JP2012151446A - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置およびそれを用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure apparatus.
投影光学系の最終面と基板との間に液体を配置して該液体を介して原版のパターンを該基板に投影して該基板を露光する液浸露光装置が知られている（特許文献１）。基板を保持したステージが高速で移動する場合、基板を取り囲むように配置されている液体保持面の上から液体がステージの外に飛散し、露光装置内の部品を汚染する可能性がある。 An immersion exposure apparatus is known in which a liquid is disposed between a final surface of a projection optical system and a substrate, and an original pattern is projected onto the substrate through the liquid to expose the substrate (Patent Document 1). ). When the stage holding the substrate moves at a high speed, there is a possibility that the liquid scatters out of the stage from above the liquid holding surface arranged so as to surround the substrate and contaminates the components in the exposure apparatus.
特許文献２には、基板の外周縁を取り囲む排水溝と、基板上面と実質的に同じ平面に存在するセンサーを取り囲む障壁とを基板テーブルに設けることが開示されている。特許文献３には、基板支持体の外周部の表面と液体との接触角が基板の外縁部側からその外側に向かうに連れて小さくなるように該外周部の表面を構成することが開示されている。特許文献３にはまた、基板支持体の外周部に液体回収機構としてのドレインを設けることが開示されている。 Patent Document 2 discloses that a substrate table is provided with a drain groove that surrounds the outer peripheral edge of the substrate and a barrier that surrounds a sensor that is substantially in the same plane as the upper surface of the substrate. Patent Document 3 discloses that the surface of the outer peripheral portion is configured so that the contact angle between the surface of the outer peripheral portion of the substrate support and the liquid decreases from the outer edge side of the substrate toward the outer side. ing. Patent Document 3 also discloses that a drain as a liquid recovery mechanism is provided on the outer periphery of the substrate support.
基板ステージの移動が高速化すると、基板の外側に単純に溝などの障壁を配置するだけでは、液体の飛散を防止することが難しくなると考えられる。例えば、単純に溝を設けるだけでは、液体は慣性によって溝の上を通過し基板ステージから飛散しうる。あるいは、基板ステージ上に突起を設けた場合、液体はその突起に衝突し飛散しうる。 As the movement of the substrate stage increases, it is considered that it is difficult to prevent the liquid from scattering by simply disposing a barrier such as a groove on the outside of the substrate. For example, by simply providing a groove, the liquid can pass over the groove and splash from the substrate stage by inertia. Alternatively, when a protrusion is provided on the substrate stage, the liquid can collide with the protrusion and be scattered.
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、基板ステージからの液体の飛散を低減するために有利な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in light of the above problem recognition, and an object thereof is to provide an advantageous technique for reducing the scattering of liquid from the substrate stage.
本発明の１つの側面は、液体を介して原版のパターンを基板に投影し該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記基板を保持して移動する基板ステージを備え、前記基板ステージは、前記基板が配置される領域を取り囲むように配置された周辺部材を含み、前記周辺部材は、前記液体を保持する保持面を有し、前記周辺部材には、前記液体を捕捉する溝が形成され、前記溝は、前記基板が配置される領域を取り囲むように配置されていて、底部と、前記保持面から前記底部に向かって延びた内側側面と、外側側面とを含み、前記内側側面は、前記保持面から遠ざかるに従って段階的に又は連続的に傾斜が大きくなっており、前記外側側面には、前記溝によって捕捉された前記液体の飛散を防止する飛散防止部が設けられている。 One aspect of the present invention relates to an exposure apparatus that projects an original pattern onto a substrate through a liquid and exposes the substrate, and the exposure apparatus includes a substrate stage that holds and moves the substrate. The stage includes a peripheral member disposed so as to surround a region where the substrate is disposed, and the peripheral member has a holding surface for holding the liquid, and the peripheral member has a groove for capturing the liquid. And the groove is disposed so as to surround a region where the substrate is disposed, and includes a bottom portion, an inner side surface extending from the holding surface toward the bottom portion, and an outer side surface, and the inner side The side surface has a slope that increases stepwise or continuously as it moves away from the holding surface, and the outer side surface is provided with a splash prevention portion that prevents the liquid captured by the groove from splashing. .
本発明によれば、基板ステージからの液体の飛散を低減するために有利な技術が提供される。 According to the present invention, an advantageous technique is provided for reducing scattering of liquid from the substrate stage.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の部材には同一の参照符号が付されている。まず、図１を参照しながら本発明の一実施形態の露光装置１について説明する。露光装置１は、液浸露光装置として構成されている。露光装置１では、投影光学系３０の最終光学素子３１の基板４０側の面（最終面）と基板４０との間隙に液体Ｌが供給される。ここで、最終光学素子３１の光軸をＡＸとする。露光装置１は、原版（レチクルとも呼ばれる）２０に形成されたパターンは、投影光学系３０、および液体Ｌを介して基板４０に投影され、基板４０が露光される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each figure, the same reference numerals are assigned to the same members. First, an exposure apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The exposure apparatus 1 is configured as an immersion exposure apparatus. In the exposure apparatus 1, the liquid L is supplied to the gap between the substrate 40 side surface (final surface) of the final optical element 31 of the projection optical system 30 and the substrate 40. Here, the optical axis of the final optical element 31 is AX. In the exposure apparatus 1, a pattern formed on an original (also called a reticle) 20 is projected onto a substrate 40 via a projection optical system 30 and a liquid L, and the substrate 40 is exposed.
