JP6477785B2 - 露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、投影光学系と液体とを介してパターンの像を基板に露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。
R=k1・λ/NA … (1)
δ=±k2・λ/NA2 … (2)
投影領域100をあててこの基板Pのエッジ領域Eを露光しようとすると、液体は基板Pの外側へ流出し、液浸領域が良好に形成されずに投影されるパターン像を劣化させるという不都合が生じる。また、流出した液体により、基板Pを支持する基板ステージ周辺の機械部品等に錆びを生じさせたり、あるいはステージ駆動系等の漏電を引き起こすといった不都合も生じる。更に、流出した液体が基板の裏面に回り込んで、基板と基板ステージ(基板ホルダ)との間に浸入すると、基板ステージは基板を良好に保持できないという不都合も生じる。また、基板Pと基板ステージとの間の段差や隙間等に起因して液体中に気泡が混入する場合もあり、この場合、気泡の影響により露光光が散乱したり、気泡により基板P上にパターンが結像しない等の不都合が生じる。また、前記隙間に液体が浸入した場合にも、錆びや漏電を引き起こす可能性がある。
ることができる。したがって、基板を支持部で良好に保持することができるとともに、基板の裏面側や空間への液体の浸入を抑えることができる。
の切欠部(NT、OF)近傍の吸気力を、その周りの吸気力よりも小さくしたことを特徴とする。
光)などが用いられる。本実施形態においてはArFエキシマレーザ光が用いられる。上述したように、本実施形態における液体1は純水であって、露光光ELがArFエキシマレーザ光であっても透過可能である。また、純水は紫外域の輝線(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。
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。マスクステージMSTはリニアモータ等のマスクステージ駆動装置MSTDにより駆動される。マスクステージ駆動装置MSTDは制御装置CONTにより制御される。マスクステージMST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。マスクステージMST上のマスクMの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計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マスクステージ駆動装置MSTDを駆動することでマスクステージMSTに支持されているマスクMの位置決めを行う。
に設けられていてもよい。基板Pを保持する基板ホルダPHは凹部32に配置されている。プレート部30は、凹部32に配置された基板ホルダPHに保持されている基板Pの表面とほぼ同じ高さの平坦面(平坦部)31を有している。
に、マスクM及び基板Pを所定位置に対してアライメントする際に使う基準マークFMが設けられている。また、基板ステージPST上の基板Pの周囲には、照度センサ等の各種センサも設けられている。なお、本実施形態では、基準マークFMはプレート部30に設けられているが、プレート部30とは別に基準マークFMを配置するための基準マーク部材を基板ステージPST上に設けてもよい。
バキューム部42と、ベース部35内部に形成され、複数の吸引口41のそれぞれとバキューム部42とを接続する流路43とを備えている。吸引口41はベース部35上面のうち支持部34以外の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。吸引装置40は、周壁部33と、ベース部35と、支持部34に支持された基板Pとの間に形成された第1空間38内部のガス(空気)を吸引してこの第1空間38を負圧にすることで、支持部34に基板Pを吸着保持する。なお、基板Pの裏面PCと周壁部33の上面33AとのギャップBは僅かであるので、第1空間38の負圧は維持される。
は流路62は撥液性となっているので、第2空間39に流入した液体1はこの第2空間39に留まることなく、流路62を円滑に流れてタンク61に回収される。
