JP2015121825A - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
R=k1・λ/NA … (1)
δ=±k2・λ/NA2 … (2)
体の振動(所謂ウォーターハンマー現象)が発生したり、液体供給装置自体(供給管や供給ノズルなど)に振動が発生して、パターン像の劣化を引き起こすという問題が生じたり、また、投影領域に対して一方向から液体を流す構成であるため、投影光学系と基板との間に液浸領域が十分に形成されない場合が起きるという問題も生じることが解明されてきた。
捕捉する液体トラップ面が形成されたトラップ部材とを備える露光装置が提供される。
配置された回収口を有し、液体供給機構から供給された液体を回収する液体回収機構と;を備え、液体回収機構は、基板上の複数のショット領域の露光処理が行なわれている間に回収口から液体を回収し続ける露光装置が提供される。
ともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板P上に液体1を供給する液体供給機構10と、基板P上の液体1を回収する液体回収機構20とを備えている。露光装置EXは、少なくともマスクMのパターン像を基板P上に転写している間、液体供給機構10から供給した液体1により投影光学系PLの投影領域AR1を含む基板P上の一部に液浸領域AR2を形成する。具体的には、露光装置EXは、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pの表面との間に液体1を満たし、この投影光学系PLと基板Pとの間の液体1及び投影光学系PLを介してマスクMのパターン像を基板P上に投影し、基板Pを露光する。
体接触面2aのほぼ全面に液体1を密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子2の液体接触面2aとの親和性が高い液体(水)1を供給するようにしているので、光学素子2の液体接触面2aと液体1との密着性が高く、光学素子2と基板Pとの間の光路を液体1で確実に満たすことができる。なお、光学素子2は水との親和性が高い石英であってもよい。また光学素子2の液体接触面2aに親水化(親液化)処理を施して、液体1との親和性をより高めるようにしてもよい。
による基板P上に対する単位時間あたりの液体供給量をそれぞれ独立して制御可能である。
する下端部は基板Pの表面に近接され、一方、上端部は複数の分割空間24を空間的に集合する集合空間部であるマニホールド部25となっている。そして、このマニホールド部25に回収管21Aの一端部が接続され、他端部が液体回収部21に接続されている。液体回収機構20は、液体回収部21を駆動することにより、回収口22A(回収部材22)及び回収管21Aを介して基板P上の液体1を回収する。すなわち、回収口22Aの設置位置が基板P上の液体1の回収を行う回収位置であり、液体回収機構20は投影領域AR1から離れた回収位置で基板P上の液体1の回収を行うようになっている。ここで、液体回収機構20の回収口22Aは平面視略円環状であって投影領域AR1を取り囲んだ構成となっている。すなわち、回収口22Aは、矩形の投影領域AR1の4つの側(+X方向側、−X方向側、+Y方向側、−Y方向側)、換言すると投影領域AR1に対して直交する4つの方向に離れた4つの位置に存在している。したがって、液体回収機構20は、投影領域AR1を取り囲むように設けられている回収口22Aより、投影領域AR1に対して異なる複数の方向に離れた複数の位置で基板P上の液体1の回収を同時に行うことができる。
の外側面に取り付けられている。トラップ面31はトラップ部材30のうち基板P側を向く面(すなわち下面)であって、図4に示すように、水平面に対して傾斜している。具体的には、トラップ面31は投影領域AR1(液浸領域AR2)に対して外側に向かうにつれて基板Pの表面に対して離れるように(上に向かうように)傾斜している。トラップ部材30は、例えばステンレス等の金属により形成されている。
ジPSTにロードされる(図1参照)。次いで、走査露光処理を行うに際し、制御装置CONTは液体供給機構10を駆動し、基板P上に対する液体供給動作を開始する。液浸領域AR2を形成するために液体供給機構10の第1、第2液体供給部11、12のそれぞれから供給された液体1は、供給管11A、12Aを流通した後、第1、第2供給部材13、14を介して基板P上に供給され、投影光学系PLと基板Pとの間に液浸領域AR2を形成する。ここで、図4に示すように、供給管11A、12Aを流通した液体1は供給部材13、14の内部流路13H、14Hの幅方向に拡がり、供給口13A、14Aより基板P上の広い範囲に供給される。このとき、供給口13A、14Aは投影領域AR1のX軸方向(走査方向)両側に配置されており、制御装置CONTは、液体供給機構10の供給口13A、14Aより投影領域AR1の両側から基板P上への液体1の供給を同時に行う。
