JP5516625B2 - ノズル部材、露光装置、デバイス製造方法、及び露光方法。 - Google Patents
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Description
本願は、2004年4月19日に出願された特願2004−123253号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
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R、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
R=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R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。
本発明の露光装置(EX)は、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して露光光(EL)を基板(P)上に照射することによって、基板(P)を露光する露光装置において、投影光学系(PL)の像面側に配置された基板(P)表面と略平行に液体(LQ)を吹き出す供給口(13)を有し、投影光学系(PL)の像面側に液体(LQ)を供給する液体供給機構(10)を備えたことを特徴とする。
したがって、液浸領域のうち少なくとも投影光学系の端面と物体との間、すなわち露光光の光路上に気体部分(気泡)が生成される不都合を防止することができ、気体部分のない液浸領域を迅速に形成することができる。したがって、スループットを向上できるとともに、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
また本発明の露光装置(EX)は、液体(LQ)を介して露光光(EL)を基板(P)上に照射することによって、基板(P)を露光する露光装置において、物体(P)の上方で物体表面と略平行に液体(LQ)を供給可能な供給口(13)を有する液体供給機構(10)と、露光光(EL)の光路に対して供給口(13)よりも離れた位置に配置され、物体(P)の上方から物体(P)上の液体を回収可能な回収口(23)を有する液体回収機構(20)とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、液体供給機構は供給口より基板の表面と略並行に液体を供給するので、供給された液体が物体に及ぼす力を抑制することができる。したがって、高い露光精度、計測精度を得ることができる。
本発明によれば、液浸領域を良好に形成して高い露光精度及び計測精度を得ることができるので、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
図1において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、基板Pを支持する基板ステージPSTと、マスクステージMSTに支持されているマスクMを露光光ELで照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターン像を基板ステージPSTに支持されている基板P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。
なお、以下の説明においては、一例として、ノズル部材70と基板Pとが対向している場合について説明するが、基板P以外の他の物体(例えば、基板ステージPSTの上面など)がノズル部材70と対向している場合も同様である。
換言すれば、光学素子2の液体接触面2A及びキャビティ面78Aの液体LQとの接触角は、ランド面77の液体LQとの接触角よりも小さくなっている。本実施形態においては、光学素子2の液体接触面2A及びキャビティ面78Aの液体LQとの接触角は約5〜20°、ランド面77の液体LQとの接触角は約80〜120°に設けられている。
フォーカス・レベリング検出系80の投光部81は、基板P表面に投影光学系PLの光軸AXに対して所定の入射角で検出光Laを照射する。投光部81から射出された検出光Laは、第1光学部材83に照射され、ノズル部材70の下面70Aに形成された凹部78の+Y側を向く内側面79Yの開口部79Kを通過し、基板P上の液体LQを介して基板P上に斜め方向から入射角で照射される。基板P上で反射した検出光Laの反射光は、ノズル部材70の下面70Aに形成された凹部78の−Y側を向く内側面79Yの開口部79Kを通過し、第2光学部材84を通過した後、受光部82に受光される。ここで、フォーカス・レベリング検出系80の投光部81は、基板P上に複数の検出光Laを照射する。これにより、フォーカス・レベリング検出系80は、基板P上における例えばマトリクス状の複数の各点(各位置)での各フォーカス位置を求めることができ、求めた複数の各点でのフォーカス位置に基づいて、基板P表面のZ軸方向の位置情報、及び基板PのθX及びθY方向の傾斜情報を検出することができる。
マスクMがマスクステージMSTにロードされるとともに、基板Pが基板ステージPSTにロードされた後、基板Pの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の液体供給部11から供給された液体LQは、図7Aに示すように、供給管12及び供給流路14を流通した後、供給口13より投影光学系PLの像面側に供給される。
このように、制御装置CONTは、排気機構90の排気部91を駆動し、投影光学系PLの投影領域AR1の近傍に配置された吸引口98を介して、投影光学系PLの像面側の気体の排出を行いながら、液浸領域AR2を形成するための液体供給機構10による液体供給を開始する。
したがって、供給された液体LQにより基板Pや基板ステージPSTが変形を生じる等の不都合を防止することができる。したがって、高い露光精度及び計測精度を得ることができる。
したがって、液体LQを液滴状態にして回収するとき、液滴径を可能な限り小さくし、発生する振動を高周波にすることが有効である。そこで、回収口23に多孔部材30を配置することで、多孔部材30の孔36を通過した液体LQを、径の小さい液滴に変換することができる。
また、特開平11−135400号公報や特開2000−164504号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
また、上述の実施形態においては、光透過性の基材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ているが、このマスクに替えて、例えば米国特許第6,778,257号公報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電子マスクを用いてもよい。
