JP2005268700A - Staging device and aligner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ装置及び露光装置に関し、特に、ステージ上の基板に対して、投影光学系と液体とを介して露光する際に用いて好適なステージ装置及び露光装置に関するものである。 The present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to a stage apparatus and an exposure apparatus suitable for use when exposing a substrate on a stage via a projection optical system and a liquid.
半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長はKrFエキシマレーザの248nmであるが、更に短波長のArFエキシマレーザの193nmも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度(DOF)も重要となる。解像度R、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
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。
Semiconductor devices and liquid crystal display devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate. An exposure apparatus used in this photolithography process has a mask stage for supporting a mask and a substrate stage for supporting a substrate, and a mask pattern is transferred via a projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. It is transferred to the substrate. In recent years, in order to cope with higher integration of device patterns, higher resolution of the projection optical system is desired. The resolution of the projection optical system becomes higher as the exposure wavelength used is shorter and the numerical aperture of the projection optical system is larger. Therefore, the exposure wavelength used in the exposure apparatus is shortened year by year, and the numerical aperture of the projection optical system is also increasing. The mainstream exposure wavelength is 248 nm of the KrF excimer laser, but the 193 nm of the shorter wavelength ArF excimer laser is also being put into practical use. Also, when performing exposure, the depth of focus (DOF) is important as well as the resolution. The resolution R and the depth of focus δ are each expressed by the following equations.
R = k1 · λ / NA (1)
δ = ± k2 · λ / NA 2 (2)
Here, λ is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture of the projection optical system, and k1 and k2 are process coefficients. From equations (1) and (2), it can be seen that if the exposure wavelength λ is shortened and the numerical aperture NA is increased to increase the resolution R, the depth of focus δ becomes narrower.
焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献1に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液体中での露光光の波長が空気中の1/n(nは液体の屈折率で通常1.2〜1.6程度)になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約n倍に拡大するというものである。
上記の露光装置では、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされた状態で露光が行われるため、移動体であるステージが移動した際に何らかのエラーが生じて制御外(想定外)の動作がなされると液体が周囲に飛散する虞がある。
例えば、従来の露光装置では、液体供給機構により投影光学系とウエハとの間へ液体を供給し、供給された液体を真空吸引等を用いた液体回収機構により回収しているが、液体供給機構が作動している状態で液体回収機構の作動が停止すると、ウエハ上の液体が増加して周囲に飛散することが考えられる。
In the above exposure apparatus, since exposure is performed in a state where the liquid is filled between the projection optical system and the wafer, some error occurs when the stage as the moving body moves, and it is out of control (unexpected). When the operation is performed, there is a possibility that the liquid is scattered around.
For example, in a conventional exposure apparatus, a liquid is supplied between a projection optical system and a wafer by a liquid supply mechanism, and the supplied liquid is recovered by a liquid recovery mechanism using vacuum suction or the like. When the operation of the liquid recovery mechanism is stopped in a state where the liquid crystal is operating, it is conceivable that the liquid on the wafer increases and scatters around.
通常、露光装置におけるステージには、定盤の表面(移動面)に対して気体(エア)を吹き出す吹出口と、ステージ下面(軸受面)と移動面との間の気体を吸引する吸気口とを有するエアベアリングが設けられており、吹出口からの気体の吹き出しによる反発力と吸気口による吸引力との釣り合いにより、ステージ下面と移動面との間に一定の隙間(ギャップ)を保持している。そして、ステージは、この微小ギャップにより高い気体バネ剛性を有した状態で定盤の表面上を非接触で移動することができる。
ところが、上述した何らかのエラーが生じて液体が定盤上に残留している場合、ステージの移動時にエアベアリングにおいて液体を吸引してしまう可能性がある。
この場合、吸引した液体により、吸引装置を構成する圧力計やレギュレータに不具合が生じる虞がある。また、エアの吸引量が変動することでギャップ量も変動し、光軸方向のウエハの位置が所定位置よりずれたり、場合によってはステージが移動中に定盤と接触する可能性もある。
Usually, the stage in the exposure apparatus has an air outlet for blowing gas (air) to the surface (moving surface) of the surface plate, and an air inlet for sucking gas between the lower surface of the stage (bearing surface) and the moving surface. An air bearing is provided, and a constant gap (gap) is maintained between the lower surface of the stage and the moving surface by balancing the repulsive force caused by the gas blown from the air outlet and the suction force caused by the air inlet. Yes. The stage can move in a non-contact manner on the surface of the surface plate with high gas spring rigidity due to the minute gap.
However, when the above-described error occurs and the liquid remains on the surface plate, there is a possibility that the liquid is sucked by the air bearing when the stage is moved.
In this case, the sucked liquid may cause a malfunction in the pressure gauge and the regulator constituting the suction device. In addition, the amount of gap varies due to fluctuations in the amount of air sucked, and the position of the wafer in the optical axis direction may deviate from a predetermined position, and in some cases, the stage may come into contact with the surface plate during movement.
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、定盤上に液体が残留している場合であっても定盤の移動面との間のギャップ形成に支障を来さないステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and does not hinder the formation of a gap with the moving surface of the surface plate even when liquid remains on the surface plate. An object is to provide a stage apparatus and an exposure apparatus.
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図1ないし図8に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、定盤(41)の移動面(41A)上を移動する移動体(PST、70)を備えたステージ装置(ST)であって、移動体(PST、70)に移動面(41A)上の液体(1a〜1d)を吸引して回収する回収装置(61、81)が設けられることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 8 showing the embodiment.
The stage apparatus of the present invention is a stage apparatus (ST) including a moving body (PST, 70) that moves on a moving surface (41A) of a surface plate (41), and moves to the moving body (PST, 70). A collection device (61, 81) for sucking and collecting the liquid (1a to 1d) on the surface (41A) is provided.
従って、本発明のステージ装置では、定盤(41)の移動面(41A)上に液体(1a〜1d)が残留している場合、回収装置(61、81)により移動体(PST、70)の移動経路上の液体(1a〜1d)を回収するので、移動体(PST、70)は液体が存在しない移動面(41A)上を移動することになり、エアベアリング等の流体ベアリング(42、72)において液体を吸引することを防止でき、移動面(41A)との間のギャップを安定して形成することができる。 Therefore, in the stage apparatus of the present invention, when the liquid (1a to 1d) remains on the moving surface (41A) of the surface plate (41), the moving body (PST, 70) is collected by the recovery device (61, 81). Since the liquids (1a to 1d) on the movement path are collected, the moving body (PST, 70) moves on the moving surface (41A) where no liquid exists, and the fluid bearings (42, 72), the liquid can be prevented from being sucked, and the gap with the moving surface (41A) can be stably formed.
また、本発明の露光装置は、マスク(M)のパターンを基板ステージ(PST)に保持された感光基板(P)に投影光学系(PL)を介して露光する露光装置(EX)であって、基板ステージとして、請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置(ST)が用いられ、前記パターンの像は、投影光学系(PL)の先端部と感光基板(P)との間に満たされた液体(1)を介して感光基板(P)上に投影されることを特徴とするものである。 The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus (EX) that exposes a pattern of a mask (M) onto a photosensitive substrate (P) held on a substrate stage (PST) via a projection optical system (PL). The stage apparatus (ST) according to any one of claims 1 to 8 is used as a substrate stage, and an image of the pattern is formed between a tip portion of a projection optical system (PL) and a photosensitive substrate (P). It is projected onto the photosensitive substrate (P) through the liquid (1) filled therebetween.
従って、本発明の露光装置では、投影光学系(PL)の先端部と感光基板(P)との間に満たされた液体(1)が飛散して定盤(41)の移動面(41A)上に残留している場合でも、移動体(PST、70)は液体が回収された移動面(41A)上を移動することになり、一定量のギャップを維持した安定した状態で移動することが可能となり、所定の転写精度で感光基板(P)上にパターンを形成することができる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
Therefore, in the exposure apparatus of the present invention, the liquid (1) filled between the front end of the projection optical system (PL) and the photosensitive substrate (P) is scattered and the moving surface (41A) of the surface plate (41). Even if it remains above, the moving body (PST, 70) moves on the moving surface (41A) from which the liquid has been collected, and can move in a stable state while maintaining a certain amount of gap. This makes it possible to form a pattern on the photosensitive substrate (P) with a predetermined transfer accuracy.
