化水素などの屈折率が高い流体を使用すると、液浸装置内に追加の環境制御手段が必要になることがある。例えば、流体及び蒸気は空気又は酸素と混合されると可燃性になることがある。流体は、空気から酸素を吸収して、その露光放射吸収性を高めることがある。このような炭化水素液浸流体は、ＵＶ放射に露光すると劣化し、例えば光学コンポーネントの表面のような重大な表面に炭素質付着物を残すことがある。さらに、従来の蒸気濃度センサは水又は特定の液体の蒸気濃度を測定することができるが、普遍的な適用性はない。従来の蒸気濃度センサの測定値間の遅れ時間は重大になることがある。また、従来の気体流量センサは、乾燥気体の流量しか測定することができない。通常、従来の気体流量センサは、特定のタイプの気体に合わせて構成され、普遍的な適用性はない。このような流量センサは、特定の寸法のエンクロージャ内における流量の測定に制限されることがある。
【００１０】
[0010]  例えば、前述した問題の１つ又は複数、又は本明細書で言及していない他の問題を軽減する液浸リソグラフィ装置を提供することが望ましい。
【００１１】
[0011]  本発明の一実施形態によれば、投影システム、液浸流体ハンドリングシステム及び環境調節システムを備えるリソグラフィ装置が提供される。環境チャンバは、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムの少なくとも一部を囲み、且つ基板テーブルの少なくとも一部を囲む。基板は基板テーブル上に支持される。液浸流体ハンドリングシステムは、液浸液の蒸気で実質的に飽和した不活性ガスを環境チャンバに提供するように構成される。環境調節システムは、環境チャンバを外部環境から隔離するように構成することができる。環境調節システムは、環境チャンバを取り巻く二重壁バッファチャンバの雰囲気を調整する、及び／又は液浸液の蒸気を環境チャンバ内に閉じ込めるように構成することができる。環境調節システムは液浸液の蒸気を閉じ込めることができる。
【００１２】
[0012]  本発明の別の実施形態は、以下のステップを含む方法を提供する。つまり、投影システムを使用して、基板テーブル上に支持されている基板のターゲット部分にパターン付き放射ビームを投影する。液体供給システムを使用して、投影システムと基板又は基板テーブルとの間の空間に液浸液を提供する。環境チャンバを含む環境調節システムを使用して、液体供給システムの少なくとも一部及び基板テーブルの少なくとも一部を外部環境から隔離する。
【００１３】
[0013]  本発明のさらなる実施形態は、気体の流量及び蒸気濃度を測定するシステムを提供する。システムは、第一音響信号を伝送するように構成された第一トランスデューサと、第一音響信号を受信するように構成された第二トランスデューサと、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の気体の温度を測定するように構成された温度センサと、気体の圧力を測定するように構成された圧力センサとを備える。システムは、第一音響信号の送信と受信の間の第一期間を測定し、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の距離、第一期間、気体の温度、及び気体の圧力に基づいて気体の蒸気濃度を割り出すように構成された制御ロジックも含む。
【００１４】
[0014]  実施例では、第二トランスデューサは第二音響信号を伝送するように構成され、第一トランスデューサは第二音響信号を受信するように構成される。制御ロジックは、第二音響信号の送信と受信の間の第二期間及び第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の距離に基づいて、気体の流量を測定するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
[0015]  本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付図面は、本発明の１つ又は複数の実施形態を図示し、記述とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成し、使用できるようにする働きをする。
【００１６】
【図１】[0016]本発明の実施形態による例示的リソグラフィを示した図である。
【図２】[0017]リソグラフィ投影装置で使用する液体供給システムの実施形態を示した図である。
【図３】[0017]リソグラフィ投影装置で使用する液体供給システムの実施形態を示した図である。
【図４】[0018]リソグラフィ投影装置に使用する液体供給システムの実施形態を示した図である。
【図５】[0019]液体供給システムの実施形態を示した図である。
【図６ａ】[0020]液体供給システムのコンポーネントの実施形態を示した図である。
【図６ｂ】[0020]液体供給システムのコンポーネントの実施形態を示した図である。
【図６ｃ】[0020]液体供給システムのコンポーネントの実施形態を示した図である。
【図７】[0021]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の例示的な流れ及びバッファシステムを示した略図である。
【図８】[0022]本発明の実施形態によるリフロシステムを示した図である。
【図９】[0023]本発明の実施形態によるバッファシステムを示した図である。
【図１０】[0024]本発明の実施形態による流量及び蒸気濃度測定システムを示した図である。
【図１１】[0025]本発明の実施形態による例示的スピーカを示した図である。
【図１２】[0026]本発明の実施形態による音響信号の伝送及び受信を示した例示的グラフである。
【００１７】
[0027]  次に、添付図面を参照しながら本発明の１つ又は複数の実施形態について説明する。図面では、同様の参照番号は同一又は機能的に類似した要素を示すことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
Ｉ．概要
[0028]  本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ又は複数の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。本発明は請求の範囲によって規定される。
【００１９】
[0029]  記載される実施形態、及び「１つの実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などへの本明細書における言及は、記載される実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
【００２０】
[0030]  本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実現することができる。本発明の実施形態は、１つ又は複数のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実現することができる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述することができる。しかし、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
【００２１】
ＩＩ．例示的リソグラフィ装置
[0031]  図１は、本発明の実施形態で使用するのに適切なリソグラフィ装置の実施形態を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又は深紫外線（ＤＵＶ）放射）を調節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成され、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一ポジショナＰＭに接続された支持構造（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成され、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二ポジショナＰＷに接続された基板テーブル（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に与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）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とを含む。
【００２２】
[0032]  照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００２３】
[0033]  支持構造ＭＴはパターニングデバイスを保持している。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造ＭＴは、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造ＭＴは、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００２４】
[0034]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００２５】
[0035]  パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。このような実施形態では、傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００２６】
[0036]  さらに、干渉計リソグラフィシステムにはパターニングデバイスがなく、放射ビームが２本のビームに分割され、２本のビームは反射システムを使用することにより、基板のターゲット部分で干渉する。干渉により、基板のターゲット部分に線が形成される。
【００２７】
[0037]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、干渉光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００２８】
[0038]  ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
【００２９】
[0039]  リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００３０】
