JP2010062558A - 流体ハンドリング構造、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オールウェット液浸リソグラフィ用に設計された流体ハンドリング構造を開示する。
【解決手段】流体ハンドリング構造は、投影システムの最終要素と基板及び／又は基板テーブルの間の空間に流体を提供する第一開口、流体ハンドリング構造と基板の間の空間から出る液体の流れを阻止するバリア、及び空間の半径方向外側の領域へと開き、流体ハンドリング構造から空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面に流体の流れを提供する第二開口を有する。基板テーブルの中心に向かう流体の流れが、基板テーブルの中心から離れる方向の流体の流れより大きくなるように、コントローラを設けることができる。
【選択図】図７

Description

[0001] 本発明は流体ハンドリング構造、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。

[0002] 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含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。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同期的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、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] 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水などの比較的高い屈折率を有する液体に液浸することが提案されている。実施形態では液体は蒸留水であるが、別の液体を使用することができる。本発明の実施形態は液体に関して説明されている。しかし別の流体、特に湿潤流体、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もある。気体を除く流体が特に望ましい。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ができることである。（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。）固体粒子（例えば石英）が懸濁している水、又はナノ粒子の懸濁（例えば最大１０ｎｍの最大寸法の粒子）がある液体などの、他の液浸液も提案されている。懸濁粒子は、これが懸濁している液体と同様の屈折率又は同じ屈折率を有しても、有していなくてもよい。適切になり得る他の液体は、芳香族、フルオロハイドロカーボンなどの炭化水素、及び／又は水溶液である。

[0004] 基板又は基板及び基板テーブルを液体の浴槽に浸すこと（例えば米国特許ＵＳ４，５０９，８５２号参照）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。

[0005] 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、基板の局所領域に、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（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）。これを配置構成するために提案されている１つの方法が、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４９５０４号で開示されている。図２及び図３に図示されているように、液体が少なくとも１つの入口によって基板上に、好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。図２は、液体が入口を介して供給され、低圧源に接続された出口によって要素の他方側で取り上げられる構成を概略的に示したものである。図２の図では、液体が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り、一例が図３に図示され、ここでは各側に４組の入口と出口が、最終要素の周囲の規則的パターンで設けられる。

[0006] 局所液体供給システムがある液浸リソグラフィのさらなる解決法が、図４に図示されている。液体が、投影システムＰＳのいずれかの側にある２つの溝入口によって供給され、入口の半径方向外側に配置された複数の別個の出口によって除去される。入口及びは、投影される投影ビームが通る穴が中心にある板に配置することができる。液体は、投影システムＰＳの一方側にある１つの溝入口によって供給され、投影システムＰＳの他方側にある複数の別個の出口によって除去されて、投影システムＰＳと基板Ｗの間に液体の薄膜の流れを引き起こす。どの組み合わせの入口と出口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（他の組み合わせの入口及び出口は動作しない）。

[0007] 欧州特許出願公開ＥＰ１４２０３００号及び米国特許出願公開ＵＳ２００４−０１３６４９４号では、ツイン又はデュアルステージ液浸リソグラフィ装置の概念が開示されている。このような装置は、基板を支持する２つのテーブルを備える。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する。

[0008] ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２００５／０６４４０５号は、液浸液が閉じ込められないオールウェット構成を開示している。このようなシステムでは、実質的に基板の上面全体が液体で覆われる。これは、基板の上面全体が実質的に同じ状態に曝露しているので有利なことがある。これは、基板の温度制御及び処理にとって利点を有する。ＷＯ２００５／０６４４０５号では、液体供給システムが投影システムの最終要素と基板の間のギャップに液体を提供する。その液体は、基板の残りの部分の上に漏れることができる。基板テーブルの縁部にあるバリアは、液体が逃げるのを防止し、したがって制御された方法で基板テーブルの上面からこれを除去することができる。このようなシステムは、基板の温度制御及び処理を改良するが、それでも液浸液の蒸発が生じることがある。その問題の軽減に役立つ１つの方法が、米国特許出願公開ＵＳ２００６／１１９８０９号に記載されている。全ての位置で基板Ｗを覆い、液浸液を自身と基板及び／又は基板を保持する基板テーブルの上面との間に延在させるように構成された部材が提供される。

[0009] 液浸リソグラフィ、特にオールウェットの概念における問題は、基板テーブルの１つ又は複数の部分のディウェッティング(de-wetting)の危険である。ディウェッティングとは、基板及び／又は基板テーブル上の流体層にドライパッチが自然に、又は誘発されて発生し、その後に成長することである。ディウェッティングは、熱制御の喪失、液飛びをもたらし得る基板テーブルからの液体の分散した大きな流れ、抽出の問題及び／又は望ましくない動的力及び欠陥の導入（乾燥汚れ及び気泡）をもたらすことがある。

[0010] 例えば、上述した問題の１つ又は複数、又は本明細書で検討していない１つ又は複数の他の問題に対応する措置が執られた流体ハンドリング構造を提供することが望ましい。

[0011] 本発明の態様によれば、（ｉ）投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間、及び（ｉｉ）空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面、に流体を提供する流体ハンドリング構造が提供され、流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造から空間内への流体の流れを提供する空間への第一開口と、流体ハンドリング構造と基板の間の空間から出る流体の流れを阻止するバリアと、投影システムの光軸に対してバリアの半径方向外側にあり、流体ハンドリング構造から空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面への流体の流れを提供する第二開口とを備える。

[0012] 本発明の態様によれば、投影システムと基板の間の空間に、及び空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面に流体を提供する流体ハンドリング構造が提供され、流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造から上面上に流体を提供する開口と、開口から出る流体の流れが、基板テーブルの中心から離れる方向よりも基板テーブルの中心に向かう方向で大きい流量になるように制御するコントローラとを備える。

