JP2009099688A - Exposure apparatus and method of manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影光学系と基板との間に液体を介在させて基板を露光する露光装置およびそれを用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate with a liquid interposed between a projection optical system and the substrate, and a device manufacturing method that uses the exposure apparatus to manufacture a device.
LSIなどの極微細パターンで構成される半導体デバイスの製造において、原版に形成されたパターンを感光剤が塗布された基板に縮小投影して転写する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体デバイスにおける集積密度の向上に伴って、パターンの更なる微細化が要求され、レジストプロセスの発展とともに露光装置の解像力が高められてきた。 2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices composed of ultrafine patterns such as LSIs, a reduction type projection exposure apparatus is used that projects a pattern formed on an original plate on a substrate coated with a photosensitive agent by reduction projection. As the integration density of semiconductor devices has improved, further miniaturization of patterns has been demanded, and the resolution of exposure apparatuses has been enhanced with the development of resist processes.
露光装置の解像力を向上させるアプローチとしては、露光光の波長を短くする方法と、投影光学系の開口数(NA)を大きくする方法とが一般的である。露光光については、365nmのi線から248nm付近の発振波長を有するKrFエキシマレーザ光に移行しつつあり、更には193nm付近の発振波長を有するArFエキシマレーザの開発が進んでいる。更に、157nm付近の発振波長を有するフッ素(F2)エキシマレーザの開発も行なわれている。 As an approach for improving the resolving power of the exposure apparatus, a method of shortening the wavelength of exposure light and a method of increasing the numerical aperture (NA) of the projection optical system are generally used. With respect to exposure light, the i-line at 365 nm is shifting to KrF excimer laser light having an oscillation wavelength near 248 nm, and further development of an ArF excimer laser having an oscillation wavelength near 193 nm is in progress. Further, a fluorine (F2) excimer laser having an oscillation wavelength near 157 nm has been developed.
一方、これらとは全く別な解像力向上技術として液浸露光法が注目さている(特許文献1)。液浸露光法では、投影光学系と基板との間に液体を介在させて基板が露光される。従来は、投影光学系の最終面と基板との間の空間は気体で満たされていたが、液浸露光法では、この空間が液体で満たされる。液浸露光法の利点は、従来と同一波長の光源を用いても、より高い解像力が得られることである。例えば、投影光学系と基板との間の空間に提供される液体を純水(屈折率1.33)とする。また、基板に像を形成する光線の最大入射角が液浸露光法と従来法とで等しいとする。この場合、液浸露光法の解像力は、従来法の1.33倍である。これは、従来法の投影光学系のNAを1.33倍にすることと等価であり、液浸露光法によれば、従来法では不可能なNA=1以上の解像力を得ることが可能である。 On the other hand, an immersion exposure method has attracted attention as a resolution enhancement technique that is completely different from these (Patent Document 1). In the immersion exposure method, a substrate is exposed with a liquid interposed between the projection optical system and the substrate. Conventionally, the space between the final surface of the projection optical system and the substrate is filled with gas, but in the immersion exposure method, this space is filled with liquid. The advantage of the immersion exposure method is that a higher resolving power can be obtained even when a light source having the same wavelength as the conventional one is used. For example, the liquid provided in the space between the projection optical system and the substrate is pure water (refractive index 1.33). Further, it is assumed that the maximum incident angle of the light beam that forms an image on the substrate is equal between the immersion exposure method and the conventional method. In this case, the resolution of the immersion exposure method is 1.33 times that of the conventional method. This is equivalent to increasing the NA of the projection optical system of the conventional method by 1.33 times. According to the immersion exposure method, it is possible to obtain a resolution of NA = 1 or higher, which is impossible with the conventional method. is there.
基板ステージ上には液浸領域を保持するために基板とほぼ同一な高さに配置された平面板(以降同面板)が構成されている。 On the substrate stage, a flat plate (hereinafter referred to as the same plate) disposed at substantially the same height as the substrate is configured to hold the liquid immersion area.