露光装置１は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適である。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式で基板４０の複数のショット領域を露光する。ステップ・アンド・スキャン方式では、原版２０に対して基板４０を連続的にスキャン（走査）しながら原版２０のパターンが基板４０に転写される。ここで、１つのショット領域の露光が終了すると、基板４０がステップ移動されて、次のショット領域が露光される。ステップ・アンド・リピート方式では、原版２０と基板４０とを相対的に静止させた状態で各ショット領域が露光され、１つのショット領域の露光が終了すると、基板４０がステップ移動されて、次のショット領域が露光される。以下では、露光装置１がステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）として構成された例を説明する。 The exposure apparatus 1 is suitable for a lithography process of submicron or quarter micron or less. The exposure apparatus 1 exposes a plurality of shot areas of the substrate 40 by a step-and-scan method or a step-and-repeat method. In the step-and-scan method, the pattern of the original 20 is transferred to the substrate 40 while continuously scanning the substrate 40 with respect to the original 20. Here, when the exposure of one shot area is completed, the substrate 40 is moved stepwise to expose the next shot area. In the step-and-repeat method, each shot area is exposed with the original 20 and the substrate 40 relatively stationary, and when the exposure of one shot area is completed, the substrate 40 is moved stepwise to The shot area is exposed. Hereinafter, an example in which the exposure apparatus 1 is configured as a step-and-scan exposure apparatus (also referred to as a “scanner”) will be described.
露光装置１は、照明装置１０と、原版２０を保持して移動する原版ステージ２５と、投影光学系３０と、基板４０を保持して移動する基板ステージ４５と、液体供給回収機構６０とを備える。図１では省略されているが、露光装置１は、原版ステージ２５を位置決めする原版ステージ位置決め機構や、基板ステージ４５を位置決めする基板ステージ位置決め機構などを更に備えている。原版ステージ位置決め機構は、原版ステージ２５の位置をレーザー干渉計等の計測機によって計測し、その計測結果に基づいて駆動機構によって原版ステージ２５を位置決めする。基板ステージ位置決め機構は、基板ステージ４５の位置をレーザー干渉計等の計測機によって計測し、その計測結果に基づいて駆動機構によって基板ステージ４５を位置決めする。 The exposure apparatus 1 includes an illumination device 10, an original stage 25 that moves while holding the original 20, a projection optical system 30, a substrate stage 45 that holds and moves the substrate 40, and a liquid supply / recovery mechanism 60. . Although omitted in FIG. 1, the exposure apparatus 1 further includes an original stage positioning mechanism that positions the original stage 25, a substrate stage positioning mechanism that positions the substrate stage 45, and the like. The original stage positioning mechanism measures the position of the original stage 25 with a measuring instrument such as a laser interferometer, and positions the original stage 25 with a drive mechanism based on the measurement result. The substrate stage positioning mechanism measures the position of the substrate stage 45 with a measuring instrument such as a laser interferometer, and positions the substrate stage 45 with a drive mechanism based on the measurement result.
照明装置１０は、回路パターンが形成された原版２０を照明するように構成されている。照明装置１０は、例えば、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。光源部１２は、例えば、光源として、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどのエキシマレーザーを備えうる。但し、光源の種類は、エキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーを使用してもよいし、光源の個数も限定されない。また、光源部１２に使用可能な光源は、レーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。また、光源部１２にレーザーが使用される場合、ビーム整形光学系を使用することが好ましい。ビーム整形光学系は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダを使用する。ビーム整形光学系は、レーザーからの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所定の値に変換する（例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど）ことによりビーム形状を整形する。 The illumination device 10 is configured to illuminate the original 20 on which a circuit pattern is formed. The illumination device 10 includes, for example, a light source unit 12 and an illumination optical system 14. The light source unit 12 may include, for example, an excimer laser such as an ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm or a KrF excimer laser having a wavelength of about 248 nm as a light source. However, the type of the light source is not limited to the excimer laser. For example, an F 2 laser having a wavelength of about 157 nm may be used, and the number of the light sources is not limited. The light source that can be used for the light source unit 12 is not limited to a laser, and one or a plurality of lamps such as a mercury lamp and a xenon lamp can be used. Further, when a laser is used for the light source unit 12, it is preferable to use a beam shaping optical system. The beam shaping optical system uses, for example, a beam expander including a plurality of cylindrical lenses. The beam shaping optical system shapes the beam shape by converting the aspect ratio of the dimension of the cross-sectional shape of the parallel light from the laser to a predetermined value (for example, changing the cross-sectional shape from a rectangle to a square).
