TWI416266B - An exposure apparatus, an exposure method, an element manufacturing method, and a maintenance method - Google Patents

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

曝光裝置、曝光方法及元件製造方法、以及維修方法
本發明係關於一種對基板曝光之曝光裝置、曝光方法及元件製造方法。
做為半導體元件、液晶顯示元件等之微元件之步驟之一的光微影步驟中,係使用曝光裝置將在光罩上所形成之圖案投影曝光至感光性基板上。此曝光裝置具有用以支持光罩之光罩載台與用以支持基板之基板載台,一邊使得光罩載台與基板載台依序移動一邊將光罩之圖案像透過投影光學系統投影至基板。於微元件之製造中,基於元件之高密度化,乃需要使得在基板上所形成之圖案微細化。為了呼應此要求乃希望曝光裝置能有更高之解析度。做為實現高解析度之做法之一,已有人提出如下述專利文獻1所示之液浸曝光裝置,係在投影光學系統與基板之間的曝光用光光路空間充滿液體,透過液體來進行曝光。
[專利文獻1]國際公開第99/49504號小冊
於液浸曝光裝置中,由於透過液體來進行曝光處理與測量處理,所以一旦該液體受到污染或是惡化,有可能對於曝光處理與測量處理之結果造成影響。是以,掌握液體之狀態、進行適當的處理乃為重要者。
本發明係鑑於上述情事所完成者,其目的在於提供一種可高精度掌握液體之狀態(性質、成分等)之曝光裝置、曝光方法及元件製造方法。
為了解決上述課題,本發明係採用了與代表實施形態之圖1~圖13對應之下述構成。其中,對各要件附加括弧之符號僅不過是例舉相關要件,本發明並不侷限於各要件。
依據本發明之第1態樣,係提供一種曝光裝置,係透過光學構件對基板照射曝光用光來使得該基板曝光者;其特徵在於,具備:物體,與在該光學構件之光出射側所配置之該基板相異;液浸機構,用以將在該光學構件與該物體之間的光路空間以液體充滿;以及,測量裝置,在與該基板相異之物體上形成有液浸區域之狀態下,對液體之性質與成分中至少一者進行測量。
依據本發明之第1態樣,由於可在不與曝光用基板做接觸下即能掌握液體狀態,故可進行將液體設定成所需狀態之措施,可透過液體來高精度進行之曝光處理與測量處理。
依據本發明之第2態樣,係提供一種曝光裝置,係透過光學構件對基板照射曝光用光來使得該基板曝光者;其特徵在於,具備:液浸機構,用以將在該光學構件之光出射側之既定空間以液體充滿;以及測量裝置,對液體之性質與成分中至少一者進行測量;該液浸機構具有流經液體之流路;該測量裝置係對該流路中之第1位置的液體以及第2位置的液體分別進行測量。
依據本發明之第2態樣,由於可掌握液浸機構之流路中之第1位置的液體以及第2位置的液體之個別狀態,所以可對液體進行用以設定在所需狀態之措施,可透過液體來高精度進行之曝光處理與測量處理。
依據本發明之第3態樣,係提供一種曝光方法,係透過液體對基板進行曝光者;其特徵在於,包含下述步驟:第1步驟,於與基板相異之物體上形成液浸區域;第2步驟,在與基板相異之物體上形成有液浸區域之狀態下,檢查液體狀態;第3步驟,依據檢查結果來調整曝光條件;以及第4步驟,在調整過曝光條件之狀況下,透過在該基板上所形成之液浸區域的液體對該基板照射曝光用光以使得該基板曝光。
依據本發明之第3態樣之曝光方法,由於事先使用與基板相異之物體來形成液浸區域,掌握液浸曝光中所使用之液體的狀態來設定包含液體狀態之最適當曝光條件,故可高精度進行曝光處理與測量處理。
依據本發明之第4態樣,係提供一種曝光方法,係透過液體對基板照射曝光用光來使得該基板曝光者;其特徵在於,包含:使得液體透過流路來流通於既定之液浸區域;於該流路之第1位置與第2位置檢測液體狀態;以及依據檢測結果,於基板上形成液浸區域並對基板進行曝光。
依據本發明之第4態樣,由於可掌握朝液浸區域之流路中之第1位置的液體與第2位置的液體之個別狀態,對液體進行用以設定成所需狀態之措施,故可透過液體來高精度進行曝光處理與測量處理。
依據本發明之第5態樣,係提供一種使用上述態樣之曝光裝置的元件製造方法。依據本發明之第5態樣,可使用可透過液體來高精度進行曝光處理與測量處理之曝光裝置來製造元件。
依據本發明之第6態樣,係提供一種元件之製造方法,包含下述步驟:藉由上述態樣之曝光方法來對基板進行曝光;使得曝光後之基板顯影;以及將顯影後之基板加工。依據本發明之第6態樣,可使用可透過液體來高精度進行曝光處理與測量處理之曝光裝置來製造元件。
依據本發明,可透過液體來高精度進行曝光處理與測量處理。
以下,針對本發明之實施形態參照圖式來說明,惟本發明並不限定於此。
<第1實施形態>
圖1所示係第1實施形態之曝光裝置之示意構成圖。於圖1中,曝光裝置EX具有:光罩載台MST(可保持著光罩M做移動)、基板載台ST1(具有保持基板P之基板保持具PH,可將基板P保持於基板保持具PH上進行移動)、測量載台ST2(搭載著以光學方式進行關於曝光處理之測量的光測量器,可與基板載台ST1做獨立移動)、照明光學系統IL(將在光罩載台MST所保持之光罩M以曝光用光EL來照明者)、投影光學系統PL(將以曝光用光EL照明後之光罩M的圖案像對在基板載台ST1所保持著之基板P做投影曝光)、以及控制裝置CONT(統籌控制曝光裝置EX整體之動作)。於控制裝置CONT係連接著用以告知關於曝光處理之資訊的告知裝置INF。告知裝置INF係包含顯示器裝置(顯示裝置)、以聲音或光來發出警報(警告)之警報裝置等。再者,於控制裝置CONT係連接著用以儲存關於曝光處理之資訊的記憶裝置MRY。
本實施形態之曝光裝置EX為採用液浸法(以使得曝光波長實質變短來提高解析度,並實質增加焦點深度)之液浸曝光裝置,具備液浸機構1,來將投影光學系統PL之像面側的曝光用光EL之光路空間K1以液體LQ來充滿。液浸機構1係設置於投影光學系統PL之像面附近,具備:嘴構件70(具有供應液體LQ之供應口12以及回收液體LQ之回收口22)、液體供應機構10(透過在嘴構件70所設之供應口12來對投影光學系統PL之像面側供應液體LQ)、以及液體回收機構20(透過在嘴構件70所設之回收口22來將投影光學系統PL之像面側的液體LQ加以回收)。嘴構件70係以將構成投影光學系統PL之複數光學元件當中之最接近投影光學系統PL像面的第1光學元件LS1加以圍繞的方式形成為環狀。
曝光裝置EX係採用局部液浸方式,亦即,至少在將光罩M之圖案像投影至基板P上之過程中,藉由自液體供應機構10所供應之液體LQ在基板P上之一部分(包含投影光學系統PL之投影區域AR)局部性形成較投影區域AR大且較基板P小之液體LQ的液浸區域LR。具體而言,曝光裝置EX係將在最接近投影光學系統PL像面之第1光學元件LS1之下面LSA與於投影光學系統PL像面側所配置之基板P上面之間的光路空間K1以液體LQ充滿,透過在投影光學系統PL(第1光學元件LS1)與基板P之間的液體LQ以及投影光學系統PL(第1光學元件LS1)將通過了光罩M之曝光用光EL照射於基板P以將光罩M之圖案像投影至基板P。控制裝置CONT係使用液體供應機構10對基板P上以既定量供應液體LQ,並使用液體回收機構20將基板P上之液體LQ做既定量回收,藉此,於基板P上局部形成液體LQ之液浸區域LR。
又,曝光裝置EX具備測量裝置60,以對形成液浸區域LR之液體LQ的性質與成分中至少一者(液體狀態)進行測量。測量裝置60係對在投影光學系統PL與於投影光學系統PL像面側所配置之物體之間所充滿之液體LQ的性質與成分中至少一者進行測量。於本實施形態中,測量裝置60係對由液體回收機構20所回收之液體LQ進行測量。
又液浸機構1當中之液體供應機構10係包含功能液供應裝置120,可供應與用以形成液浸區域LR之液體LQ為不同之具既定功能的功能液。
在本實施形態中,在曝光裝置EX方面所舉例說明者係使用掃描型曝光裝置(所謂的掃描步進機),一邊使得光罩M與基板P在掃描方向朝互異方向(逆方向)同步移動一邊將於光罩M所形成之圖案曝光於基板P上。於以下之說明中,將水平面內光罩M與基板P同步移動方向(掃描方向)定為X軸方向,將水平面內與X軸方向呈正交之方向定為Y軸方向(非掃描方向),將與X軸方向及Y軸方向呈垂直之和投影光學系統PL之光軸AX為一致之方向定為Z軸方向。又,繞X軸、Y軸、Z軸之旋轉(傾斜)方向分別定為θX、θY、θZ方向。又,此處所說之「基板」係包含於半導體晶圓等之基材上塗佈了感光材(光阻)者,「光罩」係包含形成有在基板上縮小投影之元件圖案的光柵。
照明光學系統IL具有:曝光用光源、將曝光用光源所射出之光束照度予以均勻化之光學積分器、將來自光學積分器之曝光用光EL加以聚光之聚光透鏡、延遲透鏡系統、以及對曝光用光EL在光罩M上之照明區域進行設定之視野光闌等。光罩M上之既定照明區域係藉由照明光學系統IL以均勻之照度分布的曝光用光EL來照明。自照明光學系統IL所射出之曝光用光EL,可使用例如自水銀燈所射出之亮線(g線、h線、i線)以及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)、ArF準分子雷射光(波長193nm)以及F2 雷射光(波長157nm)等之真空紫外光(VUV光)等。於本實施形態中係使用ArF準分子雷射光。
於本實施形態中,形成液浸區域LR之液體LQ係使用純水。純水不僅可讓ArF準分子雷射光穿透,且可讓例如水銀燈所射出之亮線(g線、h線、i線)以及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)穿透。
光罩載台MST可保持光罩M進行移動。光罩載台MST係將光罩M以真空吸附(或是靜電吸附)來加以保持。光罩載台MST可藉由光罩載台驅動裝置MSTD(包含由控制裝置CONT所控制之線性馬達等)之驅動,在保持光罩M之狀態下,而於與投影光學系統PL之光軸AX垂直之平面內(亦即XY平面內)做2維空間移動以及θZ方向之微旋轉。於光罩載台MST上設置有與光罩載台MST一起移動之移動鏡91。又,於移動鏡91之對向位置設有雷射干涉儀92。光罩載台MST上之光罩M的2維空間方向之位置、以及θZ方向之旋轉角(有時也包含θX、θY方向之旋轉角)係由雷射干涉儀92做即時測量。雷射干涉儀92之測量結果係輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係依據雷射干涉儀92之測量結果來驅動光罩載台驅動裝置MSTD,對於在光罩載台MST所保持之光罩M進行位置控制。
投影光學系統PL係將光罩M之圖案像以既定之投影倍率β投影於基板P上。投影光學系統PL包含複數光學元件,該等光學元件係由鏡筒PK所保持著。於本實施形態中,投影光學系統PL之投影倍率β為例如1/4、1/5、或是1/8之縮小系統。又,投影光學系統PL亦可為等倍系統以及放大系統之任一者。又,投影光學系統PL亦可為不含反射光學元件之折射系統、不含折射光學元件之反射系統、包含反射光學元件與折射光學元件之反射折射系統中任一者。構成投影光學系統PL之複數光學元件當中最接近投影光學系統PL像面之第1光學元件LS1係自鏡筒PK露出。
基板載台ST1具有保持基板P之基板保持具PH。基板載台ST1係配置於投影光學系統PL之像面側,於該投影光學系統PL之像面側,可於基座構件BP上移動。基板保持具PH係以例如真空吸附等來保持基板P。於基板載台ST1上設有凹部96,用以保持基板P之基板保持具PH係配置於凹部96。再者,基板載台ST1當中凹部96以外之上面95係一平坦面(平坦部),其高度與於基板保持具PH所保持之基板P的上面為大致同一高度(同一面)。
基板載台ST1可藉由包含由控制裝置CONT所驅動之線性馬達等之基板載台驅動裝置SD1之驅動,在基板P透過基板保持具PH被保持之狀態下,於基座構件BP上在XY平面內朝2維空間移動以及於θZ方向微旋轉。再者基板載台ST1亦能於Z軸方向、θX方向、以及θY方向移動。是以,於基板載台ST1所保持之基板P的上面,可在X軸、Y軸、Z軸、θX、θY以及θZ方向之6自由度方向移動。於基板載台ST1之側面固定設置有與基板載台ST1一同移動之移動鏡93。又,於與移動鏡93對向位置設置有雷射干涉儀94。基板載台ST1上之基板P的2維空間方向位置以及旋轉角係由雷射干涉儀94做即時測量。又,曝光裝置EX係具備例如特開平8-37149號公報所揭示般之對在基板載台ST1所支持之基板P上面之面位置資訊進行檢測之斜入射方式之聚焦校平(focus leveling)檢測系統(未圖示)。聚焦校平檢測系統係對基板P上面之面位置資訊(Z軸方向之位置資訊、以及基板P之θX與θY方向之傾斜資訊)進行檢測。又,聚焦校平檢測系統係可透過液浸區域LR之液體LQ來檢測基板P之面位置資訊,亦可在液浸區域LR之外側不透過液體LQ來檢測基板P之面位置資訊,亦可將透過液浸區域LR之液體LQ來檢測基板P之面位置資訊之做法與不透過液體LQ來檢測基板P之面位置資訊之做法併用。又,聚焦校平檢測系統亦可採用使用靜電電容型感測器之方式者。雷射干涉儀94之測量結果亦輸出至控制裝置CONT。聚焦校平檢測系統之測量結果亦輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係依據聚焦校平檢測系統之檢測結果來驅動基板載台驅動裝置SD1,對基板P之聚焦位置(Z位置)以及傾斜角(θX、θY)進行控制使得基板P上面能與投影光學系統PL之像面匹配,且依據雷射干涉儀94之測量結果,進行基板P在X軸方向、Y軸方向以及θZ方向之位置控制。
測量載台ST2係搭載著以光學方式進行與曝光處理有關之測量的各種光測量器(包含測量用構件)。測量載台ST2係配置於投影光學系統PL之像面側,於該投影光學系統PL之像面側可在基座構件P上移動。測量載台ST2可藉由包含由控制裝置CONT所驅動之線性馬達等之測量載台驅動裝置SD2之驅動,在搭載著光測量器之狀態下,於基座構件BP上在XY平面內朝2維空間移動以及於θZ方向微旋轉。再者測量載台ST2亦能於Z軸方向、θX方向、以及θY方向移動。是以,測量載台ST2係與基板載台ST1同樣可在X軸、Y軸、Z軸、θX、θY以及θZ方向之6自由度方向移動。於測量載台ST2之側面固定設置有與測量載台ST2一同移動之移動鏡98。又,於與移動鏡98對向位置設置有雷射干涉儀99。測量載台ST2上之基板P的2維空間方向位置以及旋轉角係由雷射干涉儀99做即時測量,控制裝置CONT係依據雷射干涉儀99之測量結果來控制測量載台ST2。
控制裝置CONT係分別使用載台驅動裝置SD1、SD2使得基板載台ST1與測量載台ST2可分別在在基座構件BP上彼此獨立移動。控制裝置CONT可藉由將基板載台ST1移動至投影光學系統PL之下,使得基板載台ST1之上面95或是於該基板載台ST1所保持著之基板P之上面來與投影光學系統PL之下面LSA對向。同樣地控制裝置CONT可藉由將測量載台ST2移動至投影光學系統PL之下,使得測量載台ST2之上面97與投影光學系統PL之下面LSA對向。
又,基板載台ST1與測量載台ST2係設置於互相並聯之位置,並以使得基板載台ST1之上面95(包含基板P之上面)與測量載台ST2之上面97成為大致相同高度位置的方式來設置。
圖2係自上方觀看基板載台ST1與測量載台ST2之俯視圖。於圖2中,於測量載台ST2之上面97係設置有基準構件300做為光測量器(測量用構件)。基準構件300係在為了規定基板P對透過投影光學系統PL後之光罩M圖案像的對準位置,而就圖案像之投影位置與基板對準系統(未圖示)之檢測基準在XY平面內之位置關係(基線量)進行測量時所使用者。於基準構件300之上面301,第1基準標記MFM與第2基準標記PFM係以既定位置關係來形成。第1基準標記MFM係以例如特開平7-176468號公報所揭示般之VRA(視覺光柵對準:visual reticle alignment)方式之光罩對準系統來檢測。VRA方式之光罩對準系統,係對光罩照射光線,將以CCD攝像機所攝像之標記圖像資料做圖像處理來測量標記位置。又,第2基準標記PFM係以例如特開平6-65603號公報所揭示般之FIA(場像對準:field image alignment)方式之基板對準系統來檢測。FIA方式之基板對準系統係將基板P上之感光材不會感光之寬頻帶檢測光束照射於對象標記,將因來自該對象標記之反射光而在受光面成像之對象標記之像與未圖示之指標(於基板對準系統內所設置之指標板上之指標圖案)以攝像元件(CCD等)來攝像,將該等攝像訊號做圖像處理以測量標記位置。
