JP2008124194A - 液浸露光方法および液浸露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液浸露光装置において、液浸液が接触する表面（基板やその基板とほぼ同面な面を有する補助部材など）の撥液性が均一ではなく、撥液度の分布が少なからず存在する。そのため、従来のステージ移動経路が、最短時間で移動できる経路とは限らなくなった。
【解決手段】 ステージ移動によって液浸液が接触する表面の撥液度分布をもとに、ステージの移動時間が最短になる経路を算出し、その経路に沿ってステージ移動を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、投影光学系の最終レンズ面と基板の表面との間を液体に浸漬し、投影光学系及び液体を介して基板に露光する、いわゆる液浸露光方法および液浸露光装置に関するものである。

レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によって基板等に露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度であるとともに経済的な露光装置がますます要求されている。このような状況にあって、高解像度の要請に応えるための一手段として液浸露光が注目されている。液浸露光では、投影光学系の基板側の媒質を液体にすることによって、投影光学系の開口数（ＮＡ）を増加させる。投影光学系のＮＡは媒質の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθで表される。従って、空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質を満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。液浸露光は、このようにＮＡを大きくすることによって、結果として、プロセス定数ｋ１と光源の波長λによって表される露光装置の解像度Ｒ（Ｒ＝ｋ１（λ／ＮＡ））を小さくしようとする（高解像度化する）ものである。

液浸露光においては、投影光学系の最終面と基板の表面との間の光路空間に局所的に液浸液を充填するローカルフィル方式が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、ローカルフィル方式においては、投影光学系の最終レンズ面と基板の表面との狭い隙間で液浸液を循環させるため、液浸液の供給および回収がうまくいかない場合がある。つまりは、ステージ移動時において液浸液の供給および回収のバランスがくずれ、以下のような現象が生じることがある。
（１）液浸液が最終レンズ面下に保持しきれずに周囲に飛散して基板上やステージに設置された測定センサ上などに残留してしまう。
（２）液浸液の膜界面が不安定になり、液浸液に気泡が混入する。
これらの現象により、（１）において、基板上の残留の場合は、プロセス上の問題から露光欠陥を招く可能性があり、また測定センサ上の残留の場合は、計測誤差が生じて露光精度の悪化がする可能性がある。さらに、（２）の場合は投影光学系特性が損なわれることを意味しており、露光精度の悪化さらには、露光欠陥を招く可能性がある。

係る課題を解決するために、投影光学系の最終面と基板の表面との間の周囲をガスで囲い、液体を封じ込める方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法によれば、投影光学系の最終レンズ面と基板の表面との間に液浸液が保持出来ずに周囲へ飛散することを極力抑制できる。
再公表特許ＷＯ９９／４９５０４号公報 特開２００４−２８９１２６号公報

しかしながら、特許文献２の構成の有無に関わらず、基板が所定の距離を移動する際に一定速度以上で移動させると、液浸液が最終レンズ面下の空間から周囲へ飛び出してしまう。そして、さらに速度が上がると、基板上や測定センサ上に液浸液が残留してしまう。つまり、ある一定の速度以上でステージを移動させた場合、基板もしくはステージ上の測定センサ上に液浸液が取り残されてしまう。以下、液浸液が最終レンズ面下の空間から周囲へ残留しない最大のステージ移動速度を限界速度と称する。この限界速度は基板の移動距離に依存し、移動距離が長くなる程、限界速度は小さくなる傾向があること分かっている。さらに、移動する際に液浸液が接する表面の撥液度に依存し、撥液度が低い程、限界速度は小さくなる傾向があることも分かっている。つまり、限界速度は移動距離と移動面の撥液度で決まるパラメータである。

液浸露光装置では、液浸液を最終レンズ下面に保持することが優先されるために、移動動作では常に限界速度以下に抑える必要がある。このことにより、特に以下の移動動作時の移動時間が、非液浸タイプの露光装置に比べ非常に長くなってしまう。その一つとして、最初の露光ショットへの露光動作直前の移動動作であり、例えば位置決め基準を計測する計測動作後から最初の露光ショットへの移動動作である。また、２つめとしては最終露光ショットに対する露光直後の動作であり、例えば最終レンズ下面で移動するステージを交換するための移動動作である。さらに、様々な露光パラメータを計測するための移動動作も含まれる。これらの移動動作は露光動作に比べ比較的長い移動距離を必要とすることが特徴である。これらの長距離移動での移動時間が長くなってしまうことにより、基板を処理する全体の時間が長くなり、つまりは装置全体のスループットを低下させてしまうという課題が生じる。このような事情もあり、液浸露光装置では、非液浸タイプの露光装置に比べて、スループットを高くすることが難しいとされている。

また、別の側面として以下のような課題がある。つまり、基板上に塗布されたレジストは、純水などの液浸液と化学的に反応しやすく、場合によっては露光および現像の段階で欠陥となる場合がある。そのため、基板上のレジストは極力液浸液と触れない露光プロセスが望まれている。

本発明は、以上述べてきたような課題の少なくとも一部を解決することによりスループットや露光欠陥を改善する液浸露光装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の液浸露光方法は、液体が接触する基板および該基板の外周を囲むように設けられた部材の表面の撥液度分布にもとづいて、ステージの移動経路を決定し、該移動経路にしたがって前記ステージの移動を行うことを特徴としている。

