KR20070119547A - 액침노광장치 - Google Patents

액침노광장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20070119547A
KR20070119547A KR1020070058193A KR20070058193A KR20070119547A KR 20070119547 A KR20070119547 A KR 20070119547A KR 1020070058193 A KR1020070058193 A KR 1020070058193A KR 20070058193 A KR20070058193 A KR 20070058193A KR 20070119547 A KR20070119547 A KR 20070119547A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
wafer
substrate
recovery port
nozzle unit
Prior art date
Application number
KR1020070058193A
Other languages
English (en)
Inventor
케이타 사카이
노리야스 하세가와
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20070119547A publication Critical patent/KR20070119547A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B27/00—Photographic printing apparatus
    • G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
    • G03B27/42—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera for automatic sequential copying of the same original
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70341—Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

적어도 하나의 실시예는, 액체를 통해 투영 광학계 및 노즐 유닛을 포함한 기판을 노광하는 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 노즐 유닛은, 액체를 회수하는 액체회수구와, 최종 렌즈와 그 액체회수구 사이에 배치되어 액체를 공급하는 액체공급구를 갖는다. 액체에 대해 액체회수구보다 노즐 유닛 표면의 외측 제2 부분의 정적 접촉각은, 액체회수구보다 노즐 유닛 표면의 내측의 제1 부분보다 20°이상 크다. 그 액체에 대해 제2 부분의 전락각은 20°이하이다.
액침, 노광장치, 액체회수구, 노즐 유닛, 공급구, 렌즈.

Description

액침노광장치{IMMERSION EXPOSURE APPARATUS}
도 1은 노광장치의 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 노광장치의 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 노광장치의 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 4는 제 2 실시예에 따른 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 5는 제 2 실시예에 따른 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 6은 제 3 실시예에 따른 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 7은 웨이퍼 스테이지의 속도와 발액표면(발수표면)의 높이와의 관계를 나타낸 그래프,
도 8은 제 5 실시예에 따른 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 9는 제 6 실시예에 따른 노즐 유닛 주변 주변을 나타낸 개략 단면도,
도 10은 디바이스 제조방법을 설명하는 흐름도,
도 11은 도 10의 웨이퍼 프로세스의 상세한 흐름도이다.
본 발명은 액침노광장치에 관한 것이다.
레티클(마스크)에 묘화된 회로 패턴을 투영 광학계에 의해 웨이퍼에 노광하는 투영 노광 장치는, 종래부터 사용되었다. 최근에는, 고해상도와 함께 전사 정밀도 및 스루풋이 우수한 노광 장치가 점점 요구되고 있다. 특히, 고해상도를 실현하기 위한 일 수단으로서 (액체)액침노광이 주목받고 있다. 액침노광은, 투영 광학계와 웨이퍼 사이의 액체를 사용하여 투영 광학계의 개구수(NA)의 증가를 더욱 진흥시키는 것이다. 투영 광학계의 NA는, NA=n×sinθ(여기서 n: 액체의 굴절율)으로 표현된다. 따라서, 투영 광학계와 웨이퍼와의 사이를 공기보다도 높은 굴절율(n>1)의 액체로 채워서 그 NA를 n에 따라 크게 할 수 있다. 그리고, NA가 클수록 노광 장치의 해상도R(R=kl x(λ/NA)(여기서, k1: 프로세스 정수, λ: 광원의 파장)의 임계값을 감소시킨다.
액침노광에 있어서는, 투영 광학계의 최종 렌즈와 웨이퍼와의 사이에 액체를 국소적으로 충전하는 로컬 필 방식이 공지되어 있다(국제공개 제99/49504호 참조). 로컬 필 방식에 있어서는, 웨이퍼가 액체에 침지한 후 웨이퍼 위에 액체가 잔류하지 않는 것이 필요하다. 예를 들면, 액체가 물일 경우, 웨이퍼 상의 잔액은 워터 마크라고 불리는 결함의 원인이 된다. 워터 마크는, 아마 잔액 내에 분위기 내의 불순물이나 레지스트의 성분이 용해한 후, 그 물이 증발하는 메카니즘에 의해 생긴 다. 또한, 웨이퍼상의 잔액이 투영 광학계 아래의 액체와 충돌했을 경우, 액체에서 기포가 발생한다. 기포가 노광 빛을 난반사하기 때문에, 노광량이 감소하고, 스루풋의 저하를 초래한. 또한, 그 기포에 의한 난반사는, 노광 빛이 웨이퍼에 도달하는 것을 방해하고, 전사 정밀도를 악화시킨다. 예를 들면, 액체가 증발열이 큰 물일 경우에는, 그 물의 열은, 잔액의 증발에 따라 빼앗겨서, 웨이퍼의 온도는 국소적으로 저하한다. 이것에 의해, 온도분포에 따라 웨이퍼가 변형하기 때문에, 전사 정밀도가 악화된다.
상술한 문제를 해결하기 위해서, 액체 홀딩 부재에 소수성 및 친수성의 층을 부가하거나, 기판에 대한 상대각도로 변화가능한 액체 홀딩 부재를 이용하는 여러 가지 방식이 제안되어 있다(예를 들면, 일본특개 제2005-150734호 및 제2005-286286호).
일본특개 제2005-150734호의 노광 장치는, 투영 광학계에 고정된 씰부재에 의해 액체를 보유하고, 씰부재의 바닥부에 친수성 및 소수성의 층을 사용한 것이다. 액체가 침지하는 부분의 접촉각을 상대적으로 낮게 하고, 그 침지부분으로부터 외측의 접촉각을 상대적으로 높게 하여서, 액체의 누출을 억제하고 있다. 그러나, 이 구성은, 스테이지를 저속으로 동작시킬 때에 효과적이다. 그러나, 스테이지를 고속으로 장거리 이동하는 경우, 웨이퍼로 크게 질질 끌려서, 접촉각이 높은 층에도 액체가 접촉할 위험이 생긴다. 일단 관련 층과 접촉한 액체를 단시간으로 원래 의 위치에 되돌리기 위해서는, 그 관련층은 활수성이 높은 것이 필요하다. 구체적으로는, 전락각을 작아지게 해야한다. 정적 접촉각이 단지 높을 경우, 단시간 중에 액체를 원래 위치로 되돌릴 수 없다. 따라서, 액체는 조각조각 찢어지고 웨이퍼 잔류한다. 그 웨이퍼 위에 잔류하는 액체는 상술한 문제점을 일으킨다.