[0013] 本発明の態様によれば、流体ハンドリング構造の第一開口を通して投影システムと基板の間の空間に提供される液浸液を通して、放射ビームを基板テーブル上の基板の上面に投影することを含むデバイス製造方法が提供され、流体ハンドリング構造のバリアは、流体ハンドリング構造と基板の間の空間から出る液体の流れを阻止し、流体ハンドリング構造の第二開口は、空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面へ流体を提供する。

[0014] 本発明の態様によれば、流体ハンドリング構造によって投影システムと基板の間の空間に提供された液浸液を通して、放射ビームを基板テーブル上の基板の上面に投影し、基板テーブルの中心に向かう方向の流体の流れが中心から離れる方向より大きくなるように、空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面に流体を提供することを含む、デバイス製造方法が提供される。

[0015] 本発明の態様によれば、使用時に投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間を画定する液浸リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造が提供され、流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造の外面を画定する表面、外面に画定され、空間の半径方向外側で基板テーブル及び／又は基板の表面の上面に流体を供給するように構成された開口、及び外面と空間の間に配置され、流体が空間内に流れることを阻止するように構成されたバリアを備える。

[0016] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。

[0017] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0018] リソグラフィ投影装置内で使用する液体供給システムを示した図である。 [0018] リソグラフィ投影装置内で使用する液体供給システムを示した図である。 [0019] リソグラフィ投影装置内で使用するさらなる液体供給システムを示した図である。 [0020] リソグラフィ投影装置内で使用するさらなる液体供給システムを示した図である。 [0021] 本発明の実施形態による流体ハンドリング構造を示した断面図である。 [0022] 図６の流体ハンドリング構造の詳細を示した断面図である。 [0023] 図８ａから図８ｃは、第二開口からの流量が液体の挙動に与える効果を示した断面図である。 [0024] 図９ａ及び図９ｂは、流体ハンドリング構造及び基板テーブルを示した平面図である。 [0025] 流体ハンドリング構造の実施形態を示した平面図である。 [0026] 流体ハンドリング構造のさらなる実施形態を示した平面図である。 [0027] 流体ハンドリング構造のさらなる実施形態を示した平面図である。

[0028] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置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。

[0029] 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。

[0030] 支持構造ＭＴはパターニングデバイスを保持する。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。

[0031] 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。

[0032] 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。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。

[0033] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、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、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。

[0034] 本明細書で示すように、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）。

[0035] 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。

[0036] 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、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。他の事例では、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。

[0037] 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、少なくとも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。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。

[0038] 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、投影システムＰＳを通過し、これは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する。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、第一ポジショナ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用いて実現できる。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（スクライブラインアラインメントマークとして知られる）。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。

[0039] 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。

[0040] 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（すなわち単一静的露光）。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、単一静的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。

[0041] 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、単一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。

[0042] 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。

[0043] 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。

[0044] 投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗの間に液体を提供する構成は、２つの一般的カテゴリに分類することができる。それは、基板Ｗの全体及び任意選択で基板テーブルＷＴの一部が液体槽に浸される槽型構成、及び液体が基板Ｗの局所領域にのみ提供される液体供給システムを使用するいわゆる局所液浸システムである。後者のカテゴリでは、液体によって充填された空間１１が基板Ｗの上面より平面図で小さく、液体で充填された領域は、基板Ｗがその領域の下で移動している間、投影システムＰＳに対して実質的に静止したままである。本発明の実施形態が指向するさらなる構成は、液体が閉じ込められないオールウェット構成である。この構成では、実質的に基板Ｗの上面全体、及び基板テーブルＷＴの全部又は一部が液浸液で覆われる。少なくとも基板Ｗを覆う液体の深さは浅い。液体は、基板Ｗ上の液体の薄膜などの膜でよい。図２から図５の液体供給デバイスのいずれも、このようなシステムに使用することができる。しかし、密封特徴部が存在しないか、動作しないか、通常ほど効率的でないか、それ以外にも局所区域のみに液体を密封するには有効でない。図２から図５には、４つの異なるタイプの局所液体供給システムが図示されている。図２から図４に開示した液体供給システムは、以上で説明されている。

[0045] 提案されている別の構成は、投影システムＰＳの最終要素と基板テーブルＷＴとの間の空間１１の境界の少なくとも部分に沿って延在する液体閉じ込め部材１２を液体供給システムに提供する。このような構成が図５に図示され、これはバリア部材又は液体閉じ込め部材１２、ＩＨがある局所液体供給システム又は液体ハンドリング構造を概略的に示す。液体閉じ込め部材１２は、投影システムＰＳに対してＸＹ面では実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対運動があってよい。実施形態では、液体閉じ込め部材１２、ＩＨと基板Ｗの表面との間にシールが形成され、これは流体シールのような非接触シール、望ましくはガスシールでよい。（以下の文章で基板Ｗの表面に言及する場合、それは他に明記しない限り、追加的又は代替的に基板テーブルＷＴの表面も指すことに留意されたい。）

[0046] 液体閉じ込め部材１２は、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗの間の空間１１に液体を少なくとも部分的に封じ込める。基板Ｗの表面と投影システムＰＳの最終要素の間の空間１１内に液体が閉じ込められるように、基板Ｗに対するガスシール１６などの非接触シールを、投影システムＰＳのイメージフィールドの周囲に形成することができる。空間１１は、投影システムＰＳの最終要素の下方に配置され、それを囲む液体閉じ込め部材１２によって少なくとも部分的に形成される。液体を、液体入口１３によって投影システムＰＳの下方で、液体閉じ込め部材１２内の空間１１に入れる。液体は、液体出口１３によって除去することができる。液体閉じ込め部材１２は投影システムＰＳの最終要素の少し上まで延在することができる。液体のバッファが提供されるように、液体レベルが最終要素の上まで上昇する。実施形態では、液体閉じ込め部材１２は、その上端が投影システムＰＳ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、例えば円形でよい。底部では、内周がイメージフィールドの形状に非常に一致し、例えば長方形でよいが、そうである必要はない。

