JP2009152497A - Liquid immersion system, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents
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本発明は、液浸露光に用いられる液浸システム、液体を介して基板を露光する露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an immersion system used for immersion exposure, an exposure apparatus that exposes a substrate through a liquid, an exposure method, and a device manufacturing method.
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、例えば下記特許文献に開示されているような、露光光の光路を液体で満たし、その液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が知られている。
液浸露光装置において、例えば液体の特性が変化すると、液体を介して形成されるパターン像が劣化し、その結果、露光不良が発生したり、不良デバイスが発生したりする可能性がある。 In the immersion exposure apparatus, for example, when the characteristics of the liquid change, the pattern image formed via the liquid deteriorates, and as a result, an exposure failure or a defective device may occur.
本発明の態様は、所望の特性(物性)を有する液体で光路を満たすことができる液浸システムを提供することを目的とする。また本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。 An object of an aspect of the present invention is to provide an immersion system that can fill an optical path with a liquid having desired characteristics (physical properties). Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method that can suppress the occurrence of exposure failure. Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method that can suppress the occurrence of defective devices.
本発明の第1の態様に従えば、露光光で基板を露光する液浸露光に用いられる液浸システムであって、液体調整装置と、液体調整装置からの液体が供給される第1流路と、第1流路から分岐され、第1流路に供給された液体の少なくとも一部を露光光の光路へ導くための第2流路と、第1流路から分岐され、第1流路に供給された液体のうち、第2流路に流入しなかった液体の少なくとも一部を、第1液体として液体調整装置に戻すための第3流路とを備え、液体調整装置は、第1液体の少なくとも一部に、第1液体と光学特性が異なる第2液体を添加することによって生成された液体を第1流路に供給可能である液浸システムが提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an immersion system used for immersion exposure in which a substrate is exposed with exposure light, and a liquid adjustment device and a first flow path to which liquid from the liquid adjustment device is supplied A second flow path that branches from the first flow path and guides at least part of the liquid supplied to the first flow path to the optical path of the exposure light, and a first flow path that is branched from the first flow path. And a third flow path for returning at least a part of the liquid that has not flowed into the second flow path to the liquid adjustment apparatus as the first liquid. An immersion system is provided in which a liquid generated by adding a second liquid having optical properties different from that of the first liquid to at least a part of the liquid can be supplied to the first flow path.
本発明の第2の態様に従えば、第1の態様の液浸システムを備え、液浸システムの液体調整装置から、第1流路及び第2流路を介して供給された液体を介して露光光で基板を露光する露光装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the liquid immersion system according to the first aspect is provided, and the liquid supplied from the liquid adjusting device of the liquid immersion system via the first flow path and the second flow path is used. An exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light is provided.
本発明の第3の態様に従えば、第2の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including exposing a substrate using the exposure apparatus according to the second aspect and developing the exposed substrate.
本発明の第4の態様に従えば、露光光で基板を露光する露光方法であって、液体調整装置からの液体を第1流路へ供給することと、第1流路に供給された液体の一部を第2流路を介して露光光の光路へ供給することと、露光光の光路へ供給された液体を介して露光光で基板を露光することと、第1流路に供給された液体のうち、第2流路に流入しなかった液体の少なくとも一部を、第1液体として液体調整装置に第3流路を介して戻すことと、第1液体の少なくとも一部に、第1液体と光学特性が異なる第2液体を添加することと、第1液体の少なくとも一部に、第2液体を添加することによって生成された液体を第1流路に供給することと、を含む露光方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a substrate with exposure light, wherein the liquid supplied from the liquid adjustment device is supplied to the first flow path, and the liquid supplied to the first flow path. Is supplied to the optical path of the exposure light through the second flow path, the substrate is exposed with the exposure light through the liquid supplied to the optical path of the exposure light, and is supplied to the first flow path. Returning at least a portion of the liquid that has not flowed into the second flow path to the liquid adjusting device via the third flow path as the first liquid; Adding a second liquid having optical characteristics different from that of the first liquid, and supplying a liquid generated by adding the second liquid to at least a part of the first liquid to the first flow path. An exposure method is provided.
本発明の第5の態様に従えば、第4の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising exposing a substrate using the exposure method of the fourth aspect and developing the exposed substrate.
本発明によれば、液浸露光において、所望の特性(物性)を有する液体で光路を満たすことができる。また本発明によれば、露光不良の発生を抑制でき、不良デバイスの発生を抑制できる。 According to the present invention, an optical path can be filled with a liquid having desired characteristics (physical properties) in immersion exposure. Further, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of exposure failure and suppress the occurrence of defective devices.
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。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。水平面内の所定方向を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軸方向のそれぞれと直交する方向(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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A predetermined direction in the horizontal plane is defined as an X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as a Y-axis direction, and a direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, a vertical direction) is defined as a Z-axis direction. In addition, the rotation (inclination) directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
図1は、本実施形態に係る露光装置EXの一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置EXは、液体LQを介して露光光ELで基板Pを露光する液浸露光装置である。 FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an example of an exposure apparatus EX according to the present embodiment. The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus that exposes a substrate P with exposure light EL through a liquid LQ.
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1と、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ2と、マスクステージ1を移動するマスクステージ駆動システム3と、基板ステージ2を移動する基板ステージ駆動システム4と、マスクステージ1及び基板ステージ2の位置情報を計測する干渉計システム7と、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のパターンの像を基板Pに投影する投影光学系PLと、露光光ELの光路の少なくとも一部が液体LQで満たされるように液体LQで液浸空間LSを形成可能な液浸部材8と、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置9とを備えている。液浸空間LSは、液体LQで満たされた空間である。
In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes a mask stage 1 that can move while holding a mask M, a
マスクMは、基板Pに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。基板Pは、デバイスを製造するための基板である。基板Pは、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜が形成されたものを含む。感光膜は、感光材(フォトレジスト)の膜である。また、基板Pが、感光膜とは別の各種の膜を含んでもよい。例えば、基板Pが、感光膜を保護する保護膜(トップコート膜)を含んでもよい。 The mask M includes a reticle on which a device pattern projected onto the substrate P is formed. The substrate P is a substrate for manufacturing a device. The substrate P includes a substrate in which a photosensitive film is formed on a base material such as a semiconductor wafer such as a silicon wafer. The photosensitive film is a film of a photosensitive material (photoresist). Further, the substrate P may include various films other than the photosensitive film. For example, the substrate P may include a protective film (topcoat film) that protects the photosensitive film.
照明系ILは、所定の照明領域IRを均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系ILは、照明領域IRに配置されたマスクMの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系ILから射出される露光光ELとして、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)、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、露光光ELとして、紫外光(真空紫外光)であるArFエキシマレーザ光を用いる。 The illumination system IL illuminates a predetermined illumination region IR with exposure light EL having a uniform illuminance distribution. The illumination system IL illuminates at least a part of the mask M arranged in the illumination region IR with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution. As the exposure light EL emitted from the illumination system IL, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g line, h line, i line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp, ArF Vacuum ultraviolet light (VUV light) such as excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm) is used. In the present embodiment, ArF excimer laser light, which is ultraviolet light (vacuum ultraviolet light), is used as the exposure light EL.
