JP2006310827A - Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate through a liquid, an exposure method, and a device manufacturing method.
半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献1に開示されているような、露光光の光路空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。
ところで、露光装置においては、デバイスの生産性向上等を目的として、基板(基板ステージ)の移動速度の高速化が要求される。ところが、基板(基板ステージ)を高速で移動した場合、露光光の光路空間を液体で所望状態に満たすことが困難となる可能性があり、液体を介した露光精度及び計測精度が劣化する可能性がある。例えば、基板(基板ステージ)の移動の高速化に伴って、露光光の光路空間を液体で十分に満たすことができなかったり、液体中に気泡が生成される等の不都合が生じると、露光光が基板上に良好に到達せず、基板上にパターンが形成されなかったり、基板上に形成されるパターンに欠陥が生じる等の不都合が生じる。また、基板(基板ステージ)の移動の高速化に伴って、光路空間に満たされた液体が漏出する不都合が生じる可能性もある。液体が漏出すると、周辺部材・機器が腐食したり故障する等の不都合が生じる。また、漏出した液体、回収しきれなかった液体などが、例えば液滴となって基板上に残留した場合、その残留した液体(液滴)が気化することによって基板に液体の付着跡(所謂ウォーターマーク)が形成される不都合が生じる可能性もある。また、漏出した液体の気化熱により基板や基板ステージが熱変形したり、露光装置の置かれている環境(湿度、クリーン度等)が変動し、基板上でのパターン重ね合わせ精度等を含む露光精度の劣化を招いたり、干渉計等を使った各種計測精度の劣化を招く虞がある。また、液体が残留(付着)した基板を基板ステージから搬出すると、その濡れた基板を保持する搬送系にも液体が付着し、被害が拡大する虞がある。また、基板(基板ステージ)の移動の高速化に伴って、液体で満たされる液浸領域が巨大化する可能性もあり、それに伴って露光装置全体が巨大化する不都合が生じる可能性がある。 By the way, in the exposure apparatus, it is required to increase the moving speed of the substrate (substrate stage) for the purpose of improving device productivity. However, when the substrate (substrate stage) is moved at a high speed, it may be difficult to fill the optical path space of the exposure light with the liquid to a desired state, and the exposure accuracy and measurement accuracy via the liquid may deteriorate. There is. For example, if the optical path space of the exposure light cannot be sufficiently filled with liquid or bubbles are generated in the liquid as the movement of the substrate (substrate stage) increases, the exposure light Does not reach the substrate satisfactorily, and a pattern is not formed on the substrate, or a defect occurs in the pattern formed on the substrate. Further, as the movement of the substrate (substrate stage) is increased, there is a possibility that the liquid filled in the optical path space leaks. If the liquid leaks, there will be inconveniences such as corrosion or failure of peripheral members / equipment. In addition, when the leaked liquid or the liquid that could not be collected remains on the substrate as, for example, a droplet, the remaining liquid (droplet) is vaporized, so that the liquid adheres to the substrate (so-called water). There is a possibility that the inconvenience of forming the mark) occurs. In addition, exposure including the pattern overlay accuracy etc. on the substrate due to thermal deformation of the substrate and the substrate stage due to the heat of vaporization of the leaked liquid and the environment (humidity, cleanliness, etc.) where the exposure apparatus is placed fluctuates. There is a risk that accuracy may be deteriorated and various measurement accuracy using an interferometer or the like may be deteriorated. Further, when the substrate on which the liquid remains (adhered) is unloaded from the substrate stage, the liquid may also adhere to the transport system that holds the wet substrate, which may increase damage. Further, as the movement of the substrate (substrate stage) increases, there is a possibility that the immersion area filled with the liquid may become enormous, which may cause a disadvantage that the entire exposure apparatus becomes enormous.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、露光光の光路空間を液体で所望状態に満たすことができる露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method that can fill an optical path space of exposure light with a liquid in a desired state. .
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。 In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following configurations corresponding to the respective drawings shown in the embodiments. However, the reference numerals with parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.
本発明の第1の態様に従えば、基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置において、露光光(EL)の光路空間(K1)を液体(LQ)で満たすために液体(LQ)を供給する液体供給装置(11)と、露光光(EL)が照射可能な位置に配置された物体(P)の表面と対向するように、且つ露光光(EL)の光路空間(K1)を囲むように設けられ、液体供給装置(11)から供給された液体(LQ)を物体(P)との間で保持可能な第1面(75)と、物体(P)の表面と対向するように、且つ露光光(EL)の光路空間(K1)に対して第1面(75)の外側に配置された第2面(76)とを備え、第2面(76)は、物体(P)の表面と第2面(75)との間に存在する液体(LQ)の膜が第2面(76)と接触しないように設けられている露光装置(EX)が提供される。 According to the first aspect of the present invention, in an exposure apparatus that exposes a substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light (EL), the optical path space (K1) of the exposure light (EL) is liquid. The liquid supply device (11) that supplies the liquid (LQ) to fill with (LQ) and the surface of the object (P) arranged at a position where the exposure light (EL) can be irradiated, and exposure A first surface (75) provided so as to surround the optical path space (K1) of light (EL) and capable of holding the liquid (LQ) supplied from the liquid supply device (11) with the object (P); A second surface (76) disposed opposite to the surface of the object (P) and outside the first surface (75) with respect to the optical path space (K1) of the exposure light (EL), In the second surface (76), the liquid (LQ) film existing between the surface of the object (P) and the second surface (75) is the second surface (7). ) Exposure apparatus is provided so as not to contact (EX) is provided with.
本発明の第1の態様によれば、基板を所定方向に移動しつつ露光した場合にも、露光光の光路空間を液体で所望状態に満たすことができる。 According to the first aspect of the present invention, even when the substrate is exposed while moving in a predetermined direction, the optical path space of the exposure light can be filled with a liquid in a desired state.
本発明の第2の態様に従えば、基板(P)に液体(LQ)を介して露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置であって、露光光(EL)が照射可能な位置に配置される物体(P)の表面と対向し、且つ液体(LQ)を物体(P)との間で保持可能な部材(70)と、物体(P)と部材(70)の間で保持された液体(LQ)を回収する回収部(22)と、光路(K1)と回収部(22)との間に物体の表面と対向するように位置し、且つ物体(P)上の液体(LQ)と部材(70)の間に空間(SP)をもたらす空間形成領域(72、76)が部材(70)に形成されている露光装置(EX)が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes a substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light (EL) through a liquid (LQ), and exposing the substrate (P). A member (70) that opposes the surface of the object (P) disposed at a position where the object (P) can be irradiated and can hold the liquid (LQ) between the object (P) and the object (P) and the member (70) ) Between the optical path (K1) and the recovery unit (22) so as to face the surface of the object, and the object (P An exposure apparatus (EX) is provided in which space forming regions (72, 76) that provide a space (SP) between the liquid (LQ) and the member (70) are formed in the member (70).
本発明の第2の態様によれば、液体の漏出及び液浸領域の巨大化を抑制しつつ、露光光の光路の所定部分を液体で満たすことができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to fill a predetermined portion of the optical path of the exposure light with the liquid while suppressing the leakage of the liquid and the enlargement of the liquid immersion area.
本発明の第3の態様に従えば、基板(P)に液体(LQ)を介して露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光方法であって、液体(LQ)を、基板(P)と対向するように配置された部材(70)と基板(P)との間に供給することと、基板(P)上の液体(LQ)と部材(70)との間に空間(SP)をもたらしつつ液体(LQ)を回収することと、基板(P)に液体(LQ)を介して露光光を照射して基板(P)を露光することを含む露光方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light (EL) through the liquid (LQ), wherein the liquid (LQ) is applied to the substrate (P). Supplying between the member (70) and the substrate (P) arranged to face the substrate (P), and between the liquid (LQ) on the substrate (P) and the member (70). There is provided an exposure method including recovering the liquid (LQ) while providing the space (SP) and exposing the substrate (P) by irradiating the substrate (P) with exposure light through the liquid (LQ). The
本発明の第3の態様によれば、液体の漏出及び液浸領域の巨大化を抑制しつつ、露光光の光路の所定部分を液体で満たした状態で基板を露光することができる。 According to the third aspect of the present invention, the substrate can be exposed in a state where a predetermined portion of the optical path of the exposure light is filled with the liquid while suppressing leakage of the liquid and enlarging of the liquid immersion area.
本発明の第4の態様に従えば、上記態様の露光装置(EX)を用いるデバイス製造方法が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method using the exposure apparatus (EX) of the above aspect.
本発明の第5の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いて基板(P)を露光することを含むデバイス製造方法が提供される。 According to the 5th aspect of this invention, the device manufacturing method including exposing a board | substrate (P) using the exposure method of the said aspect is provided.
本発明の第4、第5の態様によれば、露光光の光路空間を液体で所望状態に満たすことができる露光装置、露光方法を使ってデバイスを製造することができる。 According to the fourth and fifth aspects of the present invention, a device can be manufactured using an exposure apparatus and an exposure method that can fill an optical path space of exposure light with a liquid in a desired state.
本発明によれば、露光光の光路空間を液体で所望状態に満たすことができ、液体を介した露光処理及び計測処理を良好に行うことができる。 According to the present invention, the optical path space of exposure light can be filled with a liquid in a desired state, and exposure processing and measurement processing via the liquid can be performed satisfactorily.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
<第1実施形態>
図1は第1実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。図1において、露光装置EXは、マスクMを保持して移動可能なマスクステージMSTと、基板Pを保持して移動可能な基板ステージPSTと、マスクステージMSTに保持されているマスクMを露光光ELで照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターン像を基板ステージPSTに保持されている基板Pに投影露光する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を統括制御する制御装置CONTとを備えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX exposes a mask stage MST that is movable while holding a mask M, a substrate stage PST that is movable while holding a substrate P, and a mask M that is held by the mask stage MST. The operation of the illumination optical system IL that illuminates with EL, the projection optical system PL that projects and exposes the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL onto the substrate P held by the substrate stage PST, and the overall operation of the exposure apparatus EX. And a control device CONT for overall control.