In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings showing one embodiment, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.
本発明では、移動面上の液体を回収して定盤の移動面との間のギャップを安定して形成することができる。また、本発明では、装置・部材の損傷といった不都合を引き起こすことを未然に防ぐことができ、安定した露光処理を実施することが可能になる。 In the present invention, it is possible to stably form a gap between the moving surface of the surface plate by collecting the liquid on the moving surface. Further, according to the present invention, it is possible to prevent inconveniences such as damage to apparatuses and members, and to perform stable exposure processing.
以下、本実施の形態のステージ装置及び露光装置を、図1ないし図9を参照して説明する。
(第1実施形態)
第1実施形態では、本実施の形態に係るステージ装置について説明する。
図1は、本実施の形態のステージ装置の一実施形態を示す概略構成図である。
Hereinafter, the stage apparatus and exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
(First embodiment)
In the first embodiment, a stage apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the stage apparatus of the present embodiment.
図1に示すステージ装置STは、ベースプレート4上に防振ユニット9を介して3点あるいは4点で支持された基板定盤(定盤)41と、感光基板等の基板Pを支持して基板定盤41の上面(移動面)41Aを移動する移動体としての基板ステージPSTと、基板ステージPSTをX軸方向(図1中、左右方向)に駆動するXリニアモータ47と、基板ステージPSTをY軸方向(図1中、紙面と直交する方向)に駆動するYリニアモータ48とを主体に構成されている。基板定盤41の上面41Aは、フッ素やフッ素化合物による撥液性コーティングが施されている。防振ユニット9は、内圧が制御可能なエアマウント及びボイスコイルモータ等のアクチュエータを備え、アクチュエータの駆動により基板定盤41を上面41Aと直交する方向(Z軸方向)に駆動する構成となっている。
A stage apparatus ST shown in FIG. 1 supports a substrate surface plate (surface plate) 41 supported on a base plate 4 via a
基板ステージPSTは、基板Pを吸着保持するテーブル部PHと、テーブル部PHを伴って移動可能に設けられたステージ部PSとから構成されており、ステージ部PSの下面には、基板定盤41の上面41Aと対向して複数の非接触ベアリングである気体軸受(エアベアリング)42がステージ部PSの周囲に沿って複数設けられている(例えばステージ部PSのコーナー部4カ所)。エアベアリング42は、基板定盤41の上面41Aに対して気体(エア)を吹き出す吹出口42Bと、基板ステージPST下面(軸受面)とガイド面41Aとの間の気体を吸引する吸気口42Aとを備えており、吹出口42Bからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口42Aによる吸引力との釣り合いにより、基板ステージPST(ステージ部PS)下面と移動面41Aとの間に一定の隙間(ギャップ)を形成・保持する予圧型流体ベアリングとなっている。つまり、基板ステージPSTは気体軸受42により基板定盤41の上面41Aに対して非接触に支持されており、リニアモータ等の基板ステージ駆動機構により、上面41Aと平行な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及び上面41Aと直交するZ軸と平行な軸周り方向のθZ方向に微小回転可能である。更に、テーブル部PHは、Z軸方向、θX方向(X軸と平行な軸周りの方向)、及びθY方向(X軸と平行な軸周りの方向)にも移動可能に設けられている。基板ステージ駆動機構は制御装置CONTにより制御される。すなわち、テーブル部PHは、基板PのZ位置及び傾斜角を制御して基板Pの表面を所定の面位置に合わせ込むとともに、基板PのX軸方向及びY軸方向における位置決めを行う。
The substrate stage PST includes a table portion PH that holds the substrate P by suction, and a stage portion PS that is movably provided along with the table portion PH. A
基板ステージPST(テーブル部PH)上には移動鏡45が設けられている。また、移動鏡45に対向する位置にはレーザ干渉計46が設けられている。基板ステージPST上の基板Pの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計46によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはレーザ干渉計46の計測結果に基づいてリニアモータを含む基板ステージ駆動機構を駆動することで基板ステージPSTに支持されている基板Pの位置決めを行う。
また、基板ステージPST(テーブル部PH)上には、基板P上に液体1供給する供給ノズル(供給装置)14と、基板P上の液体1を回収するものであって、基板Pの表面に近接して配置された回収ノズル21とが設けられている。
A
Further, on the substrate stage PST (table portion PH), a supply nozzle (supply device) 14 for supplying the liquid 1 onto the substrate P and the liquid 1 on the substrate P are collected. A
また、この基板ステージPSTには、基板定盤41の上面41Aに残留する液体を回収するための回収装置61が設けられている。回収装置61は、ステージ部PSの側面の下端部近傍に、且つ図2に示すように、ステージ部PSの周囲を囲むように設けられた吸引部62と、図3の部分断面図に示すように、吸引部62に吸引管63を介して接続された負圧吸引源(吸引装置)64とを主体に構成されている。吸引部62は、長さ方向におけるいずれの断面も図3に示した断面とほぼ同様であり、基板定盤41の上面41Aに向く凹部68を有する断面略コ字状の枠体65と、枠体65の凹部68に複数積層状態で設けられた板体66とから構成されている。枠体65及び板体66は、後述する基板P上に供給される液体1(図1参照)に対して親液性及び耐錆性を有する材料、例えばステンレス(SUS)で形成されている。複数の板体66及び枠体65とは、互いに水平方向に例えば0.5mm程度の微小隙間をあけて配置されており、これら微小隙間により上面41Aに向いた複数の開口部67が形成される。そして、負圧吸引源64は、吸引管63を介して枠体65の凹部68を吸引することで、開口部67から基板定盤41の上面41Aに残留する液体を吸引する。なお、複数の板体66は、例えば不図示のスペーサを介して枠体65に支持されている。
Further, the substrate stage PST is provided with a
板体66を囲む枠体65の下面65a及び板体66の下面66aは、ステージ部PSから離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されており、これに伴って枠体65及び板体66で形成される上面41Aへの開口部67の位置もステージ部PSから離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離(高さ)が順次大きくなっている。下面65a、66aの位置(すなわち開口部67の位置)は、負圧吸引源64の駆動による吸引部62と上面41Aとの間のエア吸引が気体軸受42の予圧力に影響を与えず、また撥液性を有する上面41Aに残留する液体(液滴)の大きさ(高さ)が1mm程度から4〜5mm程度にばらつくので、いずれの大きさの液体も支障なく吸引できるように、ステージ部PSの直近が1mm程度で、ステージ部PSから最も離れた箇所が5mm程度に設定されている。
The
また、枠体65と負圧吸引源64との間に接続される吸引管63には、液体検出用のセンサ(検出装置)69が設けられている。センサ69としては、例えば吸引管63に向けて検知ビームを照射し、その反射光を受光したときに、管内の液体の有無で屈折率が異なることから光量が変化することを利用して液体を検出するものが用いられる。この場合、吸引管63は、検知ビームが透過する材料で形成される。センサ69の検出結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、出力された情報に基づいて基板P上への液体供給を制御する構成となっている。
The
図2において、基板ステージPST(ステージ部PS)は、Xガイドステージ44によりX軸方向に移動自在に支持されている。基板ステージPSTは、Xガイドステージ44に案内されつつXリニアモータ47によりX軸方向に所定ストロークで移動可能である。Xリニアモータ47は、Xガイドステージ44にX軸方向に延びるように設けられた固定子47Aと、この固定子47Aに対応して設けられ基板ステージPSTに固定された可動子47Bとを備えている。そして、可動子47Bが固定子47Aに対して駆動することで基板ステージPSTがX軸方向に移動する。ここで、基板ステージPSTは、Xガイドステージ44に対してZ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイド(不図示)により非接触で支持されている。基板ステージPSTはXガイドステージ44に非接触支持された状態でXリニアモータ47によりX軸方向に移動する。
In FIG. 2, the substrate stage PST (stage part PS) is supported by an
一方、Xガイドステージ44の長手方向両端には、このXガイドステージ44を基板ステージPSTとともにY軸方向に移動可能な一対のYリニアモータ48、48が設けられている。Yリニアモータ48のそれぞれは、Xガイドステージ44の長手方向両端に設けられた可動子48Bと、この可動子48Bに対応してY軸方向に延在するように設けられた固定子48Aとを備えている。そして、可動子48Bが固定子48Aに対して駆動することでXガイドステージ44が基板ステージPSTとともにY軸方向に移動する。また、Yリニアモータ48、48のそれぞれの駆動を調整することでXガイドステージ44はθZ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このYリニアモータ48、48により基板ステージPSTがXガイドステージ44とほぼ一体的にY軸方向及びθZ方向に移動可能となっている。
On the other hand, at both ends in the longitudinal direction of the
