JP2009302596A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】露光装置は、所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する。露光装置は、パターンの像を基板に投影する投影光学系と、投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と、投影領域に対して異なる複数の方向に離れた複数の位置で基板上の液体の回収を同時に行う液体回収機構とを備える。
【選択図】図4
Description
また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度(DOF)も重要となる。解像度R、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
R=k1・λ/NA … (1)
δ=±k2・λ/NA2 … (2)
すなわち、Zステージ52は、基板Pのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Pの表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込み、XYステージ53は基板PのX軸方向及びY軸方向における位置決めを行う。なお、ZステージとXYステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。
すなわち、投影領域AR1を取り囲むように連続的に形成された回収口22Aの内部に仕切部材23が設けられた構成となっている。仕切部材23により分割された分割空間24のそれぞれは上下方向で貫通している。そして、回収部材22のうち、回収口22Aを有する下端部は基板Pの表面に近接され、一方、上端部は複数の分割空間24を空間的に集合する集合空間部であるマニホールド部25となっている。そして、このマニホールド部25に回収管21Aの一端部が接続され、他端部が液体回収部21に接続されている。液体回収機構20は、液体回収部21を駆動することにより、回収口22A(回収部材22)及び回収管21Aを介して基板P上の液体1を回収する。すなわち、回収口22Aの設置位置が基板P上の液体1の回収を行う回収位置であり、液体回収機構20は投影領域AR1から離れた回収位置で基板P上の液体1の回収を行うようになっている。ここで、液体回収機構20の回収口22Aは平面視略円環状であって投影領域AR1を取り囲んだ構成となっている。すなわち、回収口22Aは、矩形の投影領域AR1の4つの側(+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側)、換言すると投影領域AR1に対して直交する4つの方向に離れた4つの位置に存在している。したがって、液体回収機構20は、投影領域AR1を取り囲むように設けられている回収口22Aより、投影領域AR1に対して異なる複数の方向に離れた複数の位置で基板P上の液体1の回収を同時に行うことができる。
ここで、表面処理のための薄膜は液体1に対して非溶解性の材料により形成される。また、親液化処理は、使用する液体1の材料特性に応じてその処理条件を適宜変更される。
このとき、液体供給機構10は走査方向に関して投影領域AR1の両側から供給口13A、14Aを介して液体1の供給を同時に行っているので、液浸領域AR2は均一且つ良好に形成されている。また、液体回収機構20は、投影領域AR1を囲む回収部材22の回収口22Aを介して投影領域AR1の走査方向両側を含む投影領域AR1周囲の複数の位置において液体1の回収を同時に行っているため、液体1の基板P周囲への流出や飛散を防止している。なお、本実施形態においては、基板P表面の感光材との親和性が低い純水を液体1として供給するようにしているので、液体回収機構20による回収を円滑に行うことができる。
これにより、基板P上に液体1が残存する等の不都合の発生が抑えられている。
換言すれば、液体供給機構10は、1つの基板Pに関する一連の露光処理動作が終了するまで(基板Pが基板ステージPSTにロードされて全ショット領域S1〜S12に対する露光処理が終了して基板ステージPSTからアンロードされるまで)、複数の位置から液体1を供給し続ける。これにより、液体1の供給及び停止に起因する液体の振動(ウォーターハンマー現象)の発生を防止することができる。
この場合も、投影領域AR1を取り囲むように形成された回収口で回収動作を継続的に行なっているので、液体1がいずれの方向に濡れ拡がっても、液体1を良好に回収することができる。
また、スリット管部76の他端部は回収部材22の内部流路22Hの上端部に接続している。ここで、スリット管部76の一端部は直管部75とほぼ同じ大きさに形成され、一方、スリット管部76の他端部は円環状の回収部材22の上端部の略1/4の大きさに形成されている。そして、スリット管部76は一端部から他端部に向かって水平方向に漸次拡がるように平面視略三角形状に形成されており、スリット管部76に形成されているスリット状の内部流路76Hは一端部から他端部に向かって水平方向に漸次拡がるように形成されている。
同様に、第2液体供給部12から送出された液体1も第2供給管42及び第2供給部材14を介して基板P上に均一に供給される。
第2部材92は、投影光学系PLの−X側に形成され、第1部材91の第1供給穴部94Aに接続する第3供給穴部94Bと、投影光学系PLの+X側に形成され、第1部材91の第2供給穴部95Aに接続する第4供給穴部95Bとを備えている。第3、第4供給穴部94B、95Bそれぞれの形状及び大きさは、第1、第2供給穴部94A、95Aに対応している。
