JP5089143B2 - 液浸露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、投影光学系の最終レンズ面と基板の表面との間を液体に浸漬し、投影光学系及び液体を介して基板に露光する、いわゆる液浸露光装置に関するものである。

レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によって基板等に露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度であるとともに経済的な露光装置がますます要求されている。このような状況にあって、高解像度の要請に応えるための一手段として液浸露光が注目されている。液浸露光では、投影光学系の基板側の媒質を液体にすることによって、投影光学系の開口数（ＮＡ）を増加させる。投影光学系のＮＡは媒質の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθで表される。従って、空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質を満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。液浸露光は、このようにＮＡを大きくすることによって、結果として、プロセス定数ｋ１と光源の波長λによって表される露光装置の解像度Ｒ（Ｒ＝ｋ１（λ／ＮＡ））を小さくしようとする（高解像度化する）ものである。

液浸露光においては、投影光学系の最終面と基板の表面との間の光路空間に局所的に液浸液を充填するローカルフィル方式が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、ローカルフィル方式においては、投影光学系の最終レンズ面と基板の表面との狭い隙間で液浸液を循環させるため、液浸液の供給および回収がうまくいかない場合がある。つまりは、ステージ移動時において液浸液の供給および回収のバランスがくずれ、以下のような現象が生じることがある。
（１）液浸液が最終レンズ面下に保持しきれずに周囲に飛散して基板上やステージに設置された測定センサ上などに残留してしまう。
（２）液浸液の膜界面が不安定になり、液浸液に気泡が混入する。

これらの現象により、（１）において、基板上の残留の場合は、プロセス上の問題から露光欠陥を招く可能性があり、また測定センサ上の残留の場合は、計測誤差が生じて露光精度の悪化がする可能性がある。さらに、（２）の場合は投影光学系特性が損なわれることを意味しており、露光精度の悪化さらには、露光欠陥を招く可能性がある。

係る課題を解決するために、特許文献２では、投影光学系の最終面と基板の表面との間の周囲をガスで囲い、液体を封じ込める方法が提案されている。この方法によれば、投影光学系の最終レンズ面と基板の表面との間に液浸液が保持出来ずに周囲へ飛散することを極力抑制できる。

さらに、ローカルフィル方式の液浸露光装置で基板の位置決めを行う２つの独立したステージが投影光学系の最終レンズ下で入れ替わるシステムについて特許文献３で開示がされている。この文献では、２つのステージが投影光学系の最終レンズ下で液浸液を保持したまま入れ替わるために、２つのステージが近接もしくは接触しながら移動するシステムが記載されている。
再公表特許ＷＯ９９／４９５０４号公報 特開２００４−２８９１２６号公報 国際公開第２００５／０７４０１４号公報

しかしながら、特許文献２で開示される技術の適用有無に関わらず、基板が所定の距離を移動する際に一定速度以上で移動させると、液浸液が最終レンズ面下の空間から周囲へ飛び出してしまう。そして、さらに速度が上がると、基板上や測定センサ上に液浸液が残留してしまう。つまり、ある一定の速度以上でステージを移動させた場合、基板もしくはステージ上の測定センサ上に液浸液が取り残されてしまう。以下、液浸液が最終レンズ面下の空間から周囲へ残留しない最大のステージ移動速度を限界速度と称する。この限界速度は基板の移動距離に依存し、移動距離が長くなる程、限界速度は小さくなる傾向があること分かっている。さらに、移動する際に液浸液が接する表面の撥液度に依存し、撥液度が低い程、限界速度は小さくなる傾向があることも分かっている。つまり、限界速度は移動距離と移動面の撥液度で決まるパラメータである。

液浸露光装置では、液浸液を最終レンズ下面に保持することが優先されるために、移動動作では常に限界速度以下に抑える必要がある。このことにより、特に以下の移動動作時の移動時間が、非液浸タイプの露光装置に比べ非常に長くなってしまう。その一つとして、最初の露光ショットへの露光動作直前の移動動作であり、例えば位置決め基準を計測する計測動作後から最初の露光ショットへの移動動作である。また、２つめとしては最終露光ショットに対する露光直後の動作であり、例えば最終レンズ下面で移動するステージを交換するための移動動作である。さらに、様々な露光パラメータを計測するための移動動作も含まれる。これらの移動動作は露光動作に比べ比較的長い移動距離を必要とし、またその移動経路が撥液度の相対的に低い基板上を通過する割合が多いことが特徴である。そのため、これらの長距離移動では、比較的低速での移動を余儀なくされ、ステージの移動時間が長くなってしまう。よって、基板を処理する全体の時間が長くなり、つまりは装置全体のスループットを低下させてしまうという課題が生じる。このような事情もあり、液浸露光装置では、非液浸タイプの露光装置に比べて、スループットを高くすることが難しいとされている。

また、別の側面として以下のような課題がある。つまり、基板上に塗布されたレジストは、純水などの液浸液と化学的に反応しやすく、場合によっては露光および現像の段階で欠陥となる場合がある。そのため、基板上のレジストは極力液浸液と触れない露光プロセスが望まれている。

