JP4933403B2 - リソグラフィ装置用の導管システム、リソグラフィ装置、ポンプ、及び、導管システム内の振動を実質的に低減する方法 - Google Patents
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Description
[0001] 本発明は、リソグラフィ装置用の導管システムと、リソグラフィ装置と、ポンプと、リソグラフィ装置の導管システム内の振動を実質的に低減する方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常は基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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用いることができる。このパターンは、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、ダイの一部、又は１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によってなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングさ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としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、及び、放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行又は逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
[0003] 近年、リソグラフィ投影装置に液浸システムを設けることによって、比較的高い屈折率を有する液体（例えば水）に基板を浸漬し、投影システムの最終エレメントと基板との間の空間を満たすことが提案されている。これは、液体中では露光放射の波長が短くなり、より微細なフィーチャの結像が可能になるためである。（液体の効果としては、他にも、投影装置（the system）の有効開口数の増加や焦点深度の増大がある。）また、個体粒子（例えばクォーツ）が浮遊する水等、他の液浸液も提案されている。
[0004] しかし、基板又は基板及び基板テーブルを液体の浴部に浸漬すること（例えば、米国特許第４５０９８５２号を参照。本記載により同特許全体が本明細書に組み込まれる）は、スキャン露光中に大量の液体を加速させなければならないことを意味する。これには追加の又はよりパワフルなモータが必要となり、さらに、液体の乱流によって不都合かつ予測不可能な影響が出る可能性もある。
[0005] 提案されている解決策の１つは、液体供給システムを設けて、基板の局部エリア、及び、投影システムの最終エレメントと基板との間のみに液体を供給する方法である（通常、基板の表面エリアは、投影システムの最終エレメントの表面エリアよりも大きい）。この液体供給システムを構成するために提案された方法の１つが、ＰＣＴ特許出願第ＷＯ９９／４９５０４号（本記載により同特許出願全体が本明細書に組み込まれる）に開示されている。図２及び図３に示すように、液体は、少なくとも１つのインレットＩＮにより、好適には最終エレメントに対する基板の移動方向に沿って、基板上に供給され、投影システムの下方を通過した後、少なくとも１つのアウトレットＯＵＴによって除去される。つまり、基板が最終エレメント（the element）の下方で−Ｘ方向へスキャンされるのと同時に、液体が同最終エレメントの＋Ｘ側で供給されかつ−Ｘ側で除去される（taken up）。図２の概略構成図では、液体がインレットＩＮを介して供給され、最終エレメントの反対側においてアウトレットＯＵＴにより除去される。なお、アウトレットＯＵＴは低圧力源に連結されている。図２では、液体が、最終エレメントに対する基板の移動方向に沿って供給されるが、液体の供給はこの場合に限らない。最終のエレメントの周囲に配されるインレット及びアウトレットの配向及び数はどのようなものであってもよい。図３に示す例では、１つのインレットとその両側に配された２つのアウトレットからなるセットが４つ、最終エレメントの周囲に規則的に設けられている。
[0006] 液浸システムを備えるリソグラフィ装置の他の例が、例えば、米国特許出願第二００４／０１６５１５９ Ａ１号及び２００５／０１３４８１５ Ａ１号（本記載により両特許出願の全体が本明細書に組み込まれる）に開示されている。
[0007] リソグラフィ装置内に液浸システムが設けられている場合、１つ以上のポンプを使用することによって、投影システムと基板テーブル上に支持された基板との間の液浸空間へ又は同液浸空間から液体がポンプ輸送される。液浸システムに使用するのに適切なポンプの例として、ほぼ一定の体積流を提供できる膜ポンプがある。このポンプはポンプチャンバを備え、このポンプチャンバの体積が実質的に増減することによってポンプ流が発生する。
[0008] 膜ポンプを使用して液浸空間から液体をポンプ輸送する場合、同ポンプは、液体だけでなく液／ガス混合物をポンプ輸送するのに適したものでなくてはならない。これは、ある瞬間に大量の液体が液浸空間から除去されると、その結果、液体及びガスの両方が、ポンプと液浸空間とを連結する導管内へ吸い込まれるためである。
[0009] 上記のようなリソグラフィ装置の液浸システム用のポンプの欠点は、ポンプが液体のみを輸送する場合、ポンプのポンプチャンバ内の液体の圧縮によって液体に圧力ピーク又は圧力波が生じ、その結果、ポンプの機械的部分に振動が発生する事である。この振動は、リソグラフィ装置の投影精度に悪影響を及ぼす可能性がある。
