JP5155277B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、リソグラフィ装置及びデバイスを製造するための方法に関する。
リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板の目標部分に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、パターン形成デバイス（或いは、マスク又はレチクルと呼ばれる）を使用して、ＩＣの個々の層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・ウェハ）上の目標部分（例えば１つ又は複数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、基板に提供される感放射線材料（レジスト）の層への像形成によるものである。一般に、単一の基板が、網の目状の隣接する目標部分を含み、目標部分が連続的にパターン形成される。知られているリソグラフィ装置は、目標部分に全パターンを一度に露光することによって各目標部分が照射されるいわゆるステッパと、放射ビームによって所与の方向（「走査」方向）でパターンを走査し、それと同時に、同期して、この方向と平行又は逆平行に基板を走査することによって各目標部分が照射されるいわゆるスキャナとを含む。また、基板上にパターンをインプリントすることによってパターン形成デバイスから基板にパターンを転写することもできる。
リソグラフィ投影装置内で、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水の中に基板を浸漬し、それにより投影システムの最終要素（例えばレンズ、別の光学要素、又は他の構造）と基板との間の空間を充填することが提案されている。この要点は、液体中では露光放射がより短い波長を有するので、より小さなフィーチャの像形成が可能になることである（液体の効果は、システムの実効ＮＡを高めること、また焦点深度を増大することと考えることもできる）。固体粒子（例えば石英）を中に懸濁させた水を含めた他の浸液が提案されている。
しかし、液体浴内への基板、又は基板及び基板テーブルの浸漬（例えば、本明細書に参照として全体を組み込む米国特許ＵＳ４５０９８５２号参照）は、走査露光中に加速させなければならない大量の液体が存在することを意味する。これは、追加の、又はより強力なモータを必要とし、液体の乱流が、望ましくない予測不能な影響を引き起こす可能性がある。
提案されている解決策の１つは、液体供給システムが、液体閉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と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も大きい表面積を有する）。このように構成するために提案されている一方法が、本明細書に参照として全体を組み込むＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。図２及び３に例示されるように、液体は、少なくとも１つの入口ＩＮから基板上に、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、投影システムの下を通った後に、少なくとも１つの出口ＯＵＴから除去される。すなわち、基板が−Ｘ方向で要素の下に走査されるとき、液体は、要素の＋Ｘ側で供給され、−Ｘ側で取られる。図２に、液体が入口ＩＮを通して供給され、要素の他方の側で、低圧源に接続された出口ＯＵＴから取られる構成を図式的に示す。図２の例示では、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、そうである必要はない。最終要素の周りに配置される入口及び出口の様々な向き及び数が可能であり、一例が図３に例示されており、この図では、入口とその両側にある出口とのセットが４つ、最終要素の周りに規則的なパターンで提供されている。
液浸リソグラフィ装置の浸液中の気泡の存在は、像形成品質に悪影響を及ぼす場合があり、且つ基板からの浸液の蒸発をもたらす場合があり、これはオーバーレイ誤差、焦点制御及び乾燥汚れの問題を生じる可能性がある。
したがって、例えば、浸液中の気泡生成及び浸液の蒸発を低減することが有利である。
本発明の一態様によれば、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に投影するように構成され、基板にごく近接する要素を有する投影システムであって、該要素が、基板に実質的に平行な平面内で矩形の断面形状を有する投影システムと
を備えるリソグラフィ装置が提供される。
本発明の一態様によれば、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に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に液体を含むように構成された空間を少なくとも部分的に画定する表面を有する液体閉込め構造とを備えるリソグラフィ装置であって、基板に最も近い位置で、基板に実質的に平行な平面内で、該空間が、目標部分と形状、面積、又はその両方が実質的に合致する断面を有するリソグラフィ装置が提供される。
本発明の一態様によれば、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
パターン形成された放射ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムと、
