JP4701606B2 - 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法 - Google Patents
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Description
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。
本発明の露光方法は、投影光学系(PL)を介して基板(P)を露光する露光方法において、投影光学系(PL)と基板(P)との間に液体(50)を供給し、基板(P)上の第1領域(AR1)を投影光学系(PL)と液体(50)とを介して露光し、第1領域(AR1)とは異なる基板(P)上の第2領域(AR2)を、液体(50)なしに、投影光学系(PL)を介して露光することを特徴とする。本発明の露光方法は、投影光学系(PL)と基板(P)との間に液体(50)を供給し、投影光学系(PL)と液体(50)とを介して基板(P)を露光する露光方法において、基板(P)上の第1領域(AR1)を露光するときと、第1領域(AR1)とは異なる基板(P)上の第2領域(AR2)を露光するときとで露光条件が異なることを特徴とする。本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光方法を用いることを特徴とする。
基板のエッジ部を露光する必要のない条件の下では、基板のエッジを投影光学系と液体との間の液浸領域にまで移動する必要がない。例えば、基板に対してCMP処理を行わないプロセス条件であればエッジ部にパターンを形成しなくてもいいので、エッジ部を露光する必要がなく、投影光学系と基板との間の液浸領域が基板のエッジにかかることがないので基板の外側への液体の流出を防ぐことができる。
また本発明によれば、更に、第2ステーションでは予め基板の位置合わせ計測(AF/AL計測、アライメント計測など)を行うことができ、その基板を第1ステーションに移動し、その位置合わせ計測が行われた基板を第1ステーションで液浸露光することができる。このようにツインステージの利点を液浸露光に生かしてスループットを向上することができる。
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のパターンの像を基板ステージ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。
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にロードされたら、制御装置CONTは液体供給装置1及び液体回収装置2を駆動し、液体50の供給及び回収をすることで空間56に液体50の液浸部分を形成する。そして、制御装置CONTは、マスクMと基板Pとを同期移動しながら、照明光学系ILによりマスクMの第1パターン形成領域M1を露光光ELで照明し、デバイスパターン41の像を投影光学系PL及び液体50を介して基板P上の第1領域AR1の各ショット領域SHに順次投影する。ここで、基板Pの中央付近の第1領域AR1を露光している間は、液体供給装置1から供給された液体50は液体回収装置2により回収され、投影光学系PLと基板Pとの間の液浸領域が基板Pのエッジにかからないので基板Pの外側に流出しない。
図10は、基板Pを保持するステージを2つ搭載したツインステージ型露光装置の概略構成図である。図10において、ツインステージ型露光装置は、基板Pを保持した状態で、共通のベース91上を各々独立に移動可能な第1基板ステージ(第1可動体)PST1及び第2基板ステージ(第2可動体)PST2を備えている。また、ツインステージ型露光装置は露光ステーションA(液浸露光ステーション)と計測ステーションB(ノーマル露光ステーション)とを有しており、露光ステーションAには図1を参照して説明したシステムが搭載されており、投影光学系(第1光学系)PLと基板Pとの間に満たされる液体50及び投影光学系PLを介して基板Pの第1領域AR1に露光光ELが照射される。なお簡単のため、図10には液体供給装置や液体回収装置等は図示されていない。また、露光ステーションAのマスクステージMSTの近傍には、マスクMと投影光学系PLとを介して第1、第2基板ステージPST1、PST2上の基準部材94、94’に設けられた基準マークMFMを検出するマスクアライメント系89が設けられている。更に、露光ステーションAには、基板Pの表面の面情報(Z軸方向における位置情報及び傾斜情報)を検出するフォーカス・レベリング検出系84が設けられている。フォーカス・レベリング検出系84は、検出光を基板P表面に投射する投射系84Aとその基板Pからの反射光を受光する受光系84Bとを備えている。
露光ステーションAにおいて、投影光学系PLを用いて第1基板ステージPST1に保持された基板P上の第1領域AR1の液体50を介した露光中に、計測ステーションBにおいて、第2基板ステージPST2上の基板Pの計測処理、及び第2投影光学系PL2を用いた第2基板ステージPST2に保持された基板P上の第2領域AR2の露光が、液体を介さずに行われる。なお、露光ステーションAで第1領域AR1を露光されている基板Pには、その前に計測ステーションBで計測処理及び第2領域AR2に対する露光処理が予め行われている。
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(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。
42…ライン・アンド・スペースパターン(第2パターン)、50…液体、
AR1…第1領域(パターン形成領域)、AR2…第2領域(エッジ領域)、
EX…露光装置、MF…ガラス基材(基材)、P…基板、
PL…投影光学系(第1光学系)、PL2…第2投影光学系(第2光学系)、
PST1…第1基板ステージ(第1可動体)、
PST2…第2基板ステージ(第2可動体)
Claims (54)
- 投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、
前記投影光学系と前記基板との間に液体を供給し、前記基板の中央付近の第1領域を前記投影光学系と前記液体とを介して露光し、
