JP2011159971A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結像中に投影ビーム内へ泡が侵入することを防止するリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】液浸リソグラフィ装置の液体閉じ込め構造では、細長い連続的な開口が投影システムの下の空間に液体を供給する出口を形成する。この細長いスリットは、イメージフィールドから泡を偏向させる高いせん断力及び圧力勾配の領域を形成する。
【選択図】図７

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、液体閉じ込めシステム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隣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、基板を所与の方向（「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、パターンを所与の方向（「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] それぞれが参照により全体が本明細書に組み込まれる欧州特許出願公開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、基板を支持する少なくとも１つのテーブルを備え、ある実施形態では２つのテーブルを備える。ある実施形態では、第１の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２の位置にあるテーブルで、露光を実行する。別の実施形態では、装置は１つのテーブルのみを有する。

[0004] 液浸リソグラフィ装置内で基板を露光した後、基板テーブルはその露光位置から離れ、基板を取り外して異なる基板と交換することができる位置へと移動する。これは、基板スワップとして周知である。例えばＡＳＭＬの「Twinscan（登録商標）」リソグラフィ装置のような２ステージのリソグラフィ装置では、基板テーブルのスワップは、投影システムの下で実行される。

[0005] 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。ある実施形態では、液体は蒸留水であるが、別の液体を使用することもできる。本発明の実施形態は、液体について説明されている。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、芳香族などの炭化水素、フルオロハイドロカーボン、及び／又は水溶液である。

[0006] 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は（例えば米国特許ＵＳ４，５０９，８５２号参照）、液浸システム構成の一形式である。この構成では、大きな液体の塊がスキャン露光中に加速する必要がある。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。

[0007] 提案されている他の構成は、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、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）。これを配置するために提案されている１つの方法が、ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。このタイプの構成を局所液浸システム構成と呼ぶことができる。

[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と呼ばれる液浸システム構成の別のタイプを開示している。このようなシステムでは、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供給する。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。バリアのような、基板テーブルの縁部にある液体コントローラは、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ＵＳ２００６／０１１９８０９号に記載されている。すべての位置で基板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] 液浸装置では、液浸流体は、流体ハンドリングシステム、構造又は装置によってハンドリングされる。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、液浸流体を供給することができ、それ故、流体供給システムである。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、少なくとも部分的に液浸流体を閉じ込めることができ、それにより、流体閉じ込め部材を備える流体閉じ込めシステムである。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、液浸流体へのバリアを形成することができ、それにより、流体閉じ込め構造などのバリア部材である。ある実施形態では、流体ハンドリングシステムは、ガスのフローを生成又は使用して、例えば、液浸流体のフロー及び／又は位置を制御するのを助けることができる。ガスのフローは、液浸流体を閉じ込める封止を形成することができ、したがって、流体ハンドリング構造を封止部材と呼ぶこともできる。このような封止部材は、流体閉じ込め構造であってもよい。流体ハンドリングシステムは、投影システムと基板テーブルなどのテーブルとの間に配置されてもよい。ある実施形態では、液浸液は、液浸流体として使用される。この場合、流体ハンドリングシステムは、液体ハンドリングシステムであってもよい。上記説明に関して、本節で流体に関して定義されたフィーチャへの言及は、液体に関して定義されたフィーチャを含むと考えてもよい。

[0010] 流体ハンドリングシステム又は液体閉じ込め構造では、液体は、空間、すなわち、液浸空間内に閉じ込められる。例えば、閉じ込め構造内に、液体は、構造の本体、投影システムの表面及び下にある表面（例えば、基板テーブル、基板テーブル上に支持された基板、シャッター部材及び／又は測定テーブル）によって閉じ込められる。局所領域液浸システムの場合には、液体は、一部は流体ハンドリングシステム又は液体閉じ込め構造と下にある構造との間の液体メニスカスによって液浸空間内に閉じ込められる。オールウェットシステムの場合、液体は、液浸空間から基板及び／又は基板テーブルの上面へ流出することができる。

[0011] 液浸リソグラフィ装置では、結像中に泡が投影ビームを通過すると、結像欠陥が形成されることがある。泡によって引き起こされる欠陥は時に重大であり、特に泡が複数の結像デバイスに影響するほど大きい場合には欠陥デバイスを形成することがある。

[0012] 結像中に投影ビーム内へ泡が侵入することを防止するリソグラフィ装置を提供することが望ましい。

[0013] 本発明の一態様では、リソグラフィ装置であって、基板を保持し、スキャン方向に基板をスキャンするように構成された基板テーブルと、基板テーブルによって基板がスキャンされている間に基板上に画像を投影するように構成された投影システムと、投影システムと基板との間の空間に液体を閉じ込めるように構成された液体閉じ込めシステムとを備え、投影システムが、光軸を有し、光軸及びスキャン方向に垂直の方向に該方向の空間の最大寸法よりも小さい最大寸法を有するイメージフィールド内に画像を投影するように構成され、液体閉じ込めシステムが、空間と境界を接する液体閉じ込め部材を有し、液体閉じ込め部材が、基板の方へ液体を誘導するように配置された細長い連続的な液体供給開口を画定し、細長い液体供給開口が、上記方向にイメージフィールドの最大寸法よりも大きく空間の最大寸法よりも小さい寸法を有するリソグラフィ装置が提供される。

[0014] 本発明の一態様では、液体閉じ込めシステムによって基板の表面に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、液体閉じ込めシステムが液体内部のガスの泡を画像から遠ざけるように液体の塊内に比較的高圧の領域を形成するように配置された細長い液体供給開口を有する液浸リソグラフィ装置が提供される。

[0015] 本発明の一態様では、リソグラフィ装置を用いるデバイス製造方法であって、基板の表面に接触する空間に液体の塊を閉じ込めるステップと、基板をスキャン方向に移動させながら液体の塊を通して基板上に画像を投影するステップと、画像のスキャン方向の先にある液体の塊の内部に液体の塊の内部のガスの泡を画像からそらす効果がある比較的高圧の細長い領域を形成するステップとを含む方法が提供される。

[0016] 本発明の一態様では、液体閉じ込めシステムによって基板の表面に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、液体閉じ込めシステムがスキャン方向に整列した少なくとも１つの角を有し、基板に対向する面に細長い液体供給開口を画定する液体閉じ込め部材を有し、細長い液体供給開口が角に配置された液浸リソグラフィ装置が提供される。

[0017] 本発明の一態様では、液体閉じ込めシステムによって基板の表面に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上のイメージフィールド上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、液体閉じ込めシステムが基板に対向する面を有する液体閉じ込め部材を有し、細長い液体供給開口が表面に画定され、スキャン方向のイメージフィールドの前に配置された液浸リソグラフィ装置が提供される。

[0018] 本発明の一態様では、投影システムと対向面との間の空間に液体を閉じ込めるように構成された液体閉じ込めシステムであって、該対向面が基板及び／又は空間と境界を接する液体閉じ込め部材を含む基板を支持するように構成されたテーブルであり、投影システムが、光軸を有し、光軸及びスキャン方向に垂直の方向に該方向の空間の最大寸法よりも小さい最大寸法を有するイメージフィールド内に画像を投影するように構成され、液体閉じ込め部材が対向面の方へ液体を誘導するように配置された連続的な細長い液体供給開口を画定し、細長い液体供給開口が上記方向にイメージフィールドの最大寸法よりも大きく上記空間の最大寸法よりも小さい寸法を有する液体閉じ込めシステムが提供される。

[0019] 本発明の一態様では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、液体閉じ込めシステムが基板がスキャン方向にスキャンされている間に液浸液を基板の表面に閉じ込めるように構成され、液体内部のガスの泡を液体を通して基板上に投影された画像から遠ざけるように液体内部に比較的高いせん断力及び圧力勾配の領域を作成するように配置された細長い液体供給開口を有する液体閉じ込めシステムが提供される。

[0020] 本発明の一態様では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、基板の表面に液浸液を閉じ込めるように構成され、基板に対向する面に形成された複数の液体供給開口を備える液体閉じ込め部材を有し、複数の液体供給開口が少なくとも２つの異なる長さの開口を含む液体閉じ込めシステムが提供される。

[0021] 本発明の一態様では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、基板の表面に液浸液を閉じ込めるように構成され、基板がスキャンされるスキャン方向に整列した少なくとも１つの角を有する液体閉じ込め部材を有し、基板に形成された角に配置された細長い液体供給開口を備える液体閉じ込めシステムが提供される。

[0022] 本発明の一態様では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、基板の表面に液浸液を閉じ込めるように構成され、基板に対向する対向面を含む液体閉じ込め部材を有し、細長い液体供給開口が表面に形成され基板の表面に投影されるイメージフィールドの前に、基板がスキャンされるスキャン方向に配置された液体閉じ込めシステムが提供される。