走査方向に関して、投影領域AR1の手前から供給する液体量を、その反対側で供給する液体量よりも多くするので、基板P上に供給された液体1は、移動する基板Pに引っ張られるようにして基板Pの移動方向に沿って流れ、投影光学系PLと基板Pとの間の空間に引き込まれるようにして円滑に配置される。したがって、液体供給機構10から供給された液体1は、その供給エネルギーが小さくても投影光学系PLと基板Pとの間に円滑に配置され、液浸領域AR2を良好に形成することができる。そして、走査方向に応じて供給口13A、14Aそれぞれから供給する液体量を変更することで液体1の流れる方向を切り替えることができ、これにより+X方向、又は−X方向のどちらの方向に基板Pを走査する場合にも、投影光学系PLと基板Pとの間に液浸領域AR2を円滑に形成することができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。
投影光学系PLと供給部材13、14とを隙間無く接触させることにより、液体1への大気の混入を防ぐ効果も期待できる。
配置する構成であってもよい。同様に、液体供給機構10に関しても複数の供給部材13D、14Dを断続的に配置する構成であってもよい。この場合も、投影領域AR1を取り囲むように形成された回収口で回収動作を継続的に行なっているので、液体1がいずれの方向に濡れ拡がっても、液体1を良好に回収することができる。
上述したように、トラップ面31の液体親和性が、基板P表面の液体親和性より高いことが好ましい。
が、供給口13Aの長手方向端部(供給管11Aと離れた位置)における液体供給量より多くなり、均一な液体供給ができずに液浸領域AR2が不均一になる可能性が生じる。しかしながら、Y軸方向を長手方向とする第1供給部材13(供給口13A)に第1液体供給部11より液体1を供給する際、供給管41の少なくともその一部の流路の大きさを第1供給部材13の大きさに応じて設定し、本実施形態のように、供給管41の一部を第1供給部材13に向かって水平方向に漸次拡がるテーパ状の内部流路44Hを有するスリット管部44としたことにより、Y軸方向を長手方向とする第1供給部材13の供給口13Aの各位置においてほぼ均一な液体供給量で基板P上に液体1を供給することができる。同様に、第2液体供給部12から送出された液体1も第2供給管42及び第2供給部材14を介して基板P上に均一に供給される。
)を基板Pに近接して設ける構成であってもよい。
され、第1部材91の第2回収穴部97Aに接続する第2回収溝部97Bと、投影光学系PLの+X側に形成され、第1部材91の第3回収穴部98Aに接続する第3回収溝部98Bと、投影光学系PLの+Y側に形成され、第1部材91の第4回収穴部99Aに接続する第4回収溝部99Bとを備えている。第1〜第4回収溝部96B〜99Bのそれぞれは、第1〜第4回収穴部96A〜99Aの形状及び大きさに対応するように平面視略円弧状に形成されており、投影光学系PLの周囲に沿って略等間隔に設けられている。また、第1回収管71と第1回収溝部96Bとは、テーパ状溝部96Tを介して接続されている。テーパ状溝部96Tは、第1回収管71に対する接続部から第1回収溝部96Bに向かって水平方向に漸次拡がるように形成されている。同様に、第2回収管72と第2回収溝部97Bとはテーパ状溝部97Tを介して接続されており、第3回収管73と第3回収溝部98Bとはテーパ状溝部98Tを介して接続されており、第4回収管74と第4回収溝部99Bとはテーパ状溝部99Tを介して接続されている。
00とメインフレーム102の下側段部102Bとの間にはエアマウントなどを含む防振装置106が配置されており、投影光学系PLを支持する鏡筒定盤100はメインフレーム102の下側段部102Bに防振装置106を介して支持されている。この防振装置106によって、メインフレーム102の振動が、投影光学系PLを支持する鏡筒定盤100に伝わらないように、鏡筒定盤100とメインフレーム102とが振動に関して分離されている。
イル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、トラップ面31をはじめとする液体1と接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体1としては、その他にも、露光光ELに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系PLや基板P表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの(例えばセダー油)を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体1の極性に応じて行われる。
も適用することができる。また、本発明は基板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するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
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。
Claims (47)
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