[0047] 液体は、使用中に液体閉じ込め部材１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されるガスシール１６によって空間１１内に封じ込められる。ガスシール１６は、気体、例えば空気又は合成空気によって形成されるが、実施形態ではＮ₂又は別の不活性ガスによって形成される。ガスシール１６内の気体は、圧力下で入口１５を介して液体閉じ込め部材１２と基板Ｗの間のギャップに提供される。気体は出口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される。液体閉じ込め部材１２と基板Ｗの間で液体にかかる気体の力が、液体を空間１１に封じ込める。入口／出口は、空間１１を囲む環状溝でよい。環状溝は連続的又は不連続的でよい。気体の流れは、液体を空間１１に封じ込めるのに有効である。このようなシステムが、米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている。

[0048] 本発明の実施形態による流体ハンドリング構造１００が、図６の断面図に図示されている。流体ハンドリング構造１００はオールウェット（または制約されていない）構成に合わせて設計される。オールウェット構成では、流体ハンドリング構造１００が、投影システムＰＳの下に何があるかに応じて、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの間の空間１１に液体を提供する。流体ハンドリング構造１００は、投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面にも液体を提供する。言い換えると、流体ハンドリング構造１００は、空間１１の半径方向外側の基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面にも液体を提供する。したがって、実質的に基板Ｗ及び基板テーブルＷＴの上面全体が、露光中は常に液浸液で覆われる。

[0049] 投影システムＰＳの下にない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面上の液体の高さ（又はその層の厚さ）の変化が、液体フィンガー(liquid finger)の不安定性の増大に寄与することがある。このような不安定性は、液体が基板テーブルＷＴの縁部から飛ぶ、及び／又ははじき飛ばされること、及び／又は乾燥パッチ（つまりディウェッティング）につながることがある。液体ハンドリング構造１００は、これらの問題の１つ又は複数に対応する。

[0050] 第一に、流体ハンドリング構造１００は、投影システムＰＳと基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの間にある空間１１内の液浸液の流れ（いわゆる局所供給）と、投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面への液体の流れ（いわゆるバルク供給）とが実質的に別々であるか、分離されるように設計される。これは、２つの液体が混合しないという利点を有する。その結果、主流内で拾い上げられ、欠陥を生じることがある汚染が、空間１１へと移動することが防止される。この分離は、液体を空間１１に提供する少なくとも１つの第一開口１１０、及び液体を投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面に提供する少なくとも１つの第二開口１２０を設けることによって、部分的に達成される。流体ハンドリング構造１００はバリア１３０を備えて、流体ハンドリング構造１００と基板Ｗの間（つまりバリア１３０の下）の空間１１からの液体の流れを阻止する。第一及び第二開口１１０、１２０はバリア１３０の対向する側にある。つまり、第二開口１２０は投影システムの光軸に対してバリア１３０の半径方向外側にある。

[0051] 局所流れと主流とは実質的に分離されているので、第一開口１１０は液体を専ら空間１１へと提供する。同様に、第二開口１２０は液体を実質的に専ら、投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面に提供する。

[0052] 分離は部分的に、例えば第一開口１１０を通る、及び第二開口１２０を通る液体の流れを制御することによって達成される。流れは、空間１１内の液体の圧力が、空間１１の外側及び流体ハンドリング構造１００に隣接する領域内（つまり投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面上）にある液体の圧力と実質的に等しくなるように制御される。圧力勾配がない場合は、２つの液体を混合する駆動力がなくなる。

[0053] 第二に、流体ハンドリング構造１００は、バルク供給内に高さ又は厚さの差がある可能性を低下させるような方法で制御される。これは、以下で説明するようにコントローラ１４０を使用して第二開口１２０から出る液体の流れを制御することによって達成される。主流内の液体の水平流のフルード数がゼロと２の間、望ましくはゼロと１の間に維持されると、主流の高さの段階的変化（つまり跳水）を実質的に回避することができる。

[0054] 流体ハンドリング構造１００が高さの差を回避するように順応する第三の方法は、基板テーブルＷＴの中心Ｐに向かう主流中の液体の流れ（図９ａ及び図９ｂ参照）が、基板テーブルＷＴの中心Ｐから離れる方向の流れより大きいことを保証するのに役立てることである。これについては、図９ａから図１２を参照しながら以下で詳細に説明する。

[0055] これら３つの方法それぞれの特徴は、個別的又は組み合わせて使用することができる。これについては、流体ハンドリング構造１００のさらなる改良とともに以下で詳細に説明する。

[0056] 図６に示すような流体ハンドリング構造１００は本体１０５を備える。本体１０５は、空間１１の表面を形成する内面１０６を呈する。つまり、空間１１は上部が投影システムＰＳの最終要素によって、底部は基板Ｗ（又は基板テーブルＷＴ又はシャッタ部材）によって、及び側部は本体１０５の表面１０６によって区切られている。したがって、本体１０５はバリア部材又は液体閉じ込め部材１２、ＩＨと見なすことができる。本体１０５は、流体ハンドリング構造１００の基板Ｗに最も近い部分であるバリア１３０も有する。バリア１３０は、（投影システムＰＳと基板テーブルＷＴと液体閉じ込め部材１２の本体１０５との間の液浸空間１１への）内部の第一開口１１０から（液体閉じ込め部材１２を通る光軸に対して）半径方向外側への流体（つまり液浸液）の流れに対するバリア（つまりそれを防止する絞りを有する）とすることができる。バリア１３０は、第二開口１２０から供給される液体が空間１１内へと流れるのを実質的に防止するように構成することが望ましい。バリア１３０は、空間１１に供給される液浸流体が、バリア１３０と基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの間の空間１１から半径方向外側に流れるのを制限／阻止するように構成することが望ましい。バリア１３０の底部と基板Ｗの間にギャップ１０７が存在する。バリア１３０によって高い流れ抵抗が生成される。これはギャップ１０７の高さを５０〜２５０μｍにすることによって行われる。ギャップ１０７は０．１〜０．２ｍｍの高さであることが望ましい。これは、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗの間の約３ｍｍという距離に匹敵する。ギャップ１０７は、空間１１から出る液体の流れを制限するために小さく維持される。つまり、本体１０５は、流体ハンドリング構造１００と基板Ｗの間の空間１１から出る液体の流れを阻止するバリア１３０を形成する。