マスクステージ1は、マスクMを保持するマスク保持部MHを有する。マスクステージ駆動システム3は、リニアモータ等のアクチュエータを含む。本実施形態において、マスクステージ1は、マスクステージ駆動システム3の作動により、マスク保持部MHでマスクMを保持した状態で、X軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。 The mask stage 1 has a mask holding unit MH that holds the mask M. The mask stage drive system 3 includes an actuator such as a linear motor. In the present embodiment, the mask stage 1 can be moved in three directions of the X axis, the Y axis, and the θZ direction while the mask M is held by the mask holding unit MH by the operation of the mask stage driving system 3.
投影光学系PLは、所定の投影領域PRに露光光ELを照射する。投影光学系PLは、投影領域PRに配置された基板Pの少なくとも一部に、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。投影光学系PLは、基板Pと対向可能な終端光学素子10を有する。終端光学素子10は、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い光学素子である。終端光学素子10は、投影光学系PLの像面に向けて露光光ELを射出する射出面11を有する。射出面11から射出された露光光ELは、基板Pに照射される。終端光学素子10は、射出面11と対向する物体との間に液体LQを保持可能である。本実施形態において、射出面11と対向可能な物体は基板ステージ2の少なくとも一部、及び基板ステージ2に保持された基板Pを含む。
The projection optical system PL irradiates the predetermined projection region PR with the exposure light EL. The projection optical system PL projects an image of the pattern of the mask M at a predetermined projection magnification onto at least a part of the substrate P arranged in the projection region PR. The projection optical system PL includes a terminal
投影光学系PLの複数の光学素子は、鏡筒PKで保持される。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又は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。本実施形態においては、投影光学系PLの光軸AXは、Z軸とほぼ平行である。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。 The plurality of optical elements of the projection optical system PL are held by a lens barrel PK. The projection optical system PL of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, or 1/8. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. In the present embodiment, the optical axis AX of the projection optical system PL is substantially parallel to the Z axis. Further, the projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Further, the projection optical system PL may form either an inverted image or an erect image.
また、露光装置EXは、投影光学系PLの結像特性を調整する結像特性調整システム19を備えている。結像特性調整システム19の例は、米国特許第4666273号明細書、米国特許第6235438号明細書及び米国特許公開第2005/0206850号明細書等に開示されている。本実施形態の結像特性調整システム19は、投影光学系PLの複数の光学素子の一部を移動可能な駆動装置を含む。駆動装置は、投影光学系PLの複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸AX方向(Z軸方向)に移動可能である。また、駆動装置は、特定の光学素子を光軸AXに対して傾斜可能である。結像特性調整システム19は、投影光学系PLの特定の光学素子を動かすことによって、投影光学系PLの各種収差(投影倍率、ディストーション、球面収差等)及び像面位置(焦点位置)等を含む結像特性を調整する。なお、結像特性調整システムは、鏡筒PKの内部に保持されている一部の光学素子同士の間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整装置を含んでもよい。結像特性調整システム19は、制御装置9により制御される。
Further, the exposure apparatus EX includes an imaging
基板ステージ2は、基板Pを保持する基板保持部PHを有する。基板ステージ駆動システム4は、リニアモータ等のアクチュエータを含む。本実施形態において、基板ステージ2は、基板ステージ駆動システム4の作動により、基板保持部PHで基板Pを保持した状態で、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。
The
基板ステージ2は、ベース部材6のガイド面5に沿ってXY平面内を移動可能である。基板ステージ2は、射出面11と対向する位置に移動可能である。射出面11と対向する位置は、射出面11から射出される露光光ELの照射位置を含む。投影領域PRは、射出面11から射出される露光光ELの照射位置を含む。以下の説明において、射出面11から射出される露光光ELの照射位置を適宜、露光位置EP、と称する。
The
干渉計システム7は、XY平面内におけるマスクステージ1及び基板ステージ2のそれぞれの位置情報を計測する。干渉計システム7は、XY平面内におけるマスクステージ1の位置情報を計測するレーザ干渉計13を含む第1干渉計ユニット7Aと、XY平面内における基板ステージ2の位置情報を計測するレーザ干渉計14を含む第2干渉計ユニット7Bとを備えている。第1干渉計ユニット7Aは、レーザ干渉計13により、マスクステージ1に配置された反射面1Rに計測光を照射し、その反射面1Rを介した計測光を用いて、X軸、Y軸及びθZ方向に関するマスクステージ1(マスクM)の位置情報を計測する。第2干渉計ユニット7Bは、レーザ干渉計14により、基板ステージ2に配置された反射面2Rに計測光を照射し、その反射面2Rを介した計測光を用いて、X軸、Y軸及びθZ方向に関する基板ステージ2(基板P)の位置情報を計測する。
The interferometer system 7 measures positional information of the mask stage 1 and the
また、本実施形態において、露光装置EXは、Z軸、θX及びθY方向に関する基板Pの表面の位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出システム(不図示)を備えている。少なくとも基板Pを露光するとき、マスクステージ1の位置情報が第1干渉計ユニット7Aで計測され、基板ステージ2の位置情報が第2干渉計ユニット7Bで計測される。また、所定のタイミングで、基板Pの表面の位置情報がフォーカス・レベリング検出システムで検出される。制御装置9は、第1干渉計ユニット7Aの計測結果に基づいて、マスクステージ1に保持されているマスクMの位置制御を実行し、第2干渉計ユニット7Bの計測結果及びフォーカス・レベリング検出システムの検出結果に基づいて、基板ステージ2に保持されている基板Pの位置制御を実行する。
In the present embodiment, the exposure apparatus EX includes a focus / leveling detection system (not shown) that detects positional information on the surface of the substrate P in the Z-axis, θX, and θY directions. At least when exposing the substrate P, the position information of the mask stage 1 is measured by the
図2は、終端光学素子10、液浸部材8及び基板ステージ2の近傍を示す断面図である。図2に示すように、液浸部材8は、終端光学素子10の近傍に配置されている。液浸部材8は、環状の部材である。液浸部材8は、終端光学素子10の周囲に配置されている。液浸部材8は、射出面11と対向する位置に、露光光ELが通過可能な開口8Kを有する。液浸部材8は、下面15を有する。液浸部材8は、下面15と対向する物体との間で液体LQを保持可能である。すなわち、液浸部材8は、射出面11と基板Pとの間の露光光ELの光路Kが液体LQで満たされるように、下面15と対向する物体との間で液体LQを保持可能である。本実施形態において、下面15と対向可能な物体は、基板ステージ2の少なくとも一部、及び基板ステージ2に保持された基板Pを含む。なお、以下の説明において、一方側の射出面11及び下面15と、他方側の基板Pとが対向している状態を主に説明するが、基板ステージ2の上面の少なくとも一部が、射出面11及び下面15と対向していてもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the vicinity of the last
露光装置EXは、液体LQを供給する供給口16と、液体LQを回収する回収口17とを備えている。本実施形態において、供給口16及び回収口17のそれぞれは、液浸部材8に配置されている。供給口16は、光路Kの近傍に配置され、その光路Kに面している。液浸部材8の下面15は回収口17を含む。回収口17は、露光光ELが通過する開口8Kの周囲に配置されている。すなわち、回収口17は露光光ELの光路の周囲に配置されている。回収口17には、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の多孔部材18が配置されている。したがって、本実施形態において、液浸部材8の下面15の一部は、多孔部材18の下面を含む。なお、回収口17に、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタが配置されてもよい。