間39を陽圧化、具体的には大気圧より僅かに高く設定するようにしてもよい。これにより、液浸領域AR2の液体1がギャップAを介して空間39に流入する不都合を抑えることができる。なおこの場合、第2空間39を過剰に陽圧化すると、第2空間39内部のガス(空気)がギャップAを介して液浸領域AR2の液体1に流入し、液体1に気泡が混入する不都合が生じるため、第2空間39はほぼ大気圧(大気圧より僅かに高い程度)に設定されることが好ましい。
側面PBと、ギャップBを形成する領域、すなわち基板Pの裏面PCのうち周壁部33の上面33Aに対向する領域のみを撥液処理する構成であってもよい。更に、ギャップAが十分に小さく、また撥液処理するために塗布する材料の撥液性(接触角)が十分に大きければ、ギャップAを介して第2空間39に液体1が流入する可能性が更に低くなるため、ギャップBを形成する基板Pの裏面PCには撥液処理を施さず、基板Pの側面PBのみを撥液処理する構成であってもよい。
不図示のローダ装置により基板ホルダPHにロードされた後、吸引装置40が、第2周壁部46で囲まれた第1空間38のガス(空気)を吸引し、その第1空間38を負圧にすることによって、基板Pは基板ホルダPHの支持部34に吸着保持される。次いで、図7Cに示すように、液体供給装置70により第2空間39に液体1が供給され、これにより第2空間39に液体1が満たされる。ここで、液体供給装置70は、プレート部30の平坦面31及び基板ホルダPHに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(水位)になるまで液体1を第2空間39に供給する。
するようにしてもよい。これにより、第2空間39の液体1がギャップBを介してバッファ空間47、ひいては第1空間38に流入する不都合を防止することができる。なおこの場合、バッファ空間47を過剰に陽圧化すると、第2空間39内部の液体1がバッファ空間47内部のガス(空気)とともにギャップAを介して液浸領域AR2の液体1に流入し、液体1に気泡が混入する不都合が生じるため、バッファ空間47はほぼ大気圧(大気圧より僅かに高い程度)に設定されることが好ましい。また、ガス供給装置48'に吸引機
能を持たせ、ガス供給装置48'によって、周壁部33と第2周壁部46との間のバッフ
ァ空間47の圧力を、例えば大気圧よりも僅かに低く(低負圧)、且つ第1空間38の圧力よりも高く設定するなど、バッファ空間47の圧力を任意に調整可能にしてもよい。
入、流出、飛散が抑制される。また、液体が付着しても容易に除去することが可能となる。
も小さく、プレート部30の凹部30Dやフラット部材153のうちプレート部30の凹部30Dに対向する側面は撥液性であるので、ギャップDに対する液体1の浸入が防止されている。なお、図10と共通する部分については説明を省略する。
程度に、基板Pのノッチ部NT'をできるだけ小さくすることによっても、基板Pのノッ
チ部と基板ステージPST(プレート部30)との間への液体1の浸入を防止することができる。なお、図13に示すノッチ部は、鋭角部を有しない丸みを帯びた形状となっている。
レート部30を回転可能に設けておき、支持部34に支持される基板Pの切欠部の位置に応じて、プレート部30を回転させるようにしてもよい。例えば、図14Aに示すように、ノッチ部NTを−Y側を向けて支持部34に基板Pを保持させるときは、ノッチ部NTの位置に合わせて突起部150を−Y側に配置させるようにプレート部30を回転し、図14Bに示すように、ノッチ部NTを+X側に向けて支持部34に基板Pを保持させるときは、ノッチ部NTの位置に合わせて突起部150を+X側に配置させるようにプレート部30を回転する。この場合、図14A〜14Bには示されていないが、凹部37Nを有する周壁部33Nが形成された基板ホルダPHも、ノッチ部NTの位置に合わせて回転する。このように、ギャップ調整部である突起部150(及び凸部36N)を回転方向(θZ方向)に可動に設けるようにしてもよい。同様に、フラット部151を有するプレート部30及びフラット部37Fを有する周壁部33Fが形成された基板ホルダPHも、オリフラ部OFの位置に合わせて回転可能に設けることができる。こうすることによっても、基板Pの切欠部の位置に関係なく、プレート部30と基板P(切欠部)との間への液体1の浸入を防止することができる。
