JP4488005B2 - 液浸リソグラフィ装置用の液体を捕集するための流出通路 - Google Patents

Description

本願は、２００３年４月１０日に出願した「液浸リソグラフィ用の液体を捕集するためのウェハの縁の流出通路」という名称の係続中の仮出願第６０/４６２,１１４号の優先権を主張する。許容される範囲において、仮出願番号６０/４６２,１１４の内容をここに引用して本文の記載の一部とする。

露光装置は、一般的に、半導体処理中にレチクルから半導体ウェハに画像を転写するために使用される。典型的な露光装置は、照明源、レチクルを位置付けるレチクルステージアセンブリ、光学アセンブリ、半導体ウェハを位置付けるウェハステージアセンブリ、およびレチクルとウェハの位置を正確に監視する測定システムを含む。

液浸リソグラフィシステムは、光学アセンブリとウェハのギャップ（間隙）を充たす液浸流体層を利用する。ウェハは典型的なリソグラフィシステム内で急速に移動させられ、ギャップから液浸流体が運び去られることが予期される。ギャップから漏れ出た液浸流体は、リソグラフィシステムの他の構成要素の動作に干渉し得る。たとえば、液浸流体は、ウェハの位置を監視する測定システムに干渉し得る。

本発明は、像をデバイスに転写する露光装置を対象とする。一実施形態では、露光装置は、支持体、光学アセンブリ、液浸流体源およびデバイスステージアセンブリを含む。光学アセンブリとデバイスをギャップが分離している。液浸流体源はギャップに液浸流体を供給する。支持体はデバイスを支持する。一実施形態では、デバイスステージアセンブリは、デバイスの近くに位置する傾斜領域を有する。傾斜領域は、ギャップから出る液浸流体のデバイスから遠ざかる流れを促進する。

一実施形態では、傾斜領域は、一つ以上のコーティング、及び／又は液浸流体の傾斜領域を下る移動を促進する一つ以上の特徴を有する。たとえば、疎水性コーティングおよび／または親水性コーティングを使用できる。

一実施形態では、デバイスステージアセンブリは、傾斜領域から液浸流体を受け取る捕集領域、および捕集領域から液浸流体を取り除く回収デバイスを含む。

一実施形態では、傾斜領域は、第一特徴を有する第一区域、および第一特徴と異なる第二特徴を有する第二区域を含む。例として、第一特徴は第一コーティングを含むことができ、第二特徴は第一コーティングと異なる第二コーティングを含むことができる。

さらに別の実施形態では、第一区域はデバイスの上面に対して第一角度を成し、第二区域はデバイスの上面に対して第二角度を成し、第一角度は第二角度と異なる。この実施形態では、デバイステーブルアセンブリは、第一区域と連通している第一捕集領域、第二区域と連通している第二捕集領域、および両捕集領域から液浸流体を取り除く回収デバイスを含むことができる。

本発明は、また、露光装置、ウェハ、デバイス、ギャップ内の環境を制御する方法、露光装置を製作する方法、デバイスを製作する方法およびウェハを製造する方法も対象とする。

図１は、精密アセンブリ、すなわち、本発明の特徴を備えた露光装置１０の概略図である。露光装置１０は、装置フレーム（装置枠）１２、照明システム１４（照射装置）、光学アセンブリ１６、レチクルステージアセンブリ１８、デバイスステージアセンブリ２０、測定システム２２、制御システム２４、および流体環境システム２６を含む。露光装置１０の構成要素の設計は、露光装置１０の設計要件に適合するように変更することができる。

複数の図は、Ｘ軸、Ｘ軸に直交するＹ軸、およびＸ軸とＹ軸に直交するＺ軸を示す方位系を含む。なお、これらの軸は、第一軸、第二軸および第三軸とも呼ばれることを思い起こされたい。

露光装置１０は、レチクル２８から半導体ウェハ３０（破線で図示）に集積回路のパターン（図示されない）を転写するリソグラフィックデバイスとして特に有用である。ウェハ３０は、一般的に、デバイスまたはワークピースとも呼ばれる。露光装置１０は、設置基盤（取付ベース）３２、たとえば、地面、基礎、または床などの支持構造に取り付けられる。

リソグラフィックデバイスには多くの異なった種類がある。たとえば、露光装置１０は、レクチル２８およびウェハ３０が同期移動している状態でレチクル２８からウェハ３０にパターンを露光する走査型フォトリソグラフィシステムとして使用できる。走査型リソグラフィック装置では、レチクル２８はレチクルステージアセンブリ１８によって光学アセンブリ１６の光軸に対して垂直に移動させられ、ウェハ３０はウェハステージアセンブリ２０によって光学アセンブリ１６の光軸の垂直方向に移動させられる。レチクル２８およびウェハ３０の走査は、レチクル２８およびウェハ３０が同期移動している間に行われる。

あるいは、露光装置１０は、レチクル２８およびウェハ３０が静止している間にレチクル２８を露光するステップアンドリピート型フォトリソグラフィシステムとすることもできる。ステップアンドリピート処理では、ウェハ３０は、個々のフィールド（領域）の露光中、レチクル２８および光学アセンブリ１６に対して定位置にある。その後、連続する複数の露光工程の間に、ウェハ３０の次のフィールドが光学アセンブリ１６およびレチクル２８に対する所定の露光位置に運ばれるように、ウェハ３０をデバイスステージアセンブリ２０と共に光学アセンブリ１６の光軸に対して垂直に連続して移動する。この処理に続いて、レチクル２８上の画像が、順次、ウェハ３０のフィールド上に露光され、その後、ウェハ３０の次のフィールドが光学アセンブリ１６およびレチクル２８に対する所定位置に運ばれる。

しかし、ここで提供される露光装置１０の用途は、半導体製造用フォトリソグラフィシステムに限定されない。たとえば、露光装置１０は、液晶ディスプレイデバイスのパターンを長方形（矩形）のガラス板に露光するＬＣＤフォトリソグラフィシステム、または薄膜磁気ヘッド製造用フォトリソグラフィシステムとして使用できる。