The exposure apparatus EX includes a
露光装置EXは、供給口16に液体LQを供給する液体供給装置20を備えている。供給口16と液体供給装置20とは、流路21を介して接続されている。液体供給装置20から送出された液体LQは、流路21を介して供給口16に供給される。供給口16は、液体供給装置20からの液体LQを露光光ELの光路Kに供給する。
The exposure apparatus EX includes a
また、露光装置EXは、液体LQを回収可能な液体回収装置22を備えている。液体回収装置22は、真空システムを含み、液体LQを吸引して回収可能である。回収口17と液体回収装置22とは、流路23を介して接続されている。回収口17から回収された液体は、流路23を介して、液体回収装置22に回収される。
In addition, the exposure apparatus EX includes a
本実施形態においては、制御装置9は、供給口16を用いる液体供給動作の少なくとも一部と並行して、回収口17を用いる液体回収動作を実行する。これにより、光路Kが液体LQで満たされるように、一方側の終端光学素子10及び液浸部材8と、他方側の基板Pとの間に液浸空間LSが形成される。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、投影光学系PLの投影領域PRを含む基板Pの表面の一部の領域が液体LQで覆われるように液浸空間LSが形成される。また、液体LQの界面(メニスカス、エッジ)は、液浸部材8の下面15と基板Pの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置EXは、局所液浸方式を採用する。なお、液浸部材8として、米国特許出願公開第2006/0087630号明細書、米国特許出願公開第2006/0221315号明細書などに開示されているものを適用することができる。
In the present embodiment, the immersion space LS is formed so that a partial region of the surface of the substrate P including the projection region PR of the projection optical system PL is covered with the liquid LQ. Further, the interface (meniscus, edge) of the liquid LQ is formed between the
本実施形態においては、基板ステージ2は、基板保持部PHの周囲に配置されるプレート部材Tを有する。基板ステージ2は、プレート部材Tをリリース可能なプレート部材保持部THを備えている。プレート部材保持部THは、基板保持部PHの周囲に配置されている。プレート部材Tは、基板Pを配置可能な開口TKを有する。プレート部材保持部THに保持されたプレート部材Tは、基板保持部PHに保持された基板Pの周囲に配置される。したがって、基板ステージ2の上面は、プレート部材保持部THに保持されたプレート部材Tの上面12を含む。本実施形態においては、基板保持部PHに保持された基板Pの表面と、プレート部材保持部THに保持されたプレート部材Tの上面12とは、ほぼ平行である。また、本実施形態においては、基板保持部PHに保持された基板Pの表面と、プレート部材保持部THに保持されたプレート部材Tの上面とは、ほぼ同一平面内に配置されている(ほぼ面一である)。プレート部材Tの上面12は、液体LQに対して撥液性である。
In the present embodiment, the
図3は、本実施形態に係る液体供給装置20の一例を示す構成図である。図3において、液体供給装置20は、液体調整装置24と、液体調整装置24からの液体LQが供給される第1流路25と、第1流路25から分岐され、第1流路25に供給された液体LQの少なくとも一部を露光光ELの光路Kへ導くための第2流路26と、第1流路25から分岐され、第1流路25に供給された液体LQのうち、第2流路26に流入しなかった液体LQの少なくとも一部を、第1液体LQ1として液体調整装置24に戻すための第3流路27とを備えている。液体調整装置24は、第1液体LQ1の少なくとも一部に、第1液体LQ1と光学特性が異なる第2液体LQ2(LQ2a、LQ2b)を添加することによって生成された液体LQを第1流路25に供給可能である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an example of the
第1液体LQ1は、所定液体に第1割合で所定物質が含まれた液体である。第2液体LQ2は、所定液体に、第1割合と異なる第2割合で所定物質が含まれた液体である。所定液体に含まれる所定物質の割合が変化することによって、光学特性が変化する。第1液体LQ1と第2液体LQ2とは所定物質の割合が異なり、光学特性も異なる。 The first liquid LQ1 is a liquid in which a predetermined substance is contained in the predetermined liquid at a first ratio. The second liquid LQ2 is a liquid in which the predetermined substance is contained in the predetermined liquid at a second ratio different from the first ratio. The optical characteristics change as the ratio of the predetermined substance contained in the predetermined liquid changes. The first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 have different ratios of predetermined substances and different optical characteristics.
本実施形態において、所定液体は、純水である。本実施形態において、第1液体LQ1は、所定液体(純水)に第1割合で所定物質の微粒子が含まれた液体である。第2液体LQ2は、所定液体(純水)に第2割合で所定物質の微粒子が含まれた液体である。 In the present embodiment, the predetermined liquid is pure water. In the present embodiment, the first liquid LQ1 is a liquid in which fine particles of a predetermined substance are contained in a predetermined liquid (pure water) at a first ratio. The second liquid LQ2 is a liquid in which fine particles of a predetermined substance are contained in a predetermined ratio (pure water) at a second ratio.
微粒子は、例えば1〜100nm程度の大きさ(粒径)である。一般に、直径(粒径)が1〜100nm程度の超微粒子は、ナノ粒子と呼ばれる。以下の説明において、所定物質の微粒子を適宜、ナノ粒子、と称する。本実施形態においては、微粒子(ナノ粒子)として、その大きさ(粒径)が1〜10nm程度のものを用いる。 The fine particles have a size (particle diameter) of about 1 to 100 nm, for example. In general, ultrafine particles having a diameter (particle diameter) of about 1 to 100 nm are called nanoparticles. In the following description, fine particles of a predetermined substance are appropriately referred to as nanoparticles. In the present embodiment, fine particles (nanoparticles) having a size (particle diameter) of about 1 to 10 nm are used.
所定物質の微粒子としては、フラーレン誘導体、カーボンナノチューブなどを用いることができる。 As the fine particles of the predetermined substance, fullerene derivatives, carbon nanotubes, and the like can be used.
なお、所定物質の微粒子としては、無機材料の微粒子(無機微粒子)を用いてもよいし、有機材料の微粒子(有機微粒子)を用いてもよい。無機微粒子としては、例えば、金属酸化物微粒子、無機酸金属塩微粒子(硫酸塩・炭酸塩・リン酸塩等)、金属ハロゲン化物微粒子、金属窒化物微粒子、金属炭化物微粒子、金属ホウ化物微粒子、金属微粒子及びセラミック微粒子の少なくとも一つを用いることができる。また、上述の微粒子の2種以上を併用してもよい。 As the fine particles of the predetermined substance, fine particles of inorganic material (inorganic fine particles) may be used, or fine particles of organic material (organic fine particles) may be used. Examples of the inorganic fine particles include metal oxide fine particles, inorganic acid metal salt fine particles (sulfate, carbonate, phosphate, etc.), metal halide fine particles, metal nitride fine particles, metal carbide fine particles, metal boride fine particles, metal At least one of fine particles and ceramic fine particles can be used. Moreover, you may use together 2 or more types of the above-mentioned microparticles | fine-particles.