[0023] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0024]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0025]リソグラフィ投影装置で使用する液体供給システムとしての流体ハンドリング構造を示す図である。 [0025]リソグラフィ投影装置で使用する液体供給システムとしての流体ハンドリング構造を示す図である。 [0026]リソグラフィ投影装置で使用する別の液体供給システムを示す図である。 [0027]流体ハンドリング構造の断面図である。 [0028]本発明のある実施形態による流体ハンドリング構造の平面図である。 [0029]図６の流体ハンドリング構造の一部の平面図である。 [0030]図７の第３のハンドリング構造の線Ｉ−Ｉで切った断面図である。 [0031]本発明のある実施形態による別の流体ハンドリング構造の図８と同様の図である。 [0032]本発明のある実施形態による別の流体ハンドリング構造の図８と同様の図である。 [0033]本発明の実施形態による流体ハンドリング構造の平面図である。 [0033]本発明の実施形態による流体ハンドリング構造の平面図である。 [0034]本発明の別の実施形態による流体ハンドリング構造の平面図である。 [0034]本発明の別の実施形態による流体ハンドリング構造の断面図である。

[0035] 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、
[0036] − 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、
[0037] − 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築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0038] − 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築され、特定のパラメータに従って基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
[0039] − 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。

[0040] 照明システムＩＬ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、又はその任意の組合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。

[0041] 支持構造ＭＴはパターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡ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ＭＡ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ＭＡ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ＭＡが例えば投影システムＰＳ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。

[0042] 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定の機能層に相当する。

[0043] 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。

[0044] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、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。投影システムのタイプは、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んでよい。投影システムの選択又は組み合わせは適宜、使用される露光放射、又は液浸液の使用又は真空の使用などの他の要素に合わせる。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すことができる。

[0045] 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）。

[0046] リソグラフィ装置は、基板テーブルのような２つ（デュアルステージ）又はそれ以上のテーブル（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、又は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。

[0047] 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ＳＯとリソグラフィ装置とは、例えば放射源ＳＯ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ＳＯ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ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯ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。

[0048] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／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ＩＬを用いて放射ビームを調節し、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。放射源ＳＯと同様、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一部を形成すると考えてもよいし、又は考えなくてもよい。例えば、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一体化部分であってもよく、又はリソグラフィ装置とは別の構成要素であってもよい。後者の場合、リソグラフィ装置は、イルミネータＩＬをその上に搭載できるように構成することもできる。任意選択として、イルミネータＩＬは着脱式であり、別に提供されてもよい（例えば、リソグラフィ装置の製造業者又は別の供給業者によって）。

[0049] 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ＭＡによってパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは、ビームＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサ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）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナ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２のポジショナ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、又は固定してもよい。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メントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマーク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Ｃの間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。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メントマークをダイ間に配置してもよい。

[0050] 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。

[0051] 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Ｂ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。

[0052] 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Ｂに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、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Ｃ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Ｃの（スキャン方向における）高さが決まる。

[0053] 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Ｂ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。

[0054] 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。

[0055] 投影システムＰＳの最終要素と基板との間に液体を提供する構成がいわゆる局所液浸システムＩＨである。このシステムでは、液体が基板の局所領域にのみ提供される流体ハンドリング構造が使用される。液体によって充填された空間は、基板の上面よりも平面視で小さく、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。図２〜図５には、４つの異なるタイプの流体ハンドリング構造が示されている。

[0056] 図２及び図３に示すように、液体は、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移動方向に沿って供給される。液体は、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。すなわち、基板が要素の下で−Ｘ方向にスキャンされるにつれて、液体は要素の＋Ｘ側に供給され、−Ｘ側で取り上げられる。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す。図２では、液体は、最終要素に対する基板の移動方向に沿って供給されるが、必ずしもそ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さまざまな向き及び数が可能であり、一例が図３に示され、ここでは、両側に出口を有する４組の入口が最終要素の周囲に規則的パターンで提供される。

[0057] 局所液体供給システムによる液浸リソグラフィのさらなる解決法が図４に示されている。液体は、投影システムＰＳの両側の２つの溝状の入口によって供給され、入口ＩＮから半径方向外向きに配置された複数の離散的な出口によって除去される。入口は、投影される投影ビームが通る孔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の一方の側の１つの溝状の入口によって供給され、投影システムＰＳの他方の側の複数の離散的な出口によって除去され、投影システムＰＳと基板Ｗの間に液体の薄膜のフローを引き起こす。入口と出口開口のどの組合せを使用するかの選択は、基板Ｗの移動方向によって決定することができる（入口と複数の出口の他の組合せは動作しない）。

[0058] 提案されている別の構成は、液体供給システムに液体閉じ込め部材を提供する構成である。液体閉じ込め部材は、投影システム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在する。そのような構成を図５に示す。

[0059] 図５は、流体ハンドリング構造１２を備えた局所液体供給システムを概略的に示す。流体ハンドリング構造１２は、投影システムＰＳの最終要素と望ましくは実質的に平坦な表面である対向面、例えば、基板テーブルＷＴ及び／又は基板Ｗとの間の空間１１の境界の少なくとも一部に沿って延在する。（以下の記述で基板Ｗの表面という場合、特に断りのない限り、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。）流体ハンドリング構造１２は、投影システムＰＳに対してＸＹ平面で実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸方向）には相対的に多少動くことができる。ある実施形態では、流体ハンドリング構造１２と基板Ｗの表面の間に封止が形成され、封止は流体シールのような非接触シール、液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あってもよい。そ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。その開示は、参照により全体を本明細書に組み込むものとする。

[0060] 流体ハンドリング構造１２は、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗとの間の液浸空間１１内に少なくとも部分的に液体を封じ込める。液体が基板Ｗの表面と投影システムＰＳの最終要素との間の空間１１内に閉じ込められるように、基板Ｗへの非接触シール１６を投影システムＰＳのイメージフィールドの周囲の流体ハンドリング構造１２の下面４０内に形成することができる。望ましくは、下面４０は対向面に実質的に平行である。液浸空間１１は、投影システムＰＳの最終要素の下方に位置し、それを取り囲む流体ハンドリング構造１２によって少なくとも部分的に形成される。液体は、投影システムＰＳの下方の空間１１、さらに液体入口１３によって流体ハンドリング構造１２内に流し込まれる。液体は、液体出口１３によって除去することができる。流体ハンドリング構造１２は、投影システムＰＳの最終要素より上に少し延在することがある。液体のバッファが提供されるように、液面は、最終要素より上に上昇する。ある実施形態では、流体ハンドリング構造１２は、上端で投影システムＰＳ又はその最終要素の形状にぴったりと一致する例えば円形の内周を有する。底部で、下面４０の縁部２０によって画定された内周は、イメージフィールドの形状、例えば矩形の形状にぴったりと一致するが、これはそうでなくてもよい。下面４０は、外縁部４５又はリムを有する。

[0061] 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、ある実施形態では、Ｎ_２又は他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、加圧下で入口１５を介して流体閉じ込め構造１２と基板Ｗと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。液体を閉じ込める内側への高速のガス流が存在するように、気体入口１５上への過剰圧力、出口１４上の真空レベル、及びギャップの幾何形状が配置される。流体ハンドリング構造１２と基板Ｗとの間の液体にかかる気体の力が、液体を液浸空間１１内に封じ込める。入口／出口は、空間１１を囲む環状溝であってもよい。環状溝は、連続的であっても不連続的であってもよい。ガスのフローは、液体を空間１１内に封じ込めるのに有効である。そ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。

[0062] 液体抽出器としての役割も果たす封止構成の代わりに別の構成を使用することができる。ある構成は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２００６年２月２３日の米国特許公開第２００６／００３８９６８号に記載するガスシールをオプションとして備えた単相抽出器である。単相抽出器は、ガスではなく液体が多孔質の板から抽出されるように、その上部に、例えば、多孔質の板の泡立ち点の下に液体がわずかな負圧で供給され、その下に流体ハンドリング構造と対向面との間にメニスカスが存在する流体ハンドリング構造１２の表面に多孔質の板を有していてもよい。１〜１００μｍ、望ましくは５〜５０μｍの範囲の最大寸法を備えた開口を多孔質の板に形成してもよい。多孔質の板は親油性の材料から構成されるか又はコーティングされていてもよい。

[0063] 図６は、例えば、本発明のある実施形態によるメニスカス固定デバイスなどの図５の封止構成１４、１５、１６に置き換えられる別の構成を示す。図６のメニスカス固定デバイスは複数の離散的な（抽出）開口５０を備える。各々の開口５０は円形として描かれているが、これはそうでなくてもよい。実際、１つ又は複数の開口５０の形状は、正方形、円形、直線的形状、矩形、楕円形、三角形、スリットなどの細長い形状から選択した１つ又は複数の形状であってもよい。各開口５０は、平面視で、おそらくは０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上の最大寸法を備えた直径などの大きい最大断面寸法を有する。したがって、開口５０は汚染の大きい影響を受けにくい。

