JP2007123319A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーブル類の使用を抑え、良好に温度調整される露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置ＥＸは、電力を受給する受給器を有し、受給した電力によって駆動する温調システム３０と、受給器とは非接触状態で受給器に電力を供給する供給器とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。

半導体デバイス等のマイクロデバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程においては、マスクのパターン像を投影光学系を介して感光性の基板上に投影する露光装置が使用される。露光装置においては高精度な温度安定性が要求されており、例えば下記特許文献に開示されているような、投影光学系を支持する架台等を温度調整装置を用いて温度調整する技術が知られている。
特開平９−３２０９２７号公報

ところで、温度調整装置を駆動するための動力、あるいは温度調整を行うための媒体（冷媒）等をケーブルを介して温度調整装置に供給する場合、それらケーブル類の動きによって振動が発生する等の不具合が生じる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ケーブル類の使用を抑え、良好に温度調整できる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、電力を受給する受給器（３１）を有し、受給した電力によって駆動する温度調整装置（３０）と、受給器（３１）とは非接触状態で受給器（３１）に電力を供給する供給器（４１）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、ケーブル類の使用が抑えられ、良好に温度調整することができる。

本発明の第２の態様に従えば、基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、温度を検出する温度検出装置（３４）と、温度検出装置（３４）の検出結果に基づいて温度を調整する温度調整装置（３０）と、温度検出装置（３４）の検出信号を送信する第１送信器（３６）と、第１送信器（３６）とは非接触状態で第１送信器（３６）からの検出信号を受信する第１受信器（４６）と、第１受信器（４６）で受信した検出信号に基づいて、温度調整装置（３０）に制御信号を送信する制御装置（７）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、ケーブル類の使用が抑えられ、良好に温度調整することができる。

本発明の第３の態様に従えば、基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、温度を調整する温度調整装置（３０）と、温度調整装置（３０）を制御するための制御信号を送信する第２送信器（４７）と、第２送信器（４７）とは非接触状態で第２送信器（４７）からの制御信号を受信する第２受信器（３７）とを備え、温度調整装置（３０）は、第２受信器（３７）で受信した制御信号に応じて動作する露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第３の態様によれば、ケーブル類の使用が抑えられ、良好に温度調整することができる。

本発明の第４の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、良好に温度調整された露光装置を用いて基板を露光することができる。

本発明によれば、ケーブル類の使用が抑えられ、良好に温度調整できる露光装置を用いて基板を露光することができ、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ３と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、マスクステージ３に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系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４に保持されている基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（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。なお、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。

また、露光装置ＥＸは、温度を調整する温調システム３０と、温調システム３０に電力を供給する電力供給装置４０とを備えている。温調システム３０は、電力供給装置４０から供給される電力によって駆動する。

露光装置ＥＸは、床面上に設けられたベースＢＰと、そのベースＢＰ上に設置されたメインフレーム２とを備えている。照明系ＩＬは、メインフレーム２の上部に固定された支持フレーム２Ｆにより支持されている。照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明するものである。照明系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Ｆ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。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。

マスクステージ３は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置３Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、マスクステージ定盤３Ｂ上で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ３は、エアベアリング３Ａによりマスクステージ定盤３Ｂの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。マスクステージ定盤３Ｂは、メインフレーム２の内側に向かって突出する上側支持部２Ａに防振装置３Ｓを介して支持されている。マスクステージ３（ひいてはマスクＭ）の位置情報はレーザ干渉計３Ｌによって計測される。レーザ干渉計３Ｌは、マスクステージ３上に設けられた移動鏡３Ｋを用いてマスクステージ３の位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計３Ｌの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置３Ｄを駆動し、マスクステージ３に保持されているマスクＭの位置制御を行う。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影するものであって、複数の光学素子を有している。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。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。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

投影光学系ＰＬの複数の光学素子は鏡筒５で保持されている。鏡筒５はフランジ５Ｆを有しており、投影光学系ＰＬはフランジ５Ｆを介してメインコラム５Ｂに支持されている。メインコラム５Ｂは、メインフレーム２の内側に向かって突出する下側支持部２Ｂに防振装置５Ｓを介して支持されている。