[0010] ギヤポンプ等の他の型のポンプについても同様の欠点、つまり、流体の圧縮によって圧力ピーク及び圧力波が生じ、その結果、リソグラフィ装置に振動が発生する、という欠点が見られる。このようなポンプは、リソグラフィ装置の液浸システム又は別の導管システムで使用されることがある。例えば、冷却回路内のギヤポンプのギヤの回転移動、及び、それに起因する液体の圧縮により、同様の結果が生じることがある。さらに、液体を圧縮させる他の型のポンプも同様の影響をもたらす場合がある。
[0011] また、導管（例えば、冷却システム又は液浸システムの導管）を流れる液体、特に、導管の角部又は絞り部分を通過する際の液体の流れによって、圧力ピーク、圧力波及び／又は振動が生じることがある。このような振動は、特に、冷却回路又は液浸システムのように比較的複雑なジオメトリを有する液体導管システムで発生する。
[0012] ポンプチャンバ内での液体圧縮による振動が実質的に低減された液浸システム用ポンプを提供するのが望ましい。
[0013] また、液体の流れ又は液体圧縮によって生じる振動が低減された液体流動用導管システム（特に液浸システムの液体流動用導管システム）を提供するのが望ましい。
[0014] 本発明の一実施形態によると、リソグラフィ装置用の導管システムが提供される。この導管システムは、液体又は液／ガス混合物を誘導する少なくとも１つの導管と、前記液体又は液／ガス混合物の圧力ピーク又は圧力波の少なくとも一部を吸収するため、前記液体又は液／ガス混合物にガスを注入するように構成された、ガス圧入ノズルとを備える。
[0015] 本発明の一実施形態によると、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを保持するように構成されたサポートとを備えるリソグラフィ装置が提供される。前記パターニングデバイスは、放射ビームの断面にパターンを付与することによりパターン付き放射ビームを形成することができる。前記リソグラフィ装置はまた、基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、導管システムとを備える。この導管システムは、液体又は液／ガス混合物を誘導する少なくとも１つの導管と、前記液体又は液／ガス混合物の圧力ピーク又は圧力波の少なくとも一部を吸収するために前記液体又は液／ガス混合物にガスを注入するように構成された、ガス圧入ノズルとを備える。
[0016] 本発明の一実施形態によると、液体又は液／ガス混合物をポンプ輸送するように構成されたポンプが提供される。前記ポンプは、ポンプインレットと、ポンプアウトレットと、前記ポンプインレットと前記ポンプアウトレットとの間にあって、前記液体又は液／ガス混合物を圧縮するポンプチャンバとを備える。前記ポンプ内にはガス圧入ノズルが配されている。
[0017] 本発明の一実施形態によると、リソグラフィ装置内の液体流動用導管システムにおいて、圧力波又は圧力ピークを実質的に低減する方法が提供される。前記導管システムでは、液体の圧縮によって振動が発生する。前記方法は、前記圧力波又は圧力ピークの少なくとも一部を吸収するため、液体の流れにガスを圧入する工程を含む。
[0018] 以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。図面において、同じ参照符号は同じ部分を示す。
[0028] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の概略図である。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射及びその他の適切な放射）を調整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、かつ、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位置決めデバイスＰＭに連結された、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴとを備える。リソグラフィ装置はまた、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、かつ、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位置決めデバイスＰＷに連結された、基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴを備える。リソグラフィ装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上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を備える。
[0029] 照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他の型の光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せ等の様々な型の光コンポーネントを含み得る。
[0030] サポート構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、及び、例えば、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式又はその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定又は可動式にすることができる架台又はテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書で使用される「レチクル」又は「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えてよい。
[0031] 本明細書で使用される「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内にパターンを創出するべく放射ビームの断面にパターンを付ける際に使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、例えば、その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内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