[0057] 液体が第一開口１１０を介して空間１１に提供される。第一開口１１０は流体ハンドリング構造１００の内面１０６にある。第一開口１１０は複数の開口を備えることができる。複数の開口は、例えば２００８年４月１６日出願の米国特許出願第６１／０７１，１６１号に開示されているものでよい。

[0058] 空間１１を横切る液体の流れがあることが望ましい。したがって、流体ハンドリング構造１００の投影システムＰＳの光軸に対して空間１１の対向する側にある第一開口１１０に対向して、空間１１から液体を抽出する少なくとも１つのさらなる開口１１２が配置される。第一開口１１０から空間１１へ液体を提供し、さらなる開口１１２を通して空間１１から液体を抽出することの制御は、コントローラ１４０によって行われる。コントローラ１４０によって提供される制御は、第一開口１１０を通る流れが低速で、さらなる開口１１２を通る抽出が固定された体積流量に基づくような制御である。例となるパラメータは、０．５ｌｐｍと１．５ｌｐｍの間の第一開口１１０からの流量（０．３ｍ／秒未満の速度）及び２ｌｐｍから４ｌｐｍのさらなる開口１１２からの固定された体積抽出量である。

[0059] 投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面に液体を提供するために、第二開口１２０が設けられる。つまり、第二開口１２０は空間１１の半径方向外側の基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面に液体を提供する。第二開口１２０は、流体ハンドリング構造１００の外面１０８を画定する流体ハンドリング構造１００の表面に設けられる。第二開口１２０から出る液体の流れは、コントローラ１４０によって制御される。第二開口１２０は、投影システムＰＳの光軸に対してバリア１３０の半径方向外側の位置に流体を提供する。対照的に、第一開口１１０は、投影システムＰＳの光軸に対してバリア１３０の半径方向内側の位置に流体を提供する。実施形態では、第二開口１２０をバリア１３０の半径方向外側に配置することができ、及び／又は第一開口１１０をバリア１３０の半径方向内側に配置することができる。

[0060] ここで見られるように、第二開口１２０は実質的に基板Ｗに面している流体ハンドリング構造１００の外面１０８にある。その外面１０８は、流体ハンドリング構造１００の最も下側の表面ではない。つまり、外面１０８は、ギャップ１０７を形成するバリア１３０の底面よりもさらに基板Ｗから離れている。バリア１３０は流体ハンドリング構造１００の外面１０８と空間１１の間にある。

[0061] 実施形態では、第二開口１２０は基板Ｗの上面から、バリア１３０と基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの間の距離の少なくとも５倍（つまりギャップ１０７のサイズの５倍）の距離であることが望ましい。基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴから第二開口１２０までの距離は、ギャップ１０７のサイズの少なくとも７倍、１０倍又は１５倍であることが望ましい。別の見方では、流体ハンドリング構造１００の底部から基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴまでの距離に変化がある。実施形態では、第二開口１２０は、基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴに実質的に平行で、基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴに平行な別の部分よりもさらに基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴから離れている部分にある。

[0062] 第二開口１２０は複数の第二開口１２０を備えることができる。第二開口１２０は任意の形状を有することができる。例えば、流体ハンドリング構造１００の全周（例えば円周）に延在する１つのスリットしかなくてもよい。代替的又は追加的に、２つ以上の第二開口１２０を流体ハンドリング構造１００の周囲に規則的又は不規則に配置することができる。第二開口１２０は、円形の穴、正方形の穴、スロット又は任意の他の形状の形態でよい。流体ハンドリング構造１００の周囲に、複数の開口１２０を任意の１次元又は２次元パターンで隔置することができる。

[0063] バリア１３０（又は絞り）は、液浸空間１１内でバルク(bulk)供給と局所(local)供給の液体が混合するのを防止する。局所供給の液体（つまり空間１１内の液体）の方が、熱調節及び汚染抑制が厳格である。実際には、２つの液体が多少混合する。何らかの流れがある場合にそれが空間１１から主流へと半径方向外側に向かうようにバルク供給と局所供給間の圧力差を偏倚することにより、内側への流れを実質的に防止することが望ましい。内側への流れを防止することが望ましい。外側への流れは単純に制限される。したがってバリア１３０は、空間１１から出る流体を制限する、及び望ましくは空間１１内に流れる流体を実質的に防止するように構成される。

[0064] 実施形態では、流体が空間１１から流れ出ることを実質的に防止することもできる。

[0065] バルク供給（熱調節する液体である）は局所供給とは別々であることが望ましい。混合すると、汚染の移動を許し、空間１１内の液体の熱安定性を低下させることになる。

[0066] 流体ハンドリングシステム１００から供給されるバルク供給の液体は、基板Ｗ及び基板テーブルＷＴ上の液体薄膜の厚さが均一であることを保証するのに役立てるために制御しなければならない。流体ハンドリングシステム１００に対して基板テーブルＷＴが移動すると、薄膜の攪乱を引き起こすことがある。攪乱は、飛び跳ねてディウェッティングを引き起こし得る波を引き起こし、基板Ｗの熱調節が妨害される。膜の厚さの変動は、ディウェッティング及び液飛びがない場合でも、均一な厚さの膜より熱調節を低下させることがあり、深さが浅い方の膜の部分からの蒸発は、深さが深い方の位置よりも局所的な、つまり基板Ｗへの熱損失が大きくなる。

[0067] 図６に示すように、少なくとも１つの第三開口１２２を設けることができる。第三開口１２２は、投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面から液体を抽出するために設けることができる。第三開口１２２を通して液体を抽出すると、主流の速度制御に役立てることができる。第三開口１２２を通した抽出は、コントローラ１４０によって制御することができる。