[0064] 図６のメニスカス固定デバイスの開口５０は各々、別々の加圧源に接続されていてもよい。代替的に又は追加的に、複数の開口５０の各々はそれ自体が加圧下に保持された共通のチャンバ５１（環状であってもよい）に接続されていてもよい。こうして各々又は複数の開口５０での均一な加圧が達成される。開口５０は真空源に接続することができ、及び／又は液体供給システムを取り囲む大気の圧力を上げて必要な負圧を生成することができる。

[0065] 各開口５０は、例えば２相流の液体とガスの混合物を抽出するように設計されている。液体は、空間１１から抽出され、ガスは、液体への開口５０の反対側の大気から抽出される。これによって矢印１００で示すガス流が生成される。このガス流は、図６に示す実質的に所定位置の開口５０、例えば、隣接する開口５０の間にメニスカス９０を固定する効果がある。ガス流は、ガス流によって誘発された液体上の空気流の圧力勾配及び／又は抵抗（せん断力）による運動量閉塞によって液体を閉じ込められた状態に維持するのを助ける。

[0066] 図６から分かるように、開口５０は平面視で多角形の形状を形成するように配置されている。図６の例は、これは、主軸１１０、１２０が投影システムＰＳの下の基板Ｗの主移動方向に整列した菱形の形状である。これによって、開口５０が円形に配置された場合と比較して最大スキャン速度が確実に速くなる。これは、２つの開口５０の間のメニスカスにかかる力が余弦θの係数だけ低減するからである（ここで、θは基板Ｗが移動している方向に対して２つの開口５０を結ぶ線がなす角度である）。開口５０の形状の一次軸１１０を基板の主移動方向（普通はスキャン方向）に整列させ、第２の軸１２０を基板の他方の主移動方向（普通はステップ方向）に整列させることでスループットを最適化できる。θが９０°ではない任意の構成が有利であることを理解されたい。主移動方向との主軸の正確な整列は重要ではない。また、形状が円形の場合、移動方向に垂直に整列した２つの開口５０が常に存在し、これら２つの出口の間のメニスカスが基板Ｗの移動によって最大の利用可能な力を受けることも理解されたい。以上から、各辺が基板の主移動方向に対して約４５°に整列した正方形の形状を使用しても大きい利益が得られることが分かる。しかし、本発明は開口５０の平面視の任意の形状、例えば円形に適用可能である。

[0067] 開口の半径方向外側にガス流が動作時に供給されるガスナイフ開口があってもよい。このような構成は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２００９年５月２５出願のＵＳＳＮ６１／１８１，１５８号に記載されている。

[0068] 開口５０と流体ハンドリング構造１２の詳細は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、ＵＳ２００８／０２１２０４６号に記載されている。

[0069] 下面４０には流体ハンドリング構造１２から流体（例えば液浸液などの液体）を供給する（又は排出する）別の供給開口７０が形成されている。供給開口７０は空間１１へ液体を注入すると考えてもよい。供給開口７０は投影システムＰＳの光軸に対して抽出開口５０の半径方向内側にある。流体ハンドリングシステム１２の供給開口７０から流出する液体は基板Ｗへ誘導される。このタイプの供給開口７０は液浸液内に泡が生成される確率を下げるために提供される。ガスは、基板Ｗの縁部と基板テーブルＷＴとの間のギャップ内に捕捉される。基板の移動方向に対する流体ハンドリング構造１２の下面の前進部分で、流体ハンドリング構造は液体が空間１１から開口５０へ流出しないように基板Ｗの対向面に対して十分に速く移動してもよい。縁部２０と開口５０との間の流体ハンドリング構造１２の下面部分はディウェッティングされることがあり、開口５０のメニスカス固定の効果に影響することがある。供給開口７０を通して、望ましくは開口５０付近に液体を供給することで液浸液内の泡の混入と開口５０の１つ又は複数のディウェッティングのリスクが低減する。

[0070] 供給開口７０の幾何学構造は、液体を封じ込める際の流体ハンドリング構造１２の有効性に影響する。

[0071] 特に、供給開口７０が平面視で開口５０の形状のように角がある形状を有することが望ましい。ある実施形態では、供給開口７０と開口５０の角がある形状は望ましくは実質的に同様である。ある実施形態では、各々の形状の各々の角の頂点に供給開口７０又は開口５０がある。望ましくは供給開口７０は開口５０から１０ｍｍ以内、望ましくは５ｍｍ以内にある。開口５０が作る形状のすべての部分は望ましくは供給開口７０が作る形状から１０ｍｍ以内にある。

[0072] 抽出開口５０及び供給開口７０に関するさらなる詳細は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２００９年５月６日出願のＵＳＳＮ１２／４３６，６２６号に記載されている。

[0073] 図７及び図８に詳細を示すように、主軸１１０上にある液体ハンドリング構造１２の角のいくつかの離散的な、例えば、円形の供給開口７０が基本的に連続的なＶ字形のスリット７１に置き換えられている。供給開口７０及びスリット７１は環状でもよいチャンバ７２に接続され、そこを通して液体が供給される。Ｖ字形のスリット７１は、主軸１１０に対して垂直の方向に、イメージフィールド１３０（図６に示す）の幅Ｌ３より大きい寸法又は幅Ｌ１を有する。イメージフィールド１３０の幅Ｌ３は装置によって結像できるダイの最大幅と同等である。幅Ｌ１は、スキャン方向に垂直な軸上のスリットの突起と同等である。スリット７１の幅Ｌ１は、液体ハンドリング構造１２によって閉じ込められた液浸液の塊の幅より小さい。ある実施形態では、幅Ｌ１は流体ハンドリング構造１２の中央の開口の幅Ｌ２より小さい。

[0074] 動作時に液体開口スリット７１から供給される液体は、基板Ｗとの間に比較的高圧の連続的な領域７３を形成する。この高圧領域７３によって形成される圧力勾配とせん断力のフローはスキャン露光中に液体ハンドリング構造１２の先頭の角に近いメニスカスで生成される泡を偏向させる役割を果たす。このような泡はいくつかの異なる形で生成される。例えば、基板上の液滴が前進するメニスカスと衝突する場合、又は閉じ込められた液浸液の塊が、例えば、基板の縁部と基板テーブルとの間のギャップ又は溝などの段差上を通過する時に、２相流出の乱流によって泡が形成されることがある。液浸液内に発生した泡は基板に対して静止状態を保つ傾向があり、基板のスキャン運動によって投影ビーム内に掃引することができる。このような泡をイメージフィールド１３０から偏向させることで、泡の印刷による欠陥のリスクが回避されずとも低減される。スリット７１から放出される液体によって形成される高圧領域はイメージフィールド１３０の泡シールドを形成すると考えられる。

[0075] ある実施形態では、幅Ｌ１はイメージフィールド１３０の幅Ｌ３の３倍以上である。この構成では、高圧領域も現在のターゲット部分を結像しながら次のターゲット部分を掃引する。これは露光前のターゲット部分をクリアするのを助ける。高圧領域は３つのダイの幅以上であるため、この利点は基板が移動するどのような方向にも、例えば、現在の移動がスキャンの場合、ステッピングされる方向に達成することができる。

[0076] 液体放出スリット７１によって形成される高圧領域によって偏向する泡のサイズは、液体の流量、流体ハンドリング構造１２のウェーハＷより上の高さ、及びスリット７１の幅を含む装置のさまざまなパラメータによって変化する。流体ハンドリング構造の下側の表面に付着した泡を偏向させる場合、スリット７１の下側の表面の接触角のヒステリシス及びスリット７１の下の表面の接触角（ＳＡＣＡ）を含む別のパラメータが関係する。

[0077] 本発明のある実施形態では、スリット７１及び供給開口７０を通過する液体の供給量は、約１Ｌ／分以上、約１．２５Ｌ／分以上、約１．５Ｌ／分以上、又は約２Ｌ／分以上である。本発明のある実施形態では、スリット７１及び供給開口７０を通過する液体の供給量と開口５０を通過する液体の流出は、例えば、液体ハンドリング構造１２の中央の開口内部に液体ハンドリング構造によって閉じ込められた液体の主たる塊からの液体の純流出があるように選択される。液体は液体入口１３によって液浸空間内に供給される。こうして、異なる温度の液体が混合しないことが保証される。

[0078] ある実施形態では、スリット７１は約１００μｍ以下、約７０μｍ以下、約５０μｍ以下、約３０μｍ以下又は約２０μｍ以下の幅を有する。ある実施形態では、スリット７１は約１０μｍ以上の幅を有する。離散的な液体供給開口７０及び連続的なスリット７１は共に液体ハンドリング構造１２の周囲に完全なループを形成する。ある実施形態では、スリットの幅と供給開口７０のサイズと間隔は単位長あたりの全開口面積がループの周囲で一定になるように選択される。言い換えれば、スリット７１の幅ｗは各供給開口７１の面積×供給開口の構成の単位長あたりの供給開口７０の数に等しい。

[0079] ある実施形態では、動作中のスリット７１を形成する対向面と基板又は基板テーブルとの間の距離（フライトハイトとして知られる）は、約２００μｍ以下、約１８０μｍ以下又は約１５０μｍ以下、又は１３０μｍ以下である。ある実施形態では、フライトハイトは約１００μｍ以上である。

