JP2007287824A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑え、基板を良好に露光できる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、露光光の照射領域ＡＲを覆うように基板Ｐ表面に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成可能な液浸装置と、一のショット領域Ｓの露光のための走査開始位置において基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在するか否かを判断し、判断に基づいて露光時の基板Ｐの走査速度を決定する決定装置と、決定に従って基板Ｐを移動する移動装置４とを備えている。
【選択図】図３

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。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、下記特許文献に開示されているような、基板上に液体の液浸領域を形成し、その液体を介して基板を露光する液浸露光装置が知られている。
特開２００５−２７７０５３号公報

液浸領域に対して基板を移動しつつ露光する場合、例えば基板のエッジ近傍で液体中に泡が生成される可能性がある。生成された泡が露光光の光路上に配置されると、露光不良が発生し、基板に形成されるパターンに欠陥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、露光不良の発生を抑え、基板を良好に露光できる露光装置、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）を所定方向に走査しつつ基板（Ｐ）上に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）表面のショット領域（Ｓ）を露光する露光装置において、露光光（ＥＬ）の照射領域（ＡＲ）を覆うように基板（Ｐ）表面に液体（ＬＱ）の液浸領域（ＬＲ）を局所的に形成可能な液浸装置（７０）と、一のショット領域（Ｓ）の露光のための走査開始位置において基板（Ｐ）のエッジ（Ｅｇ）が液浸領域（ＬＲ）内に存在するか否かを判断し、判断に基づいて露光時の基板（Ｐ）の走査速度を決定する決定装置（７）と、決定に従って基板（Ｐ）を移動する移動装置（４）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、露光不良の発生を抑え、基板を良好に露光することができる。

本発明の第２の態様に従えば、基板（Ｐ）を所定方向に移動しつつ基板（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、基板（Ｐ）のエッジ（Ｅｇ）の周囲に該エッジ（Ｅｇ）との間で所定のギャップ（Ｇ）を形成するように配置され、基板（Ｐ）の表面と略同一面となる所定面（４Ｆ）を有する所定部材（４）と、露光光（ＥＬ）の照射領域（ＡＲ）を覆うように基板（Ｐ）表面に液体（ＬＱ）の液浸領域（ＬＲ）を局所的に形成可能な液浸装置（７０）と、基板（Ｐ）と所定部材（４）とを一緒に移動する移動装置（４Ｄ）と、基板（Ｐ）表面のエッジ（Ｅｇ）近傍の第１ショット領域（Ｓｅ）を露光するときに、ギャップ（Ｇ）で発生した液体（ＬＱ）中の泡が露光光（ＥＬ）の光路（Ｋ）上に配置されないように移動装置（４Ｄ）による基板（Ｐ）の移動条件を設定する制御装置（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、露光不良の発生を抑え、基板を良好に露光することができる。

本発明の第３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３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造できる。

本発明によれば、露光不良の発生を抑え、基板を良好に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。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す図、図２は図１の要部を示す拡大図である。

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を保持する基板ホルダ４Ｈを有し、基板ホルダ４Ｈに基板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。制御装置７には、露光に関する各種情報を記憶した記憶装置８が接続されている。

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）が塗布されたものを含み、マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。また、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。

本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつマスクＭのパターン像を基板Ｐ上に投影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、水平面内においてマスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、水平面内においてＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向（非走査方向）、Ｘ軸及びＹ軸方向に垂直で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向を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。

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の像面近傍の露光光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。液浸システム１の動作は制御装置７に制御される。液浸システム１は、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の下面と、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する。本実施形態では、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

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。また、本実施形態の露光装置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上だけでなく、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に配置された物体上、例えば基板ステージ４の一部などにも形成可能である。

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、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（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おり、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。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。

また、本実施形態の投影光学系は、最終光学素子ＦＬの像面側の光路を液体で満たしているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているような、最終光学素子ＦＬ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。

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、ベース部材ＢＰ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。