基板と基板にごく近接する投影システムの要素との間に液体を含むように構成された空間を少なくとも部分的に画定する表面を有する液体閉込め構造とを備えるリソグラフィ装置であって、基板に実質的に平行な平面内で、該要素、該空間、又はその両方の断面の面積、形状、又はその両方が、目標部分と実質的に合致するリソグラフィ装置が提供される。
本発明の一態様によれば、投影システムを使用して、パターン形成された放射のビームを基板の目標部分に投影することを含むデバイス製造方法であって、基板にごく近接する投影システムの要素が、基板に実質的に平行な平面内で矩形の断面形状を有するデバイス製造方法が提供される。
本発明の一態様によれば、投影システムを使用して、パターン形成された放射のビームを基板の目標部分に投影することを含むデバイス製造方法であって、投影システムと基板との間に液体で充填されるように構成された空間が、液体閉込め構造の表面によって少なくとも部分的に画定され、基板に最も近い位置で、基板に実質的に平行な平面内で、該空間が、目標部分と形状、面積、又はその両方が実質的に合致する断面を有するデバイス製造方法が提供される。
本発明の一態様によれば、投影システムを使用して、パターン形成された放射のビームを基板の目標部分に投影することを含むデバイス製造方法であって、投影システムと基板との間の空間内に液体が提供され、該空間が、液体閉込め構造の表面によって少なくとも部分的に画定され、該空間、基板にごく近接する投影システムの要素、又はその両方が、基板に実質的に平行な平面内で、目標部分とサイズ、形状、又はその両方が密接に合致する断面を有するデバイス製造方法が提供される。
本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用するための液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用するための液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用するための別の液体供給システムを示す図である。 リソグラフィ投影装置で使用するためのさらなる液体供給システムを示す図である。 本発明の一実施例による液体閉込め構造の空間を平面で概略的に示す図である。 本発明の一実施例による別の液体閉込め構造の空間を平面で概略的に示す図である。 本発明による液体閉込め構造と投影システムの最終要素とを断面で示す図である。 投影システムの最終要素を断面で示す図である。 図９の最終要素を概略的に示す図である。
次に、本発明の実施例を、単に例として、添付の概略図面を参照しながら説明する。図面中、対応する参照符号は対応する部分を示す。
図１に、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を図式的に示す。この装置は、
−放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（照明器）ＩＬと、
−パターン形成デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築された支持構造であって、いくつかのパラメータに従ってパターン形成デバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決め手段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（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構築された基板テーブルであって、いくつか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２の位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
−パターン形成デバイス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の目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを備える）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
を備える。
照明システムは、放射を方向付ける、成形する、又は制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、若しくは他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組合せなど様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。
支持構造は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及びその他の条件、例えばパターン形成デバイスが真空環境内に置かれるか否かなどに応じた様式でパターン形成デバイスを保持する。支持構造は、パターン形成デバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、又はその他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルであってよく、必要に応じて固定することも可動にすることもできる。支持構造は、パターン形成デバイスが例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」の使用は、より一般的な用語「パターン形成デバイス」と同義と考えることができる。
