JP2012164996A - クリーニング用部材、クリーニング方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板保持部材を良好にクリーニングできるクリーニング用部材を提供する。
【解決手段】クリーニング用部材は、露光光が照射される露光用基板よりも小さく、露光用基板の裏面を保持する基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするために基板保持部材に保持される。
【選択図】図8
Description
本発明は、基板を保持する基板保持部材をクリーニングするためのクリーニング用部材、クリーニング方法、並びにデバイス製造方法に関するものである。
本願は、2006年9月8日に出願された特願2006−244271号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2006年9月8日に出願された特願2006−244271号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば下記特許文献に開示されているような、液体を介して基板を露光する液浸露光装置が知られている。
液浸露光装置において、基板と基板保持部材との間のギャップ等に液体が浸入すると、その浸入した液体によって、あるいはその液体に混入した異物、不純物などによって基板保持部材の一部が汚染される可能性がある。基板保持部材が汚染された状態を放置しておくと、その基板保持部材で基板を良好に保持できなくなったり、その基板保持部材で保持した基板が汚染されたり、汚染が拡大したりする可能性がある。そのような不具合が生じた場合、基板を良好に露光できなくなる可能性がある。
本発明は、基板保持部材を良好にクリーニングできるクリーニング用部材、及びクリーニング方法を提供することを目的とする。また、そのクリーニングされた基板保持部材で基板を保持してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、露光光が照射される基板の裏面を保持する基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするために基板保持部材に保持されるクリーニング用部材であって、基板よりも小さい外径を有するクリーニング部材が提供される。
本発明の第1の態様によれば、基板保持部材を良好にクリーニングできる。
本発明の第2の態様に従えば、上記態様のクリーニング用部材を基板保持部材に保持して、基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするクリーニング方法が提供される。
本発明の第2の態様によれば、基板保持部材を良好にクリーニングできる。
本発明の第3の態様に従えば、露光光が照射される基板を保持する基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするクリーニング方法であって、基板とほぼ同じ外形を有し、該基板よりも小さい外径を有するクリーニング用部材を基板保持部材で保持することと、基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするための液体を供給することと、を含むクリーニング方法が提供される。
本発明の第3の態様によれば、基板保持部材を良好にクリーニングできる。
本発明の第4の態様に従えば、上記態様のクリーニング方法を用いて基板保持部材をクリーニングすることと、基板保持部材で基板を保持することと、基板保持部材に保持された基板を露光光で露光することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
本発明の第4の態様によれば、良好にクリーニングされた基板保持部材で基板を保持し、その基板を露光することによって、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
本発明によれば、基板保持部材を良好にクリーニングすることができる。したがって、その基板保持部材で良好に保持された基板を良好に露光することができる。
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。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)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。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る露光装置EX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3と、露光用の基板Pを保持して移動可能な基板ステージ4と、マスクMを露光光ELで照明する照明系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Pに投影する投影光学系PLと、基板ステージ4に対して基板Pを搬送可能な搬送装置100と、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置7とを備えている。
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る露光装置EX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3と、露光用の基板Pを保持して移動可能な基板ステージ4と、マスクMを露光光ELで照明する照明系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Pに投影する投影光学系PLと、基板ステージ4に対して基板Pを搬送可能な搬送装置100と、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置7とを備えている。
なお、ここでいう露光用の基板Pは、デバイスを製造するための基板であって、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材(フォトレジスト)が塗布されたもの、あるいは感光材に加え保護膜(トップコート膜)などの各種の膜を塗布したものを含む。露光用基板Pは、円板状の部材であって、XY平面内における露光用基板Pの外形は、円形である。マスクMは、露光用基板P上に投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いることもできる。透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。
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、基板Pの表面と対向するように配置され、基板Pの表面との間に液浸空間LRを形成可能なノズル部材70を備えている。液浸空間LRは、液体LQで満たされた空間である。ノズル部材70は、基板Pの表面と対向する下面を有しており、その下面と基板Pの表面との間で液体LQを保持可能である。ノズル部材70は、基板Pの表面との間で液体LQを保持して、その基板Pの表面との間に液体LQの液浸空間LRを形成可能である。
ノズル部材70は、投影光学系PLの像面側(光射出側)の露光光ELの光路空間K、具体的には投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い終端光学素子FLの光射出面(下面)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Kを液体LQで満たすように、液浸空間LRを形成する。露光光ELの光路空間Kは、露光光ELが進行する光路を含む空間である。また、本実施形態においては、露光用の液体LQとして、水(純水)を用いる。
露光装置EXは、少なくともマスクMのパターンの像を基板P上に投影している間、ノズル部材70を用いて液浸空間LRを形成する。露光装置EXは、露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たすように液浸空間LRを形成し、その液体LQを介して、マスクMを通過した露光光ELを基板ステージ4に保持された基板Pに照射することによって、その基板Pを露光する。これにより、マスクMのパターンの像が基板Pに投影される。
また、本実施形態の露光装置EXは、少なくともマスクMのパターンの像を基板P上に投影している間、投影光学系PLの投影領域ARを含む基板P上の一部の領域が液浸空間LRの液体LQで覆われるように、ノズル部材70と基板Pとの間に液浸空間LRを形成する局所液浸方式を採用している。すなわち、ノズル部材70は、投影光学系PLの像面側において液体LQを保持する液体保持部材(liquid confinement member)として機能する。