装置フレーム１２は、露光装置１０の構成要素を支持する。図１に示される装置フレーム１２は、レチクルステージアセンブリ１８、ウェハステージアセンブリ２０、光学アセンブリ１６および設置基盤３２の上方にある照明システム１４を支持する。

照明システム１４は、照明源３４および照明光学アセンブリ３６を含む。照明源３４は、光エネルギーのビーム（照射）を放つ。照明光学アセンブリ３６は、光エネルギーのビームを照明源３４から光学アセンブリ１６に導く。ビームは、レチクル２８の異なる部分を選択的に照らし、ウェハ３０を露光する。図１において、照明源３４は、レチクルステージアセンブリ１８の上方に支持されているように図示されている。しかし典型的には、照明源３４は装置フレーム１２の一側面に固定され、照明源３４からのエネルギービームは照明光学アセンブリ３６でレチクルステージアセンブリ１８の上方に向けられている。

光学アセンブリ１６は、レチクル２８を透過する光をウェハ３０に投影及び／又は合焦する。露光装置１０の設計により、光学アセンブリ１６は、レチクル２８上で照射された像を拡大または縮小できる。光学アセンブリ１６は、縮小システムに限定される必要はなく、等倍システムまたは拡大システムにすることもできる。

一実施形態では、光学アセンブリ１６は、一つ以上の光学マウントアイソレータ３７で装置フレーム１２に固定されている。光学マウントアイソレータ３７は、装置フレーム１２の振動が光学アセンブリ１６に振動を生じるのを阻止する。各光学マウントアイソレータ３７は、振動を遮断する空気圧シリンダ（図示されない）、および振動を遮断して少なくとも２つの運動の自由度で位置を制御するアクチュエータ（図示されない）を含むことができる。好適な光学マウントアイソレータ３７が、マサチュセッツ州のウォバーンにあるＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇによって販売されている。図示を容易にするために、離れた位置に置かれた２つの光学マウントアイソレータ３７が、光学アセンブリ１６を装置枠１２に固定するのに使用されるように示されている。しかし、たとえば、離れた位置に置かれた３個の光学マウントアイソレータ３７が、光学アセンブリ１６を装置フレーム１２に力学的に固定するように使用できる。

レチクルステージアセンブリ１８は、光学アセンブリ１６とウェハ３０に対してレチクル２８を保持し、光学アセンブリ１６とウェハ３０に対してレチクル２８を位置付ける。一実施形態では、レチクルステージアセンブリ１８は、レチクル２８を保持するレチクルステージ３８、およびレチクルステージ３８とレチクル２８を移動して位置付けるレチクルステージ移動アセンブリ４０を含む。

幾分同様に、デバイスステージアセンブリ２０は、レチクル２８の照射部分の投影像に対してウェハ３０を保持し、レチクル２８の照射部分の投影像に対してウェハ３０を位置付ける。一実施形態では、デバイスステージアセンブリ２０は、ウェハ３０を保持するデバイスステージ４２、デバイスステージ４２を支持して案内するデバイスステージベース４３、およびデバイスステージ４２とウェハ３０８を光学アセンブリ１６とデバイスステージベース４３に対して移動して位置付けるデバイスステージ駆動アセンブリ４４を含む。デバイスステージ４２について以下により詳細に説明する。

各ステージ駆動アセンブリ４０、４４は、それぞれのステージ３８、４２を３自由度、３未満の自由度または３を超える自由度で動かすことができる。たとえば、代替の実施形態では、各ステージ駆動アセンブリ４０、４４は、それぞれのステージ３８、４２を１、２、３、４、５または６自由度で移動させることができる。レチクルステージ駆動アセンブリ４０およびデバイスステージ駆動アセンブリ４４は、それぞれ、ロータリーモーター、ボイスコイルモーター、ローレンツ力を利用して駆動力を生じるリニアモーター、電磁駆動機、平面モーターまたはその他の力による駆動機のような、一つ以上の駆動機を含むことができる。

フォトリソグラフィシステムでは、デバイスステージアセンブリまたはレチクルステージアセンブリにリニアモーター（米国特許番号５,２６３,８５３または５,５２８,１１８参照）が使用される時、リニアモーターは、エアベアリングを使用した空気浮上型、またはローレンツ力またはリアクタンス力を利用した磁気浮上型のどちらにすることもできる。また、ステージは、ガイドに沿って移動可能でもよいし、あるいはガイドを使用しないガイドレスタイプのステージであってもよい。許容される範囲において、米国特許番号５,６２３,８５３および５,５２８,１１８における開示をここに援用して本文の記載の一部とする。

あるいは、これらのステージの一つは平面モーターで駆動できる。平面モーターは、２次元配置された複数の磁石を有するマグネットユニットおよび対向位置に２次元配置された複数のコイルを有する電機子コイルユニットによって生じる電磁力によってステージを駆動する。この型式の駆動システムでは、マグネットユニットおよび電機子コイルユニットの一方がステージベース（ステージ基盤）に接続され、他方がステージの移動平面側に取り付けられる。

上記のようなステージの移動は、フォトリソグラフィシステムの性能に影響を与えうる反力を生じる。ウェハ（基板）ステージの動作によって生じる反力は、米国特許第５,５２８,１００号および特開平８-１３６４７５に記載されているようなフレーム部材の使用によって機械的に床（地面）に伝達できる。また、レチクル（マスク）ステージの動作によって生じる反力は、米国特許第５,８７４,８２０号および特開平８-３３０２２４に記載されているようなフレーム部材によって機械的に床（地面）に伝達できる。許容される範囲において、米国特許番号５,５２８,１００および５,８７４,８２０および特開平８-３３０２２４における開示をここに援用して本文の記載の一部とする。

測定システム２２は、光学アセンブリ１６または別の基準に対するレチクル２８およびウェハ３０の移動を監視する。この情報により、制御システム２４は、レチクルステージアセンブリ１８を制御してレチクル２８を正確に位置付けることができ、デバイスステージアセンブリ２０を制御してウェハ３０を正確に位置付けることができる。測定システム２２の設計は変更可能である。たとえば、測定システム２２は、多軸レーザー干渉計、エンコーダ、ミラー、その他の測定デバイスを利用できる。