以上述べてきたような課題の少なくとも一部を解決することによりスループットの向上、もしくは露光欠陥を改善する液浸露光装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の液浸露光装置は以下の特徴を備える。
即ち、液体が接触する領域を他の部材へ引き渡すことが可能なステージを有し、前記ステージ上に保持された基板に原版のパターンを転写する走査型の液浸露光装置であって、前記領域を前記部材へ引き渡すために前記ステージに設けられた引き渡し部と、前記ステージと前記原版の位置合わせをするために前記ステージに設けられた基準マークとを備え、前記引き渡し部は、前記基板の中心を通り走査方向と直交する第１の直線に対して、露光直前に計測される前記基準マークとは反対側に設けられる。

また、別の観点では、上記の目的を達成するために本発明の液浸露光装置は以下の特徴を備える。

即ち、液体が接触する領域を他の部材へ引き渡すことと、該領域を前記部材から受け取ることが可能なステージを有し、前記ステージ上に保持された基板に原版のパターンを転写する走査型の液浸露光装置であって、前記領域を前記部材に引き渡すために前記ステージに設けられた引き渡し部と、前記領域を前記部材から受けとるために前記ステージに設けられた受け取り部と、前記ステージと前記原版の位置合わせをするために前記ステージに設けられた基準マークとを備え、前記引き渡し部と前記受け取り部は異なる位置に配置され、前記受け取り部は、前記基板の中心を通り走査方向と直交する第１の直線に対して、前記領域の受け取り直後に計測される前記基準マークと同じ側に設けられる。

また、別の観点では、上記の目的を達成するために本発明の液浸露光方向は以下の特徴を備える。

即ち、液体が接触する領域を他の部材へ引き渡し、該領域を前記部材から受け取るための受け渡し部を備え、基板に原版のパターンを転写する液浸露光装置を用いた露光方法であって、前記基板に露光される最初と最後のショット領域が、前記基板の中心を通り走査方向と直交する直線に対して、前記受け渡し部と同じ側に配置される。

本発明によれば、液浸露光装置におけるスループットの向上、もしくは露光欠陥の改善が期待できる。

以下、添付の図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。

以下、添付図面を参照して、第１実施例による露光装置を説明する。なお、同一の参照符号にアルファベットを設けたものは、アルファベットのない参照符号で総括されるものとする。

図１は、第１実施例による液浸露光装置１の構成例を示す概略断面図である。液浸露光装置１は、投影光学系３０の基板４０側にある最終レンズ下面（最終光学素子）と基板４０との間に供給される液体Ｌを介して、レチクル２０に形成された回路パターンを基板４０に露光（転写）する液浸型の投影露光装置である。尚、露光方式としては、ステップアンドリピート方式及びステップアンドスキャン方式のいずれを採用してもよい。

図１に示すように、液浸露光装置１は照明装置１０、マスキングブレード１５、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５、投影光学系３０を有する。また、液浸露光装置１はさらに、基板４０および基板４０と略同一高さの面を有する補助部材（以下、同面板と呼ぶ）４１とそれらを載置するウエハステージ４５を有する。さらに、ステージの位置を計測する測長部５０（５２、５３、５４、５５、５６，５８）、ステージ制御部６０、液浸制御部７０、液体給排装置１００（１１０、１４０、１４２、１６０、１６２）を有する。ここで、図１では同面板４１はウエハステージ４５と別体構造で示されているが、本発明の趣旨から一体構造のものでも構わない。

ステージ制御部６０は、干渉計（５４、５８）と反射鏡（５２，５３、５６，５８）で構成される測長部５０の出力に基づいて、レチクルステージ２５とウエハステージ４５の駆動制御を行う。液浸制御部７０は、ウエハステージ４５の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向といった情報をステージ制御部６０から取得して、これらの情報に基づいて、液浸露光に係る制御を行う。例えば、液浸制御部７０は、液体Ｌの供給及び回収の切り替え、停止、供給及び回収する液体Ｌの量などを制御する制御指令を液体給排装置１００の液体供給装置１４０や液体回収装置１６０に与える。そして、液浸ノズル１１０で、液浸液Ｌの供給と回収を同時に行い、最終レンズ下面に液膜を保持している（以下、この液膜が保持された領域を液浸領域Ｌと称す）。

ここまで、液浸露光装置全体の概略を説明してきたが、ここで、本発明の特徴を明確にするために、初めに従来技術での露光システムの一例を説明し、その後、本発明での露光システムを順次説明していく。

まず、投影光学系３０の最終レンズ面下で移動するウエハステージ４５を交換する際の従来技術に基づくウエハステージ４５の動きについて説明する。図２及び図３は、２つのウエハステージ（ＷＳ１及びＷＳ２）を有して計測領域と露光領域でウエハの並列処理が行える露光装置のステージ動作を説明する図である。この従来技術の一例では、第１ステージＷＳ１においては図中右上方の領域４２ａ、第２ステージＷＳ２においては図中左上方の領域４２ｂに突起部が設けられている（図中ハッチング領域）。この突起部は、同面板の一部であり、液浸領域Ｌをステージ外へ受渡す際に通過する領域を形成している。以下、液浸領域Ｌをステージ外に引き渡すための部分を引き渡し部４３と称し、逆に、ステージ外から液浸領域Ｌを受け取るための部分を受け取り部４２と称す。但し、図２〜図５など、受け取り部４２が引き渡し部４３の機能を兼用させている場合もある。

計測領域では、アライメントスコープ２０２を用いたウエハ４０ｂとウエハステージ４５ｂの位置関係の測定、フォーカススコープ２０１を用いたウエハ４０ｂの面形状及び光軸方向のフォーカス計測が行われる。一方、露光領域では、ウエハ４０ａとレチクル２０の位置関係が計測された後、レチクルパターンがショット毎にウエハ４０ａに対して露光転写される。