なお、本実施形態においては、ノズル部材70が、基板Pの表面との間に液浸空間LRを形成する場合について主に説明するが、ノズル部材70は、投影光学系PLの像面側において、露光光ELが照射可能な位置に配置された物体の表面との間、すなわち投影光学系PLの光射出面と対向する位置に配置された物体の表面との間にも液浸空間LRを形成可能である。例えば、ノズル部材70は、基板ステージ4の上面(板部材T)との間、及び後述するクリーニング用の部材CPとの間にも液浸空間LRを形成可能である。
照明系ILは、マスクM上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系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)や、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、露光光ELとして、ArFエキシマレーザ光が用いられる。
マスクステージ3は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置の駆動により、マスクMを保持した状態で、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能である。マスクステージ3(ひいてはマスクM)の位置情報は、レーザ干渉計3Lによって計測される。レーザ干渉計3Lは、マスクステージ3上に設けられた計測ミラー3Kを用いてマスクステージ3の位置情報を計測する。制御装置7は、レーザ干渉計3Lの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置を駆動し、マスクステージ3に保持されているマスクMの位置を制御する。
投影光学系PLは、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で基板Pに投影する。投影光学系PLは、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒PKで保持されている。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、1/8等の縮小系である。なお、投影光学系PLは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系PLの光軸AXはZ軸方向と平行となっている。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。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
基板ステージ4は、ステージ本体4Bと、ステージ本体4B上に搭載されたテーブル4Tと、テーブル4Tに設けられ、基板Pを着脱可能に保持する第1ホルダHD1と、第1ホルダHD1に保持された基板Pの周囲を囲むように配置される板部材Tと、テーブル4Tに設けられ、板部材Tを着脱可能に保持する第2ホルダHD2とを備えている。
ステージ本体4Bは、エアベアリング4Aにより、ベース部材BPの上面(ガイド面)に対して非接触支持されている。ベース部材BPの上面はXY平面とほぼ平行であり、基板ステージ4は、ベース部材BP上でXY方向に移動可能である。
基板ステージ4は、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置の駆動により、第1ホルダHD1に基板Pを保持した状態で、ベース部材BP上で移動可能である。基板ステージ駆動装置は、ステージ本体4Bをベース部材BP上でX軸、Y軸、及びθZ方向に移動することによって、ステージ本体4B上に搭載されているテーブル4TをX軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能な第1駆動系と、ステージ本体4Bに対してテーブル4TをZ軸、θX、及びθY方向に移動可能な第2駆動系とを備えている。
第1駆動系は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、ステージ本体4BをX軸、Y軸、及びθZ方向に駆動可能である。第2駆動系は、ステージ本体4Bとテーブル4Tとの間に介在された、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータ4Vと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置(エンコーダなど)とを含む。テーブル4Tは、少なくとも3つのアクチュエータ4Vによってステージ本体4B上に支持される。アクチュエータ4Vのそれぞれは、ステージ本体4Bに対してテーブル4TをZ軸方向に独立して駆動可能であり、制御装置7は、3つのアクチュエータ4Vそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体4Bに対してテーブル4Tを、Z軸、θX、及びθY方向に駆動する。このように、第1、第2駆動系を含む基板ステージ駆動装置は、基板ステージ4のテーブル4Tを、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。制御装置7は、基板ステージ駆動装置を制御することにより、テーブル4Tの第1ホルダHD1に保持された基板Pの表面の6自由度の方向に関する位置を制御可能である。
基板ステージ4のテーブル4T(基板P)の位置情報は、レーザ干渉計4Lによって計測される。レーザ干渉計4Lは、テーブル4Tに設けられた計測ミラー4Kを用いて、テーブル4TのX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置情報を計測する。また、テーブル4Tの第1ホルダHD1に保持されている基板Pの表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置7は、レーザ干渉計4Lの計測結果及びフォーカス・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を駆動し、第1ホルダHD1に保持されている基板Pの位置を制御する。
ノズル部材70は、液体LQを供給可能な液体供給口12と、液体LQを回収可能な液体回収口22とを有する。液体回収口22には多孔部材(メッシュ)が配置されている。液体供給口12は、ノズル部材70の内部に形成された供給流路、及び供給管13を介して、液体LQを送出可能な液体供給装置11に接続されている。液体回収口22は、ノズル部材70の内部に形成された回収流路、及び回収管23を介して、液体LQを回収可能な液体回収装置21に接続されている。
液体供給装置11は、清浄で温度調整された液体LQを送出可能である。また、液体回収装置21は、真空系等を備えており、液体LQを回収可能である。液体供給装置11及び液体回収装置21の動作は制御装置7に制御される。液体供給装置11から送出された液体LQは、供給管13、及びノズル部材70の供給流路を流れた後、液体供給口12より露光光ELの光路空間Kに供給される。また、液体回収装置21を駆動することにより液体回収口22から回収された液体LQは、ノズル部材70の回収流路を流れた後、回収管23を介して液体回収装置21に回収される。制御装置7は、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作とを並行して行うことで、終端光学素子FLと基板Pとの間の露光光ELの光路空間Kを液体LQで満たすように、液体LQの液浸空間LRを形成する。なお、ノズル部材70の構成は上述のものに限られず、例えば特開2004−289127号公報(対応米国特許公報第7,199,858号公報)に開示されている部材を用いることもできる。
また、本実施形態においては、露光装置EXは、液体回収口22より回収した液体LQの品質(水質)を検出可能な検出装置26を備えている。検出装置26は、例えば液体LQ中の全有機体炭素を計測するためのTOC計、微粒子及び気泡を含む異物を計測するためのパーティクルカウンタ等を含み、液体回収口22より回収した液体LQの汚染状態を検出可能である。
次に、本実施形態に係るテーブル4Tについて、図1〜図4を参照して説明する。図2は、第1ホルダHD1で基板Pを保持した状態のテーブル4Tの側断面図、図3は、第1ホルダHD1で基板Pを保持した状態のテーブル4Tを上方から見た平面図、図4は、第1ホルダHD1の一部を拡大した側断面図である。
テーブル4Tは、基材30と、基材30に設けられ、基板Pを着脱可能に保持する第1ホルダHD1と、基材30に設けられ、板部材Tを着脱可能に保持する第2ホルダHD2とを備えている。第2ホルダHD2に保持された板部材Tは、第1ホルダHD1に保持された基板Pの周囲を囲むように配置される。