액체가 웨이퍼 위에 잔류하면, 상술 한 바와 같은 문제를 일으킨다. 일본특개 제2005-286286호에는, 액체를 공급 회수하는 노즐부재의 외측에, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)제 시트(sheet) 등의 시트형 부재를 설치한 노광 장치가 기재되어 있다. 웨이퍼 표면의 접촉각에 따라, 시트형 부재의 웨이퍼에 대한 상대각도를 조정함으로써, 침지 액체의 압력변동을 억제하고 있다. 그러나, 웨이퍼상에의 액체의 잔류를 억제하기 위해서는, 일본특개 제2005-150734호에 기재되어 있는 것처럼, 접촉각이 높은 표면을 웨이퍼 표면에 대하여 평행하게 설치하는 것이 바람직하다. 이것은, 접촉각이 높은 표면과 액체의 접촉 면적이 커지기 때문에, 액체가 확대되는 길이를 효과적으로 억제한다. 상기 시트형 부재가 웨이퍼 표면에 대하여 평행하지 않을 경우, 평행한 경우와 비교해서 액체는 웨이퍼 위에 잔류하기 쉬워진다. 액체가 웨이퍼 위에 잔류했을 경우, 상술한 바와 같은 문제를 일으킨다.
본 발명은 전사 정밀도 및 스루풋이 우수한 노광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예의 일 국면에 의하면, 액체를 통해, 기판을 노광하는 노광 장치는, 레티클의 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계와, 상기 투영 광학계의 최종 렌즈의 주변에 배치된 노즐 유닛을 구비한다. 상기 노즐 유닛의 상기 기판에 대향하도록 설치된 표면에는, 상기 액체를 회수하는 액체회수구와, 상기 최종 렌즈와 상기 액체회수구와의 사이에 배치되어 상기 액체를 공급하는 액체공급구가 설치된다. 상기 노즐 유닛의 표면 중, 상기 액체회수구보다 내측에 설치된 제1 부분의 상기 액체에 대한 정적 접촉각보다, 상기 액체회수구보다 외측에 설치된 제2 부분의 상기 액체에 대한 정적 접촉각은 20°이상 크다. 상기 제2 부분의 상기 액체에 대한 전락각은 20°이하이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예의 다른 국면에 의하면, 액체를 통해, 기판을 노광하는 노광 장치는, 레티클의 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계와, 상기 투영 광학계의 최종 렌즈의 주변에 배치된 노즐 유닛을 구비한다. 상기 노즐 유닛의 상기 기판에 대향하도록 설치된 표면에는, 상기 액체를 회수하는 액체회수구와, 상기 최종 렌즈와 상기 액체회수구와의 사이에 배치되어 상기 액체를 공급하는 액체공급구가 설치된다. 상기 노즐 유닛은, 상기 액체공급구와 상기 액체회수구를 포함한 본체부와, 상기 표면 중 상기 액체회수구보다 외측에 설치된 노즐 유닛의 표면의 일부를 포함한 가동부와, 상기 가동부를 구동 함에 의해 상기 본체부에 대하여 상기 가동부를 상대적으로 변위시키는 구동부를 더 구비한다. 상기 가동부의 상기 기판에 대향하도록 설치된 표면은, 상기 기판의 표면과 평행하게 유지된다.
본 발명의 또 다른 특징은, 첨부도면을 참조하여 이하 실시예에 의해 명백해 질 것이다.
[실시예]
이하에, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 이때, 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 부착하고, 중복하는 설명은 생략한다.
이하의 적어도 하나의 실시예의 설명은, 사실상 예시적일 뿐이고, 본 발명, 그 응용 또는 용도를 한정하지는 않는다.
관련 분야의 통상의 기술 중 하나에 의해 공지된 것과 같은 프로세스, 기술, 장치 및 재료를 상세히 설명하지 않아도 되지만 적절한 경우 설명의 일부가 가능하게 되도록 구성된다.
여기서 예시하고 설명한 모든 예에서, 예를 들면, 접촉각과 같은 임의의 특정 값은, 예시적일뿐이고 비제한된다고 해석되어야 한다. 그래서, 예시적 실시예의 다른 예들의 서로 다를 수 있다.
이때, 여기서 오차를 정정하는 것 또는 정정을 참조하는 경우, 오차의 감소 및/또는 오차의 정정을 고려한다.
(제 1 실시예)
도 1은, 제 1 실시예의 노광 장치(1)의 구성을 블록도다.
노광 장치(1)는, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40)와의 사이에 공급되는 액체LW 을 거쳐서, 레티클(20)에 형성된 회로 패턴을 스텝 앤드 스캔 방식으로 웨이퍼(40)에 노광하는 (액체)액침노광 장치다. 또한, 본 발명의 실시예는, 스텝 앤드 리피트 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
노광 장치(1)는, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 조명 장치(10)와, 레티클(20)을 재치하는 레티클 스테이지(25)와, 투영 광학계(30)와, 웨이퍼(40)를 재치하는 웨이퍼 스테이지(45)와, 측거 장치(50)와, 스테이지 제어부(60)와, 액체 공급부(70)와, 액침제어부(80)와, 액체회수부(90)와, 노즐 유닛(100)을 포함한다.
조명 장치(10)는, 전사 회로 패턴을 갖는 레티클(20)을 조명한다. 조명 장치(10)는, 광원부(12)와 조명 광학계(14)를 가진다.
