JP2011018743A - 露光装置、クリーニング方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、第1液体を介して露光光で基板を露光する。露光装置は、第1液体を供給する第1供給口と、基板の露光時に、第1液体の少なくとも一部を回収する第1回収口と、露光光の光路に対して第1回収口の外側に配置された第2回収口とを備えている。露光装置は、所定部材のクリーニング時に、第1供給口から第1液体を供給し、第1回収口から第2液体を供給し、第2回収口から第1液体及び第2液体の少なくとも一方を回収する。
【選択図】図1
Description
本発明は、露光装置、クリーニング方法、及びデバイス製造方法に関する。
半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、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使用される。
液浸露光装置において、露光装置の部材、部品が汚染されると、例えば基板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。そのため、部材、あるいは部品を良好にクリーニングできる技術の案出が望まれる。
本発明の態様は、露光装置内の所定部材を良好にクリーニングでき、露光不良の発生を抑制できる露光装置、及びクリーニング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。
本発明の第1の態様に従えば、第1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液体を供給する第1供給口と、基板の露光時に、第1液体の少なくとも一部を回収する第1回収口と、露光光の光路に対して第1回収口の外側に配置された第2回収口と、を備え、所定部材のクリーニング時に、第1供給口から第1液体を供給し、第1回収口から第2液体を供給し、第2回収口から第1液体及び第2液体の少なくとも一方を回収する露光装置が提供される。
本発明の第2の態様に従えば、第1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。
本発明の第3の態様に従えば、第1供給口からの第1液体を介して光学部材から射出される露光光で基板を露光する露光装置のクリーニング方法であって、光学部材からの露光光の光路が第1液体で満たされるように液浸空間を形成可能な液浸部材と対向するように物体を配置することと、第1供給口から第1液体を供給することと、基板の露光時に第1液体の少なくとも一部を回収する第1回収口から第2液体を供給することと、露光光の光路に対して第1回収口の外側に配置された第2回収口から、第1液体及び第2液体の少なくとも一方を回収することと、を含むクリーニング方法が提供される。
本発明の第4の態様に従えば、第3の態様のクリーニング方法で液浸部材の少なくとも一部をクリーニングすることと、第1液体を介して、基板を露光することと、露光された前記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。
本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。
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。
<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、第1液体LQ1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、露光光ELの光路の少なくとも一部が第1液体LQ1で満たされるように液浸空間LSが形成される。液浸空間は、液体で満たされた部分(空間、領域)である。基板Pは、液浸空間LSの第1液体LQ1を介して露光光ELで露光される。本実施形態においては、第1液体LQ1として、水(純水)を用いる。
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、第1液体LQ1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、露光光ELの光路の少なくとも一部が第1液体LQ1で満たされるように液浸空間LSが形成される。液浸空間は、液体で満たされた部分(空間、領域)である。基板Pは、液浸空間LSの第1液体LQ1を介して露光光ELで露光される。本実施形態においては、第1液体LQ1として、水(純水)を用いる。
また、本実施形態の露光装置EXは、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(計測器)を搭載して移動可能な計測ステージ3とを備えた露光装置である。
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、基板ステージ2と、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第1液体LQ1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、第1液体LQ1を回収可能な回収部材70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。
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。
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。
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が照射可能な位置を含む。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。
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、ガイド面9G上でマスクステージ1を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第6452292号明細書に開示されているような、マスクステージ1に配置された可動子と、ベース部材9に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、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、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。
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が照射可能な位置を含む。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。
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(計測器)を搭載した状態で、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。