また、Xガイドステージ44の長手方向両端の裏面側には、Xガイドステージ44と一体的に移動するY方向に延びる支持部材(移動体)70がそれぞれ設けられており、支持部材70には基板定盤41の上面41Aと対向して、気体軸受(エアベアリング)72が設けられている(図1参照)。気体軸受72は、上述した気体軸受42と同様の予圧型流体ベアリングであり、基板定盤41の上面41Aに対して気体(エア)を吹き出す吹出口72Bと、支持部材70の下面(軸受面)とガイド面41Aとの間の気体を吸引する吸気口72Aとを備えており、吹出口72Bからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口72Aによる吸引力との釣り合いにより、支持部材70の下面と移動面41Aとの間に一定の隙間(ギャップ)を形成・保持する。つまり、Xガイドステージ44は、支持部材70を介して気体軸受72により基板定盤41の上面41Aに対して非接触に支持されており、Yリニアモータ48により、上面41Aと平行な平面内、すなわちXY平面内でY方向及びθZ方向に移動可能である。
Further, support members (moving bodies) 70 extending in the Y direction that move integrally with the
また、支持部材70には、基板定盤41の上面41Aに残留する液体を回収するための回収装置81が設けられている。回収装置81は、支持部材70の側面の下端部近傍に、且つ図2に示すように、基板定盤41の上面41Aに臨むように支持部材70の周囲を囲む三面に設けられた吸引部82と、図3の部分断面図に示すように、吸引部82に吸引管83を介して接続された負圧吸引源(吸引装置)84とを主体に構成されている。
Further, the
なお、回収装置61、81の構成は同様であるため、回収装置81の説明は図3に示した回収装置61の構成要素に対して符号を追記して行う。
吸引部82は、長さ方向におけるいずれの断面も図3に示した断面とほぼ同様であり、基板定盤41の上面41Aに向く凹部88を有する断面略コ字状の枠体85と、枠体85の凹部88に複数積層状態で設けられた板体86とから構成されている。枠体85及び板体86は、後述する基板P上に供給される液体1(図1参照)に対して親液性及び耐錆性を有する材料、例えばステンレス(SUS)で形成されている。複数の板体86及び枠体85とは、互いに水平方向に例えば0.5mm程度の微小隙間をあけて配置されており、これら微小隙間により上面41Aに向いた複数の開口部87が形成される。そして、負圧吸引源84は、吸引管83を介して枠体85の凹部88を吸引することで、開口部87から基板定盤41の上面41Aに残留する液体を吸引する。なお、負圧吸引源64、84は同じ装置を共用してもよい。
In addition, since the structure of the collection |
The
板体86を囲む枠体85の下面85a及び板体86の下面86aは、支持部材70から離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されており、これに伴って枠体85及び板体86で形成される上面41Aへの開口部87の位置も支持部材70から離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離(高さ)が順次大きくなっている。下面85a、86aの位置(すなわち開口部87の位置)は、負圧吸引源84の駆動による吸引部82と上面41Aとの間のエア吸引が気体軸受42の予圧力に影響を与えず、また撥液性を有する上面41Aに残留する、大きさにばらつきがある液体(液滴)を吸引できるように、支持部材70の直近が1mm程度で、支持部材70から最も離れた箇所が5mm程度に設定されている。
The
上記の構成のステージ装置STにおいては、供給ノズル14からの液体1の供給量と回収ノズル21による液体1の回収量を制御することで、基板Pの表面に一定量の液体1を保持した状態で、基板ステージ駆動機構(Xリニアモータ47、Yリニアモータ48)により基板ステージPSTを定盤41の上面41Aに沿って移動させることができる。
ここで、回収ノズル21による液体回収にトラブルが生じて基板上(基板ステージPST)から液体が基板定盤41の上面41Aへ垂れ落ちたり飛散したり、基板交換のために基板ステージPSTが供給ノズル14の直下から移動した際にも液体供給が停止されない等の理由により、定盤上面41A上に液体が留まることがある。
In the stage apparatus ST having the above-described configuration, a certain amount of liquid 1 is held on the surface of the substrate P by controlling the supply amount of the liquid 1 from the
Here, trouble occurs in the liquid recovery by the
例えば基板ステージPST(ステージ部PS)の移動経路上の進行方向前方に液体1が残留している場合、基板ステージPSTが移動して、気体軸受42が残留液体に到達する前にステージ部PSに設けられた吸引部62が残留液体と接触する。ここで、図3に二点鎖線で示すように、残留液体はその大きさにばらつきがあるが、例えば高さが5mm程度の液体1aが残留している場合には、ステージ部PSから最も遠い位置の板体66に液体1aが当接して、この板体66と枠体65の側壁との間の開口部67から吸引される。
For example, when the liquid 1 remains ahead in the traveling direction on the moving path of the substrate stage PST (stage part PS), the substrate stage PST moves and the stage part PS moves to the stage part PS before the
また、この遠い位置にある板体66の下面66aよりは低く、隣り合う板体66の下面66aに接触する高さの液体1bが残留している場合には、これら隣り合う板体66の間の開口部67から液体1bが吸引される。このように、上面41Aに高さの異なる液体1a〜1dが残留している場合でも、液体1a〜1dの高さに応じた位置にある複数の開口部67の少なくとも一つで液体1a〜1dを吸引できる。ここで、各開口部67は微小隙間で形成されており、また枠体65及び板体66が親液性を有しているので、枠体65や板体66に接触した液体1a〜1dは負圧吸引源64の駆動による吸引力に加えて、毛細管現象による吸引力で迅速に吸引されることになる。このように、基板ステージPSTの移動経路に残留している液体は回収装置61により吸引されて回収される。
In addition, when the liquid 1b that is lower than the
開口部67から吸引された液体1(1a〜1d)は、枠体65の凹部68から吸引管63を介して排液されるが、吸引管63に対しては内部を通る液体をセンサ69が常時監視している。そして、上面41Aにあった液体1(1a〜1d)が吸引されて吸引管63におけるセンサ69の監視領域を通過すると、液体1a〜1dにより検知ビームの屈折率が変化するため、照射した検知ビームの反射光の光量が液体の有無で変化する。そのため、センサ69は検知ビームの反射光の光量変化を検出すると、その結果を制御装置CONTに出力する。制御装置CONTはセンサ69からの検出結果を受けると何らかの事態により定盤41の上面41Aに液体1が漏れ出ていると判断し、供給ノズル14からの液体供給を停止させ警報を発する。これにより、基板定盤41への液体の漏れ出しや飛散等が拡大することを阻止できる。
The liquid 1 (1a to 1d) sucked from the
なお、基板定盤41の上面41Aにおける支持部材70の移動経路に液体が残留している場合も、基板ステージPSTの場合と同様に、回収装置81により移動方向前方側の吸引部82で吸引されて回収される。なお、支持部材70はX方向には移動しないが(移動する場合でも微小量)、気体軸受72のエア吸引により支持部材70の移動経路の+X側または−X側に残留する液体を吸引してしまう可能性があるが、この場合も、支持部材70の+X側または−X側に設けられた吸引部82により液体を吸引して回収することができる。
Even when liquid remains on the movement path of the
以上、説明したように本実施の形態では、基板定盤41の上面41Aに液体が残留している場合でも、回収装置61、81により基板ステージPSTや支持部材70の移動経路及びその近傍の液体を回収するので、基板ステージPSTや支持部材70は液体がない移動面41A上を移動することになり、気体軸受42、72が液体を吸引して装置・部材の不具合が生じることを防止できる。そのため、本実施の形態では、これら基板ステージPSTや支持部材70等の移動体と上面41Aとの間に形成されるギャップを所定量に維持することが可能になり、基板PのZ方向の位置変動や移動体と基板定盤41との接触を防止することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, even when the liquid remains on the
また、液体を吸引するための開口部67、87が一様に高い位置に形成されている場合には小さな液滴の液体を吸引できない可能性があり、逆に開口部67、87が一様に低い位置にある場合には大きな液滴径の液体の一部を枠体65、85の側壁で飛散させてしまう可能性があるが、本実施の形態では開口部67、87が基板ステージPST、支持部材70から離間するのに従って上面41Aからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されているので、液体が一様でない複数の大きさで残留する場合でも確実に吸引・回収することができる。
Further, when the
さらに、本実施の形態では、負圧吸引源64、84による吸引力に加えて、開口部67、87を微小隙間で形成し、また枠体65、85及び板体66、86が親液性を有することで毛細管現象による吸引力も付加した状態で液体を吸引するので、負圧吸引源64、84による吸引力を小さくすることが可能になり、負圧吸引源64、84の駆動に起因して生じる振動を抑制することができ、振動による基板Pの位置決め精度低下を防ぐことができる。しかも、本実施の形態では、板体66、88を互いに隙間をあけて積層するという簡単な構成で毛細管現象を発現できるので、装置の簡素化及び低価格化に寄与できる。
Furthermore, in this embodiment, in addition to the suction force by the negative
また、本実施の形態では、上記枠体65、85及び板体66、86の配置も、気体軸受42、72の予圧力に影響を与えない高さに設定しているので、基板ステージPST及び支持部材70は所定量のギャップを維持した状態で移動面41A上を移動することができ、基板Pの移動及び位置決め精度を保持することが可能になる。
さらに、本実施の形態では、回収装置61、81で液体が回収されたことをセンサ69、89で検出し、これに伴って基板P上への液体供給を停止させるので、基板定盤41への液体の漏れ出しや飛散等の拡大を阻止することが可能になる。
Further, in the present embodiment, the arrangement of the
Furthermore, in the present embodiment, the
(第2実施形態)
次に、上記第1実施形態で示したステージ装置STを備えた露光装置について図4乃至図6を参照して説明する。本実施の形態では、マスクのパターン像を感光基板に投影露光する露光装置において、感光基板を保持して移動する基板ステージに上記実施形態のステージ装置を適用する場合の例を用いて説明する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略、または簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, an exposure apparatus provided with the stage apparatus ST shown in the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, description will be given using an example in which the stage apparatus of the above embodiment is applied to a substrate stage that holds and moves a photosensitive substrate in an exposure apparatus that projects and exposes a mask pattern image onto the photosensitive substrate. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.
