JP4444743B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
R = k1 × λ / NA (1)
で表される。ここでλは露光光の波長、NAは投影光学系の開口数、k1はプロセスに関する係数である。式(1)からわかるように、解像力を向上させるためには、より短波長の光を露光光として用いる、開口数の大きい光学系を設計する、位相シフトマスクや変形照明などにより結果的にk1係数を小さくする、等の手法が考えられる。
この液浸型投影露光装置の実施形態としては、ウエハチャックを含むウエハ全体を水槽内に満たされた液浸剤に浸すものや、投影光学系の最終レンズとそれに対向している部分のウエハ表面との間隔のみを局所的に液浸剤で満たすものなどが提案されている。例えば特許文献1には、ウエハ表面とそれに対向する投影光学系の最終レンズとの間隔のみを液体で満たし露光するステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が開示されている。また、液浸剤の供給・回収配管の配置、及び、露光処理時の液浸剤の供給方向、流量なども開示されている。さらに、この特許文献1の実施例に、液体中の不純物の付着などに起因して液体に接触する光学素子の表面が汚れた場合にその光学素子を定期的に交換する必要があること、コスト及び交換時間の観点から交換すべき光学素子を平行平面板にすること、純水が液浸剤に使用可能であり、かつ純水によるレンズ表面の洗浄作用も期待できることが記載されている。
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、投影光学系の光学素子表面への汚れ付着による光学特性の劣化を防止し、良好な投影露光を行う液浸露光装置を提供することを例示的目的とする。さらに、光学素子表面に汚れが付着してしまった場合でも、その汚れを除去して光学特性を回復させ、良好な投影露光を行う液浸露光装置を提供することを他の例示的目的とする。
図2は、本発明の実施の形態1に係る露光装置としての液浸型投影露光装置(以下、液浸露光装置という。)の概略構成図である。液浸露光装置本体1は、全体をチャンバ2で覆われており装置内部を一定の雰囲気に保っている。架台3は剛性の高い構造をしており、ウエハ(基板)20及びレチクル10の高精度な位置決めを可能としている。レチクル10は不図示のレチクル搬送系により装置外部からレチクルステージ(レチクル駆動系)11に搬送され、保持される。表面に感光レジストが塗布済みのウエハ20も不図示のウエハ搬送系により装置外部からウエハステージ22上のウエハチャック21に搬送され、保持される。このウエハステージ22とウエハチャック21とは基板駆動系を構成する。
矢印D1で示す方向にウエハステージ22(図1参照)を駆動してスキャン露光をする場合、給排ノズル25aは露光領域となるウエハ表面部分に液浸剤24を供給し、給排ノズル25bは露光領域から外れるウエハ上の液浸剤24を回収するよう制御される。また、図2中に示す符号26は投影光学系6の先端部を覆い最終レンズ7を露光装置内の周囲雰囲気から隔離するためのレンズカバー(光学面保護部材)、符号27はそのレンズカバー26を上下させる昇降動作のためのカバー昇降機構(保護部材着脱機構)である。
図1は、この実施の形態1に係る液浸露光装置のレンズカバー26近傍の概略構成図である。レンズカバー26には液浸剤24と略同等、又は同一の成分を有する保護用液体24aを貯留可能であり、保護用液体24aが充填されている。
図1(a)から図1(b)へ至る手順を説明する。ウエハ20への露光終了後、ウエハ20をウエハチャック21から取り外して回収し、レンズカバー26が投影光学系6の真下に来るようにウエハステージ22を駆動する。次にカバー昇降機構27を上方、すなわちZ方向へ上昇させて投影光学系6に近接させ、最終レンズ7の表面をレンズカバー26内の保護用液体24aに浸す(この状態をレンズカバー26が投影光学系6に装着されたという。)。ここで、レンズカバー26内に保護用液体24aが充填されていない場合は、カバー昇降機構27の上昇途中で投影光学系6の周辺に配置された給排ノズル25から液浸剤24を保護用液体24aとして供給し、光学面を浸漬可能とする。レンズカバー26を最終レンズ7から外す際には給排ノズル25によってレンズカバー26内の保護用液体24aを回収することが望ましい。保護用液体24aを回収することにより、露光時にウエハステージ22が駆動されてもレンズカバー26から保護用液体24aがこぼれて周囲に飛散してしまう虞がなくなる。
図4は、本発明の実施の形態2に係る液浸露光装置のレンズカバー26近傍の概略構成図である。この実施の形態2は、レンズカバー26が最終レンズ7をカバーした状態でレンズカバー26をカバー昇降機構27から分離可能に構成されている点において実施の形態1と異なっている。カバー結合フック32はレンズカバー26をカバー昇降機構27又は投影光学系6に結合するためのものである。図4(a)は露光処理中の状態を示したものであり、カバー結合フック32がレンズカバー26をカバー昇降機構27に結合している。図4(b)は非露光時にレンズカバー26で最終レンズ7を覆う処理を示す。露光終了後にウエハ20をウエハチャック21から取り外して回収し、レンズカバー26が投影光学系6の真下に来るようにウエハステージ22を駆動する。次にカバー昇降機構27を上方、すなわちZ方向へ上昇させて投影光学系6に近接させ、最終レンズ7の表面をレンズカバー26内の保護用液体24aに浸す。ここで、レンズカバー26内に保護用液体24aが充填されていない場合は、上記実施の形態1と同様にカバー昇降機構27の上昇途中で投影光学系6の周辺に配置された給排ノズル25から液浸剤24を保護用液体24aとして供給する。