制御システム２４は、測定システム２２およびステージ駆動アセンブリ１８、２０と電気的に接続され、測定システム２２から情報を受信し、レチクル２８およびウェハ３０を正確に位置づけるようにステージ移動アセンブリ１８、２０を制御する。また、制御システム２４は、環境システム２６の構成要素の動作を制御できる。制御システム２４は、一つ以上の処理装置（プロセッサー）および回路を含むことができる。

環境システム２６は、光学アセンブリ１６とウェハ３０のギャップ２４６（図２Ａに図示）における環境を制御する。ギャップ２４６は、結像領域を含む。結像領域は、ウェハ３０の露光されている領域に隣接するエリアおよび光エネルギーのビームが光学アセンブリ１６とウェハ３０の間を進行するエリアを含む。この設計によれば、環境システム２６は結像領域内の環境を制御できる。

環境システム２６によってギャップ２４６内で生成および／または制御される所望の環境は、ウェハ３０、および照明システム１４を含む露光装置１０の残りの構成要素の設計に基づいて変更可能である。たとえば、制御される所望の環境は、水のような流体にすることができる。あるいは、制御される所望の環境は、別種の流体にすることができる。

図２Ａは、光学アセンブリ１６、デバイスステージ４２および環境システム２６を含む、図１の露光装置１０の一部の断面図である。図２Ａは、光学アセンブリ１６が光学ハウジング２５０Ａ、終端光学素子２５０Ｂ、および終端光学素子２５０Ｂを光学ハウジング２５０Ａに固定するエレメントリテーナ２５０Ｃを含むことを示す。また、図２Ａは、最終光学素子２５０Ｂとウェハ３０のギャップ２４６を示す。一実施形態では、ギャップ２４６は約１ｍｍである。

図２Ａでは、デバイスステージ４２は、デバイス３０を保持および支持する支持体２４３（箱として図示）を保持する。たとえば、支持体２４３は、デバイスを保持する減圧型チャックまたは別種のクランプにすることができる。

一実施形態では、環境システム２６は、結像領域およびギャップ２４６の残部を液浸流体２４８（円で図示）で充たす。環境システム２６およびその構成要素の設計は変更可能である。図２Ａに示される実施形態では、環境システム２６は液浸流体システム２５２、第一回収システム２５４および第二回収システム２５６を含む。この実施形態では、（ｉ）液浸流体システム２５２は、液浸流体２４８をギャップ２４６内に供給および／または注入し、（ｉｉ）第一回収システム２５４は、ギャップ２４６から出る液浸流体２４８の一部を回収し、（ｉｉｉ）第二回収システム２５６は、ギャップ２４６から出て、第一回収システム２５４で捕えられない液浸流体２４８を回収する。各システム２５２、２５４、２５６の設計は変更できる。

一実施形態では、第一回収システム２５４は、ギャップ２４６から出る液浸流体２４８を第二回収システム２５６より多く回収する。たとえば、代替実施形態では、第一回収システム２５４は第二回収システム２５６より約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５または９９％多く回収できる。一実施形態では、第一回収システム２５４は、液浸流体２４８の大部分を捕え、ウェハ３０を囲んでいる露光装置１０の種々の部分の上に液浸流体２４８がこぼれること、または滴ることを阻止し、第一回収システム２５４はギャップ２４６の周りにチャンバー（室）２５７を画成している。

別の実施形態では、第二回収システム２５６は、ギャップ２５６から出る液浸流体２４８を第一回収システム２５４より多く回収する。たとえば、代替実施形態では、第二回収システム２５６は第一回収システム２５４より約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５または９９％多く回収できる。あるいは、たとえば、第一回収システム２５４なしで環境システム２６を設計できる。この実施形態では、第二回収システム２５６は、ギャップ２４６から出る全ての液浸流体２４８を回収する。

液浸流体システム２５２の設計は変更できる。たとえば、液浸流体システム２５２は、ギャップ２４６およびチャンバー２５７、光学アセンブリ１６の縁、またはその近くの一箇所または数箇所に、および／または光学アセンブリ１６とウェハ３０の間に直接、液浸流体２４８を注入できる。さらに、液浸流体システム２５２は、デバイス３０、ギャップ２４６および／または光学アセンブリ１６の縁、またはその近くの一箇所または数箇所で、液浸流体２４８の除去および／または排出を補助できる。

図２Ａに示される実施形態では、液浸流体システム２５２は、光学アセンブリ１６の周囲近くに位置する一つ以上のインジェクタノズル２５８（一つのみ図示）および液浸流体源２６０を含む。この実施形態では、各インジェクタノズル２５８は、液浸流体源２６０と連通しているノズルアウトレット２６２を含む。適当な時に、液浸流体源２６０は、チャンバー２５７中に放出される液浸流体２４８を一つ以上のノズルアウトレット２６２に供給する。

液浸流体源２６０は、（ｉ）液浸流体２４８を保持する流体容器（リザーバー）（図示なし）、（ｉｉ）この流体容器と連通し、液浸流体２４８を濾過するフィルタ（図示なし）、（ｉｉｉ）このフィルタと連通し、液浸流体２４８からあらゆる空気、汚染物質、またはガスを除去するエアレータ（図示なし）、（ｉｖ）このエアレータと連通し、液浸流体２４８の温度を制御する温度制御器（図示なし）、たとえば熱交換器または冷却機（ｖ）この温度制御器と連通している圧力源（図示なし）、たとえばポンプと、（ｖｉ）この圧力源と連通しているインレットおよびノズルアウトレット２６２（図２Ｃに示す）と連通しているアウトレットを有する流量制御器（図示なし）を含む。この流量制御器はノズルアウトレット２６２への圧力および流量を制御する。また、液浸流体源２６０は、（ｉ）ノズルアウトレットに送られる液浸流体２４８の圧力を測定する圧力センサー（図示なし）、（ｉｉ）ノズルアウトレット２６２への液浸流体２４８の流量を測定する流量センサー（図示なし）、および（ｉｉｉ）ノズルアウトレット２６２に流れる液浸流体２４８の温度を測定する温度センサー（図示なし）を含むことができる。これらの構成要素の動作を制御システム２４（図１に示す）で制御することにより、ノズルアウトレット２６２に流れる液浸流体２４８の流量、温度および／または圧力を制御できる。これらのセンサーからの情報が制御システム２４に転送することができ、制御システム２４は、液浸流体２４８の所望の温度、流量および／または圧力を達成するように液浸流体源２６０の他の構成要素を適切に調節できる。