基板ステージ2を移動するための駆動システム5は、ガイド面10G上で基板ステージ2を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第6452292号明細書に開示されているような、基板ステージ2に配置された可動子と、ベース部材10に配置された固定子とを有する。同様に、計測ステージ3を移動するための駆動システム6は、平面モータを含み、計測ステージ3に配置された可動子と、ベース部材10に配置された固定子とを有する。
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の位置を計測可能である。レーザ干渉計ユニット11Bは、基板ステージ2に配置された計測ミラー2R、及び計測ステージ3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)の位置制御を実行する。
液浸部材7は、露光光ELの光路の少なくとも一部が第1液体LQ1で満たされるように液浸空間LSを形成可能である。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。
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からの露光光ELが照射可能な位置(投影領域PR)に配置される物体との間で、終端光学素子12からの露光光ELの光路Kが第1液体LQ1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、投影光学系PLの像面側(終端光学素子12の射出面13側)で投影領域PRに移動可能な物体であり、基板ステージ2、基板ステージ2に保持された基板P、及び計測ステージ3の少なくとも一つを含む。
本実施形態において、液浸部材7は、投影領域PRに配置される物体が対向可能な下面14を有する。基板Pの露光時に、液浸部材7の下面14は、基板Pの表面と対向する。液浸部材7は、投影領域PRに配置される物体との間で第1液体LQ1を保持することができる。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)との間に第1液体LQ1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Kが第1液体LQ1で満たされるように液浸空間LSが形成される。
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第1液体LQ1で覆われるように液浸空間LSが形成される。第1液体LQ1の界面(メニスカス、エッジ)LG1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。
図2は、本実施形態に係る液浸部材7及び回収部材70の一例を示す側断面図である。なお、図2を用いる説明においては、投影領域PR(終端光学素子12及び液浸部材7と対向する位置)に基板Pが配置される場合を例にして説明するが、上述のように、基板ステージ2、及び計測ステージ3を配置することもできる。
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。
また、液浸部材7は、第1液体LQ1を供給可能な第1供給口15と、第1液体LQ1を回収可能な第1回収口16とを備えている。少なくとも基板Pの露光時において、第1供給口15は、第1液体LQ1を供給し、第1回収口16は、第1液体LQ1の少なくとも一部を回収する。
第1供給口15は、露光光ELの光路Kの近傍において、その光路Kに面するように配置されている。第1供給口15は、流路17を介して、第1液体供給装置18と接続されている。第1液体供給装置18は、供給する第1液体LQ1の異物を除去するためのフィルタユニット、及び供給する第1液体LQ1の温度を調整可能な温度調整装置を有し、クリーンで温度調整された第1液体LQ1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17A、及びその供給流路17Aと第1液体供給装置18とを接続する供給管33で形成される流路17Bを含む。第1液体供給装置18から送出された第1液体LQ1は、流路17を介して第1供給口15に供給される。
第1回収口16は、液浸部材7の下面14と対向する基板P(物体)上の第1液体LQ1の少なくとも一部を回収可能である。第1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。第1回収口16は、露光光ELが通過する開口7Kの周囲の少なくとも一部に配置されている。本実施形態においては、第1回収口16は、開口7Kの周囲に連続的に配置されている。なお、第1回収口16が開口7Kの周囲に断続的に配置されてもよい。第1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、第1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。また第1回収口16に多孔部材19が配置されていなくてもよい。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。第1回収口16は、流路20を介して、第1液体回収装置21と接続されている。第1液体回収装置21は、第1回収口16を真空システムに接続可能であり、第1回収口16を介して第1液体LQ1を吸引可能である。流路20は、液浸部材7の内部に形成された回収流路20A、及びその回収流路20Aと第1液体回収装置21とを接続する回収管34で形成される流路20Bを含む。第1回収口16から回収された第1液体LQ1は、流路20を介して、第1液体回収装置21に回収される。
本実施形態においては、制御装置8は、第1供給口15からの第1液体LQ1の供給動作と並行して、第1回収口16からの第1液体LQ1の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第1液体LQ1で液浸空間LSを形成可能である。
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。
また、本実施形態においては、第2液体LQ2を送出可能な第2液体供給装置35が設けられている。第2液体LQ2は、露光装置EX内の所定部材をクリーニングするためのクリーニング用液体である。本実施形態において、第2液体LQ2は、第1液体LQ1と異なる。本実施形態において、第2液体LQ2は、アルカリ洗浄液を含む。本実施形態においては、第2液体LQ2として、アルカリ水溶液を用いる。本実施形態においては、第2液体LQ2は、水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH:tetramethyl ammonium hydroxide)水溶液を含む。
なお、第2液体LQ2が、アルコールでもよい。例えば、第2液体LQ2が、エタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、及びペンタノールの少なくとも一つでもよい。
第2液体供給装置35は、供給する第2液体LQ2の異物を除去するためのフィルタユニット、及び供給する第2液体LQ2の温度を調整可能な温度調整装置を有し、クリーンで温度調整された第2液体LQ2を送出可能である。