特許文献2には、2つのステージを備える液浸露光装置が開示されている。特許文献2に記載された液浸露光装置では、一方のステージの上面から他方のステージの上面に液体を移動させるときに、該一方のステージの上面が該他方のステージの上面よりも高くされる。
特許文献3にも、2つのステージを備える液浸露光装置が開示されている。特許文献3に記載された液浸露光装置では、2つのステージの間隔を一定距離に維持しながら一方のステージの他法のステージに液体を移動させることが開示されている。
液浸露光装置は、投影光学系の最終面と基板ステージとの間の空間に液体を供給し該空間から液体を回収する液体供給回収部を備えている。液体供給回収部によって液体を循環させると、液体の圧力が変動する。液体の圧力が変動すると、一方のステージの上から他方のステージの上に液体を移動させるときに、2つのステージの間隙部分に加わる圧力が変動する。圧力の変動により、間隙部分に液体が浸入しやすくなる。2つのステージの間隙を狭くすると、液体の圧力変動の許容値は大きくなるが、2つのステージが相互に衝突する可能性が増加する。 The immersion exposure apparatus includes a liquid supply / recovery unit that supplies liquid to a space between the final surface of the projection optical system and the substrate stage and recovers the liquid from the space. When the liquid is circulated by the liquid supply / recovery unit, the pressure of the liquid varies. When the pressure of the liquid fluctuates, the pressure applied to the gap portion between the two stages fluctuates when the liquid is moved from the top of one stage onto the other stage. Due to the pressure fluctuation, the liquid easily enters the gap portion. Narrowing the gap between the two stages increases the tolerance for liquid pressure fluctuations, but increases the likelihood that the two stages will collide with each other.
また、ステージが移動すると、投影光学系の最終面とステージとの間の液体の圧力が増加する。液体の圧力が増加すると、一方のステージの上から他方のステージの上に液体を移動させるときに、2つのステージ間の間隙部分に加わる圧力が増加する。圧力の増加は、前記同様に、液体が間隙に浸入する可能性を高める。2つのステージの間隙を狭くすると、液体の圧力変動の許容値は大きくなるが、2つのステージが相互に衝突する可能性が増加する。 Further, when the stage moves, the liquid pressure between the final surface of the projection optical system and the stage increases. As the liquid pressure increases, the pressure applied to the gap between the two stages increases when moving the liquid from above one stage to the other. The increase in pressure increases the likelihood that liquid will enter the gap, as before. Narrowing the gap between the two stages increases the tolerance for liquid pressure fluctuations, but increases the likelihood that the two stages will collide with each other.
液体の圧力が増加すると、ステージの上で液体が占める領域が大きくなる。したがって、液体の圧力が増加する可能性は、ステージのサイズの増加を要求し、これは、露光装置の重量の増加、サイズの増加、消費電力の増加をもたらしうる。 As the liquid pressure increases, the area occupied by the liquid on the stage increases. Therefore, the possibility of increasing the liquid pressure requires an increase in the size of the stage, which can lead to an increase in the weight of the exposure apparatus, an increase in size, and an increase in power consumption.
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、2つの基板ステージを接近させての一方の基板ステージから他方の基板ステージに液体を移動させる際に該2つの基板ステージの間隙に液体が進入することを防止することを目的とする。 The present invention has been made in response to the above problem recognition. For example, when liquid is moved from one substrate stage to the other substrate stage with the two substrate stages approaching, the two substrate stages can be moved. The object is to prevent liquid from entering the gap.
本発明の第1の側面は、投影光学系と基板との間に液体を介在させて基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、基板を保持して移動する第1および第2基板ステージと、前記第1および第2基板ステージのうち一方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間から前記第1および第2基板ステージのうち他方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間に液体を移動させる液体移動時における前記液体の圧力を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記液体移動時に、基板の露光時よりも、前記第1および前記第2基板ステージと前記投影光学系の最終面との間隔を広げる。 A first aspect of the present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate by interposing a liquid between a projection optical system and the substrate, and the exposure apparatus holds first and second substrates that move while holding the substrate. Between the stage and one of the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system, the other substrate stage of the first and second substrate stages and the final of the projection optical system A controller that controls the pressure of the liquid during the movement of the liquid that moves the liquid to and from the surface. The controller widens the distance between the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system when moving the liquid than when exposing the substrate.