そして、本実施形態においては、温調システム３０は、防振装置５Ｓによって支持されたメインコラム５Ｂに取り付けられている。温調システム３０は、メインコラム５Ｂに取り付けられ、このメインコラム５Ｂの温度を調整する。

基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板ホルダ４Ｈに基板Ｐを保持した状態で、基板ステージ定盤４Ｂ上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ４は、エアベアリング４Ａにより基板ステージ定盤４Ｂの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。基板ステージ定盤４Ｂは、ベースＢＰに防振装置４Ｓを介して支持されている。基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報はレーザ干渉計４Ｌによって計測される。レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４に設けられた移動鏡４Ｋを用いて基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。なお、基板ホルダ４Ｈは、基板ステージ４上に設けられた凹部４Ｒに配置されており、基板ステージ４のうち凹部４Ｒ以外の上面４Ｆは、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面と基板ステージ４の上面４Ｆとの間に段差があってもよい。

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、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い最終光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たす液浸システム１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に投影している間、液浸システム１を用いて、露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たす。露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと露光光ＥＬの光路Ｋに満たされた液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影して、基板Ｐを露光する。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

液浸システム１は、露光光ＥＬの光路Ｋの近傍に設けられ、その光路Ｋに対して液体ＬＱを供給するための供給口１２と液体ＬＱを回収するための回収口２２とを有するノズル部材７０を備えている。本実施形態においては、ノズル部材７０は、露光光ＥＬの光路Ｋを囲むように環状に設けられており、供給口１２は、ノズル部材７０のうち、露光光ＥＬの光路Ｋを向く内側面に設けられ、回収口２２は、ノズル部材７０のうち、基板Ｐの表面と対向する下面に設けられている。また、回収口２２には多孔部材（メッシュ）が配置される。ノズル部材７０は、支持装置６０に支持されている。支持装置６０は、メインフレーム２の下側支持部２Ｂに接続されている。ノズル部材７０は、支持装置６０を介してメインフレーム２の下側支持部２Ｂに支持されている。

液浸システム１の動作は制御装置７に制御される。制御装置７は、液浸システム１を制御して、供給口１２を用いた液体供給動作と回収口２２を用いた液体回収動作とを並行して行うことで、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＦＬと、その最終光学素子ＦＬと対向する位置に配置された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成する。本実施形態においては、露光装置ＥＸは、最終光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋに満たされた液体ＬＱが、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部の領域に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。なお、液浸領域ＬＲは、基板Ｐ上のみならず、投影光学系ＰＬの像面側において、最終光学素子ＦＬの下面と対向する位置（直下の位置）に配置された物体上、例えば基板ステージ４の少なくとも一方にも形成可能である。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを走査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）である。基板Ｐを露光するときには、制御装置７は、最終光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たすように基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成した状態で、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向（例えばＹ軸方向）に同期移動しつつ、マスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影する。

次に、図２を参照しながら温調システム３０及び電力供給装置４０について説明する。図２（Ａ）は温調システム３０が設けられたメインコラム５Ｂの側面図、図２（Ｂ）は平面図である。図２に示すように、温調システム３０は、電力を受給する受給器３１と、受給器３１で受給した電力によって駆動する複数の温調器３２とを備えている。本実施形態においては、受給器３１は、メインコラム５Ｂの所定位置に設けられている。本実施形態においては、受給器３１は、メインコラム５Ｂの側面に１つ設けられている。温調器３２は、メインコラム５Ｂ上の複数の所定位置のそれぞれに取り付けられており、メインコラム５Ｂの温度を調整する。図２（Ｂ）に示すように、本実施形態においては、複数の温調器３２は、メインコラム５Ｂの上面に一様に配置されている。また、受給器３１と温調器３２のそれぞれとは導電性のケーブル３３で接続されており、受給器３１で受給された電力は、ケーブル３３を介して複数の温調器３２のそれぞれに送られる。