なお、液浸流体源２６０の構成要素の配向は変更できることを思い起こされたい。さらに、一つ以上の構成要素が不要な場合もあり、幾つかの構成要素は二重にできる。たとえば、液浸流体源２６０は、複数のポンプ、複数の容器、（複数の）温度制御器またはその他の構成要素を含むことができる。さらに、環境システム２６は、複数の液浸流体源２６０を含むことができる。

液浸流体２４８をギャップ２４６（図２Ｂに示す）中に注入する割合は変更可能である。たとえば、液浸流体２４８を約０.５リットル/分から１.５リットル/分の間の割合でノズルアウトレット２６２を経由してギャップ２４６に供給できる。

液浸流体２４８の種類は装置１０の設計要件に合うように変更できる。一実施形態では、液浸流体２４８は、脱気および脱イオン化した水のような流体である。あるいは、たとえば、液浸流体２４８は別種の流体にすることができる。

図２Ａは、室２５７内の液浸流体２４８がウェハ３０の上側に在ることも示す。ウェハ３０が光学アセンブリ１６の下方を移動する時、ウェハ３０上面付近の液浸流体２４８はウェハ３０によりギャップ２４６中に引き込まれる。

第一回収システム２５４は、（ｉ）ギャップ２４６を囲み、その近くにチャンバー２５７を形成する格納フレーム２６４、（ｉｉ）格納フレーム２６４を支持するフレーム支持体２６６、および（ｉｉｉ）第一回収デバイス２６８を含む。一実施形態では、格納フレーム２６４はギャップ２４６からの液浸流体２４８の流れを制限し、ギャップ２４６を液浸流体２４８で充満された状態に維持することを補助し、ギャップ２４６から漏出する液浸流体２４８の回収を容易にする。一実施形態では、格納枠２６４はギャップ２４６および光学アセンブリ１６底部を囲み、完全にそれらの周りに位置付けられている。さらに、一実施形態では、格納フレーム２６４は光学アセンブリ１６の下でウェハ３０およびデバイスステージ４２の上の領域に液浸流体２４８を閉じ込める。あるいは、たとえば、格納フレーム２６４をギャップ２４６の一部のみの周囲に配置することができ、又は光学アセンブリ１６に対して偏心させることができる。

一実施形態では、格納枠２６４は概して環状のリング形状であり、ギャップ２４６を囲んでいる。また、この実施形態では、格納フレーム２６４は、ウェハ３０およびギャップ２４６に面する開放底を有する流路２７０を画成している。なお、格納枠２６４は別の形状をとることができる。たとえば、格納フレームは、矩形フレーム形状、八角形フレーム形状、楕円フレーム形状または別の好適な形状をとることができる。

フレーム支持体２６６はウェハ３０およびデバイスステージ４２の上方で装置フレーム１２、別の構造体および／または光学アセンブリ１６に格納フレーム２６４を接続して支持する。一実施形態では、フレーム支持体２６６は格納フレーム２６４の全重量を支持する。あるいは、たとえば、フレーム支持体２６８は格納フレーム２６４の重量の一部のみを支持できる。この実施形態では、格納フレームをウェハ３０に対して支持するために、流体ベアリング（図示なし）または別のデバイスを使用できる。

一実施形態では、フレーム支持体２６８は一つ以上の支持アセンブリ２７２を含むことができる。たとえば、フレーム支持体２６８は、間隔をあけた三個の支持アセンブリ２７２（図２Ｂに２個のみ示す）を含むことができる。この実施形態では、各支持アセンブリ２７２は、光学アセンブリ１６と格納フレーム２６４内面の間に延在している。

一実施形態では、各支持アセンブリ２７２は、格納フレーム２６４を光学アセンブリ１６に堅く固定する取付具である。あるいは、たとえば、各支持アセンブリは、格納フレーム２６４を弾性支持する湾曲部材であり得る。ここでは、用語「湾曲部材」は、ある方向に比較的高い剛性を有し、他の方向に比較的低い剛性を有する部品を意味する。一実施形態では、複数の湾曲部材は、（ｉ）Ｘ軸およびＹ軸の方向に比較的硬く、（ｉｉ）Ｚ軸の方向に比較的柔軟であるように、協働する。この実施形態では、複数の湾曲部材は、Ｚ軸に沿った格納フレーム２６４の動作を許容し、Ｘ軸およびＹ軸に沿った格納枠２６４の動作を阻止することができる。

あるいは、たとえば、各支持アセンブリ２７２は、ウェハ３０およびデバイスステージ４２に対して格納フレーム２６４の位置を調整するためのアクチュエータとすることができる。この実施形態では、フレーム支持体２６８は、格納フレーム２６４の位置を監視するフレーム測定システム（図示されない）を含むこともできる。たとえば、フレーム測定システムは、Ｚ軸に沿った、Ｘ軸を中心とした、かつ／またはＹ軸を中心とした格納フレーム２６４の位置を監視することができる。この情報により、支持アセンブリ２７４を、格納フレーム２６４の位置調整に使用できる。この実施形態では、支持アセンブリ２７４は、格納フレーム２６４の位置を能動的に調整できる。

図２Ａは、第一回収システム２５４が移送領域２７４を有することができることも示す。一実施形態では、移送領域２７４は、実質的に環状円板の形状で、ギャップ２４６を囲み、実質的に光学アセンブリ１６と同心である基板２７５である。あるいは、たとえば、移送領域２７４は、楕円フレーム形状、矩形フレーム形状または八角形フレーム形状を含む別の形状をとることができる。あるいは、たとえば、移送領域２７４は、ギャップ２４６の一部を囲むように協働する複数の基板片、および／または実質的に同心の複数の基板を含むことができる。