図１及び図２に示すように、基板ホルダ４Ｈは、基板ステージ４に設けられた凹部４Ｒに配置されている。基板ステージ４は、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面と略同一面となる上面４Ｆを有している。基板ステージ４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）となるような平坦面である。基板ステージ４の上面４Ｆは、基板ホルダ４Ｈに保持された基板ＰのエッジＥｇの周囲に、その基板ＰのエッジＥｇとの間で所定のギャップＧを形成するように配置される。本実施形態においては、ギャップＧは、０．１〜１．０ｍｍ程度である。制御装置７は、基板ステージ駆動装置４Ｄを駆動して、基板ステージ４と基板Ｐとを一緒に移動する。

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。

図２に示すように、液浸システム１は、投影光学系ＰＬの最終光学素子ＦＬと、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋを液体ＬＱで満たすことによって、基板Ｐ上での露光光ＥＬが照射される領域である投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを覆うように、基板Ｐの表面に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成可能である。液浸システム１は、最終光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光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及び液体ＬＱを回収するための回収口２２を有するノズル部材７０と、供給管１３の流路、及びノズル部材７０の内部に形成された供給流路１４を介して供給口１２に液体ＬＱを供給する液体供給装置１０と、ノズル部材７０の回収口２２から回収された液体ＬＱを、ノズル部材７０の内部に形成された回収流路２４、及び回収管２３の流路を介して回収する液体回収装置２０とを備えている。供給口１２と供給管１３の流路とはノズル部材７０の供給流路１４を介して接続されており、回収口２２と回収管２３の流路とはノズル部材７０の回収流路２４を介して接続されている。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、液体ＬＱを供給する供給口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、液体ＬＱを回収する回収口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、本実施形態においては、回収口２２には多孔部材（メッシュ）２５が配置されている。

液体供給装置１０は、供給する液体ＬＱの温度を調整する温度調整装置、液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えており、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。液体回収装置２０は、真空系、及び回収タンク等を備えており、液体ＬＱを回収可能である。液体供給装置１０及び液体回収装置２０の動作は制御装置７に制御される。液体供給装置１０から送出された液体ＬＱは、供給管１３の流路、及びノズル部材７０の供給流路１４を流れた後、供給口１２より露光光ＥＬの光路Ｋに供給される。また、液体回収装置２０を駆動することにより回収口２２から回収された液体ＬＱは、ノズル部材７０の回収流路２４を流れた後、回収管２３の流路を介して液体回収装置２０に回収される。制御装置７は、液浸システム１を制御して、液体供給装置１０による液体供給動作と液体回収装置２０による液体回収動作とを並行して行うことで、基板Ｐ上に液浸領域ＬＲを形成する。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。

図３は、液浸領域ＬＲと基板Ｐを保持した基板ステージ４との位置関係の一例を示す図である。図３に示すように、基板Ｐ上には露光対象領域であるショット領域Ｓが複数マトリクス状に設定されている。露光装置ＥＸは、マスクＭと基板ＰとをＹ軸方向（走査方向）に同期移動しつつ基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射して、基板Ｐ表面のショット領域Ｓを順次露光する。本実施形態においては、露光光ＥＬが照射される領域である投影領域ＡＲは、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット状（矩形状）である。基板Ｐ表面のショット領域Ｓを露光するとき、制御装置７は、投影領域ＡＲ及びそれを覆う液体ＬＱの液浸領域ＬＲに対して基板ＰをＹ軸方向に走査しつつ、液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射する。また、少なくとも基板Ｐを露光しているとき、制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌを用いて、基板Ｐを保持した基板ステージ４の位置情報をモニタする。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌを用いて基板ステージ４の位置情報をモニタしつつ、基板ステージ４の移動を制御する。

例えば、基板Ｐ上の所定のショット領域Ｓを露光するとき、制御装置７は、基板ステージ４を制御し、図４（Ａ）の模式図に示すように、その所定のショット領域Ｓを走査開始位置に配置する。換言すれば、制御装置７は、投影領域ＡＲが所定ショット領域Ｓの露光を開始するための走査開始位置に配置されるように、基板ステージ４の位置調整を行う。そして、その所定のショット領域Ｓに対する走査開始位置に投影領域ＡＲを配置した後、制御装置７は、基板ステージ４を制御して、投影領域ＡＲに対して基板Ｐを所定速度ＶでＹ軸方向に移動する。投影領域ＡＲに対して基板ＰをＹ軸方向に移動することにより、図４（Ｂ）に示すように、投影領域ＡＲが露光終了位置に配置され、その所定のショット領域Ｓの露光が終了する。制御装置７は、１つのショット領域の露光終了後に、基板Ｐ（基板ステージ４）をステッピング移動して次のショット領域を走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Ｐを移動しながら各ショット領域を順次走査露光する。