図4は本発明の露光装置を示す概略構成図である。
図4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(感光基板)Pを支持する基板ステージPSTを有する上記図1乃至図3で示したステージ装置ST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。制御装置CONTには、露光処理に関して異常が生じたときに警報を発する警報装置Kが接続されている。更に、露光装置EXは、マスクステージMST及び投影光学系PLを支持するメインコラム3を備えている。メインコラム3は、床面に水平に載置されたベースプレート4上に設置されている。メインコラム3には、内側に向けて突出する上側段部3A及び下側段部3Bが形成されている。
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the exposure apparatus of the present invention.
4, the exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M, a substrate stage PST that supports a substrate (photosensitive substrate) P, and the stage apparatus ST shown in FIGS. 1 to 3 and the mask stage MST. An illumination optical system IL that illuminates the mask M supported by the exposure light EL, and a projection optical system that projects and exposes the pattern image of the mask M illuminated by the exposure light EL onto the substrate P supported by the substrate stage PST. PL and a control device CONT that controls the overall operation of the exposure apparatus EX are provided. The control device CONT is connected to an alarm device K that issues an alarm when an abnormality occurs in the exposure process. The exposure apparatus EX further includes a main column 3 that supports the mask stage MST and the projection optical system PL. The main column 3 is installed on a base plate 4 placed horizontally on the floor surface. The main column 3 is formed with an
本実施形態の露光装置EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板P上に液体1を供給する液体供給機構10と、基板P上の液体1を回収する液体回収機構20とを備えている。露光装置EXは、少なくともマスクMのパターン像を基板P上に転写している間、液体供給機構10から供給した液体1により投影光学系PLの投影領域AR1を含む基板P上の一部に液浸領域AR2を形成する。具体的には、露光装置EXは、投影光学系PLの先端部(終端部)の光学素子2と基板Pの表面との間に液体1を満たし、この投影光学系PLと基板Pとの間の液体1及び投影光学系PLを介してマスクMのパターン像を基板P上に投影することによってこの基板Pを露光する。
The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to improve the resolution by substantially shortening the exposure wavelength and substantially increase the depth of focus. A
本実施形態では、露光装置EXとしてマスクMと基板Pとを走査方向における互いに異なる向き(逆方向)に同期移動しつつマスクMに形成されたパターンを基板Pに露光する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でマスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向)をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向に垂直な方向(非走査方向)をY軸方向とする。
なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に感光性材料であるフォトレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。
In the present embodiment, the exposure apparatus EX is a scanning exposure apparatus (so-called so-called exposure apparatus EX) that exposes the pattern formed on the mask M onto the substrate P while synchronously moving the mask M and the substrate P in different directions (reverse directions) in the scanning direction. A case where a scanning stepper) is used will be described as an example. In the following description, the direction that coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z-axis direction, the synchronous movement direction (scanning direction) between the mask M and the substrate P in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction, A direction (non-scanning direction) perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is defined as a Y-axis direction.
Here, the “substrate” includes a semiconductor wafer coated with a photoresist, which is a photosensitive material, and the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected on the substrate is formed.
照明光学系ILは、メインコラム3の上部に固定された支持コラム5により支持されている。照明光学系ILは、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で照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ELによるマスクM上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクM上の所定の照明領域は照明光学系ILにより均一な照度分布の露光光ELで照明される。照明光学系ILから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)や、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられる。本実施形態においてはArFエキシマレーザ光が用いられる。 The illumination optical system IL is supported by a support column 5 fixed to the upper part of the main column 3. The illumination optical system IL illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL. The exposure light source, the optical integrator for uniformizing the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source, and the optical integrator A condenser lens that collects the exposure light EL from the light source, a relay lens system, and a variable field stop that sets the illumination area on the mask M by the exposure light EL in a slit shape. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL. As the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL, for example, far ultraviolet light (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp, DUV light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. In this embodiment, ArF excimer laser light is used.
本実施形態においては、液体1には純水が用いられる。純水はArFエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)も透過可能である。 In the present embodiment, pure water is used for the liquid 1. Pure water is not only ArF excimer laser light, but also far ultraviolet light (DUV light) such as ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamps and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). Can also be transmitted.
