JP5516628B2 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2005年4月28日に出願された特願2005−131866号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図1は露光装置EXの一実施形態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MSTと、基板Pを保持して移動可能な基板ステージST1と、露光処理に関する計測を行う計測器の少なくとも一部を搭載して移動可能な計測ステージST2と、マスクステージMST上のマスク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ST1上の基板Pに投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置CONTとを備えている。制御装置CONTには、露光処理に関する情報を記憶した記憶装置MRYと、露光処理に関する情報を表示する表示装置DYとが接続されている。基板ステージST1及び計測ステージST2のそれぞれは、投影光学系PLの像面側で、ベース部材BP上において互いに独立して移動可能となっている。また、露光装置EXは基板Pの搬送を行う、即ち基板ステージST1に基板Pをロードするとともに、基板ステージST1から基板Pをアンロードする搬送装置Hを備えている。なお、基板Pのロードとアンロードとを異なる位置で行ってもよいが、本実施形態では同一位置(RP)にて基板Pのロードとアンロードとを行うものとする。
更に、基板ステージST1は、Z軸方向、θX方向、及びθY方向にも移動可能である。
したがって、基板ステージST1に保持された基板Pの表面は、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。基板ステージST1の側面には移動鏡53が設けられている。また、所定の位置にはレーザ干渉計54が設けられている。基板ステージST1上の基板Pの2次元方向の位置、及び回転角は移動鏡53を用いてレーザ干渉計54によりリアルタイムで計測される。また、不図示ではあるが、露光装置EXは、基板ステージST1に保持されている基板Pの表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系を備えている。
液浸領域LRの液体LQと基板P上のショット領域とが接触する接触時間の積算値は、これら各接触時間の和を含む。
したがって、基板Pに露光光ELが照射される前の接触時間の積算値、及び基板Pに露光光ELが照射された後の接触時間の積算値のそれぞれを考慮して、第1許容値を設定するようにしてもよい。同様にして、基板P上に液浸領域LRが静止している静止時間も、露光前のショット領域に対する第2許容値と露光後のショット領域に対する第2許容値とを別々に設定しても良い。
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3実施形態について図14を参照しながら説明する。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。上述の実施形態においては、制御装置CONTは、液浸領域LRの液体LQと基板P上のショット領域とが接触する接触時間の積算値が第1許容値を超えないように、基板Pの移動速度、移動加減速度、及び移動方向(移動軌跡)などを調整しているが、本実施形態においては、制御装置CONTは、液浸領域LRを基板P上のショット領域(表面)と異なる領域に移動することによって、液浸領域LRの液体LQと基板P上のショット領域とが接触する接触時間の積算値が第1許容値を超えないようにする。制御装置CONTは、基板Pと液浸領域LRとの相対的な位置関係をレーザ干渉計54を使って計測し、そのレーザ干渉計54の計測結果、すなわち、基板Pと液浸領域LRとの相対的な位置関係の計測結果に基づいて、液浸領域LRの液体LQと基板P上のショット領域とが接触する接触時間の積算値が第1許容値を超えないように、基板Pと液浸領域LRとの相対的な位置関係を調整する。