第1ホルダHD1について説明する。図2〜図4に示すように、第1ホルダHD1は、基材30上に形成され、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面の周縁領域と対向する第1上面33Aを有する第1周壁33と、基材30上に形成され、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面と対向する第2上面34Aを有し、第1周壁33を囲むように配置された第2周壁34と、第1周壁33の内側に配置され、基板Pの裏面を支持する第1支持部材81とを備えている。第1支持部材81は、第1周壁33の内側における基材30の上面に形成されている。
また、第1ホルダHD1は、基材30上に形成され、基板Pの裏面と対向する第3上面31Aを有し、第1ホルダHD1に保持された基板Pと基材30との間の第1空間41を囲むように設けられた第3周壁31と、基材30上に形成され、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面と対向する第4上面32Aを有し、第3周壁31を囲むように設けられた第4周壁32とを備えている。第1周壁33は、第4周壁32を囲むように配置されている。
第1ホルダHD1は、第1周壁33の外側に形成され、流体(液体及び気体の少なくとも一方)を吸引可能な第1吸引口63と、第1周壁33の内側に形成され、流体(液体及び気体の少なくとも一方)を吸引可能な第2吸引口61とを有している。第1吸引口63及び第2吸引口61のそれぞれは、基材30の上面に形成されている。
本実施形態においては、第1吸引口63は、第1周壁33と第2周壁34との間に形成されており、その第1周壁33と第2周壁34との間の第4空間44の流体を吸引可能である。第2吸引口61は、第1周壁33と第4周壁32との間に形成されており、その第1周壁33と第4周壁32との間の第3空間43の流体を吸引可能である。
また、第1ホルダHD1は、第3周壁31と第4周壁32との間の第2空間42に対して気体を供給可能な流通口60を備えている。流通口60は、基材30の上面に形成されている。
第3周壁31は、基板Pの外形とほぼ同形状の環状に形成されている。第3周壁31の第3上面31Aは、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面の相対的に外側の領域と対向するように設けられている。第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面側には、基板Pの裏面と第3周壁31と基材30とで囲まれた第1空間41が形成される。
第4周壁32は、基板Pの外形とほぼ同形状の環状に形成されており、第3周壁31と所定距離離れた位置で、第3周壁31に沿うように形成されている。第4周壁32の第4上面32Aは、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面の相対的に外側の領域と対向するように設けられている。第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面側には、基板Pの裏面と第3周壁31と第4周壁32と基材30とで囲まれた第2空間42が形成される。
第1周壁33は、基板Pの外形とほぼ同形状の環状に形成されており、第4周壁32と所定距離離れた位置で、第4周壁32に沿うように形成されている。第1周壁33の第1上面33Aは、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面の周縁領域と対向するように設けられている。第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面側には、基板Pの裏面と第4周壁32と第1周壁33と基材30とで囲まれた第3空間43が形成される。
本実施形態においては、第1周壁33の第1上面33Aの外縁の径(外径)は、基板Pの外径よりも小さい。そして、基板Pの周縁領域は、第1上面33Aの外縁の外側に所定量オーバーハングしている。以下の説明においては、第1ホルダHD1に保持された基板Pのうち第1上面33Aの外縁よりも外側にオーバーハングした領域を適宜、オーバーハング領域H1(図4参照)、と称する。
第2周壁34は、基板Pの外形とほぼ同形状の環状に形成されており、第1周壁33と所定距離離れた位置で、第1周壁33に沿うように形成されている。第2周壁34の第2上面34Aは、基板Pの裏面のオーバーハング領域H1と対向するように設けられている。第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面側には、基板Pの裏面のオーバーハング領域H1と第1周壁33と第2周壁34と基材30とで囲まれた第4空間44が形成される。
本実施形態においては、第1、第2、第3、及び第4周壁のそれぞれは、ほぼ同心である。第1ホルダHD1は、第1空間41の中心と、基板Pの裏面の中心とがほぼ一致するように、基板Pを保持する。
図4に示すように、本実施形態においては、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面と第3周壁31の第3上面31Aとの間には、例えば2〜10μm程度の第1ギャップG1が形成される。また、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面と第4周壁32の第4上面32Aとの間には、例えば2〜10μm程度の第2ギャップG2が形成される。第1周壁33は、また、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとは接触する。また、第1ホルダHD1に保持された基板Pの裏面と第2周壁34の第2上面34Aとの間には、例えば1〜10μm程度の第4ギャップG4が形成される。
流通口60は、外部空間(大気空間)と流路60Rを介して接続されている。また、流通口60は、第2空間42と接続されている。すなわち、第2空間42は、流通口60及びその流通口60に接続する流路60Rを介して大気開放されている。本実施形態においては、流通口60は、第3周壁31と第4周壁32との間の基材30上で第3周壁31を囲むように所定間隔で複数形成されている。
第2吸引口61は、真空系等を含む吸引装置と流路61Rを介して接続されている。また、第2吸引口61は、第3空間43と接続されている。制御装置7は、第2吸引口61に接続されている吸引装置を駆動することによって、第2吸引口61より、第3空間43の流体を吸引可能である。本実施形態においては、第2吸引口61は、第4周壁32と第1周壁33との間の基材30上で第4周壁32を囲むように所定間隔で複数形成されている。
第1吸引口63は、真空系等を含む吸引装置と流路63Rを介して接続されている。また、第1吸引口63は、第4空間44と接続されている。制御装置7は、第1吸引口63に接続されている吸引装置を駆動することによって、第1吸引口63より、第4空間44の流体を吸引可能である。本実施形態においては、第1吸引口63は、第1周壁33と第2周壁34との間の基材30上で第1周壁33を囲むように所定間隔で複数形成されている。
第1支持部材81は、基材30の上面に形成されたピン状の突起部材であり、基材30の上面の複数の所定位置のそれぞれに配置されている。本実施形態においては、第1支持部材81は、第1周壁33の内側における基材30の上面に複数配置されている。第1支持部材81は、第1空間41及び第3空間43の基材30上に複数設けられている。
第1空間41及び第3空間43の基材30上には、第1空間41及び第3空間43を負圧にするために流体(主に気体)を吸引する第3吸引口62が複数設けられている。第1空間41において、第3吸引口62は、第1支持部材81以外の複数の所定位置にそれぞれ形成されている。第3空間43において、第3吸引口62は、第4周壁32に対して第2吸引口61よりも離れた位置に形成されている。
第3吸引口62は、真空系等を含む吸引装置と流路62Rを介して接続されている。また、第3吸引口62は、第1空間41及び第3空間43と接続されている。制御装置7は、第3吸引口62に接続されている吸引装置を駆動することによって、第3吸引口62より、基板Pと第1周壁33と基材30とで囲まれた空間、具体的には、第1空間41及び第3空間43の流体を吸引可能である。制御装置7は、第3吸引口62を用いて、基板Pの裏面と第1周壁33と基材30とで囲まれた空間の流体(主に気体)を吸引して、その空間を負圧にすることによって、基板Pの裏面を第1支持部材81に吸着保持する。また、制御装置7は、第3吸引口62による吸引動作を解除することにより、第1ホルダHD1より基板Pを外すことができる。このように、本実施形態においては、第1ホルダHD1は、基板Pを着脱可能に保持する。第1ホルダHD1は、いわゆるピンチャック機構を含む。
次に、板部材T及びその板部材Tを着脱可能に保持する第2ホルダHD2について説明する。板部材Tは、テーブル4Tとは別の部材であって、基材30に対して着脱可能に設けられている。板部材Tの中央には、基板Pを配置可能な略円形状の孔THが形成されている。第2ホルダHD2に保持された板部材Tは、第1ホルダHD1に保持された基板Pを囲むように配置される。本実施形態においては、第2ホルダHD2に保持された板部材Tの表面は、第1ホルダHD1に保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)となるような平坦面となっている。