本明細書で使用する用語「パターン形成デバイス」は、基板の目標部分にパターンを作成する目的で放射ビームの断面にパターンを与えるために使用することができる任意のデバイスを表すものと広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフト・フィーチャ又はいわゆる補助フィーチャを含む場合、放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分での所望のパターンに正確には対応しない場合があることに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など目標部分に作成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。
パターン形成デバイスは、透過型又は反射型であってよい。パターン形成デバイスの例として、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、プログラム可能ＬＣＤパネルが挙げられる。マスクはリソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスク、及びハーフトーン型位相シフト・マスクなどのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能ミラー・アレイの一例は、小さなミラーのマトリックス配列を採用し、入射放射ビームを異なる方向に反射するように各ミラーを個別に傾けることができる。傾けられたミラーが、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与える。
本明細書で使用する用語「投影システム」は、使用される露光放射、又は浸液の使用や真空の使用など他の因子に適するように、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、及び静電気光学システム、又はそれらの任意の組合せを含めた任意のタイプの投影システムを包含するものと広く解釈すべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。
本明細書で示す際、装置は（例えば透過性マスクを採用する）透過型である。別法として、装置は（例えば、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを採用する、又は反射性マスクを採用する）反射型であってもよい。
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つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものであってよい。そのような「マルチ・ステージ」の機械では、追加のテーブルを並行して使用することができ、或いは、１つ又は複数のテーブルで準備ステップを行い、１つ又は複数の他のテーブルを露光用に使用することができる。
図１を参照すると、照明器ＩＬが、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・レーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置とを個別の実体とすることができる。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を成すとはみなされず、放射ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム拡大器を備えるビーム送達システムＢＤを用いて、放射源ＳＯから照明器ＩＬに進められる。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるときには、放射源をリソグラフィ装置の一部にすることができる。放射源ＳＯと照明器ＩＬを、必要であればビーム送達システムＢＤと合わせて、放射システムと呼ぶ場合もある。
照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するための調節器ＡＤを備える場合がある。一般に、照明器の瞳孔面で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、照明器ＩＬは、積分器ＩＮや集光器ＣＯなど様々な他の構成要素を備える場合がある。照明器を使用して、断面に所望の一様性及び強度分布を有するように放射ビームを調整することができる。
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ン形成デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン形成デバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通った後、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が、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、線形エンコーダ、又は容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内に別個の目標部分Ｃを位置決めするように基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段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取り出した後に、又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め手段ＰＭの一部を成す長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（精密な位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め手段ＰＷの一部を成す長行程モジュール及び短行程モジュールを使用して実現することができる。