実施の形態1,2においては、レンズカバー26内の保護用液体24aに最終レンズ7を浸して最終レンズ7の表面に汚れ等が付着するのを防止しているが、本発明の実施の形態3に係る液浸露光装置では、最終レンズ7表面に付着して水痕やゴミ付着の原因となる液浸剤24を積極的に除去し、乾燥した状態でレンズ表面を周囲雰囲気から隔離する(図5を参照。)。
図6は、本発明の実施の形態4に係る液浸露光装置のレンズカバー26近傍の概略構成図である。本実施の形態4においては、レンズカバー26及びカバー昇降機構27側に、レンズカバー26内に保護用液体24aを供給する供給路29と保護用液体24aをレンズカバー26内から回収する回収路30とが備えられている。
図7は、本発明の実施の形態5に係る液浸露光装置のレンズカバー近傍の概略構成図である。この液浸露光装置は、液浸剤除去機構としてのローラ28とカバー昇降機構27側(すなわちウエハステージ22側)に設けられた供給路29及び回収路30とを備えており、最終レンズ7にレンズカバー26を装着する際に最終レンズ7表面を保護用液体24aに浸すか又は乾燥状態とするかを選択手段により選択可能に構成されている。もちろん供給路29と回収路30とは必須の構成ではなく、実施の形態1の場合と同様に給排ノズル25からレンズカバー26内へ保護用液体24aを供給してもよい。
上記実施の形態1〜5は、ウエハ20表面のうち最終レンズ7に対向する部分と最終レンズ7表面との間に局所的に液浸剤24を充填し、充填された領域内でウエハ20を順次露光していく液浸露光装置である。これに対して図8に示すように、本実施の形態6に係る液浸露光装置はウエハチャック21のウエハ保持面を囲うように設けられた液槽31内に液浸剤24を充たし、ウエハチャック21に保持されたウエハ20全体を液浸剤24に浸すように構成されている。
次に、図9及び図10を参照して、上述の液浸露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図9は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ101(回路設計)ではデバイスの回路設計を行う。ステップ102(レチクル製作)では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ103(ウエハ製造)ではシリコンなどの材料を用いてウエハ(基板)を製造する。ステップ104(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ105(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ104によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ106(検査)では、ステップ105で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ107)される。
4:照明系
6:投影光学系
7:最終光学素子(最終レンズ)
10:レチクル
11:レチクルステージ(レチクル駆動系)
20:ウエハ(基板)
21:ウエハチャック(ウエハ駆動系の一部)
22:ウエハステージ(ウエハ駆動系の一部)
24:液浸剤
24a:保護用液体
25,25a,25b:給排ノズル
26:レンズカバー(光学面保護部材)
27:カバー昇降機構(保護部材着脱機構)
28:ローラ(液浸剤除去機構)
29:供給路
30:回収路
40:主制御部
41:Wステージ位置制御部
42:Rステージ位置制御部
43:光源制御部
44:液浸剤給排制御部
Claims (8)
- 光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、
前記レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系とを備え、
前記投影光学系の最も前記基板近くに配置された光学素子と前記基板との間隙に充填された液浸剤を介して、前記パターンで前記基板を露光する露光装置であって、
前記光学素子の光学面を保護するための光学面保護部材と、
該光学面保護部材を前記投影光学系に着脱する保護部材着脱機構と、
前記基板を駆動する基板駆動系とを有し、
前記光学面保護部材に保護用液体を貯留することにより前記光学面を該保護用液体に浸漬可能とし、
前記光学面保護部材に前記保護用液体を供給する供給路と、該供給された前記保護用液体を回収する回収路とが、前記基板駆動系に設けられていることを特徴とする露光装置。 - 前記光学面保護部材が、前記保護部材着脱機構に分離可能に結合されていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記光学素子の光学面に付着した液浸剤を除去する液浸剤除去機構を有することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記保護用液体は、前記液浸剤と異なる成分の洗浄剤であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記光学面を、前記光学面保護部材に貯留された前記保護用液体に浸漬するか、又は液浸剤除去機構により前記光学面に付着した液浸剤を除去するかを選択する選択手段を有することを特徴とする請求項3に記載の露光装置。
- 前記光学面保護部材に貯留された前記保護用液体に前記基板が浸漬可能とされていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記供給路から少なくとも2種類の液体を供給するための供給液体切替え手段が備えられていることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 請求項1から請求項7のうちいずれか1項に記載の露光装置によって基板にパターンを露光する工程と、
露光された前記基板に光学面保護のプロセスを行う工程とを有するデバイスの製造方法。
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