JP2012134552A - 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)を介して露光光(EL)を基板(P)上に照射することによって、基板(P)を露光するものであって、基板(P)表面と略平行に液体(LQ)を供給可能な供給口(13)を有する液体供給機構(10)を備えている。
【選択図】図1
Description
本願は、2004年4月19日に出願された特願2004−123253号に基づき優先権を主張し、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、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して露光光(EL)を基板(P)上に照射することによって、基板(P)を露光する露光装置において、投影光学系(PL)の像面側に配置された基板(P)表面と略平行に液体(LQ)を吹き出す供給口(13)を有し、投影光学系(PL)の像面側に液体(LQ)を供給する液体供給機構(10)を備えたことを特徴とする。
したがって、液浸領域のうち少なくとも投影光学系の端面と物体との間、すなわち露光光の光路上に気体部分(気泡)が生成される不都合を防止することができ、気体部分のない液浸領域を迅速に形成することができる。したがって、スループットを向上できるとともに、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
また本発明の露光装置(EX)は、液体(LQ)を介して露光光(EL)を基板(P)上に照射することによって、基板(P)を露光する露光装置において、物体(P)の上方で物体表面と略平行に液体(LQ)を供給可能な供給口(13)を有する液体供給機構(10)と、露光光(EL)の光路に対して供給口(13)よりも離れた位置に配置され、物体(P)の上方から物体(P)上の液体を回収可能な回収口(23)を有する液体回収機構(20)とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、液体供給機構は供給口より基板の表面と略並行に液体を供給するので、供給された液体が物体に及ぼす力を抑制することができる。したがって、高い露光精度、計測精度を得ることができる。
本発明によれば、液浸領域を良好に形成して高い露光精度及び計測精度を得ることができるので、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
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のパターン像を基板ステージPSTに支持されている基板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。
なお、以下の説明においては、一例として、ノズル部材70と基板Pとが対向している場合について説明するが、基板P以外の他の物体(例えば、基板ステージPSTの上面など)がノズル部材70と対向している場合も同様である。
換言すれば、光学素子2の液体接触面2A及びキャビティ面78Aの液体LQとの接触角は、ランド面77の液体LQとの接触角よりも小さくなっている。本実施形態においては、光学素子2の液体接触面2A及びキャビティ面78Aの液体LQとの接触角は約5〜20°、ランド面77の液体LQとの接触角は約80〜120°に設けられている。
フォーカス・レベリング検出系80の投光部81は、基板P表面に投影光学系PLの光軸AXに対して所定の入射角で検出光Laを照射する。投光部81から射出された検出光Laは、第1光学部材83に照射され、ノズル部材70の下面70Aに形成された凹部78の+Y側を向く内側面79Yの開口部79Kを通過し、基板P上の液体LQを介して基板P上に斜め方向から入射角で照射される。基板P上で反射した検出光Laの反射光は、ノズル部材70の下面70Aに形成された凹部78の−Y側を向く内側面79Yの開口部79Kを通過し、第2光学部材84を通過した後、受光部82に受光される。ここで、フォーカス・レベリング検出系80の投光部81は、基板P上に複数の検出光Laを照射する。これにより、フォーカス・レベリング検出系80は、基板P上における例えばマトリクス状の複数の各点(各位置)での各フォーカス位置を求めることができ、求めた複数の各点でのフォーカス位置に基づいて、基板P表面のZ軸方向の位置情報、及び基板PのθX及びθY方向の傾斜情報を検出することができる。
マスクMがマスクステージMSTにロードされるとともに、基板Pが基板ステージPSTにロードされた後、基板Pの走査露光処理を行うに際し、制御装置CONTは液体供給機構10を駆動し、基板P上に対する液体供給動作を開始する。液浸領域AR2を形成するために液体供給機構10の液体供給部11から供給された液体LQは、図7Aに示すように、供給管12及び供給流路14を流通した後、供給口13より投影光学系PLの像面側に供給される。
このように、制御装置CONTは、排気機構90の排気部91を駆動し、投影光学系PLの投影領域AR1の近傍に配置された吸引口98を介して、投影光学系PLの像面側の気体の排出を行いながら、液浸領域AR2を形成するための液体供給機構10による液体供給を開始する。
したがって、供給された液体LQにより基板Pや基板ステージPSTが変形を生じる等の不都合を防止することができる。したがって、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
したがって、液体LQを液滴状態にして回収するとき、液滴径を可能な限り小さくし、発生する振動を高周波にすることが有効である。そこで、回収口23に多孔部材30を配置することで、多孔部材30の孔36を通過した液体LQを、径の小さい液滴に変換することができる。
また、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や各種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。
また、上述の実施形態においては、光透過性の基材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ているが、このマスクに替えて、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。
また、上述の実施形態においては、投影光学系PLを使ってパターン像を基板P上に投影することによって基板を露光しているが、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。この場合、投影光学系PLを使わなくても良い。
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(US S/N 08/416,558)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 (27)