電力供給装置４０は、受給器３１に電力を供給するものであり、支持機構４２を介して、メインフレーム２の下側支持部２Ｂに固定されている。本実施形態の電力供給装置４０は、例えば特開平６−６９９３号公報に開示されているような、受給器３１とは非接触状態で、この受給器３１に電力を供給する供給器４１を備えている。本実施形態においては、温調器３２は、供給器４１を有する電力供給装置４０に対して複数設けられており、電力供給装置４０の供給器４１より受給器３１に対して供給された電力は、ケーブル３３を介して複数の温調器３２のそれぞれに分配される。

また、温調器３２のそれぞれの近傍には、温度を検出する温度センサ３４が設けられている。温度センサ３４は、メインコラム５Ｂの温度を検出するものであって、温調器３２は、温度センサ３４の検出結果に基づいて、メインコラム５Ｂの温度を調整する。

図３は温調システム３０及び電力供給装置４０の一例を示すブロック図である。図３において、供給器４１は、受給器３１とは非接触状態で、受給器３１に電力を供給する。なお、図３の一点鎖線は、非接触又は分離状態であることを示している。供給器４１には、第１制御器４８が接続され、第１制御器４８には制御装置７が接続されている。また、第１制御器４８には、電源からの電力が供給される。

第１制御器４８は、電源（例えば商用電源２００Ｖ又は１００Ｖ）を、パワートランジスタースイッチなどで高周波励磁させる。高周波励磁された電圧は、供給器４１の電磁誘導コイルに送られる。供給器４１の電磁誘導コイルとしては、Ｅ型コア又はポットコアが適用できる。また、受給器３１も電磁誘導コイルを備えており、受給器３１の電磁誘導コイルとしては、供給器４１の電磁誘導コイルに対応して、Ｅ型コア又はポットコアが適用できる。受給器３１の電磁誘導コイルからの高周波は、第２制御器３８の整流回路で整流され、パワースイッチ等を経て、温調器３２に駆動電力として供給される。

図４は温度器３２を示す図である。本実施形態においては、温調器３２はペルチェ素子を含み、メインコラム５Ｂを冷却可能である。温調器３２の近傍には温度センサ３４が設けられており、温調器３２は温度センサ３４の検出結果に基づいて、メインコラム５Ｂの温度を調整する。

ペルチェ素子を含む温調器３２は、第１金属板３２Ａと第２金属板３２Ｂとの接合部に電流を流すことによって、第１金属板３２Ａ及び第２金属板３２Ｂの一方から他方へ熱を移動させる。本実施形態では、第１金属板３２Ａが吸熱側、第２金属板３２Ｂが放熱側となっており、吸熱側である第１金属板３２Ａがメインコラム５Ｂに接続されている。したがって、温調器３２に所定の電力（電流）を供給ことにより、メインコラム５Ｂが冷却される。

図４に示す例では、温度センサ３４の検出結果に基づいて、温調器３２にケーブル３３を介して供給される電力（電流）の値を調整可能な制御器３４Ｓが設けられており、温調器３２、温度センサ３４、及び制御器３４Ｓが一体となってモジュール化されている。すなわち、これら温調器３２、温度センサ３４、及び制御器３４Ｓを含む温調モジュール３９に電力を供給することで、目標温度に応じて、温調モジュール３９がメインコラム５Ｂの温度調整を行うことができる。

本実施形態の温調システム３０は、温調モジュール３９の制御器３４Ｓを用いて、温調器３２の動作を制御する。電力供給装置４０は、供給器４１より、受給器３１に対して温調器３２を駆動するための電力を供給する。制御器３４Ｓには目標温度が予め記憶されており、制御器３４Ｓは、温度センサ３４の検出結果に基づいて、メインコラム５Ｂの温度が目標温度となるように、温調器３２に送る電力（電流）を調整する。このように、温調器３２、温度センサ３４、及び制御器３４Ｓをモジュール化することで、温調システム３０は、電力供給装置４０の供給器４１から受給器３１に供給された電力を用いて、メインコラム５Ｂの温度を調整することができる。

