JP2006261606A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液浸露光のために使用する流体の選択の自由度を高めること、例えば、純水以外の液体の使用を可能にする。
【解決手段】液浸露光装置は、原板2のパターンを基板51に投影する投影光学系8と、基板51を支持するステージ54と、投影光学系8の端面を構成する最終光学系9とステージ54との間に配置された光透過性部材41と、最終光学系9と光透過性部材41との間の第1空間に第1液体42を満たす第1液体制御器(25、29、21、26、31、22)と、光透過性部材41と基板51との間の第2空間に第2液体43を満たす第2液体制御器(27、30、23、28、32、24)とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】液浸露光装置は、原板2のパターンを基板51に投影する投影光学系8と、基板51を支持するステージ54と、投影光学系8の端面を構成する最終光学系9とステージ54との間に配置された光透過性部材41と、最終光学系9と光透過性部材41との間の第1空間に第1液体42を満たす第1液体制御器(25、29、21、26、31、22)と、光透過性部材41と基板51との間の第2空間に第2液体43を満たす第2液体制御器(27、30、23、28、32、24)とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、液浸法によって基板にパターンを転写する露光装置及び露光方法並びにそれらを利用したデバイス製造方法に関する。
LSIあるいは超LSIなどの極微細パターンで構成される半導体デバイスの製造プロセスにおいて、マスクに形成されたパターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して転写する縮小投影露光装置が使用されている。半導体デバイスにおける集積密度の向上に伴ってパターンの更なる微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。
露光装置の解像力を向上させる手段としては、露光波長を短くする方法と、投影光学系の開口数(NA)を大きくする方法とが一般的である。露光波長については、356nmのi線から248nm付近の発振波長を有するKrFエキシマレーザ光に移行しつつあり、更には193nm付近の発振波長を有するArFエキシマレーザの開発が進んでいる。更に、157nm付近の発振波長を有するフッ素(F2)エキシマレーザの開発も行なわれている。
一方、これらとは全く別の解像力向上技術として液浸法を用いた投影露光方法が注目されつつある。従来は、投影光学系の端面(最終面)と露光対象基板(例えばウエハ)面との間の空間は気体で満たされていた。これに対して、液浸法では、この空間を液体で満たして投影露光を実施する。液浸法の利点は、従来法に比べて高い解像度を得ることができる点にある。例えば、投影光学系とウエハとの間の空間に提供される液体を純水(屈折率1.33)とすることにより、ウエハに結像する光線の最大入射角が液浸法と従来法とで等しい場合において、同一波長の光源を用いても、液浸法の解像力が従来法の1.33倍に向上する。これは、従来法の投影光学系のNAを1.33倍にすることと等価であり、液浸法によれば、従来法では不可能なNA=1以上の解像力を得ることが可能である。
この投影光学系の端面とウエハ面との間の空間を液体で満たす方法は、2つの方法に大別される。第1の方法は、投影光学系の端面とウエハ全体を液槽の中に配置する方法であり、この方法を用いた露光装置が特許文献1に開示されている。第2の方法は、投影光学系とウエハ面とで挟まれた空間だけに液体を流すローカルフィル法であり、この方法を用いた露光装置が特許文献2と特許文献3に開示されている。
特開平06−124873号公報
再公表特許W099/49504号公報
特開2004−165666号公報
前述のように、投影光学系の端面と露光対象基板(例えばウエハ)面との間の空間を液体で満たして投影露光を実施する液浸法は、従来法では不可能なNA=1以上の解像力を得ることが可能である。液体として純水を使用する場合、純水の屈折率は1.33であるため従来法の1.33倍の解像度を得ることができるが、純水よりも高い屈折率を持つ高屈折液体を使用することで、より高い解像度を実現することが可能となる。しかしながら、現有する高屈折液体は、光学部品を汚染しないものの基板やステージを腐食させる性質を持つものや、基板やステージを腐食させないものの光学部品を汚染する性質を持つものなどが多く、液浸用の液体として使用するには課題が存在する。
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、露光のために使用する流体の選択の自由度を高めること、より具体的な例を挙げれば、例えば、純水以外の流体の使用を可能にすることを目的とする。
本発明の第1の側面は、露光装置に係り、該露光装置は、原板のパターンを基板に投影する投影光学系と、基板を支持するステージと、前記投影光学系の端面と前記ステージとの間に配置された光透過性部材と、前記投影光学系の前記端面と前記光透過性部材との間の第1空間に第1流体を供給する第1供給器と、前記光透過性部材と前記基板との間の第2空間に第2流体を供給する第2供給器とを備える。