第1ホルダHD1に保持された基板Pの外側のエッジ(側面)と、第2ホルダHD2に保持された板部材Tの内側のエッジ(内側面)との間には、0.1〜1.0mm程度の第5ギャップG5が形成される。また、板部材Tの外形はXY平面内において矩形状であり、本実施形態においては、基材30の外形とほぼ同形状に形成されている。板部材T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、又はアクリル系樹脂等の撥液性を有する材料によって形成されており、撥液性を有している。
第2ホルダHD2は、基材30上に形成され、第2ホルダHD2に保持された板部材Tの裏面と対向する第5上面35Aを有し、第2周壁34を囲むように設けられた第5周壁35と、基材30上に形成され、第2ホルダHD2に保持された板部材Tの裏面と対向する第6上面36Aを有し、第5周壁35を囲むように設けられた第6周壁36と、第5周壁35と第6周壁36との間の基材30上に形成され、板部材Tの裏面を支持する第2支持部材82とを備えている。
第5周壁35の第5上面35Aは、板部材Tの裏面のうち、孔TH近傍の内縁領域(内側のエッジ領域)と対向するように設けられている。また、第6周壁36の第6上面36Aは、板部材Tの裏面のうち、外縁領域(外側のエッジ領域)と対向するように設けられている。第2ホルダHD2に保持された板部材Tの裏面側には、板部材Tの裏面と第5周壁35と第6周壁36と基材30とで囲まれた第5空間45が形成される。この第5空間45を負圧とすることによって、第2ホルダHD2の第2支持部材82上に板部材Tが支持される。
本実施形態においては、第5周壁35は、第2支持部材82に支持された板部材Tの裏面と第5上面35Aとが接触するように形成され、第6周壁36は、第2支持部材82に支持された板部材Tの裏面と第6上面36Aとが接触するように形成される。
第2支持部材82は、基材30の上面に形成されたピン状の突起部材であり、第5周壁35と第6周壁36との間の基材30の上面の複数の所定位置のそれぞれに配置されている。
第5空間45の基材30の上面には、第5空間45を負圧空間にするために流体(主に気体)を吸引する第4吸引口64が設けられている。第4吸引口64は板部材Tを吸着保持するためのものである。第5空間45において、第4吸引口64は、第2支持部材82以外の複数の所定位置にそれぞれ形成されている。
第4吸引口64は、真空系等を含む吸引装置に流路64Rを介して接続されている。また、第4吸引口64は、第5空間45と接続されている。制御装置7は、第4吸引口64に接続されている吸引装置を駆動することによって、第4吸引口64より、第5空間45の流体を吸引可能である。制御装置7は、第4吸引口64を用いて、板部材Tの裏面と第5周壁35と第6周壁36と基材30とで囲まれた第5空間45の流体(主に気体)を吸引して、第5空間45を負圧にすることによって、板部材Tの裏面を第2支持部材82上に吸着保持する。また、制御装置7は、第4吸引口64による吸引動作を解除することにより、第2ホルダHD2より板部材Tを外すことができる。このように、本実施形態においては、第2ホルダHD2は、板部材Tを着脱可能に保持する。第2ホルダHD2は、いわゆるピンチャック機構を含む。
また、基板Pの裏面のオーバーハング領域H1と第2周壁34と第5周壁35と基材30とで囲まれた第6空間46は、基板Pと板部材Tとの間に形成された第5ギャップG5を介して、外部空間(大気空間)と接続されている。
また、第4空間44は、第4ギャップG4、及び第5ギャップG5を介して、外部空間と接続されている。すなわち、第4、第5ギャップG4、G5によって、第4空間44と外部空間との間で流体が流通可能となっている。
また、第1周壁33の外側面と第2周壁34の内側面との間には、約1mmの第6ギャップG6が形成され、第2周壁34の外側面と第5周壁35の内側面との間には、約1mmの第7ギャップG7が形成される。
次に、上述の構成を有するテーブル4Tの動作及び露光装置EX全体の主な動作について説明する。
制御装置7は、基板交換位置(ローディングポジション)において、搬送装置100を用いて、テーブル4Tの第1ホルダHD1に、露光処理されるべき基板Pを搬入(ロード)する。制御装置7は、第3吸引口62を用いて、第1周壁33で囲まれた空間を負圧にすることによって、基板Pを第1支持部材81に吸着保持する。なお、基板Pが第1ホルダHD1に保持される前に、板部材Tが第2ホルダHD2に保持される。
また、本実施形態においては、制御装置7は、第1ホルダHD1に基板Pをロードした直後、第2吸引口61の吸引動作を開始する。また、本実施形態においては、制御装置7は、基板Pの液浸露光中においては、第1吸引口63を用いた吸引動作は実行しない。
制御装置7は、第1ホルダHD1で保持された基板Pを液浸露光するために、ノズル部材70を用いて、ノズル部材70と基板Pとの間に液浸空間LRを形成する。制御装置7は、テーブル4Tの第1ホルダHD1に保持された基板Pを液浸空間LRの液体LQを介して露光する。
例えば、基板Pの表面の周縁領域を液浸露光する場合、液浸空間LRの一部が基板Pの外側の板部材Tとノズル部材70との間に形成される。すなわち、第5ギャップG5の上に液体LQの液浸空間LRが形成される。本実施形態においては、第5ギャップG5は小さいので、液体LQの表面張力によって、第5ギャップG5への液体LQの浸入が抑制される。また、板部材Tは撥液性なので、第5ギャップG5への液体LQの浸入が抑制される。
また、液浸空間LRの液体LQの圧力変化等に起因して、仮に、第5ギャップG5に液体LQが浸入し、その第5ギャップG5を介して第6空間46に浸入した液体LQが、第4ギャップG4を介して第4空間44に浸入した場合においても、基板Pの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとは接触(密着)しているので、第1周壁33の内側への液体LQの浸入が抑制される。
また、本実施形態においては、少なくとも液浸空間LRが形成されている状態においては、第2吸引口61の吸引動作が実行されており、図5の模式図に示すように、第2空間42から第2ギャップG2を介して第3空間43に向かう気体の流れF2が生成されている。したがって、何らかの原因で、基板Pの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとの間に隙間が形成され、その基板Pの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとの間を介して、第1周壁33の内側に液体LQが浸入したとしても、気体の流れF2により、第4周壁32よりも内側への液体LQの浸入が抑制される。
なお、第2ギャップG2の大きさは最適化されており、第3空間43は所望の圧力(負圧状態)に維持される。したがって、第1ホルダHD1による基板Pの吸着保持動作は妨げられない。同様に、第1ギャップG1の大きさも最適化されており、第1ホルダHD1による基板Pの吸着保持動作は妨げられない。
基板Pの液浸露光終了後、基板P上及び板部材T上の液浸空間LRを無くした後、制御装置7は、基板Pを第1ホルダHD1で保持した状態で、第1吸引口63による吸引動作を開始する。第1吸引口63による吸引動作によって、図6の模式図に示すように、外部空間から第5ギャップG5を介して第1吸引口63に向かう気体の流れF3が生成される。これにより、基板Pの裏面のオーバーハング領域H1に付着している液体LQ、及び第4空間44に存在する液体LQ等は、第1吸引口63によって回収される。
そして、制御装置7は、第1吸引口63、第2吸引口61、及び第3吸引口62の吸引動作を全て停止した後、不図示の基板昇降機構(いわゆるリフトピン等)を用いて、第1ホルダHD1に対して基板Pを上昇させ、基板交換位置において、搬送装置100を用いて、第1ホルダHD1から基板Pを搬出(アンロード)する。
上述のように、第1周壁33及び第2周壁34、あるいは第5周壁35等、テーブル4Tの一部が第5ギャップG5に浸入した液体LQと接触する可能性があり、その液体LQと接触したテーブル4Tの一部が、液体LQによって汚染される可能性がある。基板Pと接触した液体LQに基板Pの一部の物質(例えば感光材の一部、または感光材を覆うトップコート膜、あるいはその両方)が溶出したり、剥がれて混入したりした場合、第5ギャップG5には、その物質を含む液体LQが浸入する可能性がある。その場合、第1周壁33及び第2周壁34等には、その物質を含む液体LQが接触することになるので、第1周壁33及び第2周壁34等は、液体LQ中に含まれる物質(例えば感光材の一部)等によって、汚染される。なお、第1周壁33及び第2周壁34等を汚染する物質としては、液体LQ中の物質に限られず、例えば、露光装置EXが置かれている空間中を浮遊する物質(異物)も含まれる。