この実施形態では、移送領域２７４は格納フレーム２６４の底面またはその近くに固定されており、移送領域２７４の上に隣接した除去室２７６を格納フレーム２６４と共に画成している。この実施形態では、移送領域２７４は、格納フレーム２６４とウェハ３０やデバイスステージ４２の間を流れる液浸流体２４８の少なくとも一部を捕え、保持し、且つ／または吸収する。移送領域２５６で使用される材料の種類は変更することができる。一例として、移送領域２７４は、毛管作用によって液浸流体２４８を運ぶ複数の細孔を有する材料にすることができる。好適な材料の例は、金属、ガラスまたはセラミックで製作された芯型構造を含む。

第一回収デバイス２６８は移送領域２７４および除去室２７６と連通している。この設計によれば、液浸流体２４８を移送領域２７４で捕えることができ、第一回収デバイス２６８で取り除くことができる。一実施形態では、第一回収デバイス２６８が移送領域２７４の頂部から液浸流体２４８を取り除くことにより、移送領域２７４の底部に追加の液浸流体２４８を流入させている。

一実施形態では、第一回収デバイス２６８は、除去室２７６に低圧を生成する低圧源を含む。この実施形態では、低圧源は、ポンプすなわち減圧源、および除去室２７６内の圧力を正確に制御する室圧調整器を含むことができる。なお、流体回収デバイス２６８の構成要素の配向は変更できることを思い起こされたい。さらに、一つ以上の構成要素が不要な場合もあり、幾つかの構成要素は二重にできる。たとえば、第一回収デバイス２６８は複数のポンプ、複数の容器、弁またはその他の構成要素を含むことができる。また、環境システム２６は複数の第一回収デバイス２６８を含むことができる。

代替実施形態では、制御システム２４（図１に図示）を移送領域２７４に電気的に接続することも可能であり、制御システム２４は移送領域２７４に電圧を印加できる。この設計によれば、移送領域２７４は、ギャップ２４６から出ている液浸流体２４８を捕える動電スポンジとして機能する。さらに別の実施形態では、格納フレーム２６４の底部を開放することができる。

図２Ａは、格納フレーム２６４に対するデバイスステージ４２およびウェハ３０の移動を容易にするように、（ｉ）格納フレーム２６４の底部および移送領域２７４と（ｉｉ）ウェハ３０及び／又はデバイスステージ４２との間にフレームギャップ２７８が存在することを示す。フレームギャップ２７８のサイズは変更することができる。一実施形態では、フレームギャップ２７８は約０.１〜２ｍｍである。別の例では、フレームギャップ２７８を０.１ ｍｍより小さくすることができ、あるいは２ｍｍより大きくすることができる。

この実施形態では、液浸流体２４８の大部分を格納フレーム２６４内に閉じ込め、周辺の漏出物の大部分を移送領域２７４によって狭いフレームギャップ２７８内で排出する。この場合、液浸流体２４８は移送領域２７４に触れると移送領域２７４に引き込まれ、吸収される。このように、移送領域２７４は格納フレーム２６４からの液浸流体２４８の流出を阻止する。

なお、各実施形態において、必要に応じて別の移送領域を追加できる。

また、図２Ａは、第二回収システム２５６が、境界領域２８０、傾斜領域２８２、捕集領域２８４、および第二回収デバイス２８６を含むことができることも示している。一実施形態では、傾斜領域２８２および捕集領域２８４は、液浸流体２４８が傾斜領域２８２を下って捕集領域２８４の方に移動するようにデバイスステージ４２の加速および減速の繰り返しを利用するように設計されている。

図２Ａでは、境界領域２８０、傾斜領域２８２および捕集領域２８４はデバイスステージ駆動アセンブリのデバイスステージ４２中に配置されている。換言すれば、デバイスステージ４２中の流路２８７が傾斜領域２８２および捕集領域２８４を画成している。あるいは、たとえば、デバイスステージ４２に固定された追加構成要素に領域２８０、２８２、２８４の一つ以上を組み込むことができる。

図２Ｂは図２Ａのデバイス３０およびデバイスステージ４２の一部を示す。図２Ｃはデバイスステージ４２およびデバイス３０の上面図を示す。図２Ｂおよび図２Ｃは境界領域２８０、傾斜領域２８２および捕集領域２８４も示す。

図２Ａ〜２Ｃを参照すると、境界領域２８０はウェハ３０と傾斜領域２８２の間に遷移ゾーン（遷移帯）を提供する。一実施形態では、境界領域２８０は、ウェハ３０の下面と同じ平面上にある環状形状の領域である。換言すると、境界領域２８０の上面はＺ軸方向でウェハ３０の下面とほぼ同じ高さにある。この設計によれば、ウェハ３０の縁を光学アセンブリ１６の下で移動する時、境界領域２８０の上面は、格納枠２６４と協働して光学アセンブリ１６の下に液浸流体２４８を閉じ込めることができる。あるいは、たとえば、この上面をＺ軸方向でウェハ３０の上面とほぼ同じ高さにでき、又は、ウェハ３０より下方にすることもできる。図２Ａ〜２Ｃに図示された実施形態では、境界領域２８０はＺ軸方向で傾斜領域２８２および捕集領域２８４の上方に位置する。

傾斜領域２８２は境界領域２８０と捕集領域２８０の間に延在し、ギャップ２４６から漏出した液浸流体２４８がウェハ３０から遠ざかるのを容易にする。一実施形態では、傾斜領域２８２は概して環状の形状であり、境界領域２８０並びにＸ軸およびＹ軸に対して鋭角を成す。換言すると、傾斜領域２８２を境界領域２８０から下向きのテーパー状にすることができる。たとえば、傾斜領域２８２は境界領域２８０に対して少なくとも約２度もしくはそれ以上の角度２９１Ａを成すことができる。他の排他的でない実施形態では、傾斜領域２８２は境界領域２８０、またはウェハ３０の下面若しくは上面に対して少なくとも約１、２、３、５、１０または２０度の角度２９１Ａを成すことができる。

一実施形態では、傾斜領域２８２はウェハ３０の近くに位置する。他の排他的でない実施形態では、傾斜領域２８２はウェハ３０から約５、１０、２０、 ３０、４０または５０ｍｍ以内にある。あるいは、傾斜領域２８２はウェハ３０から５ｍｍより近くにすることができ、または５０ｍｍより遠くにすることができる。