광원부(12)는, 제 1 실시예에서는, 광원으로서, 파장 약 193nm의 ArF엑시머레이저를 사용한다. 다른 광원으로서, 파장 약248nm의 KrF엑시머레이저 또는 파장 약157nm의 F2레이저를, 관련기술에서 통상의 기술 중 하나에 의해 공지된 것과 같은 다른 레이저로서 사용할 수 있다.
조명 광학계(14)는, 광원 유닛(12)으로부터의 광에 의해 레티클(20)을 조명하는 광학계이며, 렌즈, 미러, 옵티컬 인터그레이터, 조리개를 포함한다.
레티클(20)은, (도면에 나타나 있지 않은) 레티클 반송계에 의해 노광 장치(1)의 외부에서 반송되어, 그에 의해 구동되도록 레티클 스테이지(25) 상에 지지된다. 레티클(20)은, 예를 들면 석영으로 이루어지고, 그 위에는 전사되어야 할 회로 패턴이 형성되어 있다. 레티클(20)로부터 발생한 광은, 투영 광학계(30)를 통과 한 후, 웨이퍼(40) 위에 투영된다. 레티클(20)과 웨이퍼(40)는, 광학적으로 공역의 관계에 배치된다.
레티클 스테이지(25)는, 레티클 스테이지(25)를 고정되게 지지하기 위한 정반(27)에 장착되고, (도면에 나타나 있지 않은) 레티클 척을 거쳐서 레티클(20)을 지지한다. 레티클 스테이지(25)는, (도면에 나타나 있지 않은) 이동 기구 및 스테이지 제어부(60)에 의해 이동하는 것을 제어한다. (미도시된) 그 이동 기구는, 선형 모터 등으로 구성되고, 주사 방향(제 1 실시예에서는 X축방향)으로 레티클 스테이지(25)를 구동함으로써 레티클(20)을 이동할 수 있다.
투영 광학계(30)는, 레티클(20) 상의 회로 패턴을 웨이퍼(40) 상에 결상하는 기능을 가진다. 투영 광학계(30)는, 복수의 렌즈만으로 이루어진 굴절광학계 또는, 복수의 렌즈와 오목 미러를 가지는 반사 굴절광학계로 구성될 수 있다.
웨이퍼(40)는, (도면에 나타나 있지 않은) 웨이퍼 반송계에 의해 노광 장치(1)의 외부에서 반송되어, 웨이퍼 스테이지(45)에 의해 지지된다. 본 제 1 실시예에서, 웨이퍼(40)는, 감광 기판으로서 사용된다. 그렇지만, 유리 기판 또는 액정기판은, 종래에 통상의 기술 중 하나에 의해 알려진 것과 같은 다른 유사한 기판으로서 대신에 사용될 수 있다. 그 웨이퍼(40) 위에는, 포토레지스트가 도포되어 있다.
액체 보유판(동면판)(44)은, 웨이퍼 스테이지(45)에 지지된 웨이퍼(40)의 표면과 웨이퍼(40)의 외측의 영역(웨이퍼 스테이지(45))의 면과 거의 동일한 높이로 하도록 액체LW를 보유하는 판이다. 액체보유판(44)은, 웨이퍼(40) 둘레에 배치되고 웨이퍼(40)의 표면과 거의 같은 높이로 하는 표면을 갖는다. 액체보유판(44)이 웨이퍼(40)의 표면과 거의 같은 높이의 표면을 가지므로, 웨이퍼(40)의 외주부근의 숏을 노광할 때에, 웨이퍼(40)의 외측의 영역에 있어서도 액체 LW를 일반적으로 보유하는(액막을 형성하는) 것이 가능하다.
예를 들면, 액체LW가 물일 경우, 액체 보유판(44)의 액체LW와 접촉하는 면은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 도포될 수 있다. 또한, 액체LW와 접촉하게 되는 액체 보유판(44)의 면은, PTFE에다가, 퍼플루오로알콕시에틸렌, 전자의 2개의 혼성중합체(PFA), 및/또는 그 유도체인 불소계 수지로 이루어진 개질층으로 도포될 수 있다. PFA 재료는, 일반적으로, 100°정도의 접촉각을 갖지만, 예를 들면 중합비의 조정 및/또는 유도체나 작용기의 도입에 의해, 접촉각을 개질할 수 있다(향상시킬 수 있다). 또한, 퍼플루오로알킬기(이를테면, 헵타데카플루오로데실 실란)를 함유한 실란과 같은 실란 커플링제로 액체LW와 접촉하는 액체 보유판(44)의 면에 표면처리를 할 수 있다.
또한, 불소계 수지로 도포된 액체보유판(44)의 표면에, 요철 또는 침형의 미세구조를 형성하여, 표면 거칠기를 조정할 수 있다. 액체보유판(44)의 표면에 미세구조(요철)을 설치함으로써, 젖기 쉬운 재료를 보다 쉽게 젖게 하고, 젖기 어려운 재료를 보다 젖기 어렵게 한다. 바꾸어 말하면, 액체보유판(44)의 표면에 미세구조(요철)을 설치함으로써, 액체보유판(44)의 접촉각을 겉보기에 크게 할 수 있다.
웨이퍼 스테이지(45)는, 웨이퍼 스테이지(45)를 고정되게 지지하기 위한 정반(47)에 장착되고, (도면에 나타나 있지 않은) 웨이퍼 척을 거쳐서 웨이퍼(40)를 지지한다. 웨이퍼 스테이지(45)는, 웨이퍼(40) 상하 방향(수직방향, 즉 Z축방향)의 위치, 회전 방향, 기울기를 조정하는 기능을 가진다. 웨이퍼 스테이지(45)는 스테이지 제어부(60)에의해 이동 및 제어된다. 웨이퍼 스테이지(45)는, 노광 스텝에서, 투영 광학계(30)의 초점면에 웨이퍼(40)의 표면이 항상 고정밀도로 일치하도록, 스테이지 제어부(60)에 의해 제어된다.