ここで、以下の説明において、第1周壁33及び第2周壁34、あるいは第5周壁35等、テーブル4Tの一部を汚染する物質を適宜、汚染物質、と称する。
第1周壁33及び第2周壁34等、基板Pを保持するテーブル4Tの少なくとも一部が汚染された状態を放置しておくと、そのテーブル4Tで基板Pを良好に保持できなくなったり、そのテーブル4Tで保持した基板Pが汚染されたり、汚染が拡大したりする不具合が生じる可能性がある。例えば、第1周壁33の第1上面33Aに汚染物質が付着した状態を放置しておくと、基板Pの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとが良好に接触(密着)せず、テーブル4Tで基板Pを良好に保持できなくなる可能性がある。また、基板Pの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとが良好に接触(密着)していないことに起因して、第1周壁33の内側に液体LQが多量に浸入したり、基板Pの裏面に液体LQが付着する可能性がある。第1周壁33の内側に液体LQが多量に浸入すると、テーブル4Tの基板保持動作に影響を及ぼす可能性がある。また、基板Pの裏面に液体LQが付着すると、その基板Pをテーブル4Tからアンロードする搬送装置100が濡れたり、汚染したりする可能性がある。また、第1周壁33と第2周壁34との間のテーブル4Tの表面、あるいは第2周壁34と第5周壁35との間のテーブル4Tの表面に汚染物質が付着した状態を放置しておくと、その汚染物質が、第5ギャップG5を介して、基板Pの表面側及び板部材Tの表面側の少なくとも一方に形成されている液浸空間LRに混入し、露光精度に影響を与えたり、基板Pの表面、板部材Tの表面を汚染したりする可能性がある。
そこで、本実施形態においては、クリーニング用の部材CPを用いて、テーブル4Tをクリーニングする。以下、本実施形態に係るクリーニング方法について説明する。
図7は、本実施形態に係るクリーニング用の部材CPを示す模式図である。部材CPは、露光光ELが照射される基板Pの裏面を保持するテーブル4Tの少なくとも一部をクリーニングするために用いられるものであって、テーブル4Tの第1ホルダHD1に保持される。
本実施形態においては、部材CPは、基板Pとほぼ同じの外形を有し、その基板Pよりも小さい板状の部材である。上述のように、XY平面内における基板Pの外形は、円形であり、XY平面内における部材CPの外形も、円形である。すなわち、XY平面内における部材CPの形状は、基板Pの形状と相似である。また、本実施形態においては、部材CPは、基板Pとほぼ同じ厚さの円板状の部材である。
また、上述したように、第1周壁33は、基板Pとほぼ同じの外形を有している。したがって、部材CPも、基板Pと同様、第1周壁33とほぼ同形状の外形を有する。
以下の説明においては、クリーニング用の部材CPを適宜、基板CP、とも称する。
基板CPの表面及び裏面のそれぞれは、撥液性を有する。本実施形態においては、基板CP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、又はアクリル系樹脂等の撥液性を有する材料によって形成されている。なお、基板CPを金属、あるいは基板Pの基材(半導体ウエハ)と同じ材料で形成し、その表面及び裏面のそれぞれにフッ素系樹脂等の撥液性材料を被覆するようにしてもよい。
図8は、基板CPを用いて、テーブル4Tをクリーニングしている状態を示す模式図、図9は、図8の拡大図である。テーブル4Tをクリーニングする際、制御装置7は、搬送装置100を用いて、基板CPをテーブル4Tの第1ホルダHD1にロードする。基板CPは、基板Pとほぼ同じ厚さの板状の部材であって、基板Pとほぼ同じの外形を有しているため、搬送装置100は、基板CPを円滑に搬送可能である。なお、基板Pを搬送する搬送装置と、基板CPを搬送する搬送装置とは別の装置(部材)であってもよい
制御装置7は、テーブル4Tを制御し、搬送装置100を用いてテーブル4Tにロードした基板CPをテーブル4Tで保持する。本実施形態においては、基板CPは、第1周壁33の第1上面33Aの外縁の径よりも小さい外径を有しており、基板Pの裏面の周縁領域と対向するようにテーブル4Tに設けられた第1周壁33の第1上面33Aの少なくとも一部が露出するように、テーブル4Tに保持される。
基板CPは、第1周壁33の第1上面33Aの外縁の径よりも小さい外径を有し、第1周壁33とほぼ同形状の外形を有しているため、第1周壁33で囲まれた空間の中心と、基板CPの裏面の中心とがほぼ一致するように、テーブル4Tで基板CPを保持することによって、第1周壁33の第1上面33Aの少なくとも一部が露出するように、基板CPをテーブル4Tに保持することができる。
また、本実施形態においては、基板CPは、第1周壁33の第1上面33Aの外縁の径よりも小さく、且つ、第1周壁33の第1上面33Aの内縁の径よりも大きい外径を有する。したがって、基板CPの裏面の一部と第1周壁33の第1上面33Aの一部とは接触可能である。
第1ホルダHD1で基板CPを保持することによって、第1ホルダHD1に保持された基板CPの外側のエッジ(側面)と、第2ホルダHD2に保持された板部材Tの内側のエッジ(内側面)との間には、第1ホルダHD1に保持された基板Pの外側のエッジと板部材Tの内側のエッジとの間に形成された第5ギャップG5よりも大きい、第8ギャップG8が形成される。
テーブル4Tのクリーニング動作は、液体を用いて行われる。制御装置7は、第1ホルダHD1で基板CPを保持した状態で、テーブル4Tの少なくとも一部をクリーニングするための液体を供給する。液体は、少なくとも第8ギャップG8に供給される。
本実施形態においては、クリーニング用の液体として、露光用の液体LQ(水)を使用する。テーブル4Tのクリーニング動作を実行するために、制御装置7は、基板CPを保持したテーブル4Tの少なくとも一部がノズル部材70と対向するようにテーブル4Tを移動し、基板CP及びテーブル4T(板部材T)とノズル部材70との間に液体LQの液浸空間LRを形成する。
本実施形態においては、制御装置7は、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作の少なくとも一部とを並行して行うことで、基板CP及びテーブル4T(板部材T)とノズル部材70との間に、液体LQの液浸空間LRを形成する
図8及び図9に示すように、制御装置7は、液浸空間LRの少なくとも一部が第8ギャップG8の上に形成されるように、ノズル部材70に対するテーブル4Tの位置を制御する。上述したように、基板CPは基板Pよりも小さいので、液体LQの一部は、基板CPのエッジと板部材Tとの間のギャップG8から容易に浸入し、テーブル4Tの一部の領域に接触する。液体LQが接触する領域は、第1周壁33と第2周壁34との間のテーブル4T(基材30)の表面、及び第1周壁33の第1上面33Aの少なくとも一部を含む。また、液体LQが接触する領域は、第2周壁34と第5周壁35との間のテーブル4Tの表面、及び第2周壁34の第2上面34Aも含む。
液体LQが接触することによって、これら液体LQが接触するテーブル4Tの一部の領域は、液体LQによってクリーニングされる。すなわち、第1周壁33及び第2周壁34等、テーブル4Tの一部の領域に付着していた汚染物質は、液浸空間LRの液体LQによって、テーブル4Tの表面から剥がれる(除去される)。本実施形態においては、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作とを並行して行っており、汚染物質が付着している可能性のあるテーブル4Tの一部の領域には、液体供給口12から清浄な液体LQが供給され続け、その供給された清浄な液体LQによって、汚染物質を良好に剥がすことができる。また、剥がれた汚染物質は、液体回収口22によって直ちに回収される。
また、制御装置7は、ノズル部材70を用いて液浸空間LRを形成している状態において、第1吸引口63を用いて、液体LQの少なくとも一部を吸引(回収)する。すなわち、本実施形態においては、制御装置7は、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作と第1吸引口63による液体回収動作(吸引動作)とを並行して行う。ノズル部材70の液体回収口22は、テーブル4Tの上方でそのテーブル4Tの表面と対向する位置に配置されており、テーブル4Tの表面から剥がれ、液体LQ中を浮遊する汚染物質が、例えば重力の作用によって液体回収口22に円滑に到達できない可能性がある。制御装置7は、テーブル4Tの一部(基材30の上面)に形成されている第1吸引口63による液体回収動作を実行することによって、液体回収口22で回収しきれなかった汚染物質を回収することができる。