本実施形態の露光装置EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、投影光学系PLの像面近傍における露光光ELの光路空間K1を液体LQで満たすための液浸機構1を備えている。液浸機構1は、光路空間K1の近傍に設けられ、液体LQを供給する供給口12及び液体LQを回収する回収口22を有するノズル部材70と、供給管13、及びノズル部材70に設けられた供給口12を介して液体LQを供給する液体供給装置11と、ノズル部材70に設けられた回収口22、及び回収管23を介して液体LQを回収する液体回収装置21とを備えている。後に詳述するように、ノズル部材70の内部には、供給口12と供給管13とを接続する流路(供給流路)14が設けられているとともに、回収口22と回収管23とを接続する流路(回収流路)24が設けられている。なお図1には、供給口、回収口、供給流路、及び回収流路は図示されていない。ノズル部材70は、投影光学系PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い最終光学素子LS1を囲むように環状に形成されている。
The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and substantially widen the depth of focus. A
また、本実施形態の露光装置EXは、投影光学系PLの投影領域ARを含む基板P上の一部に、投影領域ARよりも大きく且つ基板Pよりも小さい液体LQの液浸領域LRを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。露光装置EXは、少なくともマスクMのパターン像を基板Pに転写している間、投影光学系PLの像面に最も近い最終光学素子LS1と、投影光学系PLの像面側に配置された基板Pとの間の露光光ELの光路空間K1を液体LQで満たし、投影光学系PLと光路空間K1に満たされた液体LQとを介してマスクMを通過した露光光ELを基板Pに照射することによって、マスクMのパターン像を基板Pに投影露光する。制御装置CONTは、液浸機構1の液体供給装置11を使って液体LQを所定量供給するとともに、液体回収装置21を使って液体LQを所定量回収することで、光路空間K1を液体LQで満たし、基板P上に液体LQの液浸領域LRを局所的に形成する。
Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment locally places the immersion area LR of the liquid LQ that is larger than the projection area AR and smaller than the substrate P on a part of the substrate P including the projection area AR of the projection optical system PL. A local liquid immersion method is used. The exposure apparatus EX includes at least the final optical element LS1 closest to the image plane of the projection optical system PL and the substrate disposed on the image plane side of the projection optical system PL while transferring the pattern image of the mask M to the substrate P. The optical path space K1 of the exposure light EL with respect to P is filled with the liquid LQ, and the substrate P is irradiated with the exposure light EL that has passed through the mask M via the projection optical system PL and the liquid LQ filled with the optical path space K1. Thus, the pattern image of the mask M is projected and exposed onto the substrate P. The control device CONT supplies a predetermined amount of the liquid LQ using the liquid supply device 11 of the
なお、以下の説明においては、露光光ELが照射可能な位置に基板Pを配置した状態で、すなわち投影光学系PLと基板Pとが対向している状態で光路空間K1が液体LQで満たされている場合について説明するが、基板P以外の物体(例えば基板ステージPSTの上面94)が投影光学系PLと対向している状態で光路空間K1が液体LQで満たされている場合も同様である。
In the following description, the optical path space K1 is filled with the liquid LQ in a state where the substrate P is disposed at a position where the exposure light EL can be irradiated, that is, in a state where the projection optical system PL and the substrate P face each other. However, the same applies to the case where the optical path space K1 is filled with the liquid LQ with an object other than the substrate P (for example, the
本実施形態では、露光装置EXとしてマスクMと基板Pとを走査方向に同期移動しつつマスクMに形成されたパターンを基板Pに露光する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向)をY軸方向、水平面内においてY軸方向と直交する方向(非走査方向)をX軸方向、X軸及びY軸方向に垂直で投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ等の基材上に感光材(フォトレジスト)、保護膜のような膜を塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。 In the present embodiment, the exposure apparatus EX uses a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that exposes a pattern formed on the mask M onto the substrate P while moving the mask M and the substrate P synchronously in the scanning direction. An example will be described. In the following description, the synchronous movement direction (scanning direction) of the mask M and the substrate P in the horizontal plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to the Y-axis direction (non-scanning direction) in the horizontal plane is the X-axis direction, X-axis, and A direction perpendicular to the Y-axis direction and coincident with the optical axis AX of the projection optical system PL is defined as a Z-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively. Here, the “substrate” includes a substrate such as a semiconductor wafer coated with a photosensitive material (photoresist), a film such as a protective film, and the “mask” is a device pattern that is reduced and projected onto the substrate. Including a formed reticle.
露光装置EXは、床面上に設けられたベースBPと、そのベースBP上に設置されたメインコラム9とを備えている。メインコラム9には、内側に向けて突出する上側段部7及び下側段部8が形成されている。照明光学系ILは、マスクステージMSTに保持されているマスクMを露光光ELで照明するものであって、メインコラム9の上部に固定された支持フレーム10により支持されている。
The exposure apparatus EX includes a base BP provided on the floor and a main column 9 installed on the base BP. The main column 9 is formed with an upper step 7 and a
照明光学系ILは、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ELによるマスクM上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクM上の所定の照明領域は照明光学系ILにより均一な照度分布の露光光ELで照明される。照明光学系ILから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。本実施形態においてはArFエキシマレーザ光が用いられる。 The illumination optical system IL is an optical integrator that uniformizes the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source, a condenser lens that collects the exposure light EL from the optical integrator, a relay lens system, and a mask M formed by the exposure light EL. It has a field stop for setting the illumination area. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL. The exposure light EL emitted from the illumination optical system IL is, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g line, h line, i line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp. Further, vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm) is used. In this embodiment, ArF excimer laser light is used.
本実施形態においては、液体LQとして純水が用いられる。純水はArFエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)も透過可能である。 In the present embodiment, pure water is used as the liquid LQ. Pure water can transmit not only ArF excimer laser light but also far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamps and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). It is.
マスクステージMSTは、マスクMを保持して移動可能である。マスクステージMSTは、マスクMを真空吸着(又は静電吸着)により保持する。マスクステージMSTの下面には非接触軸受である気体軸受(エアベアリング)85が複数設けられている。マスクステージMSTは、エアベアリング85によりマスクステージ定盤2の上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。マスクステージMST及びマスクステージ定盤2の中央部にはマスクMのパターン像を通過させる開口部がそれぞれ形成されている。マスクステージ定盤2は、メインコラム9の上側段部7に防振装置86を介して支持されている。すなわち、マスクステージMSTは、防振装置86及びマスクステージ定盤2を介してメインコラム9の上側段部7に支持された構成となっている。防振装置86によって、メインコラム9の振動がマスクステージMSTを支持するマスクステージ定盤2に伝わらないように、マスクステージ定盤2とメインコラム9とが振動的に分離されている。
Mask stage MST is movable while holding mask M. Mask stage MST holds mask M by vacuum suction (or electrostatic suction). A plurality of gas bearings (air bearings) 85 which are non-contact bearings are provided on the lower surface of the mask stage MST. Mask stage MST is supported in a non-contact manner on the upper surface (guide surface) of mask stage surface plate 2 by
マスクステージMSTは、制御装置CONTにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置MSTDの駆動により、マスクMを保持した状態で、マスクステージ定盤2上において、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微少回転可能である。マスクステージMST上には移動鏡81が設けられている。また、移動鏡81に対向する位置にはレーザ干渉計82が設けられている。マスクステージMST上のマスクMの2次元方向の位置、及びθZ方向の回転角はレーザ干渉計82によりリアルタイムで計測される。なおレーザ干渉計82でθX、θY方向の回転角を計測するようにしてもよい。レーザ干渉計82の計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、レーザ干渉計82の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置MSTDを駆動し、マスクステージMSTに保持されているマスクMの位置制御を行う。
The mask stage MST is an optical axis AX of the projection optical system PL on the mask stage surface plate 2 in a state where the mask M is held by driving of a mask stage driving device MSTD including a linear motor controlled by the control device CONT. Can move two-dimensionally in a plane perpendicular to the plane, that is, in the XY plane, and can rotate in the θZ direction slightly. A
投影光学系PLは、マスクMのパターンを所定の投影倍率βで基板Pに投影露光するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒PKで保持されている。本実施形態において、投影光学系PLは、投影倍率βが例えば1/4、1/5、あるいは1/8の縮小系である。なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系PLは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。投影光学系PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い最終光学素子LS1は鏡筒PKより露出している。 The projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification β, and is composed of a plurality of optical elements, which are held by a lens barrel PK. . In the present embodiment, the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification β of, for example, 1/4, 1/5, or 1/8. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. The projection optical system PL may be any one of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Of the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL, the final optical element LS1 closest to the image plane of the projection optical system PL is exposed from the lens barrel PK.