照射した測長ビーム及び参照ビームに基づく移動鏡55及び参照鏡114それぞれからの反射光はレーザ干渉計56の受光部で受光され、レーザ干渉計56はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡114を基準とした移動鏡55の位置情報、すなわち基板ステージPSTの位置情報を計測する。同様に、不図示ではあるが、基板ステージPST上及び鏡筒PKの+Y側にも移動鏡及び参照鏡が設けられ、これらに対向する位置にはレーザ干渉計が設けられている。
更に、焦点深度は空気中に比べて約n倍、すなわち約1.44倍程度に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
13…第1供給部材、13A…供給口、14…第2供給部材、14A…供給口、
20…液体回収機構、21…液体回収部、22…回収部材、22A…回収口、
23…仕切部材(仕切り)、30…トラップ部材、31…トラップ面、
32…フィン部材(トラップ部材)、AR1…投影領域、AR2…液浸領域、
CONT…制御装置、EX…露光装置、M…マスク、P…基板、PL…投影光学系、
S1〜S12…ショット領域
Claims (47)
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
前記投影領域に対して異なる複数の方向に離れた複数の位置で基板上の液体の回収を同時に行う液体回収機構とを備える露光装置。 - 前記液体回収機構は、前記投影領域の両側で前記回収を同時に行う請求項1に記載の露光装置。
- 前記液体回収機構は、前記投影領域を取り囲むように連続的に形成された回収口を有する請求項1又は2に記載の露光装置。
- 前記連続的に形成された回収口の内部に仕切りが設けられている請求項3に記載の露光装置。
- 前記液体回収機構は液体の回収位置に応じて異なる回収力で液体を回収する請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
基板上の液体の回収を複数の位置で同時に行う液体回収機構と;を備え、
前記液体回収機構は液体回収位置に応じて異なる回収力で液体を回収する露光装置。 - 前記基板上の各ショット領域は所定の走査方向に移動しながら露光され、前記液体回収機構は、前記投影領域に対して前記走査方向に離れた位置での液体回収力を、それとは別の位置での液体回収力よりも大きくする請求項5または6記載の露光装置。
- 前記投影領域に対して前記液体回収機構による液体回収位置の外側に配置され、前記液体回収機構で回収しきれなかった液体を捕捉する所定長さの液体トラップ面が形成されたトラップ部材を更に備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
前記投影領域から離れた回収位置で基板上の液体の回収を行う液体回収機構と;
前記投影領域に対して前記液体回収機構による液体回収位置の外側に配置され、液体を捕捉する液体トラップ面が形成されたトラップ部材とを備える露光装置。 - 前記トラップ面は、前記液体との親和性を高める処理が施されている請求項8または9記載の露光装置。
- 前記トラップ面の液体親和性は、前記基板表面の液体親和性よりも高い請求項10に記載の露光装置。
- 前記トラップ面は水平面に対して傾斜している請求項8〜11のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記トラップ面は、前記投影領域を取り囲むように配置され、その位置に応じて長さが異なる請求項8〜12のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記トラップ面で捕捉された液体は、前記液体回収機構に回収される請求項8〜13のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記液体供給機構は、前記液体回収機構による液体回収位置と前記投影領域との間で液体の供給を行う請求項1〜14のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
前記投影領域から離れた回収位置で基板上の液体の回収を行う液体回収機構と;を備え、
前記液体供給機構による液体の供給は、前記液体回収機構の液体回収位置と前記投影領域との間で行われる露光装置。 - 前記液体供給機構は実行動作に応じて液体の供給量を変える請求項15または16に記載の露光装置。
- 前記基板上の各ショット領域は前記基板を移動しながら走査露光され、前記液体供給機構は、前記基板上の2つのショット領域間のステッピング移動中と各ショット領域の露光中とで液体の供給量を異ならせる請求項17に記載の露光装置。
- 前記液体供給機構は、前記投影光学系の先端の液体接触面との親和性が前記基板表面との親和性よりも高い液体を供給する請求項1〜18のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記液体は水であって、前記投影光学系の先端の液体接触面は親水化処理を施されており、前記基板表面には撥水性の感光材が塗布されている請求項19に記載の露光装置。
- 請求項1〜請求項20のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
- 所定パターンの投影光学系による像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光方法であって:
前記投影光学系の先端の液体接触面との親和性が、基板表面との親和性よりも高い液体を、前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために供給することと;
前記液浸領域に供給された液体を介して所定パターンの像を基板に投影すること;とを含む露光方法。 - 前記液体は水であって、前記投影光学系の先端の液体接触面は親水化処理を施されており、前記基板表面には撥水性の感光材が塗布されている請求項22に記載の露光方法。
- 前記基板の露光中に、前記基板上に前記液体の供給を行うとともに、前記基板上の液体を回収する請求項22または23に記載の露光方法。
- 請求項22〜請求項24のいずれか一項に記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記基板上に液体を供給する供給流路を有する液体供給機構と;
供給された液体を回収する回収流路を有する液体回収機構と;を備え、
前記供給流路と回収流路の少なくとも一方が、複数の板状部材が積層された積層部材中に形成されている露光装置。 - 前記積層部材の中央に積層部材の厚み方向に積層部材を貫通するように、前記投影光学系の一部が配置される貫通穴が形成されている請求項26に記載の露光装置。
- 前記供給流路と回収流路の少なくとも一方が、少なくとも2つの板状部材の厚み方向を貫通するように形成されている請求項26または27に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;を備え、
前記液体供給機構は、投影光学系とは振動的に分離されている露光装置。 - 前記液体供給機構は、前記パターン像が投影される投影領域の両側に供給口を有し、前記基板上への液体の供給を前記投影領域の両側で同時に行う請求項29に記載の露光装置。
- 前記基板上の各ショット領域は所定の走査方向に移動しながら露光され、前記液体供給機構は、前記走査方向に関して前記投影領域の両側から前記液体の供給を同時に行う請求項30に記載の露光装置。
- 前記基板上の液体を回収する液体回収機構を備え、該液体回収機構は、前記投影光学系とは振動的に分離されている請求項29に記載の露光装置。
- 前記液体回収機構の回収口は、前記液体供給機構の供給口を取り囲むように配置されている請求項32に記載の露光装置。
- さらに、前記投影光学系を支持する第1支持部材と、第1支持部材と振動的に分離され、前記液体供給機構を支持する第2支持部材とを備える請求項29〜33のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に供給された液体を回収する液体回収機構と;を備え、
前記液体回収機構は、投影光学系とは振動的に分離されている露光装置。 - さらに、前記投影光学系を支持する第1支持部材と、該第1支持部材と振動的に分離され、前記液体回収機構を支持する第2支持部材とを備える請求項35に記載の露光装置。
- 前記第1支持部材と前記第2支持部材との間には防振機構が配置されている請求項34または36に記載の露光装置。
- 前記第1支持部材に支持され、前記基板を保持して移動可能な基板ステージの位置情報を計測するレーザ干渉計を更に備える請求項34、36、37のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記基板を保持して移動可能な基板ステージを支持するベースを備え、前記第2支持部材は、前記ベース部材と振動的に分離されている請求項34、36〜38のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影し、該基板上の複数のショット領域を順次露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために、前記基板と対向するように配置された供給口から液体を供給する液体供給機構と;を備え、
前記液体供給機構は、前記基板上の複数のショット領域の露光処理が行なわれている間に前記供給口から液体を供給し続ける露光装置。 - 前記液体供給機構は、複数の供給口を有する請求項40記載の露光装置。
- 前記供給口は、前記投影領域の両側に配置されている請求項41記載の露光装置。
- 前記基板上の複数のショット領域のうちの一部のショット領域は、前記基板を所定方向に移動しながら走査露光され、残りのショット領域は、前記所定方向と反対の方向に前記基板を移動しながら走査露光される請求項40〜42のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影し、該基板上の複数のショット領域を順次露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために所定位置に配置された供給口から液体を供給する液体供給機構と;
前記基板と対向するように配置された回収口を有し、前記液体供給機構から供給された液体を回収する液体回収機構と;を備え、
前記液体回収機構は、前記基板上の複数のショット領域の露光処理が行なわれている間に前記回収口から液体を回収し続ける露光装置。 - 前記回収口は、前記投影領域を取り囲むように配置されている請求項44記載の露光装置。
- 前記基板上の複数のショット領域のうちの一部のショット領域は、前記基板を所定方向に移動しながら走査露光され、残りのショット領域は、前記所定方向と反対の方向に前記基板を移動しながら走査露光される請求項44または45記載の露光装置。
- 請求項26〜46のいずれか一項に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
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