JP2010040702A - Stage device, exposure system and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a stage apparatus, an exposure apparatus, 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、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、基板とその基板のエッジの周囲に配置された部材とのギャップから液体が浸入すると、様々な問題が発生する可能性がある。例えば、その浸入した液体が気化すると、液体の気化熱によって基板が熱変形したり、基板に液体の付着跡(ウォーターマーク)が形成されたりする可能性がある。そのような不具合が生じると、基板上に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生し、その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。したがって、ギャップから液体が浸入することを抑制するための更なる改良が求められている。 In a liquid immersion exposure apparatus, various problems may occur when liquid enters from a gap between a substrate and members disposed around the edge of the substrate. For example, when the invading liquid is vaporized, there is a possibility that the substrate is thermally deformed by the heat of vaporization of the liquid, or a liquid adhesion mark (watermark) is formed on the substrate. When such a problem occurs, an exposure failure such as a defect in a pattern formed on the substrate occurs, and as a result, a defective device may occur. Accordingly, there is a need for further improvements to prevent liquid from entering through the gap.
本発明の態様は、ギャップから液体が浸入することを抑制できるステージ装置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 a stage apparatus that can prevent liquid from entering from a gap. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus 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、物体の側面とギャップを介して対向する側面、及び液体が供給される上面を有する所定部材を備え、側面の表面粗さは、上面の表面粗さより大きいステージ装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a predetermined member having a side surface opposed to the side surface of the object through a gap and a top surface to which a liquid is supplied is provided, and the surface roughness of the side surface is larger than the surface roughness of the top surface. A stage device is provided.
本発明の第2の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、第1の態様のステージ装置を備える露光装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light through a liquid, the exposure apparatus including the stage apparatus of the first aspect.
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.
本発明によれば、ギャップから液体が浸入することを抑制できる。また本発明によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to prevent liquid from entering from the gap. Further, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of exposure failure. Moreover, according to the present invention, it is possible to 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. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る露光装置EXを示す概略構成図である。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。本実施形態においては、液体LQとして、水(純水)を用いる。
<First Embodiment>
A first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the first 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. In the present embodiment, water (pure water) is used as the 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、基板Pを保持せずに、露光光ELを計測する計測部材Cを保持して移動可能な計測ステージ3と、マスクステージ1を移動する駆動システム4と、基板ステージ2を移動する駆動システム5と、計測ステージ3を移動する駆動システム6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浸空間LSを形成可能な液浸部材7と、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置8とを備えている。
In FIG. 1, an exposure apparatus EX measures 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。マスクMは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクMとして、反射型マスクを用いることもできる。 The mask M includes a reticle on which a device pattern projected onto the substrate P is formed. The mask M includes a transmission type mask having a transparent plate such as a glass plate and a pattern formed on the transparent plate using a light shielding material such as chromium. A reflective mask can also be used as the mask M.
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、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。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、感光膜に加えて別の膜を含んでもよい。例えば、基板Pが、反射防止膜を含んでもよいし、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 substrate P is a substrate for manufacturing a device. The substrate P includes, for example, a base material such as a semiconductor wafer and a photosensitive film formed on the base material. The photosensitive film is a film of a photosensitive material (photoresist). Further, the substrate P may include another film in addition to the photosensitive film. For example, the substrate P may include an antireflection film or a protective film (topcoat film) that protects the photosensitive film.
計測部材Cは、露光光ELを計測可能である。計測ステージ3に保持される計測部材Cとして、例えば米国特許出願公開第2002/0041377号明細書に開示されているような投影光学系PLによる空間像を計測可能な空間像計測システムの少なくとも一部、例えば米国特許第4465368号明細書に開示されているような露光光ELの照度むらを計測可能な照度むら計測システムの少なくとも一部、例えば米国特許第6721039号明細書に開示されているような投影光学系PLの露光光ELの透過率の変動量を計測可能な計測システムの少なくとも一部、例えば米国特許出願公開第2002/0061469号明細書等に開示されているような照射量計測システム(照度計測システム)の少なくとも一部、及び例えば欧州特許第1079223号明細書に開示されているような波面収差計測システムの少なくとも一部等が挙げられる。なお、基板を保持して移動可能な基板ステージと、基板を保持せずに、露光光を計測する計測部材(計測器)を搭載して移動可能な計測ステージとを備えた露光装置の一例が、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。
The measuring member C can measure the exposure light EL. As the measurement member C held by the
照明系ILは、所定の照明領域IRに露光光ELを照射する。照明領域IRは、照明系ILから射出される露光光ELの照射位置を含む。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 irradiates the predetermined illumination area IR with the exposure light EL. The illumination area IR includes the irradiation position of the exposure light EL emitted from the illumination system IL. 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 Excimer laser light (wavelength 193 nm), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. In the present embodiment, ArF excimer laser light that 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を保持した状態で、照明領域IRを含むベース部材9のガイド面9G上を移動可能である。駆動システム4は、例えばリニアモータを含む。本実施形態において、マスクステージ1は、駆動システム4の作動により、ガイド面9G上において、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 is movable on the
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。投影領域PRは、投影光学系PLから射出される露光光ELの照射位置を含む。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。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の光軸はZ軸と平行である。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あってもよい。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。 The projection optical system PL irradiates the predetermined projection region PR with the exposure light EL. The projection region PR includes the irradiation position of the exposure light EL emitted from the projection optical system PL. 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 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 of the projection optical system PL is parallel to the Z axis. 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.