又,於測量載台ST2之上面97係設置有做為光測量器之上板。此上板係用以如特開昭57-117238號公報所揭示般對照度不均進行測量、或是用以如特開2001-267239號公報般對投影光學系統PL之曝光用光EL穿透率變動量進行測量之構成不均感測器400一部分之上板;如特開2002-14005號公報所揭示般之構成空間像測量感測器500一部分之上板;以及如特開平11-16816號公報所揭示般之構成照射量感測器(照度感測器)600一部分之上板。於測量載台ST2之上面97係配置著該等感測器400、50、600之上板的上面401、501、601。
於本實施形態中,包含各光測量器300、400、500、600之各上面301、401、501、601之測量載台ST2的上面97成為大致平坦面,測量載台ST2之上面97與各光測量器300、400、500、600之上面301、401、501、601係成為大致同一面。
於本實施形態中,在基準構件300上所形成之第1基準標記MFM係透過投影光學系統PL與液體LQ由光罩對準系統所檢測,第2基準標記PFM未透過投影光學系統PL與液體LQ即由基板對準系統所檢測。又在本實施形態中,由於係進行液浸曝光處理、亦即透過投影光學系統PL與液體LQ對基板P照射曝光用光EL來將基板P曝光,故使用曝光用光EL進行測量處理之不均感測器400、空間像測量感測器500、照射量感測器600等係對應於液浸曝光處理,透過投影光學系統PL與液體LQ接收曝光用光EL。
如上述般,測量載台ST2係用以進行關於曝光處理之測量處理的專用載台,不保持基板P。基板載台ST1未搭載著進行關於曝光處理之測量的光測量器。又,針對測量載台ST2,於例如特開平11-135400號公報、歐洲專利公開第1,041,357號公報等有更詳細的揭示。
又,各感測器400、500、600可例如僅使得光學系統之一部分搭載於測量載台ST2,亦可使得感測器全部搭載於測量載台ST2。又,於測量載台ST2所搭載之光測量器並不限於上述各感測器400、500、600或基準構件300,只要是進行關於曝光處理之測量處理的光測量器(測量用構件),可將任意一者搭載於測量載台ST2。又,亦可將上述各感測器400、500、600或基準構件300等之一部分設置於基板載台ST1。
又,於投影光學系統PL之像面側所配置之測量載台ST2係具有以不污染液體LQ的方式形成之既定區域100。既定區域100係設定於測量載台ST2之上面97的部分區域。於本實施形態中,既定區域100為測量載台ST2之上面97當中設有上述光測量器300、400、500、600以外之區域,設定於測量載台ST2之上面97的大致中央部。既定區域100之大小係設定成較液浸區域LR來得大。又,既定區域100係與各光測量器300、400、500、600之上面301、401、501、601成為大致同一面。於本實施形態中,測量載台ST2之上面97係包含既定區域100之上面、以及各光測量器300、400、500、600之各上面301、401、501、601。
於測量載台ST2之上面97的部分區域施行既定處理,藉由該既定處理,來形成不會污染液體LQ的既定區域100。此處,所謂「不會污染液體LQ」意指當既定區域100上配置著液體LQ之際,自既定區域100表面對液體LQ中所溶入(混入)之含異物的污染物質(金屬、有機離子、無機離子等)被抑制在既定容許量以下之狀態。換言之,形成既定區域100之材料,與液體LQ接觸時實質上不會發生混入液體LQ中之污染物質。是以,即使液體LQ與既定區域100接觸,仍可防止液體LQ之污染。再者,由於既定區域100之大小較液浸區域LR來得大,故在包含既定區域100之測量載台ST2之上面97形成液體LQ之液浸區域LR的情況,藉由將液浸區域LR形成在既定區域100之內側,可抑制液體LQ之污染。
於本實施形態中,形成測量載台ST2之上面97的基材係使用陶瓷,在防止液體LQ污染之處理方面,係對於形成上面97之基材(陶瓷)上施行PFA(為四氟乙烯(C2 F4 )與過氟烷氧乙烯之共聚物)被覆處理(表面處理)。於以下之說明中,將被覆PFA之處理權宜地稱為「PFA處理」。
於本實施形態中,由於對測量載台ST2之上面97一部分區域施行PFA處理來形成既定區域100,故可抑制自既定區域100對液體LQ中溶入(混入)含異物的污染物質(金屬、有機離子、無機離子等)。是以,即使既定區域100與液體LQ接觸仍可防止液體LQ之污染,可降低對液體LQ所造成之影響。
又PFA對於液體(水)具有撥液性(撥水性),即使於既定區域100上形成液浸區域LR,仍可使用液浸機構1將液浸區域LR之形狀、大小等維持在所需狀態。又,當進行自既定區域100上去除(回收)液體LQ之動作的情況,可防止液體LQ殘留在既定區域100上。
又,此處雖於測量載台ST2之上面97的部分區域施行防止液體LQ污染之處理,惟亦可對測量載台ST2之上面97所有區域(包含光測量器300、400、500、600之各上面301、401、501、601)施行防止液體LQ污染之處理。此時,對於測量載台ST2之上面97當中設置光測量器300、400、500、600以外區域之處理與對於光測量器300、400、500、600之上面301、401、501、601之處理亦可不同。例如,亦可對測量載台ST2之上面97當中設有光測量器300、400、500、600以外區域施行PFA處理,對於光測量器300、400、500、600之上面301、401、501、601施行被覆PFA以外材料之處理。將光測量器300、400、500、600之上面301、401、501、601加以被覆之材料方面,以使用不會污染液體LQ、對液體LQ具有撥液性、且具有透光性之材料為佳。此種材料可舉出例如旭玻璃公司製造「賽脫普(註冊商標)」。藉此,即使在測量載台ST2之上面97當中既定區域100以外之區域配置液浸區域LR,仍可抑制液體LQ之污染,將液浸區域LR之形狀、大小等維持在所需狀態。又,當進行自測量載台ST2之上面97去除液體LQ之動作的情況,可防止液體LQ殘留於上面97。又,當光測量器之上面(例如301)被施行污染防止處理的情況,亦可將該上面之至少一部分做為既定區域100。
又,在既定區域100(上面97)之表面處理所使用之材料並不限於PFA,只要可避免污染液體LQ者皆可,可配合形成測量載台ST2之上面97的基材、所使用之液體LQ的物性(種類)來適宜選擇。又此處係對於測量載台ST2之上面97之一部分施以表面處理來形成既定區域100,惟亦可例如於測量載台ST2之上面97的一部分形成開口(凹部),於該凹部內側配置PFA等所構成之板狀構件,以該板狀構件上面做為既定區域100。即使是在測量載台ST2之上面97的凹部配置板狀構件的情況,板狀構件之上面亦以平坦面為佳,使得板狀構件之上面與包含各光測量器之各上面301、401、501、601之測量載台ST2的上面97成為大致同一面乃為所希望者。
圖3所示係液體LQ之液浸區域LR在基板載台ST1與測量載台ST2之間移動之狀態之圖。如圖3所示般,於投影光學系統PL之像面側(第1光學元件LS1之下)所形成之液浸區域LR可在基板載台ST1與測量載台ST2之間移動。在移動液浸區域LR之際,控制裝置CONT會使用載台驅動裝置SD1、SD2,於基板載台ST1與測量載台ST2接近或接觸之狀態下,於包含投影光學系統PL正下方位置之區域內使得基板載台ST1與測量載台ST2一起在XY平面內移動。控制裝置CONT可藉由將基板載台ST1與測量載台ST2一起移動,在投影光學系統PL與基板載台ST1之上面95和測量載台ST2之上面97中至少一者之間保持著液體LQ之狀態下,使得液浸區域LR在基板載台ST1之上面95與測量載台ST2之上面97之間移動。藉此,可一邊抑制液體LQ自基板載台ST1與測量載台ST2之間隙(空隙)流出、一邊在投影光學系統PL之像面側光路空間K1為液體LQ所充滿之狀態下使得液浸區域LR在基板載台ST1上與測量載台ST2上之間移動。
藉此,無需經過液體LQ之全回收、再度供應此等步驟,即可使得液體LQ之液浸區域LR在基板載台ST1之上面95與測量載台ST2之上面97之間移動,故可縮短基板載台ST1中某基板P之曝光動作結束後到下一個基板P之曝光動作開始為止之時間,可謀求生產量之提升。又,由於投影光學系統PL之像面側經常性存在著液體LQ,故可有效地防止液體LQ之附著痕跡(所謂的水痕)之發生。
其次,參照圖1針對液浸機構1之液體供應機構10以及液體回收機構20做說明。液體供應機構10係將液體LQ供應於投影光學系統PL之像面側。液體供應機構10具備可送出液體LQ之液體供應部11以及一端與液體供應部11連接之供應管13。於供應管13之中途係設置有使得供應管13之流路開閉之閥13B。閥13B之動作係由控制裝置CONT所控制。供應管13之另一端係與嘴構件70連接著。於嘴構件70之內部係形成有用以將供應管13之另一端與供應口12做連接之內部流路(供應流路)。於本實施形態中,液體供應機構10係供應純水,液體供應部11具備純水製造裝置16以及對供應之液體(純水)LQ之溫度進行調整之調溫裝置17等。再者,液體供應部11尚具備收容液體LQ之槽、加壓泵、以及將液體LQ中之異物移除之過濾器單元等。液體供應部11之液體供應動作係由控制裝置CONT所控制。又純水製造裝置方面,亦可不於曝光裝置EX設置純水製造裝置,而是使用配置曝光裝置EX之工廠的純水製造裝置。又,無需將液體供應機構10之槽、加壓泵、過濾器單元等全部設置於曝光裝置本體EX,而可取代使用設置曝光裝置本體EX之工廠等之設備。
又在本實施形態中,於供應管13所設置之閥13B係採用例如於因停電等造成曝光裝置EX(控制裝置CONT)之驅動源(電源)停止時將供應管13之流路做機械性閉塞之所謂的常閉方式。藉此,即使發生停電等異常的情況,也可防止液體LQ自供應口12漏出。
液體回收機構20係回收投影光學系統PL像面側之液體LQ。液體回收機構20具備可回收液體LQ之液體回收部21、一端與液體回收部21連接之回收管23。於回收管23之中途設置有可開閉回收管23流路之閥23B。閥23B之動作係由控制裝置CONT所控制。回收管23之另一端係與嘴構件70連接著。於嘴構件70之內部係形成有將回收管23之另一端與回收口22做連接之內部流路(回收流路)。液體回收部21係具備例如真空泵等之真空系統(吸引裝置)、將回收之液體LQ與氣體加以分離之氣液分離器、以及將回收之液體LQ加以收容的槽等。又,無需將液體回收機構20之真空系統、氣液分離器、以及槽全部設置於曝光裝置本體EX,而可取代使用設置曝光裝置本體EX之工廠等之設備。
供應液體LQ之供應口12以及回收液體LQ之回收口22係於嘴構件70之下面70A處形成。嘴構件70之下面70A係設置於可與基板P之上面、基板載台ST1之上面95、以及測量載台ST2之上面97對向之位置。嘴構件70係以圍繞第1光學元件LS1側面的方式所設置之環狀構件,供應口12係於嘴構件70之下面70A以圍繞投影光學系統PL之第1光學元件LS1(投影光學系統PL之光軸AX)的方式設置複數個。又,回收口22係於嘴構件70之下面70A對第1光學元件LS1較供應口12更離開外側設置,以圍繞第1光學元件LS1與供應口12的方式來設置。
再者,控制裝置CONT係使用液體供應機構10對基板P上供應既定量之液體LQ,並使用液體回收機構20將基板P上之液體LQ做既定量回收,藉此,於基板P上局部性形成液體LQ之液浸區域LR。於形成液體LQ之液浸區域LR之際,控制裝置CONT係分別驅動液體供應部11與液體回收部21。若在控制裝置CONT的控制下,自液體供應部11送出液體LQ,則自液體供應部11所送出之液體LQ於流經供應管13之後會透過嘴構件70之供應流路214而從供應口12被供應於投影光學系統PL之像面側。又,若在控制裝置CONT之控制下驅動液體回收部21,則投影光學系統PL之像面側液體LQ會透過回收口22而流入嘴構件70之回收流路,於流經回收管23之後,為液體回收部21所回收。
於本實施形態中,以液體回收機構20所回收之液體LQ係返回液體供應機構10之液體供應部11。亦即本實施形態之曝光裝置EX係具備使得液體LQ在液體供應機構10與液體回收機構20之間循環之循環系統。返回液體供應機構10之液體供應部11的液體LQ,以純水製造裝置16所純化之後,再次供應至投影光學系統PL之像面側(基板P上)。又,以液體回收機構20所回收之液體LQ可全部返回液體供應機構10,亦可部分返回液體供應機構10。或者,以液體回收機構20所回收之液體LQ亦可不返回液體供應機構10,而是將自其他供應源所供應之液體LQ或是自來水經純水製造裝置16純化之後供應至投影光學系統PL之像面側。又,嘴構件70等液浸機構1之構造並不限於上述構造,亦可使用例如歐洲專利公開第1420298號公報、國際公開第2004/055803號公報、國際公開第2004/057589號公報、國際公開第2004/057590號公報、國際公開第2005/029559號公報所記載者。
其次,參照圖4來說明液體供應部11。圖4係詳細顯示液體供應部11之構成之圖。液體供應部11具備純水製造裝置16、調溫裝置17(對於純水製造裝置16所製造之液體LQ之溫度進行調整者)。純水製造裝置16具備:純水製造器161(將含有例如浮游物或雜質之水純化來製造既定純度之純水)、超純水製造器162(自純水製造器161所製造之純水進一步去除雜質來製造高純度純水(超純水)者)。純水製造器161(或是超純水製造器162)係具備離子交換膜或粒子過濾器等之液體改質構件、以及紫外線照射裝置(UV燈)等液體改質裝置,藉由該等液體改質構件與液體改質裝置,將液體之比電阻值、異物(微粒子、氣泡)之量、全有機物碳、以及生菌量等調整為所需值。
又,如上述般,由液體回收機構20所回收之液體LQ係返回液體供應機構10之液體供應部11。具體而言,由液體回收機構20所回收之液體LQ係透過返管18供應至液體供應部11之純水製造裝置16(純水製造器161)。於返管18係設有將該返管18之流路開閉之第1閥18B。純水製造裝置16係將透過返管18返回之液體LQ以上述液體改質構件與液體改質裝置等來純化之後,供應至調溫裝置17。又,於液體供應部11之純水製造裝置16(純水製造器161)係透過供應管19連接著功能液供應裝置120。功能液供應裝置120可供應功能液LK(具有與用以形成液浸區域LR之液體LQ為不同之既定功能)。於本實施形態中,功能液供應裝置120係供應具有洗淨作用或是殺菌作用、或是兼具兩者作用之功能液LK。在功能液LK方面可使用例如臭氧水、含有界面活性劑、抗菌劑、殺菌劑、除菌劑等之水溶液或是水溶性有機溶劑。於本實施形態中,功能液LK係使用過氧化氫水。於供應管19係設有將該供應管19之流路開閉之第2閥19B。控制裝置CONT在運作第1閥18B使得返管18之流路開通而供應液體LQ時,運作第2閥19B使得供應管19之流路封閉以停止功能液LK之供應。另一方面,控制裝置CONT在運作第2閥19B使得供應管19之流路開通而供應功能液LK時,運作第1閥18B使得返管18之流路封閉以停止液體LQ之供應。
調溫裝置17係對於以純水製造裝置16所製造而供應於供應管13之液體(純水)LQ進行溫度調整者,其一端係與純水製造裝置16(超純水製造器162)連接,另一端係與供應管13連接,對於以純水製造裝置16所製造之液體LQ進行溫度調整後,將經過溫度調整之液體LQ送出至供應管13。調溫裝置17具備對於純水製造裝置16之超純水製造器162所供應之液體LQ的溫度做粗調之粗調溫器171、於粗調溫器171之流路下游側(供應管13側)所設之對於流經供應管13側之液體LQ每單位時間的量進行控制之稱為質量流調節器的流量控制器172、使得通過流量控制器172之液體LQ中的溶解氣體濃度(溶氧濃度、溶氮濃度)降低之脫氣裝置173、將經過脫氣裝置173脫氣後之液體LQ中的異物(微粒子、氣泡)予以移除之過濾器174、以及對於通過過濾器174之液體LQ的溫度進行微調之微調溫器175。