（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴを、短行程アクチュエータのみに接続すればよく、或いは固定することもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・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。例示されている基板アラインメント・マークは、特定の目標部分に位置しているが、目標部分間の空間内に位置させることもできる（これらは、スクライブ・レーン・アラインメント・マークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される状況では、マスク・アラインメント・マークをダイの間に位置させることができる。
図示した装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが本質的に静止して保たれ、放射ビームに与えられた全パターンが目標部分Ｃに一度に投影される（すなわち、ただ１回の静的露光）。次いで、異なる目標部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の静的露光で像形成される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードでは、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴとが同期して走査され、その間に、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影される（すなわち、ただ１回の動的露光）。マスク・テーブル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決定することができる。走査モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の動的露光における目標部分の（非走査方向での）幅を制限し、走査運動の長さが、目標部分の（走査方向での）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能パターン形成デバイスを保持して本質的に静止して保たれ、基板テーブルＷＴが移動又は走査され、その間に、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影される。このモードでは、通常はパルス放射源が採用され、プログラム可能パターン形成デバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後に、又は走査中、連続する放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどプログラム可能パターン形成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。
上述した使用モードの組合せ及び／又は変形態様、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。
局所液体供給システムを用いたさらなる液浸リソグラフィ解決策が、図４に示されている。液体は、投影システムＰＬの両側にある２つの溝入口ＩＮから供給され、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から除去される。入口ＩＮ及び出口ＯＵＴは、中央に穴を有するプレートとして構成することができ、その穴を通して投影ビームが投影される。液体は、投影システムＰＬの一方の側にある１つの溝入口ＩＮから供給され、投影システムＰＬの他方の側にある複数の別個の出口ＯＵＴから除去され、投影システムＰＬと基板Ｗとの間に液体の薄膜の流れを引き起こす。使用する入口ＩＮと出口ＯＵＴとの組合せの選択は、基板Ｗの移動の方向に依存する場合がある（入口ＩＮと出口ＯＵＴとの他方の組合せは非活動状態である）。
提案されている局所液体供給システム解決策を用いた別の液浸リソグラフィ解決策は、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液体閉込め構造を液体供給システムに提供することである。そのような解決策が図５に例示されている。液体閉込め構造は、Ｚ方向（光軸の方向）では若干の相対移動があってもよいが、ＸＹ平面内では投影システムに対して実質的に静止している。一実施例では、シールは、液体閉込め構造と基板の表面との間に形成される。一実施例では、シールは、気体シールなどの非接触シールである。そのようなシステムは、例えば、それぞれ本明細書に参照として全体を組み込む米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４号及び欧州特許出願公開ＥＰ１４２０２９８号に開示されており、図５に例示されている。