基板ステージ2は、基板Pを保持した状態で、投影領域PRを含むベース部材10のガイド面10G上を移動可能である。計測ステージ3は、計測部材Cを保持した状態で、投影領域PRを含むベース部材10のガイド面10G上を移動可能である。
The
本実施形態において、基板ステージ2は、ステージ本体11と、ステージ本体11上に配置された基板テーブル12とを有する。基板Pは、基板テーブル12に保持される。計測ステージ3は、ステージ本体13と、ステージ本体13上に配置された計測テーブル14とを有する。計測部材Cは、計測テーブル14に保持される。
In the present embodiment, the
駆動システム5は、ガイド面10G上においてステージ本体11を移動可能な粗動システム5Aと、ステージ本体11上において基板テーブル12を移動可能な微動システム5Bとを含む。粗動システム5Aは、例えばリニアモータを含み、微動システム5Bは、例えばボイスコイルモータを含む。ステージ本体11は、粗動システム5Aの作動により、ガイド面10G上において、X軸、Y軸、及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。基板テーブル12は、微動システム5Bの作動により、ステージ本体11上において、Z軸、θX、及びθY方向の3つの方向に移動可能である。
The
駆動システム6は、ガイド面10G上においてステージ本体13を移動可能な粗動システム6Aと、ステージ本体13上において計測テーブル14を移動可能な微動システム6Bとを含む。粗動システム6Aは、例えばリニアモータを含み、微動システム6Bは、例えばボイスコイルモータを含む。ステージ本体13は、粗動システム6Aの作動により、ガイド面10G上において、X軸、Y軸、及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。計測テーブル14は、微動システム6Bの作動により、ステージ本体13上において、Z軸、θX、及びθY方向の3つの方向に移動可能である。
The
本実施形態において、マスクステージ1、基板ステージ2、及び計測ステージ3の位置情報は、レーザ干渉計ユニット11A、11Bを含む干渉計システム11によって計測される。レーザ干渉計ユニット11Aは、マスクステージ1に配置された計測ミラー1Rを用いて、マスクステージ1の位置情報を計測可能である。レーザ干渉計ユニット11Bは、基板テーブル12に配置された計測ミラー2R、及び計測テーブル14に配置された計測ミラー3Rを用いて、基板ステージ2及び計測ステージ3それぞれの位置情報を計測可能である。基板Pの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置8は、干渉計システム11の計測結果に基づいて、駆動システム4,5,6を作動し、マスクステージ1(マスクM)、基板ステージ2(基板P)、及び計測ステージ3(計測部材C)の位置制御を実行する。
In the present embodiment, the position information of the mask stage 1, the
液浸部材7は、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浸空間LSを形成可能である。液浸空間LSは、液体LQで満たされた部分(空間、領域)である。液浸部材7は、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い終端光学素子12の近傍に配置される。本実施形態において、液浸部材7は、環状の部材であり、露光光ELの光路の周囲に配置される。本実施形態においては、液浸部材7の少なくとも一部が、終端光学素子12の周囲に配置される。
The
終端光学素子12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13を有する。本実施形態において、液浸空間LSは、終端光学素子12と、終端光学素子12から射出される露光光ELの照射位置(投影領域PR)に配置される物体との間の露光光ELの光路が液体LQで満たされるように形成される。本実施形態において、投影領域PRに配置可能な物体は、基板ステージ2、基板ステージ2に保持された基板P、計測ステージ3、及び計測ステージ3に保持された計測部材Cの少なくとも一つを含む。
The last
本実施形態において、液浸部材7は、投影領域PRに配置される物体と対向可能な下面14を有する。一方側の射出面13及び下面14と、他方側の物体の表面(上面)との間に液体LQが保持されることによって、終端光学素子12と物体との間の露光光ELの光路が液体LQで満たされるように液浸空間LSが形成される。
In the present embodiment, the
本実施形態においては、基板Pに露光光ELが照射されているとき、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。液体LQの界面(メニスカス、エッジ)LGの少なくとも一部は、液浸部材7の下面14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。
In this embodiment, when the exposure light EL is irradiated to the substrate P, the immersion space LS is formed so that a partial region on the surface of the substrate P including the projection region PR is covered with the liquid LQ. At least a part of the interface (meniscus, edge) LG of the liquid LQ is formed between the
図2は、終端光学素子12及び液浸部材7と対向する位置に配置された基板テーブル12(基板ステージ2)の一例を示す側断面図である。図2に示すように、液浸部材7は、射出面13と対向する位置に開口7Kを有する。射出面13から射出された露光光ELは、開口7Kを通過して、基板Pに照射可能である。
FIG. 2 is a side sectional view showing an example of the substrate table 12 (substrate stage 2) arranged at a position facing the terminal
また、液浸部材7は、液体LQを供給可能な供給口15と、液体LQを回収可能な回収口16とを備えている。供給口15は、露光光ELの光路の近傍において、その光路に面するように液浸部材7の所定位置に配置されている。供給口15は、流路17を介して、液体供給装置18と接続されている。液体供給装置18は、清浄で温度調整された液体LQを送出可能である。流路17は、液浸部材7の内部に形成された供給流路、及びその供給流路と液体供給装置18とを接続する供給管で形成される流路を含む。液体供給装置1
8から送出された液体LQは、流路17を介して供給口15に供給される。
Further, the
The liquid LQ delivered from 8 is supplied to the
回収口16は、液浸部材7の下面14と対向する物体上の液体LQの少なくとも一部を回収可能である。本実施形態においては、回収口16は、露光光ELが通過する開口7Kの周囲に配置されている。回収口16は、物体の表面と対向する液浸部材7の所定位置に配置されている。回収口16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19が配置されている。なお、回収口16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。本実施形態において、液浸部材7の下面14の少なくとも一部は、多孔部材19の下面を含む。回収口16は、流路20を介して、液体回収装置21と接続されている。液体回収装置21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。流路20は、液浸部材7の内部に形成された回収流路、及びその回収流路と液体回収装置21とを接続する回収管で形成される流路を含む。回収口16から回収された液体LQは、流路20を介して、液体回収装置21に回収される。
The
本実施形態においては、制御装置8は、供給口15を用いる液体供給動作と並行して、回収口16を用いる液体回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子12及び液浸部材7と、他方側の物体との間に液体LQで液浸空間LSを形成可能である。
In the present embodiment, the
なお、液浸部材7として、例えば米国特許出願公開第2007/0132976号明細書、欧州特許出願公開第1768170号明細書に開示されているような液浸部材(ノズル部材)を用いることができる。
In addition, as the
基板テーブル12は、基板Pをリリース可能に保持する第1保持部31を備えている。第1保持部31は、基板Pの裏面Pbと対向可能な基板テーブル12のチャック面22に設けられており、基板Pの裏面Pbを保持する。本実施形態において、第1保持部31は、所謂、ピンチャック機構を含み、チャック面22に配置され、基板Pの裏面Pbの周縁領域と対向する環状の第1リム部23と、チャック面22において第1リム部23の内側に配置され、基板Pの裏面Pbを支持する複数のピン部材24と、チャック面22において第1リム部23の内側に配置され、気体を吸引可能な第1吸引口25とを含む。制御装置8は、第1吸引口25を用いて、基板Pの裏面Pbと第1リム部23とチャック面22とで囲まれた空間の気体を排気して、その空間を負圧にすることによって、基板Pをピン部材24で吸着保持する。また、制御装置8は、第1吸引口25を用いる吸引動作を停止することにより、第1保持部31より基板Pをリリースすることができる。