投影光学系PLを保持する鏡筒PKの外周にはフランジPFが設けられており、投影光学系PLはフランジPFを介して鏡筒定盤5に支持されている。鏡筒定盤5は、メインコラム9の下側段部8に防振装置87を介して支持されている。すなわち、投影光学系PLは、防振装置87及び鏡筒定盤5を介してメインコラム9の下側段部8に支持された構成となっている。また、防振装置87によって、メインコラム9の振動が投影光学系PLを支持する鏡筒定盤5に伝わらないように、鏡筒定盤5とメインコラム9とが振動的に分離されている。
A flange PF is provided on the outer periphery of the lens barrel PK that holds the projection optical system PL, and the projection optical system PL is supported by the lens
基板ステージPSTは、基板Pを保持する基板ホルダPHを有しており、基板ホルダPHに基板Pを保持して移動可能である。基板ホルダPHは、例えば真空吸着等により基板Pを保持する。基板ステージPST上には凹部93が設けられており、基板Pを保持するための基板ホルダPHは凹部93に配置されている。そして、基板ステージPSTのうち凹部93周囲の上面94は、基板ホルダPHに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面となっている。なお、光路空間K1に液体LQを満たし続けることができるならば、基板ステージPSTの上面94と基板ホルダPHに保持された基板Pの表面とに段差があってもよい。
The substrate stage PST has a substrate holder PH that holds the substrate P, and is movable while holding the substrate P on the substrate holder PH. The substrate holder PH holds the substrate P by, for example, vacuum suction. A
基板ステージPSTの下面には非接触軸受である気体軸受(エアベアリング)88が複数設けられている。基板ステージPSTは、エアベアリング88により基板ステージ定盤6の上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。基板ステージ定盤6は、ベースBP上に防振装置89を介して支持されている。また、防振装置89によって、ベースBP(床面)、メインコラム9などの振動が基板ステージPSTを支持する基板ステージ定盤6に伝わらないように、基板ステージ定盤6とメインコラム9及びベースBP(床面)とが振動的に分離されている。
A plurality of gas bearings (air bearings) 88 that are non-contact bearings are provided on the lower surface of the substrate stage PST. Substrate stage PST is supported in a noncontact manner on the upper surface (guide surface) of substrate
基板ステージPSTは、制御装置CONTにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置PSTDの駆動により、基板Pを基板ホルダPHを介して保持した状態で、基板ステージ定盤6上でXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。更に基板ステージPSTは、Z軸方向、θX方向、及びθY方向にも移動可能である。したがって、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面は、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6自由度の方向に移動可能である。基板ステージPSTの側面には移動鏡83が設けられている。また、移動鏡83に対向する位置にはレーザ干渉計84が設けられている。基板ステージPST上の基板Pの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計84によりリアルタイムで計測される。また、不図示ではあるが、露光装置EXは、基板ステージPSTに保持されている基板Pの表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。
The substrate stage PST is in the XY plane on the substrate
レーザ干渉計84の計測結果は制御装置CONTに出力される。フォーカス・レベリング検出系の検出結果も制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、フォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置PSTDを駆動し、基板Pのフォーカス位置(Z位置)及び傾斜角(θX、θY)を制御して、基板Pの表面を投影光学系PL及び液体LQを介して形成される像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計84の計測結果に基づいて、基板PのX軸方向、Y軸方向、及びθZ方向における位置制御を行う。
The measurement result of the
液浸機構1の液体供給装置11は、露光光ELの光路空間K1を液体LQで満たすために液体LQを供給するものであって、液体LQを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体LQの温度を調整する温度調整装置、及び液体LQ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。液体供給装置11には供給管13の一端部が接続されており、供給管13の他端部はノズル部材70に接続されている。液体供給装置11の液体供給動作は制御装置CONTにより制御される。なお、液体供給装置11のタンク、加圧ポンプ、温度調整機構、フィルタユニット等は、その全てを露光装置EXが備えている必要はなく、露光装置EXが設置される工場等の設備を代用してもよい。
The liquid supply device 11 of the
また、供給管13の途中には、液体供給装置11から送出され、投影光学系PLの像面側に供給される単位時間当たりの液体量を制御するマスフローコントローラと呼ばれる流量制御器19が設けられている。流量制御器19による液体供給量の制御は制御装置CONTの指令信号のもとで行われる。
Further, a flow rate controller 19 called a mass flow controller that controls the amount of liquid per unit time that is sent from the liquid supply device 11 and supplied to the image plane side of the projection optical system PL is provided in the
液浸機構1の液体回収装置21は、露光光ELの光路空間K1に満たされている液体LQを回収するためのものであって、真空ポンプ等の真空系、回収された液体LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体LQを収容するタンク等を備えている。液体回収装置21には回収管23の一端部が接続されており、回収管23の他端部はノズル部材70に接続されている。液体回収装置21の液体回収動作は制御装置CONTにより制御される。なお、液体回収装置21の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置EXが備えている必要はなく、露光装置EXが設置される工場等の設備を代用してもよい。
The
ノズル部材70は、支持機構91に支持されている。支持機構91は、メインコラム9の下側段部8に接続されている。ノズル部材70を支持機構91を介して支持しているメインコラム9と、投影光学系PLの鏡筒PKをフランジPFを介して支持している鏡筒定盤5とは、防振装置87を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材70で発生した振動が投影光学系PLに伝達されることは防止されている。また、メインコラム9と、基板ステージPSTを支持している基板ステージ定盤6とは、防振装置89を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材70で発生した振動が、メインコラム9及びベースBPを介して基板ステージPSTに伝達されることが防止されている。また、メインコラム9と、マスクステージMSTを支持しているマスクステージ定盤2とは、防振装置86を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材70で発生した振動がメインコラム9を介してマスクステージMSTに伝達されることが防止されている。
The
次に、図2〜図5を参照しながら、ノズル部材70について説明する。図2はノズル部材70近傍を示す概略斜視図の一部破断図、図3はノズル部材70を下側から見た斜視図、図4はXZ平面と平行な側断面図、図5はYZ平面と平行な側断面図である。
Next, the
ノズル部材70は、投影光学系PLの像面に最も近い最終光学素子LS1の近傍に設けられている。ノズル部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方において最終光学素子LS1を囲むように設けられた環状部材であって、その中央部に投影光学系PL(最終光学素子LS1)を配置可能な穴部70Hを有している。また、本実施形態においては、ノズル部材70は複数の部材を組み合わせて構成されており、ノズル部材70の外形は平面視略四角形状である。ノズル部材70の外形は、平面視四角形状に限られず、例えば、平面視円形状であってもよい。なお、ノズル部材70は一つの材料(チタンなど)で構成されていてもよいし、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ジュラルミン、及びこれらを含む合金によって構成されていてもよい。
The
ノズル部材70は、側板部70Aと、傾斜板部70Bと、側板部70A及び傾斜板部70Bの上端部に設けられた天板部70Cと、基板P(基板ステージPST)と対向する底板部70Dとを有している。傾斜板部70Bはすり鉢状に形成されており、最終光学素子LS1は、傾斜板部70Bによって形成された穴部70Hの内側に配置される。傾斜板部70Bの内側面(すなわちノズル部材70の穴部70Hの内側面)70Tと投影光学系PLの最終光学素子LS1の側面LTとは対向しており、傾斜板部70Bの内側面70Tと最終光学素子LS1の側面LTとの間には所定のギャップG1が設けられている。ギャップG1が設けられていることにより、ノズル部材70で発生した振動が、投影光学系PL(最終光学素子LS1)に直接的に伝達することが防止されている。また、傾斜板部70Bの内側面70Tは、液体LQに対して撥液性(撥水性)となっており、投影光学系PLの最終光学素子LS1の側面LTと傾斜板部70Bの内側面70Tとの間のギャップG1への液体LQの浸入が抑制されている。なお、傾斜板部70Bの内側面70Tを撥液性にするための撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を付着する処理等が挙げられる。
The
底板部70Dの一部は、Z軸方向に関して、投影光学系PLの最終光学素子LS1の下面T1と基板P(基板ステージPST)との間に設けられる。また、底板部70Dの中央部には、露光光ELが通過する開口部74が形成されている。開口部74には、投影光学系PLの最終光学素子(光学部材)LS1を通過した露光光ELが通過するようになっている。本実施形態においては、露光光ELが照射される投影領域ARはX軸方向(非走査方向)を長手方向とするスリット状(略矩形状)に設けられ、開口部74は、投影領域ARに応じた形状を有しており、本実施形態においてはX軸方向(非走査方向)を長手方向とするスリット状(略矩形状)に形成されている。開口部74は投影領域ARよりも大きく形成されており、投影光学系PLを通過した露光光ELは、底板部70Dに遮られることなく、基板P上に到達できる。
A part of the
ノズル部材70のうち基板P(基板ステージPST)と対向する下面は、露光光ELが照射可能な位置に配置された基板Pの表面と対向する第1面75を有している。第1面75は、XY平面と平行な平坦面となっている。第1面75は、露光光ELの光路空間K1(この空間を通過した露光光が基板P上に投影されて投影領域ARを形成する:本明細書では「光路空間K1」は露光光が通る空間を意図しており、この実施形態及び以下の実施形態では、最終光学素子LS1と基板Pとの間における露光光が通る空間を意味する)を囲むように設けられている。すなわち、第1面75は、底板部70Dのうち露光光ELが通過する開口部74の周囲に設けられた面である。ここで、露光光ELが照射可能な位置とは、投影光学系PLと対向する位置を含む。第1面75は、投影光学系PLを通過した露光光ELの光路空間K1を囲むように設けられているため、制御装置CONTは、露光光ELが照射可能な位置に基板Pを配置することにより、第1面75と基板Pの表面とを対向させることができる。
The lower surface of the
そして、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面はXY平面とほぼ平行であるため、ノズル部材70の第1面75は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面と対向するように、且つ基板Pの表面(XY平面)と略平行となるように設けられた構成となっている。そして、第1面75は、露光光ELの光路空間K1を満たすために液体供給装置11から供給された液体LQを基板Pとの間で保持可能となっている。以下の説明においては、ノズル部材70のうち、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面と対向するように、且つ露光光ELの光路空間K1を囲むように設けられ、基板Pの表面(XY平面)と略平行となるように形成された第1面(平坦面)75を適宜、「第1ランド面75」と称する。
Since the surface of the substrate P held on the substrate stage PST is substantially parallel to the XY plane, the
第1ランド面75は、ノズル部材70のうち、基板ステージPSTに保持された基板Pに最も近い位置に設けられている。すなわち、第1ランド面75は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面との距離(間隔)が最も小さくなる部分である。これにより、第1ランド面75と基板Pとの間で液体LQを良好に保持して液浸領域LRを形成することができる。本実施形態においては、基板Pの表面と第1ランド面75との距離(間隔)W1は、1mm程度に設定されている。
The
そして、第1ランド面75は、投影光学系PLの下面T1と基板Pとの間において、露光光ELの光路空間K1(投影領域AR)を囲むように設けられている。第1ランド面75は、ノズル部材70(底板部70D)の下面の一部の領域に設けられたものであって、上述のように、露光光ELが通過する開口部74を囲むように設けられている。第1ランド面75は、開口部74に応じた形状を有しており、本実施形態における第1ランド面75の外形は、X軸方向(非走査方向)を長手方向とする矩形状である。
The
開口部74は、第1ランド面75のほぼ中央部に設けられている。そして、図3等に示すように、Y軸方向(走査方向)における第1ランド面75の幅D1は、Y軸方向における開口部74の幅D2よりも小さくなっている。ここで、Y軸方向における第1ランド面75の幅D1とは、第1ランド面75の+Y側(−Y側)の端部(エッジ)Eと開口部74の+Y側(−Y側)の端部(エッジ)との距離である。本実施形態においては、開口部74は第1ランド面75のほぼ中央部に設けられているため、第1ランド面75の+Y側の端部Eと開口部74の+Y側の端部との距離と、第1ランド面75の−Y側の端部Eと開口部74の−Y側の端部との距離とはほぼ等しい。
The
また、本実施形態においては、Y軸方向における第1ランド面75の幅D1は、X軸方向における第1ランド面75の幅D3よりも小さくなっている。ここで、X軸方向における第1ランド面75の幅D3とは、第1ランド面75の+X側(−X側)の端部(エッジ)と開口部74の+X側(−X側)の端部(エッジ)との距離である。本実施形態においては、開口部74は第1ランド面75のほぼ中央部に設けられているため、第1ランド面75の+X側の端部と開口部74の+X側の端部との距離と、第1ランド面75の−X側の端部と開口部74の−X側の端部との距離とはほぼ等しい。
In the present embodiment, the width D1 of the
基板Pの表面と最終光学素子LS1の下面T1との距離は、基板Pの表面と第1ランド面75との距離よりも長くなっている。すなわち、最終光学素子LS1の下面T1は、第1ランド面75より高い位置に形成されている。また、底板部70Dは、最終光学素子LS1の下面T1及び基板P(基板ステージPST)とは接触しないように設けられている。そして、図5等に示すように、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間には、所定のギャップG2を有する空間が形成されている。底板部70Dの上面77は、露光光ELが通過する開口部74を囲むように設けられている。すなわち、底板部70Dの上面77は、露光光ELの光路空間K1を囲むように設けられ、最終光学素子LS1との間に所定のギャップG2を介して対向した構成となっている。以下の説明においては、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間の空間を含むノズル部材70の内側の空間を適宜、「内部空間G2」と称する。
The distance between the surface of the substrate P and the lower surface T1 of the final optical element LS1 is longer than the distance between the surface of the substrate P and the