目標部分Ｃのサイズ及び形状（時としてスリット・サイズと呼ばれる）は、光ミキサである石英ロッド及び／又はこのロッドの出口付近に位置決めされたマスキング・ユニットなど照明光学系によって決定することができる。
投影システムＰＬの下の基板Ｗ及び基板テーブルＷＴの移動と、図４又は図５に例示されるような実質的に静止した液体閉込めシステムとにより、浸液中に気泡が生成され場合がある。特に、基板Ｗの縁部が浸液１１によって占められる空間の下を通るとき、浸液中に気泡が生成され、それにより装置の像形成品質を低減する場合がある。
液体閉込めシステムは、典型的には、従来の投影システムＰＬと共に使用するために設計されている。そのようなシステムでは、最後の要素が、投影システムの光軸に実質的に垂直な平面（基板Ｗに実質的に平行な平面と同じ）内で円形断面を有する傾向がある。液体閉込めシステムが機能するように、液体で充填された空間の断面領域は、同一の平面内で投影システムの最終要素の形状と密接に合致している。小さな体積内に多くの構成要素を必要とする液体供給システムにとって利用可能な空間を最大にするためにこのように設計される。液体閉込めシステムのいくつかの異なる設計が提案されている。本発明の１つ又は複数の実施例は、それぞれの内容全体を本明細書に参照として組み込む米国特許公開ＵＳ２００４−０２６３８０９号、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ２００４−０９０６３４号、欧州特許出願公開ＥＰ１４２０２９８号、ＥＰ１４９４０７９号、及びＥＰ１４７７８５６号、並びに２００５年４月５日出願の米国特許出願ＵＳ１１／０９８６１５号に開示されたものを含む、しかしそれらに限定されない様々な設計全てに適用可能である。
次に、図５に例示される液体閉込め構造を詳細に説明する。しかし、本発明の１つ又は複数の実施例は、このタイプの液体閉込め構造への適用に限定されない。
図５に、投影システムと基板ステージとの間の液体リザーバ又は空間１０を示す。空間１０は、入口／出口管１３を通して提供される比較的高い屈折率の液体１１、例えば水で充填される。液体は、投影ビームの放射が液体中では空気中又は真空中よりも短い波長を有し、より小さなフィーチャを解像できるようにするという効果を有する。投影システムの解像限界は、とりわけ投影ビームの波長及びシステムの開口数によって決定されることがよく知られている。また、液体の存在は、実効開口数を高めるものと考えることもできる。さらに、一定の開口数では、液体は、被写界深度を高めるのに効果的である。
投影システムの像領域の周りの基板に対する非接触シールは、液体が基板表面と投影システムの最終要素との間の空間１０内に閉じ込められるような形態のものである。空間は、投影システムＰＬの最終要素の下に、且つその最終要素を取り囲むように位置決めされた液体閉込め構造１２によって形成又は画定される。液体は、投影システムの下の空間１０内、及び液体閉込め構造１２内部に導かれる。液体閉込め構造１２は、投影システムの最終要素よりもわずかに上まで延在し、液体水位が最終要素よりも上がり、それにより液体の緩衝体が提供される。液体閉込め構造１２は、一実施例では、上端部で投影システム又はその最終要素のステップと密接に合致する内周縁を有し、その内周縁は例えば円形の場合がある。
液体は、液体閉込め構造１２の底部と基板Ｗの表面との間で、気体シール１６によって空間１０内に閉じ込められる。気体シールは、入口１５を通して液体閉込め構造１２と基板との間の空隙に圧力下で提供され、第１の出口１４を通して抜き取られる気体、例えば空気、合成空気、Ｎ２、又は別の不活性気体によって形成される。気体入口１５での過圧、第１の出口１４での真空レベル、及び空隙の幾何形状は、内側に液体を閉じ込める高速気流が存在するように構成される。
他のタイプの液体閉込め構造１２を使用することもできる。例えば、本明細書に参照として全体を組み込む２００５年４月５日出願の米国特許出願ＵＳ１１／０９８６１５号に記載されているように、気体シールは、単一相抽出器と、凹部と、ガス・ナイフとの組合せで置き換えることができる。別法として、本明細書に参照として全体を組み込む米国特許出願公開ＵＳ２００５−０１８１５５号に記載されているように、気体シールは、静圧又は動圧軸受で置き換えることができる。
液体によって占められる空間１０が走査中に基板Ｗの縁部の上を通るのにかかる時間量を減少又は最小化するために、且つ浸液が蒸発する可能性がある基板の上面の面積を減少又は最小化するために、基板に最も近い位置で、基板Ｗの上面に平行な平面内での空間１０の断面は、目標部分ＴＰ（時として照明スリット領域と呼ばれる）の形状と密接に合致するように形作られる。これは図６に例示されている。液体閉込め構造１２の平面図である図６から分かるように、空間１０は、液体閉込め構造１２の下面での空間１０の下側開口４０と、液体閉込め構造１２の上面での上側開口６０との間に延在する壁２０によって画定される。図６で、上側開口６０は円形であり、それにより液体閉込め構造１２は、投影システムの最終要素が半径方向で対称である従来の投影システムＰＬと共に使用することができ、基板Ｗに最も近い下側開口４０は長方形であり、形状が目標部分ＴＰの形状と密接に合致している。さらに、下側開口４０はまた、当然目標部分ＴＰよりも小さくすることはできないが、サイズが目標部分ＴＰと密接に合致している。一実施例では、下側開口４０の面積、又は基板Ｗに最も近い位置での基板Ｗに実質的に平行な平面内での空間の断面積は、目標部分ＴＰの面積の１．５倍未満であり、一実施例では、目標部分ＴＰの面積の１．４、１．３、１．２、又は１．１倍未満である。この相違は、「作動」時の、又は意図的に移動を行う際の、最終要素に対する液体供給システムの相対移動を見込むものである。