金属酸化物としては、例えば、アルミナ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、三酸化二鉄、酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化クロム及び酸化ケイ素の少なくとも一つを用いることができる。無機酸金属塩としては、例えば、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム及び塩化カリウムの少なくとも一つを用いることができる。金属窒化物としては、例えば窒化チタン、窒化アルミニウム、窒化ジルコニウム、窒化クロム、窒化タングステン及び窒化ケイ素の少なくとも一つを用いることができる。金属炭化物としては、例えば、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化タングステン、炭化クロム、炭化ニオブ及び炭化ケイ素の少なくとも一つを用いることができる。金属ホウ化物としては、例えば、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化タングステン、ホウ化クロム及びホウ化モリブデンの少なくとも一つを用いることができる。金属としては、銀及び銅の少なくとも一つを用いることができる。また、上述の各材料の2種以上を併用してもよい。また、必要に応じて、微粒子(ナノ粒子)の表面処理が実施されでもよい。 As the metal oxide, for example, at least one of alumina, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide, cerium oxide, diiron trioxide, antimony oxide, magnesium oxide, chromium oxide, and silicon oxide can be used. . As the inorganic acid metal salt, for example, at least one of calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, calcium phosphate, and potassium chloride can be used. As the metal nitride, for example, at least one of titanium nitride, aluminum nitride, zirconium nitride, chromium nitride, tungsten nitride, and silicon nitride can be used. As the metal carbide, for example, at least one of titanium carbide, zirconium carbide, tungsten carbide, chromium carbide, niobium carbide, and silicon carbide can be used. As the metal boride, for example, at least one of titanium boride, zirconium boride, tungsten boride, chromium boride, and molybdenum boride can be used. As the metal, at least one of silver and copper can be used. Moreover, you may use 2 or more types of each above-mentioned material together. Moreover, surface treatment of fine particles (nanoparticles) may be performed as necessary.
本実施形態においては、第1液体LQ1は、所定液体(純水)に、上述の微粒子(ナノ粒子)が第1割合で分散された液体である。第2液体LQ2は、所定液体(純水)に、上述の微粒子(ナノ粒子)が第2割合で分散された液体である。 In the present embodiment, the first liquid LQ1 is a liquid in which the above-described fine particles (nanoparticles) are dispersed in a predetermined liquid (pure water) at a first ratio. The second liquid LQ2 is a liquid in which the above-described fine particles (nanoparticles) are dispersed in a predetermined liquid (pure water) at a second ratio.
本実施形態において、液体調整装置24は、第1液体LQ1の少なくとも一部に第2液体LQ2(LQ2a、LQ2b)を添加することによって、第1流路25に供給される液体LQの所定物質の割合を調整する。
In the present embodiment, the
液体調整装置24は、第2液体LQ2を生成する生成装置28、29を備えている。本実施形態において、液体調整装置24は、第2割合が第1割合より高い第2液体LQ2aを生成可能な第1生成装置28と、第2割合が第1割合より低い第2液体LQ2bを生成可能な第2生成装置29とを備えている。以下の説明において、第2液体LQ2aを適宜、濃縮液体LQ2a、と称し、第2液体LQ2bを適宜、希釈液体LQ2b、と称する。
The
本実施形態において、第1生成装置28は、第1液体LQ1の一部から濃縮液体LQ2aを生成し、第2生成装置29は、第1液体LQ1の一部から希釈液体LQ2bを生成する。第1、第2生成装置28、29は、第3流路27より液体調整装置24に戻された第1液体LQ1の一部から、第2液体LQ2a、LQ2bを生成する。第3流路27には、加圧ポンプ34が配置されている。制御装置9は、加圧ポンプ34を作動することによって、第2流路26に流入しなかった液体LQの少なくとも一部を、第1液体LQ1として液体調整装置24に戻すことができる。また、本実施形態においては、第3流路27に計測装置47が配置されている。計測装置47は液体調整装置24に供給される第1液体LQ1の露光光ELに対する屈折率を計測可能である。計測装置47については後述する。また、本実施形態においては、第2流路27に、所定の供給源より、第4流路51を介してフレッシュな所定液体(純水)が適宜供給(補充)される。したがって、本実施形態においては、第1流路25から第2流路26に流入しなかった液体LQと第4流路51から第3流路27に供給された純水とが第1液体LQ1として液体調整装置24に戻される。なお、第4流路51から第3流路27に補充される純水に微粒子(ナノ粒子)が含まれていてもよい。また、第4流路51から第3流路27に補充される純水の量は、第2流路26に流入した液体LQの量に応じて決められている。なお、第1流路25と第3流路27との接続部と、第3流路27と第4流路51との間で、第1流路25から第3流路27に流入した液体LQの一部を排出してもよい。この場合、第4流路51から補充される純水の量を排出量に応じて増やせばよい。
In the present embodiment, the
本実施形態において、第1流路25に供給された液体LQのうち、第3流路27に流れる液体LQの量(単位時間当たりの流量)は、第2流路26に流れる液体LQの量(単位時間当たりの流量)より多い。一例として、第1流路25から第3流路27に流れる液体LQの量は、第1流路25から第2流路26に流れる液体LQの量の100倍程度である。
In the present embodiment, of the liquid LQ supplied to the
図3に示すように、液体調整装置24は、第3流路27から分岐され、第3流路27からの第1液体LQ1の少なくとも一部が供給される主流路30と、第3流路27から分岐され、第3流路27からの第1液体LQ1の少なくとも一部を第1生成装置28に導くための第1分岐流路31と、第3流路27から分岐され、第3流路27からの第1液体LQ1の少なくとも一部を第2生成装置29に導くための第2分岐流路32とを備えている。本実施形態において、第3流路27からの第1液体LQ1の殆ど(例えば90%)が、主流路30に供給される。第1生成装置28は、第1分岐流路31より供給された第1液体LQ1から、濃縮液体LQ2aを生成する。第2生成装置29は、第2分岐流路32より供給された第1液体LQ1から、希釈液体LQ2bを生成する。
As shown in FIG. 3, the