前記投影領域に対して異なる複数の方向に離れた複数の位置で基板上の液体の回収を同時に行う液体回収機構とを備える露光装置。 - 前記液体回収機構は、前記投影領域の両側で前記回収を同時に行う請求項1に記載の露光装置。
- 前記液体回収機構は、前記投影領域を取り囲むように連続的に形成された回収口を有する請求項1又は2に記載の露光装置。
- 前記連続的に形成された回収口の内部に仕切りが設けられている請求項3に記載の露光装置。
- 前記液体回収機構は液体の回収位置に応じて異なる回収力で液体を回収する請求項1〜4のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
基板上の液体の回収を複数の位置で同時に行う液体回収機構と;を備え、
前記液体回収機構は液体回収位置に応じて異なる回収力で液体を回収する露光装置。 - 前記基板上の各ショット領域は所定の走査方向に移動しながら露光され、前記液体回収機構は、前記投影領域に対して前記走査方向に離れた位置での液体回収力を、それとは別の位置での液体回収力よりも大きくする請求項5または6記載の露光装置。
- 前記投影領域に対して前記液体回収機構による液体回収位置の外側に配置され、前記液体回収機構で回収しきれなかった液体を捕捉する所定長さの液体トラップ面が形成されたトラップ部材を更に備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
前記投影領域から離れた回収位置で基板上の液体の回収を行う液体回収機構と;
前記投影領域に対して前記液体回収機構による液体回収位置の外側に配置され、液体を捕捉する液体トラップ面が形成されたトラップ部材とを備える露光装置。 - 前記トラップ面は、前記液体との親和性を高める処理が施されている請求項8または9記載の露光装置。
- 前記トラップ面の液体親和性は、前記基板表面の液体親和性よりも高い請求項10に記載の露光装置。
- 前記トラップ面は水平面に対して傾斜している請求項8〜11のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記トラップ面は、前記投影領域を取り囲むように配置され、その位置に応じて長さが異なる請求項8〜12のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記トラップ面で捕捉された液体は、前記液体回収機構に回収される請求項8〜13のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記液体供給機構は、前記液体回収機構による液体回収位置と前記投影領域との間で液体の供給を行う請求項1〜14のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;
前記投影領域から離れた回収位置で基板上の液体の回収を行う液体回収機構と;を備え、
前記液体供給機構による液体の供給は、前記液体回収機構の液体回収位置と前記投影領域との間で行われる露光装置。 - 前記液体供給機構は実行動作に応じて液体の供給量を変える請求項15または16に記載の露光装置。
- 前記基板上の各ショット領域は前記基板を移動しながら走査露光され、前記液体供給機構は、前記基板上の2つのショット領域間のステッピング移動中と各ショット領域の露光中とで液体の供給量を異ならせる請求項17に記載の露光装置。
- 前記液体供給機構は、前記投影光学系の先端の液体接触面との親和性が前記基板表面との親和性よりも高い液体を供給する請求項1〜18のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記液体は水であって、前記投影光学系の先端の液体接触面は親水化処理を施されており、前記基板表面には撥水性の感光材が塗布されている請求項19に記載の露光装置。
- 請求項1〜請求項20のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。
- 所定パターンの投影光学系による像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光方法であって:
前記投影光学系の先端の液体接触面との親和性が、基板表面との親和性よりも高い液体を、前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために供給することと;
前記液浸領域に供給された液体を介して所定パターンの像を基板に投影すること;とを含む露光方法。 - 前記液体は水であって、前記投影光学系の先端の液体接触面は親水化処理を施されてお
り、前記基板表面には撥水性の感光材が塗布されている請求項22に記載の露光方法。 - 前記基板の露光中に、前記基板上に前記液体の供給を行うとともに、前記基板上の液体を回収する請求項22または23に記載の露光方法。
- 請求項22〜請求項24のいずれか一項に記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記基板上に液体を供給する供給流路を有する液体供給機構と;
