JP2010161406A - 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】露光装置(EX)は、液体(LQ)を介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光するものであって、第1ベース部材(BP1)と、基板Pを移動可能に保持する基板ステージ(PST)と、基板ステージ(PST)を支持する第2ベース部材(BP2)とを備え、第2ベース部材(BP2)上に漏出した液体(LQ)の第1ベース部材(BP1)への拡散が防止されている。
【選択図】図1
Description
本願は、2004年2月19日に出願された特願2004−42929号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度(DOF)も重要となる。解像度R、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
R=k1・λ/NA … (1)
δ=±k2・λ/NA2 … (2)
ここで、λは露光波長、NAは投影光学系の開口数、k1、k2はプロセス係数である。(1)式、(2)式より、解像度Rを高めるために、露光波長λを短くして、開口数NAを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
本発明の露光装置(EX)は、液体(LQ)を介して基板(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、第1ベース部材(BP1)と、基板(P)を移動可能に保持する基板ステージ(PST)と、基板ステージ(PST)を支持する第2ベース部材(BP2)とを備え、第2ベース部材(BP2)上に漏出した液体(LQ)の第1ベース部材(BP1)への拡散が防止されていることを特徴とする。
L1≧L2の条件を満足することを特徴とする。
図1において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、基板Pを支持する基板ステージPSTと、マスクステージMSTに支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のパターンの像を基板ステージPSTに支持されている基板P上に投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を統括制御する主制御装置CONTとを備えている。更に、露光装置EXは、マスクステージMST及び投影光学系PLを支持するメインコラム3を備えている。
メインコラム3は、床面FDに水平に載置された第1ベース部材BP1上に設けられている。メインコラム3には、内側に向けて突出する上側段部3A及び下側段部3Bが形成されている。
主制御装置CONTは、レーザ干渉計36の計測結果に基づいてマスクステージ駆動系を駆動することでマスクステージMSTに支持されているマスクMの位置決めを行う。
そして、可動子48Bが固定子48Aに対して駆動することでXガイドステージ44が基板ステージPSTとともにY軸方向に移動する。また、Yリニアモータ48、48のそれぞれの駆動を調整することでXガイドステージ44はθZ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このYリニアモータ48、48により基板ステージPSTがXガイドステージ44とほぼ一体的にY軸方向及びθZ方向に移動可能となっている。
同様に、不図示ではあるが、基板ステージPST上及び鏡筒PKの+Y側にも移動鏡及び参照鏡が設けられ、これらに対向する位置にはレーザ干渉計が設けられている。
撥液化処理としては、例えばフッ素系樹脂材料あるいはアクリル系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する。撥液性にするための撥液性材料としては液体LQに対して非溶解性の材料が用いられる。基板Pの周囲に基板P表面とほぼ面一の上面51を設けたので、基板P表面のエッジ領域を液浸露光するときにおいても、投影光学系PLの像面側に液体LQを保持して液浸領域AR2を良好に形成することができる。ただし、液浸領域AR2が良好に保持できるならば、基板Pの表面と上面51とに段差があってもかまわない。また、基板Pのエッジ部とその基板Pの周囲に設けられた平坦面51との間には0.1〜2mm程度の隙間があるが、液体LQの表面張力によりその隙間に液体LQが流れ込むことはほとんどなく、基板Pのエッジ領域を露光する場合にも、投影光学系PLの下に液体LQを保持することができる。
そして、第1ベース部材BP1上の電気機器と、第2ベース部材BP2上の電気機器とは電気的に独立している。
そして、これら第2ベース部材BP2上に支持され、ステージ用電源100Bから供給される電力によって駆動する電気機器によってステージ電気系120Bが構成されている。なお、ステージ用電源100Bから電力が供給される電気機器は、上述したものに限られず、上述したものをすべて含む必要もない。
液体供給機構10は、所定の液体LQを投影光学系PLの像面側に供給するためのものであって、液体LQを送出可能な液体供給部11と、液体供給部11にその一端部を接続する供給管13とを備えている。液体供給部11は、液体LQを収容するタンク、加圧ポンプ、及び供給する液体LQの温度を調整する液体温調装置等を備えている。液体供給部11の液体供給動作は主制御装置CONTにより制御される。基板P上に液浸領域AR2を形成する際、液体供給機構10は液体LQを投影光学系PLと基板ステージPST上の基板Pとの間に供給する。なお、液体を供給するためのタンク、加圧ポンプ、温調装置などは、その全てを露光装置EXで備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置EXが設置される工場などの設備で代替することもできる。