照明光学系１４は、原版２０を照明する光学系である。照明光学系１４は、例えば、集光光学系と、オプティカルインテグレーターと、開口絞りと、集光レンズと、マスキングブレードと、結像レンズとを含む。照明光学系１４は、従来の照明、輪帯照明、四重極照明などの様々な照明モードを実現できる。集光光学系は、複数の光学素子から構成され、オプティカルインテグレーターに所定の形状で効率よく光を導入する。オプティカルインテグレーターは、原版２０を照明する照明光を均一化するものであって、ハエの目レンズ、光学ロッド、回折格子、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板などを含む。開口絞りは、投影光学系３０の瞳に形成される有効光源と略共役な位置に配置され、有効光源の形状を制御する。集光レンズは、オプティカルインテグレーターの射出面近傍の２次光源から射出し、開口絞りを透過した複数の光束を集光し、マスキングブレードを均一にケーラー照明する。マスキングブレードは、複数の可動遮光板で構成され、投影光学系３０の有効面積に対応する略矩形の任意の開口形状を有する。マスキングブレードの開口部を透過した光束は、原版２０を照明する照明光として使用される。結像レンズは、マスキングブレードの開口形状を原版２０に投影する。 The illumination optical system 14 is an optical system that illuminates the original 20. The illumination optical system 14 includes, for example, a condensing optical system, an optical integrator, an aperture stop, a condensing lens, a masking blade, and an imaging lens. The illumination optical system 14 can realize various illumination modes such as conventional illumination, annular illumination, and quadrupole illumination. The condensing optical system is composed of a plurality of optical elements, and efficiently introduces light into the optical integrator in a predetermined shape. The optical integrator is for uniformizing the illumination light that illuminates the original plate 20, and includes a fly-eye lens, an optical rod, a diffraction grating, and a plurality of sets of cylindrical lens array plates arranged so that each set is orthogonal. including. The aperture stop is disposed at a position substantially conjugate with the effective light source formed on the pupil of the projection optical system 30, and controls the shape of the effective light source. The condenser lens emits from a secondary light source in the vicinity of the exit surface of the optical integrator, collects a plurality of light beams that have passed through the aperture stop, and uniformly Koehler illuminates the masking blade. The masking blade is composed of a plurality of movable light-shielding plates and has a substantially rectangular arbitrary opening shape corresponding to the effective area of the projection optical system 30. The light beam transmitted through the opening of the masking blade is used as illumination light for illuminating the original 20. The imaging lens projects the opening shape of the masking blade onto the original 20.
原版２０は、例えば、石英で構成され、その上には転写されるべきパターンが形成され、原版ステージ２５により保持によって保持される。原版２０から出た回折光は、投影光学系３０および液体Ｌを介して基板４０に投影される。原版２０と基板４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、原版２０と基板４０とを走査しながら原版２０のパターンを基板４０に転写する。 The original plate 20 is made of, for example, quartz, on which a pattern to be transferred is formed and held by the original plate stage 25 by holding. The diffracted light emitted from the original 20 is projected onto the substrate 40 via the projection optical system 30 and the liquid L. The original 20 and the substrate 40 are arranged in an optically conjugate relationship. The exposure apparatus 1 transfers the pattern of the original 20 to the substrate 40 while scanning the original 20 and the substrate 40.
投影光学系３０は、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の反射鏡とを有する反射屈折光学系、または、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系として構成されうる。投影光学系３０は、例えば、基板４０に最も近い最終光学素子（即ち、最も基板４０側に配置される光学素子）として、パワーを有する平凸レンズを有しうる。平凸レンズは、平坦な射出面（下側（基板４０側）の面）を有するため、走査時の液体Ｌの乱流を防止し、また、該乱流による液体Ｌへの気泡の混入を防止するために有利である。平凸レンズの射出面には、液体Ｌから保護するために保護膜を形成してもよい。なお、本発明は、投影光学系３０の最終光学素子を平凸レンズ３２に限定するものではない。 The projection optical system 30 can be configured as a catadioptric optical system having a plurality of lens elements and at least one reflecting mirror, or a refractive optical system consisting of only a plurality of lens elements. The projection optical system 30 can include, for example, a plano-convex lens having power as a final optical element closest to the substrate 40 (that is, an optical element disposed closest to the substrate 40). Since the plano-convex lens has a flat emission surface (lower surface (substrate 40 side) surface), the turbulent flow of the liquid L during scanning is prevented, and the mixing of bubbles into the liquid L due to the turbulent flow is prevented. It is advantageous to A protective film may be formed on the exit surface of the plano-convex lens to protect it from the liquid L. In the present invention, the final optical element of the projection optical system 30 is not limited to the plano-convex lens 32.
基板４０は、例えば、半導体デバイスの製造用のウェハ、表示パネルの製造用のガラス基板、または、他の種々の基板でありうる。基板４０には、フォトレジストが塗布されている。 The substrate 40 may be, for example, a wafer for manufacturing a semiconductor device, a glass substrate for manufacturing a display panel, or various other substrates. A photoresist is applied to the substrate 40.
基板ステージ４５は、図示しない基板チャックを有し、基板チャックによって基板４０を保持する。基板ステージ４５を位置決めする基板ステージ位置決め機構は、例えば、６つの運動の自由度（例えば、直交座標系を構成するＸＹＺ軸にそれぞれ平行な並進駆動、該ＸＹＺ軸それぞれを回転軸とする回転運動の計６自由度）を有することが好ましい。例えば、基板ステージ位置決め機構は、リニアモータを利用してＸＹＺ方向に基板ステージ４５を駆動する。原版２０と基板４０とは、例えば、同期走査され、原版ステージ２５の位置と基板ステージ４５の位置とは、例えば、レーザー干渉計などの計測機により監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。基板ステージ４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されたステージ定盤の上に配置されうる。 The substrate stage 45 has a substrate chuck (not shown) and holds the substrate 40 by the substrate chuck. The substrate stage positioning mechanism for positioning the substrate stage 45 has, for example, six degrees of freedom of movement (for example, translational driving parallel to the XYZ axes constituting the orthogonal coordinate system, and rotational movement with the XYZ axes as rotational axes. It is preferable to have a total of 6 degrees of freedom). For example, the substrate stage positioning mechanism drives the substrate stage 45 in the XYZ directions using a linear motor. For example, the original 20 and the substrate 40 are synchronously scanned, and the position of the original stage 25 and the position of the substrate stage 45 are monitored by, for example, a measuring instrument such as a laser interferometer, and both are driven at a constant speed ratio. The The substrate stage 45 can be disposed on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, for example.