[0032] パターニングデバイスは、透過型又は反射型であってよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、及びハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスク型、並びに、種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配置が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向へ反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
[0033] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用されている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用又は真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、及び静電型光学システム、又はそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書で使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えてよい。
[0034] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、上述の型のプログラマブルミラーアレイ又は反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0035] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のサポート構造）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」においては、追加のテーブル及び／又はサポート構造又はサポートを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブル及び／又はサポート構造で実施しつつ、別の１つ以上のテーブル及び／又はサポート構造を露光用に使うこともできる。
[0036] 本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置は、投影システムと基板の間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水によって基板の少なくとも一部を覆うことができる型のものであってもよい。あるいは、リソグラフィ装置内の別の空間、例えば、マスクと投影システムの間、に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用される。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板のような構造を液体中に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板の間に液体があるということを意味するものである。
[0037] 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。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別々の構成要素であってよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要であれば、ビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0038] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（通常、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。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性及び強度分布をもたせることができる。
[0039] 放射ビームＢは、サポート構造（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上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第二位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）を使って、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第一位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されない）を使って、例えば、マスクライブラリからの機械検索後又はスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭの一部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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第二位置決めデバイスＰＷの一部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って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてよく、あるいは、固定されていてもよい。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を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分の間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、１つ以上のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0040] 例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用できる。