メインコラム５Ｂを温調システム３０を用いて温度調整することで、メインコラム５Ｂの熱変形を抑えることができる。また、メインコラム５Ｂの温度を調整することで、メインコラム５Ｂの温度変化に起因して、露光光ＥＬの光路や各種計測光の光路の温度変化が生じるといったことを抑えることができる。

また、複数の温調器３２に付随して設けられた制御器３４Ｓのそれぞれは、個別に目標温度を設定することができる。例えば、複数の温調器３２に付随して設けられた制御器３４Ｓのそれぞれの目標温度を異ならせることもできる。例えば、メインコラム５Ｂに温度分布が発生している場合には、高熱領域（例えば投影光学系ＰＬの近傍の領域）に設けられている温調器３２の目標温度を、他の温調器３２の目標温度よりも僅かに低くしておくことにより、結果的には、メインコラム５Ｂの温度を均一化できる。また、必要に応じて、メインコラム５Ｂに温度分布を持たせることもできる。

以上説明したように、温調システム３０に対して、電力供給装置４０から非接触で電力を供給するようにしたので、ケーブル類の使用を低減することができ、ケーブル類の動きに起因するメインコラム５Ｂの振動の発生を抑えることができる。所定部材（ここでは下側支持部２Ｂ）に固定されている電力供給装置４０と、防振装置によって支持されている部材（ここではメインコラム５Ｂ）上の温調システム３０とをケーブル類を介して接続した場合、ケーブル類の動きによってメインコラム５Ｂに振動が発生する可能性がある。メインコラム５Ｂは、露光光ＥＬが通過又は照射される光学素子を有する投影光学系ＰＬを支持しており、メインコラム５Ｂが振動することによって投影光学系ＰＬが振動すると、露光精度が劣化する可能性がある。本実施形態では、防振装置５Ｓによって支持されているメインコラム５Ｂの温度を調整するための温調システム３０に、非接触で電力を供給するので、メインコラム５Ｂの振動の発生を抑えることができる。また、ケーブル類の使用を低減し、振動の発生を抑えることで、メインコラム５Ｂに対する防振装置５Ｓのアクティブ防振（制振）制御を円滑に行うことができる。

また、ケーブル類を使用する場合、そのケーブル類の耐久性が低いと、頻繁にメンテナンスを行う必要が生じる等、作業効率が低下する可能性があるが、本実施形態においては、ケーブル類の使用が低減されているので、作業効率の低下を抑制することができる。また、ケーブル類の使用を減らすことにより、省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態においては、温調器３２は、メインコラム５Ｂの複数の所定位置のそれぞれに設けられているので、そらら各温調器３２を制御することで、メインコラム５Ｂの温度を良好に均一化したり、あるいは所望の温度分布に調整することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図５（Ａ）は温調システム３０が設けられたメインコラム５Ｂの側面図、図５（Ｂ）は平面図である。上述の第１実施形態同様、本実施形態においても、温調システム３０は、電力を受給する受給器３１と、受給器３１で受給した電力によって駆動する複数の温調器３２とを備えている。受給器３１は、メインコラム５Ｂの所定位置（側面）に１つ設けられている。温調器３２は、メインコラム５Ｂ上の複数の所定位置のそれぞれに取り付けられており、メインコラム５Ｂの温度を調整する。複数の温調器３２は、メインコラム５Ｂの上面に一様に配置されている。また、受給器３１と温調器３２のそれぞれとは導電性のケーブル３３で接続されており、受給器３１で受給された電力は、ケーブル３３を介して複数の温調器３２のそれぞれに送られる。

電力供給装置４０は、支持機構４２を介して、メインフレーム２の下側支持部２Ｂに固定されている。電力供給装置４０は、受給器３１とは非接触状態で、この受給器３１に電力を供給する供給器４１を備えている。電力供給装置４０の供給器４１より受給器３１に対して供給された電力は、ケーブル３３を介して複数の温調器３２のそれぞれに分配される。