また、ノズル部材70の下面のうち、第1ランド面75に対してY軸方向両側のそれぞれには凹部72(空間形成領域)が設けられている。凹部72は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面に対して離れるように凹んでいる。凹部72の内側には、基板ステージPSTに保持された基板Pと対向する第2面76が形成されている。第2面76は、露光光ELの光路空間K1に対して第1ランド面75の外側に配置されている。第2面76は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離れている。以下の説明においては、ノズル部材70のうち、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面と対向するように、且つ露光光ELの光路空間K1に対して第1ランド面75の外側に配置され、基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離れている第2面76を適宜、「第2ランド面76」と称する。
Further, in the lower surface of the
本実施形態においては、第2ランド面76は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面とほぼ平行な平坦面である。また、本実施形態においては、基板Pの表面と第2ランド面76との距離(間隔)W2は、3mm程度に設定されている。なお図面を見やすくするため、各図面における縮尺等は実際のものとは異なっている。
In the present embodiment, the
第2ランド面76は、Y軸方向(走査方向)において、第1ランド面75の両側のそれぞれに設けられている。図5等に示すように、本実施形態においては、第2ランド面76の外形は、X軸方向(非走査方向)を長手方向とする矩形状であり、第2ランド面76のX軸方向の大きさ及び第1ランド面75のX軸方向全体の大きさはほぼ同じ値D4である。そして、本実施形態においては、第1ランド面75の+Y側のエッジEは平面視においてX軸方向に延びるように直線状に形成されており、−Y側のエッジEも平面視においてX軸方向に延びるように直線状に形成されている。
The second land surfaces 76 are provided on both sides of the
また、第1ランド面75には光路空間K1に満たされた液体LQが接触するようになっており、最終光学素子LS1の下面T1にも光路空間K1に満たされた液体LQが接触するようになっている。すなわち、ノズル部材70の第1ランド面75及び最終光学素子LS1の下面T1のそれぞれは、液体LQと接触する液体接触面となっている。
Further, the liquid LQ filled in the optical path space K1 comes into contact with the
一方、後述するように、第2ランド面76は、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜が第2ランド面76と接触しないように設けられている。すなわち、光路空間K1を液体LQで満たすために第1ランド面75に液体LQを接触させて第1ランド面75と基板Pとの間で液体LQを保持した場合でも、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜は第2ランド面76と接触しないようになっている。換言すれば、第2ランド面76を区画する凹部72(空間形成領域)の存在により、第2ランド面76と対向する基板P上に存在する液体LQ(液体LQの表面)と第2ランド面76との間に液体が存在しない空間がもたらされる。
On the other hand, as described later, the
第1ランド面75は、液体LQに対して親液性を有している。本実施形態においては、第1ランド面75を形成する底板部70Dはチタンによって形成されている。チタン材料は光触媒作用を有する不動態膜が表面に形成され、その表面の親液性(親水性)を維持することができるため、第1ランド面75における液体LQの接触角を例えば20°以下に維持することができる。
The
なお、第1ランド面75及び第2ランド面76をステンレス鋼(例えばSUS316)で形成し、その表面に液体LQへの不純物の溶出を抑えるための表面処理、あるいは親液性を高めるための表面処理を施してもよい。そのような表面処理としては、第1ランド面75及び第2ランド面76のそれぞれに酸化クロムを付着する処理が挙げられ、例えば株式会社神鋼環境ソリューションの「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。
The
一方、第2ランド面76は、液体LQに対して撥液性を有している。本実施形態においては、第2ランド面76には、液体LQに対して撥液性を付与する表面処理(撥液化処理)が施されている。そのような表面処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を付着する処理が挙げられる。
On the other hand, the
ノズル部材70は、露光光ELの光路空間K1を満たすための液体LQを供給する供給口12と、露光光ELの光路空間K1を満たすための液体LQを回収する回収口22とを備えている。また、ノズル部材70は、供給口12に接続する供給流路14、及び回収口22に接続する回収流路24を備えている。また、図2〜図5においてはその図示を省略若しくは簡略しているが、供給流路14は供給管13の他端部と接続され、回収流路24は回収管23の他端部と接続される。
The
供給流路14は、ノズル部材70の傾斜板部70Bの内部を傾斜方向に沿って貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。また、本実施形態においては、供給流路14は、光路空間K1(投影領域AR)に対してY軸方向両側のそれぞれに設けられている。そして、供給流路(貫通孔)14の上端部と供給管13の他端部とが接続され、これにより、供給流路14が供給管13を介して液体供給装置11に接続される。一方、供給流路14の下端部は、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間の内部空間G2近傍に設けられており、この供給流路14の下端部が供給口12となっている。すなわち、供給口12は、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間の内部空間G2近傍に設けられており、内部空間G2と接続されている。本実施形態においては、供給口12は、露光光ELの光路空間K1の外側において、光路空間K1を挟んだY軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。
The
供給口12は、光路空間K1を満たすための液体LQを供給する。供給口12には液体供給装置11から液体LQが供給されるようになっており、供給口12は、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間、すなわち内部空間G2に液体LQを供給可能である。供給口12から最終光学素子LS1と底板部70Dとの間の内部空間G2に液体LQを供給することによって、最終光学素子LS1と基板Pとの間の露光光ELの光路空間K1が液体LQで満たされる。
The
また、ノズル部材70は、内部空間G2と外部空間K3とを連通させるための排気口16を有している。排気口16には排気流路15が接続されている。排気流路15は、ノズル部材70の傾斜板部70Bの内部を傾斜方向に沿って貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。また、本実施形態においては、排気流路15は、光路空間K1(投影領域AR)に対してX軸方向両側のそれぞれに設けられている。そして、排気流路(貫通孔)15の上端部は外部空間(大気空間)K3に接続されており、大気開放された状態となっている。一方、排気流路15の下端部は、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間の内部空間G2に接続されており、この排気流路15の下端部が排気口16となっている。すなわち、排気口16は、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間の内部空間G2近傍に設けられており、内部空間G2と接続されている。本実施形態においては、排気口16は、露光光ELの光路空間K1の外側において、光路空間K1を挟んだX軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。また、本実施形態においては、底板部70Dの上面77のうち排気口16近傍には凹部78が設けられている。排気口16は、排気流路15を介して、内部空間G2と外部空間K3とを連通させているため、内部空間G2の気体は、排気口16を介して、排気流路15の上端部より、外部空間K3に排出(排気)可能となっている。
Moreover, the
ノズル部材70は、側板部70Aと傾斜板部70Bとの間において下向きに開口する空間部24を有している。回収口22は、空間部24の開口部に設けられている。また、空間部24は回収流路の少なくとも一部を構成する。そして、回収流路(空間部)24の一部に回収管23の他端部が接続される。
The
回収口22は、光路空間K1を満たすための液体LQを回収する。回収口22は、基板ステージPSTに保持された基板Pの上方において、その基板Pの表面と対向する位置に設けられている。回収口22と基板Pの表面とは所定距離だけ離れている。回収口22は、投影光学系PLの像面近傍の光路空間K1に対して供給口12の外側に設けられている。
The
回収口22は、光路空間K1に対して第2ランド面76の外側に設けられている。本実施形態においては、回収口22は、第1ランド面75及び第2ランド面76を囲むように、平面視において環状に設けられている。回収口22を第1ランド面75及び第2ランド面76を囲むように環状に設けることにより、液体LQの漏出や残留を十分に抑制することができる。
The
ノズル部材70は、回収口22を覆うように配置された、複数の孔を有する多孔部材25を備えている。多孔部材25は複数の孔を有したメッシュ部材により構成可能であり、例えば略六角形状の複数の孔からなるハニカムパターンを形成されたメッシュ部材によって構成可能である。また、多孔部材25は、チタンやステンレス鋼(例えばSUS316)などからなる多孔部材の基材となる板部材に孔あけ加工を施すことで形成可能である。あるいは、多孔部材25として、セラミックス製の多孔部材を用いることも可能である。本実施形態の多孔部材25は薄板状に形成されており、例えば100μm程度の厚みを有するものである。
The
多孔部材25は、基板ステージPSTに保持された基板Pと対向する下面26を有している。多孔部材25の下面26は、ノズル部材70の下面の一部であり、多孔部材25の基板Pと対向する下面26はほぼ平坦である。多孔部材25は、その下面26が基板ステージPSTに保持された基板Pの表面(すなわちXY平面)とほぼ平行になるように回収口22に設けられている。
The
多孔部材25の下面26と基板Pの表面との距離は、第1ランド面75と基板Pの表面との距離とほぼ等しくなっている。すなわち、回収口22に設けられた多孔部材25の下面26と第1ランド面75とは、基板Pの表面に対してほぼ同じ位置(高さ)に設けられている。そして、回収口22に設けられた多孔部材25は、液体LQを回収するときに液体LQと接触する。回収口22は、多孔部材25に接触した液体LQを回収することができる。回収口22及びその回収口22に配置された多孔部材25は、平面視において矩形の環状に形成されている。
The distance between the
また、本実施形態においては、多孔部材25は液体LQに対して親液性(親水性)を有している。多孔部材25を親液性にするための親液化処理(表面処理)としては、多孔部材25に酸化クロムを付着する処理が挙げられる。具体的には、上述したような「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理が挙げられる。また、このような表面処理を施すことにより、多孔部材25から液体LQへの不純物の溶出が抑えられる。もちろん、親液性の材料自体で多孔部材25を形成してもよい。
In the present embodiment, the
次に、図6を参照しながら、本実施形態における液浸機構1による液体回収動作の原理について説明する。図6は多孔部材25の一部を拡大した断面図であって、多孔部材25を介して行われる液体回収動作を説明するための模式図である。本実施形態において、液浸機構1は、回収口22を介して液体LQのみを回収するように設けられている。したがって、液浸機構1は、回収口22を介して空間部24に気体を流入させること無く、液体LQを良好に回収することができる。
Next, the principle of the liquid recovery operation by the
図6において、回収口22には多孔部材25が設けられている。また、多孔部材25の下側には基板Pが配置されている。そして、多孔部材25と基板Pとの間には、気体空間及び液体空間が形成されている。より具体的には、多孔部材25の第1孔25Haと基板Pとの間には気体空間が形成され、多孔部材25の第2孔25Hbと基板Pとの間には液体空間が形成されている。また、多孔部材25の上側には、回収流路(流路空間)24が形成されている。
In FIG. 6, the
多孔部材25の第1孔25Haと基板Pとの間の空間K3の圧力(多孔部材25Hの下面での圧力)をPa、多孔部材25の上側の流路空間24の圧力(多孔部材25の上面での圧力)をPc、孔25Ha、25Hbの孔径(直径)をd、多孔部材25(孔25Hの内側面)の液体LQとの接触角をθ、液体LQの表面張力をγとした場合、本実施形態の液浸機構1は、
(4×γ×cosθ)/d ≧ (Pa−Pc) …(1)
の条件を満足するように設定されている。なお、上記(1)式においては、説明を簡単にするために多孔部材25の上側の液体LQの静水圧は考慮してない。
The pressure in the space K3 between the first hole 25Ha of the
(4 × γ × cos θ) / d ≧ (Pa−Pc) (1)
It is set to satisfy the conditions. In the above formula (1), the hydrostatic pressure of the liquid LQ on the upper side of the
この場合において、多孔部材25(孔25Hの内側面)の液体LQとの接触角θは、
θ ≦ 90° …(2)
の条件を満足する必要がある。
In this case, the contact angle θ of the porous member 25 (the inner surface of the
θ ≤ 90 ° (2)
It is necessary to satisfy the conditions.
上記条件が成立する場合、多孔部材25の第1孔25Haの下側(基板P側)に気体空間が形成された場合でも、多孔部材25の下側の空間K3の気体が孔25Haを介して多孔部材25の上側の流路空間24に移動(侵入)することが防止される。すなわち、上記条件を満足するように、多孔部材25の孔径d、多孔部材25の液体LQとの接触角(親和性)θ、液体LQの表面張力γ、及び圧力Pa、Pcを最適化することにより、液体LQと気体との界面を多孔部材25の第1孔25Haの内側に維持することができ、第1孔25Haを介して空間K3から流路空間24へ気体が侵入することを抑えることができる。一方、多孔部材25の第2孔25Hbの下側(基板P側)には液体空間が形成されているので、第2孔25Hbを介して液体LQのみを回収することができる。
When the above condition is satisfied, even when a gas space is formed below the first hole 25Ha (substrate P side) of the
本実施形態においては、多孔部材25の下側の空間K3の圧力Pa、孔径d、多孔部材25(孔25Hの内側面)の液体LQとの接触角θ、液体(純水)LQの表面張力γはほぼ一定であり、液浸機構1は、液体回収装置21の吸引力を制御して、上記条件を満足するように、多孔部材25の上側の流路空間24の圧力Pcを調整する。
In the present embodiment, the pressure Pa of the lower space K3 of the
なお、上記(1)式において、(Pa−Pc)の絶対値が大きいほど、すなわち、((4×γ×cosθ)/d)の絶対値が大きいほど、上記条件を満足するような圧力Pcの制御が容易になるので、孔径dは可能な限り小さく、多孔部材25の液体LQとの接触角θは可能な限り小さいことが望ましい。本実施形態においては、多孔部材25は液体LQに対して親液性を有しており、十分に小さい接触角θを有している。
In the above equation (1), as the absolute value of (Pa−Pc) is larger, that is, as the absolute value of ((4 × γ × cos θ) / d) is larger, the pressure Pc that satisfies the above condition is satisfied. Therefore, it is desirable that the hole diameter d is as small as possible and the contact angle θ of the
このように、本実施形態では、多孔部材25が濡れた状態で、多孔部材25の上側の空間24と下側の空間K3との圧力差(多孔部材25の上面と下面との圧力差)を、上記条件を満足するように制御することで、多孔部材25の孔25Hから液体LQのみを回収する。これにより、液体LQと気体とを一緒に吸引することに起因する振動の発生を抑制することができる。
Thus, in this embodiment, the pressure difference (the pressure difference between the upper surface and the lower surface of the porous member 25) between the
次に、上述した構成を有する露光装置EXを用いてマスクMのパターン像を基板Pに露光する方法について説明する。 Next, a method for exposing the pattern image of the mask M onto the substrate P using the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described.