[0041] １． ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静的露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、その後、Ｘ及び／又はＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
[0042] ２． スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造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（縮小）拡大率及び像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決定される。
[0043] ３． 別のモードにおいては、サポート構造ＭＴを、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす又はスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、又はスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
[0044] 上述の使用モードの組合せ及び／又は変形物、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0045] 図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る膜ポンプ１の断面図である。膜ポンプ１は、ポンプチャンバ３を有するポンプハウジング２を備える。ポンプチャンバ３は、インレットバルブ６及びアウトレットバルブ７を夫々介して、ポンプインレット４及びポンプアウトレット５と流体連通状態にある。
[0046] 膜ポンプ１のポンプチャンバ３の底側は膜８で区切られており、アクチュエーションデバイス９が膜８を駆動することによりポンプチャンバ３の体積が増減する。ポンプアクチュエーションデバイス９としては、ポンプチャンバ３の体積を実質的に増減すべく膜８を動かすことができれば、どのようなデバイスであってもよい。例えば、ポンプアクチュエーションデバイス９は、磁力、静電力、圧力、又は機械的な力を使って膜８を動かすことができる。通常は往復アームを使用して膜８を動かしており、当該アームの一方の端部は膜８に連結され、他方が往復運動を提供するモータ（例えば、クランク機構を有するロータリーモータ）に連結される。
[0047] 図４のポンプでは、アクチュエーションデバイス９によって膜が下方に動かされ、それによって、ポンプチャンバ３の体積が増加する様子が示されている。この結果、ポンプチャンバ３内の圧力が低下するとともに、インレットバルブ６が開いて液体インレット４から液体又は液／ガス混合物が吸い込まれる。アウトレットバルブ７は閉じた状態にある。したがって、ポンプチャンバ３内は液体又は液／ガス混合物で満たされた状態となる。
[0048] その後、図５に示すように、アクチュエーションデバイス９によって膜８が駆動され、上方へ移動する。このとき、ポンプチャンバ３内の圧力が上昇する。ポンプチャンバ３内の圧力が上昇した結果、インレットバルブ６が閉じるとともに、アウトレットバルブ７が開放される。ポンプチャンバ３の体積は実質的にゼロになるまで減少し、ポンプチャンバ３内の液体又は液／ガス混合物がポンプアウトレット５へとポンプ輸送される。
[0049] アクチュエーションデバイス９は膜８を動かすことによってポンプチャンバの体積を所定の定位置まで増加させ、また同体積が実質的にゼロになるまで減少させることができるため、１回のポンプストロークで輸送される液体又は液／ガス混合物の体積はほぼ一定である。このため、かかるポンプは定容ポンプ又は容積式ポンプと呼ばれる。
[0050] 膜ポンプ１が液体のみを輸送する場合、ポンプチャンバ３の体積減少中は、ポンプチャンバ３内での液体圧縮によって圧力波／圧力ピークが生じ、またそれに起因して、ポンプの機械的部分（特にポンプアウトレット５及びポンプアウトレット５に連結されている導管）に振動が生じ得る。この振動はリソグラフィ装置全体に伝搬するため、その結像精度に許容し難い影響を与えてしまう。
[0051] 一方、上記の振動は、液／ガス混合物を膜ポンプ１でポンプ輸送する場合には実質的に小さくなる。これは、混合物内のガスの圧縮性によって、圧力波／圧力ピークが液／ガス混合物自体に吸収されるためである。
[0052] 膜ポンプ１が液体のみを輸送する際の振動を実質的に低減するため、ポンプにはガス圧入ノズル１０が設けられている。このガス圧入ノズル１０は、膜ポンプ１によって輸送された流体の流れにガスを圧入するように構成されている。液体の流れにガスを圧入すれば、ガスの圧縮性によって圧力ピーク／圧力波が流体自体に吸収される。その結果、膜ポンプ１内の振動が実質的に低減される。
[0053] 図４及び図５に示す実施形態では、ガス圧入ノズル１０の吐出口１１がポンプアウトレット５内に配されている。このようにすれば、ポンプ輸送動作（つまり、ポンプチャンバ３の体積の増加とその後の減少）ごとにポンプ１によって汲まれるほぼ一定の体積をすべて、ポンプインレット４を介してポンプに輸送される流体のポンプ輸送に使用できる点で好都合である。