また、上述の実施形態においては、投影光学系PLを使ってパターン像を基板P上に投影することによって基板を露光しているが、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。この場合、投影光学系PLを使わなくても良い。
マスクステージMSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−330224号公報(US S/N 08/416,558)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
Claims (33)
- 投影光学系と液体とを介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置に備えられるノズル部材であって、
液体供給口と、
液体回収口と、
前記液体供給口よりも上方に配置された吸引口と、
前記投影光学系の像面側に配置された前記基板の表面が対向するように、かつ前記基板の表面との距離が、前記投影光学系の端面と前記基板の表面との距離よりも小さくなるように配置される下面と、を有し、
前記液体供給口は、前記投影光学系の光軸に垂直な方向に液体を供給し、
前記液体回収口が、前記下面に設けられているノズル部材。 - 前記下面は、前記投影光学系の端面を囲むように配置される請求項1記載のノズル部材。
- 凹部を有し、
前記下面が、前記凹部の周囲に設けられている請求項1又は2記載のノズル部材。 - 前記凹部は、前記投影光学系の像面側に配置された前記基板の表面が対向する面を有する請求項3記載のノズル部材。
- 前記凹部の前記面は、前記投影光学系の光軸に垂直な面と平行に配置される請求項4記載のノズル部材。
- 前記凹部の前記面に、前記吸引口が設けられている請求項4又は5記載のノズル部材。
- 前記液体供給口は、前記凹部の壁部に設けられている請求項3〜6のいずれか一項記載のノズル部材。
- 投影光学系と液体とを介して露光光を基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置に備えられるノズル部材であって、
液体供給口と、
液体回収口と、
前記複数の液体供給口よりも上方に配置された吸引口と、
前記投影光学系の像面側に配置された前記基板の表面が対向するように、かつ前記基板の表面との距離が、前記投影光学系の端面と前記基板の表面との距離よりも小さくなるように配置される下面と、
前記露光光の光路を囲むように配置された内側面と、を有し、
前記液体供給口が、前記内側面に設けられ、
前記液体回収口が、前記下面に設けられているノズル部材。 - 前記液体供給口とは別に、前記投影光学系の像面側に配置された前記基板の表面に向かって下向きに液体を供給する液体供給口を有する請求項1〜8のいずれか一項記載のノズル部材。
- 前記投影光学系の終端部の光学素子を配置可能な穴部を有する請求項1〜9のいずれか一項記載のノズル部材。
- 前記液体回収口は、前記投影光学系の投影領域を囲むように形成されている請求項1〜10のいずれか一項記載のノズル部材。
- 前記液体回収口は、前記液体供給口を囲むように形成されている請求項1〜11のいずれか一項記載のノズル部材。
- 前記液体回収口は多孔部材を介して液体回収を行う請求項1〜12のいずれか一項記載のノズル部材。
- 前記液体回収が、第1の多孔部材と第2の多孔部材とを介して行われる請求項13記載のノズル部材。
- 前記液体回収口に接続された環状流路と、
前記環状流路に接続されたマニホールド流路と、を有する請求項1〜14のいずれか一項記載のノズル部材。 - 前記吸引口は、液体を吸引可能である請求項1〜15のいずれか一項記載のノズル部材。
- 前記吸引口は、気体を吸引可能である請求項1〜16のいずれか一項記載のノズル部材。
- 基板上の一部に形成された液浸領域の液体と投影光学系とを介して露光光を前記基板上に照射することによって、前記基板を露光する露光装置に備えられるノズル部材であって、
液体供給口と、
前記液体供給口から供給された液体を回収する液体回収口と、
前記液体回収口から回収された液体が流れる回収流路と、を備え、
前記液体回収口から回収された液体が、第1多孔部材と第2多孔部材を介して前記回収流路に流れるノズル部材。 - 前記多孔部材は、メッシュ部材を含む請求項18に記載のノズル部材。
- 前記第1多孔部材と前記第2多孔部材には、それぞれ同形状の孔が複数形成されており、それぞれの孔の位置がずれるように、前記第1多孔部材と第2多孔部材とが重ねて前記液体回収口に配置されている請求項18又は19記載のノズル部材。
- 前記第1多孔部材に形成されている孔は、前記第2多孔部材に形成されている孔とは大きさが異なる請求項18又は19に記載のノズル部材。
- 投影光学系と、
請求項1〜21のいずれか一項に記載のノズル部材とを備え、
前記ノズル部材を用いて前記基板上の一部に液浸領域を形成するとともに、前記液浸領域の液体を介して前記投影光学系からの露光光を前記基板に照射する露光装置。 - 前記ノズル部材は、環状の部材であり、
前記投影光学系の終端部の光学素子を囲むように配置される請求項22記載の露光装置。 - 前記ノズル部材と前記光学素子との間隙に配置されたシール部材を備える請求項23記載の露光装置。
- 前記ノズル部材の液体回収口から回収された液体と気体とを分離する気液分離器をさらに備える請求項22〜24のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記基板を基板ホルダに保持する基板ステージを備え、
前記基板ステージは、前記基板ホルダに保持された前記基板の表面と面一の上面を有する請求項22〜25のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記基板ステージの前記上面は、前記基板ホルダに保持された前記基板を囲むように設けられた平坦部を含む請求項26記載の露光装置。
- 前記基板ステージの前記上面は、撥液性の領域を含む請求項26又は27記載の露光装置。
- 前記基板ステージの前記撥液性の領域の前記液体との接触角は、90〜130度である請求項28記載の露光装置。
- 前記基板ステージの前記撥液性の領域は、撥液性材料を塗布する、あるいは撥液性材料の薄膜を貼付する撥液化処理によって形成される請求項28又は29のいずれか一項記載の露光装置。
- 請求項22〜請求項30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。
- 請求項1〜21のいずれか一項記載のノズル部材を用いて、基板上の一部に液浸領域を形成することと、
前記液浸領域の液体を介して投影光学系からの露光光を前記基板に照射することと、
を含む露光方法。 - 請求項32記載の露光方法を用いて基板を露光することを含むデバイス製造方法。
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