[0068] 気体開口１２５を流体ハンドリング構造１００に設けることができる。気体開口１２５は、第二開口１２０が形成された表面より上の流体ハンドリング構造１００の表面にある。加湿された気体を気体開口１２５に通して、投影システムＰＳの下にはない基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面にある液体上部の領域に提供することができる。気体は、液体に対して少なくとも４０％、望ましくは少なくとも７０％、望ましくは少なくとも９０％、及び最も望ましくは９５％より高い、及び望ましくは９９％未満、さらに望ましくは９７％未満の相対湿度を有することができる。液体より上の雰囲気に加湿した気体を提供すると、液体の蒸発（したがって冷却負荷）が減少する。液浸液が例えば高ＮＡ装置に使用される幾つかの液体のように分解性である場合、気体開口１２５を通して提供される気体は非酸化性の気体とすることができ、例えば精製した不活性ガスを使用することができる。実際に、液浸液の蒸気で加湿されている不活性ガスを使用することが望ましいことがある。加湿した気体を封じ込めるために、液体の上に板を設けることができる。

[0069] 図７は流体ハンドリング構造１００の詳細を示している。ここで見られるように、第二開口１２０が形成された表面１３５は、基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面に対して傾斜させることができる。流体ハンドリング構造１００が円形である実施形態では、第二開口１２０が形成された表面は円錐台の形態となる。表面１３５の角度θは、基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの面に対して望ましくは０°と１５°の間、望ましくは０°と１０°の間である。表面１３５の半径方向で最も内側の部分は、その表面１３５の半径方向で最も外側の部分よりも基板Ｗに近い。つまり、投影システムＰＳの光軸に最も近い表面１３５の部分は、投影システムＰＳの光軸からこれより離れた表面１３５の部分よりも基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴに近い。

[0070] 第二開口１２０が形成された表面１３５を傾斜させるのではなく、第二開口１２０自体を傾斜させることができる（つまり基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面に実質的に平行である表面１３５を通して角度をつけて通路を形成することによって行う）。開口１２０（又はさらに厳密には、開口の背後にある通路の角度）も角度θにすることができる。

[0071] 角度θを変化させると、バルク供給の特定の流量で生成される圧力に影響を与える。したがって、空間１１内の液体と空間１１の外側にある液体との圧力を平衡させるために、角度θの選択を使用することができる。上述したように、これらの圧力を一致させることにより、２つの液体の流れが混合するのを減少させるか、最小化することができる。

[0072] 第二開口１２０は、第二開口１２０を通る液体の流れによって基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴに伝達される流体力学的力を減少させるか最小化するように設計することが望ましい。それを実行する１つの方法は、第二開口１２０に、ギャップ１０７のサイズを６で割った値より小さい、望ましくはギャップ１０７のサイズを２０で割った値より小さい幅（例えば直径）を設ける。また、第二開口１２０から出る液体の流れの速度を重力定数ｇの平方根にギャップ１０７のサイズを掛けた値の３倍より小さく、望ましくは重力定数の平方根にギャップ１０７のサイズを掛けた値より小さくすることが望ましい。

[0073] 図８ａから図８ｃはＺ方向（つまり光軸）における断面図であり、流体ハンドリング構造１００の下で基板Ｗの上面に平行な半径方向外側への流れの速度ｖの関数として、流体ハンドリング構造１００の外面１０８の半径方向外側への液体の高さがいかに変化し得るかを概略的に示す。１未満（つまりゼロと１の間）のフルード数(Froude number)（液体の速度ｖを重力定数ｇの平方根で割り、基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面と第二開口の間の距離（ｈ）を掛けた値と等しい）が望ましい。その大きさで、流体ハンドリング構造１００の半径方向外側で基板Ｗ及び／又は基板テーブルＷＴの上面上の液体の安定した高さを予想することができる。それが図８ａに図示されている。基板Ｗからの第二開口１２０の距離ｈが一定のままである状態で液体の速度ｖが上昇した場合、流体ハンドリング構造１００から半径方向外側への液体の高さの変化を予想することができる。外面１０８で開始し、半径方向外側へと動く液体の高さの変化は、最初に高さが減少してから高さが増加し、その後にさらに高さが減少する。フルード数を２未満（つまりゼロと２の間）に維持すると、いわゆる跳水を回避することができる。図８ｂを参照されたい。フルード数が２より十分大きくなるような速度である場合は、跳水が生じる。跳水は図８ｃに図示されている。これは、第二開口を出る液体の速度が大きすぎた（または距離ｈが小さすぎた）結果である。跳水が存在すると、気泡が閉じ込められ、液体層が破壊すること（ディウェッティング）につながることがある。これはドライスポットにつながることがあり、欠陥（乾燥汚れ、痕跡、固着した気泡など）をもたらす。

[0074] 別の見方をすると、跳水が存在する場合、流れの速度は表面の重力波より大きい。つまり、液体の水平方向の速度は波の速度より小さい。

[0075] 高さｈは望ましくは１ｍｍと４ｍｍの間、望ましくは１．５ｍｍと３ｍｍの間、望ましくは２ｍｍである。

[0076] 跳水が基板テーブルＷＴの外側でのみ生じる（つまり基板テーブルＷＴの上部では生じない）、つまり図８ｃに示す跳水が流体ハンドリング構造１００から半径方向に離れ、したがってもはや生じなくなるように、液体の水平方向の速度ｖを上昇させることが可能である。しかし、この速度では、基板テーブルＷＴの縁部で流体を集めることが困難になることがある。

[0077] 図９ａ及び図９ｂは基板テーブルＷＴの平面図を概略的に図示し、本発明の実施形態の別の原理を示す。図示のように、基板テーブルＷＴの上面上の流体ハンドリング構造１００の位置に関係なく、流体ハンドリング構造１００から半径方向外側への液体の主流は、他の方向よりも基板テーブルＷＴの中心Ｐに向かう方向にて常に大きくなる。他の方向の流れがあってもなくてもよい。