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記第1空間に供給された第1流体を回収する第1回収器と、前記第2空間に供給された第2流体を回収する第2回収器とをさらに備えることを特徴とする。
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記第1空間及び前記第2空間の少なくとも一方を外部空間から仕切る仕切りを形成する機構を更に備えることが好ましい。前記仕切りは、例えば、エアカーテンを含みうる。
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記第1空間を外部空間から仕切る仕切り部材を更に備えることができる。加えて、前記露光装置は、前記第2空間を外部空間から仕切るエアカーテンを形成する機構を備えることが好ましい。
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記第1空間及び前記第2空間の少なくとも一方を外部空間から仕切る仕切りを形成する機構を更に備えることが好ましい。前記仕切りは、例えば、エアカーテンを含みうる。
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記第1空間を外部空間から仕切る仕切り部材を更に備えることができる。加えて、前記露光装置は、前記第2空間を外部空間から仕切るエアカーテンを形成する機構を備えることが好ましい。
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記第2空間を外部空間から仕切る仕切り部材を更に備えることが好ましい。加えて、前記露光装置は、前記第1空間を外部空間から仕切るエアカーテンを形成する機構を更に備えることが好ましい。
本発明の好適な実施形態によれば、前記第1流体として無機物系の液体を使用し、前記第2流体として有機物系の液体を使用することが好ましい。
或いは、前記第1及び第2流体として純水より高い屈折率を有する液体を使用することが好ましい。
或いは、前記第1流体として、前記第2液体よりも前記投影光学系の端面を構成する光学部品を汚染しにくい液体を使用し、前記第2流体として、前記第1流体よりも前記基板を腐食させにくい液体を使用することが好ましい。
本発明の第2の側面は、ステージに載置された基板に対して投影光学系を介して原板のパターンを投影し転写する露光方法に係り、該露光方法は、前記投影光学系の端面と前記ステージとの間に配置された光透過性部材と前記端面との間の第1空間に第1液体を満たすとともに、前記光透過性部材と前記基板との間の第2空間に前記第1液体とは異なる第2液体を満たす工程と、前記原板のパターンを前記投影光学系、前記第1液体、前記光透過性部材及び前記第2液体を介して前記基板に投影し転写する工程とを含む。
本発明の第3の側面は、デバイス製造方法に係り、該方法は、上記の露光装置を用いて基板に潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、前記潜像パターンを現像する工程とを含む。
本発明の第3の側面は、デバイス製造方法に係り、該方法は、上記の露光装置を用いて基板に潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、前記潜像パターンを現像する工程とを含む。
本発明の第4の側面は、デバイス製造方法に係り、該方法は、上記の露光方法に従って基板に潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、前記潜像パターンを現像する工程とを含む。
本発明によれば、例えば、露光のために使用する流体の選択の自由度を高めること、より具体的な例を挙げれば、例えば、純水以外の流体の使用が可能になる。純水よりも高い屈折率を有する流体の使用は、純水使用時よりも高い解像度で基板にパターンを転写することに寄与する。
本発明の露光装置は、半導体デバイスの製造用のウエハや液晶表示デバイスの製造用のガラスプレート等の基板上に塗布された感光剤に原板パターンを投影し該感光剤に潜像パターンを形成するために好適である。本発明の露光装置は、レチクル等の原板に形成されているパターンをウエハやガラスプレート等の基板に投影する投影光学系と、基板を支持するステージと、前記投影光学系の端面(最終光学素子)と前記ステージとの間に配置された光透過性部材(例えば、平板状光学素子)と、前記投影光学系の前記端面と前記光透過性部材との間の第1空間に第1液体を満たす第1液体制御器と、前記光透過性部材と前記基板との間の第2空間に第2液体を満たす第2液体制御器とを備えうる。
本発明は、例えば、露光光として紫外光を用い、投影光学系と基板との間の空間に液体で満たして基板の露光を実施する液浸法が適用されるあらゆる露光装置及び露光方法に有用である。そのような露光装置には、基板を静止させた状態で基板に原版のパターンを転写する露光装置(いあわゆるステッパ)や、基板と原版とを同期スキャンさせながら基板に原版のパターンをスリット光によりスキャン露光する露光装置(いわゆるスキャナ)が含まれうる。