[0040]  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る。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。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見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。追加の実施形態では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００３１】
[0041]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００３２】
[0042]  放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターンが与えられる。放射ビームＢはパターニングデバイスＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、支持構造ＭＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二ポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを使用して実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００３３】
[0043]  図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００３４】
[0044]  １．ステップモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。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、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００３５】
[0045]  ２．スキャンモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。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、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
【００３６】
[0046]  ３．別のモードでは、支持構造ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
【００３７】
[0047]  上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００３８】
ＩＩＩ．例示的液体供給システム
[0048]  局所液体供給システムがある液浸リソグラフィの解決法が、図４に示されている。液体が、投影システムＰＬのいずれかの側にある２つの溝入口ＩＮによって供給され、入口ＩＮの半径方向外側に構成された複数の別個の出口ＯＵＴによって除去される。入口ＩＮ及びＯＵＴは、中心に穴があり、投影される投影ビームが通る板に配置することができる。液体は、投影システムＰＬの一方側にある１つの溝入口ＩＮによって供給されて、投影システムＰＬの他方側にある複数の別個の出口ＯＵＴによって除去され、これによって投影システムＰＬと投影システムＰＬの間に液体の薄膜の流れが生じ、投影システムＰＬの他方側にある複数の別個の出口ＯＵＴによって除去され、これによって投影システムＰＬと基板Ｗの間に液体の薄膜の流れが生じる。どの組合せの入口ＩＮと出口ＯＵＴを使用するかの選択は、基板Ｗの動作方向によって決定することができる（他の組合せの入口ＩＮ及び出口ＯＵＴは不活性である）。
【００３９】
[0049]  提案されている局所液体供給システムの解決法がある別の液浸リソグラフィの解決法は、投影システムの最終要素と基板テーブル、基板Ｗ又はその両方との間にある空間の境界の少なくとも一部に沿って延在するバリア部材（又はいわゆる液浸フード）を液体供給システムに設けることである。このような解決法が図５に示されている。バリア部材は、投影システムに対してＸＹ面では実質的に静止していてよいが、Ｚ方向（例えば光軸の方向）には多少の相対運動があってよい。バリア部材と基板、基板テーブル又は両方の表面との間に、シールを形成することができる。以降で基板に言及する場合、それは明示的に述べていない限り、基板テーブルＷ又は基板テーブルＷＴ又はその両方を含む。シールは、ガスシールのような非接触シールであることが望ましい。
【００４０】
[0050]  図５を参照すると、バリア部材１２が、投影システムの像フィールドの周囲で基板に対する非接触シールを形成し、したがって液体が閉じ込められて、基板表面と投影システムの最終要素との間のリザーバ又は液浸空間１１を充填する。リザーバ１１は、投影システムＰＬの最終要素の下方に配置され、それを囲むバリア部材１２によって形成される。液体を、例えば開口１３によって投影システムの下方で、バリア部材１２内の空間に入れる。バリア部材１２が投影システムの最終要素の少し上まで延在し、液体のバッファが提供されるように、液体が最終要素の上まで上昇する。バッファ部材１２は、その上端が実施形態では投影システム又はその最終要素の形状に非常に一致することができる内周を有し、内周は例えば円形でよい。底部では、内周が像フィールドの形状に非常に一致し、例えば下端は長方形でよいが、そうである必要はない。
【００４１】
[0051]  液体は、バリア部材１２の底部と基板Ｗの表面との間のガスシール１６によってリザーバ内に閉じ込められる。ガスシールは、気体、例えば空気又は合成空気であるが、実施形態ではＮ2又は不活性ガスよって形成される。気体は、圧力下で入口１５を介してバリア部材１２と基板の間のギャップに提供され、出口１４を介して抽出される。気体入口１５への過剰圧力、出口１４の真空レベル、及びギャップの幾何学的形状は、液体を閉じ込める内側への高速の気体流があるように構成することができる。例示的システムが、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，９５２，２５３号で開示されている。
【００４２】
[0052]  他の解決法が可能であり、本発明の１つ又は複数の実施形態はこれにも等しく当てはまる。例えばガスシール１６の代わりに、液体のみを抽出するように構成された単相抽出器を有することが可能である。このような単相抽出器の半径方向外側には、液体を空間内に封じ込めるのに役立つ気体の流れを生成する１つ又は複数の特徴があってよい。１つのこのようなタイプの特徴は、いわゆる「ガスナイフ」３４（図６Ｃ参照）で、その内部で薄い気体のジェットが基板Ｗへと下方向に誘導される。投影システム及び液体供給システムの下で基板のスキャン動作をしている間に、静水力学的及び流体力学的な力が発生することがあり、その結果、基板に向かって液体に下方向の圧力がかかる。
【００４３】
[0053]  局所区域液体供給システムがある状態で、基板Ｗが投影システムＰＬ及び液体供給システムの下方で移動する。基板テーブルＷＴの相対運動によって、基板Ｗの縁部を結像するか、基板テーブルＷＴ上のセンサが感知目的のために、又は基板交換のために結像することができる。基板交換とは、異なる基板の露光と露光の間で基板Ｗを基板テーブルＷＴから取り出し、交換することである。基板交換中に、液体を液体閉じ込めシステム１２内に維持することが望ましいことがある。これは、液体閉じ込めシステムを、基板Ｗから離れた基板テーブルＷＴの表面に載せるように、基板テーブルＷＴに対して液体閉じ込めシステム１２を、又はその逆を動かすことによって達成することができる。このような表面はシャッタ部材である。ガスシール１６を操作するか、シャッタ部材の表面を液体閉じ込めシステム１２の下面に締め付けることによって、液体閉じ込めシステム内に液浸液を保持することができる。締め付けは、液体閉じ込めシステム１２の下面に提供される流体の流れ及び／又は圧力を制御することによって達成することができる。例えば、入口１５から供給される気体の圧力及び／又は出口１４から加えられる低圧を制御することができる。
【００４４】
[0054]  液体閉じ込めシステム１２が配置された基板テーブルＷＴの表面が、基板テーブルＷＴの一体部品でよいか、あるいはこの表面が基板テーブルＷＴの着脱式及び又は交換可能なコンポーネントでよい。このような着脱式コンポーネントを、閉鎖ディスク又はダミー基板と呼んでもよい。着脱式又は分離式コンポーネントは別個のステージでよい。デュアル又はマルチステージ構成では、基板の交換中に基板テーブルＷＴ全体を取り替える。このような構成では、着脱式コンポーネントを基板テーブル間で移送することができる。シャッタ部材は、基板交換前に基板テーブルＷＴの隣で動かすことができる中間テーブルでよい。次に、基板交換中に液体閉じ込めシステムを中間テーブル上に、又はその逆に動かすことができる。シャッタ部材は、基板交換中にステージ間に配置することができる後退可能なブリッジなどの基板テーブルＷＴの可動コンポーネントでよい。基板交換中にシャッタ部材の表面を液体閉じ込め構造の下で、又はその逆で動かすことができる。
【００４５】
[0055]  基板交換中に、基板Ｗの縁部が空間１１の下方を通過し、液体が基板Ｗと基板テーブルＷＴの間のギャップ内に漏れることがある。この液体は、流体静力学的又は流体力学的圧力で、又はガスナイフ又は他の気体流を生成するデバイスの力によって押しやることができる。基板Ｗの縁部の周囲に、基板Ｗと基板テーブルＷＴ間のギャップ内のようにドレインを設けることができる。ドレインを基板テーブル上の別の物体の周囲に配置してもよい。このような物体は、１つ又は複数のセンサ、及び／又は例えば基板交換などの間に液体供給システムの底部に取り付けることによって液体供給システム内に液体を維持するために使用されるシャッタ部材を含むが、それに限定されない。したがって、基板Ｗに言及した場合、それはセンサ又はシャッタ部材、例えば閉鎖プレートを含む任意のこのような他の物体と同義と見なされたい。
【００４６】
[0056]  他の例示的リソグラフィシステムについては、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第４，５０９，８５２号、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４９５０４号、及び欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−１，４２０，２９８号を概ね参照されたい。
【００４７】
[0057]  図６ａは、液浸フードＩＨと基板Ｗの間の液体を除去するために液浸システム内で使用できる液体ハンドリング構造１２の液体除去デバイス２０を示す。図６ｂは図６ａの拡大図である。液体除去デバイス２０は、わずかに低圧ｐcに維持されて、液浸液で充填されたチャンバを備える。チャンバの下面は、例えば約５から５０μｍという範囲の直径ｄholeの複数の小さい穴を有する多孔質部材２１で形成され、例えば基板Ｗの表面などの液体を除去すべき表面から約１ｍｍ未満、望ましくは約５０から３００μｍの範囲の高さｈgapに維持される。多孔質部材２１は有孔板、又は液体を通過できるように構成された任意の他の適切な構造でよい。実施形態では、多孔質部材２１は少なくともわずかに親液性である。つまり例えば水などの液浸液に対して９０°未満の接触角を有する。