本発明の第2の側面は、投影光学系と基板との間に液体を介在させて基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、基板を保持して移動する第1および第2基板ステージと、前記投影光学系の最終面の下の空間に液体を供給し該空間から該液体を回収する液体供給回収部と、前記第1および第2基板ステージのうち一方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間から前記第1および第2基板ステージのうち他方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間に液体を移動させる時に前記液体供給回収部による供給動作および回収動作を停止させる制御部とを備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes a substrate by interposing a liquid between a projection optical system and the substrate, wherein the exposure apparatus holds the substrate and moves the first and second substrates. A stage, a liquid supply / recovery unit that supplies liquid to the space below the final surface of the projection optical system and collects the liquid from the space, one of the first and second substrate stages, and the projection Supply operation and recovery by the liquid supply / recovery unit when moving liquid between the last surface of the optical system and the other substrate stage of the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system And a control unit for stopping the operation.
本発明によれば、例えば、2つの基板ステージを接近させての一方の基板ステージから他方の基板ステージに液体を移動させる際に該2つの基板ステージの間隙に液体が進入することを防止することができる。 According to the present invention, for example, when liquid is moved from one substrate stage to the other substrate stage with the two substrate stages approaching, the liquid is prevented from entering the gap between the two substrate stages. Can do.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。図1に示す露光装置100は、2つのウエハステージ(第1および第2基板ステージ)WST1、WST2を備える。また、露光装置100は、投影光学系13とウエハ(基板)との間に液体を介在させて該ウエハを露光する液浸露光装置として構成されている。
FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. The
露光装置100は、露光ステーションESと計測ステーションMSとを備える。露光ステーションESでは、照明光学系ILによってレチクル(原版)Rが照明され、レチクルRのパターンが投影光学系13および液体IMLを介してウエハ(基板)W1、W2に投影され、これによりウエハWが露光される。計測ステーションMSでは、アライメントセンサ16および検出系18によってウエハW1、W2が計測される。なお、この明細書では、2つのウエハステージWST1、WST2を区別して表現する必要がない場合には、これらの双方をウエハステージWSTと標記する。また、同様に、2つのウエハW1、W2を区別して表現する必要がない場合には、これらの双方をウエハWと標記する。
The
照明光学系ILは、例えば、光源1、整形光学系2、フライアイレンズ3、コンデンサーレンズ4、視野絞り5、可動ブラインド7、リレーレンズ系8等を含みうる。光源1としては、例えば、F2エキシマレーザー、ArFエキシマレーザまたはKrFエキシマレーザ等のエキシマレーザを使用することができる。光源1としては、或いは、金属蒸気レーザ、YAGレーザ、水銀ランプ等が使用されてもよい。
The illumination optical system IL can include, for example, a light source 1, a shaping
光源1から射出された照明光は、整形光学系2により光束径が所定の大きさに設定されてフライアイレンズ3に達する。フライアイレンズ3の射出面には多数の2次光源が形成され、該2次光源から射出された照明光は、コンデンサーレンズ4によって集光され、固定の視野絞り5を経て可動ブラインド(可変視野絞り)7に達する。図1では視野絞り5が可動ブラインド7よりもコンデンサーレンズ4側に配置されているが、視野絞り5は、リレーレンズ系8側へ配置されてもよい。
The illumination light emitted from the light source 1 reaches the fly-eye lens 3 with the beam diameter set to a predetermined size by the shaping
視野絞り5には、帯状(例えば、矩形または円弧)の開口部が形成され、該開口部を通過した光束は、帯状に整形された光束となり、リレーレンズ系8に入射する。この実施形態では、帯状の光束の長手方向は、Y方向である。
The
リレーレンズ系8は、可動ブラインド7とレチクルRのパターン形成面とを共役にするレンズ系である。可動ブラインド7は、ウエハステージの走査方向(X方向)の幅を規定する2枚の羽根(遮光板)7A、7Bと、走査方向に垂直な非走査方向(Y方向)の幅を規定する2枚の羽根(不図示)とを含む。走査方向の幅を規定する羽根7Aおよび7Bは、それぞれ駆動部6A及び6Bにより独立に走査方向に駆動される。不図示の非走査方向の幅を規定する2枚の羽も、それぞれ不図示の駆動部によって独立に駆動される。
The
この実施形態では、固定の視野絞り5により定義されるレチクルR上の照明領域21のうち可動ブラインド7により制限された領域のみが照明光で照明される。