また別の観点で本発明の液浸露光方法は、液体が接触する領域に応じて決定されたステージの限界速度にもとづいて、ステージの移動経路を決定し、該移動経路にしたがって前記ステージの移動を行うことを特徴としている。

ここで、移動経路の決定の際には、ステージの移動時間がなるべく短くなるように決定するのが望ましい。

また別の観点で本発明の液浸露光方法は、基板の露光レイアウトを作成するレイアウト作成ステップと、レイアウト作成ステップの結果に基づいて、基板を搭載したステージの移動経路候補を作成する経路作成ステップと、前記経路作成ステップの結果に基づいて、前記ステージが移動経路候補の経路にしたがって移動する際の移動距離を算出する移動距離算出ステップと、前記液体が接触する基板および該基板の周囲に設けられた部材の表面の撥液度分布を算出する分布算出ステップと、前記経路作成ステップ、前記移動距離算出ステップおよび分布算出ステップの結果に基づいて、前記移動経路候補の中からステージの移動時間が相対的に短い経路を決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定した経路にしたがって前記ステージを移動する移動ステップとを備えることを特徴としている。

また別の観点では本発明の液浸露光方法は、非露光時に液体を供給した状態でステージを移動する液浸露光装置における液浸露光方法であって、前記液体が接触する領域の重心を前記基板上から前記基板外へ退出させる第１工程と、前記液体が接触する領域の重心が前記基板上を通過しないように前記ステージを迂回させる第２工程とを備えることを特徴としている。

また別の観点では本発明の液浸露光方法は、非露光時に液体を供給した状態でステージを移動して、前記液体をステージから他の部材へ引き渡す液浸露光装置における液浸露光方法であって、液体が基板上の最終露光ショット領域から基板外の液体引き渡し部まで移動するときに、基板上を通過する液体の軌跡の面積が、前記最終露光ショット領域から前記液体引き渡し部までを結ぶ直線上を液体が通過した場合に基板上を通過する液体の軌跡の面積よりも小さくなるように、前記ステージの移動経路を決定することを特徴としている。

または別の観点では本発明の液浸露光方法は、基板の外周を囲むように前記ステージ上に設けられた部材とを備え、非露光時に液体を供給した状態でステージを移動する液浸露光装置における液浸露光方法であって、前記露光方法は前記液体が接触する領域が基板の前記外周部を跨ぐ際に、前記基板の中心から前記遮光部材の遮光方向に延びた経路に沿って前記領域を通過するように、前記ステージが移動することを特徴としている。

本発明によれば、液浸露光装置におけるスループットや露光欠陥が改善される。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

以下、添付図面を参照して、第１実施例による露光装置を説明する。なお、同一の参照符号にアルファベットを設けたものは、アルファベットのない参照符号で総括されるものとする。

図１は、第１実施例による液浸露光装置１の構成例を示す概略断面図である。液浸露光装置１は、投影光学系３０の基板４０側にある最終レンズ下面（最終光学素子）と基板４０との間に供給される液体Ｌを介して、レチクル２０に形成された回路パターンを基板４０に露光（転写）する液浸型の投影露光装置である。尚、露光方式としては、ステップアンドリピート方式及びステップアンドスキャン方式のいずれを採用してもよい。

図１に示すように、液浸露光装置１は照明装置１０、マスキングブレード１５、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５、投影光学系３０を有する。また、液浸露光装置１はさらに、基板の外周を囲むように設けられ、基板４０および基板４０と略同一高さの面を有する補助部材（以下、同面板と呼ぶ）４１と、それらを載置するウエハステージ４５とを有する。また、ステージの位置を計測する測長部５０（５２、５４、５５、５６，５８）、ステージ制御部６０、液浸制御部７０、液体給排装置１００（１１０、１４０、１４２、１６０、１６２）を有する。ここで、図１では同面板４１はウエハステージ４５と別体構造で示されているが、本発明の趣旨から一体構造のものでも構わない。

ステージ制御部６０は、干渉計（５４、５８）と反射鏡（５２，５６，５８）で構成される測長部５０の出力に基づいて、レチクルステージ２５とウエハステージ４５の駆動制御を行う。液浸制御部７０は、ウエハステージ４５の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向といった情報をステージ制御部６０から取得して、これらの情報に基づいて、液浸露光に係る制御を行う。例えば、液浸制御部７０は、液体Ｌの供給及び回収の切り替え、停止、供給及び回収する液体Ｌの量などを制御する制御指令を液体給排装置１００の液体供給装置１４０や液体回収装置１６０に与える。そして、液浸ノズル１１０で、液浸液Ｌの供給と回収を同時に行い、最終レンズ下面に液膜を保持している。

次に、投影光学系３０の最終レンズ面下で移動するウエハステージを交換する際のウエハステージの動きについて、図２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は、２つのウエハステージ（ＷＳ１及びＷＳ２）を有して計測領域と露光領域でウエハの並列処理が行える露光装置のステージ動作を説明する図である。

計測領域では、アライメントスコープ２０２を用いたウエハ４０ｂとウエハステージ４５ｂの位置関係の測定、フォーカススコープ２０１を用いたウエハ４０ｂの面形状及び光軸方向のフォーカス計測が行われる。一方、露光領域では、ウエハ４０ａとレチクル２０の位置関係が計測された後、レチクルパターンがショット毎にウエハ４０ａに露光転写される。

