JP5278381B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
[技術分野]
本発明は投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で基板を露光する露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関するものである。
そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長は、KrFエキシマレーザの248nmであるが、更に短波長のArFエキシマレーザの193nmも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度(DOF)も重要となる。解像度Re、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Re=k1・λ/NA … (1)
δ=±k2・λ/NA2 … (2)
ここで、λは露光波長、NAは投影光学系の開口数、k1、k2はプロセス係数である。(1)式、(2)式より、解像度Reを高めるために、露光波長λを短くして、開口数NAを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
更には鏡筒内部に液体が浸入することも考えられ、その場合においても上記不都合が生じる可能性がある。
また本発明によれば、投影光学系の像面側への液体や気体の浸入を防止しつつ露光処理及び計測処理を高精度で行うことができるので、基板を良好に露光できる。
図1は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図1において、露光装置EXは、レチクルRを支持するレチクルステージRSTと、基板Wを支持する基板ステージWSTと、レチクルステージRSTに支持されているレチクルRを露光光ELで照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたレチクルRのパターンの像を基板ステージWSTに支持されている基板Wに投影露光する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を統括制御する制御装置CONTとを備えている。
ここで、本実施形態において、液体LQには純水が用いられる。純水はArFエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(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)も透過可能である。
レチクルステージ駆動装置RSTDは制御装置CONTにより制御される。レチクルホルダRH上(あるいはレチクルステージRST上)には移動鏡50が設けられている。また、移動鏡50に対向する位置にはレーザ干渉計51が設けられている。レチクルステージRST上のレチクルRの2次元方向の位置、及びθZ方向の回転角(場合によってはθX、θY方向の微小回転角も)はレーザ干渉計51によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはレーザ干渉計51の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動装置RSTDを駆動することでレチクルステージRSTに支持されているレチクルRの位置決めを行う。また、レチクルRを保持するレチクルホルダRHとレチクルステージRSTとの間には複数のアクチュエータ150(150A〜150C)が設けられている。アクチュエータ150の駆動により、レチクルRを保持したレチクルホルダRHは、Z軸方向、及びθX、θY方向を含む傾斜方向に移動可能となっている。
投影光学系PLは、その終端側(基板W側)に配置され、液体LQと接する光学部材G12と、光学部材G12とパターンを有するレチクルRとの間に配置された複数の光学素子G1〜G11を含む光学群MPLとを備えている。なお、本実施形態において、光学部材G12は1つの平凸レンズ素子である。そして、投影光学系PLを構成する複数の光学素子G1〜G12は保持機構HGで保持されている。保持機構HGは、光学群MPLを保持する鏡筒(第2保持部材)PLBと、レンズ素子G12を保持するレンズ保持部MLMとを備えている。レンズ保持部MLMは、レンズ素子G12を保持するレンズセル(第1保持部材)LS12と、レンズセルLS12を鏡筒PLBに対して軟らかく接続する接続機構100とを備えている。接続機構100は、後述する弾性部材としてのフレクシャ(100A〜100C)を備えている。レンズセルLS12に保持されたレンズ素子G12は接続機構100により鏡筒PLBに保持された光学群MPLに対して可動となっている。
鏡筒PLBの外周部にはフランジ部FLGが設けられており、投影光学系PLはフランジ部FLGを介してコラム(露光装置の本体ボディ)CLに支持される。
液体回収装置2には回収管6の一端部が接続され、回収管6の他端部には回収ノズル5が接続されている。液体回収装置2は回収ノズル5及び回収管6を介して基板W上の液体LQを回収する。液浸領域AR2を形成する際、制御装置CONTは液体供給装置1を駆動し、供給管3及び供給ノズル4を介して単位時間当たり所定量の液体LQを供給するとともに、液体回収装置2を駆動し、回収ノズル5及び回収管6を介して単位時間当たり所定量の液体LQを回収する。これにより、投影光学系PLの終端部のレンズ素子G12と基板Wとの間に液体LQの液浸領域AR2が形成される。
本発明の露光装置についてさらに図面を参照しながら説明する。図10は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
本実施形態において、液体LQには純水が用いられる。純水はArFエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(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)も透過可能である。
マスクステージMSTは、マスクMを保持して移動可能であって、例えばマスクMを真空吸着(又は静電吸着)により固定している。マスクステージMSTは、リニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置MSTDにより、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微少回転可能である。そして、マスクステージMSTは、X軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、マスクMの全面が少なくとも投影光学系PLの光軸AXを横切ることができるだけのX軸方向の移動ストロークを有している。
また、投影光学系PLを構成する複数の光学素子302A〜302Fのうち液体LQに接する光学素子302Fは、他の光学素子302A〜302Eを保持する鏡筒(鏡筒本体)PKとは別の保持部材(レンズセル)によって保持されていてもよい。この場合、鏡筒本体PKとレンズセルとは、第1の実施例で説明したようにフレクシャ100A〜100Cが所定の連結機構で連結してもよい。