図4は、第1生成装置28の一例を示す図である。図4において、第1生成装置28は、第2割合を高くするために第1液体LQ1を濃縮する濃縮装置28Aを備えている。濃縮装置28Aは、ハウジング35と、ハウジング35の内側に配置された半透膜36とを備えている。半透膜36は、例えばセルロースを含む。半透膜36は、ハウジング35の内側を第1空間35Aと第2空間35Bとに分ける。第1分岐流路31からの第1液体LQ1は、第1空間35Aに供給される。第1液体LQ1は、加圧された状態で、第1空間35Aに供給される。半透膜36は、純水を透過し、微粒子(ナノ粒子)は透過しないので、第1空間35Aに第1液体LQ1が供給されることによって、純水のみが、第1空間35Aから半透膜36を介して第2空間35Bへ移動する。これにより、第1空間35Aにおいて第2割合が所定の割合に高められた濃縮液体LQ2aが生成される。すなわち、濃縮装置28Aは、逆浸透膜方式で濃縮液体LQ2aを生成する。濃縮装置28Aで生成された濃縮液体LQ2aは、流路37に供給される。一方、第2空間35Bの純水は、排出流路38を介して、外部に排出される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the
なお、第1生成装置28が、図5に示すような攪拌装置28Bを備えてもよい。図5において、攪拌装置28Bは、ハウジング35Bと、ハウジング35Bの内側に配置された回転可能な羽根部材を含む攪拌機36Bとを備えている。第1分岐流路31は、ハウジング35Bの内側の空間に、第1液体LQ1を供給する。また、所定の供給流路39より、ハウジング35Bの内部空間に、ナノ粒子が供給される。攪拌機36Bは、ハウジング35Bの内側の空間に供給された第1液体LQ1とナノ粒子とを攪拌し、混ぜ合わせる。これにより、第2割合が高められた濃縮液体LQ2aが生成される。生成された濃縮液体LQ2aは、流路37に供給される。なお、供給流路39を介して、ナノ粒子の割合が十分に高い液体をハウジング35Bの内側の空間に供給してもよい。
In addition, the 1st production |
第2生成装置29は、第2割合を低くするために第1液体LQ1を希釈する希釈装置29Aを含む。本実施形態において、希釈装置29Aは、第2分岐流路32を流れる第1液体LQ1に純水を供給することによって、第1液体LQ1を希釈し、希釈液体LQ2bを生成する。図3に示すように、希釈装置29Aは、第2分岐流路32に純水を供給するために第2分岐流路32に接続された供給流路40を備えている。供給流路40には、所定の供給源より純水が供給される。供給流路40に供給された純水は、第2分岐流路32に供給される。これにより、希釈液体LQ2bが生成される。なお、不図示であるが、供給流路40と第2分岐流路32との合流部48に、第1液体LQ1と純水とを混ぜ合わせる攪拌装置が配置されている。攪拌装置は、回転可能な羽根部材を含む。なお、流路の形状を調整し、その流路内において乱流を発生させることによって攪拌することもできる。
The
本実施形態においては、供給流路40に、マスフローコントローラ(流量制御装置)41が配置されている。制御装置9は、マスフローコントローラ41を制御して、第2分岐流路32に供給される単位時間当たりの純水の量を調整可能である。制御装置9は、第2分岐流路32に供給される単位時間当たりの純水の量を調整することによって、希釈液体LQ2bの第2割合を調整することができる。希釈装置29Aで生成された希釈液体LQ2bは、流路42に供給される。
In the present embodiment, a mass flow controller (flow rate control device) 41 is disposed in the
主流路30、流路37、及び流路42のそれぞれは、第1流路25に接続されている。主流路30を流れる第1液体LQ1は、流路37を流れる濃縮液体LQ2a、又は流路42を流れる希釈液体LQ2bと、合流部46で合流し、混合される。換言すれば、液体調整装置24は、合流部46において、主流路30を流れる第1液体LQ1に、第2液体LQ2として、流路37からの濃縮液体LQ2a又は流路42からの希釈液体LQ2を添加することができる。第1液体LQ1の少なくとも一部に濃縮液体LQ2a又は希釈液体LQ2bを添加することによって、所定物質(微粒子)が所望の割合で含まれた液体LQを生成することができる。なお、主流路30からの第1液体LQ1に、第2液体LQ2として、濃縮液体LQ2aと希釈液体LQ2bの両方を混ぜてもよい。また、合流部46に、第1液体LQ1と第2液体LQ2とを混ぜ合わせる攪拌装置が配置してもよい。これにより、液体LQ中において、所定物質(微粒子)を均一に分布(分散)させることができる。例えば、攪拌装置は、回転可能な羽根部材を含む。なお、流路の形状を調整し、その流路内において乱流を発生させることによって攪拌することもできる。
Each of the
本実施形態において、主流路30、流路37、流路42のそれぞれには、マスフローコントローラ43、44、45が配置されている。制御装置9は、マスフローコントローラ43、44、45を制御することによって、第1液体LQ1に添加される濃縮液体LQ2aの量及び希釈液体LQ2bの量の少なくとも一方を調整することができる。これにより、液体LQに含まれるナノ粒子の量(割合)を調整することができる。
In the present embodiment,
本実施形態において、液体LQに含まれるナノ粒子の量(割合)を調整することによって、その液体LQの光学特性を調整することができる。光学特性は、露光光ELに対する液体LQの屈折率を含む。すなわち、液体LQに含まれるナノ粒子の量(割合)を調整することによって、その液体LQの光学特性(露光光ELに対する液体LQの屈折率)を所望状態に調整することができる。 In the present embodiment, the optical characteristics of the liquid LQ can be adjusted by adjusting the amount (ratio) of the nanoparticles contained in the liquid LQ. The optical characteristics include the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL. That is, by adjusting the amount (ratio) of nanoparticles contained in the liquid LQ, the optical characteristics of the liquid LQ (the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL) can be adjusted to a desired state.
例えば、ナノ粒子の割合を大きくすることによって、露光光ELに対する液体LQの屈折率を高めることができる。すなわち、所定液体に分散させるナノ粒子の量を多くするほど、換言すれば、所定液体に対するナノ粒子の混合比を高めるほど、露光光ELに対する液体LQの屈折率を高めることができる。なお、ナノ粒子の割合を大きくすることによって、露光光ELに対する液体LQの透過率が低下する場合には、屈折率の目標値と透過率の目標値とを考慮して、ナノ粒子の量(割合)が調整される。 For example, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL can be increased by increasing the ratio of the nanoparticles. That is, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL can be increased as the amount of nanoparticles dispersed in the predetermined liquid is increased, in other words, as the mixing ratio of the nanoparticles to the predetermined liquid is increased. When the transmittance of the liquid LQ with respect to the exposure light EL is reduced by increasing the proportion of the nanoparticles, the amount of nanoparticles (in consideration of the target value of refractive index and the target value of transmittance) Ratio) is adjusted.