図２では露光領域でステージ４５ａ（ＷＳ１）がウエハ４０ａの位置決めを行っており、それと並行して計測領域でステージ４５ｂ（ＷＳ２）がウエハ４０ｂの位置決めを行っている。そして、お互いのウエハ処理が終了した時点で、図３に示すように、ステージＷＳ１がステージＷＳ２に隣接する位置に移動する。この際、ステージＷＳ１とステージＷＳ２とは０．１〜１ｍｍ程度の微小な隙間を保った状態で移動し、最終レンズ面下を移動するステージが、ステージＷＳ１からステージＷＳ２へ交換される。ステージＷＳ１とステージＷＳ２とが隣接する部分（すなわち、液体をステージＷＳ１からステージＷＳ２に引き渡すための引き渡し部）の周辺には撥液処理が施されており、液浸液はステージ間の微小な隙間に入りこまない。そのため、最終レンズ面下に液浸液を保持したままステージＷＳ１とステージＷＳ２の交換が行える。

本実施例では２つのウエハステージが計測領域と露光領域で並列処理が可能な露光装置を一例に挙げているが、並列処理を行わないタイプの露光装置にも適用が可能であり、この構成に制限されるものではない。

次に、本発明に基づくステージ移動方法に関して図４〜図８を用いて以下に説明する。図４は、本発明に基づくステージ移動を行うまでの流れであり、本発明の特徴を最も良く表しているものである。図４に記載される流れにそって説明する。

まず、液膜が接触し得る領域（以下、液膜接触領域と呼ぶ）における撥液度分布を算出しておく（Ｓ２０１）。このステップ（Ｓ２０１）で算出される撥液度分布の一例を図５に示す。図５において、液膜接触領域は、ハッチング表記された同面板４１上と、白抜き表記されたウエハ４０上である。通常、液浸液の液膜保持の観点より、同面板４１上は撥液処理を施し、撥液度が高い状態に保たれている。ウエハ４０上は、プロセスによって色々な撥液度が想定されるが、一般的には撥液度は中程度で同面板４１より低い。つまり、図５では、高撥液領域（同面板４１領域）と中撥液領域（ウエハ４０領域）で構成された撥液度分布を示していることになる。次に、ウエハ（基板）上に露光を行う単位であるショットのレイアウトを決定する（Ｓ２０２）。これは、露光転写する回路パターンの大きさや、１枚のウエハに配置するショット数などを配慮して決めるレイアウトである。またこのステップ（Ｓ２０２）で、どのショットからどのような順番で露光を行い、最終的にどのショットで露光を終了するかも決定される。

その後、決定されたショットレイアウトに基づいて、各移動動作の移動経路の候補が任意な数作成される（Ｓ２０３）。特に、最初のショットを露光する直前の移動動作や、最終ショットを露光した直後の移動動作は、各ショット間の移動動作に比べ、移動距離も長く移動経路の自由度も高いため、移動経路候補が複数挙がる可能性が高い。ここで、移動経路候補は設計者等によって作成されるものだけでなく、一定の計算アルゴリズムで作成されるものも含まれる。

次に、移動経路候補ごとに対応する移動距離が算出される（Ｓ２０４）。
次に、移動経路候補ごとの移動距離と、経路に最大のステージ移動速度、つまり限界速度を算出する（Ｓ２０５）。移動経路表面の撥液度を考慮して、液浸液が最終レンズ面下の空間から周囲へ残留しない限界速度の算出方法を以下に述べる。限界速度は、移動距離と移動経路表面の撥液度によって変化し、概念的には図６のような関係を示すことが分かっている。大雑把に表現すれば、移動距離が長くなると限界速度は小さくなり、撥液度が大きい程限界速度は大きくなる傾向にある。図６の関係に基づき、移動経路候補ごとの移動距離と経路上の撥液度から限界速度が算出される。

さらに、各経路候補の移動距離および限界速度から、経路候補ごとの移動時間が算出でき、それらを比較することにより相対的に短い時間で移動できる経路が決定される（Ｓ２０６）。

その後、これらのステップ（Ｓ２０１〜Ｓ２０６）から決定されたより移動経路に基づいて、ステージ移動が行われる（Ｓ２０７）
以上が、本発明に基づくステージ移動までのフローであるが、本発明を実施しない場合との違いを明確にするため、図１０に本発明を実施しない場合におけるステージ移動までのフローを示す。最初にステージの最高速度を設定する（Ｓ１０１）。通常は、Ｘ方向とＹ方向各々の最高速度という形で設定する。その後、ウエハのショットレイアウトを決定する（Ｓ１０２）。そして、ショットレイアウトから求まる移動開始点と終了点とＸおよびＹ方向の最高速度から最短時間経路が算出される（Ｓ１０３）。そして、その経路でステージ移動を行う（Ｓ１０４）。