第2液体供給装置35は、接続管36を介して、回収管34に接続可能である。回収管34には、バルブ機構等を含む流路切替機構37が配置されている。接続管36は、流路切替機構37に接続される。流路切替機構37は、第1液体回収装置21と第1回収口16とが接続される状態、及び第2液体供給装置35と第1回収口16とが接続される状態の一方から他方へ切り換えることができる。なお、接続管36を、回収管34を介さずに、回収流路20Aに接続してもよい。この場合、流路切替機構37を省略してもよい。
回収部材70は、液浸部材7の周囲の少なくとも一部に配置されている。本実施形態において、回収部材70は、環状の部材であり、液浸部材7の周囲に配置されている。本実施形態において、回収部材70は、投影領域PRに配置される物体が対向可能な下面71を有する。基板Pの露光時に、回収部材70の下面71は、基板Pの表面と対向する。
回収部材70は、露光光ELの光路Kに対して第1回収口16の外側に配置された第2回収口72を備えている。第2回収口72は、基板P(物体)の表面と対向可能である。本実施形態において、第2回収口72は、下面71に配置されている。本実施形態において、第2回収口72は、環状であり、第1回収口16の周囲に配置されている。なお、第2回収口72が、第1回収口16を囲むように、所定間隔で複数配置されてもよい。
第2回収口72は、基板Pの露光時に、第1液体LQ1を回収可能である。上述のように、基板Pの露光時において、液浸空間LSの第1液体LQ1の界面LG1は、液浸部材7の下面14と基板Pの表面との間に配置される。界面LG1が液浸部材7の下面14と基板Pの表面との間に配置されている通常状態において、液浸空間LSの第1液体LQ1は、回収部材70の下面71と基板Pの表面との間の空間に流入せず、第2回収口72は、第1液体LQ1を回収しない。しかしながら、例えば基板Pの移動条件(移動速度、加速度、及び移動距離など)、及び基板Pの表面の状態等によっては、液浸空間LSの第1液体LQ1が、液浸部材7の下面14と基板Pの表面との間の空間から流出してしまう可能性がある。第2回収口72は、液浸部材7の下面14と基板Pの表面との間の空間から流出し、回収部材70の下面71と基板Pの表面との間の空間に流入した第1液体LQ1を回収可能である。また、第2回収口72は、第1回収口16が回収しきれず、基板P上に残留した第1液体LQ1を回収することもできる。第2回収口72が設けられているので、第1液体LQ1が漏出したり、基板P上に残留したりすることが抑制される。
第2回収口72は、流路73を介して、第2液体回収装置74と接続されている。第2液体回収装置74は、第2回収口72を真空システムに接続可能であり、第2回収口72を介して第1液体LQ1を吸引可能である。流路73は、回収部材70の内部に形成された回収流路73A、及びその回収流路73Aと第2液体回収装置74とを接続する回収管75で形成される流路73Bを含む。第2回収口72から回収された第1液体LQ1は、流路73を介して、第2液体回収装置74に回収される。
次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて、基板Pを露光する方法の一例について説明する。
制御装置8は、露光前の基板Pを基板ステージ2に搬入(ロード)するために、基板ステージ2を、基板交換位置に移動する。基板交換位置は、液浸部材7(投影領域PR)から離れた位置であり、基板Pの交換処理が実行可能な位置である。基板Pの交換処理は、基板搬送装置(不図示)を用いて、基板ステージ2に保持された露光後の基板Pを基板ステージ2から搬出(アンロード)する処理、及び基板ステージ2に露光前の基板Pを搬入(ロード)する処理の少なくとも一方を含む。制御装置8は、基板交換位置に基板ステージ2を移動して、基板Pの交換処理を実行する。
基板ステージ2が液浸部材7から離れている期間の少なくとも一部において、制御装置8は、計測ステージ3を終端光学素子12と対向する位置に配置して、終端光学素子12及び液浸部材7と計測ステージ3の上面との間で第1液体LQ1を保持して、液浸空間LSを形成する。
また、基板ステージ2が液浸部材7から離れた期間の少なくとも一部において、必要に応じて、計測ステージ3を用いる計測処理が実行される。計測ステージ3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と計測部材との間の光路Kが第1液体LQ1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及び第1液体LQ1を介して、計測ステージ3に保持されている計測部材(計測器)に露光光ELを照射して、露光光ELの計測処理を実行する。その計測処理の結果は、その後に実行される基板Pの露光処理に反映される。
露光前の基板Pが基板ステージ2にロードされ、計測ステージ3を用いる計測処理が終了した後、制御装置8は、基板ステージ2を投影領域PRに移動して、終端光学素子12及び液浸部材7と基板ステージ2(基板P)との間に液浸空間LSを形成する。
終端光学素子12及び液浸部材7と基板ステージ2(基板P)との間に液浸空間LSが形成された後、制御装置8は、基板Pの露光処理を開始する。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Kが第1液体LQ1で満たされるように液浸空間LSを形成する。液浸部材7は、終端光学素子12からの露光光ELの光路Kが第1液体LQで満たされるように、基板Pとの間に、第1供給口15からの第1液体LQ1で液浸空間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及び第1液体LQ1を介して基板Pに照射する。これにより、基板Pは、第1供給口15からの第1液体LQ1を介して終端光学素子12から射出される露光光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。
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の第1液体LQ1とを介して基板Pに露光光ELを照射する。
基板Pの露光処理が終了した後、制御装置8は、基板ステージ2を基板交換位置に移動する。計測ステージ3は、例えば投影領域PRに配置される。制御装置8は、基板交換位置に移動した基板ステージ2から露光後の基板Pを搬出し、露光前の基板Pを基板ステージ2に搬入する。
以下、制御装置8は、上述の処理を繰り返して、複数の基板Pを順次露光する。
なお、本実施形態においては、基板Pの交換処理、計測ステージ3を用いる計測処理、及び基板Pの露光処理を含む露光シーケンスの少なくとも一部の期間において、第1供給口15から露光光ELの光路K及び基板P上に第1液体LQ1が供給されるとともに、基板P上の第1液体LQ1の少なくとも一部が第1回収口16から回収される。また、露光シーケンスの少なくとも一部の期間において、第2回収口72による回収動作が実行される。本実施形態においては、第1回収口16の液体回収動作(吸引動作)が実行されている間、第2回収口72の液体回収動作(吸引動作)も継続される。第2回収口72と対向する基板P上に第1液体LQ1が存在しない場合には、第2回収口72は、周囲の気体を吸引する。一方、第2回収口72と対向する基板P上に第1液体LQ1が存在する場合には、第2回収口72は、その基板P上の第1液体LQ1を回収する。また、露光シーケンスの少なくとも一部の期間において、第2液体供給装置35から第2液体LQ2は供給されない。