측거 장치(50)는, 레티클 스테이지(25)의 위치 및 웨이퍼 스테이지(45)의 2차원적인 위치를, 참조 미러(52 및 54), 및 레이저 간섭계(56 및 58)를 거쳐서 실시간으로 측량한다. 측거 장치(50)에 의한 측거 결과는, 스테이지 제어부(60)에 전달된다. 스테이지 제어부(60)는, 이러한 측거 결과 에 의거하여 위치 결정이나 동기제어를 위해, 레티클 스테이지(25) 및 웨이퍼 스테이지(45)를 일정한 속도비율로 구동한다.
스테이지 제어부(60)는, 레티클 스테이지(25) 및 웨이퍼 스테이지(45)의 구동을 제어한다.
액체공급부(70)는, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 상기 웨이퍼(40)에 가장 근접하게 배치되고 액체LW와 접촉하게 되는 투영 광학계(30)의 최종 렌즈(31)와 웨이퍼(40) 사이의 공간 또는 갭에 액체LW를 공급하는 기능을 갖는다. 본 제 1 실시예에서, 액체공급부(70)는, 미도시된, 정제 장치, 탈기 장치, 온도제어장치와, 액체공급 배관(72)을 가진다. 바꾸어 말하면, 액체공급부(70)는, 투영 광학계(30)의 최종 렌즈(31)의 주위에 액체공급 배관(72)의 액체공급구(101)를 거쳐서 액체LW를 공급하여서, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 공간에 액체LW의 액막을 형성한 다. 예를 들면, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 간격은, 액체LW의 액막을 안정하게 형성하고, 제거할 수 있도록, 1.Omm정도의 크기로 할 수 있다.
액체공급부(70)는, 예를 들면 액체LW를 저장하는 탱크, 액체LW를 피드하는 압송장치, 액체LW의 공급 유량을 제어하는 유량제어장치를 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 액체LW는, 노광 빛을 무시 가능하게 흡수하는 재료중에서 선택되고, 석영이나 형석 등의 굴절계 광학소자의 굴절률과 비교할만한 굴절률을 갖는다. 보다 구체적으로는, 여기서 사용된 액체LW는, 예를 들면, 순수, 기능 수, 불화액(예를 들면, 탄화불소), 또는 고포화 탄화수소이다. 액체LW는, 미리, 탈기 장치(미도시됨)를 사용해서 용존가스가 충분하게 제거된 것이 바람직하다. 이에 따라, 액체LW는, 기포의 발생을 억제하고, 또한 기포가 발생해도 바로 액체LW 내에 흡수할 수 있다. 예를 들면, 공기중에 대량으로 함유되는 질소 및 산소를 제거될 대상으로 하고, 액체LW에 용존 가능한 가스량의 80％을 제거하면, 충분하게 기포의 발생을 억제할 수 있다. 물론, 탈기 장치(미도시됨)를 노광 장치(1)에 구비하고, 항상 액체중의 용존가스를 제거하면서 액체공급부(70)에 액체LW를 공급할 수 있다.
정제 장치는, (도면에 나타나 있지 않은) 원료액체 공급원인으로부터 공급된 원료액에 포함되는 금속이온, 미립자 및 유기물 등의 불순물을 저감하고, 액체LW를 정제한다. 정제 장치에 의해 정제된 액체LW는, 액체공급부(70)에서 탈기 장치에 공급된다.
탈기 장치는, 액체LW에 탈기 처리를 실시하고, 액체LW의 용존산소 및 용존질 소를 저감한다. 탈기 장치는, 예를 들면 막 모듈과 진공펌프로 구성된다. 탈기장치의 일례에서, 가스 투과성의 막의 한쪽에 액체LW를 공급하고, 다른쪽에 진공으로 형성해서, 액체LW내의 용존가스를 그 막을 거쳐서 진공에 주입한다.
온도제어장치는, 액체LW를 소정의 온도가 되도록 제어하는 기능을 갖는다.
액체공급 배관(72)은, 탈기 장치 및 온도제어장치에 의해 탈기 처리 및 온도제어가 실행된 액체LW를, 후술하는 노즐 유닛(100)의 액체공급구(101)를 거쳐서 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 공간에 공급한다. 그래서, 액체공급 배관(72)은, 액체공급구(101)에 접속되어 있다. 액체공급 배관(72)은, 액체LW를 오염되지 않도록, 최소량의 용출 물질, 이를테면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)수지, 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지 등의 수지로 제조될 수 있다. 액체LW로서 순수이외의 액체를 사용할 경우에는, 액체LW에 내성을 가지고 최소량의 용출 물질을 생성하는 재료로 액체공급 배관(72)을 형성할 수 있다.
액침제어부(80)는, 웨이퍼 스테이지(45)의 현재 위치, 속도, 가속도, 목표위치 및 이동 방향 등의 여러 가지 항목의 정보를 스테이지 제어부(60)로부터 취득하고, 이러한 정보에 따라 액침노광을 제어한다. 액침제어부(80)는, 액체LW의 공급 및 회수간의 전환, 정지, 공급 및 회수하는 액체LW의 유량제어 등의 제어 지령을, 액체공급부(70)와 액체회수부(90)에 준다.
액체회수부(90)는, 액체공급부(70)에 의해 공급된 액체LW를 회수한다. 상기 제 1 실시예에서, 액체회수부(90)는, 액체회수 배관(92)을 갖는다. 액체회수부(90)는, 예를 들면, 회수한 액체LW를 일시적으로 저장하는 탱크와, 액체LW를 흡수하는 흡인부와, 액체LW의 회수 유량을 제어하기 위한 유량제어장치로 구성된다.
액체회수 배관(92)은, 공급된 액체LW를 상기 노즐 유닛(100)에 형성된 액체회수구(103)를 거쳐서 회수한다. 액체회수 배관(92)은, 액체LW를 오염되지 않도록, 용출 물질이 최소량인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지등의 수지로 이루어질 수 있다. 액체LW가 순수가 아닌 액체일 경우에는, 액체LW에 내성을 가지고, 용출 물질이 최소량인 재료로 액체회수 배관(92)을 구성한다.