供給された液体を回収する回収流路を有する液体回収機構と;を備え、
前記供給流路と回収流路の少なくとも一方が、複数の板状部材が積層された積層部材中に形成されている露光装置。 - 前記積層部材の中央に積層部材の厚み方向に積層部材を貫通するように、前記投影光学系の一部が配置される貫通穴が形成されている請求項26に記載の露光装置。
- 前記供給流路と回収流路の少なくとも一方が、少なくとも2つの板状部材の厚み方向を貫通するように形成されている請求項26または27に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために基板上に液体を供給する液体供給機構と;を備え、
前記液体供給機構は、投影光学系とは振動的に分離されている露光装置。 - 前記液体供給機構は、前記パターン像が投影される投影領域の両側に供給口を有し、前記基板上への液体の供給を前記投影領域の両側で同時に行う請求項29に記載の露光装置。
- 前記基板上の各ショット領域は所定の走査方向に移動しながら露光され、前記液体供給機構は、前記走査方向に関して前記投影領域の両側から前記液体の供給を同時に行う請求項30に記載の露光装置。
- 前記基板上の液体を回収する液体回収機構を備え、該液体回収機構は、前記投影光学系とは振動的に分離されている請求項29に記載の露光装置。
- 前記液体回収機構の回収口は、前記液体供給機構の供給口を取り囲むように配置されている請求項32に記載の露光装置。
- さらに、前記投影光学系を支持する第1支持部材と、第1支持部材と振動的に分離され、前記液体供給機構を支持する第2支持部材とを備える請求項29〜33のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影することによって基板を露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に供給された液体を回収する液体回収機
構と;を備え、
前記液体回収機構は、投影光学系とは振動的に分離されている露光装置。 - さらに、前記投影光学系を支持する第1支持部材と、該第1支持部材と振動的に分離され、前記液体回収機構を支持する第2支持部材とを備える請求項35に記載の露光装置。
- 前記第1支持部材と前記第2支持部材との間には防振機構が配置されている請求項34または36に記載の露光装置。
- 前記第1支持部材に支持され、前記基板を保持して移動可能な基板ステージの位置情報を計測するレーザ干渉計を更に備える請求項34、36、37のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記基板を保持して移動可能な基板ステージを支持するベースを備え、前記第2支持部材は、前記ベース部材と振動的に分離されている請求項34、36〜38のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影し、該基板上の複数のショット領域を順次露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために、前記基板と対向するように配置された供給口から液体を供給する液体供給機構と;を備え、
前記液体供給機構は、前記基板上の複数のショット領域の露光処理が行なわれている間に前記供給口から液体を供給し続ける露光装置。 - 前記液体供給機構は、複数の供給口を有する請求項40記載の露光装置。
- 前記供給口は、前記投影領域の両側に配置されている請求項41記載の露光装置。
- 前記基板上の複数のショット領域のうちの一部のショット領域は、前記基板を所定方向に移動しながら走査露光され、残りのショット領域は、前記所定方向と反対の方向に前記基板を移動しながら走査露光される請求項40〜42のいずれか一項に記載の露光装置。
- 所定パターンの像を液体を介して基板に投影し、該基板上の複数のショット領域を順次露光する露光装置であって:
前記パターンの像を基板に投影する投影光学系と;
前記投影光学系の投影領域を含む基板上の一部に液浸領域を形成するために所定位置に配置された供給口から液体を供給する液体供給機構と;
前記基板と対向するように配置された回収口を有し、前記液体供給機構から供給された液体を回収する液体回収機構と;を備え、
前記液体回収機構は、前記基板上の複数のショット領域の露光処理が行なわれている間に前記回収口から液体を回収し続ける露光装置。 - 前記回収口は、前記投影領域を取り囲むように配置されている請求項44記載の露光装置。
- 前記基板上の複数のショット領域のうちの一部のショット領域は、前記基板を所定方向に移動しながら走査露光され、残りのショット領域は、前記所定方向と反対の方向に前記基板を移動しながら走査露光される請求項44または45記載の露光装置。
- 請求項26〜46のいずれか一項に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
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