マスクステージMSTは、マスクMを支持するものであって、その中央部にマスクMのパターン像を通過させる開口部34Aを備えている。メインコラム3の上側段部3Aには、防振ユニット6を介してマスク定盤31が支持されている。マスク定盤31の中央部にも、マスクMのパターン像を通過させる開口部34Bが形成されている。マスクステージMSTの下面には非接触ベアリングである気体軸受(エアベアリング)32が複数設けられている。マスクステージMSTはエアベアリング32によりマスク定盤31の上面(移動面)31Aに対して非接触支持されており、リニアモータ等のマスクステージ駆動機構により、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。マスクステージMST上には移動鏡35が設けられている。また、移動鏡35に対向する位置にはレーザ干渉計36が設けられている。マスクステージMST上のマスクMの2次元方向の位置、及びθZ方向の回転角(場合によってはθX、θY方向の回転角も含む)はレーザ干渉計36によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、レーザ干渉計36の計測結果に基づいてマスクステージ駆動機構を駆動することでマスクステージMSTに支持されているマスクMの位置を制御する。
The mask stage MST supports the mask M, and has an
投影光学系PLは、マスクMのパターンを所定の投影倍率βで基板Pに投影露光するものであって、基板P側の先端部に設けられた光学素子(レンズ)2を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒PKで支持されている。本実施形態において、投影光学系PLは、投影倍率βが例えば1/4あるいは1/5の縮小系である。なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。鏡筒PKの外周部にはフランジ部FLGが設けられている。また、メインコラム3の下側段部3Bには、防振ユニット7を介して鏡筒定盤8が支持されている。そして、投影光学系PLのフランジ部FLGが鏡筒定盤8に係合することによって、投影光学系PLが鏡筒定盤8に支持されている。
The projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification β, and includes a plurality of optical elements including an optical element (lens) 2 provided at the front end portion on the substrate P side. These optical elements are supported by a lens barrel PK. In the present embodiment, the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. A flange portion FLG is provided on the outer peripheral portion of the lens barrel PK. A lens barrel surface plate 8 is supported on the lower step portion 3 </ b> B of the main column 3 via a
本実施形態の投影光学系PLの先端部の光学素子2は鏡筒PKに対して着脱(交換)可能に設けられている。光学素子2には液浸領域AR2の液体1が接触する。光学素子2は螢石で形成されている。螢石は水との親和性が高いので、光学素子2の液体接触面2aのほぼ全面に液体1を密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子2の液体接触面2aとの親和性が高い液体(水)1を供給するようにしているので、光学素子2の液体接触面2aと液体1との密着性が高く、光学素子2と基板Pとの間の光路を液体1で確実に満たすことができる。なお、光学素子2は、水との親和性が高い石英であってもよい。また、光学素子2の液体接触面2aに親水化(親液化)処理を施して、液体1との親和性をより高めるようにしてもよい。
The
光学素子2を囲むようにプレート部材2Pが設けられている。プレート部材2Pの基板Pと対向する面(すなわち下面)は平坦面となっている。光学素子2の下面(液体接触面)2aも平坦面となっており、プレート部材2Pの下面と光学素子2の下面とはほぼ面一となっている。これにより、広い範囲で液浸領域AR2を良好に形成することができる。また、プレート部材2Pの下面に、光学素子2同様、表面処理(親液化処理)を施すことができる。
A
図5は、液体供給機構10、液体回収機構20、及び投影光学系PL先端部近傍を示す拡大図である。液体供給機構10は、投影光学系PLと基板Pとの間へ液体1を供給するものであって、液体1を送出可能な液体供給部11と、液体供給部11に供給管15を介して接続され、この液体供給部11から送出された液体1を基板P上に供給する供給ノズル14とを備えている。供給ノズル14は基板Pの表面に近接して配置されている。液体供給部11は、液体1を収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えており、供給管15及び供給ノズル14を介して基板P上に液体1を供給する。液体供給部11の液体供給動作は制御装置CONTにより制御され、制御装置CONTは液体供給部11による基板P上に対する単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。
FIG. 5 is an enlarged view showing the
供給管15の途中には、液体供給部11より基板P上に供給される液体1の量(単位時間あたりの液体供給量)を計測する流量計12が設けられている。流量計12は基板P上に供給される液体1の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置CONTに出力する。また、供給管15のうち流量計12と供給ノズル14との間には、供給管15の流路を開閉するバルブ13が設けられている。バルブ13の開閉動作は制御装置CONTにより制御されるようになっている。なお、本実施形態におけるバルブ13は、例えば停電等により露光装置EX(制御装置CONT)の駆動源(電源)が停止した場合に供給管15の流路を機械的に閉塞する所謂ノーマルオフ方式となっている。
In the middle of the
液体回収機構20は、液体供給機構10によって供給された基板P上の液体1を回収するものであって、基板Pの表面に近接して配置された回収ノズル(吸引口)21と、回収ノズル21に回収管24を介して接続された真空系25とを備えている。真空系25は真空ポンプを含んで構成されており、その動作は制御装置CONTに制御される。真空系25が駆動することにより、基板P上の液体1はその周囲の気体(空気)とともに回収ノズル21を介して回収される。なお、真空系25として、露光装置に真空ポンプを設けずに、露光装置EXが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。
The
回収管24の途中には、回収ノズル21から吸い込まれた液体1と気体とを分離する気液分離器22が設けられている。ここで、上述したように、回収ノズル21からは基板P上の液体1とともにその周囲の気体も回収される。気液分離器22は、回収ノズル21より回収した液体1と気体とを分離する。気液分離器22としては、例えば複数の穴部を有する管部材に回収した液体と気体とを流通させ、液体を重力作用により前記穴部を介して落下させることで液体と気体とを分離する重力分離方式や、回収した液体と気体とを遠心力を使って分離する遠心分離方式等を採用可能である。そして、真空系25は、気液分離器22で分離された気体を吸引するようになっている。
A gas-
回収管24のうち、真空系25と気液分離器22との間には、気液分離器22によって分離された気体を乾燥させる乾燥器23が設けられている。仮に気液分離器22で分離された気体に液体成分が混在していても、乾燥器23により気体を乾燥し、その乾燥した気体を真空系25に流入させることで、液体成分が流入することに起因する真空系25の故障等の不都合の発生を防止することができる。乾燥器23としては、例えば気液分離器22より供給された気体(液体成分が混在している気体)を、その液体の露点以下に冷却することで液体成分を除く方式や、その液体の沸点以上に加熱することで液体成分を除く方式等を採用可能である。
In the
一方、気液分離器22で分離された液体1は第2回収管26を介して液体回収部28に回収される。液体回収部28は、回収された液体1を収容するタンク等を備えている。液体回収部28に回収された液体1は、例えば廃棄されたり、あるいはクリーン化されて液体供給部11等に戻され再利用される。また、第2回収管26の途中であって気液分離器22と液体回収部28との間には、回収された液体1の量(単位時間あたりの液体回収量)を計測する流量計27が設けられている。流量計27は基板P上から回収された液体1の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置CONTに出力する。上述したように、回収ノズル21からは基板P上の液体1とともにその周囲の気体も回収されるが、気液分離器22で液体1と気体とを分離し、液体成分のみを流量計27に送ることにより、流量計27は基板P上より回収した液体1の量を正確に計測可能となる。
On the other hand, the liquid 1 separated by the gas-
また、露光装置EXは、基板ステージPSTに支持されている基板Pの表面の位置を検出するフォーカス検出系56を備えている。フォーカス検出系56は、基板P上に液体1を介して斜め方向より検出用光束を投射する投光部56Aと、基板Pで反射した前記検出用光束の反射光を受光する受光部56Bとを備えている。フォーカス検出系56(受光部56B)の受光結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはフォーカス検出系56の検出結果に基づいて、基板P表面のZ軸方向の位置情報を検出することができる。また、投光部56Aより複数の検出用光束を投射することにより、基板PのθX及びθY方向の傾斜情報を検出することができる。
Further, the exposure apparatus EX includes a
なお、図1の一部断面図に示すように、液体供給機構10及び液体回収機構20は、鏡筒定盤8に対して分離支持されている。これにより、液体供給機構10及び液体回収機構20で生じた振動が、鏡筒定盤8を介して投影光学系PLに伝わることがない。
As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 1, the
図6は、液体供給機構10及び液体回収機構20と投影光学系PLの投影領域AR1との位置関係を示す平面図である。投影光学系PLの投影領域AR1はY軸方向に細長い矩形状(スリット状)となっており、その投影領域AR1をX軸方向に挟むように、+X側に3つの供給ノズル14A〜14Cが配置され、−X側に2つの回収ノズル21A、21Bが配置されている。そして、供給ノズル14A〜14Cは供給管15を介して液体供給部11に接続され、回収ノズル21A、21Bは回収管24を介して真空系25に接続されている。また、供給ノズル14A〜14Cと回収ノズル21A、21Bとをほぼ180°回転した配置に、供給ノズル14A’〜14C’と、回収ノズル21A’、21B’とが配置されている。供給ノズル14A〜14Cと回収ノズル21A’、21B’とはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル14A’〜14C’と回収ノズル21A、21BとはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル14A’〜14C’は供給管15’を介して液体供給部11に接続され、回収ノズル21A’、21B’は回収管24’を介して真空系25に接続されている。なお、供給管15’の途中には、供給管15同様、流量計12’及びバルブ13’が設けられている。また、回収管24’の途中には、回収管24同様、気液分離器22’及び乾燥器23’が設けられている。
FIG. 6 is a plan view showing the positional relationship between the
次に、上述した露光装置EXを用いてマスクMのパターンを基板Pに露光する手順について説明する。
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にロードされた後、制御装置CONTは、液体供給機構10の液体供給部11を駆動し、供給管15及び供給ノズル14を介して単位時間あたり所定量の液体1を基板P上に供給する。また、制御装置CONTは、液体供給機構10による液体1の供給に伴って液体回収機構20の真空系25を駆動し、回収ノズル21及び回収管24を介して単位時間あたり所定量の液体1を回収する。これにより、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間に液体1の液浸領域AR2が形成される(液体を満たすステップ)。ここで、液浸領域AR2を形成するために、制御装置CONTは、基板P上に対する液体供給量と基板P上からの液体回収量とがほぼ同じ量になるように、液体供給機構10及び液体回収機構20のそれぞれを制御する。そして、制御装置CONTは、照明光学系ILによりマスクMを露光光ELで照明し、マスクMのパターンの像を投影光学系PL及び液体1を介して基板Pに投影する。
Next, a procedure for exposing the pattern of the mask M onto the substrate P using the above-described exposure apparatus EX will be described.