노즐 유닛(100)의 웨이퍼(40)에 보다 가까운 측(기판측)에는 설치된 표면에 액체공급구(101)와 액체회수구(103)가 형성된다. 액체공급구(101)는, 액체LW를 공급하기 위한 공급구이며, 액체공급 배관(72)에 접속한다. 본 제1 실시예에서, 액체공급구(101)는 웨이퍼(40)에 대향하도록 설치된다. 액체공급구(101)는, 투영 광학계(30)의 근방에 동심원 모양으로 형성된다. 액체공급구(101)가 본 제 1 실시예에서 동심원 모양으로 형성되지만, 그것은 단속적으로 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 액체공급구(101)에는 스폰지 등의 다공질재료로 채워 넣어질 수 있거나, 슬릿형 개구로서 형성될 수 있다. 그 다공질재료가 사용되는 경우, 그것은, 특히 예를 들면, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질부재이다. 다공질부재(즉, 적어도 이 다공질부재의 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스, 니켈, 알루미늄, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC가 있다.
액체회수구(103)는, 공급한 액체LW를 회수하기 위한 통로이며, 액체회수 배관(92)에 접속된다. 액체회수구(103)도 마찬가지로 가스를 회수할 수 있다. 상기 제 1 실시예에서, 액체회수구(103)는, 웨이퍼(40)에 대향하도록 설치되고, 동심형 개구를 갖는다. 또한, 액체회수구(103)에는, 스폰지 등의 다공질재료로 채워 넣어질 수 있거나, 슬릿형 개구로서 형성될 수 있다. 그 다공질재료가 사용되는 경우, 그것은, 특히 예를 들면, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질부재이다. 다공질부재(즉, 적어도 이 다공질부재의 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스, 니켈, 알루미늄, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC가 있다. 액체회수구(103)는, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 액체공급구(101) 외측 위치에 형성된다. 본원에 있어서, "외측"이란 투영 광학계(30)의 최종 렌즈(31)에 대하여 먼 측을 가리키고, "내측"이란 투영 광학계(30)의 최종 렌즈(31)에 대하여 가까운 측을 가리킨다. 액체공급구(101) 외측 위치에 형성된 액체회수구(103)에 의해, 액체LW가 투영 광학계(30)의 주변영역에 누설되는 것을 막는다. 액체회수구(103)는, 제 1 실시예에서는 동심원으로 연속적으로 형성되어 있지만, 단속적으로 형성될 수 있다.
웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따라 액체LW가 이동할 때의 작용을 도 2 및 도 3에 나타낸다. 도 2 및 도 3은, 노광 장치(1)의 노즐 유닛(100) 주변의 각각의 개략적인 단면도다.
액체회수구(103)의 외측의 노즐 유닛(100)의 일부에는, 웨이퍼(40) 표면에 대하여 평행하게 배치한 발액표면(발수표면)(120)을 형성한다. 발액표면(제2부분)(120)의 액체LW에 대한 정적 접촉각은, 액체회수구(103)보다 내측의 노즐 밑면(제1부분)(121)의 정적 접촉각보다도 20°이상 크다. 또한, 발액표면(120)의 액체LW에 대한 전락각은 20°이하다. 또한, 정적 접촉각은, 액체 5uL를 기판에 적하했을 때의 기판과 액적간의 접촉각으로서 정의된다. 한편, 전락각은, 액체 50uL를 적하하고, 기판을 1°/초의 속도로 점점 경사시켜, 액적이 기판상을 미끄러지기 시작했을 때의 기판의 경사각도로서 정의된다. 이때, 정적 접촉각과 전락각은 독립 지표이며, 정적 접촉각의 대소와 전락각의 대소는 관련되지 않는다. 예를 들면, 자동차 등의 도장면에 도포된 왁스는 높은 발수성을 가지고 있고, 그 정적 접촉각은 100°를 넘는다. 그러나, 그 왁스의 동적 발수성인 활수성은 나쁘고, 그 왁스의 전락각은 30°정도로 비교적 크다. 그래서, 그 왁스의 정적 접촉각은 크지만, 전락각도 크다. 이러한 특성을 갖는 표면이 발액표면(120)으로서 형성되는 경우, 후술하는 이점을 얻을 수 없다. 그 때문에, 발액표면(120)의 특성은, 전술한 바와 같이 전락각에 의해 규정되어야 한다.
발액표면(120)은, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 도포될 수 있다. 노즐 유닛(100)은, 예를 들면, 스테인레스, 니켈, 알루미나, Si02, 또는 SiC로 제작된다. 그 때문에 발액표면(120)에 PTFE코트를 행함으로써, 발액표면(120)의 액체LW에 대한 정적 접촉각은, 노즐 밑면(121)의 정적 접촉각보다도 20°이상 높게 하는 것이 가능하다. 이와는 달리, 발액표면(120)은, PTFE와 아울러, 폴리퍼플루오로알콕시에 틸렌, 그 2개의 공중합체(PFA) 및/또는 그 유도체인 불소계 수지의 개질층으로 도포될 수 있다.
PFA재료는, 일반적으로, 100°정도의 정적 접촉각과 10°정도의 전락각을 갖는다. 그렇지만, 중합비의 조정 및/또는 유도체나 작용기의 도입 등에 의해, PFA재료의 정적 접촉각과 전락각을 개질할 수 있다(향상시킬 수 있다). 또한, 퍼플루오로알킬기 함유 실란(헵타데카플루오로데실 실란 등) 실란 커플링제를 사용한 표면처리를 발액표면(120)에 적용할 수 있다. 또한, 코팅을 실행하는 발액표면(120)의 면 거칠기는 충분하게 작아야 한다. 면 거칠기의 큰 면 위에 코팅을 실행했을 경우, 면 거칠기가 작은 경우와 비교해서 정적 접촉각은 향상하지만, 전락각이 동시에 커질 경우가 많기 때문이다. 이 경향은, 표면에 미세한 요철형상을 가지는 발액표면(120)에 관해서도 마찬가지로 일어난다. 표면에 미세한 요철형상을 가지는 발액표면(120)은, 정적 접촉각은 높지만, 전락각이 큰 경우가 많다.