前記基板のエッジを含む第2領域を、前記液体なしに、前記投影光学系を介して露光することを特徴とする露光方法。 - 第1投影光学系と基板との間に液体を供給し、前記第1投影光学系と前記液体とを介して前記基板を露光する露光方法において、
前記基板の中央付近の第1領域を前記第1投影光学系と前記液体とを介して露光するときと、前記基板のエッジを含む第2領域を第2投影光学系を介して露光するときとで露光条件が異なることを特徴とする露光方法。 - 露光光で照明されたマスクからの露光光で前記基板が露光され、
前記露光条件は、前記マスクに対する照明条件を含む請求項2記載の露光方法。 - 前記基板の第2領域をデフォーカスに耐性のある露光条件で露光する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方法。
- 前記第1領域を露光するときよりも、前記第2領域を露光するときの前記投影光学系の開口数を小さくすることを特徴とする請求項1記載の露光方法。
- 前記第2領域は二光束干渉法により露光されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第2領域には、ラインパターンが所定ピッチで形成されたライン・アンド・スペースパターンの像を投影することを特徴とする請求項6記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンは、前記第2領域の露光に使われる第2パターンと異なることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第1領域は前記第1パターンと前記基板とを移動しながら露光し、
前記第2領域は前記第2パターンと前記基板とを静止した状態で露光することを特徴とする請求項8記載の露光方法。 - 前記第1領域は、前記第1パターンと前記基板とを移動しながら露光し、
前記第2領域は、前記第2パターンを静止した状態で、前記基板を移動しながら露光することを特徴とする請求項8記載の露光方法。 - 前記第1パターンと前記第2パターンとは同一マスク上に形成されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第1パターンはマスク上に形成され、前記第2パターンは前記マスクを保持するマスクステージ上に、前記マスクとは離れた位置に固定された基材に形成されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第2領域に露光光を照射して、前記基板において前記第1領域に形成されるパターンに応じたダミーパターンを前記第2領域に形成する請求項1〜5のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記ダミーパターンは、二光束干渉法により前記第2領域に投影される干渉縞パターンを含む請求項13記載の露光方法。
- 前記ダミーパターンは、前記基板と共役な位置に配置されたマスク又はガラス基材のパターンを露光光で照明することにより前記第2領域に投影されるパターンを含む請求項13記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンの形状に応じて前記第2領域に露光光を照射する請求項13〜15のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンのパターン形成密度に応じて前記第2領域に露光光を照射する請求項13〜15のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第1領域を露光するときと前記第2領域を露光するときとで、前記投影光学系と前記基板との間隔が異なることを特徴とする請求項1記載の露光方法。
- 前記第1領域を露光するときと前記第2領域を露光するときとで、前記投影光学系と前記基板との間隔がほぼ同じになるように、前記投影光学系を介して形成される像面の位置調整を行うことを特徴とする請求項1記載の露光方法。
- 前記第2領域の露光が完了した後に、前記第1領域の露光を行うことを特徴とする請求項1〜19のいずれか一項記載の露光方法。
- 基板を露光する露光方法であって、
前記基板の中央付近の第1領域を、第1光学系、及び前記第1光学系と前記基板との間の液体を介して露光して前記第1領域にパターンを形成することと、
前記基板のエッジを含む第2領域を、液体なしに第2光学系を介して露光して前記第2領域にパターンを形成することと、を含む露光方法。 - 前記第1光学系は第1ステーションに配置され、前記第2光学系は第2ステーションに配置され、
前記基板の第2領域が、前記第2ステーションにおいて前記2光学系により液体を介さずに露光され、前記基板の第1領域が、前記第1ステーションにおいて前記第1光学系により液体を介して露光される請求項21記載の露光方法。 - 前記第1ステーションにおいて、第1基板ステージに保持された基板の第1領域を前記第1光学系及び液体を介して露光中、前記第2ステーションにおいて、第2基板ステージに保持された基板の第2領域の露光を液体を介さずに第2光学系を介して行う請求項22記載の露光方法。
- 露光装置の基板ステージに保持された基板の第1領域が前記第1光学系及び液体を介して露光され、
前記基板の第2領域は、コータ・デベロッパ装置と前記露光装置の前記基板ステージとの搬送経路の途中に設けられた前記第2光学系によって露光される請求項21記載の露光方法。 - 前記基板は、前記基板ステージに載置された状態で前記第1光学系を介して露光される露光処理の前又は後に、前記第2光学系により前記第2領域を露光される請求項24記載の露光方法。
- 前記基板の第2領域を露光する第2光学系が、コータ・デベロッパ装置に設けられる請求項21記載の露光方法。