次に、第4実施形態について図15を参照しながら説明する。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。制御装置CONTは、液浸領域LRの液体LQと基板P上のショット領域とが接触する接触時間の積算値が第1許容値を超えないように、液浸領域LRを形成するための液体LQの供給を停止し、液浸領域LRの液体LQを取り去る(全て回収する)ようにしてもよい。液浸領域LRの液体LQを取り去る場合、制御装置CONTは、液浸機構1の動作を制御する。制御装置CONTは、液体供給装置11の動作を制御して、供給口12から光路空間K1に対する液体LQの供給を停止するとともに、液体LQの供給を停止後も、所定時間、液体回収装置21による回収口22を介した液体回収動作を継続する。こうすることにより、図15に示すように、制御装置CONTは、液浸機構1を使って、液浸領域LRの液体LQ(光路空間K1の液体LQ)を取り去ることができる。
第2実施形態で説明したように、基板Pを露光する前のアライメント処理中に液体LQと基板Pとが接触する場合がある。また、アライメント処理中に、アライメント処理不能(アライメントマークの検出不能)となる状況が生じる場合がある。なお、アライメント処理不能な状況とは、例えばアライメント系ALGの出力結果に基づいて制御装置CONTが基板Pのショット領域の位置情報を算出不能な状況を含む。ここで、以下の説明においては、アライメント処理が不能となった状態を適宜、「アライメントエラー」と称する。
次に、第6実施形態について説明する。本実施形態においては、基板P上のあるショット領域を走査露光するための助走動作(加速移動を含む)中に、基板Pの位置(基板P表面の面位置(Z軸、θX及びθY方向の位置)、基板PのXY平面内における位置を含む)の誤差が所定の許容値を超えてしまったとき、あるいは基板Pの位置制御に不具合が発生した場合、そのショット領域に対する走査露光を行わずに、そのショット領域を走査露光するための助走動作を再度実行する。以下の説明においては、基板Pの助走動作中に生じたエラー状態を適宜「同期エラー」と称する。また、同期エラーが生じたショット領域を走査露光するために、再度助走動作を行うことを適宜、「リトライ動作」と称する。
次に、第7実施形態について説明する。上述の第5、第6実施形態においては、アライメントエラー及び同期エラーにおける処理について説明したが、この他にも露光装置EXには種々のエラーが発生する。エラーが発生した場合、基板ステージST1の駆動は停止され、表示装置(報知装置)DYにはエラーが発生した旨が表示(報知)される。なお、そのエラーが発生した場合においても、液浸機構1による液体LQの供給動作及び回収動作は継続される。ここで発生するエラーは、液浸機構1による液体LQの供給動作及び回収動作が継続されても、露光装置EXに影響を及ぼさないエラーである。
ところで、液浸領域LRの状態(形状)によっては、液浸領域LRに対して基板Pを動かし続けているにもかかわらず、基板Pと液浸領域LRのエッジLGとの相対位置が実質的にほぼ変化しない状況が生じる可能性がある。例えば、液浸領域LRと基板Pとを所定方向に相対的に移動する場合において、平面視における液浸領域LRが所定方向とほぼ平行な辺(エッジLG)を有する形状の場合、その液浸領域LRと基板Pとを相対的に移動したにもかかわらず、基板Pの一部の領域上に液浸領域LRのエッジLGが静止し続ける状態となる。例えば図7等に示すように、液浸領域LRがY軸方向とほぼ平行な辺(エッジLG)を有する平面視矩形状である場合、その液浸領域LRと基板PとをY軸方向に相対的に移動したとき、液浸領域LRと基板Pとを相対的に移動したにもかかわらず、基板Pの一部の領域に液浸領域LRのY軸方向と平行な辺(エッジLG)が実質的に静止し続けることとなる。この場合、液浸領域LRのY軸方向と平行な辺(エッジLG)の長さが長いほど、基板Pの一部の領域に液浸領域LRのY軸方向と平行な辺(エッジLG)が静止し続ける時間が長くなり、図13等を参照して説明したように、基板Pの一部の領域に異物(パーティクル)が付着する可能性がある。同様に、基板Pと液浸領域LRとがX軸方向に相対的に移動する場合においても、液浸領域LRがX軸方向と平行な辺(エッジLG)を有していると、基板Pの一部の領域に液浸領域LRのX軸方向と平行な辺(エッジLG)が実質的に静止し続けることとなる。
