JP2006319367A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 投影光学系を有し、投影光学系と基板との間に液体を介在させて、原版と投影光学系とを介して基板を露光する露光装置は、基板に対するアライメント計測およびフォーカス計測と、基板の露光とが行われる第1のチャンバーと、露光の後に、基板の乾燥が行われる、第1のチャンバーとは隔離された第2のチャンバーと、露光の後の基板を第1のチャンバーから第2のチャンバーへ搬送する搬送ユニットとを有する。
【選択図】 図13
Description
前記基板に対するアライメント計測およびフォーカス計測と、前記基板の露光とが行われる第1のチャンバーと、
前記露光の後に、前記基板の乾燥が行われる、前記第1のチャンバーとは隔離された第2のチャンバーと、
前記露光の後の前記基板を前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーへ搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする。
前記基板に対するアライメント計測およびフォーカス計測と、前記基板の露光とが行われる第1のチャンバーと、
前記露光の後に、前記基板チャックからの前記液体の回収と、前記基板の乾燥とが行われる、前記第1のチャンバーとは隔離された第2のチャンバーと、
前記露光の後の前記基板を保持した前記基板チャックを前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーへ搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする。
図4Aにおいて、露光装置には、露光処理を行う露光エリアと、アライメント計測及び液浸液の滴下等を行うためのアライメント計測エリアが設けられている。処理の対象となるウエハを搭載して所定の位置に位置決めをする露光ステージ5とアライメントステージ6がそれぞれのエリアにおいて駆動して、各エリアにおける処理を並列に実行することができる。
という。)上の露光パターン領域以外を照明しないように露光光をマスキングして露光光
を整形し、整形した露光光をレチクルに照射する機能を有する。照明制御部401(図4C)は、露光光源を制御して、所定のタイミングで露光光を照射制御する。
5は露光ステージであり、露光エリアにおいて、ウエハを所定の露光位置に位置決めする。6はアライメントステージであり、アライメント計測エリア内において、ウエハチャック6Cが保持するウエハの位置を計測するために、所定の計測位置に位置決めをするステージである。露光ステージ5及びアライメントステージ6のXY平面における二次元的な位置は、それぞれ、Xバーミラー(18、16、:図4B)、Yバーミラー(19、17、:図4B)と、不図示のレーザ干渉計によりリアルタイムに 計測される。この計測値に基づいて、駆動制御部402(図4C)は露光ステージ5、アライメントステージ6の位置決め制御を行う。また、レチクルステージ2に関しても同様に位置計測が行われ、その結果に基づいて、駆動制御部402は、レチクルステージ2の位置決めを行い、レチクルステージ2と露光ステージ5の制御を行う。
アライメント計測エリア内で、所定の計測位置に位置決めされたアライメントステージ6上に保持されたウエハ20に関するアライメントは、ウエハチャック6C上に設けられた基準マーク14を用いて、アライメントスコープ7(例えば、顕微鏡)により計測される。8はフォーカススコープであり、ウエハチャック6Cに保持されたウエハ20の面形状や光軸方向(Z方向)の焦点深度に関する計測を行う。計測制御部407はアライメント計測エリアにおける計測処理を制御し、これらの計測結果は、全体制御部405に提供され、メモリ408に格納される。
9は液浸液タンクであり、このタンク内に液浸液が貯蔵される。このタンクには液浸液を送り出す圧送装置410、液体の供給流量を制御する流量制御装置411、貯蔵する液浸液の温度を制御するための温度制御装置412が含まれ、これらは、液浸制御部404(図4C)により制御される。液浸用の液体としては、被露光体であるウエハに一定の照射量を確保するために露光光の吸収が少ないものが好ましく、更には、液浸液の滴下により液中に気泡が介在しないように、予め脱気処理が施されたものがより好ましい。また、露光処理の終了後には、乾燥を短時間で済ませることができるように速乾性に優れていることがこのましい。
図4Dは、ウエハチャック6C(5C)の断面形状を概略的に示す図であり、XZ断面に関して凹形状を有している。ウエハチャック6C(5C)は、基板保持部材408上にウエハ20を保持した状態で、滴下注入された液浸液409により、ウエハ20を浸した状態にして被露光対象であるウエハを保持することができる。
次に、ウエハを、アライメント計測エリア、露光エリアにおいて搬送するためのチャック搬送ロボットについて説明する。図4Bにおいて、11はウエハ20を載せたウエハチャック6Cをアライメント計測エリア(図4A参照)内のアライメントステージ6に供給するチャック搬送ロボットであり、12はアライメント計測エリアと露光エリア(図4A参照)の間に位置するチャック搬送ロボットであり、アライメント計測が終了したウエハチャック6Cをアライメント計測アリアから排出し、搬送経路において液浸液を充填したウエハチャックを露光エリア内の露光ステージ5に供給することができる。ここで、図4Bにおけるウエハチャック5Cは、チャック搬送ロボット12により供給されたウエハチャックである。
露光エリア内の露光ステージ5にウエハチャック6C(以下、露光エリアにおいては、「ウエハチャック5C」とする。)がセットされると、ウエハチャック5Cに設けられている照度センサに15により、露光前に露光光の照度がキャリブレーションされ、キャリブレーションにより補正された露光光が照射される(1、401)。露光光がレチクル(原版)を照明している間、レチクルを保持しているレチクルステージ(原版ステージ)2とウエハ(基板)20を保持する露光ステージ5は同期しながら動作をし、この同期を通して、レチクル上の露光パターン全体がウエハ20上に結像し、ウエハ20の表面に塗布されたレジストが感光される。