粗調溫器171係將自超純水製造器162所送出之液體LQ的溫度對於目標溫度(例如23℃)以例如±0.1℃左右之粗精度做溫度調整。流量控制器172係配置於粗調溫器171與脫氣裝置173之間,對於在粗調溫器171經過溫度調整之液體LQ在脫氣裝置173側每單位時間之流量進行控制。
脫氣裝置173係於粗調溫器171與微調溫器175之間、具體而言係於流量控制器172與過濾器174之間配置,將自流量控制器172所送出之液體LQ脫氣,使得液體LQ中之溶解氣體濃度(包含溶氧濃度、溶氮濃度)降低。在脫氣裝置173方面可使用對供應之液體LQ減壓來脫氣之減壓裝置等眾知的脫氣裝置。又,亦可使用下述裝置:使用中空絲膜過濾器等過濾器將液體LQ做氣液分離,分離出之氣體成分以真空系統來去除之包含脫氣過濾器之裝置;以離心力將液體LQ做氣液分離,分離出之氣體成分以真空系統來去除之包含脫氣泵之裝置等。脫氣裝置173藉由包含上述脫氣過濾器之液體改質構件或是包含上述脫氣泵之液體改質裝置來將溶解氣體濃度調整為所需值。
過濾器174係於粗調溫器171與微調溫器175之間、具體而言係於脫氣裝置173與微調溫器175之間配置,將自脫氣裝置173所送出之液體LQ中之異物移除。當通過流量控制器172或脫氣裝置173之時,液體LQ中可能混有些許異物(particle),而藉由在流量控制器172或脫氣裝置173之下游側(供應管13側)設置過濾器174,可藉由該過濾器174移除異物。在過濾器174方面可使用中空絲系膜過濾器或是粒子過濾器等眾知之過濾器。包含上述粒子過濾器等液體改質構件之過濾器174係將液體中之異物(微粒子、氣泡)之量調整在容許值以下。
微調溫器175係於粗調溫器171與供應管13之間、具體而言係於過濾器174與供應管13之間配置著,可高精度進行液體LQ之溫度調整。例如微調溫器175將自過濾器174所送出之液體LQ的溫度(溫度安定性、溫度均勻性)對目標溫度以±0.01℃~±0.001℃左右之高精度做微調。於本實施形態中,由於構成調溫裝置17之複數儀器當中之微調溫器175係配置於與液體LQ之供應對象的基板P最接近之位置,故可將經過高精度溫度調整後之液體LQ供應於基板P上。
又,過濾器174在調溫裝置17內以配置於粗調溫器171與微調溫器175之間為佳,亦可配置於調溫裝置17內之不同場所,亦可配置於調溫裝置17之外。
如上述般,純水製造器161、超純水製造器162、脫氣裝置173、以及過濾器174等分別具備液體改質構件以及液體改質裝置,具有對於液體LQ之性質與成分中至少一者進行調整之調整裝置的作用。該等各裝置161、162、173、174係於液體供應機構10中之液體流經流路之既定位置設置著。又,於本實施形態中,雖對於1台之曝光裝置EX配置1台液體供應部11(參照圖1),惟並不侷限於此,1台液體供應部11亦可為複數台之曝光裝置EX所共用。藉此,可節省液體供應部11所佔有之面積(設置面積)。或是,亦可將構成液體供應部11之純水製造裝置16與調溫裝置17分割,使得複數曝光裝置EX共用純水製造裝置16,調溫裝置17並不配置於每一台曝光裝置EX。藉此,可節省設置面積,且可對每一曝光裝置進行溫度管理。再者於上述情況中,若將被複數曝光裝置EX所共用之液體供應部11或純水製造裝置16配置於與設置曝光裝置EX之地面為不同之地面(例如地下),可更有效地運用設置曝光裝置EX之真空室的空間。
其次,參照圖5來說明測量裝置60。測量裝置60係針對在投影光學系統PL與於投影光學系統PL像面側所配置之物體之間所充滿之液體LQ之性質與成分當中至少一者進行測量。如上述般,由於本實施形態中液體LQ為水,故於以下說明中,將液體LQ之性質與成分當中至少一者權宜稱為「水質」。
測量裝置60係設置於回收管23之中途,對藉由液體回收機構20所回收之液體LQ進行測量。由於液體回收機構20係將在投影光學系統PL與物體之間所充滿之液體LQ透過嘴構件70之回收口22來回收,故測量裝置60係針對由嘴構件70之回收口22所回收而流經回收管23之液體LQ、亦即於投影光學系統PL與物體之間所充滿之液體LQ的水質(性質與成分當中至少一者)進行測量。
如參照圖3所說明般,液體LQ之液浸區域LR可於基板載台ST1上與測量載台ST2上之間移動。當使用測量裝置60來測量液體LQ之水質時,控制裝置CONT在使得投影光學系統PL與測量載台ST2對向之狀態下,使用液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,將投影光學系統PL與測量載台ST2之間的光路空間K1以液體LQ充滿。更具體而言,當使用測量裝置60來測量液體LQ之水質時,控制裝置CONT在投影光學系統PL與測量載台ST2之上面97之既定區域100之間充滿液體LQ。測量裝置60係對於在投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間所充滿之液體LQ的水質進行測量。
如上述般,測量載台ST2之既定區域100係以不被液體LQ污染的方式來形成。是以,測量裝置60係對於在投影光學系統PL與既定區域100之間所充滿之防止污染的液體LQ進行測量。是以,測量裝置60可對於在投影光學系統PL像面側之光路空間K1所充滿之液體LQ(供應於光路空間K1之液體LQ)之真正水質做精確的測量。測量裝置60之測量結果係輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT依據測量裝置60之測量結果,來判斷於投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間所充滿之液體LQ的狀態(水質)是否為所需狀態。
例如,就於投影光學系統PL與可能發生污染物質之構件之間充滿液體LQ,而測量裝置60測量該液體LQ之狀況來考量。又,可能發生污染物質之構件,可舉出未施行上述般表面處理(PFA處理等)之構件(載台上面)、或是被覆著感光材基板P等。在此種情形下,即使依據測量裝置60之測量結果來判斷有無污染液體LQ,要特定出該液體LQ之污染(不佳狀況)原因會有困難。亦即,在此種情況下,液體LQ之污染(不佳狀況)原因被認為至少有下述兩個:液體供應部11之純水製造器161之問題所導致之情況、以及上述構件所發生之污染物質的影響所致之情況。此時,要依據測量裝置60之測量結果來特定出液體LQ之污染(不佳狀況)原因會有困難。若無法特定出液體LQ之污染(不佳狀況)原因,則難以謀求解決該不佳情況之對策或是用以使得液體LQ達成所需狀態(潔淨狀態)之措施。於本實施形態中,由於以不致污染液體LQ的方式所形成之既定區域100上形成液體LQ之液浸區域LR並測量液體LQ,故控制裝置CONT可依據測量裝置60之測量結果來精確地求出液體LQ之真正狀態(水質),當判斷測量之液體LQ受到污染時,可判斷污染的原因乃為例如液體供應部11之純水製造器161的問題所致。是以,可謀求例如對純水製造器161進行維修等讓液體LQ達成所需狀態之適當的措施(對策)。
又,除了本實施形態般於回收管23之中途設定測量位置,另就例如於供應管13之中途設置用以測量液體LQ之測量位置,測量裝置60以該測量位置來測量液體LQ之水質的情況來考量。藉由以在供應管13之中途所設置之測量位置來測量液體LQ,可避免受到上述般可能會發生污染物質之構件的影響,可測量液體LQ。但是,當在供應管13之中途所設之測量位置與嘴構件70之供應口12之間的既定區間的流路因為何種原因被污染的情況,雖因為流經該既定區間之流路,透過供應口12被供應至光路空間K1之液體LQ有可能受到污染,但由於上述測量位置係設於既定區間之上游側,故測量裝置60並無法測量該液體LQ之污染。結果,即使實際上對光路空間K1供應了受污染之液體LQ,但測量裝置60並無法掌握(測量)對光路空間K1所供應之液體LQ的污染狀況,發生此種不佳的結果。此時,不僅無法謀求用以將液體LQ維持在所需狀態之措施(對策),且要特定曝光精度與測量精度之惡化原因也變得困難。再者,由於會透過受污染之液體LQ來進行依據光測量器300、400、500、600之測量處理、基板P之曝光處理,故透過液體LQ之測量精度與曝光精度會惡化。於本實施形態中,由於測量位置設定在光路空間K1之下游側、具體而言為回收管23之中途,故可防止上述不佳情況的發生。
又於本實施形態中,由於液體LQ係使用水,故對於既定區域100施以PFA處理,但是當液體LQ為由水以外之其他液體所構成之狀況,也有可能發生異物自既定區域100溶出(混入)液體LQ中等不佳情況。在此種情形下,只要如上述般依據所使用之液體的物性(種類)來對測量載台ST2施行防止液體污染之處理即可。
關於以測量裝置60所測量之液體LQ之性質、成分(水質或液質、或是液體之狀態)之項目,乃考慮對於曝光裝置EX之曝光精度以及測量精度所造成之影響、或是對曝光裝置EX本身所造成之影響來決定。表1中乃顯示關於液體LQ之性質、成分之項目,以及該項目對於曝光裝置EX之曝光精度或是對曝光裝置EX本身所造成之影響之一例。如表1所示般,在液體LQ之性質、成分的項目方面,有例如比電阻般之物理性質、金屬離子、全有機物碳(TOC:total organic carbon)、粒子.氣泡、生菌類含有物(異物或污染物)、溶氧(DO:dissolved oxygen)、溶氮(DN:dissolved nitrogen)般溶解氣體等。另一方面,關於對曝光裝置EX之曝光精度或是對曝光裝置EX本身所造成之影響的項目方面,有透鏡(尤其是光學元件LS1)之混濁、水痕(伴隨液體LQ之蒸發,液體中之雜質所固化殘留之附著物)之發生、折射率變化或光散射所致光學性能惡化、對光阻程序(光阻圖案的形成)之影響、各構件之生鏽的發生等。表1中係就何種性質、成分之項目會對於何種性能造成何種程度影響做了歸納,對預測可能會有不良影響者給予「○」。由測量裝置60所測量之液體LQ之性質、成分之項目係依據對曝光裝置EX之曝光精度與測量精度、或是對曝光裝置EX本身所造成之影響而從表1中視情況來選擇。當然,可針對所有項目進行測量,亦可針對關於表1中所未顯示之性質、成分之項目來進行測量。
為了對基於上述觀點所選擇之項目進行測量,測量裝置60係具有複數之測量器。例如,測量裝置60可具備用以測量比電阻值之比電阻計、用以測量全有機物碳之TOC計、用以測量含微粒子與氣體之異物的粒子計數器、用以測量溶氧(溶氧濃度)之DO計、用以測量溶氮(溶氮濃度)之DN計、用以測量二氧化矽濃度之二氧化矽計、以及可分析生菌之種類與量之分析器等做為測量器。在本實施形態中做為一例係將全有機物碳、粒子.氣泡、溶氧、比電阻值做為測量項目來選擇,如圖5所示般,測量裝置60係包含用以測量全有機碳之TOC計61、用以測量含微粒子與氣體之異物的粒子計數器62、用以測量溶氧之溶氧計(DO計)63、以及比電阻計64。
如圖5所示般,自與回收口22連接之回收管(回收流路)23之中途分支而出之分支管(分支流路)61K上係連接著TOC計61。回收管23有液體LQ透過回收口22而流經其中。流經回收管23之液體LQ係於投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間充滿之液體。流經回收管23之液體LQ當中的一部分液體LQ回收至液體回收部21,其餘部分則流經分支管61K而流入TOC計61。TOC計61係對於流透過分支管61K所形成之分支流路的液體LQ中之全有機物碳(TOC)進行測量。同樣地,粒子計數器62、溶氧計63、以及比電阻計64係分別與自回收管23之中途所分支之分支管62K、63K、64K連接,對於流透過分支管62K、63K、64K所形成之分支流路的液體LQ中之異物(微粒子或氣泡)、溶氧、比電阻值進行測量。又,上述二氧化矽計、生菌分析器亦可與自回收管23中途所分支之分支管連接。
又,如上述般測量裝置60之測量項目可視情況來選擇,故測量裝置60可具備測量器61~64當中一者或是複數者。
於本實施形態中,分支管61K~64K係形成個別獨立之分支流路,於個別獨立之分支流路分別連接著各測量器61~64。亦即,複數之測量器61~64係對於回收管23透過分支管61K~64K並聯連接著。又,隨測量器之構成,亦可對回收管23使得複數測量器串聯連接,換言之亦可對自回收管23分支之液體LQ以第1測量器來測量,然後通過該第1測量器之液體LQ以第2測量器來測量。又,隨分支管(分支部)之數量與位置,發生異物(微粒子)之可能性會變高,故考慮異物發生之可能性來設定分支管之數量與位置為佳。
又,亦可設定取樣口,來於回收管23之中途對液體LQ之一部分做取樣。例如,為了特定液體LQ中所含金屬離子之種類,可對液體LQ進行取樣,使用與曝光裝置EX分開設置之分析裝置,對該金屬離子之種類加以特定。藉此,可依據所特定之金屬離子採行適當的措施。又,為了對液體LQ中所含雜質進行測量,可對液體LQ取樣,藉由與曝光裝置EX分開設置之全蒸發殘渣計來測量液體LQ中之全蒸發殘渣量。
於本實施形態中,測量裝置60係對於自回收管23所形成之回收流路中途所分支之分支流路中流動之液體LQ的水質進行測量。藉此,由於測量裝置60被經時供應液體LQ,故控制裝置CONT可藉由進行與液浸曝光時同樣的動作、亦即進行透過供應口12之液體供應動作與透過回收口22之液體回收動作,無須實行特別的動作,便可良好地測量液體LQ之水質。
其次,針對使用具有上述構成之曝光裝置EX將光罩M之圖案像曝光於基板P之方法,參照圖6之流程圖來說明。於本實施形態中,係使得複數基板P依序曝光。更具體而言,複數基板P係被批量管理,曝光裝置EX針對複數批量分別進行依序處理。
控制裝置CONT係使用基板載台驅動裝置SD1將基板載台ST1移動至既定之基板更換位置。在基板更換位置,進行著下述動作:由未圖示之搬送系統將曝光後之基板P自基板載台ST1搬出(卸載),且將曝光前之基板P搬入(負載)。又,當基板載台ST1上沒有曝光前之基板P的情況,當然不進行基板P之搬出,僅進行曝光前之基板P的搬入。又,也有在基板更換位置僅進行曝光後之基板P的搬出而不進行曝光前之基板P的搬入的情況。於以下之說明中,將進行曝光前之基板P對基板載台ST1的搬入以及曝光後之基板P對基板載台ST1的搬出中至少一者的動作權宜地稱為「基板更換動作」。
於本實施形態中,在進行對基板載台ST1之基板更換動作的過程中,使用測量載台ST2來進行測量處理。控制裝置CONT係與對基板載台ST1之基板更換動作之至少一部分並行,使用測量載台ST2來開始既定之測量處理(步驟SA1)。
控制裝置CONT在投影光學系統PL之下面LSA與測量載台ST2之上面97的既定區域100對向之狀態下、亦即將既定區域100配置於用以使基板P曝光所設置之位置處,使用液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,於投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間充滿液體LQ。然後,控制裝置CONT使用測量裝置60來對於在投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間的液體LQ之水質進行測量。如上述般,測量裝置60係對污染受到抑制之液體LQ進行測量。測量裝置60之測量結果係輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係將測量裝置60之測量結果儲存於記憶裝置MRY(步驟SA2)。