基板ステージ４５は、基板４０が配置される領域を取り囲むように配置された周辺部材５０を含む。周辺部材５０は、液体Ｌを保持する保持面ＨＳを有する。基板４０の端部から露光を開始するためには、基板４０の端部が露光領域（露光光が照射される領域）に到達する前に投影光学系３０の最終光学素子３１の最終面（下面）の下に液体Ｌを満たす必要がある。そこで、基板４０の外側に、基板４０の表面とほぼ同じ高さの液体保持面ＨＳを有する周辺部材５０を設けて、基板４０の外側の領域においても液体Ｌの膜を形成することを可能にしている。液体Ｌは、露光光の波長に対する透過率がよく、レジストプロセスとのマッチングのよい液体（物質）が使用される。液体Ｌとしては、例えば、超純水、純水、機能水などが使用される。また、周辺部材５０の基板４０を取り囲む一部は、容易に交換可能なリング状の交換部材としても良い。 The substrate stage 45 includes a peripheral member 50 disposed so as to surround a region where the substrate 40 is disposed. The peripheral member 50 has a holding surface HS that holds the liquid L. In order to start exposure from the end of the substrate 40, the final surface (lower surface) of the final optical element 31 of the projection optical system 30 before the end of the substrate 40 reaches the exposure region (region where the exposure light is irradiated). ) Needs to be filled with the liquid L. Therefore, the peripheral member 50 having the liquid holding surface HS substantially the same height as the surface of the substrate 40 is provided on the outside of the substrate 40 so that the liquid L film can be formed also in the region outside the substrate 40. ing. As the liquid L, a liquid (substance) having a high transmittance with respect to the wavelength of the exposure light and a good matching with the resist process is used. As the liquid L, for example, ultrapure water, pure water, functional water, or the like is used. Further, a part of the peripheral member 50 surrounding the substrate 40 may be an easily replaceable ring-shaped replacement member.
液体供給回収機構６０は、投影光学系３０の最終光学素子３１と基板４０または保持面ＨＳとの間隙に液体Ｌを供給し、そこから液体Ｌを回収する機能を有する。液体供給回収機構６０は、例えば、液体精製装置と、脱気装置と、液体温度制御装置とを含みうる。液体供給回収機構６０は、供給ノズル６１を介して、投影光学系３０の最終光学素子３１と基板４０または保持面ＨＳとの間隙に液体Ｌを供給する。また、液体供給回収機構６０は、回収ノズル６２を介して、投影光学系３０の最終光学素子３１と基板４０または保持面ＨＳとの間隙から液体Ｌを回収する。液体供給回収機構６０は、液体供給機構として、上記のほか、例えば、液体Ｌを貯めるタンク、液体Ｌを送り出す圧送装置、液体Ｌの供給流量を調整する流量調整装置などを含みうる。液体供給回収機構６０は、液体回収機構として、上記のほか、例えば、回収された液体Ｌを一時的に貯めるタンク、液体Ｌを吸引する吸引装置、液体Ｌの回収流量を調整するための流量調整装置などを含みうる。 The liquid supply / recovery mechanism 60 has a function of supplying the liquid L to the gap between the final optical element 31 of the projection optical system 30 and the substrate 40 or the holding surface HS, and recovering the liquid L therefrom. The liquid supply / recovery mechanism 60 may include, for example, a liquid purification device, a deaeration device, and a liquid temperature control device. The liquid supply / recovery mechanism 60 supplies the liquid L to the gap between the final optical element 31 of the projection optical system 30 and the substrate 40 or the holding surface HS via the supply nozzle 61. Further, the liquid supply / recovery mechanism 60 recovers the liquid L from the gap between the final optical element 31 of the projection optical system 30 and the substrate 40 or the holding surface HS via the recovery nozzle 62. In addition to the above, the liquid supply / recovery mechanism 60 may include, for example, a tank that stores the liquid L, a pressure feeding device that sends out the liquid L, and a flow rate adjusting device that adjusts the supply flow rate of the liquid L. In addition to the above, the liquid supply / recovery mechanism 60 is, for example, a tank that temporarily stores the recovered liquid L, a suction device that sucks the liquid L, and a flow rate adjustment for adjusting the recovery flow rate of the liquid L. Devices, etc. may be included.
供給ノズル６１と回収ノズル６２は、多孔性材料で構成されていることが好ましい。多孔性材料としては、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体、あるいは、金属材料や無機材料の板状にピンホールやスリットを形成したものを用いる。金属材料や無機材料は、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミナ、チタン、ＳｉＯ２やＳｉＣなどのセラミックスなどを用いる。 The supply nozzle 61 and the recovery nozzle 62 are preferably made of a porous material. As the porous material, a porous body obtained by sintering a fibrous or granular (powdered) metal material or an inorganic material, or a plate made of a metal material or an inorganic material in which pinholes or slits are formed is used. As the metal material or the inorganic material, for example, stainless steel, nickel, alumina, titanium, ceramics such as SiO 2 or SiC, or the like is used.