図２では露光領域で第１ステージＷＳ１がウエハ４０ａの位置決めを行っており、それと並行して計測領域でステージ４５ｂ（ＷＳ２）がウエハ４０ｂの位置決めを行っている。そして、お互いのウエハ処理が終了した時点で、図３に示すように、第１ステージＷＳ１と第２ステージＷＳ２とがＸ軸方向に隣接する位置関係なるようにお互いのステージ移動が行われる。その後、第１ステージＷＳ１と第２ステージＷＳ２とが０．１〜１ｍｍ程度の微小な隙間を保った状態で−Ｘ軸方向へ同期移動し（点線矢印）、液浸領域Ｌが、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２上へ移動する。第１ステージＷＳ１と第２ステージＷＳ２とが隣接する部分（４２ａ、４２ｂ）の周辺には撥液処理が施されており、液浸液はステージ間の微小な隙間に入り込みにくくなっている。そのため、最終レンズ面下に液浸液を保持したまま、露光領域で処理するステージの交換が行える。

さらに具体的なステージの動きについて、図４および図５を用いて説明する。図４は、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域Ｌを移動させた後における液浸領域中心付近（つまりは、最終光学系の光軸付近）の移動軌跡を示している。まず、液浸領域Ｌを第２ステージＷＳ２に移動させた後、第１の基準マーク２００Ｌ上に液浸領域がくるように移動（Ｓ１１）した後、計測処理を行う。その後、さらに第２の基準マーク２００Ｒへ移動（Ｓ１２）し計測処理を行う。これら一連の計測処理により、レチクル２０と第２ステージＷＳ２間の相対位置関係が算出され、位置決め基準が決定する。

第２の基準マーク上での計測処理後、第１ショットへ移動し（Ｓ１３）、Ｙ軸方向に走査露光を行う露光動作（図６中のＳ１４）を開始する。図４〜図６に記載されるウエハ４０上には、露光ショットの一例が示されており、ショット内の数字は露光順を示したショット番号を示している。ここで、説明のため、ショット格子について走査露光する方向を列と定義し、その直角方向を行と呼ぶことにする。この例の場合、スループットを少しでも向上させるため、図６の様に第１ショットは第２の基準マークに近い側でかつ一番端の列および行に相当するショットが選ばれる。例えば、図５の場合、第２基準マーク２００Ｒに近い一番上の列（ショット番号１〜４の列）でかつ一番右側の行に相当するショット（つまりショット番号１のショット）が第１ショットとなる。図６では、露光順序がイメージしやすいように矢印を用いて表現しているが、露光中におけるステージの動きを示したものでないことに注意する。

露光動作終了後は、露光処理を行うステージを交換するため、液体を引き渡し部４２ｂに移動させ（Ｓ１５）、再度、図３のように２つのステージを隣接させた状態で同期移動させる。但し、図３の点線矢印の示す向きとは異なり、液浸領域Ｌを第２ステージＷＳ上から第１ステージＷＳ１上へ移動させる場合は、２つのステージを＋Ｘ軸方向に移動させることで、ステージの交換が可能である。

以上が、本発明を実施しない場合のステージの動きであるが、これらのステージの動きに対する課題を以下に説明する。

前述のようにステージが移動しても液浸液が飛散・残留せずに液膜をきちんと保持するためには、移動面の撥液度や移動距離などから決まる限界速度以下で移動を行う必要がある。撥液度および移動距離と限界速度とのおおよその関係を図７に示す。実際は、露光動作で必要な移動距離程度なら、ウエハ表面の撥液度でも高速に移動することが可能である。しかし、前述の露光直後の移動（Ｓ１５）のように露光動作に比べて長距離の移動では、限界速度は露光動作に比べかなり小さくなり、多くの移動時間を必要とする。この移動時間は装置全体の生産性を悪化させる要因になる。そのため、ウエハ処理に必要な一連のステージ動作において，このような長距離の移動はなるべく避けたい事情がある。

また、露光直後の移動（図５中のＳ１５）のように、液浸領域Ｌがウエハ４０上を横切った場合、露光欠陥を生じる確率が相対的に高くなる可能性が指摘されている。つまり、ウエハ４０上に塗布されたレジストは、純水などの液浸液と化学的に反応しやすく、場合によっては露光および現像の段階で欠陥となる可能性がある。そのため、ウエハ４０上のレジストは極力液浸液と触れない露光プロセスが望まれている。

これらの２つの課題の内、少なくともいずれかの課題を解決することを主眼におき、以下に本発明構成の一例について図７〜図１２を用いて説明していく。尚、過度な説明の重複を避けるため、本発明を実施しない例の説明（図２〜図６）と共通な内容は、詳細な説明を省く。