このとき、制御装置CONTは、液浸機構1の動作を制御して、供給口12より、第2回収口22Bに応じた量の液体LQを供給している。また、制御装置CONTは、液浸機構1の動作を制御して、第1回収口22Aを介した液体LQの回収動作を行うことで、第1回収口22Aの大きさ及び形状に応じた液浸領域LRを形成することができる。このとき、制御装置CONTは、液浸機構1の動作を制御して、供給口12より、第1回収口22Aに応じた量の液体LQを供給している。
例えば、光路空間K1に対してノズル部材70を駆動することができる所定の駆動機構を有する支持機構によってノズル部材70を支持するようにしてもよい。ノズル部材70自体を移動することにより、光路空間K1に対する供給口12の位置(液体供給位置)及び回収口22の位置(液体回収位置)を変えることができるため、液浸領域LRのエッジLGの位置を調整することができる。そして、ノズル部材70の位置を変えつつ基板Pを移動しながら露光することによって、基板Pの一部の領域と液浸領域LRのエッジLGとが実質的に接触し続けることを防止することができる。
本実施形態においては、図18A及び18Bに示すような、パターンが形成されたパターン形成領域を複数(9つ)有するマスクMを使って基板P上にパターンを転写する例について説明する。
投影光学系を用いない場合であっても、露光光はマスク又はレンズなど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領域が形成される。
Claims (28)
- 投影光学系と液体とを介して基板を走査方向に移動しつつ露光する露光装置において、
前記基板を保持して前記走査方向に移動可能な基板ステージと、
前記投影光学系の像面側に液体を供給して液浸領域を形成するノズルと、
前記基板ステージとは別の第2ステージと、
制御装置と、を含み、
前記ノズルの下面には前記液浸領域の液体を回収する液体回収口が設けられ、
前記液浸領域の外形は4つの隅を有し、
前記4つの隅のうちの一方の対角を構成する隅は前記走査方向に沿って並び、
前記4つの隅のうち他方の対角を構成する隅は前記走査方向と直交する非走査方向に沿って並んでなり、
前記制御装置は、前記第2ステージと前記基板ステージとを接触又は接近させて移動させることにより、前記第2ステージと前記基板ステージの一方から他方へ前記液浸領域を移動させることを特徴とする露光装置。 - 前記第2ステージは、前記基板の露光処理に関する計測を行う計測器を備える請求項1に記載の露光装置。
- 前記液浸領域の状態を検出する検出装置を備える請求項1又は2に記載の露光装置。
- 投影光学系と液体とを介して基板を走査方向に移動しつつ露光する露光装置において、
前記基板を保持して前記走査方向に移動可能な基板ステージと、
前記投影光学系の像面側に液体を供給して液浸領域を形成するノズルと、
前記液浸領域の状態を検出する検出装置と、を含み、
前記ノズルの下面には前記液浸領域の液体を回収する液体回収口が設けられ、
前記液浸領域の外形は4つの隅を有し、
前記4つの隅のうちの一方の対角を構成する隅は前記走査方向に沿って並び、
前記4つの隅のうち他方の対角を構成する隅は前記走査方向と直交する非走査方向に沿って並んでなることを特徴とする露光装置。 - 前記検出装置は、前記液浸領域を撮像する撮像素子を含む請求項3又は4に記載の露光装置。
- 前記一方の対角の中間の位置に、前記投影光学系の投影領域が配置されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記他方の対角の中間の位置に、前記投影光学系の投影領域が配置されている請求項6に記載の露光装置。
- 前記投影領域の前記走査方向における大きさは、前記投影領域の前記非走査方向における大きさよりも小さい請求項7に記載の露光装置。
- 前記基板ステージの凹部内に前記基板が保持され、
前記凹部内に保持された前記基板の表面と前記基板ステージの上面とは実質的に同じ高さである請求項1〜8のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記基板ステージに保持された前記基板の表面と前記基板ステージの上面の一方から他方へ前記液浸領域が移動するように前記基板ステージが移動する請求項9に記載の露光装置。
