JP5765415B2 - 液浸露光装置、液浸露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
この製造方法によれば、高い露光精度を維持した状態でデバイスを製造できるので、所望の性能を発揮するデバイスを製造できる。
図1は第1の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MSTと、基板Pを保持して移動可能な基板ステージPSTと、マスクステージMSTに保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に保持されている基板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。制御装置CONTには、露光処理に関する情報を記憶する記憶装置MRYが接続されている。
基板ホルダPHは、例えば真空吸着等により基板Pを保持する。基板ステージPST上には凹部50が設けられており、基板Pを保持するための基板ホルダPHは凹部50に配置されている。そして、基板ステージPSTのうち凹部50以外の上面51は、基板ホルダPHに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面(平坦部)となっている。
更に基板ステージPST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PSTに支持された基板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。
連結部材82のそれぞれの下端部は、第2ノズル部材72の上面の3つの所定位置のそれぞれに固定されている。駆動機構83は、3つの連結部材82の上端部のそれぞれとメインコラム1の下側段部8との間に設けられている。すなわち、本実施形態においては、駆動機構83もほぼ等間隔(120°間隔)で3つ設けられている。また、上述のパッシブ防振機構も連結部材82に対応するように3つ設けられている。駆動機構83は、例えばローレンツ力で駆動するボイスコイルモータやリニアモータ等によって構成されている。
ローレンツ力で駆動するボイスコイルモータ等はコイル部とマグネット部とを有し、それらコイル部とマグネット部とは非接触状態で駆動する。そのため、駆動機構83を、ボイスコイルモータ等のローレンツ力で駆動する駆動機構によって構成することで、振動の発生を抑制することができる。
ところが、第1ノズル部材71と第2ノズル部材72との間にはギャップG2が設けられているので、第2ノズル部材72で発生した振動が、第1ノズル部材71及びその第1ノズル部材71に接続されている鏡筒PK(投影光学系PL)に直接的に伝達されることはない。
次に、本発明の第2の実施形態について図6を参照しながら説明する。ここで、以下の説明において、上述した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、図7を参照しながら本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態の第1の実施形態との違い、すなわち、第3の実施形態の特徴的な部分は、液体LQを供給する供給口12が鏡筒PKの下面TKに設けられており、その供給口12と供給管13とを接続する内部流路14が鏡筒PK内部に設けられている点にある。すなわち、本実施形態においては、投影光学系PLを構成する光学素子LS1を保持する鏡筒PKに、液体LQを供給するための第1ノズル部材が含まれている。そして、その供給口12を有する鏡筒PKを囲むように第2ノズル部材72が設けられている。第2ノズル部材72はその下面72Aに回収口22を有しており、支持機構81を介してメインコラム1の下側段部8に支持されている。第2ノズル部材72は、投影光学系PLを囲むように形成された環状部材であって、投影光学系PLの鏡筒PKの外側面PKCと第2ノズル部材72の内側面72Sとの間には所定のギャップG4が設けられている。このギャップG4によって、回収口22を介して液体LQを回収したことに伴って第2ノズル部材72に振動が発生しても、その振動が投影光学系PLに直接的に伝達されることが防止されている。一方、上述したように、供給口12を介して基板P上に液体LQを供給するときの振動は小さいため、供給口12が鏡筒PKに形成されていても、露光精度に影響を及ぼすほどの振動が液体LQの供給に起因して鏡筒PKに発生することは殆ど無い。また、供給口12を鏡筒PKに設けたことにより、液浸領域AR2の大きさを小さくすることができる。そして、液浸領域AR2の小型化に伴って、基板ステージPSTの移動ストロークを短くすることができ、ひいては露光装置EX全体の小型化を図ることができる。
次に、本発明の第4の実施形態について図8を参照しながら説明する。第4の実施形態の第1の実施形態との違い、すなわち、第4の実施形態の特徴的な部分は、露光装置EXは、ノズル部材70(第2ノズル部材72)と基板ステージPSTとの相対的な位置関係を検出する検出器110を備えた点にある。そして、制御装置CONTは、検出器110の検出結果に基づいて、第2ノズル部材72の位置及び姿勢のうち少なくともいずれか一方を調整する。