於本實施形態中,控制裝置CONT係對應於時間經過將測量裝置60對於既定區域100上所配置之液體LQ的測量結果儲存於記憶裝置MRY。例如,設置可感知供應管13之流路是否以閥13B所封閉之閥用感測器,並於控制裝置CONT設置計時器功能,藉此,控制裝置CONT可依據閥用感測器之感測結果,測量自感知閥13B將供應管13之流路開通起之經過時間,亦即測量液體供應機構10開始供應液體LQ之經過時間。藉此,控制裝置CONT能以液體供應機構10對投影光學系統PL像面側開始供應液體LQ之時間做為測量開始時點(基準),對應於時間經過將測量裝置60之測量結果儲存於記憶裝置MRY。又,控制裝置CONT亦能以感知閥13B將供應管13之流路封閉之時刻、亦即液體供應機構10停止對投影光學系統PL像面側供應液體LQ之時刻做為測量開始時點(基準)。於以下之說明中,將對應於時間經過所記錄之資訊(此處為關於在投影光學系統PL與既定區域100之間所充滿之液體LQ之水質以測量裝置60所測量之結果)權宜地稱為「第1日誌資訊」。
又,於本實施形態中對複數基板P依序曝光之後,在對基板載台ST1進行基板更換動作之過程中,於測量載台ST2上之既定區域100形成液體LQ之液浸區域LR,進行測量裝置60對液體LQ之測量動作。測量裝置60對液體LQ之測量處理係於每次對基板載台ST1更換基板P的時候、或是每當對既定片數之基板P做曝光處理之後、或是對每批量之基板P來實行。控制裝置CONT在對複數基板P依序曝光之時,對應於基板P將測量裝置60之測量結果儲存於記憶裝置MRY。於以下之說明中,將對應於基板P所記錄之資訊(此處為關於在投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間所充滿之液體LQ之水質以測量裝置60所測量之結果)權宜地稱為「第2日誌資訊」。
又,控制裝置CONT可將測量裝置60之測量結果以包含顯示裝置之告知裝置INF來顯示(告知)。
控制裝置CONT判斷測量裝置60之測量結果是否異常(步驟SA3)。控制裝置CONT係依據前述判斷結果來控制曝光裝置EX之動作。
所謂測量裝置60之測量結果出現異常,包含下述情況:液體LQ之狀態(水質)並非所需狀態而為異常,以測量裝置60所測量之各項目(TOC、異物、溶解氣體濃度、二氧化矽濃度、生菌、比電阻值等)之測量值成為預先設定之容許值以上,透過液體LQ之曝光處理與測量處理未能在所需狀態下進行。
此處,於以下說明中,將關於在投影光學系統PL與既定區域100之間所充滿之液體LQ水質的容許值權宜地稱為「第1容許值」。第1容許值意味著大致未受到於投影光學系統PL像面側所配置之物體(此處為既定區域100)影響之液體LQ水質的容許值。
第1容許值可藉由例如事先之實驗或是模擬等來求出。只要關於液體LQ水質之測量值為第1容許值以下,即可在所需狀態下透過液體LQ進行曝光處理與測量處理。
例如,當液體LQ中之全有機物碳之值較第1容許值(舉例來說1.0ppb)來得大之情況(異常情況),液體LQ之穿透率有可能降低。此時,光測量器300、400、500、600透過液體LQ之測量精度會惡化。或者,基板P透過液體LQ之曝光精度會惡化。
又,當液體LQ中之包含微粒子或氣泡之異物量較第1容許值來得多之情況(異常情況),光測量器300、400、500、600透過液體LQ之測量精度會惡化,或者,透過液體LQ轉印至基板P之圖案產生缺陷之可能性會變高。
又,當液體LQ中之包含溶氧與溶氮之溶解氣體(溶解氣體濃度)之值較第1容許值來得多之情況(異常情況),例如透過供應口12對基板P上所供應之液體LQ開放於大氣之情形下,受到液體LQ中溶解氣體之影響,於液體LQ中生成氣泡之可能性會變高。一旦於液體LQ中生成氣泡,與上述同樣,光測量器300、400、500、600之測量精度會惡化,或者,轉印至基板P之圖案產生缺陷之可能性會變高。
又,當生菌量多的情況(異常情況),液體LQ受污染使得穿透率惡化。再者,當生菌量多的情況,會產生與液體LQ接觸之構件(嘴構件70、光學元件LS1、測量載台ST2、基板載台ST1、供應管13、回收管23等)受到污染、污染擴大之不佳情形。
又,當液體LQ之比電阻值較第1容許值(舉例來說於25℃為18.2MΩ.cm)小的情況(異常情況),液體LQ中有可能含大量鈉離子等金屬離子。若以含大量金屬離子之液體LQ在基板P上形成液浸區域LR,液體LQ之金屬離子可能會浸透基板P上之感光材,而附著於在該感光材下已經形成之元件圖案(配線圖案),引起元件運作不良等不佳情形。
控制裝置CONT係依據關於液體LQ水質事先設定之第1容許值與測量裝置60之測量結果,控制曝光裝置EX之動作。
於步驟SA3中,當判斷測量裝置60之測量結果無異常、亦即液體LQ之水質無異常的情況下,控制裝置CONT會使用液浸機構1在投影光學系統PL之第1光學元件LS1與測量載台ST2之上面97之間充滿液體LQ,使用光測量器300、400、500、600中至少一者進行測量動作(步驟SA4)。於投影光學系統PL與光測量器300、400、500、600之上面301、401、501、601之間所充滿之液體LQ,在步驟SA3中,被判斷(確認)為水質無異常、處於所需狀態之液體LQ。是以,可透過此所需狀態之液體LQ良好地以光測量器進行測量處理。
光測量器所進行之測量動作,可舉出基線測量做為一例。具體而言,控制裝置CONT係使用上述光罩對準系統來同時對在測量載台ST2上所設之基準構件300上第1基準標記MFM以及對應之光罩M上之光罩對準標記進行檢測,檢測出第1基準標記MFM以及對應之光罩對準標記之位置關係。與此同時,或是在此前後,控制裝置CONT以基板對準系統來對基準構件300上之第2基準標記PFM進行檢測,而檢測出基板對準系統之檢測基準位置與第2基準標記PFM之位置關係。又如上述般,當測量第1基準標記MFM之時,於第1基準標記MFM上形成液浸區域LR,透過液體LQ實行測量處理。另一方面,當測量第2基準標記PFM之時,於第2基準標記PFM上不形成液浸區域LR,不透過液體LQ即實行測量處理。此外,控制裝置CONT係依據第1基準標記MFM與對應之光罩對準標記之位置關係、基板對準系統之檢測基準位置與第2基準標記PFM之位置關係、以及已知之第1基準標記MFM與第2基準標記PFM之位置關係,求出投影光學系統PL所致光罩M之圖案投影位置與基板對準系統之檢測基準位置的距離(亦即基板對準系統之基線資訊)。
又,光測量器所進行之測量動作並不侷限於上述基線測量,亦可使用在測量載台ST2所搭載之光測量器400、500、600來實行照度不均測量、空間像測量、照度測量等當中至少一者。控制裝置CONT係依據該等光測量器400、500、600之測量結果來進行例如投影光學系統PL之校正處理等各種修正處理,此會反映於之後所進行之基板P的曝光處理上。當使用光測量器400、500、600來進行測量處理的情況,控制裝置CONT會於投影光學系統PL之第1光學元件LS1與測量載台ST2之上面97之間充滿液體LQ,透過液體LQ來進行測量處理。
另一方面,於步驟SA3中,當判斷測量裝置60之測量結果異常、亦即液體LQ之水質異常的情況,控制裝置CONT乃不實行以光測量器所進行之測量動作,而將測量裝置60之測量結果對告知裝置INF加以告知(步驟SA14)。例如控制裝置CONT可將關於液體LQ中所含TOC、溶解氣體濃度隨時間經過之變動量的資訊以具備顯示裝置之告知裝置INF來顯示。又,當判斷測量裝置60之測量結果為異常的情況,控制裝置CONT能以告知裝置INF發出警報(警告)等來以告知裝置INF告知測量結果為異常之事。又,當判斷測量裝置60之測量結果為異常的情況,控制裝置CONT亦可停止以液體供應機構10來供應液體LQ。亦可將在測量載台ST2上所殘留之液體LQ以包含嘴構件70之液體回收機構20來回收。
又,如上述般,液體供應部11分別具有液體改質構件與液體改質裝置,具備用以調整液體LQ水質之複數調整裝置(純水製造器161、超純水製造器162、脫氣裝置173、過濾器174等)。控制裝置CONT可依據測量裝置60之測量結果,特定複數調整裝置當中至少一調整裝置,將關於該特定之調整裝置之資訊以告知裝置INF來告知。例如,依據測量裝置60當中DO計或DN計之測量結果,當判斷溶解氣體濃度為異常之情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如脫氣裝置173之脫氣過濾器或脫氣泵之維修(檢查、更換)之內容。
又,當依據測量裝置60中之比電阻計的測量結果來判斷有無液體LQ之比電阻值異常的情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如純水製造裝置之離子交換膜之維修(檢查、更換)之內容。又,當依據測量裝置60中之比電阻計的測量結果,判斷出現了液體LQ之比電阻值異常的情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如純水製造裝置16之離子交換膜之維修(檢查、更換)之內容。又,當依據測量裝置60當中TOC計的測量結果,判斷液體LQ之全有機物碳出現異常的情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如純水製造裝置16之UV燈之維修(檢查、更換)之內容。又,當依據測量裝置60當中粒子計數器的測量結果,判斷液體LQ之異物(微粒子、氣泡)之量出現異常的情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如過濾器174或是純水製造裝置16之粒子過濾器之維修(檢查、更換)之內容。又,當依據測量裝置60當中生菌分析器的分析結果,判斷液體LQ之生菌量出現異常的情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如純水製造裝置16之UV燈之維修(檢查、更換)之內容。又,當依據測量裝置60當中二氧化矽計的測量結果,判斷液體LQ之二氧化矽濃度出現異常的情況,控制裝置CONT乃以告知裝置INF來顯示(告知)促使複數調整裝置當中之例如純水製造裝置16之二氧化矽去除用過濾器之維修(檢查、更換)之內容。
然後,依據告知裝置INF之告知資訊,進行包含上述維修處理等之用以將液體LQ之水質維持在所需狀態之措施(步驟SA15)。於該措施施行之後,控制裝置CONT再度使用測量裝置60來實行液體LQ之水質的測量動作(步驟SA2)。使得液體LQ之水質維持在所需狀態之措施將持續進行至測量裝置60之測量結果被判斷為無異常為止。
當使用步驟SA4之光測量器300、400、500、600當中至少一者之測量動作完成,使用測量載台ST2之測量動作乃結束(步驟SA5)。其次,控制裝置CONT乃下達開始進行基板P之液浸曝光處理之指令(步驟SA6)。
此時,於基板更換位置已事先完成基板更換動作,於基板載台ST1保持著曝光前之基板P。控制裝置CONT係例如使得測量載台ST2與基板載台ST1接觸(接近),維持於該相對位置關係之狀態下,在XY平面內移動,對於曝光前之基板P進行對準處理。此處,於基板P上事先設有複數之曝光照射區域,並設置有與該複數之曝光照射區域分別對應之對準標記。控制裝置CONT利用基板對準系統進行曝光前基板P上之對準標記之檢測,計算出於基板P上所設複數之曝光照射區域分別相對於基板對準系統之檢測基準位置的位置座標。
控制裝置CONT一邊維持著基板載台ST1與測量載台ST2在Y軸方向之相對位置關係,一邊使用載台驅動裝置SD1、SD2使得基板載台ST1與測量載台ST2同時朝-Y方向移動。如參照圖3所說明般,控制裝置CONT係在基板載台ST1與測量載台ST2接觸(或接近)之狀態下,於包含投影光學系統PL正下方位置之區域內一起朝-Y方向移動。控制裝置CONT藉由使得基板載台ST1與測量載台ST2一起移動,將在投影光學系統PL之第1光學元件LS1與測量載台ST2之上面97之間所保持之液體LQ從測量載台ST2之上面97移動至基板載台ST1之上面95。於投影光學系統PL之第1光學元件LS1與測量載台ST2之間所充滿之液體LQ的液浸區域LR係伴隨測量載台ST2與基板載台ST1朝-Y方向移動,而依序沿測量載台ST2之上面97、基板載台ST1之上面95、基板P之上面移動。一旦基板載台ST1以及測量載台ST2一起朝-Y方向移動既定距離,會成為在投影光學系統PL之第1光學元件LS1與基板P之間充滿液體LQ之狀態。亦即,液體LQ之液浸區域LR係配置於基板載台ST1之基板P上。將基板載台ST1(基板P)移動至投影光學系統PL之下方之後,控制裝置CONT乃將測量載台ST2退至不致與基板載台ST1發生衝突之既定位置。
之後,控制裝置CONT在使得基板載台ST1與測量載台ST2分開之狀態下,對於由基板載台ST1所支持之基板P進行步進掃描方式之液浸曝光。當進行基板P之液浸曝光時,控制裝置CONT乃藉由液浸機構1對在投影光學系統PL與基板P之間的曝光用光EL之光路空間K1充滿液體LQ於基板P上形成液體LQ之液浸區域LR,透過投影光學系統PL與液體LQ對基板P上照射曝光用光EL,藉此,將基板P加以曝光(步驟SA7)。於投影光學系統PL與基板P之間的光路空間K1所充滿之液體LQ係於步驟SA3經判斷為無水質異常而處於所需狀態之液體LQ。是以,可透過該處於既定狀態之液體LQ對基板P進行良好的曝光。
控制裝置CONT對於基板P實行步進掃描方式之液浸曝光動作,對基板P上複數曝光照射區域分別依序轉印光罩M之圖案。又,為了對基板P上各曝光照射區域進行曝光而移動基板載台ST1之動作係依據自上述基板對準結果所得之基板P上之複數曝光照射區域之位置座標與基線資訊來進行。
圖7係基板P處於液浸曝光狀態之圖。於液浸曝光中,液浸區域LR之液體LQ係與基板P接觸,關於利用液體回收機構20自基板P上回收之液體LQ水質之資訊係由測量裝置60做經時性測量(監測)。測量裝置60之測量結果係輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT將測量裝置60之測量結果(監測結果)儲存於記憶裝置MRY(步驟SA8)。
控制裝置CONT係對應於時間經過將測量裝置60對在基板P上所配置之液體LQ的測量結果儲存於記憶裝置MRY。例如,控制裝置CONT可依據雷射干涉儀94之測量結果,以液浸區域LR自測量載台ST2上移動至基板載台ST1上(基板P)時做為時間經過之測量開始時點(基準),將測量裝置60之測量結果對應於時間經過來儲存於記憶裝置MRY。於以下之說明中,將對應於時間經過所儲存之資訊(此處為關於在投影光學系統PL與基板載台ST1上基板P之間所充滿之液體LQ之水質以測量裝置60所測量之結果)權宜地稱為「第3日誌資訊」。
又,於本實施形態中複數基板P係被依序曝光。當複數基板P被依序曝光時,控制裝置CONT會對應於基板P將測量裝置60之測量結果儲存於記憶裝置MRY。於以下之說明中,將對應於時間經過所儲存之資訊(此處為關於當複數基板P被依序曝光時,在投影光學系統PL與基板載台ST1上基板P之間所充滿之液體LQ之水質以測量裝置60所測量之結果)權宜地稱為「第4日誌資訊」。
又,控制裝置CONT將測量裝置60之測量結果對應於被曝光之曝光照射區域來儲存於記憶裝置MRY。控制裝置CONT可例如依據進行基板載台ST1位置測量之雷射干涉儀94的輸出,求出在雷射干涉儀94所規定之座標系統中之曝光照射區域之位置資訊,將求出位置資訊之曝光照射區域曝光時之測量裝置60的測量結果對應於照射曝光區域來儲存於記憶裝置MRY。又,由於以測量裝置60測量液體LQ之時點、以及經測量之液體LQ配置於基板P上(曝光照射區域上)之時點,會隨測量裝置60之取樣口(分支管)與回收口22之距離而發生時間差,此時只需考慮該距離來修正於記憶裝置MRY所儲存之資訊即可。於以下說明中,將對應於曝光照射區域所儲存之測量裝置60之測量結果權宜地稱為「第5日誌資訊」。
控制裝置CONT係依據於步驟SA2中對在投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100間所充滿之液體LQ以測量裝置60所測量之測量結果、以及於步驟SA8中對在投影光學系統PL與基板P間所充滿之液體LQ以測量裝置60所測量之測量結果,如以下說明般,求出關於基板P之資訊(步驟SA9)。
圖8係顯示基板P之一例之圖。於圖8中,基板P係具有基材2以及於該基材2之上面2A的一部分所被覆著之感光材3。基材2係包含例如矽晶圓(半導體晶圓)。感光材3係於佔有基材2之上面2A中央部絕大部分之區域以既定厚度(例如200nm左右)被覆著。另一方面,於基材2之上面2A的周圍部2As並未被覆著感光材3,於該上面2A的周圍部2As露出著基材2。又,雖於基材2之側面2C、下面(背面)2B亦未被覆著感光材3,但亦可於側面2C、下面2B或是周圍部2As被覆感光材3。於本實施形態中,感光材3係使用化學放大型光阻。