After the mask M is loaded on the mask stage MST and the substrate P is loaded on the substrate stage PST, the control device CONT drives the
走査露光時には、投影領域AR1にマスクMの一部のパターン像が投影され、投影光学系PLに対して、マスクMが−X方向(又は+X方向)に速度Vで移動するのに同期して、基板ステージPSTを介して基板Pが+X方向(又は−X方向)に速度β・V(βは投影倍率)で移動する。そして、1つのショット領域への露光終了後に、基板Pのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。本実施形態では、基板Pの移動方向と平行に、基板Pの移動方向と同一方向に液体1を流すように設定されている。つまり、矢印Xa(図6参照)で示す走査方向(−X方向)に基板Pを移動させて走査露光を行う場合には、供給管15、供給ノズル14A〜14C、回収管24、及び回収ノズル21A、21Bを用いて、液体供給機構10及び液体回収機構20による液体1の供給及び回収が行われる。すなわち、基板Pが−X方向に移動する際には、供給ノズル14(14A〜14C)より液体1が投影光学系PLと基板Pとの間に供給されるとともに、回収ノズル21(21A、21B)より基板P上の液体1がその周囲の気体とともに回収され、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間を満たすように−X方向に液体1が流れる。
At the time of scanning exposure, a part of the pattern image of the mask M is projected onto the projection area AR1, and the mask M moves in the −X direction (or + X direction) at the velocity V with respect to the projection optical system PL. Then, the substrate P moves in the + X direction (or -X direction) at a speed β · V (β is the projection magnification) via the substrate stage PST. Then, after the exposure of one shot area is completed, the next shot area is moved to the scanning start position by stepping the substrate P, and thereafter, the exposure process for each shot area is sequentially performed by the step-and-scan method. In the present embodiment, the liquid 1 is set to flow in the same direction as the movement direction of the substrate P in parallel with the movement direction of the substrate P. That is, when scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction (−X direction) indicated by the arrow Xa (see FIG. 6), the
一方、矢印Xb(図6参照)で示す走査方向(+X方向)に基板Pを移動させて走査露光を行う場合には、供給管15’供給ノズル14A’〜14C’、回収管24’、及び回収ノズル21A’、21B’を用いて、液体供給機構10及び液体回収機構20による液体1の供給及び回収が行われる。すなわち、基板Pが+X方向に移動する際には、供給ノズル14’(14A’〜14C’)より液体1が投影光学系PLと基板Pとの間に供給されるとともに、回収ノズル21’(21A’、21B’)より基板P上の液体1がその周囲の気体ともに回収され、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間を満たすように+X方向に液体1が流れる。この場合、例えば供給ノズル14を介して供給される液体1は基板Pの−X方向への移動に伴って光学素子2と基板Pとの間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給機構10(液体供給部11)の供給エネルギーが小さくても液体1を光学素子2と基板Pとの間に容易に供給できる。そして、走査方向に応じて液体1を流す方向を切り替えることにより、+X方向、又は−X方向のどちらの方向に基板Pを走査する場合にも、光学素子2と基板Pとの間を液体1で満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
On the other hand, when scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction (+ X direction) indicated by the arrow Xb (see FIG. 6), the
露光処理中、液体供給機構10に設けられている流量計12の計測結果、及び液体回収機構20に設けられている流量計27の計測結果は、常時、制御装置CONTに出力されている。制御装置CONTは、流量計12の計測結果、すなわち液体供給機構10によって基板P上に供給される液体の量と、流量計27の計測結果、すなわち液体回収機構20によって基板P上より回収された液体の量とを比較し、その比較した結果に基づいて液体供給機構10のバルブ13を制御する。具体的には、制御装置CONTは、基板P上への液体供給量(流量計12の計測結果)と基板P上からの液体回収量(流量計27の計測結果)との差を求め、その求めた差が予め設定されている許容値(しきい値)を越えたかどうかに基づいて、バルブ13を制御する。ここで、上述したように、制御装置CONTは、基板P上に対する液体供給量と基板P上からの液体回収量とがほぼ同じになるように、液体供給機構10及び液体回収機構20のそれぞれを制御しているため、液体供給機構10による液体供給動作及び液体回収機構20による液体回収動作のそれぞれが正常に行われている状況であれば、上記求めた差はほぼゼロとなる。
During the exposure process, the measurement result of the
制御装置CONTは、求めた差が許容値以上である場合、すなわち液体回収量が液体供給量に比べて極端に少ない場合、液体回収機構20の回収動作に異常が生じて十分に液体1を回収できていないと判断する。このとき、制御装置CONTは、例えば液体回収機構20の真空系25に故障等の異常が生じたと判断し、液体回収機構20によって液体1を正常に回収できないことに起因する液体1の漏洩を防止するために、液体供給機構10のバルブ13を作動して供給管15の流路を遮断し、液体供給機構10による基板P上に対する液体1の供給を停止する。このように、制御装置CONTは、液体供給機構10から基板P上に供給された液体量と、液体回収機構20で回収された液体量とを比較し、その比較結果に基づいて液体回収機構20の回収動作の異常を検出し、液体1が供給過剰になり、異常が検出されたときに基板P上に対する液体1の供給を停止する。
When the calculated difference is equal to or larger than the allowable value, that is, when the liquid recovery amount is extremely small compared to the liquid supply amount, the control unit CONT recovers the liquid 1 sufficiently due to an abnormality in the recovery operation of the
このとき、既に基板P上に供給され、液体回収機構20で回収されなかった液体1は上記の第1実施形態で説明したように、基板ステージPSTから基板定盤41の上面41Aに流出するが、基板ステージPSTや支持部材70の移動時に回収装置61、81により定盤上面41Aに残留する液体を吸引・回収することができる(液体回収ステップ)。
At this time, the liquid 1 already supplied onto the substrate P and not recovered by the
このように、本実施の形態では、光学素子2と基板Pとの間を液体1で満たすことで、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができるとともに、何らかの理由で基板P上から液体が飛散・流出して定盤上面41Aに残留していた場合でも上述の回収装置61、81により液体を回収して、定盤上面41Aとの間のギャップ量を維持した状態で基板Pを移動させることができ、基板PのZ方向の位置変動や移動体と基板定盤41との接触が生じることなく露光処理を円滑に実施することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, by filling the space between the
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、上記実施の形態では、回収装置61、81において負圧吸引源64、84による負圧吸引力と開口部67、87における毛細管現象による吸引力とを併用する構成としたが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、負圧吸引源64、84による負圧吸引力のみで液体を吸引・回収する構成や、特に移動体の移動速度が小さい場合には開口部67、87における毛細管現象による吸引力のみで液体を吸引・回収する構成も採用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、段差をもって板体66、86を配置することで、定盤上面41Aからの開口部67、87の高さを、基板ステージPST、支持部材70から離間するのに従って順次大きくなるように設定したが、これに限定されるものではなく、例えば定盤上面41Aの撥液性が高精度に管理され、定盤上面41Aに残留する液体(液滴)の大きさがほぼ一定であることが既知であるような場合には、図7に示すように、枠体65、85の下面65a、85a及び板体66、86の下面66a、86aが、定盤上面41Aと液体を吸引・回収可能なほぼ一定の距離で平行に配置される構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施の形態では、積層状態で配置される複数の板体66、86により開口部66、86を形成する構成としたが、この構成以外にも板体を用いずに、図8に示すように、枠体65、85を断面略ロ字状に形成し、定盤上面41Aと対向する壁部65A、85Aに毛細管現象を発現する大きさの開口部67、87を形成する構成としてもよい。この場合も、ステージ部PS、支持部材70から離間するのに従って漸次上方へ向かうように壁部65A、85Aを形成することで、開口部67、87の定盤上面41Aからの距離も順次大きくなり、定盤上面41Aに残留する種々の大きさの液体を円滑に吸引・回収することが可能になる。
Furthermore, in the said embodiment, although it was set as the structure which forms the opening
上述したように、本実施形態においては露光光としてArFエキシマレーザ光を用いているため、液浸露光用の液体として純水が供給される。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板(ウエハ)上のフォトレジストや光学素子(レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板の表面、及び投影光学系の先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。 As described above, since ArF excimer laser light is used as exposure light in this embodiment, pure water is supplied as a liquid for immersion exposure. Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like and has no adverse effect on the photoresist, optical element (lens), etc. on the substrate (wafer). In addition, pure water has no adverse effects on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the substrate and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system.
波長が193nm程度の露光光に対する純水(水)の屈折率nはほぼ1.44といわれている。露光光の光源としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)を用いた場合、基板上では1/n、すなわち約134nmに短波長化されて高い解像度が得られる。さらに、焦点深度は空気中に比べて約n倍、すなわち約1.44倍に拡大される。
また、液体としては、その他にも、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なものを用いることも可能である。