また、液体供給口12から基板P上に供給される液体LQの単位時間あたりの量は、供給管13に設けられた流量制御器16により制御可能である。
まず、マスクMがマスクステージMSTに搬入(ロード)されるとともに、被露光対象である基板Pが基板ステージPSTに搬入(ロード)される。そして、基板Pを露光する前に、主制御装置CONTは、計測装置90を使って、第1ベース部材BP1と第2ベース部材BP2との相対位置情報を求める。主制御装置CONTは、求めた前記相対位置情報に基づいて、投影光学系PLを介したマスクMのパターン像と基板Pとの位置関係を調整するための補正量を求める。そして主制御装置CONTは、求めた補正量に基づいて、マスクステージMST、基板ステージPST、及び防振ユニット6、7、9等を駆動し、マスクステージMSTや基板ステージPST等の露光開始時における初期位置を調整する。
図8において、流路形成部材70の下面70Aのうち、X軸方向(走査方向)に関して投影光学系PLの投影領域AR1の両側には、基板P上に液体LQを供給する液体供給口12A、12Bがそれぞれ設けられている。液体供給口12A、12Bは、Y軸方向を長手方向とするスリット状である。また、流路形成部材70の下面70Aのうち、Y軸方向(非走査方向)に関して投影光学系PLの投影領域AR1の両側には、基板P上に液体LQを供給する液体供給口12C、12Dがそれぞれ設けられている。液体供給口12C、12Dは、X軸方向を長手方向とするスリット状である。また、流路形成部材70の下面70Aには、投影光学系PLの投影領域AR1、及び液体供給口12A〜12Dを囲むように形成された環状の液体回収口22が設けられている。
L1≧L2 …(1)
の条件を満足するように設定されている。ここで、X軸方向(走査方向)への移動距離L1とは、走査露光時の基板P(基板ステージPST)の等速区間と加速及び減速区間とを含む距離である。
L3≧L4 …(2)
の条件を満足するように設定されている。
L1≧L2≧Φ …(3)
の条件を満足するように設定される。
L3≧L4≧Φ’ …(4)
の条件を満足するように設定される。
また、上述の液浸法を適用した露光装置では、投影光学系PLの光学素子2の光射出側の光路空間を液体(純水)で満たして基板Pを露光する構成になっているが、国際公開第2004/019128号に開示されているように、投影光学系PLの光学素子2の光入射側の光路空間も液体(純水)で満たすようにしてもよい。
また、投影光学系を持たないタイプの露光装置、例えば、プロキシミティ型露光装置や干渉縞をウエハ上に形成することによってウエハを露光する二光束干渉型の露光装置を使用することもできる。
なお、露光装置が基板Pを保持するステージとは別に、測定用の部材やセンサを搭載して投影光学系の像面側で移動する測定ステージを備えていてもよい。この場合、測定ステージについても基板Pを保持するステージと同様に、第1移動情報と第2移動情報とを取得して、第1移動情報と第2移動情報とに基づいて測定ステージの移動を制御するようにしてもよい。なお、測定ステージを備えた露光装置は、例えば特開2000−164504号(対応米国出願第09/593,800号)に開示されており、本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及びこれに対応する米国出願における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
マスクステージMSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−330224号公報(USP5,874,820)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
Claims (36)
- 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
第1ベース部材と、
前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、
前記基板ステージを支持する第2ベース部材とを備え、
前記第2ベース部材上に漏出した液体の前記第1ベース部材への拡散が防止されていることを特徴とする露光装置。 - 前記第2ベース部材が、前記第1ベース部材とは分離していることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記第1ベース部材と前記第2ベース部材との相対位置を計測する第1計測装置を備えたことを特徴とする請求項2記載の露光装置。
- 前記第2ベース部材上に漏出した液体は、前記第1ベース部材と前記第2ベース部材との間に流れることを特徴とする請求項2又は3記載の露光装置。
- 前記第1ベース部材と前記第2ベース部材との間に流れた液体を回収する液体回収機構を備えたことを特徴とする請求項4記載の露光装置。
- 前記第1ベース部材上の機器と、前記第2ベース部材上の機器とは電気的に独立していることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記第1ベース部材上の機器に電力を供給する第1電源と、
前記第1電源とは独立して、前記第2ベース部材上の機器に電力を供給する第2電源とを備えたことを特徴とする請求項6記載の露光装置。 - 投影光学系をさらに備え、
前記露光光は前記投影光学系と液体とを介して前記基板上に照射される請求項1〜7のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記第1ベース部材は、前記投影光学系を支持することを特徴とする請求項8記載の露光装置。
- 前記投影光学系を支持する本体フレームと、