【００４８】
[0058]  このような液体除去デバイスは、多くのタイプのバリア部材１２及び液浸フードＩＨに組み込むことができる。一例が、参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００６−００３８９６８号に開示されているように、図６ｃに示されている。
【００４９】
[0059]  図６ｃはバリア部材１２の一方側の断面図を示し、これは投影システムＰＬ（図６ｃには図示せず）の露光フィールドを少なくとも部分的に囲むリング（本明細書では、リングは円形、長方形又は任意の他の形状でよく、連続的又は不連続的でよい）を形成する。この実施形態では、液体除去デバイス２０はバリア部材１２の下側の最内縁部付近でリング形チャンバ３１によって形成される。チャンバ３１の下面は、上述した多孔質部材のような多孔質部材で形成される。リング形チャンバ３１は、１つ又は複数の適切なポンプに接続されて、チャンバから液体を除去し、所望の低圧を維持する。使用時には、チャンバ３１は液体で一杯であるが、本明細書では明快さを期して空の状態で図示されている。
【００５０】
[0060]  リング形チャンバ３１の外側には、気体交換リング３２及び気体供給リング３３があってよい。気体供給リング３３は、その下部分に狭いスリットを有してよく、スリットから逃げる気体がガスナイフ３４を形成するように、ある圧力で気体が、例えば空気、人工空気又はフラッシュガスが供給される。ガスナイフを形成する気体は、気体抽出リング３２に接続された適切な真空ポンプによって抽出され、したがってその結果の気体の流れが残留液を内側に押しやり、ここで液浸液及び／又は小さい液体の滴の蒸気に耐性があるべき液体除去デバイス２０及び／又は抽出リング３２によって除去することができる。しかし、液体の大部分は液体除去デバイス２０によって除去されるので、抽出リング３２を介して除去される少量の液体は、振動につながり得る不安定な流れを引き起こさない。
【００５１】
[0061]  チャンバ３１、気体抽出リング３２、気体供給リング３３及び他のリングは、本明細書ではリングとして述べられているが、これは露光フィールドを囲んだり、完全なリングであったりする必要はない。これは連続的又は不連続的でよい。実施形態では、１つ又は複数のこのような入口及び出口は任意の環状形状でよく、例えば図２、図３及び図４に示すように、例えば円形、長方形、又は露光フィールドの１つ又は複数の側部に沿って部分的に延在する他のタイプの要素でよい。
【００５２】
[0062]  図６ｃに示す装置では、ガスナイフを形成する気体の大部分は、気体抽出リング３２を介して抽出されるが、一部のガスは液浸フードＩＨの周囲の環境へと流れ、潜在的に干渉計位置測定システムＩＦを妨害することがある。これは、ガスナイフ（図示せず）の外側に追加の気体抽出リングを設けることによって防止することができる。
【００５３】
[0063]  このような単相抽出器を液体閉じ込めシステム又は液体供給システム内で使用できる方法のさらなる例は、例えば欧州特許出願公開ＥＰ１６２８１６３号、米国特許出願ＵＳ６０／６４３，６２６号及び米国特許出願公開ＵＳ２００６−０１５８６２７号に見ることができ、これは全て参照により全体が本明細書に組み込まれる。大部分の出願では、多孔質部材は液体供給システムの下側にあり、基板Ｗが投影システムＰＳの下で移動できる最高速度は、多孔質部材２１を通した液体除去の効率によって少なくとも部分的に決定される。
【００５４】
[0064]  単相抽出器は、液体と気体の両方（例えば約５０％の気体、５０％の液体）を抽出する２相モードで使用することができる。単相抽出器という用語は、本明細書では単相を抽出する抽出器ばかりではなく、より一般的に、抽出される気体及び／又は液体が通過する多孔質部材を組み込んだ抽出器としても意図される。ガスナイフ３４の実施形態では、気体供給リング３３がなくてもよい。
【００５５】
[0065]  上述した単相抽出器は、液体を基板の上面の局所区域にのみ供給する液体供給システムに使用することができる。さらに、このような抽出器は、他のタイプの液浸装置に使用することができる。また、抽出器は水以外の液浸液に使用することができる。抽出器は、いわゆる「漏れシール」("leaky seal")液体供給システムに使用することができる。このような液体供給システムでは、液体が投影システムの最終要素と基板の間の空間に提供される。その液体は、その空間から半径方向外側に漏れることができる。例えば、場合に応じて自身と基板Ｗ又は基板テーブルＷＴの上面との間にシールを形成しない液浸フードＩＨ又は液体閉じ込めシステム１２又は液体供給システム（図３及び図４）を使用する。液浸液は、「漏れシール」装置内では基板の半径方向外側にしか回収することができない。
【００５６】
[0066]  単相抽出器に関するコメントは、他のタイプの抽出器、例えば多孔質部材がない抽出器にも当てはまる。このような抽出器は、液体と気体の一方又は両方を抽出する２相抽出器として使用してもよい。
【００５７】
[0067]  次に、本発明の実施形態を、前述した図面で説明したような液体ハンドリングシステム及びドレインがある液浸システムを有するリソグラフィ装置に関して説明する。しかし、この実施形態が任意の種類の液浸装置にも当てはまることは明白である。したがって、説明の以上の行で説明したシステム及びコンポーネントは、例示的なシステム及びコンポーネントである。実施形態は、インライン及びオフラインで実現される洗浄システム及び洗浄ツール、超純水供給及び／又は回収システム、及び気体供給及び除去システム（例えば真空ポンプ）などの液体供給及び液体回収システムを含むが、それに限定されない液浸システムの他の特徴にも当てはまる。
【００５８】
[0068]  次に、液浸液を供給するために最適化された液浸システムに関して、実施形態を説明する。しかし、実施形態は、液浸媒体として液体以外の流体を供給する流体供給システムを使用する液浸システムでの使用にも、等しく適用可能である。
【００５９】
ＩＶ．リソグラフィ装置の例示的流れシステム
[0069]  図７は、本発明の実施形態による装置７００を示す。装置７００は、光学システム７０２、基板７０６及び基板７０６を支持して投影システム７０２に対して動かすように構成された基板テーブル７０８、光学システム７０２の最終要素又は一部と基板７０６の間に閉じ込められた液浸液７０４を囲むエンクロージャ７８０を含む。別の例では、液浸液７０４は基板７０６の表面に、例えば基板の表面全体に流れるように供給され、液体７０４は閉じ込められない。このような液浸システムでは、液体閉じ込め構造は前述した通りでよいが、例えば液浸液抽出器及び／又はガスシールは存在しない、又は動作可能でない。
【００６０】
[0070]  装置７００は、上述したような液浸液ハンドリング構造（図２から図６参照）、リフロシステム７４０、メトロロジー及びコントロールシステム７６０及び環境チャンバ７２４を備える液浸流体ハンドリングシステム（特定されず）を含む。装置７００は、バッファシステム７５０、バッファチャンバ７１０及びメトロロジー及びコントロールシステム７９０を含む環境調節システム（特定されず）も含む。バッファチャンバ７１０（二重壁でよい）は、環境チャンバ７２４を外部雰囲気７１２から隔離する。ロードロック７７０は、環境チャンバ７２４への基板トラック（図示せず）のアクセスを提供する。基板トラックは、基板７０６を基板テーブル７０８に供給する。実施形態では、エンクロージャ７８０は液浸流体ハンドリングシステム、環境調節システム、光学システム７０２及び基板テーブル７０８を部分的に、又は完全に囲むことができる。実施形態では、外部雰囲気７１２はエンクロージャ７８０の内部にある。実施形態では、外部雰囲気７１２はエンクロージャ７８０の外部にあってよい。装置７００は、前述したような液浸リソグラフィ装置を備えることができ、これは屈折率が水より高い液浸液７０４、例えば炭化水素、望ましくは芳香族官能基又はデカリンなどの重芳香族基を含む炭化水素を使用するような構成である。実施形態では、基板テーブル７０８はテーブルＷＴでよく、基板７０６は基板Ｗでよい。
【００６１】
[0071]  液浸リソグラフィ装置内では、露光中に基板より上にある環境を、制御された気体の流れによって調整することができる。気体は、調整された温度を有する、及び／又は濾過することができる。気体の流れは、基板及び液浸システムの周囲にある気体環境の温度を制御し、調整することができる。しかし、炭化水素などの屈折率が水より高い液体を使用すると、酸素が液浸液に溶解し得るという危険がある。１つの危険は、例えば気体の流れの結果として、液浸液が蒸発し得ることである。気体の流れが液浸液を移動させることがある。気体の流れは、液浸液をリソグラフィ装置の周囲に分布させることがある。液浸液は可燃性及び／又は有害（有毒）なことがあり、これは既知のリソグラフィ装置の液浸システムを使用する際に健康危険及び／又は環境危険を引き起こすことがある。さらに、液浸液とＵＶ放射との相互作用がリソグラフィ装置に損傷を引き起こすことがある。このような相互作用は、リソグラフィ装置の表面に望ましくない炭素質付着物を引き起こすことがある。付着物は装置のコンポーネント、例えば光学コンポーネント又はセンサを損傷することがある。また、付着物は、その後にリソグラフィ装置を損傷する危険の潜在的な発生源になることがある。
【００６２】
[0072]  したがって、装置７００は二重壁バッファチャンバ７１０を含む。チャンバ７１０はバッファとして作用し、環境チャンバ７２４からリソグラフィ装置７００、特にその液浸システムを取り巻く環境７１２へと液浸液７０４が液体又は蒸気の形態で逃げる危険を防止又は軽減する。チャンバ７１０は、酸素が環境チャンバ７２４に進入する危険を防止又は軽減し、それが液浸液７０４に吸収されるのを防止するのに役立つことができる。チャンバ７１０は、環境チャンバ７２４を外部環境７１２から隔離する。
【００６３】
[0073]  環境チャンバ７２４は、ロードロック７７０を介して基板７０６を装置７００に供給する基板トラックシステム（図示せず）に接続することができる。ロードロック７７０は、ガスカーテン又は図６ｃに関して上述したようなガスナイフ３４でよい。液浸液７０４と接触するチャンバ７２４内の雰囲気７１６は、窒素（Ｎ2）などの不活性（非反応性）ガス７１４を備えてよく、これは液浸液の蒸気でほぼ１００％飽和している。したがって、チャンバ７２４内の雰囲気７１６は、ほぼ飽和レベルの液浸液７０４の蒸気を備えてよい。雰囲気７１６中の蒸気のレベル（つまり液浸液７０４の蒸気圧）は、ほぼ飽和レベルに維持することができる。このレベルは特定の閾値でよい。