ところで、基板Pの露光中、基板Pから発生(溶出)した物質(例えば感光材等の有機物)が、異物(汚染物、パーティクル)として液浸空間LSの第1液体LQ1中に混入する可能性がある。また、基板Pから発生する物質のみならず、例えば空中を浮遊する異物が、液浸空間LSの第1液体LQ1に混入する可能性もある。上述したように、基板Pの交換処理、計測ステージ3を用いる計測処理、及び基板Pの露光処理を含む露光シーケンスの少なくとも一部の期間において、液浸空間LSの第1液体LQ1は、液浸部材7、基板ステージ2、及び計測ステージ3の少なくとも一部と接触する。
したがって、液浸空間LSの第1液体LQ1中に異物が混入すると、液浸部材7の下面14、第1回収口16に配置されている多孔部材19、基板ステージ2の上面、及び計測ステージ3の上面の少なくとも一部に異物が付着する可能性がある。それら第1液体LQ1と接触する露光装置EX内の所定部材の表面(液体接触面)に異物が付着している状態を放置しておくと、その異物が露光中に基板Pに付着したり、第1供給口15から供給された第1液体LQ1が汚染されたりする可能性がある。また、液浸部材7の下面14、基板ステージ2の上面、計測ステージ3の上面が汚染されると、例えば液浸空間LSを良好に形成できなくなる可能性もある。その結果、露光不良が発生する可能性がある。
そこで、本実施形態においては、制御装置8は、所定のタイミングで、液浸空間LSの第1液体LQ1と接触する露光装置EX内の所定部材をクリーニングする処理を実行する。なお、第1液体LQ1と接触しない部材のクリーニング処理を実行してもよい。
以下、第1液体LQ1と接触する露光装置EX内の所定部材のうち、主に液浸部材7をクリーニングする場合を例にして説明する。
図3は、本実施形態に係るクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。図3に示すように、本実施形態に係るクリーニング方法は、液浸部材7と対向するように物体を配置する処理(ステップSA1)と、第1供給口15からの第1液体LQ1の供給動作と、第1回収口16からの第2液体LQ2の供給動作と、第2回収口72からの物体上の第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方の回収動作とを実行して、液浸部材7をクリーニングする処理(ステップSA2)と、液浸部材7から第2液体LQ2を除去する処理(ステップSA3)とを含む。
図4は、液浸部材7をクリーニングしている状態の一例を示す図である。本実施形態においては、液浸部材7のクリーニング時において、液浸部材7と対向するように計測ステージ3が配置される(ステップSA1)。
図4に示すように、計測ステージ3は、振動部材80と、超音波振動を発生可能な超音波発生装置81とを有する。本実施形態において、振動部材80は、計測ステージ3に搭載されたロッド状の部材である。振動部材80は、例えば石英で形成されている。超音波発生装置81は、水晶振動子又はPZT(ジルコン酸チタン酸鉛)のような圧電素子と、圧電素子を駆動する回路とを含む。計測ステージ3は、上面に凹部3Rを有し、振動部材80は、凹部3Rに配置されている。凹部3Rの上端の周囲には、計測ステージ3の上面が配置されている。計測ステージ3の上面と振動部材80の上面とは、ほぼ同一平面内に配置されている(面一である)。振動部材80の上面と計測ステージ3の上面との間には、所定のギャップが形成されている。
超音波発生装置81は、振動部材80に接続されている。本実施形態においては、超音波発生装置81は、凹部3Rの内側において、振動部材80の下面に接続されている。超音波発生装置81は、振動部材80を超音波振動させる。超音波発生装置81は、制御装置8によって制御される。制御装置8は、超音波発生装置81を用いて、振動部材80を超音波振動させる。
制御装置8は、液浸部材7の下面14と、振動部材80の上面及び計測ステージ3の上面とを対向させた状態で、その液浸部材7と振動部材80及び計測ステージ3との間の空間に、第1供給口15から第1液体LQ1を供給し、第1回収口16から第2液体LQ2を供給し、第2回収口72から、計測ステージ3上の第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収する。これにより、図4に示すように、液浸部材7及び回収部材70と、振動部材80及び計測ステージ3との間に、第1供給口15から供給された第1液体LQ1及び第1回収口16から供給された第2液体LQ2で、液浸空間LCが形成される。
ここで、以下の説明において、第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を適宜、液体LQ、と称する。
第1回収口16から第2液体LQ2を供給する場合、制御装置8は、流路切替機構37を制御して、接続管36の流路36Aと回収管34の流路20Bとを接続する。これにより、第1回収口16と第2液体供給装置35とが、流路36A、流路20B、及び回収流路20Aを介して接続される。第2液体供給装置35から送出された第2液体LQ2は、流路36A、流路20B、及び回収流路20Aを介して、第1回収口16に供給される。第1回収口16が第2液体LQ2を供給しているとき、第1液体回収装置21の動作は停止される。
液浸空間LCの液体LQ(第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方)が液浸部材7の下面14に接触することによって、その下面14がクリーニングされる。本実施形態において、下面14は、多孔部材19の下面を含み、その多孔部材19の下面もクリーニングされる。
また、本実施形態においては、第2液体供給装置35から送出された第2液体LQ2は、流路20B、及び回収流路20Aを介して、第1回収口16に供給され、多孔部材9の孔を介して、液浸部材7と計測ステージ3(振動部材80)との間の空間に供給される。これにより、その第2液体LQ2と接触する流路20B(回収管34の内面)、回収流路20A(液浸部材7の内面)、多孔部材19の上面、及び多孔部材19の孔の内面等がクリーニングされる。
本実施形態においては、第1供給口15から第1液体LQ1を供給し、第1回収口16から第2液体LQ2を供給し、露光光ELの光路Kに対して第1回収口16の外側に配置された第2回収口72から第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収しているので、液浸部材7の下面14のほぼ全部の領域が、液浸空間LCの液体LQと接触することができる。したがって、液浸部材7の下面14のほぼ全部の領域が良好にクリーニングされる。
また、本実施形態においては、液浸空間LCの液体LQは、計測ステージ3の上面にも接触する。これにより、液浸部材7のみならず、計測ステージ3の上面もクリーニングされる。
本実施形態において、制御装置8は、計測ステージ3に配置されている超音波発生装置81を用いて、液浸空間LCの液体LQに超音波(振動)を付与する。制御装置8は、超音波発生装置81を作動して、振動部材80に超音波振動を付与する。これにより、振動部材80と接触している液浸空間LCの液体LQに超音波が付与される。液浸空間LCの液体LQは、液浸部材7(多孔部材19)、及び計測ステージ3の少なくとも一部に接触している。その液浸部材7及び計測ステージ3に接触する液浸空間LCの液体LQに超音波が付与されることによって、液浸部材7及び計測ステージ3は、より良好にクリーニングされる。
