JP6004030B2 - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
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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 (39)
- 基板の表面の一部を覆う液浸領域の液体を介して前記基板を露光する露光装置であって、
先端部の光学素子を有する投影光学系と、
供給口からの液体供給を行う液体供給機構と、
回収口からの液体回収を行う液体回収機構と、を備え、
前記供給口からの液体供給と前記回収口からの液体回収とを行いつつ前記液浸領域が形成され、
前記液体供給機構は、前記光学素子に向かって水平方向の幅が漸次拡がるように形成されたテーパ状の供給流路を有し、
前記テーパ状の供給流路を通過した液体は下方に向かって流れ、前記光学素子の下側の空間に供給される露光装置。 - 前記テーパ状の供給流路は、液体が前記光学素子に向かって水平に流れることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
- 前記テーパ状の供給流路は、前記光学素子の下面よりも上方に配置される請求項1又は2記載の露光装置。
- 前記基板上の複数のショット領域の一部は、第1の走査方向に移動しながら露光され、残りのショット領域は、前記第1の走査方向と逆向きの第2の走査方向に移動しながら露光され、
前記複数のショット領域に対する走査露光が行われている間、前記供給口からの液体供給が継続される請求項1から3のいずれかに記載の露光装置。 - 前記供給口からの単位時間あたりの液体供給量を実行動作に応じて変更する請求項1〜4のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記基板の移動方向に応じて、前記供給口からの単位時間あたりの液体供給量を変更する請求項5記載の露光装置。
- 前記実行動作は、2つのショット領域間のステッピング動作を含む請求項5又は6記載の露光装置。
- 前記基板の2つショット領域間のステッピング移動中と、各ショット領域の走査露光中とで、前記供給口からの単位時間あたりの液体供給量が異なる請求項5〜7のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記ステッピング移動中の前記供給口から液体供給量は、前記走査露光中の前記供給口からの液体供給量よりも少ない請求項8記載の露光装置。
- 前記液体供給量の変更は、前記供給口からの液体供給を継続しつつ行われる請求項5〜9のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記供給口は、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項1〜10のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記回収口は、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項1〜11のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記投影光学系の先端部を囲むように配置される流路形成部材を備え、
前記テーパ状の供給流路は、前記流路形成部材内に形成される請求項1〜10のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記流路形成部材は、前記投影光学系の先端部を配置可能な穴部を有する請求項13記載の露光装置。
- 前記供給口は、前記流路形成部材に、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項13または14記載の露光装置。
- 前記回収口は、前記流路形成部材に、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項13〜15のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記流路形成部材は、複数の部材を有し、
前記複数の部材を積層することによって、前記流路形成部材の内部に、前記テーパ状の供給流路が形成される請求項13〜16のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記基板を保持可能な基板ステージをさらに備え、
前記基板ステージは、保持された前記基板の周囲に、保持された前記基板の表面とほぼ同じ高さとなるように設けられた平面を有し、
前記基板の周縁部を露光するときに、前記平面を使って前記投影光学系の下に前記液浸領域の液体を保持する請求項1〜17のいずれか一項記載の露光装置。 - 前記テーパ状の供給流路を通過させることによって、前記供給口内の各位置から均一に液体供給が行われる請求項1〜18のいずれか一項に記載の露光装置。
- 請求項1〜19のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することを含むデバイス製造方法。
- 基板の表面の一部を覆う液浸領域の液体を介して前記基板を露光する露光方法であって、
液体供給を行う液体供給機構の供給口からの液体供給と液体回収を行う液体回収機構の回収口からの液体回収とを行いつつ前記液浸領域を形成し、
前記液体供給機構が有する、投影光学系の先端部の光学素子に向かって水平方向の幅が漸次拡がるように形成されたテーパ状の供給流路を通過した液体は下方に向かって流れ、前記光学素子の下側の空間に供給される露光方法。 - 前記テーパ状の供給流路は、液体が前記光学素子に向かって水平に流れることを特徴とする請求項21記載の露光方法。
- 前記テーパ状の供給流路は、前記光学素子の下面よりも上方に配置される請求項21又は22記載の露光方法。
- 前記基板上の複数のショット領域の一部は、第1の走査方向に移動しながら露光され、残りのショット領域は、前記第1の走査方向と逆向きの第2の走査方向に移動しながら露光され、
前記複数のショット領域に対する走査露光が行われている間、前記供給口からの液体供給が継続される請求項21から23のいずれかに記載の露光方法。 - 前記供給口からの単位時間あたりの液体供給量を実行動作に応じて変更する請求項21〜24のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記基板の移動方向に応じて、前記供給口からの単位時間あたりの液体供給量を変更する請求項25記載の露光方法。
- 前記実行動作は、2つのショット領域間のステッピング動作を含む請求項25又は26記載の露光方法。
- 前記基板の2つショット領域間のステッピング移動中と、各ショット領域の走査露光中とで、前記供給口からの単位時間あたりの液体供給量が異なる請求項25〜27のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記ステッピング移動中の前記供給口から液体供給量は、前記走査露光中の前記供給口からの液体供給量よりも少ない請求項28記載の露光方法。
- 前記液体供給量の変更は、前記供給口からの液体供給を継続しつつ行われる請求項25〜29のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記供給口は、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項21〜30のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記回収口は、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項21〜31のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記投影光学系の先端部を囲むように配置される流路形成部材を備え、
前記テーパ状の供給流路は、前記流路形成部材内に形成される請求項21〜30のいずれか一項記載の露光方法。 - 前記流路形成部材は、前記投影光学系の先端部を配置可能な穴部を有する請求項33記載の露光方法。
- 前記供給口は、前記流路形成部材に、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項33または34記載の露光方法。
- 前記回収口は、前記流路形成部材に、前記基板の表面が対向するように配置されている請求項33〜35のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記流路形成部材は、複数の部材を有し、
前記複数の部材を積層することによって、前記流路形成部材の内部に、前記テーパ状の供給流路が形成される請求項33〜36のいずれか一項記載の露光方法。 - 前記基板を保持可能な基板ステージをさらに備え、
前記基板ステージは、保持された前記基板の周囲に、保持された前記基板の表面とほぼ同じ高さとなるように設けられた平面を有し、
前記基板の周縁部を露光するときに、前記平面を使って前記投影光学系の下に前記液浸領域の液体を保持する請求項21〜37のいずれか一項記載の露光方法。 - 前記テーパ状の供給流路を通過させることによって、前記供給口内の各位置から均一に液体供給が行われる請求項21〜38のいずれか一項に記載の露光方法。
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