一旦基板P與液浸區域LR之液體LQ發生接觸,基板P之一部分會溶出至液體LQ中。如上述般,本實施形態之感光材3為化學放大型光阻,此化學放大型光阻係包含基礎樹脂、於基礎樹脂中所含光酸產生劑(PAG:Photo Acid Generator)以及被稱為淬冷劑(quencher)之胺系物質而形成者。此種感光材3一旦與液體LQ接觸,則感光材3之一部分、具體而言為PAG或胺系物質等會溶出至液體LQ中。又,即使是基材2之周圍部2As與液體LQ接觸的情況,隨構成基材2之物質種類,基材2之一部分(矽)也有可能溶出至液體LQ中。於以下之說明中,將自基板P溶出至液體LQ之物質(PAG、胺系物質、矽等)權宜地稱為「溶出物質」。
於步驟SA8中由測量裝置60所測量之液體LQ為在投影光學系統PL與基板P之間之液體LQ,為與基板P接觸後之液體LQ。是以,由測量裝置60所測量之液體LQ中含有自基板P溶出至液體LQ中之溶出物質。另一方面,於步驟SA2由測量裝置60所測量之液體LQ為污染受到抑制之液體LQ、換言之為不含溶出物質之液體LQ。是以,控制裝置CONT可藉由將步驟SA2所測量之測量結果與步驟SA8所測量之測量結果加以比較,以關於基板P之資訊的形式來求出關於自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的資訊。此外,上述第3、第4、第5日誌資訊係包含關於自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的資訊。
所謂自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的資訊,包含溶出物質之溶出量、物性(種類)等之各種資訊。控制裝置CONT可依據於步驟SA2以測量裝置60所測量之關於水質之測量結果以及於步驟SA8以測量裝置60所測量之關於水質之測量結果,來求出自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的溶出量。
例如控制裝置CONT可依據測量裝置60當中TOC計61之測量結果,求出自基板P溶出之溶出物質當中、尤其是自感光材3溶出之溶出物質的溶出量。或者是,藉由事先設置可測量液體LQ中之溶出物質濃度之測量器做為測量裝置60,來測量溶出物質之溶出量(液體LQ中之溶出物質濃度)。是以,控制裝置CONT可依據於步驟SA2所測量之溶出物質之溶出量與於步驟SA8所測量之溶出物質之溶出量的差,求出自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的溶出量。
又測量裝置60若是先設置可測量自基板P溶出之溶出物質(感光材3、PAG等)種類之測量器,可特定溶出物質之種類。
如前述般,控制裝置CONT可依據測量裝置60之測量結果來求出溶出物質之溶出量、感光材3之種類等關於基板P之資訊。
又,於本實施形態中,事先求出基板條件與對液體LQ之溶出物質之溶出量之關係,將該關係事先儲存於記憶裝置MRY。此處所說之基板條件係包含感光材3之種類等關於感光材3之條件、或是基材2之物性(種類)、是否形成有周圍部2As(基材2與液體LQ是否接觸)等關於基材2之條件。又,基板接觸亦包含感光材3之膜厚等將感光材3塗佈於基材2時之塗佈條件。
於本實施形態中,具有互異基板條件之複數基板P(批量)係被依序曝光,記憶裝置MRY係儲存著關於與複數基板P(批量)對應之溶出物質溶出量的資訊。溶出物質對液體LQ之溶出量,為了對應於基板條件(感光材3之物性、膜厚等)來變化,例如可藉由實驗或模擬等來事先前出基板條件與溶出物質對液體LQ之溶出量的關係。
是以,當將既定基板條件之基板P液浸曝光時之測量裝置60的測量值(溶出物質之溶出量)相對於與儲存於記憶裝置MRY之前述既定基板條件對應之溶出物質之溶出量有顯著差異的情況(測量裝置60之測量結果為異常的情況),控制裝置CONT乃判斷基板P為異常狀態,可控制曝光動作。
又,當關於在基板載台ST1上所保持之基板P的資訊為未知的情況下,可依據測量裝置60(例如TOC計61)之測量結果與記憶裝置MRY之儲存資訊(基板條件與溶出物質對液體LQ之溶出量之關係)來預測測量對象之基板P上的感光材3種類、塗佈條件等之關於基板P之資訊。
又,如圖9所示般,當感光材3以薄膜4被覆之情況,以測量裝置60所測量之溶出物質之量變少。此處,被覆感光材3之薄膜4係防反射膜(top ARC)或表塗膜(保護膜)等。又薄膜4也有可能為將在感光材3上所形成之防反射膜加以覆蓋之表塗膜。表塗膜係將感光材3自液體LQ加以隔離者,以例如氟系撥液性材料所形成。藉由設置薄膜4,即使基板P與液體LQ接觸,也可抑制溶出物質自感光材3溶出至液體LQ中。是以,當感光材3以薄膜4所被覆之情況,在步驟SA2之測量結果(溶出物質之溶出量)與在步驟SA8之測量結果(溶出物質之溶出量)的差相較於感光材3未被薄膜4所被覆時來得小。是以,控制裝置CONT可依據測量裝置60之測量結果來判定感光材3是否為薄膜4所被覆。如此,控制裝置CONT可依據測量裝置60之測量結果來求出有無薄膜4做為關於基板P之資訊。
又,隨構成薄膜4之物質的不同,有可能感光材3之既定物質透過薄膜4溶出至液體中、或是形成薄膜4之材料的物質溶出至液體中。是以,依據測量裝置60之測量結果所求出之關於基板P的資訊除了感光材3上有無薄膜4以外,尚包含薄膜4之材料(物質)等資訊。
又,於本實施形態中,係以自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的溶出量(液體LQ中之溶出物質濃度)成為事先求出之容許值以下的方式將基板條件與曝光條件做最適化設定。此處所說之曝光條件包含液體LQ之條件,其包含了液體LQ之物性(種類)、液體LQ每單位時間之供應量、液體LQ之溫度、液體LQ在基板P上之流速、基板P與液體LQ接觸之液體接觸時間等。只要對液體LQ溶出之溶出物質的溶出量(液體LQ中之溶出物質濃度)在前述容許值以下,便能對基板P進行良好的曝光。
此處,於以下說明中,將關於在投影光學系統PL與基板P之間所充滿之液體LQ水質之容許值權宜地稱為「第2容許值」。第2容許值意指關於液體LQ水質受到於投影光學系統PL像面側所配置之物體(此處為基板P)之影響的容許值。
關於溶出量之第2容許值之資訊,可藉由例如實驗或是模擬來事先求出。當自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的溶出量達第2容許值以上之情況,液體LQ中之溶出物質的濃度變高造成液體LQ穿透率降低,曝光用光EL無法透過液體LQ良好地到達基板P上,可能發生此等透過液體LQ之曝光精度的惡化情況。又,當自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的溶出量達第2容許值以上之情況,有可能與該液體LQ接觸之構件(嘴構件70、回收管23、第1光學元件LS1等)被污染,或是溶出物質於基板P上再度附著成為異物作用,形成附著痕跡(水痕)。於本實施形態中,藉由將自基板P溶出至液體LQ之溶出物質的溶出量控制在第2容許值以下,以抑制上述不佳情況之發生。
又,於本實施形態中,基板條件互異之複數基板P(批量)係被依序曝光,記憶裝置MRY係事先儲存著與複數基板P(批量)對應之複數第2容許值之資訊。換言之,關於第2容許值之資訊係針對各個基板P(每批量)事先儲存於記憶裝置MRY中。例如,對於分別所具有之第1感光材與第2感光材為物性互異之基板P(批量)依序曝光之際,即使第1感光材對液體LQ之溶出物質的溶出量(濃度)與第2感光材對液體LQ之溶出物質的溶出量(濃度)相同,隨該等溶出物質之物性(吸光係數等)不同,也有可能發生例如雖然含有第1感光材之溶出物質的液體具有所需穿透率,但含有第2感光材之溶出物質的液體不具有所需穿透率之狀況。是以,於本實施形態中,事先求出與複數基板P(批量)分別對應之第2容許值,將關於該第2容許值之資訊事先儲存於記憶裝置MRY中。如前述般,在本實施形態中,對於各基板(各批量)事先個別求出關於溶出物質溶出量之第2容許值,而儲存於記憶裝置MRY中。
又,為了使得自基板P溶出至液體LQ的溶出物質之溶出量(液體LQ中之溶出物質濃度)成為事先求出之第2容許值以下,亦可在基板P上形成液浸區域LR之前,例如事先進行以未形成液浸區域LR之液體LQ來對基板P做浸漬處理等之用以抑制自基板P溶出至液浸區域LR之液體LQ的溶出物質溶出量之既定處理。或者,藉由設置圖9所示般之薄膜4,可抑制來自感光材3之溶出物質溶出至液體LQ中,故可抑制異物附著於基板P或是形成附著痕跡,或是抑制與液體LQ接觸之構件(嘴構件70、回收管23等)之污染。
控制裝置CONT判定測量裝置60之測量結果是否異常(步驟SA10)。亦即,控制裝置CONT依據事先求出之關於溶出物質之第2容許值以及測量裝置60之測量結果,來判定測量裝置60之測量值(溶出物質之溶出量)是否為第2容許值以上。然後,控制裝置CONT乃依據前述判定結果來控制曝光動作。
於步驟SA10中,當判斷測量裝置60之測量結果未出現異常之時、亦即測量裝置60之測量結果(溶出物質之溶出量)為關於事先求出之溶出物質的第2容許值以下之時,控制裝置CONT乃持續進行液浸曝光動作(步驟SA11)。此時,控制裝置CONT能以告知裝置INF來告知測量裝置60之測量結果(監測資訊)。
控制裝置CONT在對於基板載台ST1上基板P之液浸曝光結束後(步驟SA12),使用測量載台SD2將測量載台ST2移動,使得測量載台ST2朝基板載台ST1接觸(接近)。然後,將液體LQ之液浸區域LR自基板載台ST1之上面95朝測量載台ST2之上面97移動。將液體LQ之液浸區域LR移動至測量載台ST2上之後,將基板載台ST1移動至基板更換位置。在基板更換位置,曝光後之基板P自基板載台ST1卸載,曝光前之基板P負載至基板載台ST1。然後,對於該曝光前之基板P進行曝光處理。
然後,控制裝置CONT重複上述程序,將複數之基板P依序曝光。於記憶裝置MRY中係儲存與保存著上述第1、第2、第3、第4、第5之日誌資訊。可使用該等日誌資訊,進行曝光不良(錯誤)之解析(步驟SA13)。
另一方面,於步驟SA10中,當判斷測量裝置60之測量結果為異常時、亦即測量裝置60之測量結果(溶出物質之溶出量)為關於事先求出之溶出物質之第2容許值以上時,控制裝置CONT乃停止曝光動作(步驟SA16)。此時,控制裝置CONT亦可例如對在供應管13所設置之閥13B加以驅動以將供應管13之流路封閉,停止液體LQ之供應。又,於曝光動作停止後,於基板P上所殘留之液體LQ亦能以嘴構件70、液體回收機構20來回收。再者,將基板P上之殘留液體LQ回收後亦可將基板P以基板載台ST1來搬出(卸載)。藉此,可防止因持續於異常狀態下進行曝光處理而形成大量不良曝光照射區域(不良基板)等不佳情況。
又,控制裝置CONT將測量裝置60之測量結果(監測資訊)以告知裝置INF來告知(步驟SA17)。例如能將關於液體LQ中所含感光材3所造成之溶出物質之溶出量之資訊、關於該溶出物質隨時間經過之變動量之資訊、當對於複數曝光照射區域中特定之曝光照射區域進行曝光時之液體LQ中所含溶出物質之溶出量(液體LQ中之溶出物質之濃度)之資訊,以包含顯示裝置之告知裝置INF來顯示。又,當判斷測量裝置60之測量結果為異常的情況下,控制裝置CONT能以告知裝置INF發出警報(警告)等來告知測量結果為異常之要旨。此外,當對於第2容許值以上之溶出物質的溶出量進行測量的情況,能以告知裝置INF來告知關於促使基板條件(例如感光材3之塗佈條件)修正之要旨。或者,關於基板P,當測量出第2容許值以上之溶出物質的溶出量的情況,能以告知裝置INF來告知關於促使曝光條件(例如液體LQ單位時間之供應量等)修正之要旨。
又,當對於在該基板P(批量)所使用之感光材3應該不含之物質進行測量的情況,能以告知裝置INF告知該要旨。又,當對於在該基板P(批量)所使用之感光材3應該不含之物質進行測量的情況,能以告知裝置INF告知促使檢查感光材3之要旨。又,當應該已被薄膜4所被覆然而溶出物質之溶出量在容許值以上的情況,能以告知裝置INF告知促使檢查是否被覆著薄膜4、當被覆著薄膜4之情況下是否良好地被覆著之要旨。
或者,能將基板P曝光中關於液體LQ中所含TOC、溶解氣體濃度隨時間經過之變動量的資訊、關於對複數曝光照射區域中特定之曝光照射區域進行曝光時液體LQ中所含TOC、溶解氣體濃度之資訊以包含顯示裝置之告知裝置INF來顯示。
又於步驟SA10中,即使判斷液體LQ出現異常,控制裝置CONT仍可持續進行曝光動作。此外,例如對某特定之曝光照射區域進行曝光,而判斷測量裝置60之TOC計61的測量結果為異常時,控制裝置CONT對應於該曝光照射區域將TOC測量結果為異常之要旨以第5日誌資訊來儲存於記憶裝置MRY。此外,於全部的曝光照射區域完成曝光之後,依據記憶裝置MRY所儲存之第5日誌資訊,控制裝置CONT可將可能因測量結果異常(溶出物質之溶出量在容許值以上)導致圖案轉印精度惡化之曝光照射區域加以移除或是在下次之重疊曝光之時施行避免被曝光之處理等措施。又,當檢查曝光照射區域,發現所形成之圖案並無異常之情況下,乃不移除曝光照射區域,持續使用該曝光照射區域來形成元件。或者,控制裝置CONT亦可對應於該曝光照射區域以告知裝置INF來告知TOC計61之測量結果為異常之主旨。如前述般,控制裝置CONT除了可將測量裝置60之測量結果以監測資訊的形式即時以告知裝置INF來顯示以外,亦可將日誌資訊以告知裝置INF來顯示。
另一方面,於本實施形態中,於步驟SA3中,當測量裝置60所測量之各項目之測量值(水質)為預先設定之第1容許值以上之時,控制裝置CONT會判斷測量裝置60之測量結果為異常(水質異常)。關於水質之第1容許值可對應於在測量裝置60之測量動作後所實行之曝光程序來適宜決定。例如,於測量裝置60之測量動作(步驟SA2)之後,使用光測量器300、400、500、600來實行測量動作(步驟SA4),可依據該光測量器300、400、500、600之目標測量精度來適宜設定關於液體LQ之第1容許值。具體而言,對複數批量(基板P)進行曝光之情況,將該批量(基板P)曝光之前使用光測量器300、400、500、600進行光測量動作之情況,當關於第1批量(第1基板)要求高測量精度之時,針對該第1批量(第1基板)透過液體LQ進行測量時就有關液體LQ水質之第1容許值做嚴格設定。又,當其他第2批量(第2基板)相較於第1批量(第1基板)可容許較放寬之測量精度時,可將針對該第2批量(第2基板)透過液體LQ進行測量時就有關液體LQ水質之第1容許值做放寬設定。
或者,可依據基板P之目標曝光精度(目標圖案轉印精度)來將關於液體LQ水質之第2容許值做適宜設定。具體而言,將複數批量(基板P)進行曝光之際,當關於第1批量(第1基板)要求高曝光精度(圖案轉印精度)之時,針對該第1批量(第1基板)透過液體LQ進行曝光時就有關液體LQ水質之第2容許值做嚴格設定。又,當其他第2批量(第2基板)相較於第1批量(第1基板)可容許較放寬之曝光精度(圖案轉印精度)時,可將針對該第2批量(第2基板)透過液體LQ進行曝光時就有關液體LQ水質之第2容許值做放寬設定。
藉由上述方式,可於第1、第2批量(第1、第2基板)分別得到所需之曝光精度與測量精度,且可防止曝光裝置EX運轉效率之降低。亦即,將關於第1批量之水質的第1、第2容許值與關於第2批量之水質的第1、第2容許值設定成相同數值的情況,乃是對第2批量要求所需以上之水質。如此一來,即便對第2批量可得到所需水質,惟測量裝置60之測量結果成為第1容許值以上或是第2容許值以上的情況,如上述般,測量動作或曝光動作會停止。於是,即便得到所需水質,由於曝光裝置EX之動作停止,乃會導致曝光裝置EX運轉效率之降低;但是藉由上述般依據目標曝光精度等來適宜設定關於液體LQ水質之容許值,可防止曝光裝置EX之運轉效率降低等不佳情況。