本実施例では、液体を受け渡すためにステージ上に設けられた引き渡し部および受け取り部の配置に特徴がある。図２〜図５から分かるように受け取り部４２が、引き渡し部の機能を兼用した形で各ステージ上に一箇所づつ配置している。そのため、前述したように露光直後においてウエハ上を通過する長距離移動動作Ｓ１５が生じていた。そこで、本実施例では、露光最終ショット近傍に第２の引き渡し領域４３を設けている。つまり、通常の露光プロセスでは、受け取り直後に計測する基準マーク（第１の基準マーク）に移動するため、受け取り部４２を液浸領域Ｌの受け取り直後に計測する基準マーク２００近傍に配置している。換言すれば、ウエハ４０の中心を通り走査方向（Ｙ軸方向）と直交する直線に対して、受け取り直後に計測する基準マーク２００と同じ側の領域に受け取り部４２を配置した。さらに言えば、ウエハ４０の中心を通り走査方向（Ｙ軸方向）と平行する直線に対しても、受け取り直後に計測する基準マーク２００と同じ側に受け取り部４２を配置している。また、露光動作直後の移動距離を極力小さくするために、引き渡し部４３を最終露光ショット近傍に設けた。ここで、ショットのレイアウトおよび露光順序は、様々な観点より決めていくものであり、一定なものではない。しかし、本実施例では、非常に一般的なショットレイアウトおよび露光順を考え、基準マークから一番遠い列のいずれかのショットに最終ショットがあると仮定して、ステージ構成を決定している。つまり、一般的な露光順を考慮すると、ウエハの中心を通り走査方向（Ｙ軸方向）と直交する直線に対して、露光直前に計測する基準マーク（第２の基準マーク）と反対側の領域に最終露光ショットになる場合が多いと考え、引き渡し部をその領域に設けている。

この構成での投影レンズ下で露光動作を行うステージの交換する流れについて順に説明する。図８では、投影レンズ下のステージがＷＳ２からＷＳ１に交換された後のステージ移動に伴う液浸領域の軌跡を示している。つまり、第１の受け取り部４２から第１の基準マーク２００Ｒａへ移動・計測し、その後、第２の基準マーク２００Ｌａへ移動し、計測を行う。これにより、レチクル２０とウエハステージ４５との相対位置関係が算出される。その後、ウエハ上の第１ショットへ移動しＹ軸方向に走査露光が行われる。そして、順次露光ショットを変更しながら、各ショットに対して露光が行われる。

第１ショットは、スループットを考慮し、露光動作全体の移動距離が短くなるように決定される。つまり、第１ショットは、ウエハの中心を通り走査方向と直交する直線に対して露光直前に計測される基準マークと同じ側に配置している。さらに具体的に言えば、露光走査方向を列方向に定義すると、最終計測を行う基準マーク２００に近い一番端の列かつ一番端の行のショットが選択される。例えば、第１のステージＷＳ１では、図８のように露光直前（つまりは最後に計測する）基準マーク２００Ｌａが左上方にあるため、図８の様に左上方の角のショットが第１ショットなる。一方、第２のステージＷＳ２では、図１１の様に最後に計測する基準マーク２００Ｒａが右上方にあるため、図１２の様に右上方の角のショットが第１ショットとなる。

第１ステージＷＳ１における最終ショット（図９では第８７ショット）の露光を終えると、図１０の様に第１ステージＷＳ１の引き渡し部４３ａと第２ステージＷＳ２の受け取り部４２ｂとをＸ軸方向に隣接させる。隣接の際に液浸水がステージ上からこぼれないように、撥液処理を施した隣接部同士を１ｍｍ以下の微小隙間を保つのでも良いし、隣接部にゴムなどの弾性体を設けて物理的に接触させるのでも良い。そして、２つのステージ（ＷＳ１，ＷＳ２）を同期させながら、図中左方向（−Ｘ軸方向、点線矢印を参照）に移動させて液浸領域Ｌを第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ移動させる。その後、第１ステージＷＳ１は計測領域へ移動し、第２ステージ上での液浸領域Ｌは、第１の基準マーク２００Ｌｂへ移動する。そして、図１１のように、第１ステージＷＳ１がウエハの交換作業やウエハに関する各種計測を行っている間に、第２ステージＷＳ２では、液浸領域が第２の基準マーク上に移動・計測し、その後図１２のような順番で露光動作を行う。第２ステージ上での最終ショットの露光動作が終了した後、図１３のように第２ステージＷＳ２の引き渡し部４３ｂと第１ステージＷＳ１の受け取り部４２ａとをＸ軸方向に隣接させる。そして、２つのステージ（ＷＳ１，ＷＳ２）を同期させながら、図中右方向（＋Ｘ軸方向、点線矢印を参照）に移動させて、液浸領域Ｌを第２ステージＷＳ２から第１ステージＷＳ１へ移動させる。

以上が、液浸露光するステージを交換しながら、２つのステージでウエハを処理する本発明の一例の流れであるが、これらの構成により以下のような利点が得られる。

引き渡し領域４３を最終露光ショット近傍に設けたことで、露光直後の移動距離を短くすることが出来、さらに撥液度がウエハ４０表面より高い同面板４１上を移動するため、図７の関係から相対的に高速に移動が可能である。そのため、露光後の移動を短距離かつ高速の移動にすることが出来、少なくとも図５中のステップＳ１５よりは短時間の移動が可能となり、露光装置としてはスループットの向上が可能となっている。

また、露光直後の移動において液浸領域Ｌがウエハ４０表面に接触する面積も大きく減らすことが出来ており、またウエハ表面における液浸水への積算接触時間に偏りが少なくなっている。そのため、レジストと液浸液との相互作用による露光欠陥を抑制することが出来、より信頼性の高い液浸露光装置となっている。