露光光ELの光路空間K1を液体LQで満たすために、制御装置CONTは、液体供給装置11及び液体回収装置21のそれぞれを駆動する。制御装置CONTの制御のもとで液体供給装置11から送出された液体LQは、供給管13を流れた後、ノズル部材70の供給流路14を介して、供給口12より投影光学系PLの最終光学素子LS1と底板部70Dとの間の内部空間G2に供給される。供給口12から内部空間G2に供給された液体LQは、底板部70Dの上面77に濡れ拡がるように流れ、開口部74に達する。内部空間G2に液体LQが供給されることにより、内部空間G2に存在していた気体部分は排気口16及び/又は開口部74を介して外部空間K1に排出される。したがって、内部空間G2に対する液体LQの供給開始時に、内部空間G2に気体が留まってしまうといった不都合を防止することができ、光路空間K1の液体LQ中に気体部分(気泡)が生成される不都合を防止することができる。
In order to fill the optical path space K1 of the exposure light EL with the liquid LQ, the control device CONT drives each of the liquid supply device 11 and the
また、本実施形態においては、底板部70Dの上面77の排気口16近傍には凹部78が設けられている。これにより、最終光学素子LS1の下面T1と底板部70Dの上面77との間のギャップが小さくても、排気口16近傍の流路は凹部78によって広くなっているので、内部空間G2の気体部分を凹部78及び排気口16を介して外部空間K3に円滑に排出することができる。
In the present embodiment, a
なお、ここでは、排気流路15の上端部は大気空間(外部空間)K3に接続されており、大気開放された状態となっているが、排気流路15の上端部を真空系などの吸引装置と接続して、内部空間G2の気体を強制的に排気するようにしてもよい。
Here, the upper end portion of the
また、光路空間K1に対してX軸方向の両側に設けられた口(排気口)16から内部空間G2に対して液体LQを供給するとともに、光路空間K1に対してY軸方向の両側に設けられた口(供給口)12から内部空間G2の気体部分を外部空間K3に排出するようにしてもよい。 Further, the liquid LQ is supplied to the internal space G2 from the ports (exhaust ports) 16 provided on both sides in the X axis direction with respect to the optical path space K1, and provided on both sides in the Y axis direction with respect to the optical path space K1. The gas portion of the internal space G2 may be discharged from the provided port (supply port) 12 to the external space K3.
内部空間G2に供給された液体LQは、内部空間G2を満たした後、開口部74を介して第1ランド面75と基板P(基板ステージPST)との間の空間に流入し、露光光ELの光路空間K1を満たす。このように、最終光学素子LS1と底板部70Dとの間の内部空間G2に液体LQを供給口12から供給することによって、最終光学素子LS1(投影光学系PL)と基板Pとの間の露光光ELの光路空間K1が液体LQで満たされる。
The liquid LQ supplied to the internal space G2 fills the internal space G2, and then flows into the space between the
このとき、制御装置CONTの制御のもとで駆動されている液体回収装置21は、単位時間当たり所定量の液体LQを回収している。真空系を含む液体回収装置21は、空間部24を負圧にすることにより、回収口22(多孔部材25)と基板Pとの間に存在する液体LQを、回収口22を介して回収することができる。露光光ELの光路空間K1に満たされている液体LQは、ノズル部材70の回収口22を介して回収流路24に流入し、回収管23を流れた後、液体回収装置21に回収される。
At this time, the
以上のように、制御装置CONTは、液浸機構1を使って、光路空間K1に対して単位時間当たり所定量の液体LQを供給するとともに光路空間K1の液体LQを単位時間当たり所定量で回収することで、投影光学系PLと基板Pとの間の露光光ELの光路空間K1を満たす液体LQと、ノズル部材70と基板Pとの間の空間を満たす液体LQとで、基板P上に液浸領域LRを局所的に形成することができる。制御装置CONTは、露光光ELの光路空間K1を液体LQで満たした状態で、投影光学系PLと基板Pとを相対的に移動しながらマスクMのパターン像を投影光学系PL及び光路空間K1の液体LQを介して基板P上に投影露光する。上述のように、本実施形態の露光装置EXは、Y軸方向を走査方向とする走査型露光装置であるため、制御装置CONTは、基板ステージPSTを制御して、基板PをY軸方向に移動しつつ基板P上に露光光ELを照射して、基板Pを露光する。
As described above, the control device CONT uses the
このような走査型露光装置において、ノズル部材の構造によっては、例えば基板Pの走査速度(移動速度)の高速化に伴って、回収口22を介して液体LQを十分に回収することができず、光路空間K1に満たされた液体LQが光路空間K1に対して回収口22よりも外側(ノズル部材70と基板Pとの間の空間の外側)へ漏出する可能性がある。
In such a scanning exposure apparatus, depending on the structure of the nozzle member, for example, as the scanning speed (movement speed) of the substrate P increases, the liquid LQ cannot be sufficiently recovered through the
例えば、図7(A)の模式図に示すような状態から、液浸領域LRに対して基板Pを−Y方向に所定速度で所定距離だけ移動した場合、基板Pの移動に伴って、液浸領域LRの液体LQとその外側の空間との界面LGが露光光ELの光路空間K1に対して外側へ向かって移動するが、その移動中において、図7(B)の模式図に示すように、ノズル部材70の下面に接触していた液体LQがノズル部材70の下面の一部から離れ(剥離し)、基板P上に液体LQの膜(薄膜)を形成する可能性がある。ここで、以下の説明においては、ノズル部材70の下面のうち、基板Pの移動(界面LGの移動)に伴ってノズル部材70の下面に接触していた液体LQが離れる位置を適宜、「膜発生位置Fp」と称する。
For example, when the substrate P is moved from the state shown in the schematic diagram of FIG. 7A by the predetermined distance at the predetermined speed in the −Y direction with respect to the liquid immersion region LR, the liquid is moved along with the movement of the substrate P. The interface LG between the liquid LQ in the immersion region LR and the outer space moves outward with respect to the optical path space K1 of the exposure light EL. During the movement, as shown in the schematic diagram of FIG. In addition, there is a possibility that the liquid LQ that has been in contact with the lower surface of the
形成された液体LQの膜は回収口22(多孔部材25)に対して離れるため、回収口22によってその液体LQの膜を回収できない状況が生じる可能性がある。すなわち、形成された液体LQの膜は回収口22に配置された多孔部材25に接触しないため、回収口22が液体LQを回収できない状況が発生する可能性がある。すると、液体LQが回収口22の外側に漏出したり、及び/又は液体LQの膜が基板P上でちぎれて基板P上に液滴となって残留する等の不都合が生じる可能性がある。そして、基板Pの移動速度の高速化に伴って、基板P上に液体LQの膜が形成される可能性が高くなるとともに、その膜の大きさLwも大きくなる可能性が高くなる。そのため、基板Pの移動の高速化に伴って、回収口22を介して液体LQを十分に回収することができなくなる可能性が高くなる。ここで、膜の大きさLwとは、膜発生位置Fpと、基板Pの移動方向前方側(ここでは−Y側)における液体LQの膜の先端部Hとの距離を指す。
Since the formed liquid LQ film is separated from the recovery port 22 (porous member 25), there is a possibility that the recovery L22 may not recover the liquid LQ film. That is, since the formed film of the liquid LQ does not contact the
本発明者の研究によると、液体LQの膜を光路空間K1に対して回収口22よりも内側に形成することができれば、回収口22を介して液体LQを回収することができることが分った。本発明者は、実験などを通じて、例えば、図7に示すように、基板Pを−Y方向に移動したとき(特に、−Y方向へ移動中の基板Pに+Y方向への加速度を与えたとき)、液体LQの膜の先端部H近傍の厚み(膜厚)が液体LQの表面張力等によって厚くなる現象が生じることを見いだした(図7(B)参照)。液体LQの先端部Hが光路空間K1に対して回収口22の外側のエッジ22Aよりも内側に形成されれば、換言すれば、回収口22(多孔部材25)と液体LQの膜の先端部Hとを対向させることができれば、回収口22の多孔部材25と液体LQ(先端部H)とを接触させることができ、回収口22を介して液体LQを回収することができる。また、液体LQの先端部Hが光路空間K1に対して回収口22の内側のエッジ22Bよりも内側に形成されれば、光路空間K1に対して液体LQの膜が形成された方向とは逆方向(ここでは+Y方向)に基板Pを移動することにより、形成された液体LQの膜を液浸領域LRの液体LQと一緒に回収口22を介して回収することができる。
According to the research of the present inventor, it has been found that if the liquid LQ film can be formed inside the
ところが、上述のように、膜の大きさLwは、基板Pの移動速度の高速化に伴って巨大化する可能性が高いため、液体LQの膜を回収口22を介して回収しようとすると、光路空間K1(投影光学系PLの光軸AX)から離れた位置に回収口22を設ける必要があるため、ノズル部材70の巨大化、ひいては露光装置EX全体の巨大化を招く不都合が生じる。また、膜発生位置Fpが、光路空間K1(光軸AX)から離れていると、光路空間K1(光軸AX)と液体LQの膜の先端部Hとの距離Lsが大きくなり、液浸領域LRの巨大化を招くため、その液体LQを回収口22を介して回収しようとすると、ノズル部材70を巨大化する必要があり、ひいては露光装置EXの巨大化を招く。
However, as described above, since the film size Lw is likely to become enormous as the moving speed of the substrate P increases, when the liquid LQ film is to be recovered through the
そこで、本実施形態においては、基板Pを移動した場合においても、液浸領域LRの巨大化及びノズル部材70の巨大化を抑え、且つ光路空間K1を液体LQで良好に満たすことができるように、ノズル部材70のうち基板Pと対向する下面に、第1ランド面75と第2ランド面76(または第1ランド面75と隣り合う凹部72:空間形成領域)とが設けられている。
Therefore, in the present embodiment, even when the substrate P is moved, the liquid immersion area LR and the
図8は、基板Pを−Y方向に移動したときの液浸領域LRの挙動の一例を説明するための模式図である。上述のように、第1ランド面75は基板Pの表面とほぼ平行な平坦面であって親液性を有しており、基板Pの表面と第1ランド面75との間に存在する液体LQは第1ランド面75に密着し、その液体LQは、基板Pの表面と第1ランド面75との間において良好に保持される。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an example of the behavior of the liquid immersion region LR when the substrate P is moved in the −Y direction. As described above, the
そして、第2ランド面76は、基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離れており、第1ランド面75のエッジEにおいて第2ランド面76との間に段差が設けられているため、基板Pの表面と第1ランド面75との間に保持されている液体LQの界面LGが、露光光ELの光路空間K1に対して第1ランド面75の外側へ向かって移動するときに、第1ランド面75に接触していた液体LQが、第1ランド面75のエッジEにおいて、第2ランド面76から離れるようになっている。そして、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQは、基板Pの表面と第1ランド面75との距離(間隔)W1よりも薄い膜になっており、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜は、第2ランド面76と接触しないようになっている。換言すれば、第2ランド面76と対向する基板P上に存在する液体LQの膜と第2ランド面76との間には、液体が存在しない空間SPが形成されている。この空間SPは、第2ランド面76を区画する凹部76によりもたらされている。
The
このように、光路空間K1に対して第1ランド面75の外側に第2ランド面76(凹部72)を設けたことにより、膜発生位置Fpが第1ランド面75のエッジEに設定されるようになっている。換言すれば、本実施形態のノズル部材70は、第1ランド面75と第2ランド面76(凹部72)とによって、膜発生位置Fpを制御することができる。
Thus, by providing the second land surface 76 (concave portion 72) outside the
そして、図3等を参照して説明したように、Y軸方向(走査方向)における第1ランド面75の幅D1は十分に小さいため、光路空間K1(光軸AX)と、形成される液体LQの膜の先端部Hとの距離Lsを小さくすることができる。
As described with reference to FIG. 3 and the like, since the width D1 of the
また、本実施形態においては、第1ランド面75と第2ランド面76との境界であるエッジEで発生した液体LQの膜が露光光ELの光路空間K1に対して回収口22よりも内側に形成されるように、第1ランド面75のエッジEの位置と回収口22の位置及び大きさとが設定されている。図8に示す例では、液体LQの膜(先端部H)が、光路空間K1に対して回収口22の内側エッジ22Bよりも内側に形成されるように、第1ランド面75のエッジEと回収口22との位置関係(距離)が設定されている。すなわち、光路空間K1に対して回収口22の内側エッジ22Bよりも内側に形成されるように、空間形成領域である凹部72が光路空間K1と回収口22との間に形成されている。これにより、液体LQの漏出や残留を防止することができる。また、第2ランド面76は、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQを距離W1よりも薄くするように設けられており、第2ランド面76に液体LQの膜が接触しないようになっている。そして、第2ランド面76を基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離すことで、第2ランド面76に対する液体LQの付着や残留を防止できる。
In this embodiment, the film of the liquid LQ generated at the edge E that is the boundary between the