なお、本実施形態においては、超音波発生装置81が計測ステージ3に配置されることとしたが、液浸部材7に配置されてもよい。超音波発生装置81で液浸部材7に超音波振動を付与することによって、その液浸部材7に接触している液浸空間LCの液体LQに超音波(振動)を付与することができる。
本実施形態において、クリーニング時に供給される第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方の温度は、露光時に供給される第1液体LQ1の温度と異なる。
本実施形態において、制御装置8は、第2液体供給装置35に設けられている温度調整装置を制御して、クリーニング時に第1回収口16から供給される第2液体LQ2の温度を、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度より低くする。例えば、超音波発生装置81の作動によって、クリーニング時における液浸空間LCの液体LQの温度が上昇する可能性がある。クリーニング時に第1回収口16から供給される第2液体LQ2の温度を、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1より低くすることによって、クリーニング時における液浸空間LCの液体LQの温度の上昇を抑制することができる。したがって、液浸空間LCの液体LQに接触する部材(液浸部材7、終端光学素子12、及び計測ステージ3等)の温度上昇を抑制することができ、その部材の熱変形などを抑制することができる。また、制御装置8は、第1液体供給装置18に設けられている温度調整装置を制御して、クリーニング時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度を、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度と同じにする。
なお、クリーニング時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度が、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度と異なっていてもよい。
また、制御装置8は、第2液体供給装置35に設けられている温度調整装置を制御して、クリーニング時に第1回収口16から供給される第2液体LQ2の温度を、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度より高くすることもできる。例えば、第2回収口72の回収動作等に起因して、液体LQの少なくとも一部が気化し、その気化熱によって、クリーニング時における液浸空間LCの液体LQの温度が低下する可能性がある。クリーニング時に第1回収口16から供給される第2液体LQ2の温度を、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1より高くすることによって、クリーニング時における液浸空間LCの液体LQの温度の低下を抑制することができる。したがって、液浸空間LCの液体LQに接触する部材(液浸部材7、終端光学素子12、及び計測ステージ3等)の温度低下を抑制することができ、その部材の熱変形を抑制することができる。この場合も、クリーニング時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度が、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度と異なっていてもよい。
なお、クリーニング時に供給される第2液体LQ2の温度が、露光時に供給される第1液体LQ1の温度と同じでもよい。この場合も、クリーニング時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度が、露光時に第1供給口15から供給される第1液体LQ1の温度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、制御装置8は、液浸空間LCが形成された状態で、液浸部材7及び回収部材70に対して、計測ステージ3をXY平面内で移動してもよい。これにより、計測ステージ3の上面が良好にクリーニングされる。
液浸部材7及び計測ステージ3のクリーニングが終了した後、液浸部材7及び計測ステージ3から第2液体LQ2を除去する処理が実行される(ステップSA3)。
図5は、第2液体LQ2を除去している状態の一例を示す図である。制御装置8は、第2液体LQ2を除去するために、第2液体LQ2の供給を停止した後、第1供給口15及び第1回収口16から第1液体LQ1を供給し、第2回収口72から第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収する。
図5に示すように、本実施形態においては、第1液体供給装置18と回収管34に設けられた流路切替機構37とを接続する接続管90が配置されている。制御装置8は、第1液体供給装置18より送出され、接続管90の流路90Aを流れた第1液体LQ1が、回収管34の流路20Bに流入するように、流路切替機構37を制御する。流路20Bに流入した第1液体LQ1は、回収流路20Aを介して、第1回収口16より、液浸部材7及び回収部材70と計測ステージ3との間の空間に供給される。
本実施形態においては、第1供給口15から第1液体LQ1を供給し、第1回収口16から第1液体LQ1を供給し、露光光ELの光路Kに対して第1回収口16の外側に配置された第2回収口72から第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収しているので、液浸部材7の下面14に残留している第2液体LQ2を、良好に除去することができる。
また、本実施形態においては、第1液体供給装置18から送出された第1液体LQ1は、流路20B、及び回収流路20Aを介して、第1回収口16に供給され、多孔部材19の孔を介して、液浸部材7と計測ステージ3(振動部材80)との間の空間に供給される。これにより、流路20B(回収管34の内面)、回収流路20A(液浸部材7の内面)、多孔部材19の上面、及び多孔部材19の孔の内面等に残留している第2液体LQ2を、第1液体LQ1で良好に除去することができる。
また、本実施形態においては、第1供給口15及び第1回収口16から供給された第1液体LQ1は、計測ステージ3の上面にも接触する。これにより、液浸部材7のみならず、計測ステージ3の上面に残留している第2液体LQ2も、第1液体LQ1で良好に除去される。
また、第2液体LQ2の除去処理において、制御装置8は、超音波発生装置81を用いて、第1供給口15及び第1回収口16から供給された第1液体LQ1に超音波(振動)を付与することができる。
また、第2液体LQ2の除去処理に供給される第1液体LQ1の温度が、露光時に供給される第1液体LQ1の温度と異なってもよいし、同じでもよい。
また、制御装置8は、第1供給口15及び第1回収口16から供給された第1液体LQ1を供給した状態で、液浸部材7及び回収部材70に対して、計測ステージ3をXY平面内で移動してもよい。