さらに、本実施例では２つの基準マーク２００を走査方向（Ｙ軸方向）に直角な方向（Ｘ軸方向）に離して配置しているが、走査方向（Ｙ軸方向）回りの傾きをより高精度に計測することが可能になっている。つまり、１つの基準マーク２００でＺ方向の位置決め基準を計測することが出来るが、複数のＸ方向に離間した基準マーク２００計測から得られる情報で、Ｙ軸回りの傾きに関する位置決め基準がより高精度に算出することが可能である。ちなみに、基準マーク２００間の離間距離に比例して計測精度が向上する。走査方向（Ｙ軸方向）回りの傾きに関して高精度な計測および位置決めが出来ることで、走査露光する際に露光スリット内の長手方向におけるフォーカスを均一に出来る。つまりは、露光装置の露光精度を向上することが可能になっている。

実施例１では、図８、図１０、図１１のようにステージ四隅のいずれかの角に配置された突起部に受け取り部４２および引き渡し部４３を設けた一例を示してきたが、突起部が無くても構わない。この突起部は、位置計測をするための干渉計ミラー（５５、５６）および、それらによって形成される光軸との干渉を避けるためのものである。すなわち、干渉計計測の構成次第では突起部を設けなくても液浸領域Ｌの受け渡しが出来る場合がある。本実施例では、ステージの角に設けた突起部が無い場合の一例を説明する。突起部の有無以外の構成は、実施例１と同じであるので、構成が同じ内容については詳細な説明を省略する。

図１４および図１５は、実施例１における図１０および図１３に対応させた本実施例構成を適用した図である。図１４において、第１ステージＷＳ１の右側面、第２ステージＷＳ２の左側面のそれぞれに対して、受け取り部４２および液浸渡し部４３を設けている。図１４では、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域Ｌの移動を行っている時の様子を示しており、図１５は、第２ステージＷＳ２から第１ステージＷＳ１へ液浸領域Ｌの移動を行っている様子を示した図である。その他、ステージ移動による液浸領域Ｌの移動の様子、実施例１の実施形態と同じである。

本実施例の構成では、受け取り部４２および引き渡し部４３の配置自由度が増しており、想定される最終露光ショットと基準マーク２００とを直線で結んだ場所に受け取り部４２および引き渡し部４３を配置することも可能である。これにより、露光後の移動距離を実施例１の実施形態に比べて、より短くすることが可能であり、スループット向上に寄与出来る。また、実施例１と同様に露光動作後にウエハ４０上を液浸領域Ｌが通過しないため、レジストと液浸液との相互作用による露光欠陥を抑制する効果もある。

実施例１、２の形態では、液浸領域の受け渡し時に２つのステージがＸ軸方向に同期移動していたが、Ｙ軸方向への同期移動による受け渡しを行うシステムに対しても、本発明構成の適用が可能である。図１６および図１７は、受け取り部４２および引き渡し部４３をステージのＹ方向側面に設けた場合の実施形態を説明した図である。図１６では、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域Ｌ移動を行っている際の状況を示しており、２つのステージをＹ軸方向に隣接させ、点線矢印で示しているように、＋Ｙ軸方向に同期移動させることで、液浸領域Ｌの移動を行っている。この際、露光動作前後の移動時間が短くなるように、両ステージ４５に関して、受け取り部４２は基準マーク２００近傍に配置し、引き渡し部４３は最終露光ショット近傍に配置している。つまり、受け取り部４２はステージ４５のＹ軸方向側面で、かつ基準マーク２００近傍側面に設けている。さらに、その側面の中でも、受け取り後最初に計測する基準マーク２００の近傍に設置することで、ステージの移動時間をより短くすることが可能になっている。また、引き渡し部４３は、ステージ４５のＹ軸方向側面で、かつ基準マーク２００から遠い側の側面に設けており、つまりは、想定される最終ショット近傍に配置している。これらにより、ステージ４５の移動時間をより短くすることが出来、スループット向上に寄与している。さらに、他の実施例と同様に、露光動作後にウエハ４０上を液浸領域Ｌが通過しないため、レジストと液浸液との相互作用による露光欠陥を抑制する効果もある。また、複数の基準マーク２００を走査方向に対し直交方向に離間して配置することで、走査方向周りの傾きに関する位置決め精度が向上し、つまりは、露光精度が向上している。

図１８および図１９を用いて、第４の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態をベースに基準マーク２００の配置位置を変更したことに特徴がある。これに伴い、液浸領域Ｌをステージ間で移動させる際の２つのステージ４５の並び方も変わってくる。以下に、その詳細を説明する。