この図１０におけるフローで算出される最短時間移動経路の一例としては、移動開始点と終了点を直線で結んだ経路である。また、違う一例としては、Ｘ軸方向とＹ軸方向がともに最高速度で移動する区間と、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向のどちらか一方のみ最高速度で移動して、かつもう一方の方向は停止している区間との組合せで形成される経路である。例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向の最高速度が同じ場合は、液浸領域の軌跡はＸ軸方向に対して±４５度もしくは±１３５度のいずれかの方向の移動軌跡と、Ｘ軸方向もしくはＹ軸方向の移動軌跡との組合せとなる。これらのフローによって決定された、移動軌跡の一例が図７のＳ１１とＳ１２、および図８のＳ１３とＳ１５である。

図１０のフローでは、移動経路や液体が接触する領域によって移動可能なステージ速度の設定が変化しないという前提がある。そのため、移動開始点と終了点が決まった時点で、経路候補を作成するまでもなく、最短時間経路になるような経路を容易に逆算することが可能である。一方、図４のフローでは、撥液度分布によっては移動経路によって移動可能なステージ速度が大きく変化するという条件が加わっているため、移動最短時間経路を逆算するのではなく、移動経路候補から最適なものを選択するフローになっている。

ここで、ステージ最高速度とは、主にステージ起因での出しうる最高速度を意味しており、前述の限界速度とは定義が異なる。また、このステージ最高速度は、主に駆動系の要因で決まるパラメータであり、少なくとも撥液度や移動距離によって変化するものではないことを付け加えておく。

以下、図７および図８をもとに、具体的な移動経路を例にして詳細に説明していく。ここで、図７および図８の実線もしくは破線で示した矢印は、投影光学系３０の最終レンズにおける光軸中心がステージ上（同面板４０および基板４１）に投影して描くおおよその軌跡を示している。この軌跡は、液体が基板または同面板に接触する領域の軌跡ともいえる。

図３のように最終レンズ下面を移動するステージが交換された後、図７のように液浸液が保持された領域（以下、液浸領域と呼ぶ）がステージ上に軌跡を描く。言い換えると、図７の実線矢印は、図１、図２、図３に図示される液浸ノズル１１０のほぼ中心部の移動軌跡を示している。図７では、ウエハの位置決め基準を計測するための移動動作によって描かれる移動軌跡を示している。ステージ交換をする際に同面板上の液浸領域が通過する領域（図中、左上の突起部分。以下、液浸受け渡し領域と称す）から一方の基準マーク（２００Ｌ）上に移動して（Ｓ２１）計測を行う。そして、もう一方の基準マーク（２００Ｒ）上に移動して（Ｓ２２）計測を行うことで、位置決めの基準が計測される。その後、図８のようにウエハ上の最初のショットに移動を行う（Ｓ２３）。そして、各ショット決められた露光順序でショット間を移動する（不図示、Ｓ２４）。

最終ショットが終了した後には、図３のようなステージ交換動作に移るため、液浸受け渡し領域に移動する。以下に、この移動経路について具体的に説明する。図１０のフローに基づいて移動経路を決定すると図８におけるＳ１５のようになる。これに対して、本発明のフローである図４に基づいて移動経路を決定すると、一例として図８のＳ２５のようになる。まず、ウエハのレイアウトが決定し（Ｓ２０１）、移動動作経路の候補として、例えば経路（Ｓ１５、第１候補経路）とウエハ上を迂回する経路（Ｓ２５、第２候補経路）が挙がる（Ｓ２０２）。各経路（Ｓ１５，Ｓ２５）の移動距離も算出される。一例として、Ｓ１５経路の移動距離が３５０ｍｍであり、Ｓ２５経路の移動距離を４５０ｍｍとする。同時に、予め同面板４１とウエハ４０の撥液度を設定しておき、図５のような液膜接触領域の撥液度分布を算出しておく（Ｓ２０４）。この例では、ウエハ４０上は中撥液であり、同面板４１上は高撥液であると想定する。その後、Ｓ１５とＳ２５の移動距離と経路上の撥液度から、移動可能な限界速度を図６のような関係から算出する。例えば、Ｓ１５経路は大部分ウエハ４０上を通過することから、撥液度は中程度であり、移動距離３５０ｍｍの時は限界速度が２００ｍｍ／ｓ程度だとする。一方Ｓ２５経路は、全ての領域で同面板（４１）上を通過することから撥液度は高いため、例えば移動距離４５０ｍｍでも限界速度が４５０ｍｍ／ｓ程度であるとする。次に、各経路（Ｓ１５，Ｓ２５）の移動距離と限界速度の関係から、より短い時間で移動可能な経路が選択される（Ｓ２０６）。具体的には、Ｓ１５経路は１．７５ｓの移動時間が生じるのに対して、Ｓ２５経路では１ｓの移動時間しか生じず、Ｓ１５経路に対してＳ２５経路は大幅な移動時間短縮を可能としている。

上記説明では第１候補経路（Ｓ１５）と第２候補経路（Ｓ２５）を作成して、一方を選択する方法をとったが、作成する候補経路は２つ以上であってもよい。

また、撥液度分布または限界速度にもとづいて、移動の始点と終点を結ぶ直線上をステージが限界速度で移動したときの移動時間よりも短くなるように、移動経路を決定するようにしてもよい。この場合には複数の候補経路を作成してもしなくてもどちらでもよい。