如以上所說明般,藉由設置測量裝置60來對在投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間所充滿之液體LQ的性質與成分中至少一者進行測量,可依據該測量結果來精確地判定於光路空間K1所充滿之液體LQ是否處於所需狀態(是否異常)。再者,當測量裝置60之測量結果為異常的情況,藉由採行適當的措施來將液體LQ調整為所需狀態,可防止透過液體LQ之基板P的曝光精度以及透過液體LQ之光測量器之測量精度的惡化。
又於本實施形態中,於既定區域100上所配置之液體LQ由測量裝置60所測量之結果係以第1、第2日誌資訊的形式儲存於記憶裝置MRY中,且於基板P上所配置之液體LQ由測量裝置60所測量之結果係以第3、第4、第5日誌資訊的形式儲存於記憶裝置MRY中。例如,可依據第1、第2日誌資訊將構成液體供應部11之各調整裝置(液體改質構件與液體改質裝置)在最過當之時點加以維修(檢查、更換)。又,可依據第1、第2日誌資訊將對應於各調整裝置之檢查、更換的頻率做最適設定。例如,當從第1日誌資訊發現粒子計數器之測量值(異物量)隨時間經過而惡化的情況,可依據測量值隨時間經過而變化之程度來預測、設定粒子過濾器之最適更換時期(更換頻率)。又,可由第1、第2日誌資訊將所使用之粒子過濾器之性能做最適設定。例如,當粒子計數器之測量值隨時間經過而發生急速惡化之情況,使用高性能之粒子過濾器,但並未發生大幅變動之情況,使用較低性能(便宜的)粒子計數器,以此方式可謀求降低成本。如前述般,依據第1、第2日誌資訊來管理曝光裝置EX,藉此,可防止施行過多(不必要)維修造成曝光裝置之運轉率降低或是相反地忽略了維修而無法供應所需狀態之液體LQ此等不佳情況的發生。
又,由於第1日誌資訊係與時間經過對應之水質資訊,故可特定出水質係於何時起惡化。從而,可對應於時間經過來解析出曝光不良之發生原因。同樣地,使用第2日誌資訊亦能解析曝光不良等不佳情況(錯誤)之原因。可於基板P曝光後以後續步驟之檢查步驟來檢查基板P時,將檢查結果與第1、第2日誌資訊對照、解析來對不佳情況之原因進行解析與特定。
又,第1、第2日誌資訊未必兩者皆要取得,亦可僅取得當中一者。
又,第3日誌資訊乃對應於時間經過之水質資訊,故可依據第3日誌資訊來求出隨時間經過之溶出物質的變動量。再者,當變動量隨時間經過而顯著增加的情況,可判斷感光材3對液體LQ為可溶性。又,當於特定批量或是特定曝光照射區域發生許多曝光不良(圖案缺陷)之情況,可參照第4日誌資訊(或第5日誌資訊),當該批量(或曝光照射區域)曝光時之TOC計的測量值為異常值的情況,解析成圖案缺陷之原因為溶出物質。又,亦可採行之措施為例如依據第4日誌資訊而於曝光結束後,對於例如測量裝置60之測量結果為異常時所曝光之基板P進行重點式檢查等。又,當依據第5日誌資訊判斷特定曝光照射區域於曝光中出現液體LQ為異常之情況,控制裝置CONT可採行將該特定曝光照射區域移除、或是在下次重疊曝光時不進行曝光等之措施。或者,控制裝置CONT亦可對於進行檢查步驟之檢查裝置發出指令要求對於前述特定曝光照射區域之檢查較通常來得更為詳細。此外,可依據第3、第4、第5日誌資訊來解析圖案缺陷與溶出物質之相關關係,藉以特定出不佳情況(圖案缺陷)之原因。此外,亦可依據此解析結果來採行修正基板條件或曝光條件等措施以避免圖案缺陷之發生。
又,第3、第4、第5日誌資訊未必要全部取得,亦可省略第3、第4、第5日誌資訊中之一者或是複數資訊。
又,控制裝置CONT可依據測量裝置60之測量結果來控制曝光動作與測量動作。例如,如上述般,於基板P之曝光前,使用光測量器600來測量曝光用光EL之照射量(照度)(步驟SA4),依據該測量結果將曝光用光EL之照射量(照度)設定(修正)為最適程度之後,開始曝光動作,惟例如基板P之曝光中會因為液體LQ中之TOC變動導致液體LQ之透光率發生變動。一旦液體LQ之透光率發生變動,則於基板P上之曝光量(累積曝光量)會發生變動,其結果,有可能於曝光照射區域所形成之元件圖案之曝光線寬發生不均等不佳情況。事先求出液體LQ中之TOC與此時液體LQ之穿透率的關係並儲存於記憶裝置MRY,控制裝置CONT可依據該儲存資訊與測量裝置60(TOC計61)之測量結果控制曝光量,藉以防止上述不佳情況。亦即,控制裝置CONT依據前述儲存資訊來導出液體LQ中之TOC變動所對應到之穿透率,以到達基板P之曝光量成為一定的方式加以控制。依據TOC計61所測量之TOC變化來控制基板P上之曝光量,藉此,基板內(曝光照射區間)或是基板間之曝光量成為一定,可抑制曝光線寬之不均。又,TOC與液體LQ之透光率之關係可使用光測量器600透過液體LQ以測量處理來求出。於本實施形態中,由於曝光用光EL係使用雷射,故可將每1脈衝之能量(光量)加以控制、或是將脈衝數量加以控制,以此等方法來控制基板P上之曝光量。或者,亦可藉由控制基板P之掃描速度,來控制基板P上之曝光量。
又,控制裝置CONT可依據第1日誌資訊來控制曝光動作與測量動作。例如,當依據第1日誌資訊判斷TOC值隨時間經過有逐漸惡化之情況,曝光裝置EX可依據以第1日誌資訊的形式所儲存之對應於TOC時間經過之值(變化量),將曝光量隨時間經過來加以控制,藉此將基板P間之曝光量調整為一定,降低曝光線寬之不均。
另一方面,如圖1所示般,曝光裝置EX當中之液體供應機構10係具備功能液供應裝置120。控制裝置CONT對於與形成液浸區域LR之液體LQ接觸之各構件,可依據第1日誌資訊或是測量裝置60之測量結果,自液體供應機構10之功能液供應裝置120來供應功能液LK,將該等構件加以洗淨。例如,當液體LQ中之生菌量過多之情況等,液體LQ非處於所需狀態而是遭到污染,則與該液體LQ接觸之各構件,具體而言為嘴構件70之下面70A、嘴構件70之內部流路、與嘴構件70連接之供應管13、回收管23、第1光學元件LS1之下面LSA、基板載台ST1之上面95、測量載台ST2之上面97(包含光測量器300、400、500、600之各上面以及既定區域100)等可能會被污染。於是,一旦該各構件受到污染,即使自液體供應部11供應潔淨之液體LQ,液體LQ會因與該構件接觸而被污染,以該受到污染之液體LQ形成液浸區域LR的狀況下會導致透過液體LQ之曝光精度與測量精度之惡化。
又,當基板P上形成液體LQ之液浸區域LR的情況下,於液體LQ中含有自基板P溶出之PAG等溶出物質。是以,與含有該溶出物質之液體LQ接觸的嘴構件70容易附著由溶出物質所產生之污染物質,特別是容易於嘴構件70之回收口22附近附著污染物質。又,當回收口22設有多孔體的情況,該多孔體也容易附著污染物質。若任憑附著有污染物質之狀態持續,即使對光路空間K1供應潔淨之液體LQ,所供應之液體LQ也會因為與受到污染之嘴構件70等接觸而被污染。
是以,控制裝置CONT係依據測量裝置60之測量結果,判斷是否對與液體LQ接觸之構件進行洗淨。亦即,於步驟SA3中,依據測量裝置60之測量結果,當判斷測量值大於第1容許值(或是第2容許值、或是洗淨用之容許值)之情況,控制裝置CONT會將具有洗淨作用(或是殺菌作用)之功能液LK自構成液體供應機構10一部分之功能液供應裝置(洗淨裝置)120對前述各構件進行供應,以將各構件加以洗淨。
當自功能液供應裝置120來供應功能液LK時,控制裝置CONT會使得投影光學系統PL之下面LSA與測量載台ST2之上面97或是基板載台ST1之上面95對向。或者,亦可將後述之虛置基板DP保持於基板載台ST1,使得投影光學系統PL之下面LSA與基板載台ST1之虛置基板DP對向。
在洗淨前述各構件之時,控制裝置CONT會對於將功能液供應裝置120與液體供應部11加以連接之供應管19處所設置之第2閥19B進行驅動來開通供應管19之流路,並藉由第1閥18B來封閉返管18之流路。藉此,自功能液供應裝置120對液體供應部11供應功能液LK。自功能液供應裝置120所供應之功能液LK於流經液體供應部11之後,流過供應管13、以及嘴構件70之內部流路(供應流路)之後,自供應口12供應於投影光學系統PL之像面側。又,當功能液供應裝置120供應功能液LK之際,液體回收機構20係與液浸曝光動作時同樣進行液體回收動作。是以,於投影光學系統PL之像面側所充滿之功能液LK透過回收口22被回收,流經回收管23之後,回收至液體回收部21。功能液LK藉由流經液浸機構1之流路(供應管13、回收管23、嘴構件70等)來將該等流路洗淨。
又,於投影光學系統PL之像面側所充滿之功能液LK亦與第1光學元件LS1之下面(液體接觸面)LSA、嘴構件70之下面(液體接觸面)70A接觸之故,所以也可將該等下面LSA、70A予以洗淨。又,在形成功能液LK之液浸區域的狀態下,使得測量載台ST2(或是基板載台ST1)相對於功能液LK之液浸區域朝XY方向做2維空間移動,可將測量載台ST2之上面97、或是基板載台ST1之上面95之寬廣領域也予以洗淨。如此般,以與液浸曝光動作時同樣的順序來進行功能液LK之液浸區域形成動作,藉此,可將上述各構件同時以高效率來洗淨。
使用功能液LK之洗淨處理的順序,係自功能液供應裝置120供應功能液LK之後,以與液浸曝光動作時同樣的順序來持續進行既定時間之功能液LK之供應與回收動作,於投影光學系統PL之像面側形成功能液LK之液浸區域。又,亦可於加熱功能液LK之後流經液體供應機構10與液體回收機構20之流路。然後,經過既定時間後,停止功能液LK之供應與回收動作。在此狀態下,於投影光學系統PL之像面側保持著功能液LK,成為浸漬狀態。然後,將浸漬狀態維持既定時間後,控制裝置CONT利用液體供應機構10與液體回收機構20進行既定時間之純水供應與回收動作,於投影光學系統PL之像面側形成純水之液浸區域。藉此,液體供應機構10與液體回收機構20之流路分別流經純水,以該純水將此等流路洗淨。又,藉由純水之液浸區域也可將第1光學元件LS1之下面LSA、嘴構件70之下面70A予以洗淨。
又,洗淨處理完成後,控制裝置CONT使用液浸機構1將投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間以液體LQ充滿,使用測量裝置60來測量該液體LQ,藉此可確認洗淨處理是否良好地進行、亦即液體LQ是否處於所需狀態。
功能液LK以不會對前述各構件造成影響之材料來形成為佳。於本實施形態中,在功能液LK方面使用過氧化氫水。又,就前述各構件當中以對功能液LK無耐受性之材料所形成之構件而言,只要於利用功能液LK進行洗淨處理之前將該構件移除即可。
於本實施形態中,雖說明了依據測量裝置60之測量結果來控制包含功能液供應裝置120之液體供應機構10的動作而進行洗淨處理之情況,惟當然可例如採行每隔既定時間間隔(例如每個月、每1年)進行洗淨處理之構成。又,會污染與液體LQ接觸之上述構件(嘴構件70、第1光學元件LS1等)之污染源不僅是受污染之液體LQ或是來自基板P之溶出物質,例如於空中浮游之雜質附著到前述構件也有可能污染前述構件。即使是此種情況,只要不論測量裝置60之測量結果為何均每隔既定時間間隔進行洗淨處理,即可防止構件之污染甚至可防止與構件接觸之液體LQ的污染。
又,於上述第1實施形態中,亦可省略於基板P上形成液浸區域時之水質測量。亦即,可省略圖6之流程圖中之步驟SA9~SA11、SA16與SA17。
<第2實施形態>
其次,說明第2實施形態。於以下之說明中,針對與上述第1實施形態為相同或同等之構成部分係賦予同樣符號而簡略其說明或省略其說明。
於上述第1實施形態中,將投影光學系統PL與測量載台ST2之既定區域100之間以液體LQ充滿,在該狀態下測量液體LQ之水質(步驟SA2),依據該測量結果,當判斷無液體LQ之水質異常的情況下(步驟SA3),使用光測量器300、400、500、600中至少一者進行測量動作。於本實施形態中,如圖10所示般,控制裝置CONT係在投影光學系統PL與測量載台ST2上之光測量器(此處所舉之例為感測器400)之間充滿著液體LQ之狀態下,以感測器400進行測量動作,使得感測器400之測量動作與測量裝置60之水質測量動作的至少一部分並行。亦即,控制裝置CONT係在使得投影光學系統PL與於測量載台ST2所搭載之感測器400之上面401對向之狀態下,以液浸機構1進行液體LQ之供應與回收。藉此,於投影光學系統PL與感測器400之間的光路空間K1為液體LQ所充滿,感測器400可透過液體LQ進行測量處理,且測量裝置60可對於以液體回收機構20所回收之液體LQ之水質進行測量處理。如上述般,於感測器400之上面401係被覆著例如「賽脫普(註冊商標)」,係以不致污染液體LQ的方式所形成。是以,測量裝置60可對污染受到抑制之液體LQ進行測量。又此處係以感測器400之測量動作與測量裝置60之測量動作並行的情況為例做說明,惟當然亦可使得基準構件300、感測器500、600之測量動作與測量裝置60之測量動作並行。
如上述般,藉由使得光測量器透過液體LQ之測量動作與測量裝置60之水質測量動作並行,可縮短使用測量載台ST2之測量處理時間,可謀求產量提升。
<第3實施形態>
其次,針對第3實施形態做說明。於上述之實施形態中,在使用測量裝置60來測量液體LQ之水質時,控制裝置CONT係在使得投影光學系統PL與測量載台ST2對向之狀態下,以液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,但亦可如圖11所示般,在使得投影光學系統PL與於基板載台ST1所保持之虛置基板DP對向之狀態下,以液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,以測量裝置60來測量與虛置基板DP接觸之液體LQ。虛置基板DP與用以製造元件之基板P為不同之構件,具有與基板P大致相同之大小與形狀。此外,虛置基板DP之上面當中至少與液體LQ接觸之區域係以不致污染液體LQ的方式形成。於本實施形態中,於虛置基板DP之上面係與第1實施形態同樣被施以PFA處理。藉此,測量裝置60可在不受到於投影光學系統PL像面側所配置之物體(此時為虛置基板DP)之影響的前提下精確地測量液體LQ之水質。
或者,亦可將基板載台ST1之上面95的部分區域(或全部區域)例如以PFA處理而以不污染液體LQ的方式形成,使用測量裝置60來測量液體LQ之水質時,在使得投影光學系統PL與基板載台ST1之上面95對向之狀態下,以液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,並以測量裝置60來測量水質。
或者,亦可在使得基板載台ST1以及測量載台ST2以外之既定構件與投影光學系統PL對向之狀態下,以液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,並以測量裝置60來測量水質。此時,此既定構件具有以不致污染液體LQ的方式所形成之既定區域。又,此既定構件亦可於投影光學系統PL之像面側,以包含致動器之驅動裝置來移動自如地設置。
又,測量裝置60亦可設置於測量載台ST2。此時,測量裝置60具備於測量載台ST2所埋設之測量器(TOC計、粒子計數器等)以及於測量載台ST2上面97所設置之取樣口(孔)。以測量器來測量液體LQ時,於投影光學系統PL像面側形成液體LQ之液浸區域LR,使得液浸區域LR與測量載台ST2做相對移動,將液浸區域LR配置於取樣口上,使得液體LQ流入取樣口中。測量器對於透過取樣口所取得之液體LQ進行測量。此處,於測量載台ST2之上面97係施行PFA處理,係以不致污染液體LQ的方式來形成。即使是此種構成,測量裝置60也可精確地測量液體LQ之水質。同樣地,測量裝置60亦可設置於基板載台ST1。
<第4實施形態>
其次,針對第4實施形態參照圖12來說明。本實施形態之特徵部分在於測量裝置60(60A、60B)係分別於液浸機構1之流路當中複數(此處為兩處)測量位置來測量液體LQ之水質。