[0080] スリット７１の下側の表面は約６０°以上又は約７０°以上、約８０°以上、約９０°以上、約１００°以上又は約１１０°以上の接触角を有していてもよい。スリットの下側の表面は液体に対する約２０°以下、約１５°以下、約１０°以下、又は約５°以下の接触角のヒステリシスを有していてもよい。接触角のヒステリシス（前進接触角と後退接触角の差）はできるだけ小さいことが望ましい。ヒステリシスが小さいほど、泡偏向デバイスによって泡を基板から除去するのが容易になる。ヒステリシスが小さいと泡を動かす力が小さくてすむ。

[0081] スリット７１によって形成される高圧領域は約３０μｍ以上、約２０μｍ以上、約１５μｍ以上、約１０μｍ以上、又は約５μｍ以上のサイズを有する泡を偏向させるのに有効である。本発明のある実施形態では、小さい泡は投影ビームに達する前にきわめて低いレベルの溶解ガスを有する液浸液に溶解するので高圧領域を通過することができる。やがて溶解する泡のサイズは高圧領域とイメージフィールドとの距離と、基板と、液浸液の移動速度とに依存する。ある実施形態では、直径５μｍ未満の泡は投影ビームに達する前に溶解する。

[0082] 泡偏向デバイスが流体ハンドリング構造の下側の表面に付着した所与の直径の泡を偏向させる能力は、下記の毛管数から決定される。本発明者らは、ΔＣａがゼロより大きい場合に泡が偏向することを突き止めた。但し、

である。

[0083] Ｃａ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}は、Ｄｉｍｉｔｒａｋｏｐｏｕｌｏｓ及びＨｉｇｄｏｎ著の「低レイノルズ数せん断力フローにおける固体装置からの３次元流体液滴の変位（On the displacement of three-dimensional fluid droplets from solid surfaces in low-Reynolds-number shear flows）」、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｌｕｉｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｖｏｌ． ３７７、ｐｐ．１８９−２２２、１９９８年に定義されている。毛管数Ｃａの定義は、あらゆる不均一のせん断と圧力勾配を考慮に入れる総せん断速度に基づく。総せん断速度は、数値流体力学（ＣＰＤ）を用いて、スリット幅、流量、フライトハイト、スキャン速度、接触角のヒステリシスなどの関連するパラメータを考慮して特定の用途について計算される。

[0084] 毛管数Ｃａは以下のように定義される。

上式で、ａは同等の泡半径（すなわち、問題の泡と同じ容積を有する球状の泡の半径）、γは表面張力、及びＧ_ｔｏｔは

である。上式で、Ｒは泡Ｔのベースの半径（壁面せん断応力）、及びＧｒａｄ ｐ（壁面の圧力勾配）はＣＦＯモードで計算され、ｖはスキャン速度である。毛管数Ｃａは以下のように定義される。

上式で、ａは同等の泡半径（すなわち、問題の泡と同じ容積を有する球状の泡の半径）、及びγは表面張力である。

[0085] 例えば、９０°の前進接触角と２０°のヒステリシスの表面上の泡のＣａ_{ｃｒｉｔｉｃａｌ}の通常の容積は０．１１である。このような例と０．７５ｍ／ｓのスキャン速度に基づき、本発明者らは本発明のある実施形態の好適なパラメータ値が、
フライトハイト １００〜１３０μｍ
スリット幅 ２０〜３０μｍ
流量 １．５〜２Ｌ／分
であると決定した。

[0086] 本発明者らは望ましい値が
フライトハイト １２０μｍ
スリット幅 ２０μｍ
流量 ２Ｌ／分であると決定した。

[0087] ある実施形態の泡偏向デバイスは、流体ハンドリング構造の下側の表面に付着した泡を必ずしも分離せず、単にイメージフィールドの通路の外側に変位させるだけであることに留意されたい。泡が分離されるか又は元々浮いていた場合、表面に付着した泡よりもはるかに偏向が容易である。

[0088] 図９は、本発明の別の実施形態による液体ハンドリング構造１２の一部の断面図を示す。本発明のこの実施形態は以下の点を除いて上述の実施形態と同じであるため、簡潔を期して共通の特徴の説明は省略する。図９に示すように、距離ｈ１は、液体ハンドリング構造１２の下面とスリット７１の内側の基板Ｗとの間の距離である。距離ｈ２は、液体ハンドリング構造１２の下面とスリット７１の外側の基板Ｗとの間の距離である。距離ｈ１は距離ｈ２より大きい。液体ハンドリング構造１２の下面のスリット７１に段差がある。このような段差によって、コアンダ効果は、スリット７１から外に出る液体が段差の周囲を、すなわち、投影システムＰＳの光軸から遠ざかって外側に流れる傾向があるということを意味する。スリット７１からの液体のフローの外側への方向によって泡偏向効果が改善されるため、この方向は望ましい。

[0089] 図１０は、本発明の別の実施形態による液体ハンドリング構造の断面図である。この実施形態の特徴と機能は、以下の点を除いて簡潔を期して第１の実施形態と同じである。図１０に示すように、この実施形態では液体ハンドリング構造１２の下面を通るスリット７１の通過は基板Ｗの面に対して鋭角をなすため、スリット７１から外に出る液体は下方かつ外側に流れる。図９の実施形態と同様に、液体の別の外向きの流れが泡偏向効果を改善することができる。

[0090] 例えば、円形の液体閉じ込め構造などの平面視で任意の形状の流体ハンドリング構造内に細長いスリット７１を提供することができる。円形又は曲線の液体閉じ込め構造では、細長いスリットは曲線でも又は直線でもよい。

[0091] ある実施形態では、細長いスリット７１は、四辺形の液体ハンドリング構造１２の４つの角のすべてに提供される。細長いスリット７１は、図１１に示すように、例えば、ステップ及びスキャン中の基板に対する運動中に液体ハンドリング構造１２を誘導する各々の角に配置されてもよい。別の実施形態では、図１２に示すように、細長いスリット７１はスキャン中にのみ誘導する角上にしか提供されない。スリット７１は、例えば、投影システムの光軸に対して正の曲率半径を備えた直線又は曲線の形状を有していてもよく、１つ又は複数の角又は屈曲部を含んでいてもよい。スリット７１が例えば基板のステップ及び／又はスキャン方向に整列した角を有する場合、これらの角は正の曲率半径で丸みを帯びているか、又は湾曲していてもよい。細長いスリット７１は泡偏向デバイスと見なすことができる。

[0092] ある実施形態では、２つの隣接するスリットが平行である２つ以上のスリットを液体ハンドリング構造の１つの角に提供して泡を偏向させる２つ以上の高圧領域を形成してもよい。こうして、第１の高圧領域を通過する泡はすべて第２の又は連続的な高圧領域に遭遇し、それによって偏向される。各々の連続的な高圧領域は一定量だけ泡を偏向させるが、イメージフィールドを回避するほどではない。しかし、組合せの偏向は、泡がイメージフィールドに侵入することを防止するのに十分である。ある実施形態では、２つの隣接するスリットは正確に平行でなくてもよく、例えば５度、望ましくは３度、望ましくは１度の平行度であってもよい。

[0093] 図１３及び図１４は、本発明のある実施形態による別の液体ハンドリング構造を示す。図１３は、液体ハンドリング構造３１２の下方から見た図である。図１４は、使用中の図１３の液体ハンドリング構造３１２の線ＩＩ−ＩＩで切った断面図である。液体ハンドリング構造３１２は、一般に矩形であり、投影ビームＢが通過してイメージフィールド１３０を照射する中央のアパーチャ３１２ａを有する。液体ハンドリング構造３１２は、中央のアパーチャ３１２を取り囲むいくつかの同心ゾーンに分割される。第１のゾーン３１３は、使用時に投影システムＰＳの底部とウェーハＷとの間に位置するフロープレートと呼ばれる薄い板の形態をしている。基板Ｗに対向するゾーン３１３の面は、中央の開口３１２ａの両側にＶ字形のスリット３７０を形成している。使用時に、液体が液体ハンドリング構造３１２内の導管（図示せず）を通して供給され、Ｖ字形のスリット３７０から放出されて上記の実施形態と同様に泡を偏向させる働きをする高圧領域を液浸液１１内に形成する。

[0094] フロープレート３１３の外側に基板Ｗと液体ハンドリング構造３１２の下面との間の距離がこの領域中に増加するような形状の遷移領域３１４がある。遷移領域３１４の外側に主液体抽出領域３１５がある。この領域では、液体ハンドリング構造３１２の下面は、フロープレート領域３１３の下面よりも基板Ｗから離間している。液体抽出領域３１５の下面は、例えば、単相のフロー内の液体及び／又はガスを抽出するために加圧源に接続された液体ハンドリング構造３１２内の導管（図示せず）に接続された例えば多孔質の板の形態の複数の開口を備える。