図5(a)から(g)は、XY平面内において、図4Aに示すアライメント計測エリア及び露光エリアにおけるチャック搬送ロボット(11、12、13)と、アライメントステージベース6B、アライメントステージ6、露光ステージベース5B、露光ステージ5、そして液浸液滴下ユニット10の動作の関係を示す図である。
ここで、図5(e)における状態で、ウエハチャック6Cに対して行う液浸液滴下を図6を用いて説明する。
露光対象となるウエハ20を液浸液に浸す構成の変形例1を、図10に示す。実施形態において示した構成(図4A:図4Aと同一の参照番号が付されている構成要素に関しては説明を省略する)では、ウエハチャック6Cをアライメント計測エリアから露光エリアに搬送する際に、液浸液滴下ユニット10から液浸液をウエハチャックに滴下させてウエハを液浸液で浸す構成を示したが、例えば、露光ステージ5の移動部機構を防水のためにシールして、露光エリアにおいて、ウエハチャックを浸漬する液浸液槽21を設け、この液浸液槽21の液浸液の中にウエハチャックが没するような状態にして、ウエハを液浸液に浸すようもしてもよい。この際、液浸液滴下ユニット10は液浸液槽21の液補充を行うように、液浸制御部404により制御される。本変形例1では、予め液浸液を露光エリア内に準備することにより、液浸液をウエハ毎に滴下する必要が無くなり、実施形態に比べて、液浸液の滴下に要する時間を短縮化することが可能になる。
露光対象となるウエハ20を液浸液により浸す構成の変形例2を、図11に示す。液浸液タンク9には、液浸液をウエハに供給するための液浸液供給ポンプ27が接続しており、液浸液供給配管25を介して液浸液供給ノズル22から露光エリアにセットされているウエハ上に液浸液を供給し、ウエハ表面に液膜を形成するようにしてもよい。この場合、供給された液浸液は液浸液回収ノズル23から、液浸液回収配管26を介して液浸液回収ポンプ28により回収され、液浸液タンク9に戻される。
露光対象となるウエハ20を液浸液により浸す構成の変形例3を、図12に示す。上述の変形例2では、ウエハチャック6Cをチャック搬送ロボット12により搬送して、露光エリアにウエハを供給していたが、図12に示すように露光ステージ50とアライメントステージ60が、交互にアライメント計測エリアと露光エリアとの間を移動するようにしてもよい。
上述の実施形態、および変形例1〜3において、液浸液乾燥時の温度上昇及び液浸液の気化による湿度上昇が外乱として、アライメント計測エリア及び露光エリアにおける処理に及ぼす影響を排除するために、アライメント計測エリアと露光エリアを遮蔽された温度調設空間としての温調チャンバー29内に設け、また、液浸液乾燥・回収エリアを液浸液回収乾燥チャンバー301内に設け、温調チャンバー29と隔離することにより、液浸液回収、乾燥時の温度及び湿度上昇による影響が外乱として、アライメント計測エリア及び露光エリアにおける処理に影響を及ぼすことが無いよう環境は管理されているものとする(図13)。
次に上述した露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図14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(露光制御データ作製)では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作製する。
2:レチクルステージ
3:縮小投影レンズ
4:露光装置本体
5:露光ステージ
5C:ウエハチャック
6:アライメントステージ
6C:ウエハチャック
7:アライメントスコープ
8:フォーカススコープ
9:液浸液タンク
10:液浸液滴下ユニット
11:チャック搬送ロボット
12:チャック搬送ロボット
13:チャック搬送ロボット
14:基準マーク
15:照度センサー
16:Xバーミラー
17:Yバーミラー
18:Xバーミラー
19:Yバーミラー
20:ウエハ
21:液浸液槽
22:液浸液供給ノズル
23:液浸液回収ノズル
24:液浸液
25:液浸液供給配管
26:液浸液回収配管
27:液浸液供給ポンプ
28:液浸液回収ポンプ
29:温調チャンバー
30:液浸回収乾燥チャンバー
Claims (3)
- 投影光学系を有し、前記投影光学系と基板との間に液体を介在させて、原版と前記投影光学系とを介して前記基板を露光する露光装置であって、
前記基板に対するアライメント計測およびフォーカス計測と、前記基板の露光とが行われる第1のチャンバーと、
前記露光の後に、前記基板の乾燥が行われる、前記第1のチャンバーとは隔離された第2のチャンバーと、
前記露光の後の前記基板を前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーへ搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする露光装置。 - 投影光学系を有し、基板チャックに液体を供給することにより前記投影光学系と基板との間に液体を介在させて、原版と前記投影光学系とを介して前記基板を露光する露光装置であって、
前記基板に対するアライメント計測およびフォーカス計測と、前記基板の露光とが行われる第1のチャンバーと、
前記露光の後に、前記基板チャックからの前記液体の回収と、前記基板の乾燥とが行われる、前記第1のチャンバーとは隔離された第2のチャンバーと、
前記露光の後の前記基板を保持した前記基板チャックを前記第1のチャンバーから前記第2のチャンバーへ搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする露光装置。 - 請求項1または2に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
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