温調器３２のそれぞれの近傍には、温度を検出する温度センサ３４が設けられている。また、本実施形態においては、温度センサ３４の検出信号は、ケーブル３５を介して第１送信器３６に送られる。第１送信器３６は、受給器３１の近傍に設けられており、温度センサ３４の検出信号を、供給器４１の近傍に設けられた第１受信器４６に送信可能である。第１受信器４６は、第１送信器３６とは非接触状態で、第１送信器３６からの温度センサ３４の検出信号を受信する。

図６は第２実施形態に係る温調システム３０及び電力供給装置４０の一例を示すブロック図である。図６において、供給器４１は、受給器３１とは非接触状態で、受給器３１に電力を供給する。なお、図６の一点鎖線は、非接触又は分離状態であることを示している。供給器４１には、第１制御器４８が接続され、第１制御器４８には制御装置７が接続されている。また、第１制御器４８には、電源からの電力が供給される。

電力供給装置４０の第１制御器４８には、第１受信器４６が接続されている。第１受信器４６は、第１送信器３６からの温度センサ３４の検出信号を、第１送信器３６とは非接触状態で受信する。第１受信器４６は、第１送信器３６と対向する位置に設けられており、第１送信器３６から受信した信号（すなわち温度センサ３４の検出信号）を、制御装置７に出力する。ここで、温度センサ３４の検出信号３４は、温調システム３０に設けられた第２制御器３８に出力され、その第２制御器３８を介して、第１送信器３６に送られる。

また、制御装置７は、第１受信器４６で受信した温度センサ３４の検出信号に基づいて、温調器３２に制御信号を送信することができる。制御装置７は、制御信号を第１制御器４８を介して第２送信器４７に送信する。第２送信器４７は、温調器３２を制御するための制御信号を、温調システム３０に設けられた第２受信器３７に送信可能である。第２受信器３７は、第２送信器４７と対向する位置に設けられており、第２送信器４７とは非接触状態で、第２送信器４７からの制御信号を受信する。第２受信器３７は、第２送信器４７から出力された制御信号を、第２制御器３８に出力し、第２制御器３８は、制御信号を温調器３２に送ることができる。

第１送信器３６及び第１受信器４６は、赤外線等を用いたフォトカプラー又は微弱電波を使用した電波送受信器を含む。赤外線等を用いたフォトカプラー又は微弱電波を使用した電波送受信器は、非接触状態で、信号を送受信することができる。又、第１送信器３６及び第１受信器４６は、二種類以上の周波数を用いたり、周波数変調を与えることができ、信号を重畳して送受信することも可能である。第２送信器３７及び第２受信器４７も、第１送信器３６及び第１受信器４６とほぼ同等であり、非接触状態で、信号を送受信することができる。

図７は温度器３２を示す図である。温調器３２はペルチェ素子を含んでおり、メインコラム５Ｂを冷却可能である。温調器３２の近傍には温度センサ３４が設けられており、温調器３２は温度センサ３４の検出結果に基づいて、メインコラム５Ｂの温度を調整する。

図７に示す例では、温度センサ３４の検出結果に基づいて、温調器３２にケーブル３３を介して供給される電力（電流）の値を調整可能な制御器３４Ｓが設けられており、温調器３２、温度センサ３４、及び制御器３４Ｓが一体となってモジュール化されている。

本実施形態においては、温度センサ３４の検出結果が、第１送信器３６及び第１受信器４６を介して制御装置７に出力される。制御装置７は、目標温度となるように、第１受信器４６で受信した温度センサ３４の検出信号に基づいて、温調器３２に制御信号を送信する。本実施形態においては、制御装置７は、制御信号を温調器３２の制御器３４Ｓに送信する。例えば、制御装置７は、温度センサ３４の検出結果に基づいて、目標温度となるように、制御器３４Ｓを用いて、温調器３２に供給される電力の量を調整する。あるいは、制御装置７は、温度センサ３４の検出結果に基づいて、目標温度となるように、供給器４１から受給器３１を介して温調器３２に供給する電力の量を調整する。