[0095] 最も外側に、その下面がフロープレート３１３の下面と同様の距離だけ基板Ｗから離間した封止領域３１６がある。封止領域３１６は液浸流体の損失を制限する役に立ち、液体及び／又はガスを抽出する液体ハンドリング構造３１２内の導管（図示せず）により接続された例えば多孔質の板の形態の複数の開口を含んでいてもよい。基板の運動の速度と方向とに応じて、液浸液１１のメニスカスは主抽出ゾーン３１５又は封止領域３１６内に配置されてもよい。この実施形態では、上記の実施形態で使用される泡の偏向に影響するさまざまなパラメータの同様の値を採用することができる。

[0096] 空間１１内への泡の発生をさらに緩和するため、本発明のある実施形態は空間１１に隣接する領域へ（例えば、容積へ、又は区域に向けて）ガスを供給するように構成されたガス供給デバイスをさらに備える。このようなガス供給デバイスは、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２０１０年１２月７日出願のＵＳＳＮ１２／９６１，５８６号に開示されている。上記のような局所区域流体ハンドリングシステムは空間１１内への泡の混入の問題をかかえることがある。流体ハンドリングシステム１２と流体ハンドリングシステム１２の下側の表面の間に延在するメニスカス（図５に示すメニスカス３２０）と液滴、例えば空間１１から逃れた液滴とが表面上で衝突すると、ガスの泡が空間１１内に混入することがある。空間１１内への泡の混入は、ガスの泡が結像エラーを引き起こすことがあるので有害である。液滴は普通、以下の３つの状況の１つで表面上に残される。（ａ）液体ハンドリングデバイスと基板Ｗとの間に相対運動がある場合に液体ハンドリングデバイスが基板Ｗの縁部の上に配置される時、（ｂ）液体ハンドリングデバイスと対向面との間に相対運動がある場合に液体閉じ込め構造の対向する対向面の高さの段差上に液体ハンドリングデバイスが配置される時、及び／又は（ｃ）メニスカスが例えば対向面のクリティカルスキャン速度を超えることによって不安定になった時などに液体ハンドリングデバイスと対向面との間の相対速度が上がりすぎるため。泡は液体閉じ込め構造１２と投影システムＰＳとの間に延在する図５に示すメニスカス４００に含まれることもある。ここでは、投影システムＰＳと液体ハンドリングデバイス１２との間からガスを同伴する液体ハンドリングシステム１２の半径方向内側の対向面上の液体入口（図５の入口１３）から供給される液体によってガスの泡が形成されることがある。

[0097] 極小のガスの泡が空間１１のイメージフィールド１３０（図６に示す）に達する前に液浸液内に溶解できることが観察されている。本発明のある実施形態は溶解速度が捕捉されたガスのタイプと液浸液の特性とに依存するという事実を利用する。

[0098] 二酸化炭素（ＣＯ_２）の泡は通常、空気の泡より溶解速度が高い。溶解度が窒素の５５倍、拡散率が窒素の０．８６倍のＣＯ_２の泡は、通常、同じサイズの窒素の泡が溶解するのにかかる時間の３７倍短い時間で溶解する。

[0099] 超純水を沸騰させて脱ガス処理する実験を行った。次いで水は冷却され、−９５０ミリバールの真空が印加された。周囲空気とＣＯ_２の泡が水中の基板の縁部上に配置された。泡のサイズは０．５〜１ｍｍの範囲内であった。３０秒後に、ＣＯ_２の泡のサイズは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍに低減し、ＣＯ_２の泡は１分後にわずかに０．１ｍｍになった。この期間中、空気の泡のサイズは顕著な変化を示さなかった。

[00100] 泡径の経時変化の分析式は次の通りである。

上式で、Ｒは気体定数、Ｔは温度、Ｄｉｆｆは拡散率、Ｓｏｌは溶解度、ｔは時間、Ｄ_ｂｕｂは泡径、Ｓｈはシャーウッド数（ｋｄ／Ｄｉｆｆ、但しｋは物質移動係数、ｄは特性寸法）、Ｐ_ｈｙｄは液圧、及びσは表面張力である。

[00101] この式は直径が１ｍｍ未満のＣＯ_２の泡が１分又は２分の時間尺度内で溶解することを示す。これとは対照的に、窒素の泡は１時間の時間尺度内で溶解する。これは上記の実験に符合する。

[00102] 別の解析モデルでは、溶解時間τは、泡径、拡散率、溶解度、気体定数及び温度に関連する。

[00103] 第２の式は、直径が１ｍｍのＣＯ_２の泡が第１の解析モデルの予測による１１０秒に対して約７０秒で溶解することを示す。

[00104] したがって、実験結果は上記の２つの解析モデルとほぼ一致する。溶解度が高く及び／又は物質移動係数が大きいと、より高速の溶解が達成される。第一次近似での所与のフロー条件と幾何学構造のセットに関して、シャーウッド数は関連するガス又は液体から独立している。これは、物質移動係数と拡散率とがほぼ比例することを示す。したがって、第１の式の最上行と第２の式の最下行の拡散率とが相殺されるとはいうものの、物質移動係数が拡散率に比例することから、拡散率が高いと溶解速度が高くなる。したがって、好適なガスは溶解度が高く、及び／又は拡散率が高い。好適なガスは、空気よりも大きい液浸液内の拡散率と溶解度の積を有していてもよい。

[00105] 解析モデルによって得られた結果を用いて特定のガスの泡がいかに速く液体に溶解するかについて決定することができる。メニスカス３２０に含まれる泡は対向面に対して静止していてもよいし、基板上にあってもよい。泡は、イメージフィールド１３０へ向かって空間を通過してもよい。結像欠陥が発生しないように、混入した泡はイメージフィールド１３０に到達して投影ビームＢに露光される前に溶解するのが望ましい。所与の流体ハンドリングシステムで、メニスカス３２０の予想位置とイメージフィールド１３０との間の距離は周知である。泡の移動距離は、泡が液体に混入した位置から泡が露光区域内に達する位置まで基板Ｗが投影システムＰＳの下を移動する移動距離と同等であってもよい。したがって、高速のスキャン速度の場合、泡がメニスカス３２０からイメージフィールド１３０に達するのにかかる時間はより低速のスキャン速度の場合よりも少ないことから、泡は低速のスキャン速度の場合よりも高速で溶解する必要がある。

[00106] ガスの泡が液浸液内への高い拡散率、溶解度又は拡散率と溶解度の積を有するガスである場合、上記の２つの解析モデルに従って泡は液浸液内にはるかに高速に溶解する。したがって、本発明のある実施形態を使用することで結像欠陥の数を低減しより高いスループット（例えば、液体ハンドリングシステム１２に対する基板Ｗの高速移動）と欠陥率の低減が可能になる。

[00107] したがって、本発明のある実施形態は空間１１に隣接する領域へ（例えば、容積へ、又は区域に向けて）ガスを供給するように構成されたガス供給デバイスを提供する。特に、ガスは、対向面と液体ハンドリングデバイス１２との間に延在するメニスカス３２０及び／又は液体ハンドリングデバイス１２と投影システムＰＳとの間に延在するメニスカス４００に隣接する領域に存在するように提供される。

[00108] 好適なガスは、例えば、液浸液（例えば水）内の溶解度（１気圧の全圧下での液浸液の単位質量あたりのガスの質量（ガスと液浸液の分圧の総和））が２０℃、１気圧の全圧下で１×１０^−３より大きいガスである。空間に隣接する領域を充填するために重量ではなくある容積のガスが必要であるため、ガスの重量ではなくガスの容積がより重要である。したがって、溶解度は、液体１ｋｇあたりのガスのモル量（すなわち、ｍｏｌ／ｋｇ）でより明確に表すことができる。その場合、溶解度は５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きく、望ましくは１０×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きく、１５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ、２０×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ又は２５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きくなければならない。

[00109] 好適なガスは、例えば、拡散率が２０°、１気圧の全圧下で３×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１より大きいガスである。これは２．３×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１の空気に匹敵する。望ましくは拡散率は８×１０^−５、１×１０^−４、又は５×１０^−４ｃｍ^２ｓ^−１より大きい。大半のガスは１〜２×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１の範囲の拡散率を有する。酸素と窒素は共に２．３×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１の拡散率を有し、二酸化炭素は１．６×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１である。ヘリウムは３．８×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１の拡散率（及び１．６×１０^−６ｋｇ／ｋｇ又は４×１０^−４ｍｏｌ／ｋｇの溶解度）を有する。水素は５．８×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１の拡散率（及び１．６×１０^−６ｋｇ／ｋｇ又は８×１０^−４ｍｏｌ／ｋｇの溶解度）を有する。