さらに、一実施形態では、境界領域２８０と傾斜領域２８２の間に落下領域２８８が位置付けられる。デバイスステージ４２が加速される時、落下領域２８８は、傾斜領域２８２上端近くの液浸流体２４８が境界領域２８０上に押し戻されるのを阻止する。図２Ａでは、落下領域２８８は、（境界領域２８０およびウェハ３０と直角を成す）Ｚ軸に対して鋭角を成す。他の排他的でない実施形態では、落下領域２８８はＺ軸に対して少なくとも約２、５、１０または１５度の角度２９１Ｂにすることができる。あるいは、たとえば、落下領域２８８は、境界領域２８０に対して実質的に直角を成すＺ軸に沿って延在することができる。

捕集領域２８４は、傾斜領域２８２を流れ落ちる液浸流体２４８を捕集する。一実施形態では、捕集領域２８４は傾斜領域２８２の下方に位置付けられている。一実施形態では、捕集領域２８４は、第二回収デバイス２８６（図２Ａに図示）と連通している一つ以上の流路アウトレット２９０を含む。

第二回収デバイス２８６は捕集領域２８４から液浸流体２４８を回収する。一実施形態では、第二回収デバイス２８６は、捕集領域２８４内に低圧を生成する低圧源を含む。この実施形態では、低圧源は、ポンプ、すなわち減圧源、および捕集領域２８４内の圧力を正確に制御する圧力調整器を含むことができる。一つ以上の前記構成要素を不要にし得る。且つ／又は、前記構成要素の幾つかは二重にできる。たとえば、第二回収デバイス２８６は、複数のポンプ、複数の容器、弁またはその他の構成要素を含むことができる。

図３Ａはデバイス３０およびデバイスステージ３４２の更に別の実施形態の上面図を示す。この実施形態では、デバイスステージ３４２は、前述の対応する構成要素に幾分類似している。しかし、この実施形態では、傾斜領域３８２が僅かに異なる。より具体的には、この実施形態では、傾斜領域３８２は、第一特徴３９３（陰影付けで図示）を有する第一区域３９２、および第一特徴３９３と異なる第二特徴３９５（陰影付けで表示）を有する第二区域３９４を含む。

第一および第二区域３９２、３９４の設計は、液浸流体２４８（一滴として図示）が傾斜領域３８２を下って捕集領域３８４（破線で図示）に向かう一方向の移動を促進するように変更できる。図３Ａに示す実施形態では、第一区域３９２は第二区域３９４より上に位置付けられる。さらに、この実施形態では、間隔をあけた複数の鋭い先端３９７を形成する複数の相互接続されたアーチ形セグメントが第一区域３９２と第二区域３９４の間の遷移３９６を形成している。換言すると、遷移３９６において、第二区域３９４は複数の相互に接続された隣接する凹領域を含み、第一区域３９２は複数の相互に接続された隣接する凸領域を含む。

第一特徴３９３および第二特徴３９５の設計は変更できる。一実施形態では、（ｉ）第一特徴３９３は、第一区域３９２を覆い、第一区域３９２を横断する液浸流体２４８の移動を変更する第一表面張力変更コーティングであり、（ｉｉ）第二特徴３９５は、第二区域３９４を覆い、第二区域３９４を横断する液浸流体２４８の移動を変更する第二表面張力変更コーティングである。

一実施形態では、（ｉ）第一特徴３９３は、液浸流体２４８をはじき、液浸流体２４８が第一区域３９２上に液滴（ビーズ）を形成して第一区域３９２を濡らさない、疎水性コーティングであり、（ｉｉ）第二特徴３９５は、液浸流体２４８が第二区域３９４を濡らして第二区域３９４上に液滴を形成できない、親水性コーティングである。この設計によれば、ある実施形態では、液浸流体２４８は、捕集領域２８４に向かって制御可能に移動できる第二区域３９４上のシートとして実際に作用し得る。

あるいは、たとえば、第一および第二各区域３９２、３９４のコーティングを交換でき、同じコーティングを第一および第二区域３９２、３９４に塗布でき、あるいは、第一および第二各区域３９２、３９４をコーティングしなくてもよい。あるいは、第一および第二区域３９２、３９４を異なる傾斜または高さに形成できる。

図３Ｂは図３Ａのデバイスステージ３４２の一部を示す。より具体的には、図３Ｂは、この特定の先端３９７に向かってデバイスステージ３４２が加速される時、第一特徴３９５と関連する鋭い先端３９７（一つだけ図示）が第二区域３９４および捕集領域２８４に向かって液浸流体２４８を噴射するように作用することを示している。これは、先端３９７が液浸流体２４８の圧力を集中し、液浸流体２４８の厚さが十分であるとき、液浸流体２４８が第一区域３９２から脱出するためである。

図３Ａに戻ると、第一区域３９２とデバイス３０の間に鋭い先端が無いので、液浸流体２４８が第一区域３９２からデバイス３０の方に戻る傾向はより少ない。正味効果は、液浸流体２４８が第一区域３９２の内径から第一区域３９２の外径に絶え間なく移動すること、および、液浸流体２４８が先端３９７で脱出する時に第一区域３９２から第二区域３９４へ移動することである。

図４は、デバイス３０、および本発明の特徴を有するデバイスステージ４４２の更に別の実施形態の上面図を示す。この実施形態では、デバイスステージ４４２は、図３Ａおよび３Ｂに図示された前記デバイスステージ３４２に幾分似ている。しかし、この実施形態では、傾斜領域４８２は、液浸流体２４８の捕集を増大するために有利に配置された一つ以上の捕集孔４９８を有する。捕集孔４９８は、捕集孔４９８に液浸流体２４８を引き寄せるために捕集孔４９８内に低圧を生成する第二回収デバイス４８６と連通できる。

一実施形態では、各先端４９７の近くに一つの捕集孔４９８が位置する。あるいは、たとえば、捕集孔４９８は傾斜領域４８２内の別の位置に形成できる。

この実施形態では、傾斜領域４８２内の全液浸流体２４８を捕集するように捕集孔４９８を設計できる。この設計によれば、捕集領域４８４で最小量の液浸流体２４８を捕集する。あるいは、たとえば、傾斜領域４８２内の液浸流体２４８の一部のみを捕集するように捕集孔４９８を設計できる。この設計によれば、捕集領域４８４は、捕集孔４９８で捕集されない液浸流体２４８を捕集する。