液体精製装置は、例えば、図示しない液体供給源から供給される原料液中に含まれる金属イオン、微粒子及び有機物等の不純物等を低減させる。脱気装置は、液体Ｌに脱気処理を施し、液体Ｌの中の溶存酸素や溶存窒素等の溶存ガスを低減する。脱気装置は、例えば、膜モジュールと真空ポンプとによって構成されうる。脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて、一方に液体Ｌを流し、他方を真空にして、液体Ｌ中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す装置が好適である。温度制御装置は、液体Ｌを目標温度に制御する機能を有する。 The liquid purification apparatus reduces impurities such as metal ions, fine particles, and organic substances contained in a raw material liquid supplied from a liquid supply source (not shown), for example. The deaeration device performs a deaeration process on the liquid L, and reduces dissolved gases such as dissolved oxygen and dissolved nitrogen in the liquid L. The deaeration device can be constituted by, for example, a membrane module and a vacuum pump. As the degassing device, for example, a device is preferred in which a gas permeable membrane is separated, the liquid L is allowed to flow on one side, the other is evacuated, and the dissolved gas in the liquid L is expelled into the vacuum through the membrane. is there. The temperature control device has a function of controlling the liquid L to a target temperature.
以下、周辺部材５０を有する基板ステージ４５を備える露光装置１の幾つかの実施形態を説明する。 Hereinafter, some embodiments of the exposure apparatus 1 including the substrate stage 45 having the peripheral member 50 will be described.
図２は、第１実施形態の露光装置１の構成を示す図である。なお、図２に示されていない事項は、図１を参照しながら説明した事項に従いうる。
図２に示す露光装置１は、液体供給回収機構６０を有し、液体供給回収機構６０は、投影光学系３０の最終光学素子３１と基板４０または保持面ＨＳとの間隙に、供給ノズル６１を介して液体Ｌを供給する。液体供給回収機構６０はまた、該間隙に供給された液体Ｌを回収ノズル６２を介して回収する。このように投影光学系３０の最終光学素子３１と基板４０との間隙を液体Ｌで満たす方式は、ローカルフィル方式と呼ばれる。液体Ｌとしては、超純水が使用されうる。
FIG. 2 is a view showing the arrangement of the exposure apparatus 1 according to the first embodiment. Note that items not shown in FIG. 2 can follow the items described with reference to FIG.
The exposure apparatus 1 shown in FIG. 2 has a liquid supply / recovery mechanism 60. The liquid supply / recovery mechanism 60 has a supply nozzle 61 in the gap between the final optical element 31 of the projection optical system 30 and the substrate 40 or the holding surface HS. The liquid L is supplied through. The liquid supply / recovery mechanism 60 also recovers the liquid L supplied to the gap via the recovery nozzle 62. A method of filling the gap between the final optical element 31 of the projection optical system 30 and the substrate 40 with the liquid L in this way is called a local fill method. As the liquid L, ultrapure water can be used.
保持面ＨＳの表面の高さは、基板４０の面と同一の高さを有しうる。なお、ここで言う同一とは、厳密な同一を意味するものではなく、保持面ＨＳの上に基板４０の上と同様に液体Ｌを保持することができる程度に保持面ＨＳの高さが調整されていることを意味する。保持面ＨＳは、撥水性のあるフッ素系材料で構成されていることが好ましい。 The height of the surface of the holding surface HS may have the same height as the surface of the substrate 40. Note that the same here does not mean exactly the same, but the height of the holding surface HS is adjusted to such an extent that the liquid L can be held on the holding surface HS in the same manner as on the substrate 40. Means that The holding surface HS is preferably made of a water-repellent fluorine-based material.
図２および図３に例示されるように、周辺部材５０は、基板４０が配置される領域を取り囲むように配置された溝７０を有し、溝７０により液体Ｌを捕捉する。露光装置１は、溝７０によって捕捉された液体Ｌを溝７０から排出する排出部８０を備えうる。 As illustrated in FIGS. 2 and 3, the peripheral member 50 has a groove 70 disposed so as to surround a region where the substrate 40 is disposed, and captures the liquid L by the groove 70. The exposure apparatus 1 can include a discharge unit 80 that discharges the liquid L captured by the groove 70 from the groove 70.
図４は、溝７０の構成例を示す拡大断面図である。溝７０は、底部７１と、保持面ＨＳから底部７１に向かって延びた内側側面７２と、外側側面７３とを含む。内側側面７２は、保持面ＨＳから遠ざかるに従って段階的に又は連続的に傾斜が大きくなっている側面であり、図４に示す例では、内側側面７２は、保持面ＨＳから遠ざかるに従って連続的に傾斜が大きくなっている。内側側面７２は、保持面ＨＳの外延から連続した曲面でありうる。内側側面７２は、例えば、円弧の断面を有しうる。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration example of the groove 70. The groove 70 includes a bottom portion 71, an inner side surface 72 extending from the holding surface HS toward the bottom portion 71, and an outer side surface 73. The inner side surface 72 is a side surface whose inclination is increased stepwise or continuously as the distance from the holding surface HS increases. In the example illustrated in FIG. 4, the inner side surface 72 is continuously inclined as the distance from the holding surface HS increases. Is getting bigger. The inner side surface 72 may be a curved surface continuous from the extension of the holding surface HS. The inner side surface 72 may have, for example, a circular arc cross section.