[0078] 第三開口１２２を通って流体ハンドリング構造１００に入る流れを使用して、バルク液体の圧力を調節する、及び／又はバルク液体中の流量を調節する、及び／又はバルク液体のレベルを調整する、及び／又は波の振幅を小さくする、及び／又は他の理由で流体ハンドリング構造１００にかかる波の力を減少させることができる。第三開口１２２を通る流れを使用して、所与の方向の流量を調節することができる。例えば、これらの第三開口１２２のうち流体ハンドリング構造１００の周囲の部分に沿ったもののみ（又は第三開口１２２のその部分のみ）が、周囲のその部分から出る液体の流量を減少させるために、自身を通して液体を抽出させることができる。

[0079] 図９ａに示すように、流体ハンドリング構造１００と基板テーブルＷＴとの相対位置が、流体ハンドリング構造１００が（上から見て）基板テーブルＷＴの下部右手側の４分の１にあるような位置である場合は、基板テーブルＷＴの中心Ｐに向かう（したがって上から見て基板テーブルＷＴの上部左手側の隅部に向かう）流体の流れが、他の方向の流れより増加する。同様に、流体ハンドリング構造１００が上から見て（図９ｂに図示するように）基板テーブルＷＴの中心左に配置されている場合、上から見て右側に向かう方向で流体ハンドリング構造１００を出る液体の流れが、他の方向より大きくなる。

[0080] 図１０から図１２は、流体ハンドリング構造１００の周囲の位置に従って基板テーブルＷＴから出る液体の流れの流量を変更できる３つのさらなる方法を示す。図１０では、第二開口１２０が２つの区画１５０、１５２に分割される。各区画は１つの第二開口又は複数の第二開口１２０を備えることができる。第二開口１２０は第一区画１５０を伴い、一緒に制御することができる。同様に、第二開口１２０は第二区画１５２を伴い、一緒に制御することができる。制御はコントローラ１４０を介して行われる。

[0081] したがって流体ハンドリング構造１００が基板テーブルＷＴの左手側にある場合、第二区画１５２の第二開口１２０を通る液体の流れは、第一区画１５０の第二開口１２０を通る流体の液体流れより大きくなる。逆に、液体ハンドリング構造１００が基板テーブルＷＴの右手側にある場合、第一区画１５０の第二開口１２０から出る液体の流れは、第二区画１５２の第二開口１２０を出る液体の流れより大きくなる。

[0082] 図１１は、流体ハンドリング構造１００の周囲が４つの異なる区画１５４、１５６、１５８、１６０に分割されるケースを示す。区画は等しいサイズであり、各区画に対応する第二開口１２０（及び各区画に対応する第三開口１２２）は、他の区画の第二開口１２０とは無関係に制御することができる。この場合、流体ハンドリング構造１００が基板テーブルＷＴの上部右手側の隅部にある場合、流体ハンドリング構造１００の左側下部にある区画１５４及び１５６から出る液体の流れは、他の２つの区画１５８及び１６０から出る流体の流れより大きくなる。

[0083] 認識されるように、流体ハンドリング構造１００の周囲は任意の数の区画に分割することができ、これらの区画は周囲の任意の部分に沿って延在することができる。これで、コントローラ１４０はどの区画に位置するかに従って第二開口１２０及びさらなる開口１２２の全てを制御することができる。

[0084] さらなる実施形態が図１２に図示されている。この実施形態では、流体ハンドリング構造１００又は流体ハンドリング構造１００の第二開口１２０を含む部分が回転可能である。この方法では、第二開口１２０を流体ハンドリング構造１００の周囲の部分１６２に沿って設けるだけでよい（又は周囲の部分１６２に沿って開口１２０の密度を上げることができる）。次に、第二開口１２０から出る液体の大きい方の流れが、基板テーブルＷＴの中心Ｐに向かう方向で最大にできるように、流体ハンドリング構造１００又は流体ハンドリング構造１００の部分を回転することができる。

[0085] 実施形態では、（ｉ）投影システムの最終要素と基板及び／又は基板テーブルの間の空間、及び（ｉｉ）投影システムの下にはない基板及び／又は基板テーブルの上面、に流体を提供する流体ハンドリング構造が提供される。流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造から空間内への流体の流れを提供する空間への第一開口、流体ハンドリング構造と基板の間の空間から出る流体の流れを阻止するバリア、及び投影システムの光軸に対してバリアの半径方向外側にあり、流体ハンドリング構造から空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面への流体の流れを提供する第二開口を備える。実施形態では、流体ハンドリング構造は第一開口及び／又は第二開口から出る流体の流れを制御するように構成されたコントローラをさらに備える。コントローラは、流体ハンドリング構造の半径方向外側に流れる流体が０と２の間、望ましくは０と１の間のフルード数を有するように、第二開口から出る流体の流れを制御するように構成することが望ましい。コントローラは、基板テーブルに対する流体ハンドリング構造の位置に応じて、第二開口から出る流体の流量を変更できることが望ましい。コントローラは、基板テーブルの中心に向かう方向の流れが、基板テーブルの中心から離れる方向の流れより大きくなるように、第二開口から出る流れを制御できることが望ましい。コントローラは、第二開口を介して、及び／又は空間を囲む領域に対して開いている第三開口を介して、流体ハンドリング構造の外側の流体の流れを制御できることが望ましい。コントローラは、流体ハンドリング構造の周囲の部分の周りから流体を除去する率を変更できることが望ましい。コントローラは、空間内の流体の圧力が、空間の外側及び流体ハンドリング構造に隣接する領域内の流体の圧力と実質的に等しいように、第一開口及び第二開口を通る流体の流れを制御できることが望ましい。コントローラは、流量及び／又は流れの方向及び／又は流れの角度を変更することによって、圧力を制御できることが望ましい。第二開口は、基板の上面に平行である、又は基板及び／又は基板テーブルの面に対して０〜１０°から選択された角度で傾斜した表面にあり、表面は、投影システムの光軸付近では基板に近づき、投影システムから離れると光軸からさらに離れることが望ましい。流体ハンドリング構造は、第一開口を出た流体が第二流体開口を出た流体から実質的に分離されるように構築され、構成されることが望ましい。実施形態では、流体ハンドリング構造は気体開口をさらに備え、気体開口は投影システムの下にはない基板及び／又は基板テーブルの上面上にある液体に対して開いている。気体開口は、加湿された気体の源に接続されて、加湿された気体を上面上に提供することが望ましい。