なお、図４に示した、走査開始位置での投影領域ＡＲとショット領域Ｓとの位置関係、及び露光終了位置での投影領域ＡＲとショット領域Ｓとの位置関係は一例である。例えば、助走区間を設けた場合、走査開始位置においては、投影領域ＡＲがショット領域Ｓの外側に配置されたり、あるいは投影領域ＡＲの一部とショット領域Ｓとが重複する位置関係となる場合もある。同様に、走査終了位置において、投影領域ＡＲがショット領域Ｓの外側に配置されたり、あるいは投影領域ＡＲの一部とショット領域Ｓとが重複する位置関係となる場合もある。

本実施形態においては、制御装置７は、一のショット領域の露光のための走査開始位置において基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在するか否かを判断し、その判断に基づいて露光時の基板Ｐの移動速度（走査速度）Ｖを決定する。そして、基板ステージ４は、制御装置７の決定に従って基板Ｐを保持して移動する。

制御装置７は、一のショット領域の露光のための走査開始位置において基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在する場合に、他のショット領域の露光のための走査開始位置において基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在しない場合よりも遅い移動速度を決定する。

すなわち、図５に示すように、例えば基板Ｐ表面の中央付近のショット領域（以下適宜、中央ショット領域、と称する）Ｓｃなど、あるショット領域の露光のための走査開始位置において、基板ＰのエッジＥｇ（ひいてはギャップＧ）が液浸領域ＬＲ内に存在しない場合、換言すれば、中央ショット領域Ｓｃの露光のための走査開始位置において、液浸領域ＬＲの全てが基板Ｐ上に形成されている場合には、制御装置７は、第１速度Ｖ１で基板ＰをＹ軸方向に移動する。

一方、例えば図６に示すように、基板Ｐ表面のエッジＥｇ近傍のショット領域（以下適宜、エッジショット領域、と称する）Ｓｅなど、あるショット領域の露光のための走査開始位置において、基板ＰのエッジＥｇ（ひいてはギャップＧ）が液浸領域ＬＲ内に存在する場合、換言すれば、エッジショット領域Ｓｅの露光のための走査開始位置において、液浸領域ＬＲが基板Ｐ表面と基板ステージ４の上面４Ｆとに跨るようにして形成されている場合には、制御装置７は、第１速度Ｖ１よりも遅い第２速度Ｖ２で基板ＰをＹ軸方向に移動する。

なお、図５及び図６に示した、走査開始位置での投影領域ＡＲとショット領域Ｓとの位置関係は一例である。例えば、助走区間を設けた場合、走査開始位置においては、投影領域ＡＲがショット領域Ｓの外側に配置されたり、あるいは投影領域ＡＲの一部とショット領域Ｓとが重複する位置関係となる場合もある。

図７の模式図に示すように、基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在する場合、すなわちギャップＧ上に液浸領域ＬＲが形成された状態で基板Ｐを移動する場合、ギャップＧにおいて液体ＬＱ中に泡（気泡）が生成される可能性がある。基板Ｐの移動速度を高速化するほど、気泡が生成される可能性は高くなる。

そこで本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐ表面のエッジＥｇ近傍のエッジショット領域Ｓｅを露光するときに、ギャップＧで発生した液体ＬＱ中の気泡が露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置されないように、基板ステージ４による基板Ｐの移動条件を設定する。ここで、エッジショット領域Ｓｅとは、上述のように、投影領域ＡＲが露光開始位置に配置されたときに液浸領域ＬＲの少なくとも一部が基板Ｐ表面の外側に配置されるショット領域を言う。

また、移動条件は、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動速度、及び移動方向を含み、上述のように、本実施形態においては、制御装置７は、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動速度Ｖ２を、中央ショット領域Ｓｃを露光するときの基板Ｐの移動速度Ｖ１よりも遅くする。これにより、ギャップＧで気泡が生成されるのを抑制することができる。