The substrate table 12 includes a
また、本実施形態においては、基板テーブル12(基板ステージ2)は、米国特許公開第2007/0177125号明細書等に開示されているような、基板Pの周囲に配置されるプレート部材Tを備えている。基板テーブル12は、第1保持部31の周囲に配置され、プレート部材Tをリリース可能に保持する第2保持部32を備えている。第2保持部32は、第1保持部31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THを有する。第2保持部32に保持されたプレート部材Tは、第1保持部31に保持された基板Pの周囲に配置される。
In the present embodiment, the substrate table 12 (substrate stage 2) includes a plate member T disposed around the substrate P as disclosed in US Patent Publication No. 2007/0177125 and the like. ing. The substrate table 12 includes a second holding
第2保持部32は、プレート部材Tの裏面(下面)と対向可能な基板テーブル12のチャック面26に設けられており、プレート部材Tの下面Tbを保持する。本実施形態において、第2保持部32は、所謂、ピンチャック機構を含み、チャック面26において第1リム部23の周囲に配置され、開口TH近傍においてプレート部材Tの下面Tbの内縁領域と対向する環状の第2リム部27と、チャック面26において第2リム部27の周囲に配置され、プレート部材Tの下面Tbの外縁領域と対向する環状の第3リム部28と、チャック面26において第2リム部27と第3リム部28との間に配置され、プレート部材Tの下面Tbを支持する複数のピン部材29と、チャック面26において第2リム部27と第3リム部28との間に配置され、気体を吸引可能な第2吸引口30とを含む。制御装置8は、第2吸引口30を用いて、プレート部材Tの下面Tbと第2リム部27と第3リム部28とチャック面26とで囲まれた空間の気体を排気して、その空間を負圧にすることによって、プレート部材Tをピン部材29で吸着保持する。また、制御装置8は、第2吸引口30を用いる吸引動作を停止することにより、第2保持部32よりプレート部材Tをリリースすることができる。
The
本実施形態において、第1保持部31は、基板Pの表面PaとXY平面とがほぼ平行となるように、基板Pを保持する。第2保持部32は、プレート部材Tの上面TaとXY平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Tを保持する。本実施形態において、第1保持部31に保持された基板Pの表面Paと第2保持部32に保持されたプレート部材Tの上面Taとは、ほぼ同一平面内に配置される(ほぼ面一である)。
In the present embodiment, the
第1保持部31に保持された基板Pの表面Pa、及び第2保持部32に保持されたプレート部材Tの上面Taは、終端光学素子12の射出面13及び液浸部材7の下面14と対向可能である。供給口15からの液体LQは、開口7Kを介して、第1保持部31に保持された基板Pの表面Pa、及び第2保持部32に保持されたプレート部材Tの上面Taの少なくとも一方に供給される。
The surface Pa of the substrate P held by the
基板Pは、第2保持部32に保持されたプレート部材Tの開口THに配置される。第2保持部32に保持されたプレート部材Tの上面Taは、第1保持部31に保持された基板Pの表面Paの周囲に配置される。本実施形態において、第1保持部31は、基板Pの側面Pcと、第2保持部32に保持されたプレート部材Tの側面(内側面)TcとがギャップG1を介して対向するように、基板Pを保持する。側面Tcは、開口THを規定する。
基板Pの側面PcとギャップG1を介して対向するプレート部材Tの側面Tcの上端は、供給口15からの液体LQが供給される上面Taの内側のエッジと結ばれている。
The substrate P is disposed in the opening TH of the plate member T held by the second holding
The upper end of the side surface Tc of the plate member T facing the side surface Pc of the substrate P via the gap G1 is connected to the inner edge of the upper surface Ta to which the liquid LQ from the
図3は、計測テーブル14(計測ステージ3)の一例を示す側断面図である。計測テーブル14は、計測部材Cをリリース可能に保持する第3保持部33を備えている。第3保持部33は、計測部材Cの下面Cbの周縁領域と対向可能な計測テーブル14のチャック面35に設けられており、計測部材Cの下面Cbを保持する。本実施形態において、第3保持部33は、所謂、ピンチャック機構を含み、チャック面35に配置され、計測部材Cの下面Cbと対向する環状の第4リム部36と、チャック面35において第4リム部36の周囲に配置され、計測部材Cの下面Cbの周縁領域と対向する環状の第5リム部37と、チャック面35において第4リム部36と第5リム部37との間に配置され、計測部材Cの下面Cbを支持する複数のピン部材38と、チャック面35において第4リム部36と第5リム部37との間に配置され、気体を吸引可能な第3吸引口39とを含む。
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of the measurement table 14 (measurement stage 3). The measurement table 14 includes a
本実施形態において、計測テーブル14は、第4リム部36の内側に凹部45を有する。凹部45には、光センサ46が配置されている。本実施形態において、計測部材Cは、例えば石英など、露光光ELを透過可能な部材を含み、計測部材Cの少なくとも一部は、露光光ELを透過可能な透過部を含む。第3保持部33に保持された計測部材Cの上面Caに照射された露光光ELは、計測部材Cの透過部を介して、光センサ46に照射される。光センサ46は、終端光学素子12より射出され、計測部材Cを介した露光光ELを受光する。
In the present embodiment, the measurement table 14 has a
また、本実施形態においては、計測テーブル14(計測ステージ3)は、計測部材Cの周囲に配置されるプレート部材Sを備えている。計測テーブル14は、第3保持部33の周囲に配置され、プレート部材Sをリリース可能に保持する第4保持部34を備えている。第4保持部34は、第3保持部33の周囲に配置されている。プレート部材Sは、計測部材Cを配置可能な開口SHを有する。第4保持部34に保持されたプレート部材Sは、第3保持部33に保持された計測部材Cの周囲に配置される。
In the present embodiment, the measurement table 14 (measurement stage 3) includes a plate member S arranged around the measurement member C. The measurement table 14 is disposed around the
第4保持部34は、プレート部材Sの下面Sbと対向可能な計測テーブル14のチャック面40に設けられており、プレート部材Sの下面Sbを保持する。本実施形態において、第4保持部34は、所謂、ピンチャック機構を含み、チャック面40において第5リム部37の周囲に配置され、開口SH近傍においてプレート部材Sの下面Sbの内縁領域と対向する環状の第6リム部41と、チャック面40において第6リム部41の周囲に配置され、プレート部材Sの下面Sbの外縁領域と対向する環状の第7リム部42と、チャック面40において第6リム部41と第7リム部42との間に配置され、プレート部材Sの下面Sbを支持する複数のピン部材43と、チャック面40において第6リム部41と第7リム部42との間に配置され、気体を吸引可能な第4吸引口44とを含む。
The
本実施形態において、第3保持部33は、計測部材Cの上面CaとXY平面とがほぼ平行となるように、計測部材Cを保持する。第4保持部34は、プレート部材Sの上面SaとXY平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Sを保持する。本実施形態において、第3保持部33に保持された計測部材Cの上面Caと第4保持部34に保持されたプレート部材Sの上面Saとは、ほぼ同一平面内に配置される(ほぼ面一である)。
In this embodiment, the 3rd holding |