したがって、液体調整装置24は、主流路30からの第1液体LQ1に添加される第2液体LQ2の量を調整することによって、液体調整装置24から第1流路25に供給される液体LQの光学特性(屈折率)を調整することができる。制御装置9は、マスフローコントローラ43、44、45を制御して、液体LQの光学特性(屈折率)を高精度に調整することができる。
Therefore, the
上述したように、本実施形態においては、液体供給装置20は、液体調整装置24へ供給される第1液体LQ1の光学特性を計測する計測装置47を備えている。計測装置47は、露光光ELに対する液体LQの屈折率を計測可能である。液体調整装置24では、計測装置47の計測結果に基づいて、主流路30からの第1液体LQ1に添加される濃縮液体LQ2a及び希釈液体LQ2bの少なくとも一方の量が調整される。
As described above, in the present embodiment, the
図6は、計測装置47の一例を示す概略斜視図、図7は断面図である。図6及び図7において、計測装置47は、第3流路27の途中に設けられ、第1液体LQ1が流れる流路137を形成する流路形成部材133と、流路形成部材133に対して計測光Laを照射する投光部134と、流路形成部材133を通過した計測光Laを集光する光学素子(集光光学系)135と、光学素子135を介した計測光Laを受光するCCD等の撮像素子136とを備えている。流路137は、第3流路27の一部とも言える。投光部134から流路形成部材133に対して照射される計測光Laは、適当な断面積を有する平行光線である。光学素子135と撮像素子136との距離は、光学素子35の焦点距離にほぼ等しい。光学素子135は、その光学素子135を通過した計測光Laを撮像素子136上に集光する。投光部134から射出される計測光Laは、露光光ELとほぼ同じ波長(ArFエキシマレーザ光の波長である193nm)を有する。流路形成部材133は、石英、蛍石等、計測光La(露光光EL)を通過可能な部材で形成されている。流路形成部材133は、断面が三角形状の管状部材である。流路形成部材133は、プリズムとしての機能を有する。
6 is a schematic perspective view showing an example of the measuring
計測装置47を用いて第1液体LQ1の光学特性を計測するとき、制御装置9は、流路137に液体LQが満たされている状態で、流路形成部材133の第1面133Aに対して投光部134より計測光Laを照射する。流路形成部材133に照射された計測光Laは、流路137を流れる第1液体LQ1に照射される。第1液体LQ1に照射された計測光Laは、第1液体LQを通過した後、流路形成部材133の第2面133Bより外部に射出される。第2面133Bより射出された計測光Laは、光学素子135によって撮像素子136上に集光される。計測光Laの撮像素子136上での集光位置は、流路137を流れる液体LQの光学特性に応じて変化する。すなわち、計測光Laに対する液体LQの屈折率に応じて、液体LQを通過する計測光Laの光路が変動するため、計測光Laの撮像素子136上における集光位置、すなわち撮像素子136による計測光Laの受光位置が、図7の矢印F1で示すように変化する。撮像素子136の受光結果は制御装置9に出力される。制御装置9には、撮像素子136上での計測光Laの受光位置と、流路137の液体LQの屈折率との関係が予め記憶されている。制御装置9は、撮像素子136の受光結果と、記憶情報とに基づいて、計測光Laに対する液体LQの屈折率を求めることができる。本実施形態においては、計測装置47は、液体調整装置24に第1液体LQ1供給されている間、第1液体LQ1の光学特性を常時モニターしているが、計測のタイミングは適宜決めることができる。
When measuring the optical characteristics of the first liquid LQ1 using the measuring
制御装置9は、計測装置47の計測結果に基づいて、主流路30からの第1液体LQ1に添加される第2液体LQ2の量を調整する。すなわち、制御装置9は、計測装置47の計測結果に基づいて、液体LQが所望の光学特性(屈折率)となるように、マスフローコントローラ44及び/又はマスフローコントローラ45を用いて、第1液体LQ1に添加する濃縮液体LQ2a及び希釈液体LQ2bの少なくとも一方の量(添加量)を調整する。制御装置9は、光学特性(屈折率)の調整量と添加量との関係に関する制御情報を有しており、計測装置47の計測結果とその制御情報とに基づいて第1液体LQ1に添加される第2液体LQ2の量を調整する。制御情報は、実験、シミュレーションなどに基づいて予め決定されている。例えば、屈折率の目標値に対して、計測装置47の計測値が低い場合、制御装置9は、第1液体LQ1に濃縮液体LQ2aを添加する。一方、屈折率の目標値に対して、計測装置47の計測値が高い場合、制御装置9は、第1液体LQ1に希釈液体LQ2bを添加する。
The
第2流路26は、流路21と接続されており、第2流路26に供給された液体LQは、流路21を介して、供給口16から、光路Kに供給される。第2流路26には、マスフローコントローラ50が配置されている。制御装置9は、マスフローコントローラ50を制御して、供給口16に対する単位時間当たりの液体LQの供給量を調整可能である。言い換えれば、制御装置9は、マスフローコントローラ50を制御して、第1流路25から第3流路27へ流入する液体LQの量を調整することができる。したがって、マスフローコントローラ50を制御して、供給口16への液体LQの供給を停止することによって、第1流路25へ送出された液体LQのすべてを第3流路27に流すこともできる。
The
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。制御装置9は、所望の屈折率の液体LQで光路Kを満たすために、計測装置47で液体LQの屈折率を計測し、その計測結果に基づいて、液体調整装置24において第1液体LQ1に添加する第2液体LQ2の量を決定し、その決定した結果に基づいて、マスフローコントローラ(44、45)を制御する。これにより、液体調整装置24から、第1流路25及び第2流路26を介して、所望の屈折率の液体LQが供給口16に供給される。また、基板Pを露光するために、基板ステージ2に保持された基板Pが露光位置EPに配置され、光路Kを液体LQで満たすように液浸空間LSが形成される。
Next, a method for exposing the substrate P using the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described. In order to fill the optical path K with the liquid LQ having a desired refractive index, the
本実施形態の露光装置EXは、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のパターンの像を基板Pに投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、基板Pの走査方向(同期移動方向)をY軸方向とし、マスクMの走査方向(同期移動方向)もY軸方向とする。制御装置9は、液浸空間LSを形成した状態で、基板Pを投影光学系PLの投影領域PRに対してY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、照明系ILの照明領域IRに対してマスクMをY軸方向に移動しつつ、投影光学系PLと液体LQとを介して露光光ELで基板Pを露光する。
The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that projects an image of the pattern of the mask M onto the substrate P while synchronously moving the mask M and the substrate P in a predetermined scanning direction. In the present embodiment, the scanning direction (synchronous movement direction) of the substrate P is the Y-axis direction, and the scanning direction (synchronous movement direction) of the mask M is also the Y-axis direction. The
本実施形態においては、屈折率が高い液体LQで光路Kが満たされているので、実質的に解像度及び焦点深度を向上することができる。したがって、基板Pに微細なパターンを良好に形成できる。 In this embodiment, since the optical path K is filled with the liquid LQ having a high refractive index, the resolution and the depth of focus can be substantially improved. Therefore, a fine pattern can be satisfactorily formed on the substrate P.