また、図9に示すように、例えば基板Pの移動速度の高速化に伴って、膜の大きさLwが大きくなっても、液体LQの膜(先端部H)が、光路空間K1に対して回収口22の外側エッジ22Aよりも内側に形成されるように、第1ランド面75のエッジEの位置と回収口22の位置とが設定されている。すなわち、光路空間K1に対して回収口22の内側エッジ22Aよりも内側に形成されるように、空間形成領域である凹部72が光路空間K1と回収口22との間に形成されている。したがって、液体LQの漏出や残留を防止することができる。多孔部材25の下面26と基板Pの表面との距離は、第1ランド75と基板Pの表面との距離とほぼ同じであり、多孔部材25は、形成された液体LQの膜のうち、膜厚が厚い部分である先端部Hの液体LQと接触可能な位置に設けられている。そのため、図9に示すように、回収口22(多孔部材25)と液体LQの膜の先端部Hとが対向するように、すなわち液体LQの膜(先端部H)が回収口22の外側エッジ22Aよりも内側に形成されるように、第1ランド面75のエッジEの位置と回収口22(外側エッジ22A)の位置とを設定することで、液体LQを回収することができる。また、第2ランド面76(凹部72)の存在により、液体LQの膜の、厚さが薄い部分の上方には空間が存在している。すなわち、この実施形態では、基板P上に形成された液浸領域の液体LQは、液体LQは第2ランド面76との間に空間(凹部72内に区画される空間よりも下方の空間)SPを形成しつつ、回収口22から回収されている。
In addition, as shown in FIG. 9, for example, as the moving speed of the substrate P increases, the film of the liquid LQ (tip portion H) does not move with respect to the optical path space K1 even if the film size Lw increases. The position of the edge E of the
ここで、上述のように、液体LQの膜の大きさLwは、基板Pを露光するときの基板Pの移動速度などに応じて変化するため、液体LQの膜が回収口22の内側に形成されるように、Y軸方向における第2ランド面76(あるいは凹部72)の大きさD5を、基板Pを露光するときの基板PのY軸方向における移動速度に応じて設定することができる。基板ステージPSTの最高速度は予め分かっているので、この最高速度に応じて第2ランド面76(あるいは凹部72)の大きさD5を設定することができる。例えば、基板Pを高速で移動しつつ露光する場合には、液体LQの膜の大きさLwは大きくなる可能性が高いため、第2ランド面76の大きさD5、ひいては第1ランド面75のエッジEと回収口22との距離を大きくすることにより、液体LQの膜を回収口22の内側に形成することができる。したがって、液体LQの漏出や残留を防止できる。一方、基板Pを比較的低速で移動しつつ露光する場合には、液体LQの膜の大きさLwは小さい可能性が高いため、第2ランド面76の大きさD5、ひいては第1ランド面75のエッジEと回収口22との距離を小さくしても、液体LQの膜を回収口22の内側に形成することができる。したがって、ノズル部材70の小型化、ひいては露光装置EX全体の小型化を図ることができる。
Here, as described above, since the size Lw of the liquid LQ film changes according to the moving speed of the substrate P when the substrate P is exposed, the liquid LQ film is formed inside the
なお、移動速度に限らず、基板Pを移動するときの加速度、移動距離、移動方向(移動軌跡)などに応じても、液体LQの膜の大きさLwが変化する可能性があるため、これら基板Pの移動速度、加速度、移動距離、移動方向(移動軌跡)の少なくとも1つを含む移動条件に応じて、第1ランド面75のエッジEの位置、及び第2ランド面76(凹部72)の大きさを設定することができる。
Note that the film size Lw of the liquid LQ may change depending not only on the moving speed but also on the acceleration, moving distance, moving direction (moving locus), etc. when moving the substrate P. The position of the edge E of the
また、液体LQの膜の大きさLwは、基板Pと液体LQとの接触角に応じても変化する可能性がある。例えば、基板Pと液体LQとの接触角が小さい場合、換言すれば基板Pの表面が親液性である場合、その基板Pを移動しつつ露光した場合において、基板P上に形成される液体LQの膜の大きさLwは大きくなる可能性が高くなる。したがって、そのような場合には、第2ランド面76(あるいは凹部72)の大きさD5、ひいては第1ランド面75のエッジEと回収口22との距離を大きくすることにより、液体LQの膜を回収口22の内側に形成することができる。一方、基板Pと液体LQとの接触角が大きい場合、換言すれば基板Pの表面が撥液性である場合、その基板Pを移動しつつ露光した場合において、形成される液体LQの膜の大きさLwは小さくなる可能性が高くなる。したがって、そのような場合には、第2ランド面76(あるいは凹部72)の大きさD5、ひいては第1ランド面75のエッジEと回収口22との距離を小さくしても、液体LQの膜を回収口22の内側に形成することができる。したがって、ノズル部材70の小型化、ひいては露光装置EX全体の小型化を図ることができる。このように、第1ランド面75のエッジEの位置、及びY軸方向における第2ランド面76の大きさD5を、基板Pと液体LQとの接触角に応じて設定することができる。
Further, the film size Lw of the liquid LQ may change depending on the contact angle between the substrate P and the liquid LQ. For example, when the contact angle between the substrate P and the liquid LQ is small, in other words, when the surface of the substrate P is lyophilic, the liquid formed on the substrate P when the substrate P is exposed while moving The LQ film size Lw is likely to increase. Therefore, in such a case, by increasing the size D5 of the second land surface 76 (or the recess 72), and hence the distance between the edge E of the
また、液浸領域LRを形成するときの液浸条件によっても、液体LQの膜の大きさLwが変動する可能性がある。ここで、液浸条件とは、光路空間K1に対する液体LQの供給条件、及び光路空間K1の液体LQの回収条件の少なくとも一方を含む。液体LQの供給条件には、単位時間当たりの液体供給量、光路空間K1に対する液体LQの供給位置、供給方向等が含まれる。液体LQの回収条件には、単位時間当たりの液体回収量、光路空間K1に対する液体LQの回収位置、回収方向等が含まれる。このような液浸条件の違いによっても、形成される液体LQの膜の大きさLwが変化する可能性があるため、これら液浸条件に応じて、第1ランド面75のエッジEの位置、及び第2ランド面76(凹部72)の大きさを設定するようにしてもよい。
Further, the film size Lw of the liquid LQ may vary depending on the liquid immersion conditions when forming the liquid immersion region LR. Here, the immersion condition includes at least one of a supply condition of the liquid LQ to the optical path space K1 and a recovery condition of the liquid LQ in the optical path space K1. The supply conditions of the liquid LQ include the liquid supply amount per unit time, the supply position of the liquid LQ with respect to the optical path space K1, the supply direction, and the like. The liquid LQ recovery conditions include the liquid recovery amount per unit time, the recovery position of the liquid LQ with respect to the optical path space K1, the recovery direction, and the like. Since the film size Lw of the liquid LQ to be formed may change due to such a difference in the immersion conditions, the position of the edge E of the
以上説明したように、基板Pの表面と第2ランド面76(凹部72)との間に存在する液体LQの膜が第2ランド面76に接触しないように第2ランド面76(凹部72)を設けたので、基板Pを移動しつつ露光する場合においても、液体LQの漏出や残留といった不都合を防止できる。そして、第1ランド面75によって液体LQを良好に保持することができ、露光光ELの光路空間K1を液体LQで所望状態に満たすことができる。
As described above, the second land surface 76 (recessed portion 72) prevents the liquid LQ film existing between the surface of the substrate P and the second land surface 76 (recessed portion 72) from coming into contact with the
そして、第1ランド面75の大きさを十分に小さくすることで、膜発生位置Fpを光路空間K1(光軸AX)に近づけることができるため、液浸領域LRの小型化、ノズル部材70の小型化などを実現することができる。そのため、第1ランド面75のY軸方向の幅D1は、例えば基板Pを−Y方向に移動しつつ液浸露光した後、+Y方向に移動させた場合に、光路空間K1に気泡が生成されたり、気体部分が生成される現象(例えば光路空間K1の液体LQが切れる液切れ現象)が生じない範囲内で、可能な限り小さいことが望ましい。換言すれば、第1ランド面75は、基板Pを−Y方向に移動しつつ液浸露光した後、+Y方向に移動させた場合でも、第1ランド面75と基板Pとの間で液体LQを良好に保持可能な範囲内で、可能な限り小さいことが望ましい。同様に、第1ランド面75のX軸方向の幅D3は、基板PをX軸方向にステップ移動した場合でも、光路空間K1に気泡が生成されるなどの不都合が生じない範囲で可能な限り小さいことが望ましい。
Since the film generation position Fp can be brought close to the optical path space K1 (optical axis AX) by sufficiently reducing the size of the
本実施形態においては、第1ランド面75はX軸方向を長手方向とする矩形状であり、第1ランド面75のY軸方向の幅D1は、X軸方向の幅D3及び開口部74の幅D2よりも十分に小さく設けられており、液浸領域LRの巨大化を抑えつつ、光路空間K1を液体LQで良好に満たすことができるようになっている。
In the present embodiment, the
また、第2ランド面76は、Y軸方向において第1ランド面75の両側のそれぞれに設けられているので、基板PをY軸方向に関して移動しつつ露光する場合、+Y方向への移動と−Y方向への移動とのそれぞれに対応することができる。
Further, since the second land surfaces 76 are provided on both sides of the
なお、本実施形態においては、第2ランド面76は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面とほぼ平行な平坦面であるが、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面と平行でなくてもよいし、平坦面でなくてもよい。基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜を第2ランド面76に接触させないようにすることができるのであれば、第2ランド面76の凹凸形状及び基板Pに対する角度等を含む表面状態は任意でよい。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、第1ランド面75に対して凹部72となるように第2ランド面76を設けたが、基板Pとの間で液体LQを良好に保持できれば、第1ランド面75の傾き及び/又は形状を変更して、基板P上の液体とノズル部材70の下面との間に空間が形成されるようにしてもよい。例えば、第1ランド面75が回収口22向かって徐々に基板P側に近づくように連続的にまたは段階的に傾斜させてもよい。こうすることで、第1ランド面75の外側のエッジEの高さ(Z方向の位置)が内側のエッジ(光路空間K1側のエッジ)の高さよりも低くなり、第2ランド面76の高さが第1ランド面75の外側のエッジEの高さよりも高くなるため、第2ランド面76が第1ランド面75の内側のエッジと同じ高さであっても、基板Pの移動に伴って液体LQが光路空間K1に対して第1ランド面75の外側に移動するときに、エッジEの外側で(第2ランド面76と基板Pとの間で)液体LQの上方に空間SPを形成することができる。
In the present embodiment, the
あるいは、第1ランド面75と第2ランド面を同じ高さとしつつ、第1ランド面75と第2ランド面との間に基板P側に突出する突起を設けてもよい。この突起により、基板Pの移動に伴って液体LQが光路空間K1に対して第1ランド面75の外側に移動するときに、液体LQが突起を通過した直後に第2ランド面76と基板Pとの間の液体LQ上に空間SPを形成することができる。すなわち、基板Pの移動に伴って液体LQが光路空間K1に対して第1ランド面75の外側に移動するときに、光路空間K1から回収口22までの範囲において(特に、Y方向において)、ノズル部材70の下面と、基板P及びノズル部材70の下面の間に存在する液体LQとの間に空間SPが発生するような任意の形状または構造を有する領域(空間形成領域)を、ノズル部材70の下面に設けることができる。ただし、空間形成領域は、光路空間K1における液体を所望の状態に維持する、例えば、光路領域K1における液体に気体部分(気泡含む)を発生させない構造及び形状であることは言うまでもない。
Or you may provide the protrusion which protrudes in the board | substrate P side between the
なお、本実施形態において、第2ランド面76には撥液化処理が施されているが、第2ランド面76に撥液化処理を施さなくても、第2ランド面76を基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離れた位置に設けることにより、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQを第2ランド面76に接触させないようにすることができるため、第2ランド面76は必ずしも撥液性を有していなくてもよい。例えば、上述の「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理などは、ノズル部材70から液体LQへの不純物の溶出を抑えることができるため、第2ランド面76を含むノズル部材70の所定位置に、「GOLDEP」処理あるいは「GOLDEP WHITE」処理を施すことができる。
In the present embodiment, the
また、基板Pとの間で液体LQを保持可能であれば、第1ランド面75に対する親液化処理を省略してもよい。すなわち第1ランド面75が親液性でなくてもよい。
Further, if the liquid LQ can be held with the substrate P, the lyophilic process for the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について図10を参照しながら説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分についてはその説明を簡略若しくは省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the following description, the description of the same or equivalent components as those in the above embodiment is simplified or omitted.