[0054] 別の又は追加の実施形態として、ガス圧入ノズル１０をポンプ１内の別の場所（例えば、ポンプインレット４又はポンプチャンバ３内）に配してもよい。かかる実施形態は、圧入されたガスがポンプに入る液体と混ざることにより圧力ピーク／圧力波がより効率的に吸収される点で、好都合である。しかし、ガス（quantity of gas）がポンプチャンバ３の手前で又はポンプチャンバ３内で圧入されるため、１回のポンプストロークでポンプインレット４を介してポンプチャンバ３に入る流体の体積は小さくなってしまう。
[0055] 図４及び図５に示す実施形態では、ガス圧入ノズル１０が加圧ガス１２の供給源に連結されている。この供給源は、圧力下のガスを連続的に提供するコンプレッサであってよい。かかるコンプレッサは上記の目的で設けられたコンプレッサであっても、あるいは、別の用途で使用されるコンプレッサであってもよい。あるいは、別の又は追加の圧縮ガス供給源を使用してもよい。圧縮ガスの圧力は、ポンプチャンバ３の体積減少中におけるポンプアウトレット５内の圧力より大きいことが好ましく、そうすることによって、ポンプチャンバの体積減少時にも、ポンプ１によって輸送される液体にガスを圧入することができる。一方、ガス圧入ノズル１０がポンプインレット４内に配されている場合は、ガスの圧力は低くてよい。
[0056] 一実施形態として、ガス圧入ノズル１０を、ポンプインレット４に固定されたポンプインレット導管、又は、ポンプアウトレット５に固定されたポンプアウトレット導管に連結してもよい。かかるポンプインレット導管又はポンプアウトレット導管は、ポンプインレット４又はポンプアウトレット５の一部と見なすことができる。しかし、ガスの圧入はポンプチャンバ３の近くで行われることが望ましい。
[0057] ガスは連続的にポンプ内に圧入してよい。しかし、ガス圧入ノズル１０がポンプアウトレット５内に配されている場合は、膜８の体積減少ストローク中のみガスを圧入する。反対に、ガス圧入ノズル１０がポンプインレット４内に配されている場合は、膜８の体積増加ストローク中のみガスを圧入する。体積増加ストローク中はポンプインレット内の圧力が低いため、ポンプインレット４内に圧入されるガスは必ずしも加圧されなくてよい。一実施形態として、ガス圧入ノズル１０に一方向弁を設けて、液体又はガス／液体混合物が、例えば、ポンプチャンバ３からガス圧入ノズル１０内へ移動しないようにしてもよい。かかる実施形態は、ガスを連続的に圧入しない場合に好都合である。
[0058] 一実施形態では、圧入されるガスは、空気又はポンプが設置されている環境（例えば真空チャンバ）から取り込んだ気体である。ある実施形態では、ガスは、窒素等の不活性ガスやその他適切なガスであってよい。
[0059] 図６は、本発明の一実施形態に係るガス圧入ノズル２０を示している。同図では、ポンプ、特にポンプアウトレット５の一部のみが示されている。ガス圧入ノズル２０の一部は、ねじ込み式連結部２３によりポンプアウトレット５に連結されたアウトレット導管又はアウトレットフィッティング２１の内部に配されている。ガス圧入ノズル２０の吐出口２２は、ポンプアウトレット５内部で終端している。本実施形態の利点は、ガス圧入ノズル２０を適切な場所に設ける際、ポンプのポンプハウジング２に変更を加える必要がない点である。したがって、一般的に入手可能なポンプを、そのポンプハウジング２に変更を加えることなく使用することが出来る。一方、本実施形態の欠点は、ガス圧入ノズルが配置されるポンプアウトレット導管２１では、ポンプによって輸送された流体に対する流れ抵抗が大きいという点である。
[0060] 図７は、本発明の一実施形態に係るガス圧入ノズル３０を示している。同図では、ポンプ、特にポンプアウトレット５の一部のみが示されている。本実施形態では、ガス圧入ノズル３０がフィッティング３１内に一体的に組み込まれている。このフィッティング３１は、ほぼ円錐形の内部３４を備え、同内部３４の内表面によってアウトレットチャネル３５が画定されている。内部３４をさらに別の導管に連結することにより、ポンプによって輸送される液体及びガスを、アウトレットチャネル３５から例えばリザーバへ、誘導するようにしてもよい。この内部３４の周囲に、ほぼ円錐形の外部３６が配されている。内部３４の外表面と外部３６の内表面との間に、圧入ノズル３０の主要ガス空間３７が形成されている。このガス空間は、環状又はほぼ環状（円形又は四角形等）の吐出部３２と、ガス供給導管が取り付けられる連結部３８とに流体連通接続している。ガス供給導管は、加圧ガス１２の供給源に連結されている。連結部３８には絞り部分３３が配されており、この絞り部分３３によって、吐出部３２からポンプアウトレットへ流れるガス流が制御される。内部３４及び外部３６は、ねじ込みエレメント３９によってポンプハウジングに取り付けられている。
[0061] したがって、ガス圧入ノズル３０は、アウトレットチャネル３５の内部ではなくその周囲に配されている。吐出部３２はポンプアウトレット５内で終端している。ガス圧入ノズル３０は、加圧ガス１２の供給源が連結された絞り部分３３を備える。この絞り部分の存在により、ポンプアウトレット５内で連続的でかつ比較的小さなガス流を得ることができ、それによって、液体の圧力波／圧力ピークによる振動を実質的に低減することができる。ガス圧入ノズル３０はフィッティング３１に一体的に組み込まれているため、ガス圧入ノズル３０を設ける際にポンプハウジング２自体に変更を加える必要がない。
[0062] 以上、液体のみをポンプ輸送する際に、ガスを、ガス圧入ノズル１０を介して圧入することにより、ポンプ内の振動を実質的に低減する膜ポンプ１を開示してきた。かかるガス圧入ノズル１０を介してのガス圧入は、他の型のポンプに適用することもでき、液体のみをポンプ輸送する際に、圧力波／圧力ピークによって生じる振動を低減することができる。よって、かかるガス圧入ノズルを有する他の型のポンプも、本発明の範囲内に該当するものとする。また、ガス圧入ノズル１０は、液／ガス混合物を輸送するポンプにも使用でき、それによって、例えば、混合物内のガスを増加させて振動を低減してもよい。