In this embodiment, only the area limited by the movable blind 7 in the illumination area 21 on the reticle R defined by the fixed
リレーレンズ系8は、両側テレセントリックな光学系であり、レチクルR上のスリット状の照明領域21ではテレセントリック性が維持されている。レチクルRは、レチクルステージRSTに保持されている。レチクルステージRSTは、干渉計制御部20によって制御される干渉計22によって位置が検出され、この検出結果に基づいてレチクルステージ駆動部10により駆動される。レチクルステージRSTには、基準マークが形成された基準プレートSPが配置されている。基準プレートSPには、校正用の基準マークが配置されている。リレーレンズ系8とレチクルRとの間には、不図示のTTL検出系が配置されていて、これにより、基準プレートSPの基準マークまたはレチクルRのマークとウエハWまたは基準マークFMとの相対位置が計測される。
The
帯状の断面形状を有する照明光で照明されたレチクルRのパターンの像は、該パターンで回折した光によって、投影光学系13およびその最終面の下の液体を介してウエハWに投影される。
The image of the pattern of the reticle R illuminated with the illumination light having the band-like cross-sectional shape is projected onto the wafer W by the light diffracted by the pattern via the projection
ここで、レチクルRおよびウエハWは、投影光学系13の光軸に垂直な平面内で互いに逆方向に走査される。この明細書では、説明の便宜上、走査の方向は、X軸に平行な方向で、投影光学系13の光軸は、Z軸に平行な方向として定義されている。
Here, reticle R and wafer W are scanned in opposite directions within a plane perpendicular to the optical axis of projection
ウエハWは、不図示のウエハ搬送機構によって、ウエハステージWSTのZステージZSTの上に搭載されたウエハチャックWCの上に搬送され、ウエハチャックWCによってチャックされる。ウエハステージWSTは、投影光学系13の光軸に垂直な面内でウエハWの位置決めを行うと共にウエハWを±X方向に走査するように駆動される。ウエハステージWSTは、ウエハチャックWCを支持するZステージZSTと、ZステージZSTを光軸方向(Z方向)に位置決めするための駆動機構ZDRVを含む。ZステージZSTの位置決めによって、ウエハWや後述の同面板Pも位置決めされる。
Wafer W is transferred onto wafer chuck WC mounted on Z stage ZST of wafer stage WST by a wafer transfer mechanism (not shown), and is chucked by wafer chuck WC. Wafer stage WST is driven to position wafer W in a plane perpendicular to the optical axis of projection
ウエハステージWSTは、ステージガイドSTGによってガイド(支持)される。ウエハステージWSTの位置は、干渉計制御部20によって制御される干渉計23によって検出される。ウエハステージWSTの位置は、典型的には、X、YおよびX軸まわりの回転方向、Y軸まわりの回転方向について検出されうる。ウエハステージWSTには、露光装置の校正およびウエハWの位置合わせのために使用する基準マークFMが配置されている。また、図1には示されていないが、ウエハステージWSTの上には、結像性能、照度等を計測するための各種の計測器が配置されうる。ウエハステージWSTは、ウエハWの周辺に、ウエハWの表面とほぼ同じ高さに構成された同面板Pを備えている。ウエハステージWSTは、更に、ウエハWの周辺に、排水部DRを備えうる。この排水部DRは、不図示の排水ラインに接続されうる。基準マークFMの周辺にも排水部DRFMが設けられうる。この排水部DRFMも不図示の排水ラインに接続されうる。
Wafer stage WST is guided (supported) by stage guide STG. The position of wafer stage WST is detected by
露光装置100は、投影光学系13の最終面(露光時にウエハWに対面する面)の下の空間に液体IMLを供給し該空間から該液体IMLを回収する液体供給回収部LSRを備えている。液供供給回収部LSRは、図示されていないが、例えば、液体供給ライン、ポンプ、温調部、フィルタ等で構成される供給部、および、液回収用ライン、ポンプ、気液分離機等で構成される回収部とを含みうる。液体供給回収部LSRは、液体制御部24を介して主制御部12によって制御される。
The
計測ステーションMSには、オフアクシス方式のアライメントセンサ16が配置されている。アライメントセンサ16により、ウエハWに形成されているアライメントマークの位置が検出される。アライメントセンサ16は、アライメントセンサ制御部17によって制御され、アライメントセンサ16による検出結果は、主制御部12に送られる。
An off-axis
計測ステーションMSには、ウエハWの高さおよび傾きを計測する検出器18が配置されている。検出器18は、例えば、斜入射方式の検出器でありうる。検出器18によって、ウエハWの表面の高さ、傾きが検出され、その検出結果は、検出器18を制御する制御部19によって主制御部12に送られる。
In the measurement station MS, a
主制御部12は、例えば、ウエハステージ駆動部14、15に指令を送ることにより、ウエハステージWSTの位置決め動作及び走査を制御する。露光ステーションWSにおける露光処理については、主制御部12は、アライメントセンサ16および検出系18による検出結果に基づいて、ウエハステージ駆動部14に指令を送ることにより、ウエハステージWSTの位置決め動作及び走査動作を制御する。
The
ウエハステージWSTが配置される空間は、不図示の空調装置によって温度および湿度が制御される。 The space in which wafer stage WST is placed is controlled in temperature and humidity by an air conditioner (not shown).