도 2는 웨이퍼 스테이지(45)를 X방향으로 고속이동하고, 액체LW가 X방향으로 확대되기 시작한 직후의 노즐 유닛(100)과 그 주변의 상태를 나타낸다. 상기 확대된 액체LW가 발액표면(120)에 접촉하면, 발액표면(120)이 없는 경우와 비교해서 확대된 액체LW의 길이(즉, 액체LW의 확대 길이)를 저감하는 것이 가능하다. 또한, 도 3은, 확대된 액체LW가 원래의 위치로 되돌아오는 도중의 모양을 나타낸다. 발액표면(120)이 전락각의 낮은 표면으로 되어 있기 때문에, 확대된 액체LW는 스무스하게 액체회수구(103)의 위치로 돌아갈 수 있다. 또한, 발액표면(120)의 정적 접촉각이 노즐 밑면(121)의 정적 접촉각과 동등할 경우, 액체LW는 발액표면(120)을 따라 넘 쳐서, 액체LW의 일부가 웨이퍼(40) 위에 잔류해버린다. 또한, 발액표면(120)의 전락각이 40°이상일 경우에는, 확대된 액체LW는 스무스하게 액체회수구(103)의 위치로 되돌아올 수 없어, 웨이퍼(40) 위에 잔류해버린다.
(제 2 실시예)
이하, 도 4를 참조하고, 노즐 유닛(100)의 다른 예를 설명한다. 도 4는, 제 2 실시예에 따른 노즐 유닛(100) 및 그 주변의 개략적인 단면도다. 노즐 유닛(100)은, 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 웨이퍼에 대향하도록 설치된 표면에 액체공급구(101)와 액체회수구(103)가 형성된 본체부와, 웨이퍼에 대향하도록 설치된 표면에 발액표면(120)이 형성된 가동부재(가동부)(122)로 구성된다. 발액표면(120)의 액체LW에 대한 정적 접촉각은, 액체회수구(103)보다 내측의 노즐 밑면(121)의 정적 접촉각보다도 20°이상 크다. 아울러, 발액표면(120)의 액체LW에 대한 전락각은, 20°이하다. 본 제 2 실시에에 따른 노즐 유닛(100)은, 도 2와 도 3에 나타내는 노즐 유닛(100)과 서로 다른데, 이는, 발액표면(120)이 노즐 유닛(100)의 본체부와 분리한 가동부재(122) 위에 형성되어 있다는 점에서 다르다. 그리고, 가동부재(122)는, 상하 구동기구(구동부)(123)에 의해, 본체부에 대하여 상대적으로 변위가능하게 되어 있다.
도 4는, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따라 확대된 액체LW의 확대 길이를 억제하기 위해서, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이(레벨)를 높게 설정하고 있는 상태를 나타낸다. 한편, 도 5는 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 낮게 설정하고 있는 상태를 나타낸다.
발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는, 웨이퍼(40)표면의 액체LW에 대한 정적 접촉각에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도와 이동 거리도 고려해서 높이도 결정될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각이 120°, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도가 600mm/초, 이동 거리가 100mm의 경우, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는 3mm-4.5mm로 할 수 있다. 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 5mm보다도 높게 했을 경우, 확대된 액체LW는 발액표면(120)에 접촉할 수 없다. 결과적으로, 액체LW의 확대 길이는 커져서, 그 확대된 액체LW의 일부가 찢어지고 웨이퍼(40)의 표면에 잔류하게 된다. 또한, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 2mm보다 낮게 했을 경우, 발액표면(120)과 웨이퍼(40)의 사이에 수용가능한 액체LW의 체적이 작아지고, 그 확대된 액체LW의 동일한 체적에서도 액체LW의 확대 길이는 커져버린다. 결과적으로, 확대된 액체LW의 일부는 찢어지고 웨이퍼(40)의 표면에 잔류하게 된다.
또 다른 에로서, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각이 80°, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도가 600mm/초, 이동 거리가 100mm의 경우, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는 1.5mm-2.5mm로 설정될 수 있다. 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각이 비교적 낮을 경우에는, 확대된 액체LW의 두께가 얇아진다. 따라서, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 낮게 해야만 한다. 또한, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도가 높은 만큼, 혹은 이동 거리가 긴만큼, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 높게 할 수 있다.
본 제 2 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각에 따라 발액 표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 적당하게 조정 함에 의해, 액체LW의 확대 길이를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 발액표면(120)이 전락각 20°이하의 특성을 가지고 있기 때문에, 확대된 액체LW는 스무스하게 액체회수구(103) 아래의 위치까지 되돌아갈 수 있다.
(제 3 실시예)
이하, 도 6을 참조하여, 노즐 유닛(100)의 또 다른 예시를 설명한다. 도 6은, 제 3 실시예에 따른 노즐 유닛(100)과 그 주변의 개략적인 단면도다.
이러한 제 3 실시예는, 상기 제 2 실시예와의 차이는 노즐 유닛(100)의 본체부와 분리한 가동부재(122)에 제2 회수구(105)가 설치되는 점이다. 가동부재(122)의 웨이퍼(40)에 대향하게 설치된 표면은, 제2 회수구(105) 이외의 발액표면(120)으로서 형성된다. 발액표면(120)의 액체LW에 대한 정적 접촉각은, 액체회수구(제1의 액체회수구)(103)보다 내측의 노즐 밑면(121)의 정적 접촉각보다도 20°이상 크다. 아울러, 발액표면(120)의 액체LW에 대한 전락각은, 20°이하다.