第3保持部33に保持された計測部材Cの上面Ca、及び第4保持部34に保持されたプレート部材Sの上面Saは、終端光学素子12の射出面13及び液浸部材7の下面14と対向可能である。供給口15からの液体LQは、開口7Kを介して、第3保持部33に保持された計測部材Cの上面Ca、及び第4保持部34に保持されたプレート部材Sの上面Saの少なくとも一方に供給される。
The upper surface Ca of the measuring member C held by the
計測部材Cは、第4保持部34に保持されたプレート部材Sの開口SHに配置される。第4保持部34に保持されたプレート部材Sの上面Saは、第3保持部33に保持された計測部材Cの上面Caの周囲に配置される。本実施形態において、第3保持部33は、計測部材Cの側面Ccと、第4保持部34に保持されたプレート部材Sの側面(内側面)ScとがギャップG2を介して対向するように、計測部材Cを保持する。側面Scは、開口SHを規定する。計測部材Cの側面CcとギャップG2を介して対向するプレート部材Sの側面Scの上端は、供給口15からの液体LQが供給される上面Saの内側のエッジと結ばれている。
The measuring member C is disposed in the opening SH of the plate member S held by the fourth holding
また、本実施形態においては、計測テーブル14は、基板テーブル12と面する−Y側の側面にロッド部材47を備えている。本実施形態においては、X軸方向に関して、ロッド部材47のサイズは、プレート部材Sのサイズより小さい。ロッド部材47は、終端光学素子12の射出面13及び液浸部材7の下面14と対向可能な上面48と、基板テーブル12の側面と対向可能な側面49とを有する。本実施形態において、上面48は、XY平面とほぼ平行である。また、ロッド部材47の上面48と、第4保持部34に保持されたプレート部材Sの上面Saとは、ほぼ同一平面内に配置される(ほぼ面一である)。
In the present embodiment, the measurement table 14 includes a
供給口15からの液体LQは、開口7Kを介して、ロッド部材47の上面48に供給可能である。基板テーブル12の側面と対向可能なロッド部材47の側面49の上端は、供給口15からの液体LQが供給される上面48の−Y側のエッジと結ばれている。
The liquid LQ from the
ここで、以下の説明において、第2保持部32に保持されたプレート部材Tの上面Taを適宜、基板テーブル12(基板ステージ2)の上面2U、と称し、第4保持部34に保持されたプレート部材Sの上面Sa及びロッド部材47の上面48を合わせて適宜、計測テーブル14(計測ステージ3)の上面3U、と称する。
Here, in the following description, the upper surface Ta of the plate member T held by the
図4は、本実施形態に係る露光装置EXの動作の一例を示す図である。本実施形態においては、例えば米国特許出願公開第2006/0023186号明細書、米国特許出願公開第2007/0127006号明細書等に開示されているように、制御装置8は、基板ステージ2及び計測ステージ3の少なくとも一方が終端光学素子12及び液浸部材7との間で液体LQを保持可能な空間を形成し続けるように、基板ステージ2の上面2Uと計測ステージ3の上面3Uとを接近又は接触させた状態で、基板ステージ2の上面2U及び計測ステージ3の上面3Uの少なくとも一方と終端光学素子12の射出面13及び液浸部材7の下面14とを対向させつつ、終端光学素子12及び液浸部材7に対して、基板ステージ2と計測ステージ3とをXY方向に同期移動させることができる。これにより、制御装置8は、終端光学素子12及び液浸部材7と基板ステージ2との間に液浸空間LSが形成可能な状態、及び終端光学素子12及び液浸部材7と計測ステージ3との間に液浸空間LSが形成可能な状態の一方から他方へ変化させることができる。すなわち、制御装置8は、液体LQの漏出を抑制しつつ、基板ステージ2の上面2Uと計測ステージ3の上面3Uとの間で液体LQの液浸空間LSを移動可能である。
FIG. 4 is a view showing an example of the operation of the exposure apparatus EX according to the present embodiment. In this embodiment, as disclosed in, for example, U.S. Patent Application Publication No. 2006/0023186, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0127006, and the like, the
以下の説明において、基板ステージ2の上面2Uと計測ステージ3の上面3Uとを接近又は接触させた状態で、基板ステージ2の上面2U及び計測ステージ3の上面3Uの少なくとも一方と終端光学素子12の射出面13及び液浸部材7の下面14とを対向させつつ、終端光学素子12及び液浸部材7に対して、基板ステージ2と計測ステージ3とをXY方向に同期移動させる動作を適宜、スクラム移動、と称する。
In the following description, at least one of the
本実施形態においては、スクラム移動を実行するとき、制御装置8は、基板ステージ2の+Y側の側面と計測ステージ3のロッド部材47の側面49とを所定のギャップG3を介して対向させる。そして、制御装置8は、そのギャップG3を維持した状態で、基板ステージ2及び計測ステージ3を同時に移動(同期移動)させる。本実施形態においては、スクラム移動時において、液浸空間LSは、ロッド部材47の上面48を移動する。また、本実施形態においては、スクラム移動を実行するとき、制御装置8は、基板ステージ2の上面2Uと計測ステージ3の上面3Uとがほぼ同一平面内に配置されるように、基板ステージ2の上面2Uと計測ステージ3の上面3Uとの位置関係を調整する。
In the present embodiment, when the scram movement is executed, the
例えば、計測部材Cを用いる計測処理を実行するとき、制御装置8は、終端光学素子12及び液浸部材7と計測ステージ3とを対向させ、終端光学素子12と計測部材Cとの間の光路が液体LQで満たされるように液浸空間LSを形成する。制御装置8は、投影光学系PL及び液体LQを介して計測部材Cに露光光ELを照射して、計測部材Cを用いる計測処理を実行する。その計測処理の結果は、基板Pの露光処理に反映される。
For example, when executing the measurement process using the measurement member C, the
また、基板Pの露光処理を実行するとき、制御装置8は、終端光学素子12及び液浸部材7と基板ステージ2とを対向させ、終端光学素子12と基板Pとの間の光路が液体LQで満たされるように液浸空間LSを形成する。制御装置8は、照明系ILにより露光光ELで照明されたマスクMからの露光光ELを投影光学系PL及び液体LQを介して基板Pに照射する。これにより、基板Pは露光光ELで露光され、マスクMのパターンの像が基板Pに投影される。
When executing the exposure processing of the substrate P, the
なお、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8は、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と基板P上の液浸空間LSの液体LQとを介して基板Pに露光光ELを照射する。
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. is there. 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
図5は、第1保持部31に保持された基板Pの側面Pc、及び第2保持部32に保持されたプレート部材Tの側面Tcの近傍を拡大した側断面図(YZ断面図)である。以下、基板Pが第1保持部31に保持され、プレート部材Tが第2保持部32に保持されている状態について説明する。
FIG. 5 is an enlarged side sectional view (YZ sectional view) of the side surface Pc of the substrate P held by the
図5に示すように、本実施形態においては、プレート部材Tの側面Tcの表面粗さは、上面Taの表面粗さより大きい。本実施形態において、上面Taは、ほぼ平坦であり、XY平面とほぼ平行である。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the surface roughness of the side surface Tc of the plate member T is larger than the surface roughness of the upper surface Ta. In the present embodiment, the upper surface Ta is substantially flat and substantially parallel to the XY plane.