この一例では、Ｓ２５の経路が短時間に移動できると判断されたが、条件次第では各経路の移動距離差の割に限界速度に差がなく、遠回りしている分、移動時間が長くなり、Ｓ１５経路の方が最適という判断になる場合もある。しかし、これまでの検討によると、ウエハ表面の撥液度が同面板表面よりも小さい場合は、ほとんどの場合でＳ２５経路のようにウエハ上を回避した経路の方が短時間で移動可能な経路となることが判明している。従来の経路のようにウエハ４０上を横切る経路に比べて、ウエハ４０上を回避した経路における移動時間が、撥液度等の条件次第では短縮される効果について前述したが、その他にも以下のような効果もある。つまり、ウエハ４０上に塗布されたレジストは、純水などの液浸液と化学的に反応しやすく、場合によっては露光および現像の段階で欠陥となる場合がある。そのため、ウエハ４０上のレジストは極力液浸液と触れない露光プロセスが望まれている。このことからも、ウエハ４０上を回避する経路は露光欠陥を抑制する意味でも、より最適な経路であるといえる。ここで、このような露光欠陥を抑制することを優先した経路を考えることも可能である。つまり一例としては、液浸液Ｌがウエハ４０表面に接触する積算面積を極力抑制した経路をとる構成が考えられる。積算面積とは、液浸液Ｌが接触する面積を時間積分したものである。また、ウエハ４０表面の各領域（各露光ショット）に関して液浸液Ｌが接触する積算面積がムラを抑制するように経路をとる構成も考えられる。つまり、従来の経路だと露光動作直後にウエハ４０上をまたぐ経路があるが、その経路により各ショットにおける液浸液Ｌが接触する積算面積の増大、さらには分布ムラを生じさせていることが課題となっている。図９は、最終ショット（ショット番号３９）露光した直後の液浸領域Ｌ（の重心）の移動軌跡を示したもので、露光欠陥を抑制することを優先した移動軌跡である。図中の点線は、液浸液Ｌ（の重心）がウエハ４０上から同面板４１上に移動する際に、液浸液Ｌの軌跡がウエハ中心から放射線状に伸ばした線上に沿っていることを説明した線である。つまり、液浸領域Ｌの水平面断面が円形である場合において、幾何学的に液浸液Ｌが接触する積算面積を最小にした経路（Ｓ９５）を図９が示しているといえる。これにより、従来の露光直後の経路（Ｓ１５）よりも、液浸液Ｌがウエハ４０表面に接触する積算面積そのものも抑制することが出来、さらには、ウエハ４０各領域に関しての積算面積の分布ムラも抑制出来、露光欠陥を抑制することが可能になっている。ここで、図９では、液浸領域Ｌの水平面断面が円形である前提で液浸領域Ｌの軌跡がウエハ４０中心から放射線状に伸ばした線上に沿って移動させたが、円形でない場合においては必ずしも図９の移動経路が最適ではない。その場合は、液浸領域がウエハに接触する積算面積の大きさ、もしくは各領域（各露光ショット）間の分布を考慮して、移動経路を決定するのが望ましい。上述の説明では積算面積として考えたが、液浸領域が基板上の最終ショット領域から引き渡し部まで移動するときに基板上を通過する液浸領域の軌跡の面積としても考えてもよい。なお、この軌跡の面積が、最終ショット領域から引き渡し部までを結ぶ直線上を液浸領域が通過した場合に基板上を通過する液体の軌跡の面積よりも小さくなるように、ステージの移動経路を決定してもよい。また、図８では液浸領域がウエハ４０上を回避した迂回経路でステージ移動を行う例を述べてきたが、液浸領域全てがウエハ４０上にかからない状態に限定されるものではない。つまり、液浸領域の一部がウエハ４０上にかかっていても、大部分が同面板上４１に接していれば、図６のような関係がある程度成り立つため、やはり限界速度は高くなる傾向にある。これまでの検討の結果によれば、液浸領域の半分の面積以上が同面板表面に接していれば、ウエハ４０上表面のみに接している状態に比べ、明らかに限界速度が高いという知見が得られている。

また、説明の都合上、移動限界速度について経路全体を同じ速度で移動する例について述べたが、経路を幾つかの領域に分けて、ある領域は速度を上げ、ある領域は速度を下げるなどの移動を行うことを前提にしても構わない。図６のような関係が移動中の速度を可変にした場合も含めて把握されていれば、より最適な経路を算出することが出来る。つまり、ここで算出される経路とは、最適な移動軌跡はもちろんのこと、最適な移動中の速度プロファイルも定義される。

ここまで、図６を用いて本発明の経路算出フローを述べてきたが、このフローは露光装置内の一部もしくは全てをオンラインで組み込んでも良い。また、フローの少なくとも一部をオフラインで計算しておいて、ステージ移動に反映しても構わない。例えば、前述のように、最終ショット露光直後の経路は、ウエハ表面の撥液度が同面板表面よりも小さい場合は、常にウエハ上を回避した経路（Ｓ２５）を通過するように設定しても構わない。

ここで、図１０のようなフローに基づく限り、Ｓ２５のような経路は取りえないし、逆に本発明のフローに基づくことで初めてＳ２５のような経路が取りえることを付け加えておく。すなわち、撥液度分布に基づいて、ステージの移動時間が、移動の開始点と終了点を結ぶ直線上を移動したときの移動時間よりも短くなるように、移動経路を決定することで概ねスループットを向上させることができる。