以下、本発明の好適な実施形態として、本発明をスキャナに適用した例を説明する。
(第1実施形態)
図1〜4を参照しながら本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本発明の第1実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、ArFエキシマレーザやF2レーザなどの露光光源(不図示)から射出された光が照明光学系1に提供される。照明光学系1は、露光光源から提供された光を用いて、レチクル2(原版)の一部をスリット光(スリットを通過したような断面形状を有する光)により照明する。スリット光によってレチクルを照明している間、レチクル2を保持しているレチクルステージ3(原版ステージ)と基板51(ウエハ)を保持している基板ステージ54(ウエハステージ)は、互いに同期しながらスキャン移動する。このような同期スキャンを通して、レチクル2上のパターン全体が投影光学系8を介して基板51上に連続的に結像し、基板51表面に塗布されたフォトレジスト(感光剤)を感光させて潜像パターンを形成することができる。
図1〜4を参照しながら本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本発明の第1実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。図1において、ArFエキシマレーザやF2レーザなどの露光光源(不図示)から射出された光が照明光学系1に提供される。照明光学系1は、露光光源から提供された光を用いて、レチクル2(原版)の一部をスリット光(スリットを通過したような断面形状を有する光)により照明する。スリット光によってレチクルを照明している間、レチクル2を保持しているレチクルステージ3(原版ステージ)と基板51(ウエハ)を保持している基板ステージ54(ウエハステージ)は、互いに同期しながらスキャン移動する。このような同期スキャンを通して、レチクル2上のパターン全体が投影光学系8を介して基板51上に連続的に結像し、基板51表面に塗布されたフォトレジスト(感光剤)を感光させて潜像パターンを形成することができる。
レチクルステージ3や基板ステージ54の二次元的な位置は、参照ミラー4、5とレーザ干渉計6、7によってリアルタイムに計測される。この計測値に基づいて、ステージ制御装置10は、レチクル2(レチクルステージ)や基板51(基板ステージ54)の位置決めや同期制御を行う。基板ステージ54には、基板51の鉛直方向の位置や回転方向、傾きを調整、変更或いは制御する駆動装置が内蔵されており、露光時は、この駆動装置により投影光学系8の焦点面に基板51上の露光領域が常に高精度に合致するように基板ステージ54が制御される。ここで、基板51の表面の鉛直方向と傾きは、不図示の光フォーカスセンサーによって計測され、ステージ制御装置10に提供される。
露光装置本体は、不図示の環境チャンバの中に設置されており、露光装置本体を取り巻く環境が所定の温度に保たれる。レチクルステージ3、基板ステージ54、レーザ干渉計6、7を取り巻く空間や、投影光学系8を取り巻く空間には、更に個別に温度制御された空調空気が吹き込まれて、環境温度が更に高精度に維持される。
図2は、図1における投影光学系8の下端面を構成する最終光学素子9及び基板51並びにそれらの周辺部の詳細図を示す図である。最終光学素子9と基板51との間に光透過性部材(分離器)41が配置され、これにより、最終光学素子9と基板51との間の空間が上下に2分されている。ここで、光透過性部材41は、露光光(例えば、ArFエキシマレーザ光や、F2レーザ光)を透過させる性質を有する光学素子であって、例えば、平板形状を有しうる。なお、光透過性部材41は、その全体が光透過性材料で構成される必要はなく、露光光を透過させるべき領域のみが光透過材料で構成されていれば十分である。
最終光学素子9と光透過性部材41との間の第1空間は、第1液体42で満たされ、光透過性部材41と基板51との間の第2空間は、第2液体43が満たされる。光透過性部材41は、投影光学系8及び基板ステージ54から機械的に分離されており、支持部材52によって支持されている。
最終光学素子9と光透過性部材41との間の第1空間は、第1液体42で満たされ、光透過性部材41と基板51との間の第2空間は、第2液体43が満たされる。光透過性部材41は、投影光学系8及び基板ステージ54から機械的に分離されており、支持部材52によって支持されている。
支持部材52にはアクチュエータ(不図示)が備えられうる。支持部材52の位置及び傾きは、投影光学系8及び光透過性部材41の位置を計測するセンサ11からの出力信号に基づいて分離器制御装置12が前記アクチュエータを動作させることにより制御されうる。また、基板ステージ54の駆動により第2液体43に乱れが生じ、その乱れが流体力として光透過性部材41に伝播しても、分離器制御装置12及び前記アクチュエータにより、光透過性部材41は、常に投影光学系8から見て静止した状態に保たれる。