[00110] ２０℃、１気圧の全圧下で溶解度が１×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は３×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きく及び／又は２０℃、１気圧で液浸液への拡散率が３×１０^−５ｃｍ^２ｓ^−１より大きいガスが特に望ましい。ある実施形態では、ガスは空気より大きい拡散率と溶解度の積を有するガスである。例えば、拡散率と溶解度の積は１×１０^−９ｃｍ^２ｓ^−１より大きくなければならず（溶解度に質量比を用いる場合）、又は２×１０^−８ｍｏｌｃｍ^２ｓ^−１ｋｇ^−１（溶解度にｍｏｌ／ｋｇを用いる場合）より大きくなければならない。望ましくは拡散率と溶解度の積は５×１０^−９、１×１０^−８又は３×８^−８ｃｍ^２ｓ^−１より大きいか（溶解度に質量比を用いる場合）、又は４×１０^−８、１０×１０^−８、２０×１０^−８、４０×１０^−８又は５０×１０^−８ｃｍ^２ｓ^−１ｍｏｌｋｇ^−１より大きい（溶解度にｍｏｌ／ｋｇを用いる場合）。ガスの一例は二酸化炭素である。

[00111] ある実施形態では、（２０℃、１気圧の全圧下で）空気よりも大きい溶解度と拡散率の積を有するガスが使用される。溶解度は、ｋｇ／ｋｇ又はｍｏｌ／ｋｇ単位で測定することができる。上記の特性を備えたガスは空気よりも速く液浸液に溶解し、メニスカス３２０、４００に含まれる泡が露光時間に露光区域に残留しているリスクを回避しながらスキャン速度を高速にすることができる。

[00112] ガスの一例は容易に利用可能で、他の目的でも液浸システムで使用することができるために望ましい二酸化炭素である。二酸化炭素は２０℃、１気圧の全圧下で１．６９×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は３７×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇの水への溶解度を有する。その他の好適なガスは、塩素（７．０×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は９８×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ）、硫化水素（３．８５×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は１１３×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ）、塩化水素（０．７２１ｋｇ／ｋｇ又は１９７５３×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ）、アンモニア（０．５３１ｋｇ／ｋｇ又は３１２３５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ）又は二酸化硫黄（０．１１３ｋｇ／ｋｇ又は１７６５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇ）であってもよい。これらのガスの一部は１つ又は複数の欠点を有する。例えば、これらのガスの一部は液浸リソグラフィ装置内のコンポーネントに反応し、及び／又は有毒で二酸化炭素より取り扱いが困難でより望ましくない場合がある。液浸液に溶解しやすい任意の非反応性ガスが好適である。

[00113] 本発明のある実施形態で使用されるこれらのガスは、２０℃、１気圧の全圧下で水への溶解度がそれぞれ４．３４×１０^−５ｋｇ／ｋｇ又は１．３６×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇと、１．９０×１０^−５ｋｇ／ｋｇ又は０．６８×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇである酸素及び窒素と対照的である。したがって、上記二種類のガスが支配的な部分を形成する酸素又は窒素又は空気のいずれも空間１１のイメージフィールド１３０に達する前に溶解しにくい。

[00114] ガス供給デバイスは他のガスを除いて２０℃、１気圧の全圧下で液浸液への溶解度が１×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガスを供給する。したがって、ガス供給デバイスを出るいかなるガスも液浸液への溶解度が１×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きい。したがって、このようなガス供給デバイスは、空気（二酸化炭素を含む）を供給するガス供給デバイスと区別できる。これは、空気が１×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより小さい溶解度を有する酸素と窒素とを含むからである。

[00115] 本明細書に記載する本発明のある実施形態は液浸液のメニスカス３２０、４００の周囲にＣＯ_２雰囲気を形成することができ、液浸液へのガスのいかなる混入によっても液浸液に溶解するガスの混入が形成される。空間に液浸液を供給する前に液浸液内にＣＯ_２を溶解させる（例えば、液浸液の抵抗率を変えるために）ことでＣＯ_２をガスではなく溶質として提供することができる。ＣＯ_２は液浸液内に含まれて供給されるため、ＣＯ_２の溶質を供給することは本発明のある実施形態と同じ効果があるとは言えない。メニスカスの領域内にガス雰囲気の代わりに液浸液内の溶質としてＣＯ_２を提供することで、ＣＯ_２は空間内の液体にすでに溶解している。ＣＯ_２は混入した泡のガスの形では存在しないため、液浸液内のＣＯ_２の存在によって混入した泡のサイズが容易に低減することはない。このような構成は、本発明のある実施形態の効果と逆であると考えることができる。

[00116] ある実施形態では、液浸液は空間１１に供給される前に脱ガス処理される。ある実施形態では、脱ガス処理後及び空間１１に供給される前に液浸液内に最小限のガスが溶解し、望ましくは全くガスが溶解していない。特に、脱ガス処理中の液浸液と空間１１に供給されるガスの間に液浸液内にガスを故意に溶解させるコンポーネントは存在しない。例えば、液浸液に接触する１つ又は複数のコンポーネントの腐食防止の助けとして液浸液の酸性度又は導電性を変更するために液浸液を空間１１に供給する前に液浸液に二酸化炭素を溶解させることがかつて提案されている。しかし、腐食防止のための二酸化炭素の十分な追加は、本発明のある実施形態の混入した泡への効果が認められないほどの二酸化炭素濃度未満で抑えなければならない。本発明のある実施形態では、液浸液に高濃度の二酸化炭素が溶解していることは望ましくない。これは、故意に特定の濃度を超えたガスを液浸液に溶解させると液浸液へのそのガスの溶解度が低減するからである。したがって、溶液内のガスの存在（少なくとも特定のしきい値より上の）によって、混入した泡のガスが結像欠陥の可能性を回避するとは言わずとも、低減できるほどに迅速に溶解する可能性を低減することがある。

[00117] ある実施形態では、ガス雰囲気が液体メニスカス３２０、４００で形成される。この過程で、液浸リソグラフィ装置の露光区域がガスで覆われることがある。露光区域は、投影システムＰＳの端部を取り囲む全区域である。ある実施形態では、装置の内部全体にガスが供給される。ある実施形態では、メニスカス３２０、４００へ局所的にガスが供給される。例えば、ガスをメニスカス３２０、４００に提供する別の開口を液体ハンドリングシステム１２内に提供してもよい。ある実施形態では、ガスは下記のようにガスナイフによって供給することができる。ある実施形態では、ガスは例えばパージ用ガスとしてバリア部材の領域に供給することができる。

[00118] 通常、ガス供給デバイスは、ガス源と、導管を介してガス源に接続された開口とを備える。ある実施形態では、溶解度が高いガスのガス雰囲気が液体ハンドリングデバイス１２全体を取り囲むようにガスが流体ハンドリングシステムに提供される。液体閉じ込め構造１２は、例えばパージ用ガスとして流体ハンドリングシステムの領域に供給される雲状のガスに包まれてガス雰囲気内に存在する。ガスは、液体閉じ込め構造１２とは別の（例えば、隣接する）ガス開口を通して提供することができる。開口は、ガス開口とガス源との間に延在する導管の端部にあってもよい。ガス開口は、液体閉じ込め構造１２の周縁部付近の１つ又は複数の開口であってもよい。開口は、液体閉じ込め構造１２を取り囲んでいてもよい。

[00119] ある実施形態では、溶解度が高いガスのための開口を流体ハンドリングシステム１２内に形成してもよい。例えば、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２０１０年１２月７日出願のＵＳＳＮ１２／９６１，５８６号に記載するガス供給システムを参照されたい。例えば、ガス開口は、液体閉じ込め構造１２の表面に形成された一体化開口であってもよい。ガス開口を出る液浸液中の溶解度が高いガスはそれによって図５に示すメニスカス３２０に隣接することができる。開口を出るガスは、液滴がメニスカス３２０と衝突した際にガスの泡の形で空間１１内の液浸液に含まれる。ガスは液浸液内に容易に吸収されるため、ガスは空間１１内の光路に達する前に液浸液内に吸収されることが望ましい。上記のガス開口２００は、任意のタイプの流体ハンドリングシステム１２内の例えば抽出器に隣接する位置に適用することができる。さらに、図５を参照すると、液体閉じ込め構造１２と投影システムＰＳとの間に延在するメニスカス４００付近にガスを提供するように別のガス開口を配置することができる。この別の開口は、メニスカス４００の予想位置の半径方向外側に配置されていることが望ましい。

[00120] 例えば、図５に示すガスナイフなどの既存のガス供給特徴をガス供給デバイスに使用して溶解度が高いガスを本明細書に記載する液浸液内に供給することができる。図５の開口１５から供給されるガスは、２０℃、１気圧の全圧下で１×１０^−３ｋｇ／ｋｇ又は５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きい液浸液内の溶解度を有するガスから構成されていてもよい。その場合、開口１５をガス源に接続してもよい。したがって、流体ハンドリングシステム１２の既存の設計を利用できる。流体ハンドリングシステム１２の既存の設計を利用する際、システム１２のサイズを、最小化はできなくとも少なくとも維持することができる。