制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌのモニタ情報に基づいて、露光開始位置において基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在するか否かを判断することができる。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌのモニタ情報に基づいて、基板Ｐ上のショット領域Ｓ、及び基板ＰのエッジＥｇの位置情報を求めることができる。また、液浸領域ＬＲは、投影光学系ＰＬの像面側の光路Ｋを満たすように形成されており、液浸領域ＬＲの位置（例えばレーザ干渉計４Ｌによって規定される座標系内における位置）はほぼ固定されている。また、その液浸領域ＬＲの大きさ及び形状に関する情報は、実験やシミュレーション等によって予め求めておくことができる。例えば、液浸領域ＬＲの大きさ及び形状が、液浸条件に応じてほぼ一義的に定まる場合、実験やシミュレーション等によって予め求めておくことができる。ここで、液浸条件とは、例えば供給口１２からの単位時間当たりの液体供給量、回収口２２を介した単位時間当たりの液体回収量、ノズル部材７０の構造、及び液体ＬＱの物性（基板に対する接触角、粘性等）等を含む。液浸領域ＬＲの大きさ及び形状に関する情報を予め求めておくことにより、その液浸領域ＬＲの大きさ及び形状に関する情報、ひいては液浸領域ＬＲのエッジの位置情報（レーザ干渉計４Ｌによって規定される座標系内における位置情報）を記憶装置８に予め記憶することができる。すなわち、記憶装置８は、液浸領域ＬＲのエッジの位置情報（レーザ干渉計４Ｌによって規定される座標系内における位置情報）を予め記憶しておくことができる。したがって、制御装置７は、記憶装置８の記憶情報と、レーザ干渉計４Ｌのモニタ情報とに基づいて、液浸領域ＬＲのエッジとショット領域Ｓ及び基板ＰのエッジＥｇとの位置関係、ひいては基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在するか否かを判断することができる。このように、制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果に基づいて、基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲ内に存在するか否かを判断することができる。

また、制御装置７は、エッジショット領域Ｓｅを露光するときに、液浸領域ＬＲが基板Ｐ表面から基板Ｐ表面の外側の基板ステージ４の上面４Ｆに移動するように、基板Ｐと基板ステージ４とを一緒に移動することで、液体ＬＱ中の気泡が露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置されるのを抑制することができる。

図８は、液浸領域ＬＲが基板ステージ４の上面４Ｆから基板Ｐ表面に移動するように基板Ｐ及び基板ステージ４を移動した場合の気泡の挙動を示す模式図である。例えば、図８（Ａ）の模式図に示すように、ギャップＧで気泡が発生した場合において、液浸領域ＬＲが上面４Ｆから基板Ｐ表面に移動するように基板Ｐを移動した場合、図８（Ｂ）の模式図に示すように、基板Ｐの移動によって、ギャップＧで発生した気泡は、最終光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置される可能性がある。

図９は、液浸領域ＬＲが基板Ｐ表面から基板ステージ４の上面４Ｆに移動するように基板Ｐ及び基板ステージ４を移動した場合の気泡の挙動を示す模式図である。図９（Ａ）の模式図に示すように、ギャップＧで気泡が発生した場合において、液浸領域ＬＲが基板Ｐ表面から基板Ｐ表面の外側の上面４Ｆに移動するように基板Ｐを移動した場合、図９（Ｂ）の模式図に示すように、ギャップＧで発生した気泡は、最終光学素子ＦＬと基板Ｐ（ショット領域Ｓ）との間の露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置されず、例えば最終光学素子ＦＬと上面４Ｆとの間に配置されたり、あるいは露光光ＥＬの光路Ｋから離れる方向に移動する。

以上説明したように、露光開始位置において基板ＰのエッジＥｇが液浸領域ＬＲに存在するか否かを判断し、その判断に基づいて露光時の基板Ｐの移動速度（走査速度）を決定するようにしたので、基板ＰのエッジＥｇ近傍（ギャップＧ）での気泡の発生を抑えることができる。