露光光としてF2レーザ光を用いる場合は、液体としてF2レーザ光を透過可能な、例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル(PFPE)等のフッ素系の液体を用いればよい。
It is said that the refractive index n of pure water (water) for exposure light having a wavelength of about 193 nm is approximately 1.44. When ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as a light source for exposure light, the wavelength is shortened to 1 / n, that is, about 134 nm on the substrate, and high resolution is obtained. Further, the depth of focus is expanded by about n times, that is, about 1.44 times compared to the air.
In addition, as the liquid, it is possible to use a liquid that is transparent to the exposure light, has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the projection optical system and the photoresist applied to the substrate surface. .
When F 2 laser light is used as the exposure light, a fluorine-based liquid such as fluorine-based oil or perfluorinated polyether (PFPE) that can transmit the F 2 laser light may be used as the liquid.
また、上述した実施形態では、投影光学系PLと基板Pとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置においても、定盤及び移動体が液槽の外に配置される場合には本発明を適用可能である。露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置の構造及び露光動作については、例えば特開平6−124873号公報に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平10−303114号公報や、米国特許第5,825,043号にそれぞれ開示されている。 In the above-described embodiment, the exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate P is adopted. However, the stage that holds the substrate to be exposed is moved in the liquid tank. Even in an immersion exposure apparatus or an immersion exposure apparatus in which a liquid tank having a predetermined depth is formed on a stage and a substrate is held therein, the surface plate and the moving body are arranged outside the liquid tank. The present invention is applicable. For the structure and exposure operation of an immersion exposure apparatus that moves a stage holding a substrate to be exposed in a liquid tank, a liquid tank having a predetermined depth is formed on the stage, for example, in JP-A-6-124873. A liquid immersion exposure apparatus that holds a substrate in it is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-303114 and US Pat. No. 5,825,043.
また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。 The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus. The structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6,549). , 269 and 6,590,634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441) or US Pat. No. 6,208,407.
なお、上述したような液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数NAが0.9〜1.3になることもある。このように、投影光学系の開口数NAが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像特性が悪化することもあるので、偏光照明を用いることが望ましい。その場合、マスク(レチクル)のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク(レチクル)のパターンからは、S偏光成分(TE偏光成分)、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系PLと基板P表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系PLと基板P表面に塗布されたレジストとの間が空気(気体)で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するS偏光成分(TE偏光成分)の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数NAが1.0を超えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平6−188169号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法(特にダイポール照明法)などを適宜組み合わせるとより効果的である。 When the immersion method as described above is used, the numerical aperture NA of the projection optical system may be 0.9 to 1.3. As described above, when the numerical aperture NA of the projection optical system is increased, the imaging characteristics may be deteriorated due to the polarization effect in the case of the random polarized light conventionally used as the exposure light. Is desirable. In that case, linearly polarized illumination is performed in accordance with the longitudinal direction of the line pattern of the mask (reticle) line-and-space pattern. From the mask (reticle) pattern, the S-polarized light component (TE-polarized light component), that is, the line pattern It is preferable that a large amount of diffracted light having a polarization direction component is emitted along the longitudinal direction. When the space between the projection optical system PL and the resist applied on the surface of the substrate P is filled with a liquid, the space between the projection optical system PL and the resist applied on the surface of the substrate P is filled with air (gas). In comparison with the case where the numerical aperture NA of the projection optical system exceeds 1.0, the transmittance of the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component), which contributes to the improvement of contrast, on the resist surface is increased. High imaging performance can be obtained. Further, it is more effective to appropriately combine a phase shift mask or an oblique incidence illumination method (particularly a dipole illumination method) adapted to the longitudinal direction of the line pattern as disclosed in JP-A-6-188169.
また、例えばArFエキシマレーザ光を露光光とし、1/4程度の縮小倍率の投影光学系PLを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン(例えば25〜50nm程度のL/S)を基板P上に露光するような場合、マスクMの構造(例えばパターンの微細度やクロムの厚み)によっては、Wave guide効果によりマスクMが偏光板として作用し、コントラストを低下させるP偏光成分(TM偏光成分)の回折光よりS偏光成分(TE偏光成分)の回折光が多くマスクから射出されるようになる。この場合も、上述したような直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクMを照明しても、開口数NAが0.9〜1.3のように大きい投影光学系を使って高い解像性能を得ることが可能になる。 Further, for example, ArF excimer laser light is used as exposure light, and a fine line and space pattern (for example, L / S of about 25 to 50 nm) is formed on the substrate P by using the projection optical system PL with a reduction magnification of about 1/4. When exposing upward, depending on the structure of the mask M (for example, the fineness of the pattern and the thickness of chrome), the mask M acts as a polarizing plate due to the wave guide effect, and the P-polarized component (TM-polarized component) reduces the contrast. More diffracted light of the S-polarized component (TE polarized component) than the diffracted light of) is emitted from the mask. In this case as well, it is desirable to use linearly polarized illumination as described above, but even if the mask M is illuminated with random polarized light, high resolution is achieved using a projection optical system having a large numerical aperture NA such as 0.9 to 1.3. It becomes possible to obtain performance.