本実施形態において、側面Tcは、上面Ta側(+Z側)から下方向(−Z方向)、且つ基板Pの中央に対して外側に向かう第1方向に延びる第1斜面51を複数含む。本実施形態において、第1方向は、開口THの中心に対して外側に向かう方向である。
In the present embodiment, the side surface Tc includes a plurality of first
また、本実施形態において、側面Tcは、上面Ta側(+Z側)から下方向(−Z方向)、且つ第1方向と逆向きの第2方向に延びる第2斜面52を複数含む。本実施形態において、第2方向は、開口THの中心に向かう方向である。
In the present embodiment, the side surface Tc includes a plurality of second
以下の説明において、第1斜面51を適宜、下向き斜面51、と称し、第2斜面52を適宜、上向き斜面52、と称する。
In the following description, the
本実施形態においては、Z軸方向に関して、下向き斜面51と上向き斜面52とが交互に配置されている。
In the present embodiment, downward slopes 51 and
本実施形態においては、Z軸と下向き斜面51とがなす角度θ1は、Z軸と上向き斜面52とがなす角度θ2とほぼ同じである。本実施形態において、角度θ1及び角度θ2は、約45度である。
In the present embodiment, the angle θ1 formed by the Z axis and the
また、本実施形態においては、Z軸方向に関して、下向き斜面51のサイズL1は、上向き斜面52のサイズL2とほぼ同じである。
In the present embodiment, the size L1 of the
また、本実施形態において、下向き斜面51の上端と上向き斜面52の下端との境界部53は、尖っている。下向き斜面51及び上向き斜面52は、例えば旋盤加工を用いて形成可能である。なお、境界部53が、丸みを帯びていてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態において、プレート部材Tの上面Taと下面Tbとはほぼ平行である。本実施形態において、プレート部材Tの上面Taと下面Tbとの距離(プレート部材Tの厚み)は、基板Pの表面Paと裏面Pbとの距離(基板Pの厚み)とほぼ同じである。本実施形態において、基板Pの厚みは、約0.775mmである。 In the present embodiment, the upper surface Ta and the lower surface Tb of the plate member T are substantially parallel. In the present embodiment, the distance between the upper surface Ta and the lower surface Tb of the plate member T (the thickness of the plate member T) is substantially the same as the distance between the front surface Pa and the back surface Pb of the substrate P (the thickness of the substrate P). In the present embodiment, the thickness of the substrate P is about 0.775 mm.
本実施形態において、下向き斜面51及び上向き斜面52を含む側面Tcは、液体LQに対して撥液性である。また、上面Ta及び下面Tbも、液体LQに対して撥液性である。
In the present embodiment, the side surface Tc including the
本実施形態においては、プレート部材Tは、ステンレス等の金属製の基材と、その基材上に形成された撥液性材料の膜とを含む。本実施形態において、プレート部材Tの上面Ta、下面Tb、及び側面Tcは、撥液性材料の膜の表面を含む。撥液性材料としては、例えばPFA(Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)、PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)、PEEK(polyetheretherketone)、テフロン(登録商標)等が挙げられる。これにより、上面Ta、下面Tb、及び側面Tcのそれぞれが、液体LQに対して撥液性となる。液体LQに対する上面Ta、下面Tb、及び側面Tcの接触角は、例えば90度以上である。本実施形態においては、プレート部材Tの基材は、ステンレス(SUS316)であり、膜を形成する撥液性材料は、PFAである。本実施形態においては、液体LQに対する上面Ta、下面Tb、及び側面Tcの接触角(前進接触角)は、約110度である。なお、プレート部材T自体が撥液性材料で形成されてもよい。 In the present embodiment, the plate member T includes a metal base material such as stainless steel and a liquid repellent material film formed on the base material. In the present embodiment, the upper surface Ta, the lower surface Tb, and the side surface Tc of the plate member T include the surface of the liquid repellent material film. Examples of the liquid repellent material include PFA (Tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer), PTFE (Polytetrafluoroethylene), PEEK (polyetheretherketone), and Teflon (registered trademark). Thereby, each of the upper surface Ta, the lower surface Tb, and the side surface Tc becomes liquid repellent with respect to the liquid LQ. The contact angles of the upper surface Ta, the lower surface Tb, and the side surface Tc with respect to the liquid LQ are, for example, 90 degrees or more. In this embodiment, the base material of the plate member T is stainless steel (SUS316), and the liquid repellent material forming the film is PFA. In the present embodiment, the contact angle (advance contact angle) of the upper surface Ta, the lower surface Tb, and the side surface Tc with respect to the liquid LQ is about 110 degrees. The plate member T itself may be formed of a liquid repellent material.