また、エッジショット領域Ｓｅを露光するときに、液浸領域ＬＲが基板Ｐ表面から基板Ｐ表面の外側の基板ステージ４の上面４Ｆに移動するように、基板Ｐと基板ステージ４とを一緒に移動することで、液体ＬＱ中の気泡が、最終光学素子ＦＬと基板Ｐ（エッジショット領域Ｓｅ）との間の露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置されるのを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
ところで、上述の第１実施形態においては、気泡の発生を抑制するために、基板Ｐの移動条件として、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動速度を調整しているが、気泡の発生のしやすさは、例えば基板Ｐの表面状態に応じて変化する可能性がある。ここで、基板Ｐの表面状態とは、液体ＬＱに対する接触角を含む。例えば、基板Ｐの表面を形成する膜を変えることにより、基板Ｐの表面状態を変えることができる。基板Ｐの表面を形成する膜としては、感光材の膜、あるいはトップコート膜と呼ばれる感光材の膜を液体ＬＱから保護する機能等を有する膜、あるいは反射防止膜等の各種機能膜が挙げられる。また、例えば基板Ｐの表面の膜を形成するときの形成条件（例えば熱条件、膜厚条件）等を含む各種プロセス条件を変えることによっても、基板Ｐの表面状態（液体ＬＱに対する接触角）を異ならせることができる。

制御装置７は、基板Ｐの表面状態に応じて、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動条件を設定することができる。基板Ｐの表面状態と基板Ｐの移動条件と気泡の発生状態（発生のしやすさの度合い）との関係は、実験又はシミュレーション等で予め求めておくことができ、記憶装置８は、基板Ｐの表面状態と基板Ｐの移動条件と気泡の発生状態（発生のしやすさの度合い）との関係を予め記憶しておくことができる。したがって、制御装置７は、記憶装置８の記憶情報に基づいて、気泡の発生を抑制するように、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動条件を設定することができる。

例えば、基板Ｐの表面状態によっては、エッジショット領域Ｓｅと中央ショット領域Ｓｃとのそれぞれを露光するときで、基板Ｐの移動速度を変えなくても、ギャップＧでの気泡の発生を抑制することができる可能性がある。また、基板Ｐの表面状態によっては、エッジショット領域Ｓｅを露光するときに、液浸領域ＬＲが基板ステージ４の上面４Ｆから基板Ｐ表面に移動するように基板Ｐを移動しても、ギャップＧでの気泡の発生を抑制することができる可能性がある。

このように、制御装置７は、基板Ｐの表面状態に応じて、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動速度、移動方向等を適宜最適化し、決定することができる。

また、基板Ｐの表面状態と、その周囲に配置された上面４Ｆの表面状態との関係に応じて、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動条件（移動速度、移動方向）を決定するようにしてもよい。例えば、基板Ｐ表面の液体ＬＱに対する接触角と、基板ステージ４の上面４Ｆの液体ＬＱに対する接触角との差に基づいて、エッジショット領域Ｓｅを露光するときの基板Ｐの移動速度、移動方向を決定するようにしてもよい。また、ギャップＧでの気泡の発生を抑制するために、基板ステージ４の上面４Ｆの液体ＬＱに対する接触角を決定するようにしてもよい。また、基板Ｐ表面の液体ＬＱに対する接触角を、上面４Ｆの液体ＬＱに対する接触角よりも大きくしたり、あるいは逆に小さくするようにしてもよい。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、基板ＰのエッジＥｇ近傍（ギャップＧ）での気泡の発生を抑えたり、あるいは基板ＰのエッジＥｇ近傍（ギャップＧ）で気泡が発生しても、その気泡が最終光学素子ＦＬと基板Ｐ（ショット領域Ｓ）との間の露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置されることを抑えるために、基板Ｐの移動条件を調整（最適化）しているが、基板Ｐの移動条件を調整することで、例えば基板ＰのエッジＥｇ（あるいは上面４Ｆ）からの液体ＬＱ中への物質（溶出物）の溶出を抑えたり、あるいは溶出物が発生したとしても、その溶出物が最終光学素子ＦＬと基板Ｐ（ショット領域Ｓ）との間の露光光ＥＬの光路Ｋ上に配置されることを抑制することができる。例えば、基板ＰのエッジにＨＭＤＳからなる膜、あるいはトップコート膜等、所定の機能膜を形成した場合、それら機能膜の材料特性に応じて、溶出物の発生を抑えるように、基板Ｐの移動条件を最適化するようにしてもよい。

なお、上述の各実施形態においては、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面と、その基板ＰのエッジＥｇの周囲に配置された基板ステージ４の上面４Ｆとはほぼ面一であるが、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。