具体的には、検出器110は、基板ステージPSTの側面においてY軸方向に並んで設けられた2つのX干渉計111A、111Bを備えている。また、第2ノズル部材72の側面には、X干渉計111A、111Bのそれぞれに対応する反射面114(114A、114B)が設けられている。X干渉計111の計測ビームは反射ミラーを介して反射面114に照射されるようになっている。制御装置CONTは、X干渉計111A、111Bのうち少なくともいずれか一方の計測結果に基づいて、基板ステージPSTに対する第2ノズル部材72のX軸方向に関する位置を求めることができる。また制御装置CONTは、複数のX干渉計111A、111Bのそれぞれの計測結果に基づいて、基板ステージPSTに対する第2ノズル部材72のθZ方向に関する位置を求めることができる。
制御装置CONTは、Y干渉計の計測結果に基づいて、基板ステージPSTに対する第2ノズル部材72のY軸方向に関する位置を求めることができる。
制御装置CONTは、検出器100の検出結果に基づいて、基板ステージPSTと第2ノズル部材72との最適な位置関係を維持するように、記憶装置MRYに記憶されている記憶情報に基づいて、基板Pの走査露光中に、第2ノズル部材72の位置及び姿勢の少なくとも一方を調整する。
次に、本発明の第5の実施形態について図9を参照しながら説明する。第5の実施形態の特徴的な部分は、ノズル部材70の下面70Aと基板P表面との相対距離及び相対傾斜の少なくとも一方を所定状態に維持するためのノズル調整機構80’が、液浸領域AR2よりも外側の基板P表面に気体を吹き付ける吹出口151を有する気体吹出機構150を含んでいる点にある。
気体吹出機構150は気体供給部155を有しており、気体供給部155から供給された気体は、供給管154を介して、吹出口151より吹き出る。上述した実施形態同様、液浸機構100は、液体LQの液浸領域AR2を基板P上に局所的に形成するが、気体吹出機構150の吹出口151は、液浸機構100によって形成される液浸領域AR2よりも外側の基板P表面に気体を吹き付ける。気体吹出機構150の吹出口151は、液浸領域AR2のエッジ部近傍に気体を吹き出すように設けられている。
そして、環状に設けられた吹出部材152の下面152Aの複数の所定位置のそれぞれに、吹出口151が設けられていてもよい。また、本実施形態においては、吹出口151を有する吹出部材152は第2ノズル部材72に接続されているが、例えば図6を参照して説明したような、供給口12及び回収口22の双方を有するノズル部材70に、吹出口151を有する吹出部材152が接続されてもよい。また、ノズル部材70の下面70Aと吹出部材152の下面152Aとは、液浸領域AR2が良好に形成される条件においては、必ずしも面一としなくてもよい。
次に、図11を参照しながら本発明の第6の実施形態について説明する。第6の実施形態の特徴的な部分は、ノズル部材70の下面70Aに、気体を吹き出す吹出口151が設けられている点にある。より具体的には、吹出口151は、第2ノズル部材72の下面72Aに設けられており、投影光学系PLの光軸AXに対して、回収口22よりも外側に設けられている。また、吹出口151よりも更に外側には、気体を吸引する吸引口156が設けられている。ノズル調整機構80’は、吹出口151から吹き出される気体と、吸引口156を介して吸引される気体とのバランスによって、第2ノズル部材72の下面72Aと基板P表面との間の相対距離及び相対傾斜を所定状態に維持する。このように、ノズル部材70の下面70Aに吹出口151及び吸引口156を設けることも可能である。そして本実施形態においては、気体を吸引する吸引口156が設けられているので、基板Pに対する第2ノズル部材72の浮上支持を良好に行うことができる。また、吸引口156は吹出151に対して液浸領域AR2よりも外側(液浸領域AR2とは離れた位置)に設けられているので、吸引口156に液体LQが浸入することが抑制されている。もちろん、吸引口156を吹出口151と回収口22との間に設けるようにしてもよい。また、吸引口156を、図9等を参照して説明した吹出部材152の下面152Aに設けることができる。更には、図6を参照して説明したような、供給口12及び回収口22の双方を有するノズル部材70の下面70Aに、吹出口151及び吸引口156を設けてもよい。また、図11の第2ノズル部材72の下面72Aにおいて、吹出口151が形成されている面と回収口22が形成されている面とは、液浸領域AR2が良好に形成される条件においては、必ずしも面一としなくてもよい。
特に、直線偏光照明法とダイポール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。例えば、透過率6%のハーフトーン型の位相シフトマスク(ハーフピッチ45nm程度のパターン)を、直線偏光照明法とダイポール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイポールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを0.95、その瞳面における各光束の半径を0.125σ、投影光学系PLの開口数をNA=1.2とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度(DOF)を150nm程度増加させることができる。
Claims (30)
- 光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光装置であって、
前記光学素子を有する投影光学系と、
前記光学素子を保持する保持部材と、
前記保持部材と前記光学素子との間に配置されたシール部材と、
液体供給口を有する第1ノズル部材と、
前記第1ノズル部材に対して移動可能であり、液体回収口と気体吹出口を有する第2ノズル部材と、を備え、