- 投影光学系と液体とを介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の像面側に配置された前記基板表面と略平行に前記液体を吹き出す供給口を有し、前記投影光学系の像面側に液体を供給する液体供給機構を備えたことを特徴とする露光装置。 - 前記供給口は、前記基板表面に対して所定距離だけ離れて、前記基板表面の上方で液体供給を行うように配置されていることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記投影光学系の像面側に配置された前記基板表面とほぼ直交するように前記供給口の近傍に形成された内側面を有する壁部を備え、
前記供給口は、前記壁部の内側面に向かって前記液体を吹き出すことを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。 - 前記供給口は、渦流が形成されるように前記液体を吹き出すことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記渦流の中心付近に吸引口が形成されていることを特徴とする請求項4記載の露光装置。
- 前記投影光学系の近傍に吸引口が配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記吸引口から排気を行うことによって、前記投影光学系の像面側の液体中に気体が混入するのを防止することを特徴とする請求項5又は6記載の露光装置。
- 前記吸引口は、前記投影光学系の近傍であって、前記投影光学系の端面よりも鉛直方向に関して高い位置に配置されていることを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記投影光学系の端面を含み、前記液体に接触する第1面と、前記第1面を取り囲むように設けられ、前記液体に接触する第2面とを有し、
前記第1面における前記液体の接触角は、前記第2面における前記液体の接触角よりも小さいことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の露光装置。 - 投影光学系と液体とを介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の端面を含み、前記液体に接触する第1面と、前記第1面を取り囲むように設けられ、前記液体に接触する第2面とを有し、
前記第1面と前記第2面とは、前記投影光学系の像面側に配置された物体表面と前記第1面との距離が、前記物体表面と前記第2面との距離よりも長くなるように配置され、
前記第1面における前記液体の接触角は、前記第2面における前記液体の接触角よりも小さいことを特徴とする露光装置。 - 前記第1面と前記第2面との間で前記液体の供給を行うことを特徴とする請求項9又は10記載の露光装置。
- 投影光学系と液体とを介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の像面側に液体を供給する液体供給機構と、
前記投影光学系の端面を含み、前記液体に接触する第1面と、
前記第1面を取り囲むように設けられ、前記液体に接触する第2面とを備え、
前記第1面と前記第2面とのそれぞれは、前記投影光学系の像面側に配置された前記基板表面に対して間隙が形成されるように配置され、
前記液体供給機構は、前記第1面と前記第2面との間に液体の供給口を有することを特徴とする露光装置。 - 前記第2面は、前記第1面を囲むように設けられた第1領域と、前記第1面に対して前記第1領域の外側に前記第1領域を囲むように設けられた第2領域とを有し、
前記第1領域における前記液体の接触角は、前記第2領域における前記液体の接触角よりも大きいことを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記投影光学系の像面側の液体を回収する回収口を有する液体回収機構を備え、
前記回収口には、複数の孔が形成された多孔部材が複数枚重ねて配置されていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項記載の露光装置。 - 投影光学系と液体とを介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置において、
前記投影光学系の像面側の液体を回収する回収口を有する液体回収機構を備え、
前記回収口には、複数の孔を有する多孔部材が複数枚重ねて配置されていることを特徴とする露光装置。 - 前記多孔部材は、メッシュ部材を含むことを特徴とする請求項14又は15記載の露光装置。
- 前記複数枚の多孔部材には、それぞれ同形状の孔が複数形成されており、それぞれの孔の位置がずれるように、前記多孔部材は重ねて前記回収口に配置されていることを特徴とする請求項14〜16のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記複数枚の多孔部材のうちの第1多孔部材に形成されている孔は、第2多孔部材に形成されている孔とは大きさが異なることを特徴とする請求項14〜16のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記回収口は、前記投影光学系の像面側に配置される前記基板と対向するように、且つ前記投影光学系の投影領域を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項14〜18のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記液体は、前記投影光学系の投影領域と前記回収口との間で供給されることを特徴とする請求項19記載の露光装置。
- 液体を介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置において、
物体の上方で、該物体表面と略平行に液体を供給可能な供給口を有する液体供給機構と、
前記露光光の光路に対して前記供給口よりも離れた位置に配置され、前記物体の上方から前記物体上の液体を回収可能な回収口を有する液体回収機構とを備えたことを特徴とする露光装置。 - 前記回収口には、多孔部材が配置されている請求項21記載の露光装置。
- 前記露光光が通過する光学系を有し、
前記光学系は、前記供給口から供給された液体と接触する端面を有する請求項21記載の露光装置。 - 前記物体と対向するように、且つ前記露光光の光路を取り囲むように配置された平坦面をさらに備えた請求項23記載の露光装置。
- 前記光学系は、前記平坦面と前記物体との距離が、前記光学系の端面と前記物体との距離よりも小さくなるように配置される請求項24記載の露光装置。
- 前記光学系の端面近傍に吸気口が配置されていることを特徴とする請求項21記載の露光装置。
- 請求項1〜請求項26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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