於圖12中,液浸機構1係具備用以供應液體LQ之供應管13、以及用以回收液體LQ之回收管23。又,測量裝置60係具備用以對供應管13之既定位置(第1位置)C1之液體LQ的水質進行測量之第1測量裝置60A、以及用以對回收管23之既定位置(第2位置)C2之液體LQ的水質進行測量之第2測量裝置60B。第1、第2測量裝置60A、60B具有與參照圖5所說明之第1實施形態之測量裝置60為大致同等之構成。測量裝置60係使用第1、第2測量裝置60A、60B來分別對構成液浸機構1之流路當中第1位置C1與第2位置C2之液體LQ的水質進行測量。第1、第2測量裝置60A、60B之測量結果係輸出至控制裝置CONT。
控制裝置CONT可依據第1測量裝置60A之測量結果(亦即第1位置C1之液體LQ的水質測量結果)與第2測量裝置60B之測量結果(亦即第2位置C2之液體LQ的水質測量結果),求出構成液浸機構1當中位於第1位置C1與第2位置C2之間的流路狀態。於本實施形態中,在構成液浸機構1之流路當中之第1位置C1與第2位置C2之間係設有嘴構件70。是以,控制裝置CONT可依據第1、第2測量裝置60A、60B之測量結果,來求出嘴構件70之狀態。具體而言,控制裝置CONT可依據第1、第2測量裝置60A、60B之測量結果,來求出包含嘴構件70之在第1位置C1與第2位置C2之間的流路之污染狀態。
控制裝置CONT在使用第1、第2測量裝置60A、60B來求出在第1位置C1與第2位置C2之間的流路之污染狀態時,係在使得投影光學系統PL之下面LSA(嘴構件70之下面70A)與測量載台ST2之上面97之既定區域100處於對向之狀態下,以液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,將投影光學系統PL與既定區域100之間以液體LQ充滿。藉此,測量裝置60(第2測量裝置60B)不會受到投影光學系統PL像面側所配置之物體的影響,可測量液體LQ之水質,並可精確地測量在第1位置C1與第2位置C2之間的流路狀態。
當在第1位置C1與第2位置C2之間的流路受到污染的情況下,由於在第1測量裝置60A之測量結果與第2測量裝置60B之測量結果上出現差異,控制裝置CONT可依據第1、第2測量裝置60A、60B之測量結果來求出包含嘴構件70之在第1位置C1與第2位置C2之間的流路污染狀態。當在第1位置C1與第2位置C2之間的流路受到污染的情況,例如於回收管23之內側或嘴構件70之回收流路(內部流路)之內側存在著有機物的情況,相較於第1測量裝置60A之TOC計的測量值,第2測量裝置60B之TOC計的測量值會變大。是以,控制裝置CONT可依據第1、第2測量裝置60A、60B之測量結果來求出於第1位置C1與第2位置C2之間的流路之污染狀態。
於第1位置C1與第2位置C2之間配置有嘴構件70(具有用以對光路空間K1供應液體LQ之供應口12以及用以將光路空間K1之液體LQ加以回收之回收口22),一旦於第1位置C1與第2位置C2之間的流路受到污染,液體LQ會因為通過該流路而受到污染,被污染之液體LQ會充滿於光路空間K1。
是以,控制裝置CONT依據測量裝置60之測量結果,來判斷對構成液浸機構1之流路當中、尤其是第1位置C1與第2位置C2之間的流路是否進行維修。具體而言,控制裝置CONT判定出測量裝置60之測量結果(第1測量裝置60A之測量值與第2測量裝置60B之測量值之差)是否有異常,依據該判定結果來判斷是否進行維修。
此處,所謂測量裝置60之測量結果出現異常,包含下述情形:第1測量裝置60A之測量值與第2測量裝置60B之測量值之差成為事先設定之容許值以上,液體LQ因流經第1位置C1與第2位置C2之間的流路造成本身狀態(水質)不再為所需狀態,該液體LQ充滿於光路空間K1之際,透過液體LQ之曝光處理與測量處理無法在所需狀態下進行之狀況。關於此容許值之資訊,可藉由例如實驗或是模擬來事先求出。
如上所述,嘴構件70由於與含有自基板P溶出之溶出物質的液體LQ接觸,故容易被污染。若對嘴構件70之污染置之不理,即使對光路空間K1供應潔淨之液體LQ,也會因為與受污染之嘴構件70等接觸,造成被供應之液體LQ受到污染。於本實施形態中,藉由在第1位置C1與第2位置C2之間配置嘴構件70,控制裝置CONT可依據第1、第2測量裝置60A、60B之測量結果來精確地求出嘴構件70之污染狀態。再者,當嘴構件70受到污染之情形,藉由採行適當的措施來將嘴構件70潔淨化,可將在光路空間K1所充滿之液體LQ維持於所需狀態。
控制裝置CONT依據測量裝置60(第1、第2測量裝置60A、60B)之測量結果、亦即依據對測量裝置60之測量結果(第1測量裝置60A之測量值與第2測量裝置60B之測量值之差)是否為異常進行判定時之判定結果,來判斷是否進行維修。當判斷應進行第1位置C1與第2位置C2之間的流路維修時,乃進行既定之維修作業。在維修作業方面,可舉出與第1實施形態同樣,使得功能液供應裝置120所供應之具有洗淨功能之功能液LK流經液浸機構1之流路(包含位於第1位置C1與第2位置C2之間的流路),將該流路加以洗淨之作業。或者在維修作業方面,尚可舉出將嘴構件70與供應管13以及回收管23加以分離,亦即將嘴構件70自曝光裝置EX卸除,以有別於曝光裝置EX之其他既定洗淨裝置來將嘴構件70加以洗淨之作業。或者在維修作業方面,尚可舉出將嘴構件70更換為新的(潔淨的)構件之作業、以操作員進行之洗淨作業等。
又,於維修作業進行之後,控制裝置CONT可利用液浸機構1進行液體LQ之供應與回收,測量第1、第2位置C1、C2之液體LQ的水質,確認包含嘴構件70之流路是否潔淨。
於本實施形態中,係對於包含嘴構件70之在第1位置C1與第2位置C2之間的流路狀態進行測量,惟當然可對液浸機構1之流路當中不含嘴構件70之任意測量位置彼此間的流路狀態進行測量。例如,藉由將供應管13當中之與液體供應部11連接位置附近當做第1位置C1、將與嘴構件70連接位置附近當做第2位置C2,可求出供應管13之狀態。此外可依據測量裝置之測量結果,例如對供應管13流經功能液LK、或將供應管13自曝光裝置EX卸除以洗淨裝置來進行洗淨、或是將供應管13更換為新的(潔淨的)管件,採取諸如此等措施。
又,於本實施形態中,測量裝置60係對於液浸機構1之流路當中之第1、第2位置C1、C2這兩個部位的液體LQ水質進行測量,惟當然可對液浸機構1之流路當中3個部位以上之任意複數位置之液體LQ水質進行測量。此時,於液浸機構1之流路之複數既定位置設定測量裝置,控制裝置CONT可依據關於該等複數測量位置之個別液體LQ水質的測量結果,來求出各測量位置彼此間之流路狀態。
如上述般,控制裝置CONT可使用測量裝置60來對於液浸機構1之流路當中沿著液體LQ流動方向之複數測量位置之液體LQ水質進行測量,依據各測量位置之水質測量結果,來求出各測量位置彼此間之流路狀態。藉此,可特定出構成液浸機構1之流路當中是何處位置液體LQ水質發生變化,可輕易地釐清變化的原因。又控制裝置CONT可依據各測量裝置之測量結果,特定出在何處區間發生異常。然後,將某區間發生異常之主旨以告知裝置INF來告知,藉此,可促使對該區間進行調查,以謀求儘早自該異常狀態恢復成為正常狀態。
<其他實施形態>
又,上述第1~第4實施形態中之測量裝置60係常設於曝光裝置EX,惟亦可例如在曝光裝置EX之維修時或是事先設定之時刻將測量裝置60連接至曝光裝置EX(供應管13或是回收管23),對液體LQ之水質做定期或不定期之測量。
於上述第1~第4實施形態中,測量裝置60具有複數之測量器(61、62、63、64),透過複數分支管之個別管件與回收管23(或是供應管13)連接,惟亦可例如於回收管23(或是供應管13)設置一分支管(分支部),對該兩個分支部一邊更換複數之測量器(61、62、63、64)一邊依序連接,進行液體LQ之水質測量。又,於上述第2實施形態中,第1測量裝置60A係透過分支管來與供應管13連接,第2測量裝置60B係透過分支管來與回收管23連接,惟亦可讓一個測量裝置來和供應管13之第1位置C1以及回收管23之第2位置C2做連接,使用閥等來切換流路,藉此,於測量第1位置C1(第2位置C2)之液體LQ水質之後,再測量第2位置C2(第1位置C1)之液體LQ水質。
<其他實施形態>
又,上述第1~第4實施形態中測量裝置60係常設於曝光裝置EX,惟亦可在例如曝光裝置EX之維修時或是事先設定之時刻,將測量裝置60連接於曝光裝置EX(供應管13或回收管23),定期或不定期進行液體LQ之水質測量。
上述第1~第4實施形態中,測量裝置60具有複數之測量器(61、62、63、64),透過複數分支管之個別的分支管來與回收管23(或是供應管13)連接著,惟亦可例如於回收管23(或是供應管13)設置一分支管(分支部),對該兩個分支部一邊更換複數之測量器(61、62、63、64)一邊依序連接,進行液體LQ之水質測量。又,於上述第2實施形態中,第1測量裝置60A係透過分支管來與供應管13連接,第2測量裝置60B係透過分支管來與回收管23連接,惟亦可讓一個測量裝置來和供應管13之第1位置C1以及回收管23之第2位置C2做連接,使用閥等來切換流路,藉此,於測量第1位置C1(第2位置C2)之液體LQ水質之後,再測量第2位置C2(第1位置C1)之液體LQ水質。
上述第1~第4實施形態中,當欲對於液體LQ中之生菌成分進行測量的情況,亦可對所供應之液體LQ在既定之時刻做取樣,使用與曝光裝置EX分開設置之測量裝置(分析裝置),來對液體LQ進行測量(分析)。又,即使是測量微粒子、氣泡、溶氧等之情況,亦可不採取線上模式,改對液體LQ在既定之時刻做取樣,使用與曝光裝置EX分開設置之測量裝置來進行測量。或者,亦可例如事先於分支管61K~64K設置閥,藉由對閥進行操作來使得流經供應管13之液體LQ在既定之時刻流入測量裝置60,而對液體LQ做間歇性測量。另一方面,若流經供應管13之液體LQ常時性供應至測量裝置60來連續地測量,可謀求測量裝置60所進行測量之穩定化。
於上述第1~第4實施形態中,分支管61K、62K、63K、64K係與位於液體回收部21與嘴構件70之間的回收管23連接,測量裝置60係對於自回收管23分支之液體LQ進行測量,此時,分支管儘可能設置於嘴構件70之附近(回收口22之附近)為佳。
於上述第1~第4實施形態中,分支管61K、62K、63K、64K係具備對流經回收管23之液體LQ進行取樣之取樣口之功能,測量裝置60所測量之液體LQ係利用自嘴構件70與液體回收部21之間的回收管23中途所分支出之分支流路所取樣者,惟亦可於嘴構件70之例如回收口22附近安裝取樣口,以測量裝置60來對流經回收口22附近之液體LQ進行測量。
如上述般,本實施形態中之液體LQ係使用純水。純水能輕易自半導體製造工廠等大量取得,且對於基板P上之光阻或光學元件(透鏡)等亦無不良影響,為其優點所在。又,純水對環境無不良影響,且雜質含量極低,故可期待對基板P表面以及在投影光學系統PL之前端面所設置之光學元件表面進行洗淨之作用。又當由工廠等所供應之純水的純度低之情況,可使得曝光裝置具備超純水製造器。
再者,由於純水(水)對於波長193nm左右之曝光用光EL的折射率n為約1.44,當曝光用光EL之光源使用ArF準分子雷射光(波長193nm)之情況下,於基板P上可得到1/n、亦即被短波長化至約134nm之高解析度。再者,焦點深度相較於空氣中被擴大至約n倍(亦即約1.44倍),故於只需確保焦點深度與在空氣中使用之情況相同程度的狀況,可進一步增加投影光學系統PL之數值孔徑,此亦有助於解析度之提升。
於本實施形態中,在投影光學系統PL之前端安裝有光學元件LS1,可藉由此透鏡來進行投影光學系統PL之光學特性、例如像差(球面像差、慧形像差)之調整。又,於投影光學系統PL之前端所安裝之光學元件,亦可為在投影光學系統PL之光學特性調整上所使用之光學板。或者亦可為可穿透曝光用光EL之平行平面板。
又,因液體LQ之流動所產生之在投影光學系統PL前端之光學元件與基板P間的壓力大的情況,該光學元件亦可非可更換者而是以不因壓力而移動的方式堅固地固定著。
又,於本實施形態中,雖採用於投影光學系統PL與基板P表面之間充滿液體LQ之構成,惟亦可例如於基板P之表面安裝著由平行平面板所構成之蓋玻璃的狀態下充滿液體LQ。
又,於上述實施形態之投影光學系統,係將前端之光學元件像面側的光路空間以液體充滿,惟亦可採用國際公開第2004/019128號小冊所揭示般之於前端光學元件之光罩側的光路空間亦以液體充滿之投影光學系統。
又,於本實施形態之液體LQ為水,惟亦可為水以外之液體,例如,當曝光用光EL之光源為F2 雷射之情況,由於該F2 雷射光無法穿透水,故在液體LQ方面亦可為可穿透F2 雷射光之例如過氟聚醚(PFPE)或氟系油等氟系流體。此時,與液體LQ接觸之部分,係藉由例如含氟之極性低分子結構之物質來形成薄膜以進行親液化處理。又,在液體LQ方面尚可使用對曝光用光EL具穿透性且折射率儘可能高、對於在投影光學系統PL、基板P表面所塗佈之光阻呈穩定者(例如柏木油)。此時表面處理亦對應於所使用之液體LQ的極性來進行。
又,上述各實施形態之基板P不僅可使用半導體元件製造用之半導體晶圓,亦可使用顯示器元件用玻璃基板、薄膜磁頭用陶瓷晶圓、或是在曝光裝置所使用之光罩或光柵之原版(合成石英、矽晶圓)等。
在曝光裝置EX方面,除了使得光罩M與基板P同步移動而對光罩M之圖案做掃描曝光之步進掃描方式之掃描型曝光裝置(掃描步進機)以外,尚可使用光罩M與基板P在靜止狀態下對光罩M之圖案做全面曝光,讓基板P依序步進移動之步進反覆方式之投影曝光裝置(步進機)。
又,在曝光裝置EX方面,亦可使用第1圖案與基板P在大致靜止之狀態下以投影光學系統(例如縮小倍率1/8之不含反射元件的折射型投影光學系統)將第1圖案之縮小像在基板P上做全面曝光之方式的曝光裝置。此種情況下,可在之後進一步使用縫合方式之全面曝光裝置,在第2圖案與基板P處於大致靜止之狀態下,使用投影光學系統將第2圖案之縮小像與第1圖案做部分重疊並對基板P上進行全面曝光。又,做為縫合方式之曝光裝置,亦可使用步進縫合方式之曝光裝置,在基板P上使得至少兩個圖案部分重疊轉印,然後依序移動基板P。
於上述實施形態中,雖使用了於透光性基板上形成既定遮光圖案(或是相位圖案、減光圖案)之透光型光罩(光柵),惟亦可取代此光柵,改用如美國專利第6,778,257號公報所揭示般,依據待曝光之圖案的電子資料來形成穿透圖案或反射圖案或是發光圖案之電子光罩。
又,本發明亦可使用如國際公開第2001-035168號小冊所揭示般,於晶圓W上形成干涉條紋,藉此於晶圓W上形成線與間隙圖案之曝光裝置(光微影系統)。
又,本發明亦可採用省略測量載台ST2而僅具備保持基板P之基板載台ST1的曝光裝置。此時,可將以不污染液體LQ之方式所形成之既定區域100設置於基板載台ST1上,亦可將上述虛置基板DP保持於基板載台ST1上,做為既定區域來使用。又,在上述實施形態中,係舉具備投影光學系統PL之曝光裝置為例來說明,惟本發明亦可採用不使用投影光學系統PL之曝光裝置與曝光方法。在不使用投影光學系統PL之情況下,曝光用光係透過透鏡等光學構件照射於基板,於該光學構件與基板之間的既定空間形成液浸區域。
又,本發明亦可採用雙重載台(twin stage)型曝光裝置。在雙重載台型曝光裝置中,只要於保持基板之兩個載台當中至少一載台上面事先形成不會污染液體LQ之既定區域即可。雙重載台型曝光裝置之結構與曝光動作,係揭示於例如特開平10-163099號公報以及特開平10-214783號公報(對應美國專利6,341,007、6,400,441、6,549,269以及6,590634)、特表2000-505958號公報(對應美國專利5,969,441)或是美國專利6,208,407。
又,於上述實施形態中,係採用在投影光學系統PL與基板P之間局部性充滿液體之曝光裝置,惟本發明亦可採用如特開平6-124873號公報、特開平10-303114號公報、美國專利第5,825,043號等所揭示般,在曝光對象之基板表面整體浸於液體中之狀態下進行曝光之液浸曝光裝置。
曝光裝置EX之種類並不侷限於對基板P進行半導體元件圖案曝光之半導體元件製造用曝光裝置,亦可廣泛地使用液晶顯示元件製造用或是顯示器製造用之曝光裝置,以及用以製造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或是光柵、光罩等之曝光裝置等。