最終光学素子9と光透過性部材子41との間の第1空間は、第1液体供給口25、第1供給管29、第1液体供給装置21、第1液体回収口26、第1回収管31及び第2液体回収装置22を含んで構成される第1液体制御器によって第1液体42で満たされる。光透過性部材41と基板51との間の第2空間は、第2液体供給口27、第2供給管30、第2液体供給装置23、第2液体回収口28、第2回収管32及び第2液体回収装置24を含んで構成される第2液体制御器によって第2液体43で満たされる。
図3は、最終光学素子9と光透過性部材41との間の第1空間のために配置された第1液体供給口25及び第1液体回収口26を上方から見た図である。図4は、光透過性部材41と基板51との間の第2空間のために配置された第2液体供給口27及び第2液体回収口28を上方から見た図である。
第1空間(第1液体42で満たされる空間)と外部空間とは、エアカーテン(仕切り)によって仕切られることが好ましい。第1空間のためのエアカーテンは、第1液体供給口25及び第1液体回収口26の外側(第1空間から見て外側)に配置された気体供給口37、38及び気体回収口33、34によって形成されうる。気体供給口37、38を通して気体が噴出され、気体回収部33、34を通して気体が回収される。このエアカーテンにより、第1空間から第1液体42が外部空間に漏れ出したり、第1液体42から蒸発した気体がチャンバ内に拡散したりすることを防止することができる。
同様に、第2空間(第2液体43で満たされる空間)と外部空間とは、エアカーテン(仕切り)によって仕切られることが好ましい。第2空間のためのエアカーテンは、第2液体供給口27及び第2液体回収口28の外側(第2空間から見て外側)に配置された気体供給口39、40及び気体回収口35、36によって形成されうる。気体供給口39、40を通して気体が噴出され、気体回収口35、36を通して気体が回収される。このエアカーテンにより、第2空間から第2液体43が外部空間に漏れ出したり、第2液体43から蒸発した気体がチャンバ内に拡散したりすることを防止することができる。
第1液体供給口25は、供給管29を介して第1液体供給装置21と接続されており、第1液体回収口26は、回収管31を介して第1液体回収装置22と接続されている。供給管29及び回収管31は、少なくとも光透過性部材41から機械的に分離されている。
第2液体供給口27は、供給管30を介して第2液体供給装置23と接続されており、第2液体回収口28は、回収管32を介して第2液体回収装置24と接続されている。供給管30及び回収管32は、少なくとも基板ステージ54から機械的に分離されている。
第1、第2液体供給装置21、23は、例えば、液体を貯留するタンク、液体を送り出す圧送装置、液体の供給流量の制御を行う流量制御装置を含みうる。更に、第1、第2液体供給装置21、23は、第1、第2空間に供給すべき液体の温度を制御するための温度制御装置を含むことが好ましい。第1、第2液体回収装置22、24は、例えば、回収した液体を一時的に貯留するタンク、液体を吸引する吸引装置、液体の回収流量を制御するための流量制御装置を含みうる。
この露光装置は、液浸制御装置13を備える。液浸制御装置13は、基板ステージ54の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向等の情報をステージ制御装置10から受けて、これらの情報に基づいて、液浸の開始や中止、液体の流量等の制御指令を液体供給装置21、23や液体回収装置22、24に与える。
基板51の端部から露光を開始することを可能にするためには、基板51の外周付近の領域においても基板51と光透過性部材41との間の第2空間に安定して第2液体43を満たす必要があるため、基板ステージ54には、基板51の外側の部分に、基板51とほぼ同じ高さの表面を有する同面板53(平面板)が設けられている。
液浸用の液体として使用する高屈折液体としては、露光光の吸収が少ないことはもちろんのこと、更に、光学素子を汚染しないことや、基板51を腐食させないことなどが求められる。しかしながら、これらの条件をすべて満たす高屈折液体を開発することは困難である。現有する高屈折液体の中で無機物系の高屈折液体(例えば、硫酸セシウム:屈折率1.49、硫酸カリウム:屈折率1.45)は、光学素子の汚染は少ないが基板51や基板ステージ54を腐食させる性質を持つ。また、有機物系の高屈折液体(例えば、ヘプタン:屈折率1.51、デカン:屈折率1.54、グリセロール:屈折率1.6)は、基板51や基板ステージ54の腐食は少ないが光学素子を汚染する性質を持つ。
そこで、第1液体42として、前述のような無機物系の高屈折液体を使用することにより、投影光学系8の最終光学素子9の汚染を許容レベル内に抑えることができる。また、第2液体43として、前述のような有機物系の高屈折液体を使用することにより、基板51や基板ステージ54の腐食を許容レベル内に抑えることができる。そして、第1液体42と第2液体43を光透過性部材41によって分離することにより、第1液体42による基板51や基板ステージ54の腐食を防止するとともに第2液体43による投影光学系8の最終光学素子9の汚染を防止することができる。