【００６４】
[0074]  実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、環境チャンバ７２４内の気体の温度、流量、圧力及び／又は蒸気飽和度を監視するように構成される。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、リフロシステム７４０を制御し、メトロロジー及びコントロールシステム７６０による測定値及び特定の／動的にプログラムされた閾値に基づいて、環境チャンバ７２４内の気体の温度、流量、圧力及び／又は蒸気飽和レベルを調節するように構成される。一例では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０及び／又はメトロロジー及びコントロールシステム７９０は、気体の流量及び／又は蒸気濃度を測定する流量及び蒸気濃度測定システム１０００（図１０参照）を含む。
【００６５】
[0075]  実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、環境チャンバ７２４内で基板７０４の近傍に配置される。代替的又は追加的に、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、投影システム７０２の下方に配置されている場合、例えばデュアルステージの実施形態の第二ステージが測定ステーションにあるか、測定テーブルを伴う状態で、基板テーブルＷＴから離して配置することができる。
【００６６】
[0076]  雰囲気７１６の気体７１４は、例えば微粒子を除去するために、リフロシステム７４０で濾過することができる。気体７１４の温度は、特定の範囲内に維持し、調整することができる。この範囲は小さく、非常に厳格な限度を有してよい。チャンバ７１０及びチャンバ７１０を通る気体の流れは、囲まれて制御された環境７１６から酸素を排除するように構成することができる。メトロロジー及びコントロールシステム７６０と同様に、メトロロジー及びコントロールシステム７９０は、バッファチャンバ７１０内の気体の温度、流量、圧力及び／又は蒸気飽和度を監視するように構成される。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７９０は、バッファシステム７５０を制御し、特定の閾値又は動的にプログラムされた閾値に基づいてバッファチャンバ７１０内の気体の温度、流量、圧力及び／又は蒸気飽和レベルを調節するように構成される。実施形態では、バッファチャンバ７１０内の液浸蒸気は、凝縮器９０４（図９参照）を使用して凝縮される。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７９０は、バッファチャンバ７１０内に配置される。バッファチャンバ７１０内のメトロロジー及びコントロールシステム７９０の位置は設計の選択肢であり、恣意的でよいことを認識されたい。
【００６７】
[0077]  図７に示すように、雰囲気７１６中の気体７１４は、気体７１８として再循環及び／又は再生することができる。窒素などの不活性ガス７１４を備え、液浸液７０４の蒸気で実質的に飽和した雰囲気７１６が、チャンバ７１０に供給される。気体は、リソグラフィ装置７００の液浸システムを越えて流れ、そこで除去される。除去された気体７１８は、再循環又はリフロシステム７４０に供給される。リフロシステム７４０内では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０による測定に基づいて、気体を濾過し、温度を調整し、及び／又は液浸液の蒸気で調整することができる。気体は、再生されると、環境チャンバ７１０に再度供給することができる。バッファシステム７５０については、図８を参照しながら以下でさらに詳細に説明する。
【００６８】
[0078]  バッファチャンバ７１０は、基板テーブル７０８（基板テーブル７０８上に配置することができる基板ステージ及びセンサを含む）、リフロシステム７４０を含んでよい液浸流体ハンドリングシステム、メトロロジー及びコントロールシステム７６０及びそれに関連する検出器、及び液体ハンドリング構造（図２から図６参照）を囲むことができる。一例では、ロードロック７７０をトラックシステムとリソグラフィ装置７００の間に設けることができる。ロードロック７７０は、基板をリソグラフィ装置の液浸システムに供給するように動作することができる。ロードロック７７０は、基板を取り出すように動作することができる。ロードロック７７０は、環境チャンバ７２４に出入りするアクセスを提供する開口（例えば出入口）でよい。ロードロックは、ドアなどの物理的な閉鎖デバイスではなく、ガスカーテン（例えばガスナイフ３４）でよい。しかし、ガスカーテンは、環境チャンバ７２４の雰囲気を周囲の外部雰囲気７１２から分離した状態を維持するのに十分でなければならない。
【００６９】
[0079]  この例では、環境チャンバ７２４はバッファチャンバ７１０によって隔離され、これによってバッファガス７２０が流入して、バッファガス７２２が例えばバッファシステム７５０へ、特にＵＶ照明に露光可能なリソグラフィ装置７００の任意の領域に流出することができる。リフロシステム７４０については、図９に関して以下でさらに詳細に説明する。
【００７０】
[0080]  いかなる炭化水素のフューム又は蒸気も、十億分率の単位でもＵＶ照明によって分解し、炭素質付着物を生成する。バッファチャンバ７１０は、このような付着物が形成しないように保護することができる。環境調節システムは、外部雰囲気７１２とバッファチャンバ７１０と環境チャンバ７２４の間に自身のロードロックを有してよい。
【００７１】
[0081]  この例では、二重壁バッファチャンバ７１０が環境チャンバ７２４を外部雰囲気７１２から隔離する。バッファチャンバ７１０内には、バッファガスの流れ７２０／７２２がある。バッファガスの流れ７２０／７２２は、不活性ガス７１４／７１８の別個の流れであり、これは窒素又は空気を含んでよい。不活性ガス７１４／７１８は、バッファチャンバ７１０をパージする。バッファチャンバ７１０は事実上、環境チャンバ７２４と外部雰囲気７１２との間の二重壁ゾーンである。これは、温度制御、液浸液７０４の酸素曝露、及び周囲雰囲気７１２への液浸液蒸気の逃げに対して環境チャンバ７２４をバッファする。バッファチャンバ７１０を通る気体の流れ７２０／７２２は、バッファシステム７５０で濾過して粒子を除去し、温度を調整し、及び／又は調整して液浸液蒸気を除去することができる。
【００７２】
[0082]  追加的又は代替的に、環境調節システムは、全体的に同心状に配置することができるバッファチャンバ７１０を取り巻くさらなるチャンバ（特に図示せず）を有してよい。各チャンバは、この構成にさらなる壁を追加することができる。したがって、３つの同心バッファチャンバを有する環境調節システムは、４つの壁がある構成である。環境調節システムが有する同心バッファチャンバの数が多いほど、環境調節システムは効果的かつ効率的になるが、実現されるシステムの費用が高くなり、複雑になる。
【００７３】
[0083]  実施形態では、表面を濡らすために表面の少なくとも一部に液浸液７０４が適用された基板７０６が、制御された気体環境７１６内に配置される。環境チャンバ７１０内の環境７１６は、蒸発率及びそれに伴う冷却が大幅に軽減されるように、高レベルの蒸気飽和によって全体的に制御される。この構成は、捕捉され、再循環した液体蒸気を制御することができる。例えば、基板及び液体ハンドリングシステムの領域から酸素が排除される。したがって、液浸液及び蒸気の酸化、さらにはそれが燃焼するという危険も軽減することができる。これは、酸化した液浸液の付着物が液浸システム内に形成する可能性を低下させるのに役立ち、結像欠陥の形成を防止するのに役立つ。したがって、蒸気がその付近の環境にある気体７２０と反応することを防止するか、少なくとも大幅に軽減することができる。スキャン中に引き起こされる欠陥の数及びサイズを減少させることができる。気体７２０から粒子を濾過すると、欠陥のサイズ及び数を減少させることができる。
【００７４】
[0084]  この構成は、バッファガス７２０、つまり不活性ガスの温度を制御することができる。この環境制御は、基板７０６、基板テーブル７０８及びステージからの液浸液の蒸発率に影響する。環境制御の動作は、許容可能な公差内のオーバレイの制御に直接関係し、したがってそれを達成するのに役立つ。
【００７５】
[0085]  一例では、バッファチャンバ７１０は窒素ガス７２０のバッファシステム７５０を使用する。バッファシステム７５０はコンパクトであり、基板テーブル７０８（基板ステージ）の表面及び／又はセンサ領域（図示せず）に局所的である。このようなセンサ領域は、エンコーダ（図示せず）の位置でよい。バッファシステム７５０は、気体が再循環するので、その使用を経済的に制御する。それを使用すると、液浸液７０４の蒸発率の精密な制御、したがって基板７０６の温度制御を維持することができる。この制御は、リソグラフィ装置のオーバレイ性能を改良するのに役立つ。窒素などの不活性ガス７２０を使用すると、例えば屈折率の高い液浸液などの液浸液７０６が、基板７０６上に欠陥を生じ得る酸化によって分解するのを防止するのに役立つ。このような欠陥は、皮膚又はゼラチン状付着物などの酸化した付着物によって引き起こされることがある。
【００７６】
[0086]  以上で検討した実施形態では、二重壁の流れの設計が、環境チャンバ７２４からの外部雰囲気７１２をバッファし、性能及び安全性を改良する。環境チャンバ７２４は外部雰囲気７１２から隔離される。窒素などの不活性ガスを使用すると、屈折率が高い液浸液が例えば酸素又は水蒸気によって汚染されるのを実質的に防止する。酸素を排除すると、炭化水素液体などの可燃性液浸液に起こりえる燃焼が実質的に防止される。二重壁システムは、エネルギ及び位置センサ及び照明光学系などの、リソグラフィツール内の感度が高いコンポーネント上で凝縮し得る高屈折率の蒸気が逃げるのを防止することができる。
【００７７】
Ｖ．リフロシステム
[0087]  図８は、本発明の実施形態によるリフロシステム７４０を示す。リフロシステム７４０は、ブロワユニット８００、加湿器膜８０２、凝縮器８０４、流れ粒子フィルタ８０６、熱交換器８０８及びメイクアップガス入力部８１０を含むが、それに限定されない。
【００７８】
[0088]  ブロワユニット８００は、流量及び蒸気濃度測定システム１０００（図１０参照）による流量測定値に基づいて、環境チャンバ７２４を通る気体の流量を制御するように構成されたファンを含んでよい。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０によって環境チャンバ７２４を通る気体の流量が流量の特定の閾値又は特定の範囲より低いと判断された場合、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、ブロワユニット８００のファン速度を増加又は減少させて、流量の変化を補償する。