また、制御装置7は、液体LQを用いたクリーニング動作中、第2吸引口61による吸引動作を実行する。第2吸引口61による吸引動作を実行することで、上述したように、第2空間42から第2ギャップG2を介して第3空間43に向かう気体の流れF2が生成されるので、基板CPの裏面と第1周壁33の第1上面33Aとの間を介して、第1周壁33の内側に液体LQが浸入したとしても、その浸入した液体LQを第2吸引口61で回収することができるとともに、生成した気体の流れF2により、第4周壁32よりも内側への液体LQの浸入を抑制することができる。
また、制御装置7は、必要に応じて、テーブル4Tに光洗浄効果を有する露光光ELを照射しつつ、液体LQを用いたテーブル4Tのクリーニング動作を行う。すなわち、制御装置7は、ノズル部材70を用いて、第8ギャップG8の上に液浸空間LRを形成した状態で、投影光学系PLを介して、第1周壁33及び第2周壁34、あるいは第5周壁35等、テーブル4Tの一部に露光光ELを照射する。本実施形態においては、露光光ELとして、光洗浄効果を有する紫外光であるArFエキシマレーザ光を用いているため、テーブル4Tのうち、露光光ELが照射された領域は光洗浄される。紫外光である露光光ELが照射されることにより、テーブル4Tの表面に付着していた汚染物質(有機物質)は、酸化分解されて除去される。なお、照明系IL(露光用光源)とは別の発光装置から、光洗浄効果を有する光をテーブル4Tに照射するようにしてもよい。
また、本実施形態においては、制御装置7は、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作の少なくとも一部とを並行して行いつつ、基板Pを保持したテーブル4Tとノズル部材70とを相対的に移動する。
例えば、図10の矢印y1で示すように、液浸空間LRが環状の第8ギャップG8(基板CPのエッジ)に沿って移動するように、制御装置7は、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作とを並行して行いつつ、ノズル部材70に対して、基板Pを保持したテーブル4Tを移動する。これにより、テーブル4Tの広い範囲をクリーニングすることができる。
基板CPを用いたクリーニング動作終了後、制御装置7は、ノズル部材70の液体供給口12からの液体供給動作を停止するとともに、液体回収口22、第1吸引口63、及び第2吸引口61からの吸引動作を実行して、図11の模式図に示すように、基板CP及びテーブル4T(板部材T)上から液浸空間LRを無くす。また、制御装置7は、液体回収口22の液体回収動作を停止するとともに、第1吸引口63による吸引動作、及び第2吸引口61による吸引動作を所定時間継続する。第1吸引口63による吸引動作を実行することで、第1周壁33と第2周壁34との間のテーブル4Tの表面などに残留している液体LQを第1吸引口63で回収することができ、第1周壁33と第2周壁34との間のテーブル4Tの表面における液体LQの残留を抑制することができる。また、第2吸引口61による吸引動作を実行することによって、第1周壁33の内側に液体LQが浸入したとしても、その第1周壁33の内側に浸入した液体LQを、第2吸引口61で回収することができる。
そして、制御装置7は、第1吸引口63、第2吸引口61、及び第3吸引口62の吸引動作を全て停止した後、不図示の基板昇降機構(いわゆるリフトピン等)を用いて、第1ホルダHD1に対して基板CPを上昇させ、基板交換位置において、搬送装置100(又は別の搬送装置)を用いて、第1ホルダHD1から基板CPを搬出(アンロード)する。
その後、クリーニングされたテーブル4Tに、新たな基板Pが保持され、そのテーブル4Tに保持された基板Pに露光光ELを照射することによって、その基板Pが露光される。
以上説明したように、基板CPを用いて、テーブル4Tを円滑且つ良好にクリーニングすることができる。したがって、テーブル4Tに付着した汚染物質に起因する露光精度の劣化を抑制し、基板Pを良好に露光することができる。
本実施形態においては、第1周壁33の第1上面33Aが露出するように基板CPを配置することによって、その第1周壁33の第1上面33Aを重点的にクリーニングすることができるので、その第1周壁33を備えたテーブル4Tによって、基板Pを良好に保持して露光することができる。
また、本実施形態においては、第8ギャップG8を介して外部空間と接続可能な空間(第4空間44、第6空間46)を形成する第1周壁33及び第2周壁34、あるいは第5周壁35等を重点的にクリーニングすることができるので、第1周壁33及び第2周壁34、あるいは第5周壁35等に付着している汚染物質が外部空間、及び液浸空間LRに放出されるのを抑制することができる。
また、本実施形態においては、テーブル4T(第1ホルダHD1)の全部の領域をクリーニングせず、局所的な領域を重点的にクリーニングしているので、クリーニング作業が長時間に及んだり、煩雑になることを抑え、クリーニング作業を短時間で円滑且つ良好に実行することができる。
また、本実施形態においては、液体LQと接触する基板CPの表面及び裏面は、撥液性なので、基板CPの裏面と第1周壁33との間を介して、第1周壁33の内側に液体LQが浸入することを抑制することができる。また、液体LQを用いたクリーニング動作終了後、基板CPに接触した液体LQを円滑に回収することができ、基板CPの表面及び裏面等に液体LQが残留することを抑制することができる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。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同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
次に、第2実施形態について説明する。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同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
上述の第1実施形態においては、図12Aの模式図に示すように、基板CPは、第1周壁33の第1上面33Aの外縁の径よりも小さく、且つ、第1周壁33の第1上面33Aの内縁の径よりも大きい外径を有しているが、図12Bに示すように、第1周壁33の第1上面33Aの外縁の径よりも大きい外径を有していてもよい。この場合、第1周壁33の第1上面33Aは露出しないが、基板CPと板部材Tとの間の第8ギャップG8’は、基板Pと板部材Tとの間の第5ギャップG5よりも大きいので、クリーニング用の液体LQを、第1周壁33と第2周壁34との間の空間に供給することができ、その空間に供給された液体LQを用いてテーブル4Tの一部をクリーニングすることができる。
また、図12Cに示すように、基板CPは、第1周壁33の第1上面33Aの内縁の径よりも小さい外径を有していてもよい。この場合、図13に示すように、クリーニング用の液体LQは、第1周壁33の第1上面33Aのほぼ全域に接触することができるので、第1周壁33の第1上面33Aを良好にクリーニングすることができる。
すなわち、基板CPの外径は、テーブル4Tの洗浄される領域(空間)に応じて決定することができ、例えば基板Pの規格外径よりも2.0mm〜20.0mmだけ外径が小さい基板(円形基板の場合の場合には、規格半径よりも1.0〜10.0mm半径が小さい円形基板)が用いられる。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。図14は、第3実施形態に係るノズル部材70の近傍を示す図である。本実施形態においては、ノズル部材70は、液浸空間LRに液体LQを噴射可能な液体噴射口90を有し、液浸空間LR内において液体噴射口90から液体LQを噴射して、液浸空間LRに液体LQの噴流を形成する。液体LQの噴流は、テーブル4Tの表面に作用する。これにより、そのテーブル4Tの表面に付着している汚染物質の除去が促進される。
次に、第3実施形態について説明する。図14は、第3実施形態に係るノズル部材70の近傍を示す図である。本実施形態においては、ノズル部材70は、液浸空間LRに液体LQを噴射可能な液体噴射口90を有し、液浸空間LR内において液体噴射口90から液体LQを噴射して、液浸空間LRに液体LQの噴流を形成する。液体LQの噴流は、テーブル4Tの表面に作用する。これにより、そのテーブル4Tの表面に付着している汚染物質の除去が促進される。
なお、上述の第1〜第3実施形態において、基板CPを用いたクリーニング動作は、例えば基板Pを所定枚数処理した毎、ロット毎、所定時間間隔毎等に実行することができる。
また、上述のように、露光装置EXは、液体回収口22より回収した露光用の液体LQの品質(水質)を検出可能な検出装置26を備えており、その検出装置26は、液体回収口22より回収した露光用の液体LQの汚染状態を検出可能なので、制御装置7は、検出装置26の検出結果に基づいて、液体回収口22より回収した露光用の液体LQが汚染していると判断したときに、基板CPを用いたクリーニング動作を実行するようにしてもよい。テーブル4Tの汚染状態に応じて、液体回収口22から回収された液体LQの汚染状態も変化するので、制御装置7は、液体回収口22より回収された液体LQの汚染状態を検出装置26を用いて検出することによって、その検出結果に基づいて、テーブル4Tの汚染状態を求める(推定する)ことができる。そして、制御装置7は、検出装置26の検出結果に基づいて、テーブル4Tの汚染状態が許容範囲にないと判断した場合、次の露光動作を開始せずに、クリーニング動作を実行する。