도 6은 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따라 확대된 액체LW의 확대 길이를 저감하기 위해서, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)과 액체LW를 접촉시키도록 낮춘 상태를 나타낸다. 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는, 웨이퍼(40) 표면의 액체LW에 대한 정적 접촉각에 따라 결정될 수 있다. 또한, 예를 들면, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도와 이동 거리도 고려해서 그 높이가 결정될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각이 120°, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도가 600mm/초, 이동 거리가 100mm일 경우, 제2의 회수 구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는 3mm-4.5mm로 설정될 수 있다. 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 5mm보다도 높게 했을 경우, 확대된 액체LW는 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)에 접촉할 수 없다. 결과적으로, 액체LW의 확대 길이가 커져서, 그 확대된 액체LW의 일부가 찢어져서, 웨이퍼(40)의 표면에 잔류하게 된다. 또한, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 2mm보다 낮게 했을 경우, 단위 길이당 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)과 웨이퍼(40)와의 사이에 수용될 수 있는 액체LW의 체적이 작아지고, 상기 확대된 액체LW의 동일한 체적에서도 액체LW의 확대 길이가 커져버린다. 결과적으로, 확대된 액체LW의 일부는 찢어져서, 웨이퍼(40)의 표면에 잔류하게 된다.
또 다른 예로서, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각이 80°, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도가 600mm/초, 이동 거리가 100mm일 경우, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는 1.5mm-2.5mm로 설정될 수 있다. 웨이퍼(40) 표면의 접촉각이 비교적 작은 경우에는, 확대된 액체LW의 두께가 보다 작아진다. 따라서, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 낮게 해야한다. 또한, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도가 높을만큼, 혹은 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 거리가 긴 만큼, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 보다 높은 값으로 설정할 수 있다.
본 제 3 실시예와 같이, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각에 따라 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 적당하게 조정함으로써, 액 체LW의 확대 길이를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 발액표면(120)이 전락각 20°이하의 특성을 가지고 있기 때문에, 확대된 액체LW의 일부는 스무스하게 제2의 회수구(105)에 의해 회수될 수 있고, 다른 일부는 액체회수구(103)의 아래 위치로 되돌아갈 수 있다.
또한, 본 제 3 실시예에서는, 가동부재(122)에 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)을 설치했지만, 제2의 회수구(105)만을 형성하는 것도 가능하다. 또한, 제2의 회수구(105) 보다 외측에 기체를 토출하는 기체 분출구를 추가로 형성할 수 있다.
(제 4 실시예)
이하, 도 7을 참조하여, 노즐 유닛(100)의 또 다른 예를 설명한다. 도 7은, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도와 도 6에 기재한 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를, 시간에 대하여 나타낸 도면이다.
상기 제 3 실시예에서, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는, 액체LW에 대한 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각에 의해 결정되고, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도와 그 이동 거리를 고려하여 그 높이가 미세조정된다. 한편, 본 제 4 실시예에서는, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를, 웨이퍼 스테이지(45)와 동기해서 동적으로 제어한다. 도 7에 도시된 것처럼, 웨이퍼 스테이지(45)는, 시간A로부터 B까지의 기간에 일정한 가속도로 가속되고, 시간B로부터 C까지의 기간에 일정한 속도로 이동한다. 그 후, 웨이퍼 스테이지(45)는, 시간C로부터 D까지의 기간에 감속되고, 시간D에서는 정지된 다. 웨이퍼 스테이지(45)의 이동과 동기하여, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는, 시간A로부터 B까지의 기간에 낮아지고 시간B로부터 C까지의 기간에 상대적으로 낮은 레벨로 유지된다. 그 후, 시간C로부터 D의 감속시에 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이는 점차로 상승되어, 시간D에서는 원래의 높은 레벨로 되돌아간다. 이상과 같이 노즐 유닛(100)의 가동부분의 높이를 제어한 결과, 시간A에서 정지하고 있었던 액체LW는, 시간A로부터 B가지의 기간 동안에 확대하게 되어, 상대적으로 낮은 레벨로 내려가는, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)에 접촉한다. 액체LW가 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)에 일단 접촉하면, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 위치를 웨이퍼(40)로부터 멀리 이동하도록 올라게 하는 경우도, 그 기간이 단시간이면, 특정 기간 동안 찢어지기 어렵다. 또한, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 높게 함으로써, 제2의 회수구(105)를 포함한 발액표면(120)과 웨이퍼(40) 사이에 정의된 공간의 체적은, 증가될 수 있다. 따라서, 확대된 액체LW의 많은 양을 단위 길이당 공간에 보유하고, 그 액체LW의 확대 길이를 줄이는 것이 가능하다. 또한, 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이와 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도의 관계는 도 7에 도시된 것에 한정되지 않는다. 액체LW가 웨이퍼(40) 위에 잔류하지 않도록 적당하게 관계를 조정할 수 있다. 물론, 웨이퍼(40)를 노광 빛으로 주사하고 있는 기간동안에 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 조정할 수도 있다.
본 제 4 실시예와 같이, 웨이퍼 스테이지(45)와 동기해서 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 제어함으로써, 액체LW의 확대 길이를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 발액표면(120)은, 전락각20°이하의 특성을 가지고 있기 때문에, 확대된 액체LW의 일부는 스무스하게 제2의 회수구(105)에 의해 회수되고, 다른 일부는 액체회수구(103)의 아래 위치에 되돌아갈 수 있다.
상기 제 4 실시예에서는, 가동부재(122)에 제2의 회수구(105) 및 발액표면(120) 모두를 형성했지만, 제2의 회수구(105)에만 형성할 수 있다. 또한, 제2의 회수구(105) 보다 외측에 기체를 토출하는 기체분출구를 추가로 형성할 수 있다.
(제 5 실시예)
이하, 도 8을 참조하여, 노즐 유닛(100)의 또 다른 예를 설명한다. 도 8은, 제 5 실시예에 따른 노즐 유닛(100)과 그 주변의 개략적인 단면도다.
본 제 5 실시예와 상기의 실시예와의 차이는, 노즐 유닛(100)이 제2의 회수구(105)를 구비하고, 제2의 회수구(105) 보다 외측에 발액표면(120)을 웨이퍼(40)의 표면에 평행하게 형성한 점이다. 발액표면(120)의 액체LW에 대한 정적 접촉각은, 제2의 회수구(105)보다 내측의 노즐 밑면(121)의 정적 접촉각보다도 20°이상 크다. 또한, 발액표면(120)의 액체LW에 대한 전락각은 20°이하다.