また、制御装置8は、第2液体LQ2を除去する動作の期間の少なくとも一部において、第1供給口15からの第1液体LQの供給を停止してもよい。
なお、第2液体LQ2を除去する動作の期間の少なくとも一部において、第1回収口16から液浸部材7と計測ステージ3との間の第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収する動作を実行してもよい。例えば、第2液体LQ2を除去する動作の期間の少なくとも一部において、流路切替機構37を制御して、第1回収口16から液浸部材7と計測ステージ3との間の空間に第1液体LQ1を供給する動作と、第1回収口16から液浸部材7と計測ステージ3との間の空間の第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収する動作とを繰り返してもよい。
また、第2液体LQ2の除去処理において、第1液体LQ1の供給を第1供給口15のみから行い、回収流路20A,20B内の第2液体LQ2は第1液体回収装置21を使って回収してもよい。この場合、接続管90を省いてもよい。
また、クリーニング処理(ステップSA2)における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)が、露光時における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)と異なっていてもよいし、同じであってもよい。
本実施形態においては、制御装置8は、クリーニング処理(ステップSA2)における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)を、露光時における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)より少なくする。これにより、液浸部材7と第2液体LQ2との接触面積が大きくなり、液浸部材7をより効率的に洗浄することができる。
なお、第2液体の除去処理(ステップSA3)における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)が、露光時における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)と異なっていてもよいし、同じであってもよい。
また、クリーニング処理(ステップSA2)における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)が、第2液体LQ2の除去処理(ステップSA3)における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
また、クリーニング処理(ステップSA2)における第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)が、第1回収口16からの第2液体LQ2の供給量(単位時間当たりの供給量)と異なっていてもよいし、同じであってもよい。
本実施形態において、制御装置8は、クリーニング処理(ステップSA2)における第1回収口16からの第2液体LQ2の供給量(単位時間当たりの供給量)を、第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量(単位時間当たりの供給量)より多くする。これにより液浸部材7と第2液体LQ2との接触面積が大きくなり、液浸部材7をより効率的に洗浄することができる。
また、本実施形態においては、第1供給口15は、終端光学素子12の側面と液浸部材7の内側面との間の空間の近傍に配置されている。したがって、制御装置8は、第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量を調整することによって、界面LG2の位置を円滑に調整することができる。なお、第1供給口15が、終端光学素子12の側面と対向するように、液浸部材7の内側面の所定位置に配置されてもよい。
クリーニングする処理、及び第2液体LQ2を除去する処理が終了した後、制御装置8は、第1液体LQ1を介して基板Pを露光する露光処理を含む露光シーケンスを実行することができる。
なお、液浸部材7と基板ステージ2の少なくとも一方に超音波発生装置を設けて、液浸部材7と基板ステージ2の上面とを対向させた状態で、上述と同様に、クリーニング処理と第2液体LQ2の除去処理を実行してもよい。
また、基板ステージ2に保持されたダミー基板と液浸部材7とを対向させた状態で、上述と同様に、クリーニング処理と第2液体LQ2の除去処理を実行してもよい。この場合、超音波発生装置は液浸部材7に設けられていてもよいし、ダミー基板に振動子を埋め込んで、ダミー基板を振動させてもよい。ダミー基板を用いた場合には、液浸部材7のみを洗浄することができる。
以上説明したように、本実施形態によれば、液浸部材7、計測ステージ3、及び基板ステージ2の少なくとも一つを良好にクリーニングすることができる。したがって、露光不良の発生を抑制することができる。
なお、上述の実施形態においては、クリーニング時において、液浸空間LCの液体LQに超音波振動を付与することとしたが、超音波振動を付与する処理を省略してもよい。また、第2液体LQ2の除去において、超音波振動を付与する処理を省略してもよい
<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。
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。
図6は、第2実施形態に係る露光装置EXの一部を示す図である。第2実施形態においては、回収部材(70)が省略されている。
本実施形態においては、液浸部材7をクリーニングするために、液浸部材7と対向する位置に、計測ステージ3が配置される。液浸部材7と計測ステージ3とが対向している状態で、第1供給口15から第2液体LQ2が供給され、第1回収口16から第2液体LQ2が回収される。これにより、液浸部材7及び計測ステージ3がクリーニングされる。
次に、制御装置8は、液浸部材7から第2液体LQ2を除去するために、第2液体LQ2の供給を停止した後、第1供給口15から第1液体LQ1を供給するとともに、第1回収口16から第1液体LQ1及び第2液体LQ2の少なくとも一方を回収する。
図6は、第2液体LQ2を除去する処理が実行されている状態を示す。
本実施形態においては、第2液体LQ2の除去処理において、制御装置8は、第1供給口15からの単位時間当たりの第1液体LQ1の供給量、及び第1回収口16からの単位時間当たりの液体LQの回収量の少なくとも一方を変化させながら、供給及び回収を行う。例えば、制御装置8は、第1回収口16から単位時間当たり所定量の液体LQを回収しつつ、第1供給口15からの第1液体LQ1の供給量を変化(増減)させる。これにより、図6に示すように、第1液体LQ1の界面LG1の位置、及び界面LG2の位置が変化する。そのため、液浸部材7の下面14、終端光学素子12の側面、及び終端光学素子12の側面と対向する液浸部材7の内側面の少なくとも一部に残留している第2液体LQ2は、第1液体LQ1によって良好に除去される。
なお、制御装置8は、第1供給口15から単位時間当たり所定量の第1液体LQ1を供給しつつ、第1回収口16からの液体LQの回収量を変化(増減)させることによって、界面LG1,LG2の位置を変化させることもできる。もちろん、第1供給口15からの供給量、及び第1回収口16からの回収量の両方を変化させてもよい。