【００７９】
[0089]  実施形態では、流量及び蒸気濃度測定システム１０００は、リフロシステム７４０内の液浸液７０４の蒸気濃度を割り出すことができる。加湿器膜８０２は、流量及び蒸気濃度測定システム１０００が液浸液７０４の蒸気濃度を特定のレベルより低いと示した場合に、リフロシステム７４０を通って流れる気体に液浸液７０４の蒸気を与えるように構成される。加湿器膜８０２は、湿った半透膜でよい。加湿器膜８０２を通って流れる気体は、液浸液７０４の蒸気を吸収する。追加的又は代替的に、加湿器膜８０２は、中空の繊維質マイクロチューブ又はナノチューブを備えてよい。認識できるように、膜８０２には他のデバイスも使用することができる。リフロシステム７４０は、流量及び蒸気濃度測定システム１０００が測定したままの蒸気飽和レベルに基づいて、膜８０２の湿度レベルを調節するように構成される。様々な実施例では、飽和レベルは特定であるか、メトロロジー及びコントロールシステム７６０をプログラムすることによって動的に変化させることができる。指定された飽和レベル及び流量及び蒸気濃度測定システム１０００による測定値に基づいて、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は膜８０２の湿度レベルを制御し、それによって環境チャンバ７２４を通る気体の蒸気飽和レベルを制御することができる。
【００８０】
[0090]  凝縮器８０４は、流量及び蒸気濃度測定システム１０００によって測定されたままの蒸気濃度レベルが特定のレベルを超えた場合に、液浸液７０４の蒸気を凝縮するように構成することができる。凝縮器８０４は、凝縮した蒸気を排液するように構成されたドレインを含んでよい。実施形態では、凝縮器８０４は酸素ラジカルと組み合わせてＵＶ放射を使用し、炭化水素を水と一酸化炭素に分解する。ＵＶ放射は、通常は１９４ｎｍ未満の波長で、以下の化学反応を誘発するために使用される。
炭化水素＋Ｏ（ラジカル）→ＣＯ＋Ｈ2Ｏ
【００８１】
[0091]  酸素源（図示せず）をＵＶ放射と組み合わせて使用し、液浸液７０４の蒸気中の炭化水素及び炭素系化合物と反応する活性化した酸素ラジカルを供給する。酸素ラジカルは、炭化水素を水と炭素の酸化物に変換する。ＵＶランプを使用して、ＵＶ放射を供給することができる。バッファシステム７５０は、ＵＶランプ及び酸素源も使用して、炭化水素の高屈折率液浸液７０４の使用に由来する望ましくない炭化水素フュームを分解することができる。
【００８２】
[0092]  流れ粒子フィルタ８０６は、リフロシステム７４０を通って流れる気体中の粒子を濾過するように構成することができる。実施形態では、流れ粒子フィルタ８０６は、約３０ｎｍ以上のサイズの粒子を濾過する。
【００８３】
[0093]  リフロシステム７４０は、メトロロジー及びコントロールシステム７６０による温度読み取り値が、環境チャンバ７２４を通って流れる気体の温度を特定の温度又は温度範囲より高い又は低いと示した場合に、リフロシステム７４０を通って流れる気体の温度を調節するように構成された熱交換器８０８も含んでよい。
【００８４】
[0094]  リフロシステム７４０は、不活性ガスをリフロシステム７４０に供給するメイクアップガス入力部８１０も含んでよい。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０が、例えばロードロック７７０を介した漏れなどによる気体圧力の変化を検出する。メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、メイクアップガス入力部８１０を制御して、環境チャンバ７２４内の気体圧力の測定値に基づいて気体を供給するように構成することができる。
【００８５】
ＶＩ．バッファシステム
[0095]  図９は、本発明の実施形態によるバッファシステム７５０を示す。バッファシステム７５０は、ブロワユニット９００、凝縮器９０４、熱交換器９０８及びメイクアップガス入力部８１０を含んでよいが、それに限定されない。
【００８６】
[0096]  ブロワユニット９００は、流量及び蒸気濃度測定システム１０００による流量測定値に基づいて、バッファチャンバ７１０を通る気体の流量を制御するように構成されたファンを含んでよい。実施形態では、流量及び蒸気濃度測定システム１００が、バッファチャンバ７１０を通る気体の流量を特定の閾値又は特定の流量範囲より遅いと判断した場合、メトロロジー及びコントロールシステム７９０がブロワユニット９００のファン速度を上昇又は低下させ、流量の変化を補償する。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７９０は、メトロロジー及びコントロールシステム７６０によって測定されたままの環境チャンバ７２４内の流量に基づいて、バッファチャンバ７１０を通る流量を制御するように構成される。
【００８７】
[0097]  凝縮器９０４は、流量及び蒸気濃度測定システム１０００によって測定されたままの蒸気濃度レベルが特定のレベルを超えた場合に、バッファチャンバ７１０を通って流れる気体中の液浸液７０４の蒸気を凝縮するように構成することができる。凝縮器９０４は、凝縮した蒸気を排液するように構成されたドレインを含んでよい。実施形態では、凝縮器９０４は、酸素ラジカルと組み合わせてＵＶ放射を使用し、上述したように炭化水素を水と一酸化炭素に分解する。
【００８８】
[0098]  バッファシステム７５０は、メトロロジー及び制御ユニット７９０による温度読み取り値が、バッファチャンバ７１０を通って流れる気体の温度が特定の温度又は温度範囲より高い、又は低いことを示した場合に、バッファチャンバ７１０を通って流れる気体の温度を調節するように構成された熱交換器９０８を含んでよい。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７９０は、メトロロジー及びコントロールシステム７６０によって測定されたままの環境チャンバ７２４内の温度に基づいて、バッファチャンバ７１０を通って流れる気体の温度を変化させるように構成される。
【００８９】
[0099]  バッファシステム７５０は、気体をバッファシステム７５０に供給するメイクアップガス入力部８１０を含んでよい。実施形態では、メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、例えばロードロック７７０を介した漏れなどによる気体圧力の変化を検出する。メトロロジー及びコントロールシステム７６０は、バッファチャンバ７１０内の気体圧力の測定値に基づいて、メイクアップガス入力部９１０を制御し、気体をバッファチャンバ７１０に供給するように構成される。
【００９０】
[00100]  さらに、バッファチャンバ７１０内の温度及び／又は流量の変化は、環境チャンバ７２４及び／又はリフロシステム７４０内の温度及び／又は流量に十分影響することがある。したがって、それを補償するために、環境チャンバ７２４及び／又はリフロシステム７４０内の気体の温度及び／又は流量を変化させることができる。
ＶＩＩ．流量及び蒸気濃度測定システム
【００９１】
ＶＩ．流量及び蒸気濃度測定システム
[0100]  図１０は、本発明の実施形態による例示的な流量及び蒸気濃度測定システム（ＦＲＶＣ）１０００を示す。ＦＲＶＣ１０００は、第一トランスデューサ１００２、第二トランスデューサ１００４、コントローラ（例えば制御ロジック）１００８、温度センサ１００４ａ〜ｃ、圧力センサ１０１８及びチューブ１００６を含む。チューブ１００６は、蒸気濃度及び／又は流量を測定すべき気体が出入りできるようにする通気穴１０１０及び通気穴１０１２を含む。トランスデューサ１００２及びトランスデューサ１００４はそれぞれ、制御ロジック１００８及びチューブ１００６に結合される。実施形態では、チューブ１００６は、トランスデューサ１００２及びトランスデューサ１００４がバッファシステム７５０、リフロシステム７４０及び／又は環境チャンバ７２４内で相互に対して正反対に装着された状態で、任意選択でよい。コントローラ１００８は制御ロジックでよく、これらの用語は本明細書全体で区別なく使用される。チューブ１００６は、図１０に示すように円筒形か、あるいは例えば正方形、六角形など、任意の他の形状でもよい。
【００９２】
[0101]  １つの例示的動作では、１つ又は複数の音響信号がトランスデューサ１００２と１００４の間の既知の距離にわたって並列又は順番に伝送され、したがって１つ又は複数の音響信号の伝送時間及び気体の温度に基づいて、気体中の蒸気濃度、及びトランスデューサ１００２と１００４の間を流れる気体の流量を割り出すことができる。
【００９３】
[0102]  実施形態では、蒸気濃度及び／又は流量を測定すべき気体が、チューブ１００６を通って流れる。チューブ１００６内の音の速度は、例えば下式に示すように、温度、気体圧力、及び気体中の蒸気濃度に依存する。既知の距離だけ音響信号を送信し、伝送時間を測定することによって、蒸気濃度レベル及び流量が割り出される。
【００９４】
[0103]  実施形態では、トランスデューサ１００２はスピーカ、例えば図１１のスピーカ２０００であり、金網２００４の前後で圧力差が蓄積するのを防止する周囲穴２００２がある。トランスデューサ１００４もスピーカ、例えばスピーカ２０００と同様のスピーカでよいか、あるいは音の反射板として作用する金属板でよい。ＦＲＶＣ１０００は、２つの構成で使用することができる。第一構成では、トランスデューサ１００２及びトランスデューサ１００４は両方ともスピーカ２０００である。第二構成では、トランスデューサ１００２はスピーカ２０００であり、トランスデューサ１００４は金属板である。
【００９５】
[0104]  第一構成では、トランスデューサ１００２及び１００４が両方とも、個々の音響信号を放出し、受信することができる。第一構成では、蒸気濃度及び流量を同時に測定することができる。第二構成では、音響信号がトランスデューサ１００４で反射して、トランスデューサ１００２に戻るので、音響信号の移動距離を長くすることができ、これは測定の精度を上昇させる。しかし、第二構成では、トランスデューサ１００２とトランスデューサ１００４の両方からの音響信号を同時に送信することができないので、気体の流量を測定することができない。
【００９６】
[0105]  第一構成では、トランスデューサ１００２及びトランスデューサ１００４がそれぞれ、音響信号を並列又は順番に伝送することができる。個々の音響信号を順番に伝送する場合、トランスデューサ１００２又はトランスデューサ１００４は、いずれかのトランスデューサが他方のトランスデューサから信号を受信することが予想される場合に、伝送してはならない。トランスデューサ１００２及びトランスデューサ１００４が個々の音響信号を同時に伝送する場合、個々の音響信号が、２つのトランスデューサの間の領域で干渉する。しかし、この干渉は、個々の音響信号の音響伝送時間測定に影響しない。