- 前記第1光学系及び前記第2光学系が、前記基板を支持する1つの基板ステージの上方に配置される請求項21記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に用いられる露光光の波長と、前記第2領域の露光に用いられる露光光の波長とは異なる請求項21〜27のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンは、前記第2領域の露光に使われる第2パターンと異なる請求項21〜28のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第2領域に露光光を照射して、前記基板において前記第1領域に形成されるパターンに応じたダミーパターンを前記第2領域に形成する請求項21〜29のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記ダミーパターンは、二光束干渉法により前記第2領域に投影される干渉縞パターンを含む請求項30記載の露光方法。
- 前記ダミーパターンは、前記基板と共役な位置に配置されたマスク又はガラス基材のパターンを露光光で照明することにより前記第2領域に投影されるパターンを含む請求項30記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンの形状に応じて前記第2領域に露光光を照射する請求項30〜32のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンのパターン形成密度に応じて前記第2領域に露光光を照射する請求項30〜32のいずれか一項記載の露光方法。
- 請求項1〜請求項34のいずれか一項記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
- 基板上の複数の領域を露光する露光装置において、
基板の中央付近の第1領域に液体を介して露光光を照射してパターンを形成する第1光学系と、
前記基板のエッジを含む第2領域に液体なしに露光光を照射してパターンを形成する第2光学系とを備えたことを特徴とする露光装置。 - 前記第1領域の露光に用いられる露光光の波長は、前記第2領域の露光に用いられる露光光の波長とは異なることを特徴とする請求項36記載の露光装置。
- 前記第2領域は二光束干渉法により露光されることを特徴とする請求項36又は37記載の露光装置。
- 前記第1光学系及び液体を介して第1領域が露光される基板を支持する基板ステージを備え、
前記第2光学系は、コータ・デベロッパ装置と前記基板ステージとの搬送経路の途中に設けられる請求項36〜38のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記基板を支持する基板ステージを備え、
前記第1光学系及び前記第2光学系が、1つの前記基板ステージの上方に配置される請求項36〜38のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記第1及び第2領域を有する基板を保持して移動可能な第1可動体と、前記第1及び第2領域を有する基板を保持して移動可能な第2可動体とを備え、
前記第1光学系を用いて前記第1可動体に保持された基板上の第1領域の露光中に、前記第2光学系を用いて前記第2可動体に保持された基板上の第2領域を露光し、前記第1可動体に保持された基板上の第1領域の露光終了後に、前記第1光学系を用いて前記第2可動体に保持された基板上の第1領域の露光を開始することを特徴とする請求項36〜38のいずれか一項記載の露光装置。 - 基板を露光する露光装置であって、
液体供給装置を備え、該液体供給装置により供給された液体を介して基板の中央付近の第1領域を露光して前記第1領域にパターンを形成する第1ステーションと、
液体が供給されない基板のエッジを含む第2領域を露光して前記第2領域にパターンを形成する第2ステーションとを備えることを特徴とする露光装置。 - 前記基板が第1及び第2領域を有し、第1領域が第1ステーションで液体を介して露光され、第2領域が第2ステーションで液体を介さずに露光されることを特徴とする請求項42記載の露光装置。
- 更に、第1ステーションに設けられた第1投影光学系と、第2ステーションに設けられた第2投影光学系とを備えることを特徴とする請求項42又は43記載の露光装置。
- 更に、第1ステーションと第2ステーションとの間を、基板を保持して交互に移動する第1及び第2可動体を備えることを特徴とする請求項42〜44のいずれか一項記載の露光装置。
- 第1及び第2可動体に、基板の露光領域の位置合わせのための基準部材が設けられており、第1ステーションで露光が行われる前に、第2ステーションにおいて基板の露光領域の位置計測が行われることを特徴とする請求項45記載の露光装置。
- 前記基板の第2領域が第2ステーションで露光された後に、該基板が第1又は第2可動体により第1ステーションに移動され、第1領域に液体が供給されて第1領域が露光されることを特徴とする請求項42〜46のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンは、前記第2領域の露光に使われる第2パターンと異なる請求項36〜47のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記第2領域に露光光を照射して、前記基板において前記第1領域に形成されるパターンに応じたダミーパターンを前記第2領域に形成する請求項36〜48のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記ダミーパターンは、二光束干渉法により前記第2領域に投影される干渉縞パターンを含む請求項49記載の露光装置。
- 前記ダミーパターンは、前記基板と共役な位置に配置されたマスク又はガラス基材のパターンを露光光で照明することにより前記第2領域に投影されるパターンを含む請求項49記載の露光装置。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンの形状に応じて前記第2領域に露光光を照射する請求項49〜51のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記第1領域の露光に使われる第1パターンのパターン形成密度に応じて前記第2領域に露光光を照射する請求項49〜51のいずれか一項記載の露光装置。
- 請求項36〜53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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