ここで、有機物系の高屈折液体(第2液体43)によって光透過性部材41が汚染された場合には、その汚染された光透過性部材41を支持部材52から取り外して新しいものに交換することにより、露光性能及びスループットの低下を回避することが可能である。
ここで、有機物系の高屈折液体(第2液体43)によって光透過性部材41が汚染された場合には、その汚染された光透過性部材41を支持部材52から取り外して新しいものに交換することにより、露光性能及びスループットの低下を回避することが可能である。
液浸用の第1、第2液体は、予め脱気装置を用いて液中の溶存ガスが十分に取り除かれたものが好ましい。これは、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収できるからである。例えば、環境気体中に多く含まれる窒素、酸素を対象とし、液体に溶存可能なガス量の80%以上を除去すれば、十分に気泡の発生を抑制することが可能である。もちろん、不図示の脱気装置を露光装置に備えて、常に液中の溶存ガスを取り除きながら液体供給装置21、23に液体を供給してもよい。脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて一方に液体を流し、もう一方を真空にして液体中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す、真空脱気装置が好適である。
(第2実施形態)
図5〜8を参照しながら本発明の第2実施形態を説明する。ここでは、主として第1実施形態と異なる点について説明する。ここで特に言及しない事項は、第1実施形態に従い得る。
図5〜8を参照しながら本発明の第2実施形態を説明する。ここでは、主として第1実施形態と異なる点について説明する。ここで特に言及しない事項は、第1実施形態に従い得る。
この実施形態の露光装置には、最終光学素子9と基板51との間の空間を第1空間と第2空間とに分離するとともに第1空間を外部空間から仕切るための仕切りとしての容器55が設けられている。容器55の一部、例えば、側壁には、第1液体供給口25及び第1液体回収口26がそれぞれ連通している。
容器55の底部の少なくとも一部、より具体的には、露光光を通過させるべき部分は、光透過性部材41で構成される。容器55は、第1空間に供給された第1液体42が外部空間に漏れ出すことを防止し、第1液体42が第2液体43と混合することを防止することができる構造であれば十分であり、例えば、第1液体供給口25及び第1液体回収口26のために開口してい部分を除いて密閉容器として構成することもできるし、例えば、上部の少なくとも一部が開口した容器として構成することもできる。
容器55(光透過性部材41)と基板51との間の第2空間は、第2液体供給口27を通して供給される第2液体43によって満たされ、第2空間の第2液体43は、回収口28を通して回収される。
容器55の底部の少なくとも一部、より具体的には、露光光を通過させるべき部分は、光透過性部材41で構成される。容器55は、第1空間に供給された第1液体42が外部空間に漏れ出すことを防止し、第1液体42が第2液体43と混合することを防止することができる構造であれば十分であり、例えば、第1液体供給口25及び第1液体回収口26のために開口してい部分を除いて密閉容器として構成することもできるし、例えば、上部の少なくとも一部が開口した容器として構成することもできる。
容器55(光透過性部材41)と基板51との間の第2空間は、第2液体供給口27を通して供給される第2液体43によって満たされ、第2空間の第2液体43は、回収口28を通して回収される。
第1液体42及び第2液体43は、光学素子(最終光学素子9、光透過性部材41)の汚染防止のため、露光中は常に供給・回収されることが好ましい。光透過性部材41が第1液体42及び第2液体43によって汚染された場合には、その汚染された光透過性部材41を新しいものに交換することにより、露光性能及びスループットの低下を回避することが可能である。
第1液体供給口25は、供給管29を介して第1液体供給装置21と接続されており、第1液体回収口26は、回収管31を介して第1液体回収装置22と接続されている。第2液体供給口27は、供給管30を介して第2液体供給装置23と接続されており、第2液体回収口28は、回収管32を介して第2液体回収装置24と接続されている。供給管30及び回収管32は、少なくとも基板ステージ54から機械的に分離されている。
第2空間(第2液体43で満たされる空間)と外部空間とは、エアカーテン(仕切り)によって仕切られることが好ましい。第2空間のためのエアカーテンは、第2液体供給口27及び第1液体回収口28の外側(第2空間から見て外側)に配置された気体供給口39、40及び気体回収口35、36によって形成されうる。気体供給口39、40を通して気体が噴出され、気体回収口35、36を通して気体が回収される。このエアカーテンにより、第2空間から第2液体43が外部空間に漏れ出したり、第2液体43から蒸発した気体がチャンバ内に拡散したりすることを防止することができる。