走査露光時におけるレチクルRの速度をVRとし、投影光学系13の投影倍率をβとする。この場合、レチクルRの走査と同期して走査されるウエハWの速度をVWとすると、VW=−β・VRである。
The speed of the reticle R during scanning exposure is VR, and the projection magnification of the projection
図2、図3は、2つのウエハステージWST1、WST2の一方から他方に液体IMLを移動させる液体移動処理を説明するための模式図である。図2、図3において、投影光学系13およびアライメントセンサ16は一点鎖線で示されている。図2は、ウエハステージWST1によって保持されたウエハW1が露光されている状態を示している。液体ILMLは、それが存在する領域(これを液浸領域と呼ぶことができる)が露光領域EXPをカバーするように投影光学系13の最終面とウエハステージWST1との間に液体供給回収部LSRによって維持される。
2 and 3 are schematic diagrams for explaining a liquid movement process for moving the liquid IML from one of the two wafer stages WST1 and WST2 to the other. 2 and 3, the projection
露光動作と並行して、計測ステーションMSにおいて、ウエハステージWST2によって保持されたウエハW2の計測が行なわれる。ウエハステージWST1によって保持されたウエハW1の全ショット領域の露光が完了すると、図3に示すように、ウエハステージWST2が露光ステーションESに移動する。そして、ウエハステージWST1と投影光学系13の最終面との間からウエハステージWST2と投影光学系13の最終面との間に液体IMLが移動するようにウエハステージWST1、WST2が駆動される。
In parallel with the exposure operation, measurement of wafer W2 held by wafer stage WST2 is performed at measurement station MS. When the exposure of all shot regions of wafer W1 held by wafer stage WST1 is completed, wafer stage WST2 moves to exposure station ES as shown in FIG. Wafer stages WST1 and WST2 are driven so that liquid IML moves between wafer stage WST1 and the final surface of projection
ここで、ウエハステージWST1、WST2のそれぞれ同面板Pは、互いに対向させることが可能な位置に張り出しPPを有する。ウエハステージWST1、WST2の一方(例えば、WST1)から他方(例えば、WST2)への液体IMLの移動は、間隙が形成されるように張り出し部PPを対向させた状態でなされる。なお、この明細書において、液体IMLの移動は、液体IMLとウエハステージWST1、WST2との相対的な位置関係を変更することを意味するものである。典型的には、この明細書で説明されているように、液体IMLの移動は、絶対的な位置の変更を伴うことなく、液体IMLとウエハステージWST1、WST2との相対的な位置関係が変更されるようになされる。 Here, each of the same-surface plates P of wafer stages WST1 and WST2 has an overhang PP at a position where they can face each other. The movement of the liquid IML from one of the wafer stages WST1 and WST2 (for example, WST1) to the other (for example, WST2) is performed with the overhanging portion PP facing each other so that a gap is formed. In this specification, the movement of the liquid IML means changing the relative positional relationship between the liquid IML and the wafer stages WST1 and WST2. Typically, as described in this specification, the movement of the liquid IML changes the relative positional relationship between the liquid IML and the wafer stages WST1 and WST2 without changing the absolute position. To be made.