[00121] ガスは、周囲ガス（例えば、空気）が液体／ガス分離ラインの環境（例えば、メニスカス３２０、４００の）から大半が放逐されるように供給される。ガスは、メニスカス３２０、４００に供給してもよく、又はその半径方向外側に供給してもよい。ある実施形態では、ガスは、周囲環境ガスからメニスカスを遮断するパージングガスとして供給される。ある実施形態では、ガスは貯留部又は液浸空間内に液体を閉じ込めるために供給される。液体ハンドリングシステムと対向面（例えば、基板テーブル及び／又は基板）との間にガスを供給してその間に封止を形成してもよい。供給されたガスは、液浸液のメニスカスと周囲雰囲気、例えば空気との間にバリアを形成することができる。

[00122] メニスカス３２０、４００が曝される雰囲気は主として供給ガスである。したがって、泡が形成されない場合、ガスはメニスカス３２０、４００の場所で液浸液内に溶解する。時間が経つにつれて供給ガスの濃度は増加する。したがって、メニスカスの液体は供給ガスによる影響を最も受ける。供給ガスの増加した濃度は、液浸液の光学特性、例えばこのような屈折率に影響することがある。しかし、メニスカスで空間１１からの液体を連続して抽出することでメニスカスの半径方向内側の液体がガスの増加した濃度に大きい影響を受けることを防止する助けになる。

[00123] しかし、例えば、液滴との衝突でメニスカスに形成されるいかなる泡も少なくとも主として供給ガスからなるガスの泡を含む傾向がある。泡は供給ガスを含むため、例えば、出口１４又は開口５０の抽出領域をより先まで液浸液内に容易に溶解する。泡は望ましくは空間１１を通ってイメージフィールド１３０、すなわち、投影ビームの経路に達する前に溶解するため、泡のガスの大半はイメージフィールド１３０に達する前に液浸液内に溶解する。泡の経路内の大半の液体がメニスカス付近で抽出されるため、供給ガスが溶解する液体は空間内の液浸液の光学特性に大きい影響を与える前に抽出される傾向がある。

[00124] ガス状の二酸化炭素を使用することで、液滴に衝突するメニスカス３２０に関連する問題を解消できなくとも低減することができる。通常、３００マイクロメートルの液滴は、直径３０マイクロメートル（すなわち、１０分の１のサイズ）の泡を形成する。このような二酸化炭素の泡は、普通、露光区域に達する前に液浸液内に溶解する。（このようなサイズの液滴によって１つ又は複数の別の問題が引き起こされることがあることに留意されたい。）したがって、液滴によって引き起こされる問題はあまり重要でない。液浸システムは、空間から漏出した液浸液との相互作用により耐性がある。

[00125] ガス供給システムが上記の泡偏向システムと組み合わせて（すなわち、基板に向けて液体を誘導するように配置された連続的な細長い液体供給開口を備えた液体閉じ込め部材として）適用される場合、クリティカルな泡を偏向させるのに必要な細長い液体供給開口を通過する液体供給の量を低減することができることに留意されたい。言い換えれば、閉じ込められた液体のメニスカス付近の区域の液浸液内に溶解度が高いガスを提供するガス提供システムを使用する場合、クリティカルな泡を偏向させるために細長い液体供給開口を介して供給する必要がある液体は低減する。

[00126] ある実施形態では、リソグラフィ装置であって、
基板を保持し、スキャン方向に基板をスキャンするように構成された基板テーブルと、
基板テーブルによって基板がスキャンされている間に基板上に画像を投影するように構成された投影システムと、
投影システムと基板との間の空間に液体を閉じ込めるように構成された液体閉じ込めシステムとを備え、
投影システムが、光軸を有し、光軸及びスキャン方向に垂直の方向に該方向の空間の最大寸法よりも小さい最大寸法を有するイメージフィールド内に画像を投影するように構成され、
液体閉じ込めシステムが、空間と境界を接する液体閉じ込め部材を有し、液体閉じ込め部材が、基板の方へ液体を誘導するように配置された細長い連続的な液体供給開口を画定し、細長い液体供給開口が、方向にイメージフィールドの最大寸法よりも大きく空間の最大寸法よりも小さい寸法を有するリソグラフィ装置が提供される。

液体閉じ込めシステムは、少なくとも１つの線上に配置され細長い液体供給開口の最大寸法と比較して小さい最大寸法を有する複数の別の供給開口をさらに画定することができる。

液体閉じ込め部材は、細長い液体供給開口の空間をはさんで反対側に第２の細長い液体供給開口をさらに画定することができる。ある実施形態では、細長い液体供給開口はＶ字形であるか又は湾曲している。

液体閉じ込めシステムは、液体を空間に供給するように配置された液体供給源と、約１Ｌ／分以上、約１．２５Ｌ／分以上、約１．５Ｌ／分以上又は約２Ｌ／分以上の流量をさらに含んでいてもよい。

ある実施形態では、細長い液体供給開口は、約１００μｍ以下、約７０μｍ以下、約５０μｍ以下、約３０μｍ以下、又は約２０μｍ以下の幅を有していてもよい。

ある実施形態では、液体閉じ込め部材は細長い液体供給開口を画定する対向面を有する。

このような実施形態では、対向面は、装置の動作中、基板から約２００μｍ以下、約１８０μｍ以下、又は約１５０μｍ以下の距離に配置される。

ある実施形態では、装置は、
２０℃、空間に隣接する領域への１気圧の全圧下で液浸液内の溶解度が５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガスを供給するように構成されたガス供給デバイスをさらに備える。このような実施形態では、ガス供給デバイスは、２０℃、１気圧の全圧下で、液浸液内の溶解度が５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガス源を備えていてもよい。

本発明は、液体閉じ込めシステムによって基板の表面上に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、
液体閉じ込めシステムが液体内のガスの泡を画像から脇にそらすように、液体の塊の内部に比較的高いせん断力及び圧力勾配の領域を作成するように配置された細長い液体供給開口を有する液浸リソグラフィ装置の形態をとってもよい。

このような装置では、細長い液体供給開口は、２０μｍ〜３０μｍの範囲の幅を有していてもよい。

液体閉じ込めシステムは、使用時に基板に対向する面を有する液体閉じ込め部材と、該面が基板から所定の距離だけ離れるように液体閉じ込め部材を位置決めするように構成された位置決めシステムとを有し、液体供給開口が上記面に形成され、所定の距離が約１２０μｍ〜約１８０μｍの範囲内である液体閉じ込め部材を含んでいてもよい。液体閉じ込めシステムは、約１．２５Ｌ／ｍ〜約２．０Ｌ／ｍの流量で液体供給開口から流出する液体を供給するように構成された液体供給源をさらに備えていてもよい。

ある実施形態では、装置は、
投影システムの最終要素と基板及び／又はテーブルとの間の局所空間に液浸液を閉じ込めるように構成された流体ハンドリングシステムと、
２０℃、空間に隣接する領域への１気圧の全圧下で液浸液内の溶解度が５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガスを供給するように構成されたガス供給デバイスと、
をさらに備えていてもよい。

このような実施形態では、ガス供給デバイスは、２０℃、１気圧の全圧下で、液浸液内の溶解度が５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガス源を備えていてもよい。

本発明は、リソグラフィ装置を用いるデバイス製造方法であって、
基板の表面に接触する空間に液体の塊を閉じ込めるステップと、
基板をスキャン方向に移動させながら液体の塊を通して基板上に画像を投影するステップと、
画像のスキャン方向の先にある液体の塊の内部に液体の塊の内部のガスの泡を画像からそらす効果がある比較的高圧の細長い領域を形成するステップと、
を含む方法の形態をとってもよい。

このような方法のある実施形態では、高圧領域は、約３０μｍ以上、約２０μｍ以上、約１５μｍ以上、又は約１２μｍ以上のサイズを有する泡を誘導する効果がある。

このような方法では、基板は、約９０°以上、約１００°以上、又は約１１０°以上の液体への接触角を有していてもよい。基板は、約２０°以下、約１５°以下、又は約１０°以下の液体への接触角のヒステリシスを有していてもよい。

ある実施形態では、形成ステップは、液体閉じ込め構造の表面の細長い開口を通して液体を供給するステップを含み、表面と基板との間の距離は約１２０μｍ〜約１８０μｍの範囲内である。

ある実施形態では、形成ステップは、約２０μｍ〜約３０μｍの範囲内の幅を有する細長い開口を通して液体を供給するステップを含む。

ある実施形態では、形成ステップは、約１．２５Ｌ／ｍ〜２．０Ｌ／ｍの範囲内の流量で液体を供給するステップを含む。ある実施形態では、該方法は、空間に隣接する領域に２０℃、１気圧の全圧下で５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きい液浸液内の溶解度を有するガスを提供するステップをさらに含む。

ある実施形態では、上記方法は、空間に隣接する領域に２０℃、１気圧の全圧下で空気よりも大きい液浸液内の拡散率と溶解度の積を有するガスを提供するステップをさらに含む。