[0086] 実施形態では、液浸リソグラフィ装置は、使用時に実質的に基板テーブル及び基板の上面全体を流体で覆い、以上のパラグラフによる流体ハンドリング構造を備える。バリアと基板及び／又は基板テーブルの上面の間の距離は５０μｍと２５０μｍの間であることが望ましい。第二開口と基板及び／又は基板テーブルの間の距離は、バリアと基板及び／又は基板テーブルの間の距離の少なくとも５倍であることが望ましい。第二開口の幅は、少なくとも開口と基板及び／又は基板テーブルの間の距離を６で割った値より大きく、望ましくは距離を２０で割った値より大きいことが望ましい。第二開口を出る流体の流速は、ｇの平方根に開口から基板及び／又は基板テーブルまでの距離を掛けた値の３倍未満であることが望ましく、ここでｇは重力定数である。第二開口を出る流体の流量は０．２〜６．０ｌｐｍの範囲であることが望ましい。

[0087] さらなる実施形態では、投影システムの下にはない基板及び／又は基板テーブルの上面へ流体を提供する流体ハンドリング構造が開示される。流体ハンドリング構造は、流体を流体ハンドリング構造から上面上に提供する開口、及び開口から出る流体の流れが基板テーブルの中心に向かう方向で基板テーブルの中心から離れる方向より大きい流量になるように制御するコントローラを備える。開口は、流体ハンドリング構造の周囲に複数の開口を備え、コントローラは開口の１つ又は複数から出る流体の流れを、流体ハンドリング構造の周囲における開口の位置に従って、及び基板テーブルに対する流体ハンドリング構造の位置に従って制御することが望ましい。流体ハンドリング構造の周囲は複数の区画に分割され、区画の少なくとも１つは開口を有し、各区画の開口を出る流れは、基板テーブルに対する流体ハンドリング構造の位置に従ってコントローラによって制御されることが望ましい。流体ハンドリング構造の周囲に様々な密度で開口を設け、開口は投影システムの光軸の周囲で回転可能であることが望ましい。

[0088] さらなる実施形態では、使用時に実質的に基板テーブル及び基板の上面全体を流体で覆う液浸リソグラフィ装置は、以上のパラグラフの流体ハンドリング構造を備える。

[0089] 実施形態では、デバイス製造方法は、流体ハンドリング構造の第一開口を通して投影システムの最終要素と基板の間の空間に提供された液浸液を通して、放射ビームを基板テーブル上の基板の上面に投影することを含み、流体ハンドリング構造のバリアは、流体ハンドリング構造と基板の間の空間から出る液体の流れを阻止し、流体ハンドリング構造の第二開口は、投影システムの下にはない基板及び／又は基板テーブルの上面に流体を提供する。

[0090] 実施形態では、デバイス製造方法は、流体ハンドリング構造によって投影システムの最終要素と基板の間の空間に提供された液浸液を通して、放射ビームを基板テーブル上の基板の上面に投影し、基板テーブルの中心に向かう方向の流体の流れが中心から離れる方向より大きくなるように、投影システムの下にはない基板及び／又は基板テーブルの上面に流体を提供することを含む。

[0091] 実施形態では、流体ハンドリング構造は液浸リソグラフィ装置用の流体ハンドリング構造を備え、流体ハンドリング構造は、使用時に投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間を画定し、流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造の外面を画定する表面、外面と空間の間に配置されたバリア、外面に画定された開口を備え、開口は、空間の半径方向外側で基板テーブル及び／又は基板の表面の上面に液浸流体を供給するように構成され、バリアは液浸流体が空間内に流れることを阻止するように構成される。流体ハンドリング構造は、流体ハンドリング構造の内面に画定された内部開口をさらに備え、内部開口は、空間に液浸流体を供給するように構成され、流体ハンドリング構造は空間に供給された液浸流体を空間に閉じ込めることが望ましい。バリアは、空間に供給された液浸流体がバリアと基板及び／又は基板テーブルの間の空間から半径方向外側へ流れるのを制限／阻止するように構成することが望ましい。

[0092] 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を理解されたい。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の製造である。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。さらに基板は、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。

[0093] 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、又はこれら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。「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、又はその組み合わせを指す。

[0094] 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１つ又は複数のコンピュータプログラム、又はこのような１つ又は複数のコンピュータプログラムを内部に記憶した１つ又は複数のデータ記憶媒体（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。本明細書で言及する１つ又は複数の異なるコントローラは、リソグラフィ装置の少なくとも１つのコンポーネント内に配置された１つ又は複数のコンピュータプロセッサによって１つ又は複数のコンピュータプログラムが読み取られると、動作可能にすることができる。１つ又は複数のプロセッサは、コントローラの少なくとも１つと通信するように構成され、それによってコントローラは１つ又は複数のコンピュータプログラムの機械読み取り式命令に従って動作する。

[0095] 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領域のみに提供されるか、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。

[0096] 本明細書で想定するような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、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み合わせでよい。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み合わせを備えてよい。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。液体供給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。

[0097] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (24)