2つの張り出し部PPの間に形成される間隙は、2つの張り出し部PP(2つのウエハステージWST1、WST2)が相互に衝突しないように決定される。該間隙は、例えば、0.1〜0.3mmの範囲であることが好ましい。ウエハステージWST1、WST2の一方から他方への液体IMLの移動は、2つの張り出し部PPの間隙が維持された状態で、Y方向にウエハステージWST1、WST2を移動させることによってなされる。 The gap formed between the two overhanging parts PP is determined so that the two overhanging parts PP (two wafer stages WST1, WST2) do not collide with each other. The gap is preferably in the range of 0.1 to 0.3 mm, for example. The liquid IML is moved from one of the wafer stages WST1 and WST2 to the other by moving the wafer stages WST1 and WST2 in the Y direction while maintaining a gap between the two overhanging parts PP.
図4は、露光時における投影光学系13の最終面の周辺の様子とともに液供給回収部LSRの構成例を模式的に示す断面図である。液体供給回収部LSRは、ウエハ、ウエハステージまたは下方に向けて開口した液体供給口SUPと液体回収口RETとを含む。液体供給口SUPを通して投影光学系13の最終面FSの下の空間に液体IMLが供給され、液体回収口RETを通して該空間から液体IMLが回収される。液体供給口SUPおよび液体回収口RETは、例えば、円形状、楕円形状等のような露光領域を取り囲む形状を有し、例えば、同心状に配置されうる。液体回収口RETは、液体供給口SUPの外側に配置されることが好ましい。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example of the liquid supply / recovery unit LSR along with the state of the periphery of the final surface of the projection
ウエハWの露光時は、投影光学系13の最終面FSまたは液体供給回収部LSRの底面とウエハWとの間に距離L0が形成されるようにウエハステージWST(より詳しくはウエハステージWSTに備えられた駆動機構ZDRV)が主制御部12によって制御される。ここで、この実施形態では、投影光学系13の最終面FSと液体供給回収部LSRの底面とは、1つの平面内に属する。
At the time of exposure of wafer W, wafer stage WST (more specifically, it is prepared for wafer stage WST) such that distance L0 is formed between final surface FS of projection
図5は、2つのウエハステージWST1、WST2の一方から他方に液体IMLを移動させる液体移動時における投影光学系13の最終面の付近の様子を示す模式図である。液体移動時は、ウエハステージWST1の同面板Pの張り出し部PPとウエハステージWST2の同面板Pの張り出し部PPとの間の間隔は、距離Dに維持される。この状態で、ウエハステージWST1、WST2がY方向に移動することによりウエハステージWST1、WST2の一方から他方に液体IMLが移動する。この液体移動時は、投影光学系13の最終面FSまたは液体供給回収部LSRの底面とウエハWとの間に距離L1(L0<L1)が形成されるようにウエハステージWST1、WST2が主制御部12によって制御される。この制御は、この実施形態では、ウエハステージWSTに備えられた駆動機構ZDRVによってZステージZSTを駆動することによってなされる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in the vicinity of the final surface of the projection
つまり、液体移動時は、ウエハの露光時よりも、投影光学系13の最終面FSまたは液体供給回収部LSRの底面とウエハWとの間隔が主制御部12による制御の下で広げられる。このような間隔の制御により、投影光学系13の最終面FSとウエハステージWSTとの間の液体IMLの圧力が制御される。
That is, when the liquid is moved, the distance between the final surface FS of the projection
ここで、L1は、液体移動時における液体IMLの圧力がウエハの露光時における液体IMLの圧力を超えないように、より好ましくは液体移動時における液体IMLの圧力がウエハの露光時における液体IMLの圧力よりも小さくなるように決定される。 Here, L1 is such that the pressure of the liquid IML at the time of liquid movement does not exceed the pressure of the liquid IML at the time of exposure of the wafer. It is determined to be smaller than the pressure.