内側側面７２における液体Ｌの接触角は、保持面ＨＳにおける液体Ｌの接触角よりも小さいことが好ましい。そこで、内側側面７２には、親液処理（液体が水である場合には、親水処理）が施されうる。
保持面ＨＳの上を相対的に移動してくる液体Ｌは、溝７０の内側側面を鉛直面とした場合には、そのまま水平方向に移動して飛散しやすい。なお、液体Ｌの相対的に移動は、液体が静止した状態で基板ステージが移動すること、基板ステージが静止した状態で液体が移動すること（例えば、液体の供給量が過剰である場合）、液体と基板ステージの双方が移動していることを含む。しかし、溝７０の内側側面７２を保持面ＨＳから遠ざかるに従って段階的に又は連続的に傾斜した面とすることにより、相対的に移動してくる液体Ｌを内側側面７２に引き寄せる効果を得ることができる。この効果は、内側側面７２における液体Ｌの接触角を保持面ＨＳにおける液体Ｌの接触角よりも小さくすることによって更に高められる。
The contact angle of the liquid L on the inner side surface 72 is preferably smaller than the contact angle of the liquid L on the holding surface HS. Therefore, the inner side surface 72 can be subjected to lyophilic treatment (in the case where the liquid is water, hydrophilic treatment).
When the inner side surface of the groove 70 is a vertical surface, the liquid L relatively moving on the holding surface HS is easily moved in the horizontal direction and scattered. The relative movement of the liquid L means that the substrate stage moves while the liquid is stationary, the liquid moves when the substrate stage is stationary (for example, when the supply amount of the liquid is excessive), It includes that both the liquid and the substrate stage are moving. However, the effect of attracting the relatively moving liquid L to the inner side surface 72 can be obtained by making the inner side surface 72 of the groove 70 inclined stepwise or continuously as the distance from the holding surface HS increases. it can. This effect is further enhanced by making the contact angle of the liquid L on the inner side surface 72 smaller than the contact angle of the liquid L on the holding surface HS.
図１３（ａ）、（ｂ）は、溝７０の内側側面７２を鉛直面とした場合と本実施形態に従ってＲ面（円弧断面を有する面）とした場合における液体Ｌの飛散を比較した結果を示している。図１３（ａ）は、溝７０の内側側面７２を鉛直面とした場合、図１３（ｂ）は、溝７０の内側側面７２をＲ面（円弧断面を有する面）として場合を示している。
この例では、加速度を１Ｇ、１．７Ｇ、２Ｇ、３Ｇ、３．５Ｇで基板ステージ４５の速度１０００ｍｍ／ｓｅｃまで加速した。図１３（ａ）、（ｂ）において、「飛散しない液量」は、基板ステージ４５から液体Ｌが飛散しないときの基板ステージ４５への液体Ｌの供給量を示している。なお、「＞５００」は、５００（マイクロリットル）であるときに液体Ｌの飛散がなかったが、それを超える液体の量では実験を行っていないことを示している。図１３（ｂ）の方が図１３（ａ）よりも溝による液体の補足の効果が高いことが分かる。
FIGS. 13A and 13B show the results of comparing the scattering of the liquid L when the inner side surface 72 of the groove 70 is a vertical surface and when it is an R surface (surface having an arc cross section) according to this embodiment. Show. 13A shows a case where the inner side surface 72 of the groove 70 is a vertical surface, and FIG. 13B shows a case where the inner side surface 72 of the groove 70 is an R surface (a surface having an arc cross section).
In this example, the acceleration was accelerated to 1 mm, 1.7 G, 2 G, 3 G, and 3.5 G to the speed of the substrate stage 45 of 1000 mm / sec. 13A and 13B, “amount of liquid that does not scatter” indicates the amount of liquid L supplied to the substrate stage 45 when the liquid L does not scatter from the substrate stage 45. Note that “> 500” indicates that the liquid L was not scattered when it was 500 (microliter), but the experiment was not performed with an amount of liquid exceeding that. It can be seen that the effect of supplementing the liquid by the groove is higher in FIG. 13B than in FIG.
図４に示す構成例および後述の図５〜図１１に示す構成例において、基板４０が配置される領域の中心Ｏを通る水平面内の線ＨＬに沿った内側側面７２の幅Ｗは、１ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下であることが好ましい。幅Ｗが１ｍｍ未満では、内側側面７２による液体の引き寄せの効果が弱いことが実験によって確認された。一方、３０ｍｍを超えると、基板ステージ４５の大型化が許容しがたいものとなる。 In the configuration example shown in FIG. 4 and the configuration examples shown in FIGS. 5 to 11 described later, the width W of the inner side surface 72 along the line HL in the horizontal plane passing through the center O of the region where the substrate 40 is disposed is 1 mm or more. And it is preferable that it is 30 mm or less. It was confirmed by experiments that the effect of attracting the liquid by the inner side surface 72 is weak when the width W is less than 1 mm. On the other hand, if it exceeds 30 mm, the increase in size of the substrate stage 45 becomes unacceptable.
図５は、溝７０の他の構成例を示す拡大断面図である。溝７０は、底部７１と、保持面ＨＳから底部７１に向かって延びた内側側面７２と、外側側面７３とを含む。内側側面７２は、保持面ＨＳから遠ざかるに従って段階的に傾斜が大きくなっている。図５に示す例では、内側側面７２は、複数の傾斜面を有し、該複数の傾斜面は、保持面かＨＳら遠い傾斜面ほど傾斜が大きい。保持面ＨＳと内側側面のうち保持面ＨＳと接する部分とがなす内角Θは、１７０度以下かつ１３５度以上であることが好ましい。 FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing another configuration example of the groove 70. The groove 70 includes a bottom portion 71, an inner side surface 72 extending from the holding surface HS toward the bottom portion 71, and an outer side surface 73. The inner side surface 72 gradually increases in inclination as the distance from the holding surface HS increases. In the example shown in FIG. 5, the inner side surface 72 has a plurality of inclined surfaces, and the inclined surfaces are inclined more toward the holding surface or the inclined surface farther from the HS. It is preferable that an internal angle Θ formed by the holding surface HS and a portion of the inner side surface that contacts the holding surface HS is 170 degrees or less and 135 degrees or more.