トッパーが設けられており、突起部152の上面と基板P表面とがほぼ面一になった状態で、突起部材152の回動が停止される。そして、図21Aに示すように、基板Pのノッチ部NTと突起部材152とが位置合わせされている状態においては、突起部材152がノッチ部NTの内側に配置される。一方、図21Bに示すように、基板Pのノッチ部NTと突起部材152とが位置合わせされていない状態においては、突起部材152は基板Pによって押さえ付けられて、基板Pの下側に配置される。この場合においても、突起部材152の上面や側面を撥液性にすることで、液体1の浸入を効果的に防止することができる。
ト部材についても適用可能である。そして、弾性部材(バネ部材)やアクチュエータを使って、フラット部材を所定の位置に配置し、支持部34に支持された基板Pのオリフラ部OFとプレート部30の平坦面31とのギャップを小さくすることで、液体1の浸入を防止することができる。
もよいし、大気圧よりも低く、且つ第1空間38の圧力よりも高い程度の圧力(低負圧)に設定されていてもよい。
空間47へ浸入するのを抑制することができる。さらに第2空間39に浸入した液体を回収することもできる。
高く設定しておくのが望ましい。これにより、ギャップAから液体1が僅かに浸入しても、その液体1が第1周壁部33の上面33Aと基板Pとの間のギャップBからバッファ空
間47へ浸入するのを抑制することができる。さらに第2空間39に浸入した液体を回収することもできる。
ている。
部NT(又はオリフラ部)に対応する位置に設けられている。第2周壁部46'は平面視
略円弧状の上面46A'を有しており、両端部を周壁部33に接続している。そして、周
壁部33と第2周壁部46'との間には、バッファ空間47'が形成されている。バッファ空間47'は、支持部34に支持された基板Pのノッチ部NTの近傍に形成されている。
なお本実施形態においても、周壁部33及び第2周壁部46'のそれぞれの高さは、支持
部34よりも低く設けられており、それらの上面は撥液性を有している。
第2バキューム部(第2真空系)42'に接続されている。第2バキューム部42'の吸引力(単位時間当たりの気体吸引量)は、バキューム部42の吸引力よりも弱くなるように設定されている。すなわち、基板ステージPSTに設けられた複数の吸引口のうち、基板Pのノッチ部NT近傍の吸引口41'を介した吸気力は、その周りの吸引口41を介した
吸気力よりも小さくなっている。
41を介した吸気力よりも小さくしたので、基板Pのノッチ部NTと平坦面31(プレート部30)との間のギャップが、ノッチ部NT以外の基板Pの側面PBと平坦面31との間のギャップよりも大きく、液体1が浸入しやすい構成であっても、ノッチ部NTと平坦面31との間に液体1が浸入する不都合を抑制できる。
第1空間38への液体の浸入を阻止することができる。なお、そのような場合に備えて、バッファ空間47'に浸入した液体を回収する構造にしてもよい。
別々にせずに、基板Pのノッチ部NT近傍の吸引力を小さくするようにしてもよい。例えば、基板Pのノッチ部NT近傍の吸引口41'の口径を、他の吸引口41よりも小さくす
るようにしてもよい。あるいは、複数の吸引口のうち、ノッチ部NT近傍の吸引口の配置の密度を、その周りの吸引口の配置の密度よりも小さくしてもよい。あるいは、基板Pのノッチ部NTの近傍には吸引口を設けない構成としてもよい。更には、例えば吸引口41'に接続する流路43'をバルブなどを使って閉じることで、基板Pのノッチ部NTの近傍に設けられた吸引口からは吸気を行わないようにしてもよい。
よい。
光学系PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
(TE偏光成分)よりも大きくなる可能性もあるが、例えばArFエキシマレーザを露光光とし、1/4程度の縮小倍率の投影光学系PLを使って、25nmより大きいライン・アンド・スペースパターンを基板P上に露光するような場合には、S偏光成分(TE偏光成分)の回折光がP偏光成分(TM偏光成分)の回折光よりも多くマスクMから射出されるので、投影光学系PLの開口数NAが0.9〜1.3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。
圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。
等のフッ素系流体であってもよい。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。
ットとのいずれか一方をステージPST、MSTに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージPST、MSTの移動面側に設ければよい。
レーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
2'…第2バキューム部(第2真空系)、46…第2周壁部(第2周壁)、46A…上面
、47…バッファ空間、52…Zステージ(基板ステージ)、57…接触面、58…裏面、60…回収部(回収手段)、61…タンク(回収手段)、150…突起部(ギャップ調整部)、151…フラット部(ギャップ調整部)、152…突起部材(ギャップ調整部)、153…フラット部材(ギャップ調整部)、EX…露光装置、NT…ノッチ部(切欠部)、OF…オリフラ部(切欠部)、P…基板、PA…基板表面、PB…基板側面、PC…基板裏面、PH…基板ホルダ、PL…投影光学系、PST…基板ステージ
Claims (13)
- 液体により形成される液浸領域を介して基板を露光する露光装置であって、
前記基板が載置されるステージと、
前記ステージに載置された前記基板上に液体を供給するための供給口および前記基板上の液体を回収するための回収口を含み、前記基板上の一部に前記液浸領域を形成する液体供給回収機構と、
前記ステージに載置された前記基板に前記液浸領域を介してパターン像を投影する投影光学系と、
を備え、
前記供給口は、前記ステージより上方において、前記投影光学系の光軸と交差する方向に関して前記投影光学系の投影領域から離れて配置され、
前記回収口は、前記ステージより上方において、前記光軸と交差する方向に関し、前記投影領域に対して前記供給口よりも離れた位置に配置され、
前記ステージは、前記基板を保持する基板ホルダと、前記基板ホルダが保持する前記基板の表面と面一になるように設けられた平坦面とを含み、前記光軸に対して移動可能に設けられ、
前記平坦面の少なくとも一部は撥液性を有する、露光装置。 - 請求項1に記載の露光装置であって、
前記ステージは、前記光軸に対して所定方向に走査移動し、
前記供給口は、前記光軸に対して前記所定方向の一方側に配置された第1供給口と、前記光軸に対して前記所定方向の他方側に配置された第2供給口とを含む、露光装置。 - 請求項1または2に記載の露光装置であって、
前記回収口は、前記光軸および前記供給口を取り囲むように設けられている、露光装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の露光装置であって、
前記基板ホルダは、
前記基板の裏面を支持する支持部と、
前記支持部の周囲に配置され、前記支持部に支持された前記基板の裏面に対向可能な上面を有する壁部と、を含む、露光装置。 - 請求項4に記載の露光装置であって、
前記壁部の上面は撥液性を有する、露光装置。 - 請求項4または5に記載の露光装置であって、
前記基板ホルダの少なくとも一部は撥液性を有する、露光装置。 - 請求項4〜6のいずれか一項に記載の露光装置であって、
前記基板ホルダは、前記壁部に囲まれた空間内のガスを吸引可能なように該空間に接続された吸引流路を含む、露光装置。 - 請求項7に記載の露光装置であって、
前記基板ホルダは、前記支持部に前記基板が支持された状態で前記壁部に囲まれた空間が前記吸引流路を介して負圧にされた状態で前記基板を保持する、露光装置。 - 請求項4〜8のいずれか一項に記載の露光装置であって、
前記壁部は、前記支持部を囲む第1壁部と、該第1壁部と前記支持部との間に設けられた第2壁部とを含む、露光装置。 - 請求項1〜9のいずれか一項に記載の露光装置であって、
前記基板ホルダは、前記ステージ上に形成された凹部内に配置され、前記平坦面は、前記凹部の周囲に設けられている、露光装置。 - 請求項10に記載の露光装置において、
前記凹部の内側面は撥液性を有する、露光装置。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記平坦面は前記液浸領域に接触可能に配置されている、露光装置。 - 基板上にデバイスを形成するデバイス製造方法であって、
請求項1〜12のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
前記露光装置により露光された前記基板を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
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