なお、基板Pをパターンの像で露光し、その基板P上に形成されたパターンの形状を所定の計測装置で計測し、その計測結果に応じて、基板CPを用いたクリーニング動作を実行するようにしてもよい。例えば、パターンの形状の計測結果に基づいて、パターンの欠陥が許容範囲にないと判断された場合、制御装置7は、テーブル4Tの汚染状態も許容範囲にないと判断し、クリーニング動作を実行する。あるいは、第1ホルダHD1に高平坦度の表面を有するダミー基板を保持し、そのダミー基板の表面の形状(フラットネス)を、斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系等で検出し、フラットネスの劣化の度合いが許容範囲にないと判断した場合、制御装置7は、テーブル4Tの汚染状態も許容範囲にないと判断し、クリーニング動作を実行することができる。
なお、上述の各実施形態においては、制御装置7は、テーブル4Tをクリーニングするために、液体供給口12からの液体供給動作と液体回収口22による液体回収動作と第1吸引口63による液体回収動作(吸引動作)とを並行して行っているが、クリーニング動作中、第1吸引口63による吸引動作を停止してもよい。また、クリーニング動作中には、第1吸引口63による吸引動作を実行せず、クリーニング動作終了後、第1吸引口63による吸引動作を実行することで、第1周壁33と第2周壁34との間のテーブル4Tの表面における液体LQの残留を抑制することができる。あるいは、クリーニング動作中に、液体回収口22からの液体回収動作を停止してもよい。
なお、上述の各実施形態においては、制御装置7は、テーブル4Tのクリーニング動作中に、第2吸引口61による吸引動作を実行しているが、クリーニング動作中、第2吸引口61による吸引動作を停止してもよい。また、クリーニング動作中には、第2吸引口61による吸引動作を実行せず、クリーニング動作終了後、第2吸引口61による吸引動作を実行することで、第1周壁33の内側に浸入した液体LQを、第2吸引口61で回収することができる。
なお、上述の各実施形態においては、クリーニング用の液体として、露光用の液体LQを用いているが、露光用の液体LQとは別の液体を用いてもよい。クリーニング用の液体としては、例えばエタノール、メタノール等のアルコール類、あるいは界面活性剤を含む液体を用いることができる。また、オゾンガスを水に溶解させたオゾン水、水素を水に溶解させた水素水等、所定の気体を水に溶解させた、いわゆる機能水を、クリーニング用の液体に用いることもできる。
また、クリーニング用の液体に振動(例えば超音波)を与える振動装置を併用してもよい。
また、上述の各実施形態においては、基板Pを露光するときに液浸領域LRを形成するノズル部材70を用いてテーブル4Tのクリーニングを行っているが、クリーニング専用のノズル部材を設けて、部材CP及び板部材Tと、クリーニング用のノズル部材との間にクリーニング用の液体を保持して、テーブル4Tのクリーニング動作を実行してもよい。
なお、上述の各実施形態においては、基板Pの周囲の平坦部を脱着可能な板部材Tで形成しているが、基板Pの周囲の平坦部を基材30と一体的な部材で形成してもよい。すなわち、テーブル4Tの構成は上述したものに限られず、液浸露光される基板Pを良好に保持できるものであれば、いろいろな構成のテーブル4Tを用いることができる。
なお、上述の各実施形態においては、部材CPは、基板Pとほぼ同形状の外形を有し、基板Pとほぼ同じ厚さの板状部材であるが、テーブル4T(第1ホルダHD1)で保持したときに、第1周壁33の第1上面33Aの少なくとも一部等、洗浄したい領域を露出させて、その領域とクリーニング用の液体とを接触させることができるのであれば、部材CPは、基板Pの外形と異なる外形を有していてもよいし、基板Pの厚さと異なる厚さを有していてもよいし、板状でなくてもよい。また、上述の各実施形態においては、部材CPは表面と裏面がクリーニング用の液体に対して撥液性を有しているが、必要に応じて、部材CPの一部の領域が撥液性であればよく、テーブル4Tのクリーニングとクリーニング用の液体の回収が円滑に実行されるならば、部材CPに撥液性の領域を形成しなくてもよい。
なお、上述の各実施形態の投影光学系は、終端光学素子の像面(射出面)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、終端光学素子の物体面(入射面)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。
なお、上述の各実施形態の露光用の液体LQは水であるが、水以外の液体であってもよい。例えば、露光用の液体LQは、過フッ化ポリエーテル(PFPE)、フッ素系オイル等のフッ素系流体でもよいし、セダー油でもよい。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。
液体LQと接触する投影光学系PLの光学素子(最終光学素子FLなど)は、例えば石英(シリカ)、あるいは、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成してもよい。更に、終端光学素子は、石英及び蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で形成してもよい。屈折率が1.6以上の材料としては、例えば、国際公開第2005/059617号パンフレットに開示されるサファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第2005/059618号パンフレットに開示される塩化カリウム(屈折率は約1.75)等を用いることができる。さらに、終端光学素子の表面の一部(少なくとも液体との接触面を含む)又は全部に、親液性及び/又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することができる。純水よりも屈折率が高い(例えば1.5以上)の液体としては、例えば、屈折率が約1.50のイソプロパノール、屈折率が約1.61のグリセロール(グリセリン)といったC−H結合あるいはO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)、あるいは屈折率が約1.60のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。また、液体は、これら液体のうち任意の2種類以上の液体を混合したものでもよいし、純水にこれら液体の少なくとも1つを添加(混合)したものでもよい。さらに、液体は、純水にH+、Cs+、K+、Cl−、SO4 2−、PO4 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものでもよいし、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものでもよい。なお、液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系、及び/又は基板の表面に塗布されている感光材(又はトップコート膜あるいは反射防止膜など)に対して安定なものであることが好ましい。基板には、液体から感光材や基材を保護するトップコート膜などを設けることができる。
なお、上述の各実施形態の基板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、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)、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。
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。
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第1パターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第2パターンの縮小像を第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光してもよい(スティッチ方式の一括露光装置)。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。
また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報(対応米国特許第6,341,007号、第6,400,441号、第6,549,269号及び第6,590,634号)、特表2000−505958号公報(対応米国特許第5,969,441号)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マルチステージ型(ツインステージ型)の露光装置にも適用できる。