液体が閉じ込められる空間１０を画定する液体閉込め構造１２の表面２０は、内容全体を本明細書に参照として組み込む欧州特許出願公開ＥＰ１４７７８５６号に記載されているように、上側開口６０の形状から下側開口４０へ滑らかに移行するように形作られ、投影システムの最終要素の形状に適合し、閉込めシステムの若干の相対移動を可能にする。しかし、そのような移行は、流れ条件における難点をもたらす可能性があり、したがって一実施例では、上側開口６０と下側開口４０との形状は同様であり、少なくとも共に矩形である。これは、投影システムが基板に近接している場合に、構成するのが特に容易である。投影システムが基板から離れれば離れるほど、より大きな角度（より大きな瞳孔形状となる傾向がある）のために、投影システム底部がより円形である必要がある。矩形の状況が図７に例示されており、この図で上側開口６０は正方形であり、下側開口４０は長方形である。この構成では、浸液の再循環なしに目標部分ＴＰにわたる浸液の平行な流れを実現することが容易になる。再循環された浸液は、再循環されない浸液よりも投影ビームＰＢによって加熱されやすく、温度変動が空間内の浸液の屈折率の変動をもたらす可能性があるので、浸液の再循環は回避すべきである。
断面形状及び／又はサイズを目標部分ＴＰと密接に合致させる、又は同様にすることによって、図６及び７に例示されるように液体閉込め構造１２内の空間の下側開口４０のサイズが減少又は最小化される場合、基板Ｗ全体の走査中に、開口４０が基板の縁部の上を通る走査の数が大幅に減少される。したがって、基板の縁部の上を通ることによる空間１０内の浸液中の気泡生成の機会が減少され、したがって浸液が蒸発する可能性がある領域が縮小される。
図８〜１０に、目標部分ＴＰにわたる浸液の平行な流れを生み出す能力など他の動作条件に悪影響を及ぼすことなく、又は液体供給システムにとって利用可能な体積を減少することなく、下側開口４０のサイズを目標部分ＴＰの形状及び／又はサイズと密接に合致させることができるように、投影システムの最終要素と液体閉込め構造１２との両方が形状及び幾何学的配置を最適化された本発明の一実施例を例示する。実際、この実施例は、従来システムよりも、液体供給システムにとって利用可能な体積を増加することができる。
図８では、図７に例示されるものと同様の液体閉込め構造１２が使用される。したがって、空間の下側開口４０は、基板Ｗに実質的に平行であって基板Ｗに近接する、例えば基板Ｗに最も近い位置にある平面ＰＬ２内で、目標部分ＴＰと同様の形状及び寸法である。例示されるように、液体閉込め構造１２は、投影システムＰＬの最終要素を部分的に取り囲む。したがって、基板Ｗの上面の平面に実質的に平行であり、且つ液体閉込め構造１２によって画定される空間１０と投影システムＰＬの最終要素の下端部との両方に交差する平面ＰＬ１が存在する。この平面では、空間の断面形状及びサイズは、投影システムＰＬの最終要素の断面形状及びサイズと同様である。したがって、図６の液体閉込め構造１２と共に使用される投影システムの最終要素とは対照的に、投影システムＰＬの最終要素は、その平面内で同様に長方形又は正方形の断面を有するように形作られ、それにより、空間を画定する液体閉込め構造１２の内面が直線を曲線に変換する必要なく下側開口４０から上側開口６０へ形状を移行できる。これは、目標部分ＴＰにわたる浸液の平行な流れの確立を助け、壁２０の成形を単純化する。投影システムと基板との間の距離が増加するにつれて、均質な浸液の重要性が高まり、したがって平行な流れがより一層望ましくなる。壁２０は、全て実質的に平坦である。一実施例では、下側開口及び上側開口の形状、それにより投影システムＰＬの最終要素の断面の形状が、目標部分の形状と同様である。
図８に、基板Ｗに実質的に平行な平面内で基板Ｗに近づくにつれて縮小する断面を有する空間１０が例示されている。必ずしもそうである必要はなく、上側開口６０と下側開口４０とが同じ、又は実質的に同じサイズであり、それにより、液体閉込め構造１２によって画定される空間の側壁が断面で平行であってもよい。図８に例示されるように、基板Ｗから離れる／基板Ｗに近づくときの断面積の増加／減少の率は必ずしも一定ではなく、内側壁２０の２つの勾配、すなわち基板２０と実質的に投影システムの底部との間の急な勾配と、その上の、より緩やかな別の勾配とを有する空間１０が提供される。
図９に、投影システムの最終要素を例示する。点線は、投影システムの典型的な最終要素の形状を示し、使用する最終要素の光特性に影響を及ぼすことなく最終要素のその部分を除去することができることが分かる。点線で示される領域を機械加工して除去することが、そのような要素を製造する一方法である。したがって、最終要素の底面は、曲線状の上側開口６０を使用する必要なく液体閉込め構造１２の空間を密接して形成することができる形状である。最終要素の最底部は、そこに塗布されたコーティング１００（又は石英プレート若しくはいわゆるエンド・プレート１００）を有して例示されている。コーティング又は石英プレート１００は平坦なものとして図示されている。しかし、必ずしもそうである必要はなく、最終要素の最底面は曲線であってもよく、或いはそこに塗布されたコーティング又は石英プレートを有していても、有していなくてもよい。