1. （ｉ）投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間、及び（ｉｉ）前記空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面、に流体を提供する流体ハンドリング構造であって、
   前記流体ハンドリング構造から前記空間内への流体の流れを提供する前記空間への第一開口、
   前記流体ハンドリング構造と前記基板の間の前記空間から出る流体の流れを阻止するバリア、及び
   前記投影システムの光軸に対して前記バリアの半径方向外側にあり、前記流体ハンドリング構造から前記空間の半径方向外側の前記基板及び／又は基板テーブルの上面への流体の流れを提供する第二開口を備える、流体ハンドリング構造。
2. 前記第一開口及び／又は前記第二開口から出る流体の流れを制御するコントローラをさらに備える、請求項１に記載の流体ハンドリング構造。
3. 前記コントローラが、前記流体ハンドリング構造から半径方向外側に流れる流体が０と２の間、望ましくは０と１の間のフルード数を有するように、前記第二開口を出る流体の流れを制御する、請求項２に記載の流体ハンドリング構造。
4. 前記コントローラが、基板テーブルに対する前記流体ハンドリング構造の位置に応じて、前記第二開口から出る流体の流量を変更する、請求項２又は３に記載の流体ハンドリング構造。
5. 前記コントローラが、基板テーブルの中心に向かう方向の流れが前記基板テーブルの前記中心から離れる方向の流れより大きくなるように、前記第二開口から出る流れを制御する、請求項４に記載の流体ハンドリング構造。
6. 前記コントローラが、前記第二開口を介して、及び／又は前記空間を囲む領域に対して開いている第三開口を介して、前記流体ハンドリング構造の外側で流体の流れを制御する、請求項２から５のいずれか１項に記載の流体ハンドリング構造。
7. 前記コントローラが、前記流体ハンドリング構造の周囲の部分の周りから流体を除去する率を変更する、請求項６に記載の流体ハンドリング構造。
8. 前記コントローラが、前記空間内の流体の圧力が前記空間の外側及び前記流体ハンドリング構造に隣接する領域内にある流体の圧力に実質的に等しくなるように、前記第一開口を通る、及び前記第二開口を通る流体の流れを制御する、請求項２から７のいずれか１項に記載の流体ハンドリング構造。
9. 前記コントローラが、流量及び／又は流れの方向及び／又は流れの角度を変更することによって前記圧力を制御する、請求項８に記載の流体ハンドリング構造。
10. 前記第二開口が、基板及び／又は基板テーブルの上面に平行であるか、前記基板及び／又は基板テーブルの面に対して０〜１０°から選択された角度で傾斜している表面にあり、該表面が、前記投影システムの光軸付近では前記基板及び／又は基板テーブルに近づき、前記投影システムから離れると前記光軸からさらに離れる、前記請求項のいずれか１項に記載の流体ハンドリング構造。
11. 前記流体ハンドリング構造が、前記第一開口を出た流体が前記第二流体開口を出た流体から実質的に分離されるように構成される、前記請求項のいずれか１項に記載の流体ハンドリング構造。
12. 前記空間の半径方向外側の前記基板及び／又は基板テーブルの前記上面上の液体に対して開いている気体開口をさらに備える、前記請求項のいずれか１項に記載の流体ハンドリング構造。
13. 前記気体開口が加湿された気体の源に接続され、加湿された気体を前記上面上に提供する、請求項１２に記載の流体ハンドリング構造。
14. 使用時に実質的に基板テーブル及び基板の上面全体が流体に覆われ、前記請求項のいずれか１項に記載の流体ハンドリング構造を備える、液浸リソグラフィ装置。
15. 前記バリアと基板及び／又は基板テーブルの上面の間の距離が５０μｍと２５０μｍの間である、請求項１４に記載の液浸リソグラフィ装置。
16. 前記第二開口と前記基板及び／又は基板テーブルの間の距離が、少なくとも前記バリアと前記基板及び／又は基板テーブルの間の前記距離の５倍である、請求項１４又は１５に記載の液浸リソグラフィ装置。
17. 前記第二開口の幅が、少なくとも前記開口と前記基板及び／又は基板テーブルの間の距離を６で割った値より大きく、望ましくは前記距離を２０で割った値より大きい、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の液浸リソグラフィ装置。
18. 前記第二開口を出る流体の流速が、ｇの平方根に前記開口から前記基板及び／又は基板テーブルまでの距離を掛けた値の３倍未満であり、ここでｇが重力定数である、請求項１４から１７のいずれか１項に記載の液浸リソグラフィ装置。
19. 前記第二開口から出る流体の流量が０．２〜６．０ｌｐｍの範囲から選択される、請求項１４から１８のいずれか１項に記載の液浸リソグラフィ装置。
20. 投影システムと基板の間の空間に、及び前記空間の半径方向外側の基板及び／又は基板テーブルの上面に流体を提供する流体ハンドリング構造であって、
    前記流体ハンドリング構造から前記上面上に流体を提供する開口、及び
    前記開口から出る流体の流れが、前記基板テーブルの中心から離れる方向よりも前記基板テーブルの中心に向かう方向で大きい流量になるように制御するコントローラを備える、流体ハンドリング構造。
21. 使用時に実質的に基板テーブル及び基板の上面全体が流体に覆われ、請求項２０に記載の流体ハンドリング構造を備える、液浸リソグラフィ装置。
22. 流体ハンドリング構造の第一開口を通して投影システムと基板の間の空間に提供される液浸液を通して、放射ビームを基板テーブル上の前記基板の上面に投影することを含むデバイス製造方法であって、前記流体ハンドリング構造のバリアが、前記流体ハンドリング構造と前記基板の間の前記空間から出る液体の流れを阻止し、前記流体ハンドリング構造の第二開口が、前記空間の半径方向外側の前記基板及び／又は基板テーブルの上面へ流体を提供する、デバイス製造方法。
23. 流体ハンドリング構造によって投影システムと基板の間の空間に提供された液浸液を通して、放射ビームを基板テーブル上の前記基板の上面に投影し、前記基板テーブルの中心に向かう方向の流体の流れが前記中心から離れる方向より大きくなるように、前記空間の半径方向外側の前記基板及び／又は基板テーブルの上面に流体を提供することを含む、デバイス製造方法。
24. 使用時に投影システムと基板及び／又は基板テーブルの間の空間を画定する液浸リソグラフィ装置の流体ハンドリング構造であって、
    前記流体ハンドリング構造の外面を画定する表面、
    前記外面に画定され、前記空間の半径方向外側の基板テーブル及び／又は基板の表面の上面に流体を供給する開口、及び
    前記外面と前記空間の間に配置され、前記流体が前記空間内に流れることを阻止するバリアを備える、流体ハンドリング構造。