當基板載台ST1、光罩載台MST使用線性馬達時,可使用採氣體軸承之氣浮型以及利用勞倫茲力或是電抗力之磁浮型任一者。又,各載台ST1、ST2、MST可為沿著導件移動之類型、亦可為不設置導件之無導件類型。關於載台採用線性馬達之例,揭示於美國專利5,623,853以及5,528,118。
各載台ST1、ST2、MST之驅動機構亦可使用平面馬達,使得於二維空間配置著磁鐵之磁鐵單元與於二維空間配置著線圈之電樞單元對向而利用電磁力將各載台ST1、ST2、MST加以驅動。此時,只需將磁鐵單元與電樞單元之任一者來和載台ST1、ST2、MST連接,而將磁鐵單元與電樞單元之另一者設置於載台ST1、ST2、MST之移動面側即可。
為了避免因載台ST1、ST2之移動所發生之反作用力傳遞至投影光學系統PL,亦可如特開平8-166475號公報(美國專利5,528,118)所記載般使用框構件以機械方式釋放到地上(大地)。
為了避免因光罩載台MST之移動所發生之反作用力傳遞至投影光學系統PL,亦可如特開平8-330224號公報(美國專利5,874,820)所記載般使用框構件以機械方式釋放到地上(大地)。
如以上所述般,本案實施形態之曝光裝置EX,包含著於本案申請專利範圍所舉出各種構成要素的各種準系統係以維持既定之機械精度、電氣精度、光學精度的方式組裝而製造者。為了確保各種精度,於組裝之前後,針對各種光學系統係進行用以達成光學精度之調整,針對各種機械系統係進行用以達成機械精度之調整,針對各種電氣系統係進行用以達成電氣精度之調整。從各種準系統組裝成為曝光裝置之步驟,包含各種準系統相互之機械性連接、電氣電路之配線連接、氣壓迴路之配管連接等。從各種準系統組裝為曝光裝置之步驟前,當然有各準系統個別之組裝步驟。當從各種準系統組裝為曝光裝置之步驟結束後,進行總體調整,確保曝光裝置全體之各種精度。又,曝光裝置之製造以在溫度與潔淨度等受到管理之無塵室進行為佳。
半導體元件等微元件,如圖13所示,係透過下述步驟製造:進行微元件之功能、性能設計之步驟201;依據此設計步驟來製作光罩(光柵)之步驟202;製造元件基材之基板的步驟203;以前述實施形態之曝光裝置EX將光罩之圖案於基板上曝光,對曝光後之基板進行顯影之基板處理(曝光處理)的步驟204;元件組裝步驟(含切割步驟、結合步驟、封裝步驟)205;檢查步驟206等。又,基板處理步驟204中包含有與圖6等之圖式相關所說明之處理步驟。
1...液浸機構
2...基材
2A...上面
2As...周圍部
2B...下面
2C...側面
3...感光材
10...液體供應機構
11...液體供應部
12...供應口
13...供應管
13B...閥
16...純水製造裝置
17...調溫裝置
18...返管
18B...第1閥
19...供應管
19B...第2閥
20...液體回收機構
21...液體回收部
22...回收口
23...回收管
23B...閥
60,60A,60B...測量裝置
61~64...測量器
61K~64K...分支管
70...嘴構件
70A...下面
91,93,98...移動鏡
92,94,99...雷射干涉儀
95,97...上面
96...凹部
100...既定區域
120...功能液供應裝置
161...純水製造器
162...超純水製造器
171...粗調溫器
172...流量控制器
173...脫氣裝置
174...過濾器
175...微調溫器
300...基準構件
400,500,600...感測器
301,401,501,601...上面
AR...投影區域
AX...光軸
BP...基座構件
C1...第1位置
C2...第2位置
CONT...控制裝置
DP...虛置基板
EL...曝光用光
EX...曝光裝置
IL...照明光學系統
INF...告知裝置
K1...光路空間
LK...功能液
LR...液浸區域
LQ...液體
LSA...下面
LS1...第1光學元件
M...光罩
MFM...第1基準標記
MRY...記憶裝置
MST...光罩載台
MSTD...光罩載台驅動裝置
P...基板
PFM...第2基準標記
PH...基板保持具
PK...鏡筒
PL...投影光學系統
SD1...基板載台驅動裝置
SD2...測量載台驅動裝置
ST1...基板載台
ST2...測量載台
圖1所示係第1實施形態之曝光裝置之示意構成圖。
圖2係自上方觀看載台之俯視圖。
圖3係顯示液浸區域在基板載台與測量載台之間移動之狀態圖。
圖4係顯示液體供應部之示意構成圖。
圖5係顯示測量裝置之示意構成圖。
圖6係用以說明曝光順序之一例的流程圖。
圖7所示係正在測量基板上液體之狀態圖。
圖8係顯示基板之一例之圖。
圖9係顯示基板之另一例之圖。
圖10係顯示第2實施形態之曝光裝置之圖。
圖11係顯示第3實施形態之曝光裝置之圖。
圖12係顯示第4實施形態之曝光裝置之圖。
圖13係顯示半導體元件步驟之一例之流程圖。
1...液浸機構
10...液體供應機構
11...液體供應部
12...供應口
13...供應管
13B...閥
16...純水製造裝置
17...調溫裝置
18...返管
18B...第1閥
19...供應管
19B...第2閥
20...液體回收機構
21...液體回收部
22...回收口
23...回收管
23B...閥
60...測量裝置
70...嘴構件
70A...下面
91...移動鏡
92...雷射干涉儀
93...移動鏡
94...雷射干涉儀
95...上面
96...凹部
97...上面
98...移動鏡
99...雷射干涉儀
100...既定區域
120...功能液供應裝置
AR...投影區域
AX...光軸
BP...基座構件
CONT...控制裝置
EL...曝光用光
EX...曝光裝置
IL...照明光學系統
INF...告知裝置
K1...光路空間
LR...液浸區域
LQ...液體
LSA...下面
LS1...第1光學元件
M...光罩
MRY...記憶裝置
MST...光罩載台
MSTD...光罩載台驅動裝置
P...基板
PH...基板保持具
PK...鏡筒
PL...投影光學系統
SD1...基板載台驅動裝置
SD2...測量載台驅動裝置
ST1...基板載台
ST2...測量載台

Claims (35)

  1. 一種曝光裝置,係透過光學構件對基板照射曝光用光來使得該基板曝光,其特徵在於,具備:液浸機構,用以以液體充滿與在該光學構件之光出射側所配置之該基板相異之物體與該光學構件之間的光路空間;以及測量裝置,在與該基板相異之該物體上形成有液浸區域之狀態下,對液體之性質與成分中至少一者進行測量。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中,該光學構件為投影光學系統之至少一部分。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中,該物體具有不致污染該液體之既定區域;該液浸機構係於該投影光學系統與該物體上之該既定區域之間充滿液體。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中,該液浸機構具備用以回收液體之液體回收機構;該測量裝置係對以該液體回收機構回收之液體進行測量。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光裝置,其中,該液體回收機構具備:所回收之液體所流經之回收流路、以及自該回收流路之中途起分支之分支流路;該測量裝置係對該分支流路之液體進行測量。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中,該物體可於該投影光學系統之像面側移動。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置,其中,該物體包含可保持該基板進行移動之第1可動構件。
  8. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置,其中,該物體包含可保持該基板進行移動之第1可動構件所保持的虛置基板。
  9. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置,其中,該物體包含第2可動構件,該第2可動構件可搭載以光學方式進行曝光處理相關測量的光測量器並移動。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置,其中,於該投影光學系統與該第2可動構件上之該光測量器之間充滿液體之狀態下,進行該光測量器之測量動作,並使得該光測量器之測量動作與該測量裝置之測量動作之至少一部分並行。
  11. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其具備依據該測量裝置之測量結果控制曝光動作的控制裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中,該控制裝置係對該測量裝置之測量結果是否異常做判定,依據該判定結果對曝光動作進行控制。
  13. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中,該控制裝置係依據與該液體之性質及成分中至少一者相關之容許值與該測量裝置之測量結果對曝光動作進行控制。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置,其中,該容許值係依據在該測量裝置之測量動作後實施之曝光程序來決定。
  15. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其具備用以告知該測量裝置之測量結果的告知裝置;該控制裝置在該測量結果為異常時,以該告知裝置發出警告。
  16. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中,該液浸機構具有液體流經之流路;該曝光裝置具備複數之調整裝置,係設置於該液浸機構之流路的既定位置,可對該液體之性質與成分中至少一者進行調整;該控制裝置係依據該測量裝置之測量結果,指定該複數之調整裝置中至少一個調整裝置。
  17. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中,該控制裝置,係依據在以液體充滿該投影光學系統與該物體間之狀態之該測量裝置之第1測量結果、以及在以液體充滿該投影光學系統與該基板間之狀態之該測量裝置之第2測量結果,來求出從該基板溶出至液體之物質之種類。
  18. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中,該控制裝置,係依據在以液體充滿該投影光學系統與該物體間之狀態之該測量裝置之第1測量結果、以及在以液體充滿該投影光學系統與該基板間之狀態之該測量裝置之第2測量結果,來求出從該基板溶出至液體之物質之量。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光裝置,其中,該控制裝置係依據事先求出之與該溶出之物質之量相關之容許值、以及該測量裝置之測量結果,對曝光動作進行控制。
  20. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中,該基板具有基材、以及被覆於該基材上之感光材;該控制裝置,係依據在以液體充滿該投影光學系統與該物體間之狀態之該測量裝置之第1測量結果、以及在以液體充滿該投影光學系統與該基板間之狀態之該測量裝置之第2測量結果,來求出與該基板之該感光材相關之資訊。
  21. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之曝光裝置,其中,該液浸機構具備用以供應液體之供應流路、以及用以回收液體之回收流路;該測量裝置,係分別對該液浸機構之供應流路中第1位置之液體、以及該液浸機構之回收流路中第2位置之液體進行測量;該控制裝置,係依據該第1位置之液體的測量結果、以及該第2位置之液體的測量結果,求出在該第1位置與該第2位置之間的流路狀態。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光裝置,其中,該液浸機構具有嘴構件,該嘴構件具有用以供應液體之供應口與用以回收液體之回收口中至少一者;該嘴構件係設於該第1位置與該第2位置之間。
  23. 如申請專利範圍第21項之曝光裝置,其中,該控制裝置,係依據該測量裝置之測量結果來判斷是否對該第1位置與該第2位置之間的流路進行維修。
  24. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之曝光裝置,其具備記憶裝置,用以儲存該測量裝置之測量結果。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置,其中,該記憶裝置係將該測量裝置之測量結果對應時間經過來加以儲存。
  26. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置,其中,複數之基板係依序曝光;該記憶裝置係將該測量裝置之測量結果對應該基板來加以儲存。
  27. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之曝光裝置,其中,係藉由該液浸機構,在該投影光學系統與該基板間之該曝光用光之光路空間充滿液體;透過該投影光學系統與該液體對該基板上照射曝光用光,以使該基板曝光。
  28. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之曝光裝置,其進一步具備依據該測量裝置之測量結果進行動作的洗淨裝置。
  29. 一種半導體元件製造方法,其包含:使用申請專利範圍第1至28項中任一項之曝光裝置使晶圓曝光之曝光處理步驟。
  30. 一種曝光方法,係透過液體使基板曝光,其特徵在於,包含下述步驟:第1步驟,係在與該基板相異之物體上形成液浸區域;第2步驟,係在該物體上形成有液浸區域之狀態下測量液體之性質及成分中之至少一方;以及第3步驟,係透過在該基板上形成之液浸區域的液體 對該基板照射曝光用光以使該基板曝光。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光方法,其中,於該第1步驟中用以於該物體上形成液浸區域所使用之液體供應系統,係在該第3步驟中為了於該基板上形成液浸區域而被使用。
  32. 如申請專利範圍第30項之曝光方法,其中,該物體之液體接觸面,係以不致在液體中產生物質之材料所形成。
  33. 如申請專利範圍第30項之曝光方法,其中,於該第2步驟中,測量從該液浸區域回收之液體之性質及成分中之至少一方。
  34. 如申請專利範圍第30項之曝光方法,其中,於該第3步驟中,進一步包含測量在該基板上所形成之液浸區域之液體之性質及成分中之至少一方之動作,將在該第3步驟之測量結果與在該第2步驟之測量結果做比較。
  35. 如申請專利範圍第30項之曝光方法,其進一步包含更換該基板之步驟,於該基板更換步驟中,進行該第1與第2步驟。
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EP1420298A2 (en) * 2002-11-12 2004-05-19 ASML Netherlands B.V. Immersion lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2004053950A1 (ja) * 2002-12-10 2004-06-24 Nikon Corporation 露光装置及びデバイス製造方法

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