以上のように本実施例では、液体が接触する基板および基板の外周を囲むように設けられた部材の表面の撥液度分布にもとづいて、ステージの移動経路を決定し、この移動経路にしたがってステージの移動を行うようにしている。これにより、露光装置のスループットを向上させることができる。

また、撥液度分布を求めずに、液体が接触する領域に応じて決定された限界速度を直接求めて、その限界速度にもとづいてステージの移動経路を決定し、この移動経路にしたがってステージの移動を行うようにしてもよい。

さらに、本実施例では液体が接触する領域の重心を基板上から基板外へ退出させて、その後、液体が接触する領域の重心が基板上を通過しないように迂回させるようにする。これにより、露光欠陥を防ぐことができる。

第２実施例について図１１〜１４を用いて説明する。まずは、図１２を用いながら具体的な例をもとに説明する。

図１２は、液浸領域が移動可能な領域における図５とは異なる別の撥液度分布の一例を示したものである。図５では、同面板４１とウエハ４０との２種類の撥液度を有した分布図であったが、図１２はさらに親水領域４２を含む３種類の撥液度を有する分布となっている。この親水領域４２は、同面板４１上で、かつウエハ４０の外周部に近接する領域で生じ、撥液度が極端に低い。この領域は予め撥液処理を施したとしても、露光光が照射することにより親水化（撥液度の劣化）が生じてしまう。

これは、マスキングブレード１５（図１記載）の特性によるもので、露光光の照射もれと呼ばれている現象に起因するものである。つまり、マスキングブレード１５は、露光対象であるショット以外の領域に露光光を照射しないようにするための遮光板の役割をしており、露光動作に同期して遮光板を移動させて調整する。通常のマスキングブレード１５は、図１２におけるＸ軸とＹ軸方向に遮光可能な遮光板で構成されるのに対して、ウエハ４０は円形形状である。そのため、親水領域１１に相当する露光光の漏れ領域が存在することは避けられない。この露光光の漏れを抑制するため、Ｘ軸もしくはＹ軸に対し４５度方向に遮光可能なマスキングブレードを追加するなども考えられるが、マスキングブレードの構成が非常に複雑になり、信頼性・コスト等が課題となる。

ここで、マスキングブレード１５の特性から、ウエハ４０中心からマスキングブレード１５の遮光方向（ここではＸ軸またはＹ軸方向）に向かう経路周辺の領域における親水領域１１が相対的に小さいことが図より分かる。そのため、ウエハ４０の外周部を液浸領域が跨ぐ際には、ウエハ４０中心からマスキングブレード１５の遮光方向（ここではＸ軸またはＹ軸方向）への経路に沿って移動すると、親水領域４３の影響を低減することが可能になる。つまり、そのような移動を行えば、親水領域４３の撥液度の低さによって図６に基づく限界速度の極端な低下を避けることが出来る。ここで、遮光方向とは、マスキングブレードの移動とともに露光光を遮っていく方向であり、マスキングブレードの移動方向とは区別される。図１３は、これらの考え方に基づいてウエハ４０内側から同面板４１上へ移動する際における経路の一例を示した図である。図１０の従来フローに基づいた液浸領域の経路の一例はＳ３５であり、前述のように親水領域１１の特性を考慮した経路はＳ４５およびＳ５５である。また、図１４は、同様の考え方に基づいて、同面板４１上の基準マーク２００Ｒからウエハ４０内側へ移動する際における経路の一例を示している。Ｓ３３は従来フローに基づく経路であり、Ｓ４３およびＳ５３は本発明に基づく経路である。ここで、図１０のような従来フローに基づく限り、Ｓ４５、Ｓ５５およびＳ４３、Ｓ５３のような経路は取りえないし、逆に本発明のフローに基づくことで初めてＳ４５、Ｓ５５およびＳ４３、Ｓ５３の経路がとり得ることを付け加えておく。

図１１は本実施例におけるステージが移動するまでのフローを示している。

まず、ウエハ４０のショットレイアウトを決定する（Ｓ３０１）。そして、そのショットレイアウトを基に、マスキングブレード１５の駆動プロファイルが決定される（Ｓ３０２）。これに基づき、同面板上４１への露光光の漏れ領域が特定される。この露光光の漏れ領域は露光光の照射積算値によって撥液度が変化する。例えば、予め撥液処理されていれば、照射積算値が小さいうちは、撥液度が高く維持され、照射積算値が大きくなるにつれて撥液度が低下して親水化していく。そのため、露光光の漏れ領域の照射積算値を算出しておき（Ｓ３０４）、その値に基づき露光光の漏れ領域の親水度を算出する（Ｓ３０５）。そして、露光光漏れ領域の撥液度、予め設定される同面板上の撥液度、ウエハ上の撥液度をもとに撥液度分布が作成される（Ｓ３０６）。その後、各移動動作の経路候補を作成し（Ｓ３０７）、各経路候補の移動距離を算出（Ｓ３０８）しておく。次に、各移動経路候補における移動距離と撥液度情報をもとに図６のような関係をもとに移動限界速度を算出する（Ｓ３０９）。そして、各移動経路候補の移動限界速度と移動距離から、相対的に短い時間で移動できる経路を選択し（Ｓ３１０）、その経路に沿ってステージ移動を行う（Ｓ３１１）。