- 気体とともに前記液浸領域の液体が前記液体回収口を介して回収される請求項1〜10のいずれか一項に記載の露光装置。
- 回収された前記気体と前記液体とを分離する気液分離器を備える請求項11に記載の露光装置。
- 前記回収された液体を収容するタンクを備える請求項11または12に記載の露光装置。
- 前記ノズルは前記液体を供給する液体供給口を含み、
前記液体回収口は、前記投影光学系の投影領域に対して前記液体供給口より外側に配置される請求項1〜13のいずれか一項に記載の露光装置。 - 投影光学系と液体とを介して基板ステージに保持された基板を走査方向に移動しつつ露光する露光方法において、
前記投影光学系のうち最も像面側に配置された光学素子を囲むように設けられたノズルの液体供給口から液体を供給するとともに、前記ノズルの下面に設けられた液体回収口から前記供給された液体を回収して前記投影光学系下に液浸領域を形成することと、
前記基板を前記走査方向に移動させながら、前記液浸領域の液体を介して前記基板を露光することと、を含み、
前記液浸領域の外形は4つの隅を有し、
前記4つの隅のうちの一方の対角を構成する隅は前記走査方向に沿って並び、
前記4つの隅のうち他方の対角を構成する隅は前記走査方向と直交する非走査方向に沿って並んでなり、
前記基板ステージとは別の第2ステージと前記基板ステージとを接触又は接近させて移動させることにより、前記第2ステージと前記基板ステージの一方から他方へ前記液浸領域が移動することを特徴とする露光方法。 - 前記第2ステージは、前記基板の露光処理に関する計測を行う計測器を備える請求項15に記載の露光方法。
- 前記液浸領域の状態を検出することをさらに含む請求項15又は16に記載の露光方法。
- 投影光学系と液体とを介して基板ステージに保持された基板を走査方向に移動しつつ露光する露光方法において、
前記投影光学系のうち最も像面側に配置された光学素子を囲むように設けられたノズルの液体供給口から液体を供給するとともに、前記ノズルの下面に設けられた液体回収口から前記供給された液体を回収して前記投影光学系下に液浸領域を形成することと、
前記基板を前記走査方向に移動させながら、前記液浸領域の液体を介して前記基板を露光することと、
前記液浸領域の状態を検出することを含み、
前記液浸領域の外形は4つの隅を有し、
前記4つの隅のうちの一方の対角を構成する隅は前記走査方向に沿って並び、
前記4つの隅のうち他方の対角を構成する隅は前記走査方向と直交する非走査方向に沿って並んでなることを特徴とする露光方法。 - 撮像素子を用いて前記液浸領域の状態が撮像される請求項17又は18に記載の露光方法。
- 前記一方の対角の中間の位置に、前記投影光学系の投影領域が配置されている請求項15〜19のいずれか一項に記載の露光方法。
- 前記他方の対角の中間の位置に、前記投影光学系の投影領域が配置されている請求項20に記載の露光方法。
- 前記投影領域の前記走査方向における大きさは、前記投影領域の前記非走査方向における大きさよりも小さい請求項21に記載の露光方法。
- 前記基板ステージの凹部内に前記基板が保持され、
前記凹部内に保持された前記基板の表面と前記基板ステージの上面とは実質的に同じ高さである請求項15〜22のいずれか一項に記載の露光方法。 - 前記基板ステージに保持された前記基板の表面と前記基板ステージの上面の一方から他方へ前記液浸領域が移動するように前記基板ステージが移動する請求項23に記載の露光方法。
- 気体とともに前記液浸領域の液体が前記液体回収口を介して回収される請求項15〜24のいずれか一項に記載の露光方法。
- 回収された前記気体と前記液体とが分離される請求項25に記載の露光方法。
- 前記ノズルは前記液体を供給する液体供給口を含み、
前記液体回収口は、前記投影光学系の投影領域に対して前記液体供給口より外側に配置される請求項15〜26のいずれか一項に記載の露光方法。 - 請求項1〜14のいずれか一項に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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