図１０は、投影システムの最終要素の３次元の図であり、曲線状の上面から非曲線状の下面への移行が明らかに見られる。要素の上半分は普通に形作られ、要素の下半分が、直線縁部７０によって接合された平坦面を有する、すなわち基板Ｗに実質的に平行な平面内で矩形の断面形状を有する。
また、本発明の一実施例は、目標部分が平面内で投影システムの中央の下に心出しされないように投影ビームが構成された軸外し投影システムにも適用可能である。
それぞれ本明細書に参照として全体を組み込む欧州特許出願公開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。そのような装置は、基板を支持するための２つの基板を設けられる。第１の位置にあるテーブルを用いて、浸液がない状態で水準測定が行われ、浸液が存在する第２の位置にあるテーブルを用いて露光が行われる。別法として、装置がただ１つのテーブルを有する。
本明細書では、ＩＣの製造でのリソグラフィ装置の使用に特に言及する場合があるが、本明細書で説明したリソグラフィ装置が、集積光システム、磁区メモリ用の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など、他の用途を有する場合もあることを理解されたい。そのような他の用途の文脈では、本明細書における用語「ウェハ」又は「ダイ」の使用を、それぞれより一般的な用語「基板」又は「目標部分」と同義と考えることができることを当業者は理解されよう。本明細書で言及した基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（典型的には、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、測定ツール及び／又は検査ツールで加工することができる。該当する場合には、本明細書における開示を、そのような基板加工ツール、及びその他の基板加工ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作成するために基板を複数回加工することもでき、したがって本明細書で使用される用語「基板」は、複数回加工された層をすでに含む基板を表す場合もある。
上では、光リソグラフィの文脈での本発明の実施例の使用に特に言及してきたが、本発明は、他の用途、例えばインプリント・リソグラフィで使用することもでき、文脈が許す限り光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成デバイスでのトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを画定する。パターン形成デバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジストの層にプレスすることができ、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることによって硬化される。レジストが硬化した後に、パターン形成デバイスがレジストから外され、レジストにパターンが残る。
本明細書で使用する用語「放射」及び「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、波長が約３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍ）及び極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲内）、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めた全てのタイプの電磁放射を包含する。
用語「レンズ」は、文脈が許す限り、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電気光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素の任意の１つ又は組合せを表す場合がある。
本発明の特定の実施例を上述してきたが、説明した以外の形で本発明を実施することもできることを理解されたい。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述する機械可読命令の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、又は内部に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憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形を取ることができる。
本発明の１つ又は複数の実施例は、任意の液浸リソグラフィ装置、特に、排他的にではなく上述したタイプの装置に適用することができ、浸液は、浴の形で提供されても、基板の局所表面領域にのみ提供されても構わない。本明細書で企図される液体供給システムは、広く解釈すべきである。いくつかの実施例では、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提供する機構、又は構造の組合せであってよい。そのような機構、又は構造の組合せは、液体を空間に提供する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１つ又は複数の液体出口の組合せを備える場合がある。一実施例では、空間の面が基板及び／又は基板テーブルの一部であってよく、又は空間の面が基板及び／又は基板テーブルの表面を完全に覆っていてよく、或いは空間が基板及び／又は基板テーブルを囲んでいてもよい。液体供給システムは、任意選択で、液体の位置、量、質、形状、流量、又は任意の他の特徴を制御するために、１つ又は複数の要素をさらに含む場合がある。