また、制御装置７（又は温調システム３０の第２制御器３８）は、複数の温調器３２に付随して設けられた温度センサ３４のそれぞれの検出結果に応じて、各温調器３２のそれぞれに供給される電力の量を調整することができる。こうすることにより、例えばメインコラム５Ｂの温度を均一化できたり、あるいは所望の温度分布を持たせることができる。

また、制御装置７は、複数の温調器３２に付随して設けられた制御器３４Ｓに、目標設定温度を送信することができる。これにより、制御器３４Ｓにおいては、目標温度が更新される。また、複数の温調器３２に付随して設けられた制御器３４Ｓのそれぞれの目標温度を異ならせることもできる。こうすることにより、例えば、メインコラム５Ｂに温度分布を持たせることができる。また、メインコラム５Ｂに温度分布が発生している場合には、高熱領域（例えば投影光学系ＰＬの近傍の領域）に設けられている温調器３２の目標温度を、他の温調器３２の目標温度よりも僅かに低くするといった制御を行うこともできる。

以上説明したように、制御信号及び検出信号を非接触で送受信するようにしたので、ケーブル類の使用を低減することができ、ケーブル類の動きに起因するメインコラム５Ｂの振動の発生を抑えることができる。

なお、第２実施形態において、温調器３２（温調システム３０）に電力を蓄えることができるバッテリを搭載し、基板Ｐを露光するときなどにおいては、供給器４１からの電力供給を行うことなく、バッテリの電力で温調器３２を駆動するようにしてもよい。そして、非接触状態で制御信号及び検出信号の送受信を行い、目標温度となるように、温調器３２の動作を制御してもよい。バッテリに電力を蓄える場合には、非接触で充電してもよいし、電源とバッテリとを接触させてもよい。基板Ｐの露光処理時及び所定の計測処理時以外のタイミングで充電作業を行えば、露光処理及び計測処理に与える影響を低減できる。

なお、第２実施形態において、第１送信器３６と第１受信器４６との間の信号の送受信、及び第２送信器４７と第２受信器３７との間の信号の送受信と、受給器３１及び供給器４１との間の電力の供給及び受給とを、重畳的に行うことも可能である。また、通信器と受信器とに電力供給及び受給可能な機能を持たせ、送信器と受信器との間で、非接触状態で、電力の供給及び受給動作と、信号の送信及び受信動作とを、重畳的に行うようにしてもよい。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、温度を検出する温度センサ３４の検出結果に基づいて、温調器３２の動作が制御されるが、必ずしも温度センサ３４は必要ではない。例えば、予め温調器３２に供給する電力（電流）の量と、そのときの温調器３２の温度（例えば第１金属板３２Ａの温度）との関係が予め求められている場合には、制御装置７は、その関係に基づいて、温調器３２（第１金属板３２Ａ）が所望の温度となるように、供給する電力（電流）の量を調整するようにしてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。上述のように、温調器３２は、第２金属板３２Ｂが放熱側であり、周囲の温度変化をもたらす可能性がある。そこで、図８に示すように、メインコラム５Ｂに取り付けられた温調器３２又はその近傍に気体を供給する気体供給装置５０を設けることができる。これにより、供給した気体によって、温度上昇した第２金属板３２Ｂを冷却することができ、温調器３２の周囲の温度上昇した気体を、気体供給装置５０より供給した気体（風）によって排除することができる。

＜第４実施形態＞
また、図９に示すように、メインコラム５Ｂに取り付けられた温調器３２を覆うようにカバー部材６０を設けることができる。これにより、温調器３２から発生した熱が、温調器３２の周囲の環境に与える影響を抑えることができる。

＜第５実施形態＞
更に、図１０に示すように、気体供給装置５０が温調器３２とカバー部材６０との間に気体を供給するようにしてもよい。これにより、より一層、周囲への熱の影響を抑えることができる。