XYステージ351は、ステージベースSBの上面の上方に不図示の非接触ベアリングである気体軸受(エアベアリング)を介して非接触支持されている。XYステージ351(基板ステージPST)はステージベースSBの上面に対して非接触支持された状態で、リニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置PSTDにより、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。このXYステージ351上にZチルトステージ352が搭載され、Zチルトステージ352上に不図示の基板ホルダを介して基板Wが例えば真空吸着等により保持されている。
Zチルトステージ352は、Z軸方向、θX方向、及びθY方向にも移動可能に設けられている。基板ステージ駆動装置PSTDは制御装置CONTにより制御される。
基板W上に液体LQを供給する際、制御装置CONTは、液体供給部311より液体LQを送出し、供給管312A、312B、及び供給流路314A、314Bを介して、基板Wの上方に設けられている液体供給口313A、313Bより基板W上に液体LQを供給する。このとき、液体供給口313A、313Bは投影光学系PLの投影領域AR301を挟んだ両側のそれぞれに配置されており、その液体供給口313A、313Bを介して、投影領域AR301の両側から液体LQを供給可能である。また、液体供給口313A、313Bのそれぞれから基板W上に供給される液体LQの単位時間あたりの量は、供給管312A、312Bのそれぞれに設けられた流量制御器316A、316Bにより個別に制御可能である。
液体供給口313A、313Bは、少なくとも投影領域AR301を囲むように設けられている。液体供給機構310は、液体供給口313A、313Bを介して投影領域AR1の両側で液体LQを同時に供給可能である。
なお、図13に示す第1シール部材330の形態は一例であって、空間G301aと空間G301bとの圧力差によって接触部333が光学素子302の側面302Tに密着するように、接触部333(第1シール部材330)を設置したときの姿勢、あるいは本体部331に対する接触部333の位置が最適に設定されていればよい。
また、第1シール部材330によって隙間G301への液体LQの浸入が阻止されているので、隙間G301に対する液体LQの流入及び流出による圧力変動も生じない。したがって、その圧力変動によって光学素子302Fが振動する不都合も防止される。
なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。
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。
Claims (20)
- 液体に接する光学部材及び該光学部材とパターンとの間に配置される光学群を含む投影光学系を備え、前記投影光学系と前記液体とを介して基板上に前記パターンの像を投影することによって前記基板を露光する露光装置において、
前記光学部材を保持する第1保持部材と、
前記光学群を保持する第2保持部材と、
前記第1保持部材を前記第2保持部材に対して変位可能に接続する接続機構と、
前記光学部材と前記光学群との位置関係を検出する第1検出器とを備える露光装置。 - 前記接続機構は、前記第1保持部材と前記第2保持部材とを振動的に分離する請求項1記載の露光装置。
- 前記接続機構は、前記第1保持部材の振動を前記第2保持部材に伝達されないように吸収する請求項2記載の露光装置。
- 前記第1保持部材は、前記液体と接する光学部材として所定の光軸を有するレンズ素子を保持し、かつ前記第2保持部材に対して前記光軸方向又は前記光軸と直交する軸まわり方向に移動可能に接続されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記第1保持部材は、前記第2保持部材に対して傾斜可能に接続されている請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記第1保持部材は、前記第2保持部材に対してキネマティック支持されている請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記接続機構は弾性部材を含む請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記第1保持部材の荷重の前記接続機構への作用を低減するための荷重低減機構を備えた請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記荷重低減機構は、前記第1保持部材の荷重を非接触で前記第2保持部材に支持させる請求項8記載の露光装置。
- 前記基板上に投影されるパターンの像を調整する像調整機構を備えた請求項1〜9のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記像調整機構は、前記光学群に対する前記光学部材の変位に伴って発生し得る前記パターンの像質変化を補償する請求項10記載の露光装置。
- 前記像調整機構は、前記第1検出器の検出結果に基づいて像調整を行う請求項11記載の露光装置。
- 前記像調整機構は、前記光学部材と前記基板の露光面との位置関係の変動を補償する請求項10から請求項12のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記第1検出器は、前記第2保持部材に対する前記第1保持部材の位置を計測する請求項1から請求項13のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記光学部材と前記基板の露光面との位置関係を検出する第2検出器を備え、
前記像調整機構は、前記第2検出器の検出結果に基づいて像調整を行う請求項13記載の露光装置。 - 前記接続機構は、前記液体の圧力変動に起因して、前記第1保持部材を前記第2保持部材に対して変位させる請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の露光装置。
- 液体を介して、基板にパターンを形成する露光装置において、
液体に接触する光学部材と、
前記光学部材を囲むように設けられ、液体供給口及び液体回収口のうち少なくともいずれか一方を有する環状部材と、
前記光学部材と前記環状部材との間に配置され、かつ前記光学部材と前記環状部材とに接触し、前記光学部材と前記環状部材との間に形成される隙間への液体の浸入を阻止するシール部材と、を備える露光装置 - 前記シール部材は、前記光学部材及び前記環状部材の一方に取り付けられる本体部と、前記本体部にヒンジ部を介して接続され、他方に接触する接触部とを有することを特徴とする請求項17に記載の露光装置。
- 前記シール部材は、前記光学部材及び前記環状部材の一方に交換可能に取り付けられることを特徴とする請求項18に記載の露光装置。
- 請求項1〜19のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
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