図１８は、第１の実施形態における図１０に対応し、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域を移動させている状況を示した図である。図１０との違いを説明すると、まず、図１８では、第２ステージＷＳ２の基準マーク２００は、第１ステージＷＳ１での基準マーク配置に対してウエハ中心を通る走査方向に対して直交方向（Ｘ軸方向）の線に対して反対側に配置している。つまり、第１ステージＷＳ１の基準マーク２００Ｒａと２００Ｌａはステージ上における＋Ｙ側に配置されているのに対して、第２ステージＷＳ２の基準マーク２００Ｒｂと２００Ｌｂは、−Ｙ側に配置される。ここで、受け渡し後に最初に計測する基準マークは、第１ステージでは＋Ｘ側基準マーク２００Ｒａで、第２ステージでは−Ｘ側基準マーク２００Ｌｂである。図１９は、第１の実施形態における図１３に対応し、第２ステージＷＳ２から第１ステージＷＳ１へ液浸領域Ｌの移動を行っている状況を示した図している。このように基準マーク２００の配置が変わったことで、液浸領域Ｌを移動させる際に、図１０の状態のように第１ステージＷＳ１と第２ステージＷＳ２とがＹ軸方向にずれた状態で並ぶ必要がない。つまり、液浸領域Ｌをステージ４５間で移動する時に、移動方向によってステージ４５同士の相対的な位置関係を図１０と図１１の関係のように変える必要がない。そのため、ステージ４５の動きがシンプルになり、ステージ４５の制御がしやすくなる。また、ステージ４５間で液浸領域Ｌを移動させる際、常に同じ部分（４２ａと４３ｂ、および４３ａと４２ｂ）が隣接することから、以下のような構成をとることも可能になる。液浸領域Ｌをステージ上で常に保持するためにステージ４５同士を隣接させた状態で移動させるが、微小隙間を保って隣接させる場合にステージ４５下に液が落下する可能性がある。そのため、隣接部分（４２、４３）周辺の表面に撥液処理を施して、毛細管現象を利用して微小隙間に入りにくくしている。さらに落下しにくくするため、本実施形態では、図２０および図２１のように液浸領域Ｌの移動方向（つまりはステージの移動方向）を考慮して、隣接部分（４２、４３）に傾斜をつけている。図２０は、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域Ｌを移動させる際のステージ断面図を示したものであるが、ステージに対する液浸領域Ｌの移動方向に対して、隣接部（４２、４３）側面が鋭角になるように端部形状を工夫している。このような形状にすることで、液浸領域Ｌがステージ間の隙間に入りにくくしている。図２１も同様に、第２ステージＷＳ２から第１ステージＷＳ１へ液浸領域Ｌを移動させる際における断面図を示している。隣接部（４２、４３）側面の傾斜方向が図２０と逆になっているが、液浸領域Ｌの進行方向（つまりは、ステージの進行方向）が逆になることに対応している。このような構成が出来るのは、ステージ４５間での液浸領域Ｌを移動させる際、隣接部（つまり、受け取り部４２と引き渡し部４３）同士が、移動方向によらず常に同じ状態であるためである。しかし、実施例１の構成では傾斜方向の組合せが合わない状況が発生するため、このようなステージ隣接部（つまり、受け取り部４２と引き渡し部４３）端面の傾斜化が出来ない。本実施例においても、他の実施例と同様に露光後の長距離かつ低速な移動動作をなくすことが出来、かつ液浸液Ｌがウエハ４０上に触れることを極力抑えたステージ動作になっており、スループットの向上および露光欠陥の抑制を実現している。また、複数の基準マーク２００を走査方向に対し直交方向に離間して配置することで、走査方向周りの傾きに関する位置決め精度が向上し、つまりは、露光精度が向上している。

図２２は、さらに別の実施形態の一例を示したものである。基準マーク２００近傍でかつ最終ショットの近傍を両立した位置に配置されるように、基準マーク２００の配置を工夫した構成である。これにより、受け取り部４２が液浸渡し部４３の機能を兼用した構成でも前述の課題を解決している。これまでの実施形態とは異なり、２つの基準マーク２００の並び方向をＹ軸方向に配置した点が特徴である。以下に、液浸領域Ｌの軌跡を追いながらステージ４５移動の流れを説明する。図２２のように、第１ステージＷＳ１の露光動作が終了して、２つのステージが−Ｘ軸方向に同期しながら第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域Ｌを移動させた後、第２ステージ上の図中左上の第１基準マーク２００Ｂｂへ液浸領域Ｌを移動させる。その後、ステージにおける図中左下側の第２基準マーク２００Ｆｂに移動させ、その後露光動作にうつる。ショットの露光順は、なるべく移動距離を短くするために、図２３のような順番に露光を行う。ここで、図中の矢印は露光順をイメージしているもので、実際のステージの動きを示したものでないことに注意する。露光動作終了後、図２４のように、引き渡し部４３ｂへ移動し、次に２つのステージをＸ軸方向に並べて＋Ｘ軸方向に同期移動させることで、第１ステージＷＳ１へ液浸領域Ｌを移動させる。そして、第１ステージＷＳ１の第１基準マーク２００Ｂａに液浸領域Ｌがくるように移動を行い、計測を行う。その後、第２基準マーク２００Ｆａへ移動・計測し、露光動作へ移る。この際、図２５のような露光順で露光を行うことで、移動時間を短縮している。この後は、図２２の状態に戻り、これまで述べてきたような流れで、複数のウエハを連続的に処理している。

本実施例においても、他の実施例と同様に露光後の長距離かつ低速な移動動作をなくすことが出来、かつ液浸液Ｌがウエハ上に触れることを極力抑えたステージ動作になっており、スループットの向上および露光欠陥の抑制を実現している。