上述の第1実施形態においては、第2ランド面76を基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離れた位置に設けることにより、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜が第2ランド面76に接触させないようにしているが、第2ランド面76を撥液性にすることにより、第2ランド面76を基板Pの表面に対して第1ランド面75よりも離れた位置に設けなくても、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜を第2ランド面76に接触させないようにすることができる。すなわち、本実施形態においては、図10に示すように、基板Pの表面に対する第1ランド面75の位置(高さ)と第2ランド面76の位置(高さ)とをほぼ同じにしても、第2ランド面76を撥液性にすることにより、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜を第2ランド面76に接触させないようにすることができる。例えば、第2ランド面76における液体LQの接触角を100°以上にすることで、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQを第2ランド面76から剥離させることができる。すなわち、この実施形態では、撥液性を有する第2ランド面76が空間形成領域であり、この空間形成領域により、第2ランド面76の下方の基板P上に液体LQと第2ランド面76との間に空間SPが形成されている。
In the first embodiment described above, the
図10において、第1ランド面75と第2ランド面76とはほぼ面一に設けられており、第2ランド面76には、液体LQに対して撥液性を付与する撥液化処理が施されている。撥液化処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を付着する処理が挙げられる。
In FIG. 10, the
第2ランド面76を撥液性にすることにより、第1実施形態同様、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQの膜を、第2ランド面76に接触させないようにすることができる。そして、基板Pの表面と第2ランド面76との間に存在する液体LQを、基板Pの表面と第1ランド面75との間の距離W1より薄くすることができる。そして、基板Pの表面と第1ランド面75との間の液体LQの界面LGが露光光ELの光路空間K1に対して第1ランド面75の外側へ向かって移動するときに、第1ランド面75に接触していた液体LQを第2ランド面76から離すことができる。この場合においても、第1ランド面75と第2ランド面76との境界E’で発生した液体LQの膜が、露光光ELの光路空間K1に対して回収口22の外側のエッジよりも内側に形成されるように、第1ランド面75のエッジE’と回収口22との位置関係、回収口22の大きさなどが設定されている。また、液体LQの膜が、露光光ELの光路空間K1に対して回収口22の外側のエッジよりも内側に形成されるように、Y軸方向における第2ランド面76の大きさが、第1実施形態と同様に、基板Pの移動速度、基板Pと液体LQとの接触角などに応じて設定される。
By making the
なお、上述の第1、第2実施形態において、第1ランド面75と多孔部材25の下面26とは高さ(Z方向の位置)は異なっていてもよい。すなわち、多孔部材25の下面26の高さ(Z方向の位置)は、基板P上に形成された液体LQの薄膜の先端部Hが触れるように配置されていればよい。
In the first and second embodiments described above, the
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について図11及び図12を参照しながら説明する。図11及び図12において、回収口22にはフィン部材50が設けられている。フィン部材50は回収口22の多孔部材25の下面26に設けられている。フィン部材50は、多孔部材25の下面26うち、回収口22の外側エッジ22A近傍に設けられている。フィン部材50は、光路空間K1に対して放射状に複数設けられている。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12, a
また、本実施形態において、回収口22に配置された多孔部材25の下面26と基板Pの表面との距離W3は、第1ランド面75と基板Pの表面との距離W1よりも大きい。本実施形態においては、距離W1は1mm程度であり、距離W3は1.5mm程度である。また、基板Pの表面に対する第1ランド面75の位置(高さ)と、基板Pの表面に対するノズル部材70の側板部70Aの下端部の位置(高さ)とはほぼ同じに設けられている。すなわち、側板部70Aの下端部と基板Pの表面との距離は1mm程度であり、側板部70Aの下端部近傍は、回収口22に配置された多孔部材25の下面26よりも下方に突出している。そして、多孔部材25の下面26よりも下方に突出した側板部70Aの光路空間K1側を向く内側面によって、液体LQの漏れを防止するための壁部51が形成されている。したがって、壁部51のZ軸方向の大きさW4は0.5mm程度である。壁部51は、回収口22の周縁部(外側エッジ22A)に設けられており、光路空間K1に満たされた液体LQの漏れを防止するためのものである。そして、その壁部51に沿って、複数のフィン部材50が設けられている。
Further, in the present embodiment, the distance W3 between the
フィン部材50の下端部と基板Pの表面との距離は1mm程度である。すなわち、フィン部材50のZ軸方向の大きさは、壁部51のZ軸方向の大きさW4とはほぼ同じ値であり、フィン部材50の下端部と基板Pの表面との距離は、第1ランド面75と基板Pの表面との距離W1とほぼ同じ値である。
The distance between the lower end of the
このように、回収口22に設けられたフィン部材50に液体LQの膜の先端部Hを接触させることができ、回収口22を介して液体LQを良好に回収することができる。また、壁部51によって、回収口22の外側に液体LQが漏出することを防止できる。
In this way, the tip H of the liquid LQ film can be brought into contact with the
なお、フィン部材50に液体LQの薄膜の先端部Hを接触させることができさえすれば、フィン部材50の下端部と第1ランド面75とは高さが異なっていてもよい。
Note that the lower end portion of the
なお、本実施形態においては、フィン部材50は、環状に設けられた回収口22(多孔部材25)の周縁部に設けられた構成であるが、例えば多孔部材25の下面26の全部の領域に所定間隔で設けてもよいし、多孔部材25の下面26のうち光路空間K1に対してY軸方向両側のそれぞれの所定領域のみに設けてもよい。
In the present embodiment, the
なお、上述の第1〜第3実施形態においては、第2ランド面76は第1ランド面75に対してY軸方向両側のそれぞれに設けられているが、X軸方向両側のそれぞれに設けられていてもよい。
In the first to third embodiments described above, the second land surfaces 76 are provided on both sides in the Y-axis direction with respect to the
なお、上述の第1〜第3実施形態においては、第1ランド面75の外形は、X軸方向を長手方向とする矩形状であるが、基板Pとの間で液体LQを良好に保持可能であり、光路空間K1(光軸AX)と液体LQの膜の先端部Hとの距離Lsを小さくすることができるのであれば、円形状など任意の形状でよい。
In the first to third embodiments described above, the outer shape of the
なお、上述の第1〜第3実施形態において、第2ランド面76(空間形成領域)と回収口22とが離れていてもよい。例えば、ノズル部材70の下面のうち、光路空間K1に対して回収口22よりも内側であって、第2ランド面76よりも外側に、ノズル部材70と基板Pとの間の液体LQが自由に出入り可能なバッファ空間を形成してもよい。このバッファ空間の下端には、回収口22の内側エッジ22B近傍に露光光ELの光路を取り囲むように環状に形成された開口部が形成され、その上端は外部空間(大気空間)に接続されている。このように、回収口22の内側エッジ22B近傍にバッファ空間を設けることによって、光路空間K1の外側へ向かって流れる液体LQの一部がバッファ空間に流れ込み、回収口22へ到達する液体LQの量を少なくすることができる。したがって、より確実に液体LQの漏出を抑えることができる。なお、バッファ空間の下端の開口部を回収口22の外側エッジ22A近傍に配置してもよい。この場合、光路空間K1の外側へ向かって流れる液体LQのうち回収口22で回収されなかった液体LQがバッファ空間に流れ込むため、液体LQの漏出を抑えることができる。もちろん、回収口22の内側エッジ22B近傍及び外側エッジ22A近傍の両方に環状の開口部を形成し、それぞれの開口部に液体LQが自由に出入りすることができるバッファ空間を形成してもよい。この場合、第2ランド面76(空間形成領域)を有する部材と、回収口22を有する部材とが分離されていてもよい。
In the first to third embodiments described above, the second land surface 76 (space forming region) and the
また、上述の第1〜第3実施形態においては、Y軸方向における第2ランド面76の大きさD5を、基板Pの移動速度や基板Pと液体LQとの接触角などに応じて設定するようにしているが、第2ランド面76の大きさD5に応じて、基板Pの移動条件(移動速度、加速度、移動方向、移動距離など)及び液浸条件(液体供給量、回収量など)の少なくとも一方を決めるようにしてもよい。また、第2ランド面76の大きさD5に応じて、露光装置EXで露光可能な基板P表面の膜条件(接触角など)を決めるようにしてもよい。
In the first to third embodiments described above, the size D5 of the
なお上記実施形態で用いたノズル部材70などの液浸機構1は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第1420298号公報、国際公開第2004/055803号公報、国際公開第2004/057589号公報、国際公開第2004/057590号公報、国際公開第2005/029559号公報に記載されているものも用いることができる。
The
また、上述の実施形態においては、ノズル部材70の一部(底板部70D)が、投影光学系PLと基板Pとの間に配置されているが、ノズル部材70の一部が投影光学系PLと基板Pとの間に配置されていなくてもよい。すなわち、投影光学系PLの最終光学素子LS1の下面T1の全体が基板Pと対向していてもよい。この場合、最終光学素子LS1の下面T1とノズル部材70の下面とがほぼ面一であってもよい。
In the above-described embodiment, a part (
また、上述の実施形態において、供給口12は内部空間G2に接続されているが、ノズル部材70の下面に供給口を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述の各実施形態においては、露光光ELが照射可能な位置に基板Pを配置した状態で、露光光ELの光路空間K1を液体LQで満たしているが、露光光ELが照射可能な位置に、例えば基板ステージPSTの上面94、あるいは基板ステージPSTとは別の物体を配置した状態で、露光光ELの光路空間K1が液体LQで満たされてもよい。
In each of the above embodiments, the optical path space K1 of the exposure light EL is filled with the liquid LQ in a state where the substrate P is disposed at a position where the exposure light EL can be irradiated. However, the exposure light EL can be irradiated. For example, the optical path space K1 of the exposure light EL may be filled with the liquid LQ in a state where the
上述したように、本実施形態における液体LQは純水である。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板P上のフォトレジストや光学素子(レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Pの表面、及び投影光学系PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。 As described above, the liquid LQ in this embodiment is pure water. Pure water has an advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has no adverse effect on the photoresist, optical element (lens), etc. on the substrate P. In addition, pure water has no adverse effects on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the substrate P and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. . When the purity of pure water supplied from a factory or the like is low, the exposure apparatus may have an ultrapure water production device.