溝７０の底部７１、内側側面７２および外側側面７３の全部または一部を構成する部材と保持面ＨＳの全部または一部を構成する部材とは、同一の部材で構成されてもよいし、異なる部材で構成れてもよい。あるいは、周辺部材５０は、１つの部材で構成されてもよいし、複数の部材で構成されてもよい。 The members that constitute all or part of the bottom 71, the inner side surface 72, and the outer side surface 73 of the groove 70 and the members that constitute all or part of the holding surface HS may be the same member or different. You may be comprised with a member. Alternatively, the peripheral member 50 may be composed of one member or a plurality of members.
以下、第２実施形態の露光装置について説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、周辺部材５０は、溝７０の底部７１および外側側面７３の少なくとも一方に多孔質体を備えている。図６は底部７１に多孔質体９０を設けた例、図７は外側側面７３に多孔質体９０を設けた例、図８は底部７１および外側側面７３に多孔質体９０を設けた例を示している。溝７０の底部７１に多孔質体９０を設けることによって、底部７１に捕捉された液体が多孔質体９０に浸透するので、飛散が防止されうる。溝７０の外側側面７３に多孔質体９０を設けることによって、外側側面７３に衝突した液体が多孔質体９０によって吸収されるので、液体が飛散することが防止される。排出部８０は、多孔質体９０によって吸収された液体を排出するように配置されうる。図８に示す例では、底部７１および外側側面７３に排出部８０が設けられている。 The exposure apparatus according to the second embodiment will be described below. Matters not mentioned in the second embodiment can follow the first embodiment. In the second embodiment, the peripheral member 50 includes a porous body on at least one of the bottom 71 and the outer side surface 73 of the groove 70. 6 shows an example in which the porous body 90 is provided on the bottom 71, FIG. 7 shows an example in which the porous body 90 is provided on the outer side surface 73, and FIG. 8 shows an example in which the porous body 90 is provided on the bottom portion 71 and the outer side surface 73. Show. By providing the porous body 90 at the bottom portion 71 of the groove 70, the liquid captured by the bottom portion 71 permeates the porous body 90, so that scattering can be prevented. By providing the porous body 90 on the outer side surface 73 of the groove 70, the liquid colliding with the outer side surface 73 is absorbed by the porous body 90, so that the liquid is prevented from scattering. The discharge part 80 can be arranged to discharge the liquid absorbed by the porous body 90. In the example shown in FIG. 8, the discharge portion 80 is provided on the bottom portion 71 and the outer side surface 73.
以下、第３実施形態の露光装置について説明する。第３実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態では、図９〜図１１に例示されるように、周辺部材５０は、溝７０によって捕捉された液体の飛散を防止するように外側側面７３の上方の部分から内側側面７２の方向に向かって突出した飛散防止部１００を含む。図１０および図１１に例示されるように、飛散防止部１００は、第２実施形態における多孔質体９０とともに設けられてもよい。飛散防止部１００は、溝７０を構成する部材と一体化されてもよいし、該部材に取り付けられてもよい。溝７０に、液体Ｌが進入する場合、進入した液体Ｌが、飛散防止部１００の端面に接触すると、基板ステージ４５から飛散する。そのため、飛散防止部１００の端面と内側側面７２との距離ｄを最適化する必要がある。内側側面７２上にある液体Ｌの高さをｈ、液体Ｌの体積をＶ、液体Ｌと内側側面７２との接触角をαとすると、下記の式１の関係が成り立つ。 The exposure apparatus according to the third embodiment will be described below. Matters not mentioned in the third embodiment can follow the first or second embodiment. In the third embodiment, as illustrated in FIGS. 9 to 11, the peripheral member 50 is directed from the upper portion of the outer side surface 73 to the inner side surface 72 so as to prevent scattering of the liquid trapped by the groove 70. The scattering prevention part 100 which protruded toward is included. As illustrated in FIGS. 10 and 11, the scattering prevention unit 100 may be provided together with the porous body 90 in the second embodiment. The scattering prevention part 100 may be integrated with the member which comprises the groove | channel 70, and may be attached to this member. When the liquid L enters the groove 70, the liquid L that has entered enters the groove 70 and scatters from the substrate stage 45 when it comes into contact with the end face of the scatter prevention unit 100. Therefore, it is necessary to optimize the distance d between the end surface of the scattering prevention unit 100 and the inner side surface 72. When the height of the liquid L on the inner side surface 72 is h, the volume of the liquid L is V, and the contact angle between the liquid L and the inner side surface 72 is α, the relationship of the following formula 1 is established.