なお、上述の各実施形態においては、供給器４１及び受給器３１は１組であるが、複数の温調器３２に応じた数の組の供給器４１及び受給器３１を設けてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、温調システム３０の温調器３２は、メインコラム５Ｂの上面に取り付けられているが、もちろん、下面や側面に取り付けることもできる。

また、上述の各実施形態においては、温調システム３０の温調器３２は、露光光ＥＬが通過又は照射される光学素子を保持する鏡筒５を支持するメインコラム５Ｂに取り付けられるが、鏡筒５に温調器３２を取り付けることもできる。

なお、上述の各実施形態では、メインコラム５Ｂに取り付けられた温調システム３０に非接触で電力を供給しているが、例えば、防振装置３Ｓに支持されているマスクステージ定盤３Ｂに温調システム３０を取り付ける場合には、その温調システム３０に非接触で電力を供給することができるし、その温調システム３０との間で非接触で通信することができる。同様に、防振装置４Ｓに支持されている基板ステージ定盤４Ｂに温調システム３０を取り付け、その温調システム３０に非接触で電力を供給することができるし、その温調システム３０との間で非接触で通信することができる。

また、露光光ＥＬが通過又は照射される光学部材を含む照明系ＩＬを保持するハウジングに温調器３２を設けてもよいし、露光光ＥＬが通過又は照射されるマスクＭを保持するマスクステージ３、あるいは露光光ＥＬが照射される基板Ｐを保持する基板ステージ４に温調器３２を設けてもよい。特に、マスクステージ駆動装置３Ｄによって移動するマスクステージ３や、基板ステージ駆動装置４Ｄによって移動する基板ステージ４に温調システム３０を取り付けた場合、非接触で電力を供給したり、あるいは信号の送受信を行うことで、ステージの動きの妨げを抑えつつ、温度調整することができる。

もちろん、メインフレーム２の所定位置や、支持フレーム２Ｆの所定位置に温調システム３０を設けてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、温調システム３０として、所定部材を冷却する場合を例にして説明したが、もちろん、所定部材を暖める温調システム３０であってもよい。

なお、上述の各実施形態においては、温調システム３０がペルチェ素子を含み、そのペルチェ素子と温度調整対象である部材とを接触させることで、その部材の温度調整を行っているが、温調システム３０としては、例えば、露光装置ＥＸが置かれている温度（環境）を調整するための空調系であってもよく、その空調系との間で、非接触状態で、電力の供給及び受給を行ったり、信号の送信及び受信を行うようにしてもよい。また、温調システム３０としては、例えばステージ駆動装置に含まれているリニアモータ等のアクチュエータを温度調整するために、冷媒を供給する冷媒供給系であってもよい。そして、その冷媒供給系との間で、非接触状態で、電力の供給及び受給を行ったり、信号の送信及び受信を行うようにしてもよい。

なお、上述の実施形態において、光路Ｋを満たす液体ＬＱは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ_２レーザである場合、このＦ_２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ_２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬ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ＰＬや基板Ｐ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（例えばセダー油）を用いることも可能である。また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。

また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子の物体面側の光路も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。

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。

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、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、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し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているような複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。

また、上述の実施形態においては、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、本発明は、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

また、上述の実施形態においては、光路Ｋを液体ＬＱで満たす液浸型の露光装置を例にして説明したが、光路Ｋを液体ＬＱで満たさずに気体で満たす通常のドライ型露光装置であってもよい。

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。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。

また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

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。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１１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。

第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る温度調整装置を示す図である。 第１実施形態に係る温度調整装置及び電力供給装置を示すブロック図である。 第１実施形態に係る温度調整装置の要部を示す図である。 第２実施形態に係る温度調整装置を示す図である。 第２実施形態に係る温度調整装置及び電力供給装置を示すブロック図である。 第２実施形態に係る温度調整装置の要部を示す図である。 第３実施形態に係る温度調整装置を示す図である。 第４実施形態に係る温度調整装置を示す図である。 第５実施形態に係る温度調整装置を示す図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。