前記液体供給口からの液体供給と前記液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方で移動する前記基板の表面の一部に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射する液浸露光装置。 - 前記保持部材を支持する第1支持部材と、
前記第2ノズル部材を支持する第2支持部材と、
前記第1支持部材と前記第2支持部材との間に配置された防振装置と、
をさらに備えた液浸露光装置。 - 光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光装置であって、
前記光学素子を有する投影光学系と、
前記光学素子を保持する保持部材と、
液体供給口を有する第1ノズル部材と、
前記第1ノズル部材に対して移動可能であり、液体回収口と気体吹出口を有する第2ノズル部材と、
前記保持部材を支持する第1支持部材と、
前記第2ノズル部材を支持する第2支持部材と、
前記第1支持部材と前記第2支持部材との間に配置された防振装置と、を備え、
前記液体供給口からの液体供給と前記液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方に配置された前記基板の表面の一部に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射する液浸露光装置。 - 前記第2支持部材と前記第2ノズル部材との間に配置された防振機構をさらに備える請求項2又は3に記載に液浸露光装置。
- 光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光装置であって、
前記光学素子を有する投影光学系と、
液体供給口を有する第1ノズル部材と、
前記第1ノズル部材に対して移動可能であり、液体回収口と気体吹出口を有する第2ノズル部材と、
前記第2ノズル部材を支持する支持部材と、
前記支持部材と前記第2ノズル部材との間に配置された防振機構と、を備え、
前記液体供給口からの液体供給と前記液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方に配置された前記基板の表面の一部に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射する液浸露光装置。 - 前記第1ノズル部材は、前記基板の表面が対向するように、かつ前記光路を囲むように配置された第1下面を有し、
前記第2ノズル部材は、前記基板の表面が対向するように、かつ前記光路を囲むように配置された第2下面を有し、
前記第2下面は、前記光路に対して前記第1下面の外側に設けられている請求項1〜5のいずれか一項記載の液浸露光装置。 - 光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光装置であって、
前記光学素子を有する投影光学系と、
液体供給口を有する第1ノズル部材と、
前記第1ノズル部材に対して移動可能であり、液体回収口と気体吹出口を有する第2ノズル部材と、を備え、
前記第1ノズル部材は、前記基板の表面が対向するように、かつ前記光路を囲むように配置された第1下面を有し、
前記第2ノズル部材は、前記基板の表面が対向するように、かつ前記光路を囲むように配置された第2下面を有し、
前記第2下面は、前記光路に対して前記第1下面の外側に設けられ、
前記液体供給口からの液体供給と前記液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方に配置された前記基板の表面の一部に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射する液浸露光装置。 - 前記液体供給口が、前記第1下面に設けられ、
前記液体回収口が、前記第2下面に設けられている請求項6又は7に記載の液浸露光装置。 - 前記気体吹出口が前記第2下面に設けられている請求項8記載の液浸露光装置。
- 前記液体回収口は、前記光路に対して前記液体供給口よりも外側に設けられている請求項1〜9のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記液体供給口は、前記光路を囲むように複数設けられている請求項1〜10のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記液体回収口は、前記基板の表面が対向するように前記第2ノズル部材に設けられている請求項1〜11のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記気体吹出口は、前記光路に対して前記液体回収口の外側に配置されている請求項1〜12のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記第2ノズル部材は、前記光路に対して前記気体吹出口の外側に配置された吸引口を有する請求項1〜13のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記気体吹出口は、前記基板の表面が対向するように前記第2ノズル部材に設けられている請求項1〜14のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記液体回収口は、前記光路を囲むように設けられている請求項1〜15のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記第1ノズル部材は、前記投影光学系の像面側先端部を囲むように配置されている請求項1〜16のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記第2ノズル部材の位置及び姿勢の少なくとも一方が調整可能である請求項1〜17のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 前記気体吹出口から、前記液浸領域の周囲に気体が供給される請求項1〜18のいずれか一項に記載の液浸露光装置。