図１１を用いて本発明の経路算出フローを述べてきたが、このフロー全てを露光装置内にオンラインで組み込んでも良いし、フローの少なくとも一部をオフラインで計算しておいて、ステージ移動に反映しても構わない。例えば、ウエハのレイアウト構成が変化しても露光漏れ領域がほとんど変わらないと事前の計算で明らかになっていれば、オンライン上では常にＳ４５やＳ５５もしくは、Ｓ４３やＳ５３の経路を通過するように設定してもよい。

第３の実施例について、図１５を用いて説明する。本実施例では、実施例１および実施例２の発明形態を組合せた場合における液浸領域の移動経路一例を示したものである。

図１５では、図１２のような撥液分布を有している場合の、第２６ショットの下方付近から液浸受け渡し領域へ移動する際の移動経路を示している。破線で示したＳ６５の経路は、図１０に基づく従来フローに従った経路の一例であり、実線で示したＳ７５、Ｓ８５の経路は、図４に基づく本発明フローに従った経路の一例である。図１０の従来フローによると、ステージ速度は経路によらず最高速度が設定されるため、最短時間経路の一例としては、Ｓ６５のように移動開始点と移動終了点を結んだ直線の経路を通る。しかし、ウエハ表面の撥液度が同面板に比べ低いため、図６の関係より同面板上より低速での移動が強いられることが分かる。そのため、ウエハ上を回避したＳ７５もしくはＳ８５の経路が候補として挙がる。ウエハ上と同面板上との撥液度の違いによるＳ７５での限界速度の増加割合が、Ｓ６５とＳ７５もしくＳ８５との経路距離の割合よりも大きければＳ７５の方が短い時間で移動可能ということになる。例えば、Ｓ７５とＳ６５との距離比が１．５倍であり、一方撥液度の違いによる限界速度比が２倍であれば、Ｓ７５の経路はＳ６５の経路にくらべ０．７５倍の時間で移動可能である。よって、Ｓ７５の経路が最適ということになる。ここまでは、同面板上全体の撥液度とウエハの撥液度との違いのみ着目したが、次に露光光の照射漏れによる撥液劣化部（親水部）も考慮して、さらに最適な経路を求める。つまり、ウエハ外周部をどのように通過するかでＳ７５の経路とＳ８５の経路の候補が挙がる。ここでも図６のような関係より、撥液劣化部（親水部）を避けて通過する方がより高速で移動可能なり、移動距離の増加分とあわせて最短時間経路を選択する。このように様々な条件で検討を行うとウエハ上の撥液度が同面板の撥液度に比べ小さい場合は、ほとんどの場合Ｓ７５もしくはＳ８５の経路が最短時間経路になる。そのため、実際の装置上では、毎回これらの検討をしてから移動経路を決定するのではなく、条件が大きく変わらない時はＳ７５もしくはＳ８５の経路を設定しておくのでも構わない。

ここで、説明の都合上、経路をＳ８５やＳ８６と表現したが、Ｓ８５の経路終点での停止を必ずしも意味する訳でなく、Ｓ８５およびＳ８６の経路間を一定速度で接続移動しても構わない。前述したように、ここでの移動経路とは移動軌跡とあわせて、速度プロファイルも含めて定義される。そのため、Ｓ８５の経路終点で停止した方が経路全体の移動時間が短いのであれば停止すれば良いし、停止せずＳ８６の経路に接続する方がより移動時間が短いのであれば、停止せずに移動するのが望ましい。いずれにしても、図６のような関係をどれだけ詳細に把握して最適な経路を求めるかの違いであり、本発明の趣旨にはずれない。

次に、図１６及び図１７を参照して、上述の液浸露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図１７は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、液浸露光装置１によってレチクルパターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、液浸露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

また、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

液浸露光装置の全体図を示した図である。 ２つのウエハステージで並列処理が可能な露光装置におけるウエハステージ概略を示した図である。 ２つのウエハステージで並列処理が可能な露光装置におけるウエハステージの交換シーケンスの状態を示した図である。 第１の実施例におけるステージ移動するまでの流れを示した図である。 第１の実施例における撥液度分布を示した図である。 移動距離および撥液度と限界速度の関係を概略的に示した図である。 ステージ移動経路の一例を示した図である。 ステージ移動経路の一例を示した図である。 ステージ移動経路の一例を示した図である。 従来技術に基づくステージ移動するまでの流れを示した図である。 第２の実施例におけるステージ移動するまでの流れを示した図である。 第２の実施例における撥液度分布を示した図である。 ステージ移動経路の一例を示した図である。 ステージ移動経路の一例を示した図である。 ステージ移動経路の一例を示した図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図１６に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１ 液浸露光装置
１０ 照明装置
１５ マスキングブレード
２０ レチクル
２５ レチクルステージ
３０ 投影光学系
４０ 基板
４１ 同面板
４２ 撥液劣化部（親水部）
４５ ウエハステージ
５０ 測長部
５４、５８ 干渉計
５２，５５、５６ 反射鏡
６０ ステージ制御部
７０ 液浸制御部
１００ 液体供排装置
１１０ 液浸ノズル
１４０ 液体供給装置
１６０ 液体回収装置
２００ 基準マーク
２０１ フォーカススコープ
２０２ アライメントスコープ
Ｌ 液浸液
ＷＳ ウエハステージ