【００９７】
[0106]  温度は、媒質中の音波又は信号の速度に有意の影響を及ぼし、したがって３つの温度センサ１０１４ａ〜ｃによって監視することができる。例えば、平均温度値を計算に使用することができる。代替実施形態では、異なる数の温度センサ１０１４を使用してよい。気体の圧力は、圧力センサ１０１８を使用して測定される。
【００９８】
[0107]  制御ロジック１００８は、トランスデューサのうち音響信号を送信する第一トランスデューサ、例えば第一トランスデューサ１００２と、トランスデューサのうち音響信号を受信する第二トランスデューサ、例えば第二トランスデューサ１００４の間の音響伝送時間を測定するように構成される。制御ロジック１００８は、第一トランスデューサ１００２及び／又は第二トランスデューサ１００４も制御して、音響信号を伝送又は受信することができる。追加的又は代替的に、制御ロジック１００８は、温度センサ１０１４ａ〜ｃ及び圧力センサ１０１８から測定データを受信する。トランスデューサ１００２とトランスデューサ１００４の間の音響伝送時間及び距離の測定値、温度及び圧力測定値のうち１つ又は複数に基づき、制御ロジック１００８は、下記の計算を使用して気体の蒸気濃度及び／又は流量を割り出すことができる。
【００９９】
ＶＩＩ．ａ）蒸気濃度測定
[0108]  従来の蒸気濃度センサは、水蒸気又は特定の特異な材料の蒸気濃度測定に限定することができ、普遍的でないことがあり、したがって異なる液体の蒸気濃度を測定するには異なるセンサが必要である。従来の蒸気センサは、低速でもあり、例えば２つの測定の間に１秒を超える遅れ時間を有することがある。さらに、本明細書で説明するような例示的液浸リソグラフィシステムでは、図７の液体７０４のような液浸液の蒸発は、熱負荷を引き起こし、これは従来の蒸気濃度センサに誤動作又は故障を引き起こすことがある。これは特に、オールウェットで高い開口数（高いＮＡ）のシステムに当てはまる。対照的に、ＦＲＶＣ１０００（図１０）の動作は、必ずしも特定の温度範囲又は蒸気のタイプに限定されない。また、従来の蒸気センサは、蒸気濃度を局所的にしか測定することができず、１００％に近い蒸気濃度を測定することができない。
【０１００】
[0109]  本明細書で提示する図１０のＦＲＶＣ１０００の実施形態は、基板ステージシステム（例えば図７の環境チャンバ７２４）の大きい区域にわたって蒸気圧をインラインで測定可能にすることができるか、パイプライン内（例えば図７のバッファシステム７５０又はリフロシステム７４０内）の別個のセンサとして使用することができる。ＦＲＶＣ１０００は、蒸気又は任意のタイプの液体、例えば液浸液７０４の蒸気について、約１００％の蒸気濃度まで約１００Ｈｚの頻度で蒸気濃度を測定できるようにする。本明細書で提示する実施形態の蒸気濃度測定は、蒸気の存在による音速の変化に基づく。蒸気濃度が上昇すると音速が低下し、蒸気濃度が低下すると音速が上昇する。
【０１０１】
[0110]  従来のセンサとは異なり、ＦＲＶＣ１０００は蒸気濃度を測定するために、活性表面の吸収又は脱着に頼らないでよい。その結果、蒸気濃度を測定するＦＲＶＣ１０００の遅れ時間は、温度センサ１０１４ａ〜ｃによる温度測定の率によって割り出すことができる。温度測定率は通常、約１０Ｈｚであり、これは従来の蒸気濃度センサによる吸収又は脱着に必要な約０．１から０．５Ｈｚという率よりはるかに高速である。本明細書で説明する実施形態では、蒸気濃度及び／又は流量測定の速度は、音響伝送時間によってのみ制限され、これは通常、ほぼミリ秒のオーダである。
【０１０２】
[0111]  蒸気濃度百分率を割り出す例示的な計算を以下に提供する。蒸気濃度百分率は、下式によって与えられる。
【数１】
0005314452.tif 000002
【０１０３】
[0112]  ここで、ｈsampleは蒸気濃度、ｐsampleは気体中の蒸気の飽和蒸気圧であり、Ω［％］は、気体中の蒸気の絶対濃度と気体中の蒸気の最大可能絶対濃度との比率として規定された気体中の蒸気の相対濃度であり（Ω［％］は、蒸気が水蒸気の場合、相対湿度とも呼ぶ）、ｐは気体の圧力である。式（１）を書き換えると、Ω［％］は以下のようになる。
【数２】
0005314452.tif 000003
【０１０４】
[00113]  音速ｃの関数としてΩ［％］を割り出すために、ｈsampleとｃの間の関係を以下で明らかにする。音速は下式によって与えられる。
【数３】
0005314452.tif 000004
【０１０５】
[0114]  ここで、ｃは音速、Ｃは剛性係数、ρは気体の密度である。流体及び気体には剪断応力がなく、体積変形のみがあり、従ってＣ＝Ｋであり、ここでＫは体積弾性率である。Ｋは下式によって与えられる。
【数４】
0005314452.tif 000005
【０１０６】
[0115]  ここで、γは断熱定数であり、ｐは気体の圧力である。
【０１０７】
[0116]  式４に基づき、式３は下式のように書き換えることができる。
【数５】
0005314452.tif 000006
【０１０８】
[0117]  ｐは下式のように書き換えることができる。
【数６】
0005314452.tif 000007
【０１０９】
[0118]  ここで、ｎはモル数、Ｒは気体定数（８．３１４５Ｊ／ｍｏｌ*Ｋ）、Ｔは気体の絶対温度、Ｖは気体（又はチューブ１００６）の体積である。ρは下式のように書き換えることができる。
【数７】
0005314452.tif 000008
【０１１０】
[0119]  ここで、Ｍは気体のモル質量である。
【０１１１】
[0120]  式（５）、（６）及び（７）を比較すると、音速に関する下式が与えられる。
【数８】
0005314452.tif 000009
【０１１２】
[0121]  空気のような混合気の場合、Ｍは混合気の成分の平均モル質量である。乾燥空気の平均モル質量（Ｍdry）は２８．９７ｇ／ｍｏｌである。例えば１８．０２ｇ／ｍｏｌのモル質量の水が空気中に蒸発すると、平均質量が低下し、音速が上昇する。例えば液浸液７０４などのサンプル液が空気中に蒸発する場合、平均モル質量は下式によって計算することができる。
【数９】
0005314452.tif 000010
【０１１３】
[0122]  ここで、Ｍsampleは蒸気のモル質量である。
【０１１４】
[0123]  蒸気の相対濃度は、式（２）、（８）及び（９）を組み合わせて獲得することができる。
【数１０】
0005314452.tif 000011
【０１１５】
[0124]  Ω［％］を割り出すために、以下のパラメータ、つまりｐ、Ｔ及びｃを測定しなければならない。
【０１１６】
[0125]  速度はΔｘ／Δｔによって与えられ、ここでΔｘは第一トランスデューサ１００２と第二トランスデューサ１００４の間の距離であり、Δｔは音響信号が第一トランスデューサ１００２から第二トランスデューサ１００４へと移動するのにかかる時間である。ｐsample、Ｍsample及びＲは、他の測定値から知られるか、任意の液体の定数である。γについては、１．４０という値が推定される。温度Ｔは、温度センサ１０１４ａ〜ｃによって測定される。気体の圧力ｐを測定するために、圧力センサ（図示せず）が使用される。
【０１１７】
ＶＩＩ．ｂ）流量測定
[0126]  従来の気体流量センサは、気体中に蒸気が存在しないことを必要とする。従来の流量センサは、特定の気体及び流れの領域について較正される。従来の流量センサは、蒸気に対しても非常に敏感で、蒸気によって容易に損傷する。このような従来の流量センサは、流量を測定する前に気体媒質から液体を濾過するために、２相分離器を必要とする。
【０１１８】
[0127]  対照的に、本明細書で提示するＦＲＶＣ１０００の実施形態では、流量を測定すべき気体中に蒸気が存在した状態、又は存在しない状態で、流量を測定することができる。上述したように、ＦＲＶＣ１０００は乾燥気体と湿った気体との両方で働き、したがって例えばバッファシステム７５０、リフロシステム７４０及び／又は環境チャンバ７２４内で、水及び高いＮＡのシステムにも適用することができる。さらに、従来のセンサは通常、特定の気体の流量測定のために較正されるが、本明細書で提示する実施形態では、任意のタイプの気体の流量を測定することができる。また、従来の流量センサは、特定の領域で流量を測定する。本明細書で提示する実施形態は、大きい区域（例えば環境チャンバ７２４）で流量をインラインで測定することができるか、パイプライン（例えばバッファシステム７５０又はリフロシステム７４０）内で別個のセンサとして使用することができる。
【０１１９】
[0128]  実施形態によれば、第一構成では２つの音響信号が、一方は気体の流れに平行、一方は気体の流れに逆平行に伝送される。例えば、第一音響信号は第一トランスデューサ１００２から伝送され、第二音響信号は第二トランスデューサ１００４から伝送される。この実施形態では、第一及び第二音響信号が同時に伝送されることが望ましい。トランスデューサ１００２と１００４の間の気体が動いている場合、つまり気体の流れが存在する場合、第一音響信号と第二音響信号の伝送時間が異なる。気体の流量は、トランスデューサ１００２と１００４の間の距離及び両方の音響パルスの速度、及びトランスデューサ１００２とトランスデューサ１００４間のパルス伝送時間の差に基づいて割り出される。流量を計算する例示的な式を以下に提供する。
【０１２０】
[0129]  気体の流れの方向が第一音響信号の伝搬方向と平行であると仮定すると、下式のようになる。
【数１１】
0005314452.tif 000012
【０１２１】
[0130]  ここで、Δｘは第一トランスデューサ１００２と第二トランスデューサ１００４の間の距離、Δｔ1は気体の流れの方向で音響信号の送信と受信の間の時間、ｖは気体の流量、ｃは音速である。気体の流れの方向が第二音響信号の伝搬方向と反対であると仮定すると、下式のようになる。
【数１２】
0005314452.tif 000013
【０１２２】
[0131]  ここでΔｔ2は気体の流れの方向に対して第二音響信号の送信と受信の間の時間である。式１１と１２を加算及び減算すると、「ｃ」及び「ｖ」が下式のようになる。
【数１３】
0005314452.tif 000014
【数１４】
0005314452.tif 000015
【０１２３】
[0132]  第一トランスデューサ１００２がスピーカで、第二トランスデューサ１００４が反射板である第二構成では、平均速度が下式のように割り出される。
【数１５】
0005314452.tif 000016
【数１６】
0005314452.tif 000017
【０１２４】
[0133]  気体の流れの速度ｖは、上式１５及び１６から割り出すことができる。
【０１２５】
[0134]  流量測定へのＦＲＶＣ１０００の適用は、乾燥気体に限定されず、蒸気が存在する場合に、それを除去するために別個の２相分離器を必要としない。