- 請求項1〜19のいずれか一項に記載の液浸露光装置を用いて基板を露光することを含むデバイス製造方法。
- 投影光学系の光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光方法であって、
第1ノズル部材の液体供給口からの液体供給と、前記第1ノズル部材に対して移動可能な第2ノズル部材の液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方で移動する前記基板の表面の一部に液浸領域を形成することと、
前記第2ノズル部材に設けられた気体吹出口から前記液浸領域の周囲に気体を吹き出すことと、
前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することと、を含み、
前記光学素子を保持する保持部材と、前記光学素子との間にはシール部材が配置されている液浸露光方法。 - 投影光学系の光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光方法であって、
第1ノズル部材の液体供給口からの液体供給と、前記第1ノズル部材に対して移動可能な第2ノズル部材の液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方で移動する前記基板の表面の一部に液浸領域を形成することと、
前記第2ノズル部材に設けられた気体吹出口から前記液浸領域の周囲に気体を吹き出すことと、
前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することと、を含み、
前記光学素子は、保持部材に支持され、
前記保持部材を支持する第1支持部材と、前記第2ノズル部材を支持する第2支持部材との間には防振装置が配置されている液浸露光方法。 - 投影光学系の光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光方法であって、
第1ノズル部材の液体供給口からの液体供給と、前記第1ノズル部材に対して移動可能な第2ノズル部材の液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方で移動する前記基板の表面の一部に液浸領域を形成することと、
前記第2ノズル部材に設けられた気体吹出口から前記液浸領域の周囲に気体を吹き出すことと、
前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することと、を含み、
前記第2ノズル部材を支持する支持部材と前記第2ノズル部材との間には防振機構が配置されている液浸露光方法。 - 投影光学系の光学素子から射出される露光光の光路の液体を介して基板を露光する液浸露光方法であって、
第1ノズル部材の液体供給口からの液体供給と、前記第1ノズル部材に対して移動可能な第2ノズル部材の液体回収口からの液体回収とを行いつつ、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材の下方で移動する前記基板の表面の一部に液浸領域を形成することと、
前記第2ノズル部材に設けられた気体吹出口から前記液浸領域の周囲に気体を吹き出すことと、
前記液浸領域の液体を介して前記基板に露光光を照射することと、を含み、
前記第1ノズル部材は、前記基板の表面が対向するように、かつ前記光路を囲むように配置された第1下面を有し、
前記第2ノズル部材は、前記基板の表面が対向するように、かつ前記光路を囲むように配置された第2下面を有し、
前記第2下面は、前記光路に対して前記第1下面の外側に設けられ液浸露光方法。 - 前記液体回収口は、前記光路を囲むように設けられ、前記第2ノズル部材と前記基板との間から液体を回収し、
前記液体供給口は、前記光路と前記液体回収口の間で、前記第1ノズル部材と前記基板との間に液体を供給する請求項21〜24のいずれか一項に記載の液浸露光方法。 - 前記液体供給口は、前記基板の表面が対向するように前記第1ノズル部材に設けられ、
前記液体回収口と前記気体吹出口は、前記基板の表面が対向するように前記第2ノズル部材に設けられ、
前記気体吹出口は、前記液浸領域の周囲に気体を供給する請求項21〜25のいずれか一項に記載の液浸露光方法。 - 前記第2ノズル部材は、前記光路に対して前記気体吹出口の外側に配置された吸引口を有する請求項21〜26のいずれか一項に記載の液浸露光方法。
- 前記気体吹出口から、前記基板の表面に向かって気体を供給する請求項21〜27のいずれか一項に記載の液浸露光方法。
- 前記第2ノズル部材の位置及び姿勢の少なくとも一方が調整することを含む請求項21〜28のいずれか一項に記載の液浸露光方法。
- 請求項21〜29のいずれか一項に記載の液浸露光方法を用いて基板を露光することを含むデバイス製造方法。
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