符号の説明

１…液浸システム、３…マスクステージ、３Ｄ…マスクステージ駆動装置、４…基板ステージ、４Ｄ…基板ステージ駆動装置、５…鏡筒、５Ｂ…メインコラム、５Ｓ…防振装置、７…制御装置、３０…温調システム、３１…受給器、３２…温調器、３４…温度センサ、３６…第１送信器、３７…第２受信器、４０…電力供給装置、４１…供給器、４６…第１受信器、４７…第２送信器、５０…気体供給装置、６０…カバー部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＦＬ…最終光学素子、Ｍ…マスク、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系

Claims (19)

1. 基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
   電力を受給する受給器を有し、前記受給した電力によって駆動する温度調整装置と、
   前記受給器とは非接触状態で前記受給器に電力を供給する供給器とを備えた露光装置。
2. 前記温度調整装置は、前記供給器を有する電力供給装置に対して複数設けられ、
   前記電力供給装置は、前記複数の温度調整装置のそれぞれに電力を分配する請求項１記載の露光装置。
3. 温度を検出する温度検出装置を有し、
   前記温度調整装置は、前記温度検出装置の検出結果に基づいて温度を調整する請求項１又は２記載の露光装置。
4. 前記温度検出装置の検出信号を送信する第１送信器と、
   前記第１送信器とは非接触状態で前記第１送信器からの検出信号を受信する第１受信器と、
   前記第１受信器で受信した検出信号に基づいて、前記温度調整装置に制御信号を送信する制御装置とを備えた請求項３記載の露光装置。
5. 基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
   温度を検出する温度検出装置と、
   前記温度検出装置の検出結果に基づいて温度を調整する温度調整装置と、
   前記温度検出装置の検出信号を送信する第１送信器と、
   前記第１送信器とは非接触状態で前記第１送信器からの検出信号を受信する第１受信器と、
   前記第１受信器で受信した検出信号に基づいて、前記温度調整装置に制御信号を送信する制御装置とを備えた露光装置。
6. 前記温度検出装置は前記温度調整装置近傍に設けられている請求項３〜５のいずれか一項記載の露光装置。
7. 前記温度調整装置を制御するための制御信号を送信する第２送信器と、
   前記温度調整装置に設けられ、前記第２送信器とは非接触状態で前記第２送信器からの制御信号を受信する第２受信器とを備えた請求項３〜６のいずれか一項記載の露光装置。
8. 基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、
   温度を調整する温度調整装置と、
   前記温度調整装置を制御するための制御信号を送信する第２送信器と、
   前記第２送信器とは非接触状態で前記第２送信器からの制御信号を受信する第２受信器とを備え、
   前記温度調整装置は、前記第２受信器で受信した制御信号に応じて動作する露光装置。
9. 前記温度調整装置は、当該露光装置の所定部材に取り付けられ、前記所定部材の温度を調整する請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
10. 前記温度調整装置は、ペルチェ素子を含む請求項９記載の露光装置。
11. 前記温度調整装置は、前記露光光に対して動く部材に取り付けられる請求項９又は１０記載の露光装置。
12. 前記温度調整装置は、所定の駆動装置によって移動する部材に取り付けられる請求項９〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
13. 前記温度調整装置は、防振装置によって支持された部材に取り付けられる請求項９〜１２のいずれか一項記載の露光装置。
14. 前記温度調整装置は、前記露光光が通過又は照射される物体を支持する第１部材、又は前記第１部材を支持する第２部材に取り付けられる請求項９〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
15. 前記露光光が通過又は照射される光学部材を備え、
    前記物体は、前記光学部材を含む請求項１４記載の露光装置。
16. 前記所定部材に取り付けられた前記温度調整装置又はその近傍に気体を供給する気体供給装置を備えた請求項９〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
17. 前記所定部材に取り付けられた前記温度調整装置を覆うように設けられたカバー部材を有する請求項１６記載の露光装置。
18. 前記気体供給装置は、前記温度調整装置と前記カバー部材との間に気体を供給する請求項１７記載の露光装置。
19. 請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
    

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