[0063] 図８は、本発明の一実施形態に係るポンプ１０１を示している。図示するように、ポンプ１０１はギヤポンプである。ポンプ１０１は、ポンプチャンバ３０を画定するハウジング１０２と、インレット１０４と、アウトレット１０５とを備える。ポンプチャンバ１０３内には２つのかみ合いギヤ１０６が配され、このかみ合いギヤ１０６は、アクチュエーションデバイス（図示しない）によって、矢印で示すように反対方向へ回転される。この回転によってポンプチャンバ１０３内の液体が圧縮され、アウトレット１０５へポンプ輸送される。さらに、このギヤ１０６の回転によって新しい液体がインレット１０４を介してポンプチャンバ１０３へ吸い込まれる。このように、ギヤ１０６の回転によって液体は連続的にポンプ輸送される。このようなギヤポンプは本技術分野では既知のものである。
[0064] ギヤ１０６による液体の圧縮は、ポンプチャンバ１０３内に液体しか存在しない場合は特に、ポンプ内の液体に圧力ピーク又は圧力波を生じさせ、それがさらに、ポンプ及び／又は同ポンプが配置される導管システムに振動を引き起こす。既に説明した通り、かかる圧力ピークや圧力波、並びにそれに起因する振動は不都合なものである。通常、振動の振動数は、回転速度をギヤの歯数で割ったものに相当する。
[0065] かかる振動を回避又は抑止するため、アウトレット１０５内にガス圧入ノズル１０７を設ける。このガス圧入ノズル１０７は、液体にガスを圧入するように構成されている。その結果、液体の圧力ピーク又は圧力波は、液体に圧入された気泡によって吸収される。圧入されるガスは、例えば、コンプレッサ又は加圧ガス１０８の供給源によって供給することができる。
[0066] 圧入されるガスは、空気又はポンプが設置されている環境（例えば真空チャンバ）から取り込んだ気体であってよい。あるいは、ガスは、窒素等の不活性ガスやその他適切なガスであってよい
[0067] ガス圧入ノズル１０７は、ポンプ内の別の場所、例えば、インレット１０４又はポンプチャンバ１０３内に設けてもよい。あるいは、ポンプ１０１が配されている導管システム内の別の場所に設けることもできるが、ポンプ１０１付近であることが好ましい。
[0068] 実際には、例えば図６又は図７に示すようにガス圧力ノズル１０７を配置することができる。その他の適切な配置も採用可能である。
[0069] 図９は、導管システム２０１の一部であり、本発明の一実施形態に係るガス圧入ノズル２０２が描かれている。導管システム２０１は導管２０３を備え、この導管２０３内にくびれ部２０４及び湾曲部２０５が配されている。液体は、このくびれ部２０４及び／又は湾曲部２０５を通過する際に圧縮されるため、圧力波及び圧力ピークが生じてしまう。
[0070] 導管システム内の、好ましくは圧力波又は圧力ピークが生じる箇所（例えば、くびれ部２０４又は湾曲部２０５）付近にガス圧入ノズル２０２を設けることにより、液体にガスを圧入することができる。この結果生じる気泡によって圧力ピーク又は圧力波が低減され、それによって、システム内の振動の可能性も低減される。導管システム２０１は、液体を輸送するものであればどのようなシステムであってもよく、また、例えば冷却システム又は上述の液浸システムの一部であってもよい。ガス圧入ノズルを設けることは、多数の導管及び／又は多数の湾曲部及び／又はくびれ部を有する複雑な冷却導管システムにとって特に有用である。かかる複雑な冷却システムは、リソグラフィ装置のウェーハステージに設置されている場合がある。
[0071] 図２及び図３に示すような液浸システム、又は、本技術分野において液浸空間へまたそこから流体をポンプ輸送することで知られるその他の型の液浸システムに、上述したポンプを１つ以上設けることができる。ガス圧入ノズルの実施形態の他の適切な用途としては、冷却液回路（例えば、ウェーハステージ、レチクルステージ又は投影システムの冷却水回路）用の導管システム又はポンプを挙げることができる。
[0072] ガスを圧入することにより、導管システム（特にポンプ）及びリソグラフィ装置内で発生する振動を実質的に低減することができる。その結果、リソグラフィ装置の結像精度を向上させることができる。
[0073] また、本発明の一実施形態に係る導管システム、ポンプ、又は方法は、液体又は液／ガス混合物をポンプ輸送する際の圧力波／圧力ピークに起因する振動を実質的に低減することが望まれる、その他のあらゆるデバイスに使用することができる。
[0074] 本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造といった他の用途を有することが理解されるべきである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」又は「ダイ」という用語がすべて、それぞれより一般的な「基板」又は「ターゲット部分」という用語と同義であると考えてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後に、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光され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されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板プロセシングツール及びその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語が、既に多層処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0075] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使用してもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを適用することによってレジストを硬化させる。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