【０１２６】
ＶＩＩ．ｃ）音響信号の伝送と受信
[0135]  以上で簡単に検討したように、図１１は、本発明の実施形態による例示的スピーカ２０００を示す。スピーカ２０００は金網２００４及び任意選択の穴２００２を備える。この実施形態では、スピーカ２０００の金網２００４の中心が、特定の固有振動数の発振器として作用する。待機モードで待機電圧が金網２００４に加えられる。音響信号を放出するために、金網２００４に電圧（例えば２００Ｖ）を加える。加えた電圧を解放すると、金網２００４が固有振動数で振動し、再び待機電圧が加えられるまで、音波を放出する。音響信号を受信するために、金網２００４に当たる音パルスが金網２００４を励起し、これによって例えば制御ロジック１００８を使用して測定可能な電圧を誘発する。穴２００２は、金網２００４の前後で圧力差が蓄積するのを防止することができる。
【０１２７】
[0136]  図１２は、音響信号の伝送及び受信を示す例示的なグラフ３０００を示す。Ｘ軸は経過時間を示し、Ｙ軸は金網２００４に加えられる電圧を示す。第一構成では、トランスデューサ１００２は音響パルス３００２を放出し、経過期間３００６の後、信号３００４はトランスデューサ１００４に受信される。第二構成では、トランスデューサ１００２は、トランスデューサ１００４から反射した音響パルス３００２を放出し、経過期間（例えば音響伝送時間）３００６の後、信号３００４はトランスデューサ１００２に受信される。
【０１２８】
[0137]  本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【０１２９】
[0138]  本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はその辺りの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【０１３０】
[0139]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか一つ、又はその組合せを指す。
【０１３１】
[0140]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明の実施形態は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。さらに機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実現することができる。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶することができる。
【０１３２】
[0141]  上述したコントローラは、信号を受信、処理及び送信するのに適切な任意の構成を有することができる。例えば、各コントローラは、上述した方法の機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行するために、１つ又は複数のプロセッサを含んでよい。コントローラは、このようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はこのような媒体を受信するハードウェアを含んでよい。
【０１３３】
[0142]  本発明の１つ又は複数の実施形態は、任意の液浸リソグラフィ装置に、特に液浸液が槽の形態で提供されるか、基板の局所的な表面区域に閉じ込められるか、基板及び／又は基板テーブル上に閉じ込められないかにかかわらず、上述したタイプに適用することができるが、それに限定されない。閉じ込められない構成では、液浸液は基板及び／又は基板テーブルの表面上に流れることができ、したがって実質的に基板テーブル及び／又は基板の覆われていない表面全体が濡れる。このように閉じ込められていない液浸システムでは、液体供給システムが液浸液を閉じ込めることができない、又はある割合の液浸液閉じ込めを提供することができるが、実質的に液浸液の閉じ込めを完成しない。
【０１３４】
[0143]  本明細書で想定するような液体処理システムは、広義に解釈されたい。特定の実施形態では、これは、液体を投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間に提供する機構又は構造の組合せでよい。これは、１つ又は複数の構造、１つ又は複数の液体入口、１つ又は複数の気体入口、１つ又は複数の気体出口、及び／又は液体を空間に提供する１つ又は複数の液体出口の組合せを備えてよい。実施形態では、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部でよいか、空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆ってよいか、空間が基板及び／又は基板テーブルを囲んでよい。液体処理システムは任意選択で、液体の位置、量、品質、形状、流量又は任意の他の特徴を制御する１つ又は複数の要素をさらに含むことができる。
【０１３５】
[0144]  装置に使用される液浸液は、所望の特性及び使用される露光放射の波長に従って、異なる組成を有してよい。液浸液という用語は、例えばフッ素含有炭化水素などの屈折率が高い液体のように他の液体を含むものとする。１９３ｎｍの露光範囲では、超純水又は水性配合物を使用することができ、この理由から、液浸液は水と呼ばれることがあり、親水性、疎水性、湿度などの水に関連する用語を使用することができるが、これらはより一般的に考えられたい。
【０１３６】
[0145]  実施形態では、環境チャンバ、液浸流体ハンドリングシステム及び環境調節システムを備える液浸リソグラフィ装置がある。環境チャンバは、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムの少なくとも一部を囲むことができ、基板は基板テーブル上に支持され、さらに基板テーブルの少なくとも一部を囲む。液浸流体ハンドリングシステムは、液体を含む液浸流体を環境チャンバに提供するように構成することができる。環境調節システムは、環境チャンバを外部環境から隔離するように構成することができる。液浸流体ハンドリングシステムは、液浸流体の蒸気で実質的に飽和した不活性ガスを、液浸流体として環境チャンバに提供するように構成することができる。
【０１３７】
[0146]  環境調節システムは、環境チャンバを取り巻く二重壁バッファチャンバの雰囲気を調整し、及び／又は液浸液の蒸気を環境チャンバ内に閉じ込めるように構成することができる。環境調節システムは、不活性ガスを使用してバッファチャンバ内の雰囲気を調整するように構成することができる。環境調節システムは、不活性ガスを再生し、リサイクルするように構成されたバッファシステムを備えてよい。バッファシステムはブロワユニットを備えてよい。ブロワユニットは、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定されたバッファチャンバ内の気体流量の測定値に基づいて、バッファチャンバを通る気体の流量を制御するように構成することができる。バッファシステムは、バッファチャンバ内に存在する液浸蒸気を凝縮するように構成された凝縮器を備えてよい。バッファシステムは、凝縮した液浸蒸気を排液するように構成されたドレインを備えてよい。バッファシステムは、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定したバッファチャンバ内の気体温度の測定値に基づいて、バッファチャンバ内の気体の温度を制御するように構成することができる。
【０１３８】
[0147]  実施形態では、環境調節システムはバッファチャンバ内の雰囲気の温度を調整するように構成される。環境調節システムは、バッファチャンバを通る気体の流れを制御し、バッファチャンバの雰囲気を調整するように構成されたリフロシステムを備えてよい。リフロシステムは、バッファチャンバの雰囲気から液浸液の蒸気を除去するように構成することができる。二重壁バッファチャンバは、環境チャンバの周囲に同心のバッファ領域を備えてよい。バッファ領域は、二重壁の間の中間バッファ壁によって少なくとも部分的に規定することができる。
【０１３９】
[0148]  液浸流体ハンドリングシステムは、環境チャンバ内の雰囲気を調整して、雰囲気を液浸液の蒸気で実質的に飽和させるように構成することができる。液浸流体ハンドリングシステムは、環境チャンバに供給される気体を濾過するように構成されたフィルタを備える気体入口を備えてよい。
【０１４０】
[0149]  実施形態では、液浸流体ハンドリングシステムは、環境チャンバにアクセスするように構成されたロードロックを有する。ロードロックは、環境チャンバの雰囲気を外部雰囲気から分離し、環境チャンバの環境状態を維持するように構成されたガスカーテンを含んでよい。
【０１４１】
[0150]  実施形態では、液浸流体ハンドリングシステムは、（ｉ）環境チャンバを通る気体の流量、又は（ｉｉ）環境チャンバ内の気体の温度、又は（ｉｉｉ）環境チャンバ内の気体の圧力、又は（ｉｖ）環境チャンバ内の気体の蒸気飽和レベル、又は（ｖ）（ｉ）から（ｉｖ）から選択された任意の組合せを監視するように構成されたメトロロジー及びコントロールシステムをさらに備える。
【０１４２】
[0151]  液浸流体ハンドリングシステムは、ブロワユニット、加湿器膜、凝縮器及び流れ粒子フィルタを含むリフロシステムをさらに備えてよい。ブロワユニットは、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定した流量に基づいて、環境チャンバを通る気体の流量を制御するように構成することができる。加湿器膜は、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定した蒸気飽和度に基づいて、環境チャンバ内の気体を液浸液の蒸気で飽和レベルまで飽和させるように構成することができる。凝縮器は、メトロロジー及びコントロールシステムを使用して測定した飽和度の関数として、環境チャンバ内の気体中の液浸蒸気を凝縮するように構成することができる。凝縮器は、凝縮した液浸蒸気を排液するように構成されたドレインを含んでよい。流れ粒子フィルタは、環境チャンバ内の気体を濾過するように構成することができる。
【０１４３】
[0152]  液浸流体ハンドリングシステムは、液浸液を液浸流体として投影システムと基板又は基板テーブルの間の空間に提供するように構成することができる。液浸流体は有機液体を含む。
【０１４４】
[0153]  実施形態では、投影システムを使用して、基板テーブル上に支持されている基板のターゲット部分にパターン付き放射ビームを投影し、投影システムの少なくとも一部を囲んで、基板又は基板テーブルの少なくとも一部を囲む環境チャンバに、液体を含む液浸流体を提供し、環境調節システムを使用して、環境チャンバを外部環境から隔離することを含む方法がある。液浸流体は液浸液の蒸気でよい。