基板Pの露光中においても、液体LQの屈折率が計測装置47で計測(モニタ)され、制御装置9は、その計測結果に基づいて、液体調整装置24で調整動作を実行する。これにより、常に最適な屈折率の液体LQを介して基板Pを露光することができる。
Even during the exposure of the substrate P, the refractive index of the liquid LQ is measured (monitored) by the measuring
本実施形態においては、第1流路25に供給された液体LQのうち、第3流路27に流れる液体LQ(第1液体LQ1)の量が、第2流路26に流れる液体LQの量より大きい。換言すれば、第1流路25、第3流路27、加圧ポンプ34、及び液体調整装置24を含む循環システムで循環する液体の量が、供給口16に供給される液体の量に比べて格段に多い。また、主流路30を流れる第1液体LQ1の量は、第1、第2分岐流路31、32を流れる液体の量より格段に多い。すなわち、液体調整装置24から送出される液体LQの光学特性の調整は、多量の第1液体LQ1に少量の第2液体LQ2を添加することによって実行される。これにより、供給口16に供給される液体LQに含まれるナノ粒子の量、ひいては液体LQの屈折率を高精度に調整することができる。
In the present embodiment, of the liquid LQ supplied to the
なお、第1流路25に、計測装置47と同様の計測装置を配置して、液体調整装置24から第1流路25に送出される液体LQの光学特性(例えば、屈折率)を確認してもよい。この場合、第1流路25に送出された液体LQの光学特性(屈折率)の計測値と目標値とにずれが生じる場合に、そのずれに基づいて制御装置9に記憶されている制御情報を修正してもよい。また、第1流路25に送出された液体LQの光学特性(屈折率)の計測結果に基づいて、露光条件を調整してもよい。露光条件の調整は、投影光学系PLの結像特性の調整を含む。制御装置9は、第1流路25に配置された計測装置の計測結果に基づいて、結像特性調整システム19を用いて、投影光学系PLの結像特性を調整することができる。光路Kを満たすために供給口16より供給される液体LQの屈折率が変動したり、目標値に対してずれたりした場合においても、第1流路25に配置された計測装置の計測結果に基づいて、投影光学系PLの結像特性の調整をすることによって、所望状態のパターン像で基板Pを露光できる。例えば、液体LQの屈折率の目標値からのずれによって、投影光学系PLの像面位置が変化したり、コマ収差等の各種収差が発生したりする場合には、制御装置9は、その収差を補正するように、結像特性調整システム19を用いて、投影光学系PLの結像特性を調整する。なお、例えば、液体LQの屈折率に応じて、投影光学系PLの像面位置が変化する場合には、第1流路25に配置された計測装置の計測結果に基づいて基板ステージ2を制御して、その像面と基板Pの表面(露光面)との位置関係を調整してもよい。
Note that a measurement device similar to the
以上説明したように、本実施形態によれば、露光光ELの光路Kを、屈折率が高い液体LQで良好に満たすことができる。また、供給口16より供給される液体LQの光学特性の変動を抑制できる。したがって、液体をLQ介した結像特性を変化を抑制でき、露光不良の発生、不良デバイスの発生等を抑制できる。
As described above, according to the present embodiment, the optical path K of the exposure light EL can be satisfactorily filled with the liquid LQ having a high refractive index. In addition, fluctuations in the optical characteristics of the liquid LQ supplied from the
なお、上述の実施形態においては、第2液体LQ2(希釈液体LQ2b)が所定物質(ナノ粒子)を含む場合を例にして説明したが、所定物質(ナノ粒子)を含まない液体であってもよい。すなわち、第2割合を零とし、第2液体LQ2(希釈液体LQ2b)を、ナノ粒子を含まない純水としてもよい。すなわち、第2分岐流路32を設けずに、流路42に純水を供給するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the second liquid LQ2 (dilution liquid LQ2b) includes a predetermined substance (nanoparticle) has been described as an example. However, even if the liquid does not include the predetermined substance (nanoparticle), Good. That is, the second ratio may be zero, and the second liquid LQ2 (diluted liquid LQ2b) may be pure water not containing nanoparticles. That is, pure water may be supplied to the
なお、上述の実施形態においては、所定液体が純水である場合を例にして説明したが、純水以外の液体であってもよい。 In the above-described embodiment, the case where the predetermined liquid is pure water has been described as an example, but a liquid other than pure water may be used.
なお、上述の各実施形態においては、所定物質の微粒子(ナノ粒子)を所定液体に混ぜることによって、第1液体LQ1(あるいは第2液体LQ2)を生成する場合を例にして説明したが、必ずしも、所定物質を微粒子(ナノ粒子)にした状態で混ぜなくてもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the first liquid LQ1 (or the second liquid LQ2) is generated by mixing fine particles (nanoparticles) of the predetermined substance with the predetermined liquid has been described as an example. The predetermined substance may not be mixed in the state of fine particles (nanoparticles).
なお、上述の各実施形態において、投影光学系PLは、終端光学素子の射出側(像面側)の光路を液体で満たしているが、米国特許出願公開第2005/0248856号明細書等に開示されているように、終端光学素子の入射側(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。液体調整装置24で調整された液体LQで、終端光学素子の入射側(物体面側)の光路を満たすことにより、所望の結像特性を得ることができる。
In each of the above-described embodiments, the projection optical system PL fills the optical path on the exit side (image plane side) of the last optical element with a liquid, but this is disclosed in US Patent Application Publication No. 2005/0248856 and the like. As described above, it is possible to employ a projection optical system in which the optical path on the incident side (object plane side) of the last optical element is filled with liquid. By filling the optical path on the incident side (object plane side) of the last optical element with the liquid LQ adjusted by the
なお、上述の各実施形態において、光路Kが、露光光ELの光路である場合を例にして説明したが、計測光の光路でもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the optical path K is the optical path of the exposure light EL has been described as an example. However, the optical path of the measurement light may be used.
なお、上述の各実施形態の基板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、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。 As the substrate P in each of the above embodiments, 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。 As the exposure apparatus, 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 are The present invention can also be applied to a step-and-repeat projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed in a stationary state and the substrate P is sequentially moved stepwise.
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第1パターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第2パターンの縮小像を第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光してもよい(スティッチ方式の一括露光装置)。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。 Furthermore, in the step-and-repeat exposure, after the reduced image of the first pattern is transferred onto the substrate P using the projection optical system while the first pattern and the substrate P are substantially stationary, the second pattern With the projection optical system, the reduced image of the second pattern may be partially overlapped with the first pattern and collectively exposed on the substrate P (stitch type batch exposure apparatus). ). Further, the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
また、例えば米国特許第6611316号明細書に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two mask patterns are synthesized on a substrate via a projection optical system, and one shot area on the substrate is obtained by one scanning exposure. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure almost simultaneously. The present invention can also be applied to proximity type exposure apparatuses, mirror projection aligners, and the like.
また、露光装置EXとして、米国特許第6590634号明細書、米国特許第6208407号明細書、米国特許第6262796号明細書等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を採用することもできる。 Further, as the exposure apparatus EX, a twin stage type having a plurality of substrate stages as disclosed in US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 6,208,407, US Pat. No. 6,262,796, etc. An exposure apparatus can also be employed.
更に、例えば米国特許第6897963号明細書、欧州特許出願公開第1713113号明細書等に開示されているような、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、計測部材(光学部材)、及び各種の光電センサ等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、上述の各実施形態は、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,897,963 and European Patent Application No. 1713113, a reference stage on which a substrate is held and a reference mark are formed, a measurement member (optical member) ), And an exposure apparatus provided with a measurement stage on which various photoelectric sensors and the like are mounted. The above-described embodiments can also be applied to an exposure apparatus that includes a plurality of substrate stages and measurement stages.
また、米国特許第5825043号明細書等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、上述の各実施形態は、適用可能である。 Further, in each of the above-described embodiments, an immersion exposure apparatus that performs exposure in a state where the entire surface of a substrate to be exposed is immersed in a liquid as disclosed in US Pat. Applicable.
露光装置の種類としては、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)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、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 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto the substrate P. An exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD) In addition, the present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a micromachine, MEMS, DNA chip, reticle, mask, or the like.
なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール(回折格子)を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。 In each of the above-described embodiments, each position information of each stage is measured using an interferometer system including a laser interferometer. However, the present invention is not limited to this. For example, a scale (diffraction grating) provided in each stage. ) May be used.
なお、上述の各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6778257号明細書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可変成形マスク(電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる)を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。 In each of the above-described embodiments, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. As disclosed in Japanese Patent No. 6778257, a variable shaped mask (also known as an electronic mask, an active mask, or an image generator) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed. May be used). Further, a pattern forming apparatus including a self-luminous image display element may be provided instead of the variable molding mask including the non-luminous image display element.
上述の各実施形態においては、投影光学系PLを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系PLを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系PLを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射され、そのような光学部材と基板との間に液体が保持される。 In each of the above embodiments, the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example. However, the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL. Even when the projection optical system PL is not used as described above, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens, and the liquid is held between the optical member and the substrate.
また、例えば国際公開第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。 Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that exposes a line and space pattern on the substrate P by forming interference fringes on the substrate P. The present invention can also be applied to.