ある実施形態では、液体閉じ込めシステムによって基板の表面に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、
液体閉じ込めシステムが、基板に対向する面に少なくとも２つの異なる長さの開口を含む複数の液体供給開口を画定する液体閉じ込め部材を有する液浸リソグラフィ装置が提供される。

ある実施形態では、液体閉じ込めシステムによって基板の表面に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、
液体閉じ込めシステムが、スキャン方向に整列した少なくとも１つの角を有し、基板に対向する面に細長い液体供給開口を画定する液体閉じ込め部材を有し、細長い液体供給開口が角に配置される液浸リソグラフィ装置が提供される。

ある実施形態では、液体閉じ込めシステムによって基板の表面に閉じ込められた液体の塊を通して基板がスキャン方向にスキャンされている間に基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、
液体閉じ込めシステムが、基板に対向する面を有する液体閉じ込め部材を有し、細長い液体供給開口が表面に画定され、スキャン方向のイメージフィールドの前に配置された液浸リソグラフィ装置が提供される。

ある実施形態では、投影システムと対向面との間の空間に液体を閉じ込めるように構成された液体閉じ込めシステムであって、該対向面が、基板及び／又は空間と境界を接する液体閉じ込め部材を含む基板を支持するように構成されたテーブルであり、投影システムが、光軸を有し、光軸及びスキャン方向に垂直の方向に、該方向の空間の最大寸法よりも小さい最大寸法を有するイメージフィールド内に画像を投影するように配置され、液体閉じ込め部材が対向面の方へ液体を誘導するように配置された連続的な細長い液体供給開口を画定し、細長い液体供給開口が、上記方向にイメージフィールドの最大寸法よりも大きく上記空間の最大寸法よりも小さい寸法を有する液体閉じ込めシステムが提供される。

ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、液体閉じ込めシステムが、基板がスキャン方向にスキャンされている間に液浸液を基板の表面に閉じ込めるように構成され、液体内部のガスの泡を液体を通して基板上に投影された画像から遠ざけるように、液体内部に比較的高いせん断力及び圧力勾配の領域を作成するように配置された細長い液体供給開口を有する液体閉じ込めシステムが提供される。

ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、基板の表面に液浸液を閉じ込めるように構成され、基板に対向する面に形成された複数の液体供給開口を含む液体閉じ込め部材を有し、複数の液体供給開口が少なくとも２つの異なる長さの開口を含む液体閉じ込めシステムが提供される。

ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、基板の表面に液浸液を閉じ込めるように構成され、基板がスキャンされるスキャン方向に整列した少なくとも１つの角を有する液体閉じ込め部材を有し、基板に形成された角に配置される細長い液体供給開口を含む液体閉じ込めシステムが提供される。

ある実施形態では、液浸リソグラフィ装置のための液体閉じ込めシステムであって、基板の表面に液浸液を閉じ込めるように構成され、基板に対向する対向面を含む液体閉じ込め部材を有し、細長い液体供給開口が、表面に形成され、基板の表面に投影されるイメージフィールドの前に、基板がスキャンされるスキャン方向に配置された液体閉じ込めシステムが提供される。

上記の各実施形態の液体閉じ込めシステムは、投影システムの最終要素と基板及び／又はテーブルとの間の局所空間に液浸液を閉じ込めるように構成された流体ハンドリングシステムと、２０℃、空間に隣接する領域への１気圧の全圧下で、液浸液内の溶解度が５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガスを供給するように構成されたガス供給デバイスとをさらに備えていてもよい。このような実施形態では、ガス供給デバイスは、２０℃、１気圧の全圧下で、液浸液内の溶解度が５×１０^−３ｍｏｌ／ｋｇより大きいガス源を備えていてもよい。

[00127] 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。

[00128] 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。

[00129] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組み合わせを指す。

[00130] 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。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。

[00131] 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、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。

[00132] 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。ある実施形態では、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。

[00133] さらに、本発明を特定の実施形態及び例に関して開示してきたが、本発明は、具体的に開示された実施形態を超えて本発明の他の代替実施形態及び／又は使用に適用することができ、本発明の自明の変形形態及び等価物が可能であることは当業者には明らかであろう。さらに、本発明のいくつかの変形形態を図示し、詳述してきたが、本開示に基づく本発明の範囲内である他の変形形態は当業者には明らかであろう。例えば、実施形態の具体的な特徴と態様のさまざまな組合せ又は下位の組合せが可能であり、本発明の範囲内であると考えられる。従って、開示された実施形態のさまざまな特徴及び態様を互いに組み合わせ、又は代用して開示された本発明のさまざまな形態を形成することができることを理解されたい。従って、本明細書に開示された本発明の範囲は、上記の開示された具体的な実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲を正しく解釈することによってのみ決定されなければならない。

[00134] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許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 (15)

1. リソグラフィ装置であって、
   基板を保持し、スキャン方向に前記基板をスキャンするように構成された基板テーブルと、
   前記基板テーブルによって前記基板がスキャンされている間に前記基板上に画像を投影するように構成された投影システムと、
   前記投影システムと前記基板との間の空間に液体を閉じ込めるように構成された液体閉じ込めシステムとを備え、
   前記投影システムが、光軸を有し、前記光軸及び前記スキャン方向に対して垂直方向の最大寸法を有するイメージフィールド内に、前記画像を投影するように構成され、前記最大寸法は前記空間の前記垂直方向の最大寸法よりも小さく、
   前記液体閉じ込めシステムが、前記空間と境界を接する液体閉じ込め部材を有し、前記液体閉じ込め部材が、前記基板に向けて液体を誘導するように配置された細長い連続的な液体供給開口を画定し、前記細長い液体供給開口が、前記垂直方向に前記イメージフィールドの最大寸法よりも大きくかつ前記空間の最大寸法よりも小さい寸法を有するリソグラフィ装置。
2. 前記液体閉じ込めシステムが、複数の別の液体供給開口をさらに画定し、前記別の液体供給開口が、少なくとも１つの線上に配置され、前記細長い液体供給開口の最大寸法と比較して小さい最大寸法を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記液体閉じ込め部材が、前記空間をはさんで前記細長い液体供給開口の反対側に第２の細長い液体供給開口をさらに画定する、請求項１又は２に記載の液体装置。
4. 前記細長い液体供給開口が、Ｖ字形である、請求項１、２又は３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記細長い液体供給開口が、湾曲している、請求項１、２又は３に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記液体閉じ込めシステムが、液体を前記空間に供給するように構成された液体供給源と、約１Ｌ／分以上、約１．２５Ｌ／分以上、約１．５Ｌ／分以上又は約２Ｌ／分以上の流量とをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記細長い液体供給開口が、約１００μｍ以下、約７０μｍ以下、約５０μｍ以下、約３０μｍ以下、又は約２０μｍ以下の幅を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記液体閉じ込め部材が、細長い液体供給開口を画定する対向面を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記対向面が、前記装置の動作中、前記基板から約２００μｍ以下、約１８０μｍ以下、又は約１５０μｍ以下の距離に配置される、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
10. 液体閉じ込めシステムによって基板の表面上に閉じ込められた液体を通して前記基板がスキャン方向にスキャンされている間に前記基板上に画像を投影する液浸リソグラフィ装置であって、
    前記液体閉じ込めシステムが、前記液体内のガスの泡を前記画像から脇にそらすように前記液体の内部に比較的高いせん断力及び圧力勾配の領域を作成するように配置された細長い液体供給開口を有する液浸リソグラフィ装置。
11. 前記液体閉じ込めシステムが、使用時に前記基板に対向する面を有する液体閉じ込め部材と、前記面が前記基板から所定の距離だけ離れるように前記液体閉じ込め部材を位置決めするように構成された位置決めシステムとを備え、前記前記液体供給開口が、前記面に形成され、前記所定の距離が約１２０μｍ〜約１８０μｍの範囲内であるリソグラフィ装置。
12. リソグラフィ装置を用いるデバイス製造方法であって、
    基板の表面に接触する空間に液体を閉じ込めるステップと、
    前記基板をスキャン方向に移動させながら液体を通して前記基板上に画像を投影するステップと、
    前記画像のスキャン方向の先にある液体の内部に前記液体の塊の内部のガスの泡を前記画像からそらす効果がある比較的高圧の細長い領域を形成するステップと、
    を含む方法。
13. 前記高圧領域は、約３０μｍ以上、約２０μｍ以上、約１５μｍ以上、又は約１２μｍ以上のサイズを有する泡を誘導する効果がある、請求項１２に記載の方法。
14. 前記基板が、約９０°以上、約１００°以上、又は約１１０°以上の液体への接触角を有するか、又は前記基板が、約２０°以下、約１５°以下、又は約１０°以下の液体への接触角のヒステリシスを有する、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記形成ステップが、約２０μｍ〜約３０μｍの範囲内の幅を有する細長い開口を通して液体を供給するステップを含み、及び／又は前記形成ステップが、約１．２５Ｌ／ｍ〜２．０Ｌ／ｍの範囲内の流量で液体を供給するステップを含む、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の方法。

Images