【０１４５】
[0154]  方法は、環境チャンバ内の雰囲気を調整するか、液浸液の蒸気を環境チャンバ内に閉じ込めることをさらに含んでよい。方法は、不活性ガスを使用して、環境チャンバ内の雰囲気を調整することをさらに含んでよい。
【０１４６】
[0155]  方法は、不活性ガスを再生し、リサイクルすることをさらに含んでよい。方法は、環境チャンバ内の雰囲気を調整して、雰囲気を液浸液の蒸気で実質的に飽和させることをさらに含んでよい。方法は、環境チャンバ内の雰囲気の温度を調整することをさらに含んでよい。
【０１４７】
[0156]  方法は、ロードロックを使用して、環境チャンバにアクセスすることをさらに含んでよい。ロードロックは、環境チャンバの雰囲気を外部雰囲気から分離し、環境チャンバの環境状態を維持するように構成されたガスカーテンを含んでよい。
【０１４８】
[0157]  方法は、環境チャンバを取り巻く二重壁バッファチャンバを、環境チャンバと外部環境の間のバッファ領域として使用することをさらに含んでよい。方法は、バッファシステムを使用して、二重壁バッファチャンバを通る気体の流れを提供することをさらに含んでよい。バッファシステムは、凝縮によってバッファチャンバの雰囲気から液浸液の蒸気を除去することができる。二重壁バッファチャンバは、環境チャンバの周囲の同心バッファ領域を備えてよい。バッファ領域は、二重壁の間の中間バッファ壁によって少なくとも部分的に規定することができる。液浸流体は有機液体を含んでよい。
【０１４９】
[0158]  実施形態では、基板テーブル、投影システム、及び環境隔離システムを備えるリソグラフィ装置がある。基板テーブルは、基板を支持するように構成される。投影システムは、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成される。構造は、液体を投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間に提供するように構成される。環境隔離システムは、構造によって提供される液体及び液体の蒸気を外部環境から隔離するように構成される。環境隔離システムは、投影システム、構造、及び／又は基板テーブルの少なくとも一部を隔離するように構成することができる。
【０１５０】
[0159]  実施形態では、基板テーブル、投影システム及び環境調節システムを備える液浸リソグラフィ装置が提供される。基板テーブルは基板を支持するように構成される。投影システムは、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成される。環境調節システムは、隔離された環境を外部環境から隔離するように構成される。隔離された環境は、投影システムの少なくとも一部、及び基板テーブルの少なくとも一部を備え、液浸液の蒸気で実質的に飽和した不活性ガスを隔離された環境に提供することができる。
【０１５１】
[0160]  液浸リソグラフィ装置は、隔離された環境内に構造をさらに備えてよい。構造は、液浸液を投影システムと基板又は基板テーブルの間の空間に供給するように構成することができる。環境調節システムは、液浸液の蒸気で実質的に飽和した不活性ガスを提供する気体ハンドリングシステムを備えてよい。環境調節システムは、隔離された環境を隔離する環境チャンバを備えてよい。
【０１５２】
[0161]  実施形態では、投影システムを使用して、基板テーブル上に支持されている基板のターゲット部分にパターン付き放射ビームを投影し、投影システムの少なくとも一部及び基板テーブルの少なくとも一部を備える隔離された環境を、外部環境から隔離し、液浸液の蒸気を隔離された環境に提供することを含む方法がある。
【０１５３】
[0162]  実施形態では、基板テーブル、投影システム、環境チャンバ、及び流体ハンドリングシステムを備える液浸リソグラフィ装置がある。基板テーブルは基板を支持するように構成することができる。投影システムは、パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成することができる。環境チャンバは、基板テーブルの少なくとも一部及び投影システムの少なくとも一部を囲むことができる。動作中に、基板テーブルの囲まれた部分は液浸液と接触することができ、環境チャンバは外部環境から隔離することができる。液浸流体ハンドリングシステムは、液浸液の蒸気で実質的に飽和した不活性ガスを環境チャンバに提供するように構成することができる。
【０１５４】
[0163]  実施形態では、液浸リソグラフィに使用する装置があり、装置は基板テーブル、環境チャンバ、及び液浸流体ハンドリングシステムを備える。基板テーブルは、基板を支持するように構成することができる。環境チャンバは、基板テーブルの少なくとも一部を囲むことができ、動作中に、基板テーブルの囲まれた部分は液浸液に接触し、環境チャンバは外部環境から隔離されている。液浸流体ハンドリングシステムは、液浸液の蒸気で実質的に飽和した不活性ガスを環境チャンバに提供するように構成される。
【０１５５】
[0164]  基板テーブルは乾燥ステーションの一部でよい。乾燥ステーション及び露光ステーションは、異なる環境チャンバ内に配置される。基板テーブルは、露光ステーションの一部として使用するように構成することができる。
【０１５６】
[0165]  基板テーブルは乾燥ステーション内のテーブルでよく、外部環境は、液浸リソグラフィ装置の露光ステーションを含んでよい。基板テーブルは、液浸リソグラフィ装置の基板テーブルでよく、外部環境は乾燥ステーションを含んでよい。
【０１５７】
[0166]  実施形態では、第一トランスデューサ、第二トランスデューサ、圧力センサ及び制御ロジックを備えるシステムがある。第一トランスデューサは第一音響信号を伝送するように構成される。第二トランスデューサは第一音響信号を受信するように構成される。温度センサは、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間にある気体の温度を測定するように構成される。圧力センサは気体の圧力を測定するように構成される。制御ロジックは、第一音響信号の送信と受信の間の第一期間を測定し、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の距離、第一期間、気体の温度、及び気体の圧力に基づいて、気体の蒸気濃度を割り出すように構成される。
【０１５８】
[0167]  第二トランスデューサは第二音響信号を伝送するように構成することができ、第一トランスデューサは第二音響信号を受信するように構成される。制御ロジックは、第二音響信号の送信と受信の間の時間に対応する第二期間、及び第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の距離に基づいて、気体の流量を測定するように構成することができる。システムは、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間にあって、気体の入口及び出口を含み、音響信号が第一トランスデューサと第二トランスデューサの間に伝搬する経路を提供するように構成されたチューブを、さらに備えてよい。第一及び第二トランスデューサはそれぞれ、金網スピーカを含んでよい。第一及び第二トランスデューサはそれぞれ、金網スピーカの前後の圧力差を防止するように構成された穴を含んでよい。システムは、リソグラフィ装置のメトロロジー及びコントロールシステムの一部でよい。蒸気は液浸流体から生成することができる。
【０１５９】
[0168]  実施形態では、スピーカ、金属板、温度センサ、圧力センサ及び制御ロジックを備えるシステムがある。スピーカは、音響信号を伝送するように構成することができる。金属板は、音響信号を反射して、スピーカに戻すように構成することができる。温度センサは、スピーカと金属板の間に配置された気体の温度を測定するように構成することができる。圧力センサは、気体の圧力を測定するように構成することができる。制御ロジックは、金属板から反射するためにスピーカから音響信号を送信する時と、スピーカで音響信号を受信する時までの期間を測定し、スピーカと金属板の間の距離、期間、気体の温度、及び気体の圧力に基づいて、気体中の蒸気濃度を割り出すように構成することができる。
【０１６０】
[0169]  システムは、スピーカと金属板の間に配置され、気体の入口及び出口を含み、音響信号がスピーカと金属板の間に伝搬する経路を提供するように構成されたチューブを、さらに備えてよい。スピーカは、スピーカの前後の圧力差を防止するように構成された穴を含んでよい。システムは、リソグラフィ装置のメトロロジー及びコントロールシステムの一部でよい。蒸気は液浸流体から生成することができる。
【０１６１】
[0170]  実施形態では、第一音響信号を第一トランスデューサから送信し、第一音響信号を第二トランスデューサで受信し、第一音響信号の送信と受信の間の第一期間を測定し、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の気体の温度を測定し、気体の圧力を測定し、第一トランスデューサと第二トランスデューサの間の距離、第一期間、温度、及び気体の圧力に基づいて気体の蒸気濃度を割り出すことを含む方法がある。
【０１６２】
[0171]  方法は、第二音響信号を第二トランスデューサから伝送し、第二音響信号を第一トランスデューサで受信することをさらに含んでよい。方法は、第二音響信号の送信と受信の間の第二期間を測定することをさらに含んでよい。方法は、第二期間に基づいて気体の流量を割り出すことをさらに含んでよい。方法は、第一及び第二トランスデューサとしてスピーカを使用することをさらに含んでよい。方法は、蒸気を生成するために液浸流体を使用することをさらに含んでよい。
【０１６３】
ＶＩＩＩ．結論
[0172]  以上で本発明の様々な実施形態について説明してきたが、これは例示によってのみ提示されたものであり、制限するものではないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更できることが、当業者には明白である。したがって、本発明の幅及び範囲は、上述した実施形態のいずれによっても制限されず、請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。
【０１６４】
[0173]  発明の概要及び要約の項目は、発明者が想定するような本発明の１つ又は複数の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び請求の範囲をいかなる意味でも制限しないものとする。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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