上の説明は例示として意図されており、限定を加えるものではない。したがって、頭記の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、説明した本発明に修正を加えることができることが当業者には明らかであろう。
ＩＬ 照明システム、照明器
ＭＡ パターン形成デバイス、マスク
ＭＴ 支持構造、マスク・テーブル
ＰＢ 投影ビーム
ＰＳ、ＰＬ 投影システム
ＴＰ 目標部分
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル、ウェハ・テーブル
１０ 空間
１１ 液体
１２ 液体閉込め構造
２０ 壁
４０ 下側開口
６０ 上側開口
１００ コーティング

Claims (9)

  1. 基板を保持する基板テーブルと、
    パターン形成された放射ビームを前記基板の目標部分に投影する投影システムと、
    前記投影システムと前記基板との間に液体を含むように構成された空間を少なくとも部分的に画定する表面を有する液体閉込め構造とを備えるリソグラフィ装置であって、
    前記基板に最も近い位置で、前記基板に実質的に平行な平面内で、前記空間が、前記目標部分と形状、面積、又はその両方が実質的に合致する断面を有し、
    前記液体閉込め構造の前記表面が、前記投影システムの最終要素の前記基板に最も近い底面を越えて延在し、
    前記基板に実質的に平行であり、前記空間と前記投影システムの最終要素との両方に交差する平面内で、前記最終要素の断面の周縁が、前記空間の断面の周縁によって実質的に均等に取り囲まれる、リソグラフィ装置。
  2. 前記空間の断面が、前記目標部分の面積の１．５倍未満の面積を有する請求項１に記載の装置。
  3. 前記投影システムの最終要素が、前記基板に実質的に平行な平面内で、前記目標部分の形状、前記空間の断面、又はその両方に実質的に合致する形状の断面を有する請求項１又は２に記載の装置。
  4. 前記目標部分が実質的に長方形である請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
  5. 基板を保持する基板テーブルと、
    パターン形成された放射ビームを前記基板の目標部分に投影する投影システムと、
    前記基板と前記基板に近接する前記投影システムの要素との間に液体を含むように構成された空間を少なくとも部分的に画定する表面を有する液体閉込め構造とを備えるリソグラフィ装置であって、
    前記基板に実質的に平行な平面内で、前記要素、前記空間、又はその両方の断面の面積、形状、又はその両方が、前記目標部分と実質的に合致し、
    前記液体閉込め構造の前記表面が、前記投影システムの前記要素の前記基板に最も近い底面を越えて延在し、
    前記基板に実質的に平行であり、前記空間と前記投影システムの前記要素との両方に交差する平面内で、前記要素の断面の周縁が、前記空間の断面の周縁によって実質的に均等に取り囲まれる、リソグラフィ装置。
  6. 前記空間が、前記基板に近づくにつれて前記基板に実質的に平行な平面内での前記空間の断面積が減少するようにテーパを付けられた請求項５に記載の装置。
  7. 前記基板に実質的に平行な平面内での前記空間の断面形状が、前記基板から最も遠い位置から前記基板に最も近い位置へ変化し、前記基板に最も近い位置で、前記断面形状が、前記目標部分の形状と実質的に同じである請求項５に記載の装置。
  8. 投影システムを使用して、パターン形成された放射のビームを基板の目標部分に投影することを含むデバイス製造方法であって、
    前記投影システムと前記基板との間に液体で充填されるように構成された空間が、液体閉込め構造の表面によって少なくとも部分的に画定され、
    前記基板に最も近い位置で、前記基板に実質的に平行な平面内で、前記空間が、前記目標部分と形状、面積、又はその両方が実質的に合致する断面を有し、
    前記液体閉込め構造の前記表面が、前記投影システムの最終要素の前記基板に最も近い底面を越えて延在し、
    前記基板に実質的に平行であり、前記空間と前記投影システムの最終要素との両方に交差する平面内で、前記最終要素の断面の周縁が、前記空間の断面の周縁によって実質的に均等に取り囲まれる、デバイス製造方法。
  9. 投影システムを使用して、パターン形成された放射のビームを基板の目標部分に投影することを含むデバイス製造方法であって、
    前記投影システムと前記基板との間の空間内に液体が提供され、前記空間が、液体閉込め構造の表面によって少なくとも部分的に画定され、前記空間、前記基板に近接する前記投影システムの要素、又はその両方が、前記基板に実質的に平行な平面内で、前記目標部分とサイズ、形状、又はその両方が実質的に合致する断面を有し、
    前記液体閉込め構造の前記表面が、前記投影システムの前記要素の前記基板に最も近い底面を越えて延在し、
    前記基板に実質的に平行であり、前記空間と前記投影システムの前記要素との両方に交差する平面内で、前記要素の断面の周縁が、前記空間の断面の周縁によって実質的に均等に取り囲まれる、デバイス製造方法。
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