基板Pの側面Pcは、基板Pの表面Paとほぼ垂直な垂直領域61を有する。プレート部材Tの側面Tcの少なくとも一部は、側面Pcの垂直領域61と対向するように配置される。
The side surface Pc of the substrate P has a
プレート部材Tの側面Tcは、基板Pの側面Pcに沿うように設けられている。プレート部材Tは、側面Tcと基板Pの側面PcとがギャップG1を介して対向するように配置される。本実施形態において、ギャップG1の大きさは、例えば0.1mm〜0.5mm程度である。本実施形態において、ギャップG1の大きさは、側面Tcの境界部53と側面Pcの垂直領域61との距離である。
The side surface Tc of the plate member T is provided along the side surface Pc of the substrate P. The plate member T is disposed so that the side surface Tc and the side surface Pc of the substrate P face each other with the gap G1 interposed therebetween. In the present embodiment, the size of the gap G1 is, for example, about 0.1 mm to 0.5 mm. In the present embodiment, the size of the gap G1 is the distance between the
本実施形態においては、例えば図2に示すように、供給口15からの液体LQで形成された液浸空間LSが、基板Pの表面Paとプレート部材Tの上面Taとに跨って形成される場合がある。すなわち、ギャップG1上に液浸空間LSが形成される場合がある。本実施形態によれば、ギャップG1を介して基板Pの裏面Pb側の空間に液体LQが浸入することを抑制することができる。
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the immersion space LS formed by the liquid LQ from the
図6は、第1部材の表面101と第2部材の表面102との間のギャップGに浸入した液体LQの一般的な挙動を示す模式図である。ここで、以下の説明において、液体LQに対する表面101の接触角をθa、液体LQに対する表面102の接触角をθb、液体LQの表面張力をγ、ギャップGの大きさをd、とする。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a general behavior of the liquid LQ that has entered the gap G between the
表面101、102間のギャップGに浸入した液体LQの内部圧力IP、及びギャップGにおける液体LQの界面の曲率半径Rについて、一般に、以下の式が成り立つ。
In general, the following expression holds for the internal pressure IP of the liquid LQ that has entered the gap G between the
なお、(1)式では、重力の作用を無視している。(1)式に示すように、液体LQの界面の曲率半径Rは、表面101、102の条件に応じて変化する。表面101、102の条件は、接触角θa、θb、及び大きさdを含む。また、内部圧力IPは、曲率半径Rに応じて変化する。
In the equation (1), the action of gravity is ignored. As shown in the equation (1), the curvature radius R of the interface of the liquid LQ changes according to the conditions of the
図6は、表面101及び表面102のそれぞれがZ軸と平行であり、接触角θaと接触角θbとが等しい場合を示す。また、図6に示す例においては、図6(A)に示す表面101、102の接触角θa、θbのほうが、図6(B)に示す表面101、102の接触角θa、θbより大きい。
FIG. 6 shows a case where the
図6(A)に示すように、ギャップGにおける液体LQの界面の形状が、−Z方向に凸状になると、液体LQの表面張力により、+Z方向に向く内部圧力IPが発生する。この場合、液体LQの界面の−Z方向への移動が抑制され、ギャップGに対する液体LQの浸入が抑制される。一方、図6(B)に示すように、ギャップGにおける液体LQの界面の形状が、+Z方向に凸状になると、毛細管現象により、−Z方向に向く内部圧力IPが発生する。この場合、液体LQの界面の−Z方向への移動が促進され、ギャップGに対する液体LQの浸入が促進される。 As shown in FIG. 6A, when the shape of the interface of the liquid LQ in the gap G becomes convex in the −Z direction, an internal pressure IP directed in the + Z direction is generated due to the surface tension of the liquid LQ. In this case, the movement of the interface of the liquid LQ in the −Z direction is suppressed, and the penetration of the liquid LQ into the gap G is suppressed. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the shape of the interface of the liquid LQ in the gap G becomes convex in the + Z direction, an internal pressure IP directed in the −Z direction is generated due to a capillary phenomenon. In this case, the movement of the interface of the liquid LQ in the −Z direction is promoted, and the penetration of the liquid LQ into the gap G is promoted.
ここで、以下の説明において、ギャップGにおける液体LQの界面が、−Z方向に凸状である状態を適宜、抑制状態、と称し、+Z方向に凸状である状態を適宜、非抑制状態、と称する。したがって、液体LQの界面が抑制状態では、液体LQの浸入が抑制され、非抑制状態では、液体LQの浸入が促進される。 Here, in the following description, a state in which the interface of the liquid LQ in the gap G is convex in the −Z direction is appropriately referred to as a suppressed state, and a state that is convex in the + Z direction is appropriately uninhibited. Called. Therefore, the penetration of the liquid LQ is suppressed when the interface of the liquid LQ is suppressed, and the penetration of the liquid LQ is promoted when the interface is not suppressed.
表面101、102間のギャップGに液体LQの界面が形成される場合において、その界面が位置する表面101、102の条件に応じて、界面の形状(曲率半径)が変化する。換言すれば、表面101と表面102との間に液体LQの界面が形成される場合において、表面101、102の条件が、液体LQの内部圧力IPの向き、すなわち液体LQの浸入が抑制されるか否かを決定する。
When the interface of the liquid LQ is formed in the gap G between the
図7は、本実施形態に係るプレート部材Tの側面Tcと基板Pの側面Pcとの間のギャップG1に形成される液体LQの界面MSの形状を説明するための図である。 FIG. 7 is a view for explaining the shape of the interface MS of the liquid LQ formed in the gap G1 between the side surface Tc of the plate member T and the side surface Pc of the substrate P according to this embodiment.
上述したように、本実施形態においては、側面Tcが液体LQに対して撥液性なので、界面MSは、抑制状態になる可能性が高い。例えば、界面MSが上向き斜面52に位置する場合でも、抑制状態になる可能性が高い。
As described above, in the present embodiment, since the side surface Tc is liquid repellent with respect to the liquid LQ, the interface MS is likely to be in a suppressed state. For example, even when the interface MS is located on the
さらに、界面MSが下向き斜面51に位置する場合、図7に示すように、下向き斜面51に位置する界面MSは、高い確率で抑制状態になる。下向き斜面51と液体LQの界面とがなす角度θLが、例えば約110度である場合、界面MSが下向き斜面51に位置することによって、界面MSの曲率半径は十分に小さくなる。したがって、内部圧力IPが増大し、ギャップG1に対する液体LQの浸入を抑制することができる。換言すれば、界面MSが下向き斜面51に位置することによって、液体LQに対する側面Tcの実質的な前進接触角が大きくなるので、界面MSが−Z方向へ移動することを抑制することができる。
Furthermore, when the interface MS is located on the
また、例えば図7中、第1の下向き斜面51Aに位置していた界面MSが、−Z方向に移動しても、その第1の下向き斜面51Aの下方に、第2の下向き斜面51Bが存在するので、その第2の下向き斜面51Bによって、液体LQの浸入(界面MSの−Z方向への移動)をくい止めることができる。すなわち、複数の下向き斜面51がZ軸方向に配置されているので、液体LQの浸入(界面MSの−Z方向への移動)をより良好にくい止めることができる。例えば、終端光学素子12及び液浸部材7に対して基板テーブル12をXY方向に移動することによって、液浸空間LSの液体LQの圧力が変動し、その圧力変動によって、ギャップG1に液体LQが浸入し易くなる可能性がある。そのような場合でも、複数の下向き斜面51がZ軸方向に配置されているので、それら下向き斜面51によって、液体LQの浸入を抑制することができる。
Further, for example, in FIG. 7, even when the interface MS located on the first
このように、本実施形態においては、側面Tcの表面粗さを大きくして、液体LQに対する側面Tcの実質的な前進接触角を大きくしたので、液体LQの界面MSの−Z方向への移動を抑制することができる。したがって、ギャップG1からの液体LQの浸入を抑制することができ、液体LQが基板Pの裏面Pb側に回り込んだり、基板Pの裏面Pbに付着したりすることを抑制することができる。また、液体LQがプレート部材Tの下面Tb側に回り込んだり、プレート部材Tの下面Tbに付着したりすることを抑制することができる。 Thus, in this embodiment, since the surface roughness of the side surface Tc is increased and the substantial advancing contact angle of the side surface Tc with respect to the liquid LQ is increased, the movement of the interface MS of the liquid LQ in the −Z direction is performed. Can be suppressed. Therefore, the penetration of the liquid LQ from the gap G1 can be suppressed, and the liquid LQ can be prevented from flowing around to the back surface Pb side of the substrate P or adhering to the back surface Pb of the substrate P. Further, the liquid LQ can be prevented from flowing around to the lower surface Tb side of the plate member T or adhering to the lower surface Tb of the plate member T.