図５Ａは、デバイス３０およびデバイスステージ５４２の更に別の実施形態の一部の拡大側面断面図である。図５Ｂは、図５Ａのデバイス３０およびデバイスステージ５４２の上面図である。

この実施形態では、傾斜領域５８２は第一区域５９２および第二区域５９４を含む。さらに、この実施形態では、第一区域５９２はＸ軸及びＹ軸並びにデバイス３０の上面又は下面に対して、第一角度５９８Ａを成し、第二区域５９４はＸ軸及びＹ軸並びにデバイス３０の上面又は下面に対して、第二角度５９８Ｂを成し、第一角度５９８Ａは第二角度５９８Ｂと等しくてもよく、異なってもよい。他の排他的でない例では、第一角度５９８Ａは約１０、２０、３０、４０または４５度にすることができ、第二角度５９８Ｂは約１０、２０、３０、４０または４５度にすることができる。この実施形態では、傾斜領域５８２のメカニカルジオメトリ（幾何学的形態）により液浸流体の流れを捕集し、且つ制御する。

一実施形態では、デバイスステージアセンブリ５２０は、また、第一区域５９２と連通している第一捕集領域５８４Ａ、第二区域５９４と連通している第二捕集領域５８４Ｂ、および両捕集領域５８４Ａ、５８４Ｂから液浸流体を除去する第二回収デバイス５８６を含む。一実施形態では、第二回収デバイス５８６は、両捕集領域５８４Ａ、５８４Ｂ内に低圧を生成する低圧源を含む。

この実施形態では、第一捕集領域５８４Ａが全液浸流体２４８を捕集するようにシステムを設計できる。この設計によれば、第二捕集領域５８４Ｂでは液浸流体２４８を全く捕集しない。換言すると、捕集する液浸流体２４８の量およびデバイスステージ５４２の加速および減速により、必要とされないかもしれないので、第二捕集領域５８４Ｂを任意選択にすることができる。あるいは、たとえば、第一捕集領域５８４Ａは傾斜領域５８２内の液浸流体２４８の一部のみを捕集できる。この設計によれば、第二捕集領域５４８Ｂは、第一捕集領域５８４Ａによって捕集されない液浸流体２４８を捕集する。

また、この実施形態では、第一および第２区域５９２、５９４のコーティングの性質は重要性が低い場合もある。たとえば、第一および第二区域５９２、５９４の片方または両方のコーティングを任意選択にすることを考えることができる。

概略的に図６Ａに示されるプロセスによって、上記システムを使用して半導体デバイスを製造できる。工程６０１で、デバイスの機能特性および性能特性を設計する。次に、工程６０２で、その前の設計工程に従って、パターンを有するマスク（レチクル）を設計し、並行する工程６０３で、シリコン材料からウェハを製作する。工程６０４では、工程６０２で設計したマスクパターンを、工程６０３で製作したウェハに、本発明に従ってこれまでに記載したフォトリソグラフィシステムにより露光する。工程６０５で、半導体デバイスを組み立てる（ダイシングプロセス、ボンディングプロセス、およびパッケージングプロセスを含む）。最後に、工程６０６で、このデバイスを検査する。

図６Ｂは、半導体デバイスを製造する場合の上記工程６０４の詳細なフローチャートの例を示す。図６Ｂにおいて、工程６１１（酸化工程）で、ウェハ表面を酸化する。工程６１２（ＣＶＤ工程）で、ウェハ表面に絶縁フィルムを形成する。工程６１３（電極形成工程）で、蒸着によりウェハ上に電極を形成する。工程６１４（イオン注入工程）で、ウェハ中にイオンを注入する。上記工程６１１〜６１４はウェハ処理におけるウェハのための前処理工程を形成し、処理要件に応じて各工程が選択される。

ウェハ処理の各段階において、上記前処理工程が完了すると、下記の後処理工程が実施される。後処理では、まず、工程６１５（フォトレジスト形成工程）で、ウェハにフォトレジストを塗布する。次に、工程６１６（露光工程）で、上記露光デバイスを使用してウェハにマスク（レチクル）の回路パターンを転写する。それから、工程６１７（現像工程）で、露光されたウェハを現像し、工程６１８（エッチング工程）で、残存フォトレジスト以外（露光された材料表面）の部分をエッチングにより除去する。工程６１９（フォトレジスト除去工程）で、エッチング後に残る不要フォトレジストを除去する。

これらの前処理工程および後処理工程を繰り返すことにより多重の回路パターンを形成する。

本願に図示および開示された特定の露光装置１０は、充分に前記目標を達成することができ、且つ本願で以前に記述した利点を十分に提供できるが、本発明の現在望ましい実施形態を単に例示するものであり、添付の請求項に記載されているもの以外で、本願に示された構造または設計の詳細に限定するものでは無いと解されるものとする。

図１は、本発明の特徴を有する露光装置の側面図である。 図２Ａは、図１の２Ａ-２Ａ線に沿った断面図であり、図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ-２Ｂ線に沿った断面図であり、図２Ｃは、図２Ａのデバイスステージおよびデバイスの上面図である。 図３Ａは、デバイスおよび、本発明の特徴を有するデバイスステージの別の実施形態の上面図であり、図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ-３Ｂ線に沿った断面図である。 図４は、デバイスおよび、本発明の特徴を有するデバイスステージの更に別の実施形態の上面図である。 図５Ａは、デバイスおよびデバイスステージの更に別の実施形態の一部の拡大側面断面図であり、図５Ｂは、図５Ａのデバイスステージの一部の上面図である。 図６Ａは、本発明に従ってデバイスを製造するプロセスを概説するフローチャートである。 図６Ｂは、デバイス処理をより詳細に概説するフローチャートである。

Claims (26)