なお、上述の実施形態の液体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。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。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。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で光学素子ＦＬを形成してもよい。

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マルチ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。

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１０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。 図１の要部を拡大した断面図である。 基板を保持した基板ステージと液浸領域との関係を説明するための図である。 ショット領域を露光する動作を説明するための模式図である。 中央ショット領域を露光する動作を説明するための模式図である。 エッジショット領域を露光する動作を説明するための模式図である。 ギャップ上に液浸領域が形成されている状態を示す模式図である。 エッジショット領域を露光する動作の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るエッジショット領域を露光する動作を示す模式図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…液浸システム、４…基板ステージ、４Ｄ…基板ステージ駆動装置、４Ｆ…上面、７…制御装置、８…記憶装置、Ｅｇ…エッジ、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｇ…ギャップ、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、Ｐ…基板、Ｓ…ショット領域、Ｓｃ…中央ショット領域、Ｓｅ…エッジショット領域

Claims (12)

1. 基板を所定方向に走査しつつ前記基板上に露光光を照射して前記基板表面のショット領域を露光する露光装置において、
   前記露光光の照射領域を覆うように前記基板表面に液体の液浸領域を局所的に形成可能な液浸装置と、
   一のショット領域の露光のための走査開始位置において前記基板のエッジが前記液浸領域内に存在するか否かを判断し、前記判断に基づいて露光時の基板の走査速度を決定する決定装置と、
   前記決定に従って前記基板を移動する移動装置と、を備えた露光装置。
2. 前記決定装置は、一のショット領域の露光のための走査開始位置において前記基板のエッジが前記液浸領域内に存在する場合に、他のショット領域の露光のための走査開始位置において前記基板のエッジが前記液浸領域内に存在しない場合よりも遅い走査速度を決定する請求項１記載の露光装置。
3. 前記基板のエッジの周囲に該エッジとの間で所定のギャップを形成するように配置され、前記基板の表面と略同一面となる所定面を有する所定部材を備え、
   前記移動装置は、前記ギャップで発生した前記液体中の泡が前記露光光の光路上に配置されないように前記基板と前記所定部材とを一緒に移動する請求項１又は２記載の露光装置。
4. 基板を所定方向に移動しつつ前記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、
   前記基板のエッジの周囲に該エッジとの間で所定のギャップを形成するように配置され、前記基板の表面と略同一面となる所定面を有する所定部材と、
   前記露光光の照射領域を覆うように前記基板表面に液体の液浸領域を局所的に形成可能な液浸装置と、
   前記基板と前記所定部材とを一緒に移動する移動装置と、
   前記基板表面のエッジ近傍の第１ショット領域を露光するときに、前記ギャップで発生した前記液体中の泡が前記露光光の光路上に配置されないように前記移動装置による前記基板の移動条件を設定する制御装置と、を備えた露光装置。
5. 前記移動条件は、前記第１ショット領域を露光するときの前記基板の移動速度を含む請求項４記載の露光装置。
6. 前記制御装置は、前記第１ショット領域を露光するときに、前記液浸領域が前記基板表面から該基板表面の外側に移動するように前記基板を移動する請求項５記載の露光装置。
7. 前記制御装置は、前記第１ショット領域を露光するときの前記基板の移動速度を、前記第１ショット領域とは異なる第２ショット領域を露光するときの前記基板の移動速度よりも遅くする請求項５又は６記載の露光装置。
8. 前記制御装置は、前記基板の表面状態に応じて、前記第１ショット領域を露光するときの前記基板の移動条件を設定する請求項４記載の露光装置。
9. 前記基板の表面状態と前記移動条件と前記泡の発生状態との関係を予め記憶した記憶装置を備え、
   前記制御装置は、前記記憶装置の記憶情報に基づいて、前記第１ショット領域を露光するときの前記基板の移動条件を設定する請求項８記載の露光装置。
10. 前記基板の表面状態は、前記液体に対する接触角を含む請求項８又は９記載の露光装置。
11. 前記第１ショット領域は、前記照射領域が前記第１ショット領域の露光を開始するための露光開始位置に配置されたときに前記液浸領域の少なくとも一部が前記基板表面の外側に形成されるショット領域である請求項４〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
12. 請求項１〜請求項１１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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