図２６〜図２８は、露光順序を工夫することで、露光動作前後の移動時間を短縮する構成を示したものである。ステージ４５の構成は、図２などの従来構成と同じであるが露光順序が従来技術とは異なる。以下に、この構成の流れを示す．まず、受け取り部４２を通って液浸領域Ｌを移動させた後、第１の基準マーク２００Ｌに液浸領域Ｌを移動させ、計測を行う。その後、第２基準マークに移動・計測を行い、露光動作に移る。図２７のようにまず、ウエハの−Ｘ側のおよそ半分の領域を順に露光し、一番下の列で＋Ｘ側の領域に移り、列を折り返すように露光して、一番上の列に戻る露光順で露光を行う。この露光順の本質は、第１ショットと最終ショットがウエハ４０中心を通り、走査方向に直交する線に対して同じ側の領域に配置されるように露光順を決定することにあり、図２７の露光順に限定されるものではない。つまり、従来の露光順では、走査方向を列と定義したときに、第１ショットと最終ショットは両端の列になる関係であり、同じ列になることは無かった。そのため、露光動作後の移動距離が長くなり（図５のＳ１５）スループット向上の妨げになっていた。本実施形態では、あえて第１ショットと最終ショットが同じ列になるように露光順を決めることで、露光動作後の移動距離を小さくし（図２８）、スループット向上を可能にしている。また、他の実施例と同様に液浸液がウエハ上に触れることを極力抑えたステージ動作になっており、露光欠陥の抑制も実現している。

これまで、基準マーク２００が２つある場合の構成のみ示してきたが、本発明の本質は基準マークの個数に依るものではない。本実施例では、一例として基準マーク２００が１個の場合を図２９および図３０で示す．ここで、本発明で定義される基準マークとは、位置決め基準を計測するための計測用マークを少なくとも一つ以上を有する部材である。図２９は、第１ステージＷＳ１から第２ステージＷＳ２へ液浸領域Ｌを移動させる際の状態を示したものであり、実線矢印は、液浸領域Ｌの移動軌跡を示しており、破線矢印はこのときの２つのステージ４５の移動方向を示している。液浸領域Ｌは、第１ステージＷＳ１の引き渡し部４３ａおよび第２ステージＷＳ２の受け取り部４２ｂを通ってステージ４５間の移動を行い、その後、第２ステージＷＳ２の基準マーク２００ｂ移動する。その後、図３０で示すように、基準マーク２００ｂの計測後、露光動作に移る。露光動作終了後は、第２ステージの引き渡し部４３ｂおよび第１ステージの受け取り部４２ａを隣接させ、液浸領域Ｌを第２ステージＷＳ２から第１ステージＷＳ１へ移動させる。その後も同様に、第１ステージでも基準マークの計測、露光動作を行った後、液浸領域Ｌのステージ間移動を行うことで、複数のウエハ４０を処理している。

実施例１〜７では、露光動作が可能な複数ウエハステージ（ＷＳ１，ＷＳ２）間での液浸領域Ｌの移動に関して示してきた。しかし、本発明の本質は露光動作が可能な少なくとも１つのウエハステージに関して、受け取り部および引き渡し部の位置関係を特徴づけたものである。つまり、液浸領域Ｌの移動先もしくは移動元の構成部材に依らず、まして移動先もしくは移動元の構成部材が露光可能なウエハステージに限定されるものではない。本実施例では、液浸領域Ｌの移動先かつ移動元である構成部材が、液浸領域Ｌの退避ステージ４５ｃである場合の一例を図３１および図３２で示す。図３１および図３２の露光装置は、ウエハ４０の露光動作が可能なステージ４５ａ、およびステージ４５ａが計測領域へ移動している間に液浸領域Ｌを一時的に退避しておくための液浸退避ステージ４５ｃで構成されている。図３１は、ウエハステージ４５ａから液浸退避ステージ４５ｃへ液浸領域Ｌを移動させている状態を示した図であり、実線矢印は液浸領域Ｌの移動軌跡を示しており、破線矢印は２つのステージの移動方向を示している。他の実施例と同様に、２つのステージ４５を隣接もしくは接触させた状態で、同期して移動させる。この時、一般的な露光最終ショットの位置を考慮して、ウエハ中心を通り走査方向に直交する直線に対して、露光直前に計測する基準マーク２００Ｌａの反対側の領域に設けた引き渡し部４３を介して液浸領域の移動を行う。その後、液浸退避ステージ４５ｃはそのままの状態で保持し、一方ウエハステージ４５ａは計測領域へ移動して各種の処理を行う（不図示）。計測領域での処理が終了した後に、再びウエハステージ４５ａは図３２のように液浸退避ステージ４５ｃに隣接もしくは接触させ、２つのステージを破線矢印のように同期移動し、液浸領域Ｌを液浸退避ステージ４５ｃからウエハステージ４５ａへ移動させる。この時は、液浸領域Ｌを受け取った後に最初に計測する基準マーク２００Ｒａ近傍に配置された液浸受取り部４２を介して移動させている。基準マーク２００Ｒａの近傍とは、少なくともウエハ４０中心を通り、走査方向に直交する直線と平行する直線を定義した時、少なくともどちらかの直線に対して基準マーク２００Ｒａ側に配置されていることである。

次に、図３３及び図３４を参照して、上述の液浸露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図３３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図３４は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、液浸露光装置１によってレチクルパターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、液浸露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