Claims (20)

1. 液体が接触する基板および該基板の外周を囲むように設けられた部材の表面の撥液度分布にもとづいて、ステージの移動経路を決定し、該移動経路にしたがって前記ステージの移動を行うことを特徴とする液浸露光方法。
2. 前記移動経路を決定する際に、第１候補経路と第２候補経路を作成し、両経路のうち移動時間が短くなる方を選択することを特徴とする請求項１記載の液浸露光方法。
3. 前記撥液度分布に基づいて、前記ステージの移動時間が、移動の始点と終点を結ぶ直線上を前記ステージが移動したときの移動時間よりも短くなるように、前記移動経路を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の液浸露光方法。
4. 前記撥液度分布における撥液度に応じた前記ステージの限界速度を決定し、該限界速度で前記ステージが移動したときに、前記ステージの移動時間が、移動の始点と終点を結ぶ直線上を前記ステージが移動したときの移動時間よりも短くなるように、前記移動経路を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液浸露光方法。
5. 前記撥液度分布は露光積算時間に基づいて算出されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液浸露光方法。
6. 液体が接触する領域に応じて決定されたステージの限界速度にもとづいて、ステージの移動経路を決定し、該移動経路にしたがって前記ステージの移動を行うことを特徴とする液浸露光方法。
7. 前記移動経路を決定する際に、第１候補経路と第２候補経路を作成し、両経路のうち移動時間が短くなる方を選択することを特徴とする請求項６記載の液浸露光方法。
8. 前記限界速度で前記ステージが移動したときに、前記ステージの移動時間が、移動の始点と終点を結ぶ直線上を前記ステージが移動したときの移動時間よりも短くなるように、前記移動経路を決定することを特徴とする請求項６または７に記載の液浸露光方法。
9. 基板の露光レイアウトを作成するレイアウト作成ステップと、
   レイアウト作成ステップの結果に基づいて、基板を搭載したステージの移動経路候補を作成する経路作成ステップと、
   前記経路作成ステップの結果に基づいて、前記ステージが移動経路候補の経路にしたがって移動する際の移動距離を算出する移動距離算出ステップと、
   前記液体が接触する基板および該基板の周囲に設けられた部材の表面の撥液度分布を算出する分布算出ステップと、
   前記経路作成ステップ、前記移動距離算出ステップおよび分布算出ステップの結果に基づいて、前記移動経路候補の中からステージの移動時間が相対的に短い経路を決定する決定ステップと、
   前記決定ステップで決定した経路にしたがって前記ステージを移動する移動ステップとを備えることを特徴とする液浸露光方法。
10. 前記移動経路候補の中からステージの移動時間が最も短い経路を決定し、該経路にしたがって前記ステージを移動することを特徴とする請求項９記載の液浸露光方法。
11. 前記撥液度分布算出ステップにおいて、露光積算量に基づいて前記撥液度分布を算出することを特徴とする請求項９もしくは請求項１０に記載の液浸露光方法。
12. 非露光時に液体を供給した状態でステージを移動する液浸露光装置における液浸露光方法であって、前記液体が基板の表面に接触することを避けるように、前記ステージは迂回して移動することを特徴とする液浸露光方法。
13. 非露光時に液体を供給した状態でステージを移動する液浸露光装置における液浸露光方法であって、前記液体が接触する領域の重心を前記基板上から前記基板外へ退出させる第１工程と、前記液体が接触する領域の重心が前記基板上を通過しないように前記ステージを迂回させる第２工程とを備えることを特徴とする液浸露光方法。
14. 前記第１工程において、前記液体が接触する領域の重心を、前記基板の中心から放射状にのびた直線に沿って前記基板上から前記基板外へ退出させることを特徴とする請求項１３に記載の液浸露光装置。
15. 非露光時に液体を供給した状態でステージを移動して、前記液体をステージから他の部材へ引き渡す液浸露光装置における液浸露光方法であって、液体が基板上の最終露光ショット領域から基板外の液体引き渡し部まで移動するときに、基板上を通過する液体の軌跡の面積が、前記最終露光ショット領域から前記液体引き渡し部までを結ぶ直線上を液体が通過した場合に基板上を通過する液体の軌跡の面積よりも小さくなるように、前記ステージの移動経路を決定することを特徴とする液浸露光装置。
16. 前記基板の中心から放射状にのびた直線に沿って前記液体は前記基板上を通過することを特徴とする請求項１５に記載の液浸露光装置。
17. 基板の外周を囲むように前記ステージ上に設けられた部材とを備え、非露光時に液体を供給した状態でステージを移動する液浸露光装置における液浸露光方法であって、前記露光方法は前記液体が接触する領域が基板の前記外周部を跨ぐ際に、前記基板の中心から前記遮光部材の遮光方向に延びた経路に沿って前記領域が通過するように、前記ステージが移動することを特徴とする液浸露光方法。
18. 前記遮光方向は、露光時にステージが走査駆動される走査方向と、該走査方向と直交する方向であることを特徴とする請求項１７に記載の液浸露光方法。
19. 請求項１乃至１８のいずれかに記載の液浸露光方法を利用して露光することを特徴とする露光装置。
20. 請求項１９に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された基板を現像するステップとを備えることを特徴とするデバイス製造方法。

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