なお、投影光学系13の最終面FSまたは液体供給回収部LSRの底面とウエハWとの間隔を制御することは、投影光学系13の最終面FSまたは液体供給回収部LSRの底面と同面板PまたはウエハステージWSTとの間隔を制御することでもある。
Note that controlling the distance between the final surface FS of the projection
以上のように、液体移動時におけるウエハステージの移動による液体の圧力上昇は、投影光学系13の最終面とウエハステージとの間隔を広げることによって抑えられる。よって、液体移動時に、2つのウエハステージWSTの間隙をそれらが衝突し得ない距離に確保しつつ2つのウエハステージWSTへの液体の漏れを防止することができる。また、液体移動時に前記間隔を広げることは、同面板Pの上で液体が占める面積の低下に寄与するので、張り出し部PPの縮小に有利である。
As described above, an increase in the pressure of the liquid due to the movement of the wafer stage during the movement of the liquid can be suppressed by increasing the distance between the final surface of the projection
更に、上記のような間隔の制御に加えて、または、これに代えて、液体移動時に液体供給回収部LSRによる液体の供給動作および回収動作を停止させてもよい。これは、液体移動の開始時に主制御部12が液体供給回収部LSRに液体の供給動作および回収動作の停止を命令することによってなされうる。液体移動時に液体供給回収部LSRによる液体の供給動作および回収動作を停止させることにより、液体移動時における液体の圧力上昇が抑えられる。
Further, in addition to or instead of the above-described interval control, the liquid supply operation and the recovery operation by the liquid supply / recovery unit LSR may be stopped when the liquid is moved. This can be done by the
液体の供給動作および回収動作は、同時に停止されてよいし、供給動作の停止後に回収動作が停止されてもよい。実際の装置では、液体の供給ラインをバルブによって遮断すると同時に液体の回収ラインのポンプを停止させた場合、該ポンプの停止後も回収ラインの負圧によって液体の回収動作が暫くの間は続いて液体の回収動作がなされうる。 The liquid supply operation and the recovery operation may be stopped at the same time, or the recovery operation may be stopped after the supply operation is stopped. In an actual apparatus, when the liquid supply line is shut off by a valve and the pump of the liquid recovery line is stopped at the same time, the liquid recovery operation continues for a while after the pump is stopped due to the negative pressure of the recovery line. A liquid recovery operation can be performed.
このように液体移動時に液体供給回収部LSRによる液体の供給動作および回収動作を停止させることにより、液体移動時におけるウエハステージWST上の液体の量が減るので、液体移動のための領域を小さくすることにも有利である。 Thus, by stopping the liquid supply operation and the recovery operation by the liquid supply / recovery unit LSR during the liquid movement, the amount of the liquid on the wafer stage WST during the liquid movement is reduced, so the area for the liquid movement is reduced. This is also advantageous.
図6は、本発明の第2実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。本発明の第2実施形態の露光装置200は、液体供給回収部LSRが投影光学系13の最終面とウエハステージWSTとの間の液体IMLの圧力を制御するための圧力制御システムを付加的に有する点で第1実施形態と異なる。該圧力制御システムは、投影光学系13の最終面とウエハステージWSTとの間の液体IMLを検出する検出器25と、検出器25の出力に基づいて投影光学系13の最終面とウエハステージWSTとの間の液体IMLの圧力を調整する圧力調整部26とを含む。圧力調整部26は、例えば、検出器25の出力に基づいて投影光学系13の最終面とウエハステージWSTとの間の空間の液体IMLに正圧を加えることにより液体IMLの圧力を増加させ、液体IMLに負圧を加えることにより液体IMLの圧力を減少させる。前者は、例えば、前記空間に液体を注入することにより、後者は、例えば、前記空間から液体を吸引することによりなされうる。
FIG. 6 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention. The
主制御部12は、液体移動時において、液体IMLの圧力が一定になるように、検出器25および圧力調整部26を含む圧力制御システムを制御する。主制御部12は、更に、液体移動時以外、例えば、ウエハの露光時においても前記圧力制御システムを動作させて液体IMLの圧力が例えば一定になるように制御してもよい。
The
この実施形態における圧力制御は、第1実施形態における圧力制御、即ち、投影光学系13の最終面とウエハステージとの間の間隔の調整による圧力制御、および/または、液体供給回収部の動作の停止による圧力制御と併用されうる。 次に上記の露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。図7は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(レチクル作製)では設計した回路パターンに基づいてレチクル(原版)を作製する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハ(基板ともいう)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、上記のレチクルとウエハを用いて、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。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製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)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。 図8は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。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)ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(CMP)ではCMP工程によって絶縁膜を平坦化する。ステップ16(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ17(露光)では上記の露光装置を用いて、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ18(現像)ではウエハ上のレジストに形成された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ19(エッチング)ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ20(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を形成する。