また、ここでは、基板テーブル12に配置されるプレート部材Tについて主に説明したが、計測テーブル14に配置されるプレート部材Sの側面Scの表面粗さを、上面Saの表面粗さより大きくすることができる。例えば、プレート部材Tの側面Tcと同様、プレート部材Sの側面Scに、下向き斜面及び上向き斜面を形成することができる。これにより、ギャップG2からの液体LQの浸入を抑制することができ、液体LQが計測部材Cの下面Cb側に回り込んだり、計測部材Cの下面Cbに付着したりすることを抑制することができる。また、液体LQがプレート部材Sの下面Sb側に回り込んだり、プレート部材Sの下面Sbに付着したりすることを抑制することができる。 Although the plate member T disposed on the substrate table 12 has been mainly described here, the surface roughness of the side surface Sc of the plate member S disposed on the measurement table 14 is made larger than the surface roughness of the upper surface Sa. Can do. For example, similarly to the side surface Tc of the plate member T, a downward slope and an upward slope can be formed on the side surface Sc of the plate member S. Thereby, the penetration of the liquid LQ from the gap G2 can be suppressed, and the liquid LQ can be prevented from flowing around to the lower surface Cb side of the measuring member C or adhering to the lower surface Cb of the measuring member C. it can. Further, the liquid LQ can be prevented from flowing around to the lower surface Sb side of the plate member S or adhering to the lower surface Sb of the plate member S.
また、図8に示すように、ロッド部材47の側面49の表面粗さを、上面48の表面粗さより大きくすることができる。例えば、プレート部材Tの側面Tcと同様、ロッド部材47の側面49に、下向き斜面及び上向き斜面を形成することができる。これにより、スクラム移動するために、ギャップG3を維持した状態で、基板ステージ2及び計測ステージ3を同時に移動する場合でも、ギャップG3に対する液体LQの浸入を抑制することができる。したがって、液体LQが漏出したり、飛散したりすることを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 8, the surface roughness of the
以上説明したように、本実施形態によれば、基板Pの周囲の少なくとも一部に形成されたギャップG1からの液体LQの浸入を抑制することができる。また、本実施形態によれば、ギャップG2、G3からの液体LQの浸入も抑制することができる。したがって、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。 As described above, according to the present embodiment, the infiltration of the liquid LQ from the gap G1 formed in at least a part of the periphery of the substrate P can be suppressed. Further, according to the present embodiment, it is possible to suppress the intrusion of the liquid LQ from the gaps G2 and G3. Therefore, the occurrence of exposure failure can be suppressed, and the occurrence of defective devices can be suppressed.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment will be described. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図9は、第2実施形態に係るプレート部材T2の側面Tcの近傍を拡大した側断面図(YZ断面図)である。プレート部材T2は、第1保持部31に保持され、基板Pは、第2保持部32に保持されている。
FIG. 9 is an enlarged side sectional view (YZ sectional view) of the vicinity of the side surface Tc of the plate member T2 according to the second embodiment. The plate member T <b> 2 is held by the
図9に示すように、本実施形態においては、Z軸と下向き斜面51とがなす角度θ1は、Z軸と上向き斜面52とがなす角度θ2より大きい。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the angle θ1 formed by the Z-axis and the
また、本実施形態においては、Z軸方向に関して、下向き斜面51のサイズL1は、上向き斜面52のサイズL2より小さい。
In the present embodiment, the size L1 of the
図10は、本実施形態に係るプレート部材T2の側面Tcと基板Pの側面Pcとの間のギャップG1に形成される液体LQの界面MSの形状を説明するための模式図である。 FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the shape of the interface MS of the liquid LQ formed in the gap G1 between the side surface Tc of the plate member T2 and the side surface Pc of the substrate P according to this embodiment.
本実施形態においては、Z軸と下向き斜面51とがなす角度θ1が大きいので、界面MSが下向き斜面51に位置することによって、界面MSの曲率半径は十分に小さくなる。すなわち、界面MSが下向き斜面51に位置することによって、液体LQに対する側面Tcの実質的な前進接触角が十分に大きくなる。したがって、界面MSが−Z方向へ移動することを効果的に抑制することができ、ギャップG1に対する液体LQの浸入を抑制することができる。
In the present embodiment, since the angle θ1 formed by the Z-axis and the
また、例えば図10中、下向き斜面51Cに位置していた界面MSが、−Z方向に移動しても、その下向き斜面51Cの下方の下向き斜面51Dによって、液体LQの浸入(界面MSの−Z方向への移動)をくい止めることができる。
Further, for example, even if the interface MS located on the
また、本実施形態においては、ギャップG1に対する液体LQの浸入が抑制されるとともに、ギャップG1からの液体LQの排出が良好に実行される。 Further, in the present embodiment, the penetration of the liquid LQ into the gap G1 is suppressed, and the liquid LQ is discharged from the gap G1 satisfactorily.
図11は、露光装置EXの動作の一例を示す模式図である。例えば、図11(A)に示すように、終端光学素子11及び液浸部材7とプレート部材T2との間に液浸空間LSが形成されている状態から、基板ステージ2を+Y方向へ移動する場合、図11(B)に示すように、液浸空間LSがギャップG1上に形成される状態を経て、図11(C)に示すように、終端光学素子11及び液浸部材7と基板Pとの間に液浸空間LSが形成される状態に変化する。本実施形態においては、図11(A)に示す状態から図11(B)に示す状態に変化する場合においても、ギャップG1に対して液体LQが浸入することを十分に抑制することができる。また、本実施形態においては、液浸空間LSの液体LQの一部がギャップG1に僅かに入り込んだ場合でも、図11(B)に示す状態から図11(C)に示す状態に変化する際に、そのギャップG1からの液体LQの排出を良好に実行することができる。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the operation of the exposure apparatus EX. For example, as shown in FIG. 11A, the
図12は、本実施形態に係るプレート部材T2の側面Tcと基板Pの側面Pcとの間のギャップG1から液体LQが排出される状態の一例を示す模式図である。 FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a state in which the liquid LQ is discharged from the gap G1 between the side surface Tc of the plate member T2 and the side surface Pc of the substrate P according to the present embodiment.