本実施形態においても、液浸部材7及び計測ステージ3の少なくとも一方を良好にクリーニングできる。
なお、第2実施形態において、第2液体LQ2の除去処理において、第1供給口15からの単位時間当たりの第1液体LQ1の供給量、及び第1回収口16からの単位時間当たりの液体LQの回収量を変化させなくてもよい。
また、第2実施形態において、クリーニング処理と第2液体LQ2の除去処理との少なくとも一方における第1供給口15からの単位時間当たりの液体の供給量が、露光処理における第1供給口15からの単位時間当たりの第1液体LQ1の供給量と異なっていてもよいし、同じでもよい。
また、第2実施形態において、クリーニング処理と第2液体LQ2の除去処理との少なくとも一方における第1供給口15からの液体の温度が、露光処理における第1供給口15からの第1液体LQ1の温度と異なっていてもよいし、同じでもよい。
また、第2実施形態においても、液浸部材7と基板ステージ2の上面、あるいは液浸部材7と基板ステージ2に保持されたダミー基板とを対向させた状態で、上述のクリーニング処理と第2液体LQ2の除去処理を実行してもよい。
また、上述の実施形態において、超音波発生装置81を液体と接触するように計測ステージ3と基板ステージ2の少なくとも一方に配置してもよい。また、液浸部材7の下面のほぼ全域と対向するように、複数の振動部材80(または複数の超音波発生装置81)を計測ステージ3と基板ステージ2の少なくとも一方に配置してもよい。
なお、上述の第1,第2実施形態においては、露光用の第1液体LQ1と、クリーニング用の第2液体LQ2とが異なることとしたが、同じでもよい。その場合、第2液体LQ2を除去する処理(ステップSA3)を省略することができる。
また、上述の第1、第2実施形態において、欧州特許出願公開第1713113号に記載されているように、基板ステージ2と計測ステージ3とを接触又は近接させて、基板ステージ2の上面と計測ステージ3の上面とに跨るように液体(LQ1及びLQ2の少なくとも一方を含む)の液浸空間を形成してもよい。
また、上述の第1、第2実施形態において、クリーニング処理(第2液体除去処理)は、所定の時間間隔毎に実行してもよいし、所定枚数の基板処理毎に実行してもよいし、アイドリング中(露光装置EXが使われていないとき)に実行してもよいし、露光処理によって基板Pに形成されたパターンに欠陥が増加した場合に実行してもよいし、第1回収口16を介して回収された第1液体LQ1の水質が悪化した場合に実行してもよい。
また、上述の第1、第2実施形態において、第2液体回収口72を基板Pの露光処理中に使わなくてもよい。すなわち、クリーニング処理(第2液体LQ2の除去処理)においてのみ、液体の回収動作(吸引動作)を実行してもよい。
また、上述の第1、第2実施形態において、液浸部材7、及び第2回収口72を有する液体回収部材70の少なくとも一方が終端光学素子12に対して可動であってもよい。この場合、液浸部材7と液体回収部材70とが相対的に移動可能であってもよい。
また、上述の第1、第2実施形態において、第2回収口72を有する液体回収部材70と液浸部材7とが一体的に形成されていてもよい。
また、上述の第1、第2実施形態においては、液浸部材7の下面とそれに対向する物体(基板P)との第1間隔が、第2回収口72とそれに対向する物体(基板P)との第2間隔とがほぼ同じであるが、第1間隔と第2間隔とが異なっていてもよい。
また、上述の第、第2実施形態においては、液浸部材7の下面とそれに対向する物体(基板P)との第1間隔が、終端光学素子12の射出面と物体(基板P)との第3間隔よりも小さいが、第1間隔と第3間隔とが同じであってもよいし、第1間隔が第3間隔より大きくてもよい。
また、上述の第1、第2実施形態においては、液浸部材7の下面はXY平面とほぼ平行な平坦であるが、液浸部材7の下面が段差を含んでもよいし、曲面を含んでもよいし、XY平面に対して傾斜していてもよい。
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)の光路が第1液体LQ1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)の光路も第1液体LQ1で満たされる投影光学系PLを採用することができる。
なお、上述の各実施形態においては、第1液体LQ1として水を用いているが、水以外の液体であってもよい。第1液体LQ1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、第1液体LQ1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、第1液体LQ1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。
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。
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。
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。
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。
また、露光装置EXは、計測ステージ3を備えていなくてもよい。
また、露光装置EX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、計測ステージを備えておらず、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でもよい。
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。
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。
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。
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。
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。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射することができる。
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。
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。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図7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、マスクのパターンからの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。基板処理ステップは、上述の実施形態に従って、液浸部材7等をクリーニングする処理を含み、そのクリーニングされた液浸部材7等を用いて基板Pが露光光ELで露光される。