前記本体フレームと前記基板ステージとの位置関係を計測する第2計測装置とを備えたことを特徴とする請求項8記載の露光装置。 - 前記第2計測装置の計測結果に基づいて、前記基板ステージの移動を制御する制御装置を備えたことを特徴とする請求項10記載の露光装置。
- 前記投影光学系は、マスクのパターンの像を前記基板上に投影し、
前記第1ベース部材に支持され、前記マスクを照明する照明系を更に備えたことを特徴とする請求項8記載の露光装置。 - 前記投影光学系は、マスクのパターンの像を前記基板上に投影し、
前記第1ベース部材に支持され、前記マスクを移動可能に保持するマスク保持部材を更に備えたことを特徴とする請求項8記載の露光装置。 - 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
第1機器を含む第1電気系と、 第2機器を含み、前記第1電気系とは独立した第2電気系とを備え、
前記第1電気系が液体の漏出に起因して停止した場合でも、前記第2電気系は動作可能であることを特徴とする露光装置。 - 前記第1電気系は、前記第1機器に電力を供給する第1電源を有し、 前記第2電気系は、前記第1電源とは独立して前記第2機器に電力を供給する第2電源を有することを特徴とする請求項14記載の露光装置。
- 前記基板を保持する基板ステージを更に備え、 前記液体は、前記投影光学系と前記基板ステージとの間に供給されることを特徴とする請求項14記載の露光装置。
- 前記第1機器は、前記基板ステージ、もしくは前記基板ステージよりも下方に配置されていることを特徴とする請求項16記載の露光装置。
- 前記第1機器は、前記基板ステージを移動するための駆動系を含むことを特徴とする請求項17記載の露光装置。
- 前記第1機器は、前記基板ステージに配置されたセンサ系を含むことを特徴とする請求項17記載の露光装置。
- 前記第1機器は、前記基板ステージを支持する防振系を含むことを特徴とする請求項17記載の露光装置。
- 前記第1機器と前記第2機器とは無線で通信可能であることを特徴とする請求項14記載の露光装置。
- 投影光学系をさらに備え、
前記露光光は前記投影光学系と液体とを介して前記基板上に照射される請求項14〜21のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記投影光学系を支持する本体フレームを更に備え、 前記第2機器は、前記本体フレームを支持する防振系を含むことを特徴とする請求項22記載の露光装置。
- 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
第1の方向に移動する前記基板上に前記液体を供給する供給口を備え、
前記供給口は、前記第1の方向に関して前記投影光学系の投影領域の両側にそれぞれ設けられ、 前記基板の第1の方向への移動距離をL1、前記供給口どうしの間の距離をL2としたとき、
L1≧L2の条件を満足することを特徴とする露光装置。 - 前記移動距離L1は、前記基板上の1つのショット領域を露光後の、次のショット領域を露光するためのステップ移動距離を含むことを特徴とする請求項24記載の露光装置。
- 前記基板上の各ショット領域は、前記第1の方向へ前記基板を移動しながら走査露光され、 前記移動距離L1は、前記基板上の1つのショット領域を走査露光するために必要な距離であることを特徴とする請求項24記載の露光装置。
- 前記供給口は、前記第1の方向の交差する第2の方向を長手方向とするスリット状であることを特徴とする請求項24記載の露光装置。
- 前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、
露光用の液体の拡散を防止するための液体受け部材と、
前記液体受け部材上に配置され、前記基板ステージを支持する支持部材とを備えた請求項24記載の露光装置。 - 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
供給管に接続し、第1の方向に移動する前記基板上に液体を供給する供給口を備え、
前記供給管より前記供給口に供給される単位時間あたりの液体供給量をQ、前記供給口の面積をS、前記第1の方向における前記供給口の幅をH、前記供給口より前記基板上に供給される前記液体の流速をU、前記基板の移動速度をV、前記投影光学系と前記基板との間の距離をWDとしたとき、 H×U≧WD×V (但しU=Q/S)の条件を満足することを特徴とする露光装置。 - 前記基板を移動可能に保持する基板ステージと、
露光用の液体の拡散を防止するための液体受け部材と、
前記液体受け部材上に配置され、前記基板ステージを支持する支持部材とを備えた請求項29記載の露光装置。 - 液体を介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
液体を供給する液体供給機構とを備え、
前記液体供給機構は、前記基板ステージと対向するように配置され、複数の液体供給孔を形成された板状部材を有することを特徴とする露光装置。 - 前記液体供給孔の径は、0.1〜3mmであることを特徴とする請求項31記載の露光装置。
- 前記液体供給孔は、その孔の径とほぼ同じピッチで前記板状部材に形成されていることを特徴とする請求項31記載の露光装置。
- 前記液体供給機構は、前記基板ステージと対向する前記板状部材の表面から均一に液体の供給を行うことを特徴とする請求項31記載の露光装置。
- 前記基板上から液体を回収する液体回収機構を備え、 前記液体回収機構は、前記基板ステージと対向するように配置され、複数の液体回収孔を形成された板状部材を有することを特徴とする請求項31記載の露光装置。
- 請求項1,14,24,29,及び31のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
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