また、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

液浸露光装置の全体図を示した図である。 ステージ構成の一例を示した図である。 ステージ構成でのステージ交換時の状態を示した図である。 ステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 ステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 露光順序の一例を示した図である。 ステージの移動距離および撥液度と限界速度の関係を示した図である。 本発明の第１の実施形態におけるステージ構成を示した図である。 露光順序の一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の状態を示した図である。 本発明の第１の実施形態におけるステージ状態の一例を示した図である。 露光順序の一例を示した図である。 本発明の第１の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の状態を示した図である。 本発明の第２の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 本発明の第２の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 本発明の第３の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 本発明の第３の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 本発明の第４の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 本発明の第４の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 本発明の第４の実施形態におけるステージ側面構成を示した図である。 本発明の第４の実施形態におけるステージ側面構成を示した図である。 本発明の第５の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 露光順序の一例を示した図である。 本発明の第５の実施形態におけるステージ構成でのステージ交換時の一状態を示した図である。 露光順序の一例を示した図である。 本発明の第６の実施形態を用いたステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 露光順序の一例を示した図である。 本発明の第６の実施形態を用いたステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 本発明の第７の実施形態を用いたステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 本発明の第７の実施形態を用いたステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 本発明の第８の実施形態を用いたステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 本発明の第８の実施形態を用いたステージ構成での液浸領域の軌跡を示した図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図３３に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１ 液浸露光装置
１０ 照明装置
１５ マスキングブレード
２０ レチクル
２５ レチクルステージ
３０ 投影光学系
４０ 基板
４１ 同面板
４２ 第１の液浸受け渡し部
４３ 第２の液浸受け渡し部
４５ ステージ
５０ 測長部
５４、５８ 干渉計
５２，５３、５５、５６ 反射鏡
６０ ステージ制御部
７０ 液浸制御部
１００ 液体供排装置
１４０ 液体供給装置
１６０ 液体回収装置
２００ 基準マーク
２０１ フォーカススコープ
２０２ アライメントスコープ
Ｌ 液浸液
ＷＳ ウエハステージ

Claims (11)

1. 液体が接触する領域を他の部材へ引き渡すことが可能なステージを有し、前記ステージ上に保持された基板に原版のパターンを転写する走査型の液浸露光装置であって、前記領域を前記部材へ引き渡すために前記ステージに設けられた引き渡し部と、前記ステージと前記原版の位置合わせをするために前記ステージに設けられた基準マークとを備え、前記引き渡し部は、前記基板の中心を通り走査方向と直交する第１の直線に対して、露光直前に計測される前記基準マークとは反対側に設けられることを特徴とする液浸露光装置。
2. 前記領域を受取るための受け取り部をさらに備え、前記受け取り部は、前記第１の直線に対して、前記領域の受け取り直後に計測される前記基準マークと同じ側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
3. 前記受け取り部は、前記基板の中心を通り走査方向に平行する第２の直線に対して、前記領域の受け取り直後に計測される前記基準マークと同じ側に設けられることを特徴とする請求項２記載の液浸露光装置。
4. 前記基準マークは複数の基準マークを備え、前記複数の基準マークは前記走査方向と直交する方向に離れて配置されることを特徴とする請求項１乃至３に記載の液浸露光装置。
5. 液体が接触する領域を他の部材へ引き渡すことと、該領域を前記部材から受け取ることが可能なステージを有し、前記ステージ上に保持された基板に原版のパターンを転写する走査型の液浸露光装置であって、
   前記領域を前記部材に引き渡すために前記ステージに設けられた引き渡し部と、
   前記領域を前記部材から受けとるために前記ステージに設けられた受け取り部と、
   前記ステージと前記原版の位置合わせをするために前記ステージに設けられた基準マークとを備え、
   前記引き渡し部と前記受け取り部は異なる位置に配置され、
   前記受け取り部は、前記基板の中心を通り走査方向と直交する第１の直線に対して、前記領域の受け取り直後に計測される前記基準マークと同じ側に設けられることを特徴とする液浸露光装置。
6. 液体が接触する領域を他の部材へ引き渡すことと、該領域を前記部材から受け取ることが可能なステージを有し、前記ステージ上に保持された基板に原版のパターンを転写する走査型の液浸露光装置であって、
   前記領域を前記部材に引き渡すために前記ステージに設けられた引き渡し部と、
   前記領域を前記部材から受けとるために前記ステージに設けられた受け取り部と、
   前記ステージと前記原版の位置合わせをするために前記ステージに設けられた基準マークとを備え、前記引き渡し部は、前記基板の中心を通り走査方向と直交する第１の直線に対して、露光直前に計測される前記基準マークとは反対側に設けられることを特徴とする液浸露光装置。
7. 請求項１乃至６の少なくともいずれかに記載の液浸露光装置を用いた露光方法であって、前記基板に露光される最後のショット領域が、前記第１の直線に対して、露光直前に計測される前記基準マークと反対側に配置されることを特徴とする露光方法。
8. 前記基板に露光される最初のショット領域が、前記第１の直線に対して、露光直前に計測される前記基準マークと同じ側に配置されることを特徴とする請求項７に記載の露光方法。
9. 液体が接触する領域を他の部材へ引き渡し、該領域を前記部材から受け取るための受け渡し部を備え、基板に原版のパターンを転写する液浸露光装置を用いた露光方法であって、前記基板に露光される最初と最後のショット領域が、前記基板の中心を通り走査方向と直交する直線に対して、前記受け渡し部と同じ側に配置されることを特徴とする露光方法。
10. 請求項１乃至６の少なくともいずれかに記載の露光装置を用いて
    基板を露光する工程と、露光された基板を現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
11. 請求項７乃至９の少なくともいずれかに記載の露光方法を用いて
    基板を露光する工程と、露光された基板を現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。

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