ｈ＝（Ｖ／（π／６×（３×ｓｉｎ２α／（１−ｃｏｓα）２＋１）））１／３ （式１）
例えば、式１によると液体Ｌと内側側面７２との接触角が３０°、液体Ｌの体積を５００μＬの場合、液体Ｌは、３ｍｍ程度の高さとなる。溝７０に液体Ｌが進入した場合、液体Ｌの高さｈよりも飛散防止部１００の端面と内側側面７２との距離ｄが短い場合、液体Ｌは、飛散防止部１００の端部に接触してしまうため、ｈ＜ｄとなるように、飛散防止部１００の寸法や配置角度が決定される。また、図９〜図１１に例示されているように、飛散防止部１００は、保持面ＨＳに対して水平に配置されている。ただし、図１２に例示されているように、飛散防止部１００は保持面ＨＳに対して、下方に傾いていてもよい。下方に傾けると投影光学系との接触をより確実に防止することができる。上記の飛散防止部１００を下方に傾けた形態は、第２の実施形態における多孔質体９０とともに設けられてもよい。
h = (V / (π / 6 × (3 × sin 2 α / (1-cos α) 2 +1))) 1/3 (Formula 1)
For example, according to Equation 1, when the contact angle between the liquid L and the inner side surface 72 is 30 ° and the volume of the liquid L is 500 μL, the liquid L has a height of about 3 mm. When the liquid L enters the groove 70, when the distance d between the end surface of the scattering prevention unit 100 and the inner side surface 72 is shorter than the height h of the liquid L, the liquid L contacts the end of the scattering prevention unit 100. Therefore, the dimension and the arrangement angle of the scattering prevention unit 100 are determined so that h <d. Moreover, as illustrated in FIGS. 9 to 11, the scattering prevention unit 100 is disposed horizontally with respect to the holding surface HS. However, as illustrated in FIG. 12, the scattering prevention unit 100 may be inclined downward with respect to the holding surface HS. When tilted downward, contact with the projection optical system can be more reliably prevented. The form in which the scattering prevention part 100 is inclined downward may be provided together with the porous body 90 in the second embodiment.
上記の第２および第３実施形態は、図５に例示されるように保持面ＨＳから遠ざかるに従って段階的に傾斜が大きくなった内側側面７２と組み合わせて実施されてもよい。 The second and third embodiments described above may be implemented in combination with the inner side surface 72 that gradually increases in inclination as the distance from the holding surface HS increases as illustrated in FIG.
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置１を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。 The device manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention is suitable for manufacturing a device such as a semiconductor device or a liquid crystal device. The method may include a step of exposing a substrate coated with a photosensitive agent using the exposure apparatus 1 and a step of developing the exposed substrate. Furthermore, the device manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like).
Claims (8)
前記基板を保持して移動する基板ステージを備え、
前記基板ステージは、前記基板が配置される領域を取り囲むように配置された周辺部材を含み、前記周辺部材は、前記液体を保持する保持面を有し、
前記周辺部材には、前記液体を捕捉する溝が形成され、前記溝は、前記基板が配置される領域を取り囲むように配置されていて、底部と、前記保持面から前記底部に向かって延びた内側側面と、外側側面とを含み、前記内側側面は、前記保持面から遠ざかるに従って段階的に又は連続的に傾斜が大きくなっており、
前記外側側面には、前記溝によって捕捉された前記液体の飛散を防止する飛散防止部が設けられている
ことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects an original pattern onto a substrate through a liquid and exposes the substrate,
A substrate stage that holds and moves the substrate;
The substrate stage includes a peripheral member arranged so as to surround a region where the substrate is arranged, and the peripheral member has a holding surface for holding the liquid,
A groove for capturing the liquid is formed in the peripheral member, and the groove is disposed so as to surround a region where the substrate is disposed, and extends from the bottom and the holding surface toward the bottom. Including an inner side surface and an outer side surface, and the inner side surface has a slope that increases stepwise or continuously as the distance from the holding surface increases.
An exposure apparatus, wherein the outer side surface is provided with a splash prevention unit for preventing the liquid trapped by the grooves.
前記基板を保持して移動する基板ステージを備え、
前記基板ステージは、前記基板が配置される領域を取り囲むように配置された周辺部材を含み、前記周辺部材は、前記液体を保持する保持面を有し、
前記周辺部材には前記液体を捕捉する溝が形成され、前記溝は、前記基板が配置される領域を取り囲むように配置されていて、底部と、前記保持面から前記底部に向かって延びた内側側面と、外側側面とを含み、
前記内側側面は、前記保持面から遠ざかるに従って段階的に又は連続的に傾斜が大きくなっており、
前記基板が配置される領域の中心を通る水平面内の線に沿った前記内側側面の幅が１ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下であることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects an original pattern onto a substrate through a liquid and exposes the substrate,
A substrate stage that holds and moves the substrate;
The substrate stage includes a peripheral member arranged so as to surround a region where the substrate is arranged, and the peripheral member has a holding surface for holding the liquid,
A groove for capturing the liquid is formed in the peripheral member, and the groove is disposed so as to surround a region where the substrate is disposed, and has a bottom portion and an inner side extending from the holding surface toward the bottom portion. Including a side surface and an outer side surface,
The inner side surface is gradually inclined in a stepwise or continuous manner as the distance from the holding surface increases.
An exposure apparatus, wherein a width of the inner side surface along a line in a horizontal plane passing through a center of a region where the substrate is disposed is 1 mm or more and 30 mm or less.
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。 A contact angle of the liquid on the inner side surface is smaller than a contact angle of the liquid on the holding surface;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the exposure apparatus is characterized in that:
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A device manufacturing method for manufacturing a device, comprising:
A step of exposing a substrate using the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the substrate;
A device manufacturing method comprising:
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