[0076] 本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
[0077] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのうちいずれか１つ又は組合せを指すことができる。
[0078] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施することも可能である。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能な指示のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又は、そのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記録媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光ディスク）の形態であってもよい。
[0079] 本発明の１つ以上の実施形態は、上述の型の液浸リソグラフィ装置に限らず、また、液浸液が浴部として設けられているか又は基板の局部的な表面エリアのみに設けられているかに関わらず、あらゆる液浸リソグラフィ装置に適用することができる。本明細書で考察される液体供給システムは、広く解釈されるべきものである。ある実施形態では、液体供給システムは、投影システムと基板及び／又は基板テーブルとの間の空間に液体を供給する機構又は構造の組合せであってよい。液体供給システムは、１つ以上の構造、１つ以上の液体インレット、１つ以上のガスインレット、１つ以上のガスアウトレット、及び／又は液体を上記空間に供給する１つ以上の液体アウトレットからなる組み合わせを備え得る。一実施形態では、上記空間の表面が基板及び／又は基板テーブルの一部であるか、又は、上記空間の表面によって基板及び／又は基板テーブルの表面が完全に覆われているか、又は、上記空間によって基板及び／又は基板テーブルが包囲された状態となっている。また、任意であるが、液体供給システムは、液体の位置、量、質、形状、流量、又は、その他の特徴を制御するエレメントを１つ以上含んでよい。
[0080] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えることもできる。
Claims (15)
- 液体又は液／ガス混合物を誘導する少なくとも１つの導管と、
前記液体又は液／ガス混合物の圧力ピーク又は圧力波の少なくとも一部を吸収するため、前記液体又は液／ガス混合物にガスを注入するように構成されたガス圧入ノズルと、を備えるリソグラフィ装置用の導管システム。 - 前記液体又は液／ガス混合物をポンプ輸送するように構成されたポンプをさらに備え、
前記ポンプは、
ポンプインレットと、
ポンプアウトレットと、
前記ポンプインレットと前記ポンプアウトレットとの間にあって、前記液体又は液／ガス混合物を圧縮するためのポンプチャンバとを有し、
前記ガス圧入ノズルが前記ポンプ内に配されている、請求項１記載の導管システム。 - 前記ガス圧入ノズルが加圧ガス源に連結されている、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の導管システム。
- 前記加圧ガスの圧力は、前記導管システム内の、少なくとも前記液体又は液／ガス混合物にガスが圧入される箇所における圧力よりも高い、請求項３記載の導管システム。
- 前記ポンプチャンバが、前記ポンプチャンバの体積を増減させるように構成されたコンプレッションエレメントを備える、請求項２乃至請求項４のいずれか一項記載の導管システム。
- 前記コンプレッションエレメントが膜である、請求項５記載の導管システム。
- 前記ガス圧入ノズルは、
前記ポンプアウトレット内に配されているか、
前記ポンプのフィッティング内に配されているか、又は、
少なくとも部分的に、前記ポンプアウトレットに連結された導管又はフィッティングを通るように配され或いはこれに沿って誘導され該ガス圧入ノズルが、前記ポンプアウトレット内或いはその付近で終端する、請求項２乃至請求項６のいずれか一項に記載の導管システム。 - 前記ガス圧入ノズルが環状又はほぼ環状であり、ポンプアウトレットフィッティング又は導管の周囲に配されている、請求項７記載の導管システム。
- 前記ガス圧入ノズルが、前記導管システムの湾曲部又はくびれ部付近に配されている、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の導管システム。
- 基板を保持するように構成された基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の導管システムと、を備えるリソグラフィ装置。 - 前記導管システムが冷却流体システムの一部である、請求項１０記載のリソグラフィ装置。
- 液体又は液／ガス混合物をポンプ輸送するように構成されたポンプであって、
ポンプインレットと、
ポンプアウトレットと、
前記ポンプインレットと前記ポンプアウトレットとの間にあって、前記液体又は液／ガス混合物を圧縮するポンプチャンバとを備え、前記液体又は液／ガス混合物にガスを注入するガス圧入ノズルが中に配されている、ポンプ。 - 液体の圧縮によって振動が発生する、リソグラフィ装置内の液体流動用導管システムにおいて、圧力波又は圧力ピークを実質的に低減する方法であって、
前記圧力波又は圧力ピークの少なくとも一部を吸収するため、液体の流れにガスを圧入する工程、を含む方法。 - 前記圧入工程が、前記ポンプチャンバの体積減少中に、ポンプのポンプチャンバ内で行われる、請求項１３記載の方法。
- 前記ガスが、圧縮ガスであり、かつ、前記ポンプのポンプアウトレット内又はその付近に配されたガス圧入ノズルを介して注入される、請求項１４記載の方法。
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