図7は、最終光学素子9と光透過性部材41との間の第1空間のために配置された容器55、第1液体供給口25及び第1液体回収口26を上方から見た図である。図8は、光透過性部材41と基板51との間の第2空間のために配置された第2液体供給口27及び第2液体回収口28を上方から見た図である。
(第3実施形態)
図9〜12を参照しながら本発明の第3実施形態を説明する。ここでは、主として第1又は第2実施形態と異なる点について説明する。ここで特に言及しない事項は、第1又は第2実施形態に従い得る。
図9〜12を参照しながら本発明の第3実施形態を説明する。ここでは、主として第1又は第2実施形態と異なる点について説明する。ここで特に言及しない事項は、第1又は第2実施形態に従い得る。
この実施形態の露光装置には、最終光学素子9と基板51との間の空間を第1空間と第2空間とに分離するとともに第2空間を外部空間から仕切るための仕切りとしての容器56が設けられている。容器56の一部、例えば、側壁には、第2液体供給口27及び第2液体回収口28がそれぞれ連通している。
容器56の上部の少なくとも一部、より具体的には、露光光を通過させるべき部分は、光透過性部材41で構成される。容器56は、第2空間に供給された第2液体43が外部空間に漏れ出すことを防止し、第2液体43が第1液体42と混合することを防止することができる構造であれば十分であり、例えば、第2液体供給口27及び第2液体回収口28のために開口している部分を除いて密閉容器として構成することもできる。
第1液体42及び第2液体43は、光学素子(最終光学素子9、光透過性部材41)の汚染防止のため、露光中は常に供給・回収されることが好ましい。光透過性部材41が第1液体42及び第2液体43によって汚染された場合には、その汚染された光透過性部材41を新しいものに交換することにより、露光性能及びスループットの低下を回避することが可能である。ここで、基板51を交換する都度、容器56を交換してもよい。この場合、容器56に基板51が収容された状態で容器56を交換してもよい。
第1液体供給口25は、供給管29を介して第1液体供給装置21と接続されており、第1液体回収口26は、回収管31を介して第1液体回収装置22と接続されている。供給管29及び回収管31は、少なくとも光透過性部材41から機械的に分離されている。
容器56の上部の少なくとも一部、より具体的には、露光光を通過させるべき部分は、光透過性部材41で構成される。容器56は、第2空間に供給された第2液体43が外部空間に漏れ出すことを防止し、第2液体43が第1液体42と混合することを防止することができる構造であれば十分であり、例えば、第2液体供給口27及び第2液体回収口28のために開口している部分を除いて密閉容器として構成することもできる。
第1液体42及び第2液体43は、光学素子(最終光学素子9、光透過性部材41)の汚染防止のため、露光中は常に供給・回収されることが好ましい。光透過性部材41が第1液体42及び第2液体43によって汚染された場合には、その汚染された光透過性部材41を新しいものに交換することにより、露光性能及びスループットの低下を回避することが可能である。ここで、基板51を交換する都度、容器56を交換してもよい。この場合、容器56に基板51が収容された状態で容器56を交換してもよい。
第1液体供給口25は、供給管29を介して第1液体供給装置21と接続されており、第1液体回収口26は、回収管31を介して第1液体回収装置22と接続されている。供給管29及び回収管31は、少なくとも光透過性部材41から機械的に分離されている。
第2液体供給口27は、供給管30を介して、基板ステージ54に搭載された第2液体供給装置23と接続されており、第2液体回収口28は、回収管32を介して、基板ステージ54に搭載された第2液体回収装置24と接続されている。
第1空間(第1液体42で満たされる空間)と外部空間とは、エアカーテン(仕切り)によって仕切られることが好ましい。第1空間のためのエアカーテンは、第1液体供給口25及び第1液体回収口26の外側(第1空間から見て外側)に配置された気体供給口37、38及び気体回収口33、34によって形成されうる。気体供給口37、38を通して気体が噴出され、気体回収部33、34を通して気体が回収される。このエアカーテンにより、第1空間から第1液体42が外部空間に漏れ出したり、第1液体42から蒸発した気体がチャンバ内に拡散したりすることを防止することができる。
図11は、最終光学素子9と光透過性部材41との間の第1空間のために配置された第1液体供給口25及び第1液体回収口26を上方から見た図である。図12は、光透過性部材41と基板51との間の第2空間のために配置された第2液体供給口27及び第2液体回収口28を上方から見た図である。
なお、上記の実施形態では液体を使用した例で説明したが、本発明は、液体に限られるものでなく、同様の性質を有する気体を用いても同様の効果を得られることは言うまでもない。
(応用例)
次に、上記の露光装置を利用したデバイスの製造プロセスの一例として半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図13は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。