そして、波長が193nm程度の露光光ELに対する純水(水)の屈折率nはほぼ1.44程度と言われており、露光光ELの光源としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)を用いた場合、基板P上では1/n、すなわち約134nmに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約n倍、すなわち約1.44倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。 The refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is said to be about 1.44, and when ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL On the substrate P, the wavelength is shortened to 1 / n, that is, about 134 nm, and a high resolution can be obtained. Furthermore, since the depth of focus is enlarged by about n times, that is, about 1.44 times compared with that in the air, the projection optical system PL can be used when it is sufficient to ensure the same depth of focus as that in the air. The numerical aperture can be further increased, and the resolution is improved in this respect as well.
本実施形態では、投影光学系PLの先端に光学素子LS1が取り付けられており、このレンズにより投影光学系PLの光学特性、例えば収差(球面収差、コマ収差等)の調整を行うことができる。なお、投影光学系PLの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系PLの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ELを透過可能な平行平面板であってもよい。 In the present embodiment, the optical element LS1 is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) can be adjusted by this lens. The optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL.
なお、液体LQの流れによって生じる投影光学系PLの先端の光学素子と基板Pとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。 When the pressure between the optical element at the tip of the projection optical system PL generated by the flow of the liquid LQ and the substrate P is large, the optical element is not exchangeable but the optical element is moved by the pressure. It may be fixed firmly so that there is no.
なお、本実施形態では、投影光学系PLと基板P表面との間は液体LQで満たされている構成であるが、例えば基板Pの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体LQを満たす構成であってもよい。 In the present embodiment, the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid LQ. However, for example, the liquid with the cover glass made of a plane-parallel plate attached to the surface of the substrate P is used. The structure which satisfy | fills LQ may be sufficient.
また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第2004/019128号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。 In the projection optical system of the above-described embodiment, the optical path space on the image plane side of the optical element at the tip is filled with liquid, but as disclosed in International Publication No. 2004/019128, the optical at the tip is used. It is also possible to employ a projection optical system in which the optical path space on the mask side of the element is filled with liquid.
なお、本実施形態の液体LQは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ELの光源がF2レーザである場合、このF2レーザ光は水を透過しないので、液体LQとしてはF2レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル(PFPE)やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体LQと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体LQとしては、その他にも、露光光ELに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系PLや基板P表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの(例えばセダー油)を用いることも可能である。 The liquid LQ of the present embodiment is water, but may be a liquid other than water. For example, when the light source of the exposure light EL is an F 2 laser, the F 2 laser light does not pass through water. The liquid LQ may be, for example, a fluorinated fluid such as perfluorinated polyether (PFPE) or fluorinated oil that can transmit F 2 laser light. In this case, the lyophilic treatment is performed by forming a thin film with a substance having a molecular structure having a small polarity including fluorine, for example, at a portion in contact with the liquid LQ. In addition, as the liquid LQ, the liquid LQ is transmissive to the exposure light EL, has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the photoresist applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P (for example, Cedar). Oil) can also be used.
また、液体LQとしては、屈折率が1.6〜1.8程度のものを使用してもよい。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で光学素子LS1を形成してもよい。 Moreover, as the liquid LQ, a liquid having a refractive index of about 1.6 to 1.8 may be used. Furthermore, the optical element LS1 may be formed of a material having a refractive index higher than that of quartz or fluorite (for example, 1.6 or more).
なお、上記各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。 The substrate P in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。 As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise.
また、露光装置EXとしては、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で第1パターンの縮小像を投影光学系(例えば1/8縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系)を用いて基板P上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で第2パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。 Further, as the exposure apparatus EX, a reduced image of the first pattern is projected with the first pattern and the substrate P being substantially stationary (for example, a refraction type projection optical system that does not include a reflecting element at 1/8 reduction magnification). The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs batch exposure on the substrate P using the above. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P substantially stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed onto the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus. Further, the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
また、上記実施形態では投影光学系PLを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系PLを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系PLを用いない場合であっても、露光光はレンズなどの光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板P上に形成することによって、基板P上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置にも適用できる。 In the above embodiment, the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example. However, the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL. Even when the projection optical system PL is not used in this way, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens, and a liquid immersion region is formed in a predetermined space between the optical member and the substrate. It is formed. As disclosed in the pamphlet of International Publication No. 2001/035168, the present invention can be applied to an exposure apparatus that forms line and space patterns on a substrate P by forming interference fringes on the substrate P.
また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。 The present invention also relates to a twin stage type exposure apparatus having a plurality of substrate stages as disclosed in JP-A-10-163099, JP-A-10-214783, JP-T 2000-505958, and the like. It can also be applied to.
更に、特開平11−135400号公報や特開2000−164504号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び/又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。この場合、計測ステージ上に液浸領域LRを形成することもできる。 Furthermore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-135400 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164504, a substrate stage for holding a substrate and a reference member on which a reference mark is formed and / or various photoelectric sensors are mounted. The present invention can also be applied to an exposure apparatus provided with a measurement stage. In this case, the liquid immersion region LR can also be formed on the measurement stage.
露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。 The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ) Or an exposure apparatus for manufacturing reticles or masks.
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第6,778,257号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。 In the above-described embodiment, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. As disclosed in Japanese Patent No. 6,778,257, an electronic mask that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used.
また、国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板P上に形成することによって、基板P上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that exposes a line-and-space pattern on a substrate P by forming interference fringes on the substrate P. The present invention can also be applied.
以上のように、本願実施形態の露光装置EXは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 As described above, the exposure apparatus EX according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図13に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンで基板を露光する露光処理を含む基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
As shown in FIG. 13, a microdevice such as a semiconductor device includes a
1…液浸機構、11…液体供給装置、12…供給口、16…排気口、22…回収口、25…多孔部材、50…フィン部材、51…壁部、75…第1ランド面、76…第2ランド面、77…上面、EL…露光光、EX…露光装置、G2…内部空間、K1…光路空間、K3…外部空間、LS1…最終光学素子、P…基板、PL…投影光学系
DESCRIPTION OF
Claims (35)
前記露光光の光路空間を液体で満たすために液体を供給する液体供給装置と、
前記露光光が照射可能な位置に配置された物体の表面と対向するように、且つ前記露光光の光路空間を囲むように設けられ、前記液体供給装置から供給された液体を前記物体との間で保持可能な第1面と、
前記物体の表面と対向するように、且つ前記露光光の光路空間に対して前記第1面の外側に配置された第2面とを備え、
前記第2面は、前記物体の表面と前記第2面との間に存在する液体の膜が前記第2面と接触しないように設けられている露光装置。 In an exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating exposure light onto the substrate,
A liquid supply device for supplying a liquid to fill the optical path space of the exposure light with the liquid;
The liquid supplied from the liquid supply device is disposed between the object and the object so as to face the surface of the object disposed at a position where the exposure light can be irradiated and to surround the optical path space of the exposure light. A first surface that can be held by
A second surface arranged to face the surface of the object and outside the first surface with respect to the optical path space of the exposure light,
The exposure apparatus, wherein the second surface is provided so that a liquid film existing between the surface of the object and the second surface does not come into contact with the second surface.
前記第2面は、前記物体の表面と前記第2面との間に存在する液体が前記第1の間隔よりも薄い膜となるように設けられている請求項1記載の露光装置。 The first surface is spaced apart from the surface of the object by a first distance;
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second surface is provided such that the liquid existing between the surface of the object and the second surface is a film thinner than the first interval.
前記第2面は、前記物体の表面に対して前記第1面よりも離れている請求項1〜3のいずれか一項記載の露光装置。 The first surface is provided substantially parallel to the surface of the object,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second surface is separated from the surface of the object by the first surface.
前記第2面は、前記液体に対して撥液性を有する請求項1〜4のいずれか一項記載の露光装置。 The first surface is provided substantially parallel to the surface of the object, and is lyophilic with respect to the liquid.
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second surface has liquid repellency with respect to the liquid.
前記第2面は、前記所定方向において前記第1面の両側のそれぞれに設けられている請求項1〜5のいずれか一項記載の露光装置。 Irradiating the substrate with the exposure light while moving the substrate in a predetermined direction;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second surface is provided on each of both sides of the first surface in the predetermined direction.
前記露光光の光路空間を囲むように設けられ、前記光学部材との間に所定の隙間を介して対向する第3面と、
前記光学部材と前記第3面との間の所定空間の近傍に設けられ、前記液体供給装置から液体が供給される供給口とを有する請求項1〜18のいずれか一項記載の露光装置。 An optical member through which the exposure light passes;
A third surface provided so as to surround the optical path space of the exposure light, and facing the optical member via a predetermined gap;
The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a supply port that is provided in a vicinity of a predetermined space between the optical member and the third surface and through which a liquid is supplied from the liquid supply apparatus.
前記露光光の光路空間を囲むように設けられ、前記光学部材との間に所定の隙間を介して対向する第3面と、
前記光学部材と前記第3面との間の所定空間の近傍に設けられ、前記所定空間と外部空間とを連通させるための排気口とを有する請求項1〜18のいずれか一項記載の露光装置。 An optical member through which the exposure light passes;
A third surface provided so as to surround the optical path space of the exposure light, and facing the optical member via a predetermined gap;
The exposure according to any one of claims 1 to 18, further comprising an exhaust port provided in the vicinity of a predetermined space between the optical member and the third surface for communicating the predetermined space with an external space. apparatus.
前記露光光が照射可能な位置に配置される物体の表面と対向し、前記液体を前記物体との間で保持可能な部材と、
前記物体と部材の間で保持された液体を回収する回収部と、
前記光路と前記回収部との間に前記物体の表面と対向するように位置し、且つ前記物体上の液体と前記部材の間に空間をもたらす空間形成領域が前記部材に形成されている露光装置。 An exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating the substrate with exposure light through a liquid,
A member facing a surface of an object disposed at a position where the exposure light can be irradiated, and capable of holding the liquid between the object;
A collecting unit for collecting the liquid held between the object and the member;
An exposure apparatus in which the member is formed with a space forming region that is positioned so as to face the surface of the object between the optical path and the recovery unit and that provides a space between the liquid on the object and the member. .
前記液体を、前記基板と対向するように配置された部材と前記基板との間に供給することと、
前記基板上の液体と前記部材との間に空間をもたらしつつ液体を回収することと、
前記基板に液体を介して露光光を照射して前記基板を露光することを含む露光方法。 An exposure method for exposing the substrate by irradiating the substrate with exposure light through a liquid,
Supplying the liquid between the substrate and a member arranged to face the substrate;
Collecting the liquid while providing a space between the liquid on the substrate and the member;
An exposure method comprising exposing the substrate by irradiating the substrate with exposure light through a liquid.
前記所定方向における前記露光光の光路空間と前記基板と対向するように配置された液体回収部との間で前記空間がもたらされつつ前記液体回収部で液体が回収される請求項31又は32に記載の露光方法。 And moving the substrate in a predetermined direction,
The liquid is recovered by the liquid recovery unit while the space is provided between the optical path space of the exposure light in the predetermined direction and the liquid recovery unit arranged to face the substrate. An exposure method according to 1.
35. A device manufacturing method comprising exposing a substrate using the exposure method according to any one of claims 31 to 34.
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