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願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 according to the present embodiment assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. 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8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、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理(露光処理)を含む基板処理ステップ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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
As shown in FIG. 8, a microdevice such as a semiconductor device includes a
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the requirements of the above-described embodiments can be combined as appropriate. In addition, the disclosures of all published publications and US patents related to the exposure apparatus and the like cited in the above-described embodiments and modifications are incorporated herein by reference.
2…基板ステージ、9…制御装置、10…終端光学素子、11…射出面、16…供給口、17…回収口、19…結像特性調整システム、20…液体供給装置、24…液体調整装置、25…第1流路、26…第2流路、27…第3流路、28…第1生成装置、28A…濃縮装置、29…第2生成装置、29A…希釈装置、47…計測装置、
EL…露光光、EX…露光装置、K…光路、LQ…液体、LQ1…第1液体、LQ2…第2液体、P…基板
DESCRIPTION OF
EL ... exposure light, EX ... exposure device, K ... optical path, LQ ... liquid, LQ1 ... first liquid, LQ2 ... second liquid, P ... substrate
Claims (33)
液体調整装置と、
前記液体調整装置からの液体が供給される第1流路と、
前記第1流路から分岐され、前記第1流路に供給された液体の少なくとも一部を前記露光光の光路へ導くための第2流路と、
前記第1流路から分岐され、前記第1流路に供給された液体のうち、前記第2流路に流入しなかった液体の少なくとも一部を、第1液体として前記液体調整装置に戻すための第3流路とを備え、
前記液体調整装置は、前記第1液体の少なくとも一部に、前記第1液体と光学特性が異なる第2液体を添加することによって生成された液体を前記第1流路に供給可能である液浸システム。 An immersion system used for immersion exposure for exposing a substrate with exposure light,
A liquid conditioner;
A first flow path to which the liquid from the liquid adjusting device is supplied;
A second flow path that is branched from the first flow path and that guides at least part of the liquid supplied to the first flow path to the optical path of the exposure light;
For returning at least a part of the liquid branched from the first flow path and supplied to the first flow path to the second flow path as the first liquid to the liquid adjustment device. A third flow path,
The liquid adjusting device is capable of supplying a liquid generated by adding a second liquid having optical characteristics different from that of the first liquid to at least a part of the first liquid to the first flow path. system.
前記第2液体は、前記所定液体に、前記第1割合と異なる第2割合で前記所定物質が含まれる請求項1記載の液浸システム。 The first liquid includes a predetermined substance at a first ratio to the predetermined liquid;
2. The liquid immersion system according to claim 1, wherein the predetermined liquid is contained in the predetermined liquid at a second ratio different from the first ratio.
前記第2液体は、前記所定液体に前記第2割合で前記微粒子が含まれる請求項2記載の液浸システム。 The first liquid includes fine particles of the predetermined substance at the first ratio in the predetermined liquid;
The liquid immersion system according to claim 2, wherein the second liquid includes the fine particles at the second ratio in the predetermined liquid.
前記第2液体は、前記所定液体に前記第2割合で前記微粒子が分散されている請求項3記載の液浸システム。 In the first liquid, the fine particles are dispersed in the first liquid in the first ratio,
The liquid immersion system according to claim 3, wherein the fine particles are dispersed in the second liquid at the second ratio.
前記液体調整装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて、前記第2液体を添加する請求項1〜16のいずれか一項記載の液浸システム。 A measuring device for measuring the optical characteristics of the liquid supplied from the liquid adjusting device;
The liquid immersion system according to any one of claims 1 to 16, wherein the liquid adjustment device adds the second liquid based on a measurement result of the measurement device.
前記液浸システムの前記液体調整装置から、前記第1流路及び前記第2流路を介して供給された液体を介して露光光で基板を露光する露光装置。 An immersion system according to claim 18-20,
An exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light via liquid supplied from the liquid adjustment apparatus of the liquid immersion system via the first flow path and the second flow path.
前記液浸システムの前記液体調整装置から、前記第1流路及び前記第2流路を介して供給された液体を介して露光光で基板を露光する露光装置。 The immersion system according to claim 1 to 17,
An exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light via liquid supplied from the liquid adjustment apparatus of the liquid immersion system via the first flow path and the second flow path.
前記計測装置の計測結果に基づいて、露光条件が調整される請求項22記載の露光装置。 A measuring device for measuring the optical characteristics of the liquid supplied from the liquid adjusting device;
The exposure apparatus according to claim 22, wherein an exposure condition is adjusted based on a measurement result of the measurement apparatus.
前記投影光学系の結像特性を調整する結像特性調整システムとを備え、
前記露光条件の調整は、前記投影光学系の結像特性の調整を含む請求項23記載の露光装置。 A projection optical system;
An imaging characteristic adjusting system for adjusting the imaging characteristic of the projection optical system,
24. The exposure apparatus according to claim 23, wherein the adjustment of the exposure condition includes adjustment of an imaging characteristic of the projection optical system.
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 21 to 24;
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
液体調整装置からの液体を第1流路へ供給することと、
前記第1流路に供給された液体の一部を第2流路を介して前記露光光の光路へ供給することと、
前記露光光の光路へ供給された液体を介して露光光で基板を露光することと、
前記第1流路に供給された液体のうち、前記第2流路に流入しなかった液体の少なくとも一部を、第1液体として前記液体調整装置に第3流路を介して戻すことと、
前記第1液体の少なくとも一部に、前記第1液体と光学特性が異なる第2液体を添加することと、
前記第1液体の少なくとも一部に、前記第2液体を添加することによって生成された液体を前記第1流路に供給することと、を含む露光方法。 An exposure method for exposing a substrate with exposure light,
Supplying liquid from the liquid regulating device to the first flow path;
Supplying a part of the liquid supplied to the first flow path to the optical path of the exposure light via the second flow path;
Exposing the substrate with exposure light through a liquid supplied to the optical path of the exposure light;
Returning at least part of the liquid that has not flowed into the second flow path out of the liquid supplied to the first flow path as a first liquid to the liquid adjustment device via the third flow path;
Adding a second liquid having optical characteristics different from that of the first liquid to at least a part of the first liquid;
Supplying a liquid generated by adding the second liquid to at least a part of the first liquid to the first flow path.
前記第2液体は、前記所定液体に、前記第1割合と異なる第2割合で前記所定物質が含まれる請求項26記載の露光方法。 The first liquid includes a predetermined substance at a first ratio to the predetermined liquid;
27. The exposure method according to claim 26, wherein the second liquid includes the predetermined substance in the predetermined liquid at a second ratio different from the first ratio.
前記第2液体は、前記所定液体に前記第2割合で前記微粒子が含まれる請求項27記載の露光方法。 The first liquid includes fine particles of the substance at the first ratio in the predetermined liquid,
28. The exposure method according to claim 27, wherein the second liquid contains the fine particles at the second ratio in the predetermined liquid.
前記第2液体は、前記所定液体に前記第2割合で前記微粒子が分散されている請求項28記載の露光方法。 In the first liquid, the fine particles are dispersed in the first liquid in the first ratio,
29. The exposure method according to claim 28, wherein the second liquid has the fine particles dispersed in the second liquid at the second ratio.
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the substrate using the exposure method according to any one of claims 26 to 32;
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
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