次に、上記の露光装置を利用したデバイスの製造プロセスの一例として半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図13は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。
図14は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
1:照明光学系、2:レチクル、3:レチクルステージ、4,5:参照ミラー、6,7:レーザ干渉計、8:投影光学系、9:最終光学素子、21:第1液体供給装置、22:第1液体回収装置、23:第2液体供給装置、24:第2液体回収装置、25:第2液体供給口、26:第2液体回収口、27:第2液体供給口、28:第2液体回収口、29,30:供給管、31,32:回収管、33〜36:気体回収口、37〜40:気体供給口、41:光透過性部材(分離器)、42:第1液体、43:第2液体、51:基板(ウエハ)、52:支持部材、53:同面板、54:基板ステージ(ウエハステージ)、55,56:容器
Claims (14)
- 露光装置であって、
原板のパターンを基板に投影する投影光学系と、
基板を支持するステージと、
前記投影光学系の端面と前記ステージとの間に配置された光透過性部材と、
前記投影光学系の前記端面と前記光透過性部材との間の第1空間に第1流体を供給する第1供給器と、
前記光透過性部材と前記基板との間の第2空間に第2流体を供給する第2供給器と、
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記第1空間に供給された第1流体を回収する第1回収器と、
前記第2空間に供給された第2流体を回収する第2回収器とをさらに備える
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 - 前記第1空間及び前記第2空間の少なくとも一方を外部空間から仕切る仕切りを形成する機構を更に備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露光装置。
- 前記仕切りは、エアカーテンを含むことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。
- 前記第1空間を外部空間から仕切る仕切り部材を更に備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露光装置。
- 前記第2空間を外部空間から仕切るエアカーテンを形成する機構を更に備えることを特徴とする請求項5に記載の露光装置。
- 前記第2空間を外部空間から仕切る仕切り部材を更に備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露光装置。
- 前記第1空間を外部空間から仕切るエアカーテンを形成する機構を更に備えることを特徴とする請求項7に記載の露光装置。
- 前記第1流体として無機物系の液体を使用し、前記第2流体として有機物系の液体を使用することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記第1及び第2流体として純水より高い屈折率を有する液体を使用することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記第1流体として、前記第2流体よりも前記投影光学系の端面を構成する光学部品を汚染しにくい液体を使用し、前記第2流体として、前記第1流体よりも前記基板を腐食させにくい液体を使用することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- ステージに載置された基板に対して投影光学系を介して原板のパターンを投影し転写する露光方法であって、
前記投影光学系の端面と前記ステージとの間に配置された光透過性部材と前記端面との間の第1空間に第1液体を満たすとともに、前記光透過性部材と前記基板との間の第2空間に前記第1液体とは異なる第2液体を満たす工程と、
前記原板のパターンを前記投影光学系、前記第1液体、前記光透過性部材及び前記第2液体を介して前記基板に投影し転写する工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。 - デバイス製造方法であって、
請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板に潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、
前記潜像パターンを現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 - デバイス製造方法であって、
請求項12に記載の露光方法に従って基板に潜像パターンが形成された基板を用意する工程と、
前記潜像パターンを現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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