1. デバイスを支持するように構成された支持体と、
   前記デバイス上に像を投影するように構成された光学アセンブリと、
   前記デバイスと前記光学アセンブリの間に設けられたギャップと、
   前記ギャップに液浸流体を提供する液浸流体システムと、
   前記支持体を保持するように構成されたデバイスステージアセンブリであって、前記支持体の近くに設けられて前記ギャップから出る液浸流体の前記ギャップから遠ざかる流れを促進するように構成された傾斜領域を有するデバイスステージアセンブリとを備えた装置。
2. 前記傾斜領域は、前記傾斜領域に沿った前記液浸流体の移動を促進するコーティングを含む請求項１に記載の装置。
3. 前記デバイスステージアセンブリが、前記傾斜領域から液浸流体を受け取る捕集領域および前記捕集領域から液浸流体を取り除く回収デバイスを含む請求項１に記載の装置。
4. 前記傾斜領域が第一特徴を有する第一区域と、第一特徴と異なる第二特徴を有する第二区域とを含む請求項１に記載の装置。
5. 前記第一特徴が第一コーティングを含み、前記第二特徴が前記第一コーティングと異なる第二コーティングを含む請求項４に記載の装置。
6. 前記両コーティングの一方が疎水性コーティングであり、他方のコーティングが親水性コーティングである請求項５に記載の装置。
7. 前記第一区域と前記第二区域とは互いに連結した複数のアーチ形セグメントにより区画され、前記複数のアーチ形セグメント間の接続部は、前記液浸流体が前記傾斜領域に沿って移動する間に前記液浸流体の液滴の形成を促進する先端を含む請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記傾斜領域が前記デバイスに対して少なくとも３度の角度をなす請求項１に記載の装置。
9. 前記傾斜領域が第一区域および第二区域を含み、前記第一区域が前記デバイスの上面に対して第一角度をなし、前記第二区域が前記デバイスの上面に対して第二角度をなし、前記第一角度と前記第二角度が異なる請求項１に記載の装置。
10. 前記デバイスステージアセンブリが、前記第一区域と連通している第一捕集領域、前記第二区域と連通している第二捕集領域、および前記両捕集領域から液浸流体を取り除く回収デバイスを含む請求項９に記載の装置。
11. 前記デバイスステージアセンブリがデバイスステージを含み、前記デバイスステージが前記傾斜領域を含む請求項１に記載の装置。
12. デバイスを保持するように構成された支持体と、
    前記デバイス上に像を投影するように構成された光学アセンブリと、
    前記デバイスと前記光学アセンブリの間に設けられたギャップと、
    前記ギャップに液浸流体を提供する液浸流体システムと、
    前記支持体を保持するデバイスステージおよび前記デバイスステージを移動するステージ駆動アセンブリを含むデバイスステージアセンブリであって、前記デバイスステージは前記支持体の近くに設けられて前記ギャップから出る液浸流体の前記ギャップから遠ざかる流れを促進するように構成された傾斜領域を有し、前記傾斜領域が前記デバイスに対して少なくとも約３度の角度をなすデバイスステージアセンブリとを備えた装置。
13. 前記傾斜領域が前記傾斜領域に沿った前記液浸流体の移動を促進するコーティングを含む請求項１２に記載の装置。
14. 前記デバイスステージアセンブリが、前記傾斜領域から液浸流体を受け取る捕集領域および前記捕集領域から液浸流体を取り除く回収デバイスを含む請求項１２に記載の装置。
15. 前記傾斜領域が第一特徴を有する第一区域および第一特徴と異なる第二特徴を有する第二区域を含む請求項１２に記載の装置。
16. 前記第一特徴が第一コーティングを含み、前記第二特徴が前記第一コーティングと異なる第二コーティングを含む請求項１５に記載の装置。
17. 前記両コーティングの一方が疎水性コーティングであり、他方のコーティングが親水性コーティングである請求項１６に記載の装置。
18. 前記第一区域と前記第二区域とは互いに連結した複数のアーチ形セグメントにより区画され、前記複数のアーチ形セグメント間の接続部は、前記液浸流体が、前記傾斜領域に沿って移動する間の前記液浸流体の液滴の形成を促進する先端を含む請求項１５から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記傾斜領域が第一区域および第二区域を含み、前記第一区域が前記デバイスの上面に対して第一角度をなし、前記第二区域が前記デバイスの上面に対して第二角度をなし、前記第一角度と前記第二角度が異なる請求項１２に記載の装置。
20. 前記デバイスステージアセンブリが、前記第一区域と連通している第一捕集領域と、前記第二区域と連通している第二捕集領域と、前記両捕集領域から液浸流体を取り除く回収デバイスとを含む請求項１９に記載の装置。
21. 像をデバイスに転写する方法であって、
    前記デバイスを支持体で支持する工程と、
    前記像を前記デバイス上に投影するように構成された光学アセンブリを設ける工程と、
    前記光学アセンブリと前記デバイスとの間にギャップを設ける工程と、
    液浸流体システムで前記ギャップへ液浸流体を送出する工程と、
    前記デバイスの近くに位置付けられた傾斜領域であって、前記ギャップから出る液浸流体の前記デバイスから遠ざかる流れを促進する傾斜領域を有するデバイスステージアセンブリで前記支持体を移動する工程とを含む方法。
22. さらに、前記傾斜領域に沿った前記液浸流体の移動を促進するために前記傾斜領域をコーティングする工程を含む請求項２１に記載の方法。
23. 前記傾斜領域が第一特徴を有する第一区域および第一特徴と異なる第二特徴を有する第二区域を含む請求項２１に記載の方法。
24. 前記第一特徴が第一コーティングを含み、前記第二特徴が前記第一コーティングと異なる第二コーティングを含む請求項２３に記載の方法。
25. 前記第一区域と前記第二区域とは互いに連結した複数のアーチ形セグメントにより区画され、前記複数のアーチ形セグメント間の接続部は、前記液浸流体が、前記傾斜領域に沿って移動する間に前記液浸流体の液滴の形成を促進する先端を含む請求項２３または２４に記載の方法。
26. 前記傾斜領域が第一区域および第二区域を含み、前記第一区域が前記デバイスの上面に対して第一角度をなし、前記第二区域が前記デバイスの上面に対して第二角度をなし、前記第一角度と前記第二角度が異なる請求項２１に記載の方法。

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