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。
2…基板ステージ、3…計測ステージ、7…液浸部材、8…制御装置、15…第1供給口、16…第1回収口、72…第2回収口、81…超音波発生装置、EL…露光光、EX…露光装置、LQ1…第1液体、LQ2…第2液体、LS…液浸空間、P…基板
Claims (23)
- 第1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、
前記第1液体を供給する第1供給口と、
前記基板の露光時に、前記第1液体の少なくとも一部を回収する第1回収口と、
前記露光光の光路に対して前記第1回収口の外側に配置された第2回収口と、を備え、
所定部材のクリーニング時に、前記第1供給口から前記第1液体を供給し、前記第1回収口から第2液体を供給し、前記第2回収口から前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方を回収する露光装置。 - 前記クリーニング時に、前記所定部材に接触する前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方に超音波振動を付与可能な超音波発生装置を備える請求項1記載の露光装置。
- 前記超音波発生装置の少なくとも一部は、前記所定部材に配置される請求項2記載の露光装置。
- 前記クリーニング時に供給される前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方の温度は、前記露光時に供給される前記第1液体の温度と異なる請求項1〜3のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記所定部材は、前記露光時に、前記基板の表面と対向する第1面を有し、
前記クリーニング時に、前記第1面がクリーニングされる請求項1〜4のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記露光光を射出する射出面を有する光学部材と、
前記光学部材からの前記露光光が照射可能な位置に配置される物体との間で前記露光光の光路が前記第1液体で満たされるように液浸空間を形成可能な液浸部材とを備え、
前記所定部材は、前記液浸部材を含む請求項1〜5のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記所定部材は、前記第1回収口に配置された多孔部材を含む請求項1〜6のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記露光光が照射可能な位置に移動可能な可動部材を備え、
前記所定部材は、前記可動部材を含む請求項1〜7のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記第2液体は、アルカリ洗浄液を含む請求項1〜8のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記第2回収口は、前記露光時に、前記第1液体を回収可能である請求項1〜9のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記所定部材から前記第2液体を除去するために、前記第1供給口及び前記第1回収口から前記第1液体を供給し、前記第2回収口から前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方を回収する請求項1〜10のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記除去時における前記第1供給口からの前記第1液体の供給量を、前記クリーニング時における前記第1供給口からの前記第1液体の供給量より多くする請求項11記載の露光装置。
- 前記所定部材から前記第2液体を除去するために、前記第1供給口から前記第1液体を供給するとともに、前記第1回収口から前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方を回収する請求項1〜10のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記除去時において、前記第1供給口からの供給量、及び前記第1回収口からの回収量の少なくとも一方を変化させながら、前記供給及び回収を行う請求項13記載の露光装置。
- 請求項1〜14のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。 - 第1供給口からの第1液体を介して光学部材から射出される露光光で基板を露光する露光装置のクリーニング方法であって、
前記光学部材からの前記露光光の光路が前記第1液体で満たされるように液浸空間を形成可能な液浸部材と対向するように物体を配置することと、
前記第1供給口から前記第1液体を供給することと、
前記基板の露光時に前記第1液体の少なくとも一部を回収する第1回収口から第2液体を供給することと、
前記露光光の光路に対して前記第1回収口の外側に配置された第2回収口から、前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方を回収することと、を含むクリーニング方法。 - 前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方に超音波振動を付与することを含む請求項16記載のクリーニング方法。
- 前記液浸部材から前記第2液体を除去することをさらに含む請求項16又は17記載のクリーニング方法。
- 前記第2液体の除去は、前記第2液体の供給を停止した後、前記第1供給口及び前記第1回収口から前記第1液体を供給することを含む請求項18記載のクリーニング方法。
- 前記第2液体の除去は、前記第2回収口から前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方を回収することを含む請求項19記載のクリーニング方法。
- 前記第2液体の除去は、前記第2液体の供給を停止した後、前記第1供給口から前記第1液体を供給し、前記第1回収口から前記第1液体及び前記第2液体の少なくとも一方を回収することを含む請求項18記載のクリーニング方法。
- 前記第1供給口からの供給量、及び前記第1回収口からの回収量の少なくとも一方を変化させながら、前記供給及び回収を行う請求項21記載のクリーニング方法。
- 請求項16〜22のいずれか一項記載のクリーニング方法で前記液浸部材の少なくとも一部をクリーニングすることと、
前記第1液体を介して、前記基板を露光することと、
露光された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
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CN102163007A (zh) * | 2011-05-13 | 2011-08-24 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 利用光电效应提高分辨率的光刻机成像系统及其成像方法 |
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