更に、例えば特開平11−135400号公報、特開2000−164504号公報(対応米国特許第6,897,963号)等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。
上述の各実施形態においては、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、露光光はレンズ等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空間が形成される。
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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、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。
なお、上述の各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(可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器:Spatial Light Modulator (SLM)とも呼ばれる)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)などを含む)を用いてもよい。なお、DMDを用いた露光装置は、例えば米国特許第6,778,257号公報に開示されている。
また、例えば国際公開第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。
また、例えば特表2004−519850号公報(対応米国特許第6,611,316号)に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。
なお、法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許などの開示を援用して本文の記載の一部とする。
以上のように、上記実施形態の露光装置EXは、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。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図15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、前述した実施形態に従って、マスクのパターンを基板に露光し、露光した基板を現像する基板処理(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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
4…基板ステージ、4T…テーブル、12…液体供給口、22…液体回収口、33…第1周壁、33A…第1上面、34…第2周壁、34A…第2上面、61…第2吸引口、63…第1吸引口、70…ノズル部材、81…第1支持部材、90…液体噴射口、CP…クリーニング用部材、EL…露光光、EX…露光装置、HD1…第1ホルダ、LQ…液体、LR…液浸空間、P…露光用基板
Claims (26)
- 露光光が照射される基板の裏面を保持する基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするために前記基板保持部材に保持されるクリーニング用部材であって、
前記基板よりも小さい外径を有する。 - 前記基板保持部材のクリーニングは、前記基板の裏面の周縁領域と対向するように前記基板保持部材に設けられた第1周壁の第1上面の少なくとも一部が露出した状態で行われる請求項1記載のクリーニング用部材。
- 前記第1周壁とほぼ同じの外形を有し、
前記基板とほぼ同じ厚さを有し、
前記外径は、前記第1周壁の第1上面の外縁の径よりも小さい請求項2記載のクリーニング用部材。 - 前記外径は、前記第1周壁の第1上面の内縁の径よりも小さい請求項3記載のクリーニング用部材。
- 前記基板保持部材には、前記第1周壁の内側に、前記基板の裏面を支持する支持部材が形成され、前記第1周壁で囲まれた空間を負圧にすることによって、前記基板の裏面が前記支持部材に支持される請求項2〜4のいずれか一項記載のクリーニング用部材。
- 前記基板保持部材のクリーニングは、液体を用いて行われる請求項1〜5のいずれか一項記載のクリーニング用部材。
- 撥液性の液体接触面を有する請求項6記載のクリーニング用部材。
- 請求項1〜請求項7のいずれか一項記載のクリーニング用部材を前記基板保持部材に保持して、前記基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするクリーニング方法。
- 露光光が照射される基板を保持する基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするクリーニング方法であって、
前記基板とほぼ同じ外形を有し、該基板よりも小さい外径を有するクリーニング用部材を前記基板保持部材で保持することと、
前記基板保持部材の少なくとも一部をクリーニングするための液体を供給することと、を含むクリーニング方法。 - 前記液体は、前記クリーニング用部材のエッジの外側で、前記基板保持部材の一部の領域に接触する請求項9記載のクリーニング方法。
- 前記基板保持部材は、前記基板の裏面の周縁領域と対向する第1上面を有する第1周壁を備え、
前記クリーニング用部材は、前記第1周壁の第1上面の少なくとも一部が露出するように、前記基板保持部材に保持される請求項10記載のクリーニング方法。 - 前記クリーニング用部材の外形は、前記第1周壁とほぼ同じで、
前記クリーニング用部材の外径は、前記第1周壁の第1上面の外縁の径よりも小さく、且つ前記クリーニング用部材は、前記基板とほぼ同じ厚さを有する請求項11記載のクリーニング方法。 - 前記クリーニング用部材の外径は、前記第1周壁の第1上面の内縁の径よりも小さい請求項12記載のクリーニング方法。
- 前記基板保持部材は、前記第1周壁の内側に配置され、前記基板の裏面を支持する支持部材を有し、
前記第1周壁で囲まれた空間を負圧にすることによって、前記基板の裏面が前記支持部材に吸着保持される請求項11〜13のいずれか一項記載のクリーニング方法。 - 前記基板保持部材は、前記第1周壁を囲むように配置された第2周壁を有し、
前記領域は、前記第1周壁と前記第2周壁との間を含む請求項10〜14のいずれか一項記載のクリーニング方法。 - 前記領域は、前記第1周壁の第1上面を含む請求項10〜15のいずれか一項記載のクリーニング方法。
- 前記基板保持部材は、前記第1周壁の外側に形成され、流体を吸引可能な第1吸引口を有し、
前記第1吸引口は、前記液体の少なくとも一部を吸引する請求項10〜16のいずれか一項記載のクリーニング方法。 - 前記基板保持部材は、前記第1周壁の内側に形成され、流体を吸引可能な第2吸引口を有し、
前記第2吸引口は、前記液体の少なくとも一部を吸引する請求項10〜17のいずれか一項記載のクリーニング方法。 - 前記クリーニング用部材を保持した前記基板保持部材の少なくとも一部が所定部材と対向するように前記基板保持部材を移動することと、
前記液体によって、前記クリーニング用部材及び前記基板保持部材と前記所定部材との間に液浸部を形成する請求項9〜19のいずれか一項記載のクリーニング方法。 - 前記液体は、前記所定部材の液体供給口から供給される請求項19記載のクリーニング方法。
- 前記所定部材は液体回収口を有し、
前記液体供給口からの液体供給動作と前記液体回収口による液体回収動作の少なくとも一部とを並行して行う請求項20記載のクリーニング方法。 - 前記液体供給口からの液体供給動作と前記液体回収口による液体回収動作の少なくとも一部とを並行して行いつつ、前記クリーニング用部材を保持した前記基板保持部材と前記所定部材とを相対的に移動する請求項21記載のクリーニング方法。
- 前記所定部材は、液体噴射口を有し、
前記液体噴射口から液体を噴射して、前記液浸部に液体の噴流を形成する請求項19〜22のいずれか一項記載のクリーニング方法。 - 前記基板保持部材に光洗浄効果を有する光を照射する動作を含む請求項9〜23のいずれか一項記載のクリーニング方法。
- 前記光は前記露光光を含む請求項24記載のクリーニング方法。
- 請求項9〜請求項25のいずれか一項記載のクリーニング方法を用いて前記基板保持部材をクリーニングすることと、
前記基板保持部材で基板を保持することと、
前記基板保持部材に保持された前記基板を露光光で露光することと、を含むデバイス製造方法。
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