本実施形態においては、Z軸と下向き斜面51とがなす角度θ1が大きく、液体LQに対する下向き斜面51の実質的な後退接触角は十分に大きい。また、本実施形態においては、Z軸と上向き斜面52とがなす角度θ2は小さく、液体LQに対する上向き斜面52の実質的な後退接触角は大きい。すなわち、本実施形態に係るプレート部材T2の側面Tcは、ギャップG1上に液浸空間LSが形成され、そのギャップG1に液浸空間LSの液体LQの一部が僅かに入り込んでも、ギャップG1に対する液浸空間LSの移動に伴って、液浸空間LSと一緒に、ギャップG1の液体LQが排出されやすい形状を有している。これにより、例えば図11(B)に示す状態から図11(C)に示す状態に変化する際に、ギャップG1からの液体LQの排出が良好に実行される。
In the present embodiment, the angle θ1 formed by the Z axis and the
なお、ここでは、基板テーブル12に配置されるプレート部材T2について主に説明したが、計測テーブル14に配置されるプレート部材Sの側面Sc、及びロッド部材47の側面49の少なくとも一方に、図9、図10、図12等を参照して説明したような、下向き斜面及び上向き斜面を形成することができる。
Here, the plate member T2 disposed on the substrate table 12 has been mainly described, but at least one of the side surface Sc of the plate member S and the
なお、第1実施形態で説明したプレート部材Tであっても、ギャップG1に対する液体LQの浸入が抑制されるとともに、ギャップG1からの液体LQの排出が良好に実行される。 Even in the plate member T described in the first embodiment, the infiltration of the liquid LQ into the gap G1 is suppressed, and the liquid LQ is discharged from the gap G1 satisfactorily.
なお、上述の第1,第2実施形態においては、投影光学系PLの終端光学素子12の射出側(像面側)の光路が液体LQで満たされているが、例えば国際公開第2004/019128号パンフレットに開示されているように、終端光学素子12の入射側(物体面側)の光路も液体LQで満たされる投影光学系PLを採用することができる。
In the first and second embodiments described above, the optical path on the exit side (image plane side) of the terminal
なお、上述の各実施形態においては、液体LQとして水を用いているが、水以外の液体であってもよい。液体LQとしては、露光光ELに対して透過性であり、露光光ELに対して高い屈折率を有し、投影光学系PLあるいは基板Pの表面を形成する感光材(フォトレジスト)などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体LQとして、ハイドロフロロエーテル(HFE)、過フッ化ポリエーテル(PFPE)、フォンブリンオイル等を用いることも可能である。また、液体LQとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。 In each embodiment described above, water is used as the liquid LQ, but a liquid other than water may be used. The liquid LQ is a film such as a photosensitive material (photoresist) that is transmissive to the exposure light EL, has a high refractive index with respect to the exposure light EL, and forms the surface of the projection optical system PL or the substrate P. Stable ones are preferable. For example, hydrofluoroether (HFE), perfluorinated polyether (PFPE), fomblin oil, or the like can be used as the liquid LQ. In addition, various fluids such as a supercritical fluid can be used as the liquid LQ.
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EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。 As the exposure apparatus EX, 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 Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary 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、本発明は、米国特許第6341007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にも適用できる。 The present invention also relates to a twin-stage type exposure having a plurality of substrate stages as disclosed in US Pat. No. 6,341,007, US Pat. No. 6,208,407, US Pat. No. 6,262,796, and the like. It can also be applied to devices.
また、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。 The present invention can also be applied to an exposure apparatus that includes a plurality of substrate stages and measurement stages.
露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、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 EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ), An exposure apparatus for manufacturing a micromachine, a MEMS, a DNA chip, a reticle, a 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, the 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 You may use the encoder system which detects this.
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第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 the above-described embodiment, 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 US Pat. No. 6,778,257, a variable shaped mask (also called 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。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の所定空間に液浸空間が形成される。 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, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens, and an immersion space is formed in a predetermined space 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.
上述の実施形態の露光装置EX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。 The exposure apparatus EX of the above-described embodiment is manufactured by assembling various subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Is done. 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13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. 13, 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、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、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. Some components may not be used. In addition, as long as permitted by law, the disclosure 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、3…計測ステージ、12…基板テーブル、14…計測テーブル、
31…第1保持部、32…第2保持部、33…第3保持部、34…第4保持部、51…第1斜面、52…第2斜面、C…計測部材、Ca…上面、Cb…下面、Cc…側面、G1…ギャップ、G2…ギャップ、G3…ギャップ、P…基板、Pa…表面、Pb…裏面、Pc…側面、S…プレート部材、Sa…上面、Sb…下面、Sc…側面、SH…開口、T…プレート部材、Ta…上面、Tb…下面、Tc…側面、TH…開口、EL…露光光、LQ…液体
2 ... Substrate stage, 3 ... Measurement stage, 12 ... Substrate table, 14 ... Measurement table,
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記側面の表面粗さは、前記上面の表面粗さより大きいステージ装置。 A predetermined member having a side surface facing the side surface of the object through a gap and an upper surface to which liquid is supplied;
The stage apparatus has a surface roughness greater than that of the upper surface.
前記上面とほぼ垂直な方向に関して、前記第1斜面と前記第2斜面とが交互に配置される請求項2記載のステージ装置。 The side surface includes a plurality of second slopes extending downward from the upper surface side and in a second direction opposite to the first direction,
The stage apparatus according to claim 2, wherein the first slope and the second slope are alternately arranged in a direction substantially perpendicular to the upper surface.
前記所定部材は、前記第1保持部に保持された前記物体の周囲の少なくとも一部に配置される請求項1〜6のいずれか一項記載のステージ装置。 A movable stage having the predetermined member and a first holding unit for holding the object;
The stage device according to any one of claims 1 to 6, wherein the predetermined member is disposed on at least a part of the periphery of the object held by the first holding unit.
前記第1可動ステージとは異なる第2可動ステージと、を備え、
前記物体は、前記第1可動ステージの少なくとも一部を含み、
前記所定部材は、前記第2可動ステージの少なくとも一部を含み、
前記第1可動ステージ及び前記第2可動ステージは、前記ギャップを維持した状態で同時に移動可能である請求項1〜6のいずれか一項記載のステージ装置。 A first movable stage;
A second movable stage different from the first movable stage,
The object includes at least a part of the first movable stage,
The predetermined member includes at least a part of the second movable stage,
The stage device according to any one of claims 1 to 6, wherein the first movable stage and the second movable stage are movable simultaneously while maintaining the gap.
請求項1〜14のいずれか一項に記載のステージ装置を備える露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light through a liquid,
An exposure apparatus comprising the stage apparatus according to claim 1.
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 claim 15;
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
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