The pressure control in this embodiment is the pressure control in the first embodiment, that is, the pressure control by adjusting the distance between the final surface of the projection
1:光源、2:整形光学系、3:フライアイレンズ、4:コンデンサーレンズ、5:視野絞り、6A、6B:可動ブラインド駆動部、7A、7B:可動ブラインド、8:リレーレンズ、10:レチクルステージ制御部、11:可動ブラインド制御部、12:主制御部、13:投影光学系、14、15:ウエハステージ制御部、16:アライメントセンサ、17:アライメントセンサ制御部、18:フォーカスセンサ、19:フォーカスセンサ制御部、20:干渉計制御部、21:照明領域、22、23:干渉計、24:液体制御部、25:検出器、26:液圧調整部、RST:レチクルステージ、WST1、2:ウエハステージ、R:レチクル、SP:基準プレート、W1、2:ウエハ、WC:ウエハチャック、P:同面板、PP:張り出し部、FM:基準マーク、DR、DRFM:排水部、IML:液体、ES:露光ステーション、MS:計測ステーション、液体供給回収部LSR、ZST:Zステージ、ZDRV:駆動機構、EXP:露光領域、100、200:露光装置 1: light source, 2: shaping optical system, 3: fly-eye lens, 4: condenser lens, 5: field stop, 6A, 6B: movable blind drive unit, 7A, 7B: movable blind, 8: relay lens, 10: reticle Stage control unit, 11: movable blind control unit, 12: main control unit, 13: projection optical system, 14, 15: wafer stage control unit, 16: alignment sensor, 17: alignment sensor control unit, 18: focus sensor, 19 : Focus sensor control unit, 20: Interferometer control unit, 21: Illumination area, 22, 23: Interferometer, 24: Liquid control unit, 25: Detector, 26: Fluid pressure adjustment unit, RST: Reticle stage, WST1, 2: Wafer stage, R: Reticle, SP: Reference plate, W1, 2: Wafer, WC: Wafer chuck, P: Coplanar plate, PP: Overhang , FM: reference mark, DR, DRFM: drainage section, IML: liquid, ES: exposure station, MS: measurement station, liquid supply / recovery section LSR, ZST: Z stage, ZDRV: drive mechanism, EXP: exposure area, 100, 200: Exposure apparatus
Claims (6)
基板を保持して移動する第1および第2基板ステージと、
前記第1および第2基板ステージのうち一方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間から前記第1および第2基板ステージのうち他方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間に液体を移動させる液体移動時における前記液体の圧力を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記液体移動時に、基板の露光時よりも、前記第1および前記第2基板ステージと前記投影光学系の最終面との間隔を広げる、
ことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate by interposing a liquid between the projection optical system and the substrate,
First and second substrate stages that move while holding the substrate;
Between one substrate stage of the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system, between the other substrate stage of the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system. A controller for controlling the pressure of the liquid during liquid movement for moving the liquid between,
The control unit widens the distance between the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system during the liquid movement than when the substrate is exposed.
An exposure apparatus characterized by that.
基板を保持して移動する第1および第2基板ステージと、
前記投影光学系の最終面の下の空間に液体を供給し該空間から該液体を回収する液体供給回収部と、
前記第1および第2基板ステージのうち一方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間から前記第1および第2基板ステージのうち他方の基板ステージと前記投影光学系の最終面との間に液体を移動させる時に前記液体供給回収部による供給動作および回収動作を停止させる制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate by interposing a liquid between the projection optical system and the substrate,
First and second substrate stages that move while holding the substrate;
A liquid supply / recovery unit for supplying liquid to a space below the final surface of the projection optical system and recovering the liquid from the space;
Between one substrate stage of the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system, between the other substrate stage of the first and second substrate stages and the final surface of the projection optical system. A control unit for stopping the supply operation and the recovery operation by the liquid supply and recovery unit when moving the liquid between,
An exposure apparatus comprising:
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の露光装置により基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method comprising:
A step of exposing the substrate by the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the substrate;
A device manufacturing method comprising:
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