また、マスクM上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板P上に露光するような場合には、Wave guide効果によりP偏光成分(TM偏光成分)がS偏光成分(TE偏光成分)よりも大きくなる可能性もあるが、例えばArFエキシマレーザ光を露光光とし、1/4程度の縮小倍率の投影光学系を使って、25nmよりも大きいライン・アンド・スペースパターンを基板P上に露光するような条件であれば、S偏光成分(TE偏光成分)の回折光がP偏光成分(TM偏光成分)の回折光よりも多くマスクから射出されるので、投影光学系の開口数NAが0.9〜1.3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。 When an extremely fine line and space pattern on the mask M is exposed on the substrate P, the P-polarized component (TM-polarized component) is replaced with the S-polarized component (TE-polarized component) by the Wave guide effect. Although, for example, ArF excimer laser light is used as exposure light, and a line and space pattern larger than 25 nm is exposed on the substrate P using a projection optical system with a reduction ratio of about 1/4. Under such conditions, the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) is emitted from the mask more than the diffracted light of the P-polarized component (TM-polarized component), so the numerical aperture NA of the projection optical system is 0.9. High resolution performance can be obtained even when it is as large as ˜1.3.
さらに、マスク(レチクル)のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明(S偏光照明)だけでなく、光軸を中心とした円の接線(周)方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク(レチクル)のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数NAが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。 Furthermore, not only linearly polarized illumination (S-polarized illumination) matched to the longitudinal direction of the mask (reticle) line pattern, but also polarized illumination and oblique incidence that linearly polarizes in the tangential (circumferential) direction of the circle around the optical axis. Combination with the lighting method is also effective. In particular, when the mask (reticle) pattern includes not only a line pattern extending in a predetermined direction but also a plurality of line patterns extending in different directions, linear polarization is performed in a tangential direction of a circle centering on the optical axis. By using the polarized illumination method and the annular illumination method in combination, high imaging performance can be obtained even when the numerical aperture NA of the projection optical system is large.
なお、上記各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。 The substrate P in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明は基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。 As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that partially transfers at least two patterns on the substrate P.
露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。 The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ) Or an exposure apparatus for manufacturing reticles or masks.
基板ステージPSTやマスクステージMSTにリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,118参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージPST、MSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。 When using a linear motor (see USP5,623,853 or USP5,528,118) for the substrate stage PST and mask stage MST, use either an air levitation type using air bearings or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force. Also good. Each stage PST, MST may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.
各ステージPST、MSTの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージPST、MSTを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージPST、MSTに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージPST、MSTの移動面側に設ければよい。 As a driving mechanism for each stage PST, MST, a planar motor that drives each stage PST, MST by electromagnetic force with a magnet unit having a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit having a two-dimensionally arranged coil facing each other is provided. It may be used. In this case, either one of the magnet unit and the armature unit may be connected to the stages PST and MST, and the other of the magnet unit and the armature unit may be provided on the moving surface side of the stages PST and MST.
基板ステージPST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8−166475号公報(USP5,528,118)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。
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。
As described in JP-A-8-166475 (USP 5,528,118), the reaction force generated by the movement of the substrate stage PST is not transmitted to the projection optical system PL, but mechanically using a frame member. You may escape to the floor (ground).
As described in JP-A-8-330224 (US S / N 08 / 416,558), a frame member is used so that the reaction force generated by the movement of the mask stage MST is not transmitted to the projection optical system PL. May be mechanically released to the floor (ground).
以上のように、本願実施形態の露光装置EXは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 As described above, the exposure apparatus EX according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図9に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
As shown in FIG. 9, a microdevice such as a semiconductor device includes a
EX 露光装置
CONT 制御装置
M マスク(レチクル)
P 基板(感光基板)
PL 投影光学系
PS ステージ部(移動体)
PST 基板ステージ(移動体)
ST ステージ装置
1、1a〜1d 液体
2 光学素子(先端部)
14 供給ノズル(供給装置)
41 基板定盤(定盤)
41A 上面(移動面)
42、72 気体軸受(予圧型流体ベアリング)
61、81 回収装置
64、84 負圧吸引源(吸引装置)
66、86 板体
67、87 開口部
69、89 センサ(検出装置)
70 支持部材(移動体)
EX Exposure device CONT control device M Mask (reticle)
P substrate (photosensitive substrate)
PL Projection optical system PS Stage unit (moving body)
PST substrate stage (moving body)
14 Supply nozzle (supply device)
41 Substrate surface plate (surface plate)
41A Upper surface (moving surface)
42, 72 Gas bearing (preload fluid bearing)
61, 81
66, 86
70 Support member (moving body)
Claims (9)
前記移動体に前記移動面上の液体を吸引して回収する回収装置が設けられることを特徴とするステージ装置。 A stage device including a moving body that moves on a moving surface of a surface plate,
A stage device, wherein the moving body is provided with a collecting device for sucking and collecting the liquid on the moving surface.
前記回収装置は、前記移動面に向けて開口する開口部と、前記開口部を負圧吸引する吸引装置とを備えることを特徴とするステージ装置。 The stage apparatus according to claim 1, wherein
The recovery device includes an opening that opens toward the moving surface, and a suction device that sucks the opening at a negative pressure.
前記移動体には、前記移動面と対向して予圧型流体ベアリングが設けられ、
前記開口部の前記移動面に対する位置は、前記予圧型流体ベアリングの予圧に基づいて設定されていることを特徴とするステージ装置。 The stage apparatus according to claim 2, wherein
The moving body is provided with a preload type fluid bearing facing the moving surface,
The position of the opening with respect to the moving surface is set based on a preload of the preload type fluid bearing.
前記開口部は、毛細管現象により前記液体を吸引することを特徴とするステージ装置。 The stage apparatus according to claim 2 or 3,
The stage device characterized in that the opening sucks the liquid by a capillary phenomenon.
前記開口部は、互いに隙間をあけて積層された複数の板体により形成されることを特徴とするステージ装置。 The stage apparatus according to claim 4, wherein
The opening is formed by a plurality of plates stacked with a gap therebetween.
前記複数の板体は、前記移動体から離間するのに従って前記移動面からの距離が順次大きくなる段差をもって配置されることを特徴とするステージ装置。 The stage apparatus according to claim 5, wherein
The stage apparatus is characterized in that the plurality of plate bodies are arranged with a level difference in which the distance from the moving surface sequentially increases as they are separated from the moving body.
前記板体の少なくとも一部が前記液体に対する親液性を有することを特徴とするステージ装置。 In the stage apparatus as described in any one of Claim 4 to 6,
At least a part of the plate has lyophilicity with respect to the liquid.
吸引した前記液体を検出する検出装置と、
前記移動体に保持された基板の表面に液体を供給する供給装置と、
前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給装置の液体供給を制御する制御装置と、
を有することを特徴とするステージ装置。 The stage apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A detection device for detecting the sucked liquid;
A supply device for supplying a liquid to the surface of the substrate held by the movable body;
A control device for controlling the liquid supply of the supply device based on the detection result of the detection device;
A stage apparatus characterized by comprising:
前記基板ステージとして、請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられ、
前記パターンの像は、前記投影光学系の先端部と前記感光基板との間に満たされた前記液体を介して前記感光基板上に投影されることを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that exposes a pattern of a mask to a photosensitive substrate held on a substrate stage via a projection optical system,
The stage apparatus according to any one of claims 1 to 8 is used as the substrate stage,
An exposure apparatus characterized in that the image of the pattern is projected onto the photosensitive substrate through the liquid filled between the tip of the projection optical system and the photosensitive substrate.
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