도 8은 웨이퍼 스테이지(45)를 X방향으로 고속이동하고, 액체LW가 X방향으로 확대하기 시작한 직후의 노즐 유닛(100)과 그 주변의 상태를 나타낸다. 그 확대된 액체LW를 발액표면(120)에 접촉시키기 때문에, 액체LW의 확대 길이를 감소시키는 것이 가능하다. 또한, 발액표면(120)이 전락각 20°이하의 특성을 가지고 있기 때문에, 확대된 액체LW는 스무스하게 제2의 회수구(105)의 위치까지 되돌아오는 것이 가능하다. 또한, 발액표면(120)의 정적 접촉각이 노즐 밑면(121)의 정적 접촉각과 동일한 경우, 액체LW는 발액표면(120)을 따라 넘치고, 액체LW의 일부는 웨이퍼(40) 위에 잔류해버린다. 또한, 발액표면(120)의 전락각이 40°이상인 경우에는, 확대된 액체LW는 스무스하게 제 2 액체회수구(105)로 되돌아올 수 없고, 웨이퍼(40) 위에 잔류해버린다.
또한, 본 제 5 실시예의 발액표면(120)은 가동식은 아니지만, 도 4와 같이, 가동부재(122)에 발액표면(120)을 설치하고 상하 구동기구(123)에 가동부재(122)가 접속되는 구조로 변경될 수 있다.
(제 6 실시예)
이하, 도 9를 참조하여, 노즐 유닛(100)의 또 다른 예를 설명한다. 도 9는, 제 6 실시예에 따른 노즐 유닛(100)과 그 주변의 개략적인 단면도다. 본 제 6 실시예와 상기의 실시예와의 차이는, 발액표면(120)에 액체LW가 접촉한 것을 검지하는 검지부(124)를 구비한 점이다.
노광 장치(1)에서 웨이퍼(40)를 처리할 때, 노즐 유닛(100)과 웨이퍼(40)의 사이에 보유된 액체LW의 작용을 관찰하는 것은 곤란하다. 한편, 제1 실시예 내지 제 4 실시예 각각의 노즐 유닛(100)은, 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도, 및 그 이동 거리에 따라, 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 조정해야 한다. 그 높이의 조정은, 미리 접촉각계로 웨이퍼(40) 표면의 정적 접촉각을 측정해 두고, 그 측정된 접촉각을 노광 장치(1)에 입력 함으로써 행할 수 있다. 그러나, 확대된 액체LW의 두께가 액체LW의 종류, 웨이퍼 스테이지의 가속도 및 이동 시퀸스에 복잡한 관계로 의존하기 때문에, 발액표면(120)에 액체LW가 접촉한 것을 검지하는 검지부(124)를 설치하는 것이 유용하다. 검지부(124)의 일 예에서는, 발액표면(120)에 액체흡인구를 형성하고, 그 액체 흡인구를 통해 흡인된 액체LW의 양으로부터 액체LW의 접촉을 검지한다. 또한, 액체LW의 접촉을 전기적으로, 혹은 압력변화에 의거하여 검지하는 방법도 사용될 수 있다.
본 제 6 실시예와 같이, 발액표면(120)에 액체LW의 접촉을 검지하는 검지부(124)를 구비하는 것에 의해, 고정밀도로 발액표면(120)의 웨이퍼(40)에 대한 높이를 조정할 수 있다. 결과적으로, 액체LW의 확대 길이를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 발액표면(120)이 전락각 20°이하의 특성을 가지고 있기 때문에, 확대된 액체LW를 스무스하게 회수하여, 웨이퍼(40) 위에 액체LW가 잔류하지 않도록 할 수 있다.
(제 7 실시예)
도 10 및 도 11을 참조하여, 상기의 노광 장치를 이용한 디바이스의 제조 방법의 예를 설명한다. 도 10은, 디바이스(반도체 디바이스 또는 액정장치 등)의 제조를 설명하기 위한 흐름도다. 이하 반도체 디바이스의 제조를 예시로 설명한다. 스텝1(회로 설계)에서는, 디바이스의 회로 설계를 행한다. 스텝2(레티클 제작)에서는, 설계한 회로 패턴을 형성한 레티클을 제작한다. 스텝3(웨이퍼 제조)에서는, 실리콘 또는 다른 적절한 재료를 사용해서 웨이퍼를 제조한다. 스텝4(웨이퍼 프로세스)는, 전공정이라고 불리고, 레티클과 웨이퍼를 사용해서 석판인쇄 기술에 의해 웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성한다. 스텝5(조립)는, 후공정이라고 불리고, 스텝4 에 의해 제조된 웨이퍼를 사용해서 반도체 칩화하는 공정이다. 이 후공정은, 조립공정(다이싱 및 본딩), 패키징 공정(칩 봉입) 등을 포함한다. 스텝6(검사)에서는, 스텝5에서 제조된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트를 포함한 검사를 행한다. 이러한 스텝들을 경과해서 반도체 디바이스가 완성되고, 이것이 출하(스텝7) 된다.
도 11은, 스텝4에서의 상기 웨이퍼 프로세스의 상세한 흐름도다. 스텝11(산화)에서는, 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝12(CVD)에서는, 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝13(전극형성)에서는, 웨이퍼 위에 전극을 예를 들면 증착에 의해 형성한다. 스텝14(이온주입)에서는, 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝15(레지스트 처리)에서는, 웨이퍼에 포토레지스트를 도포한다. 스텝16(노광)에서는, 상기의 노광 장치를 사용하여, 레티클의 회로 패턴을 웨이퍼에 전사하기 위한 레티클에 노광한다. 스텝17(현상)에서는, 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝18(에칭)에서는, 현상한 레지스트 상 이외의 영역에서 웨이퍼를 에칭한다. 스텝19(레지스트 박리)에서는, 에칭 후 불필요해진 레지스트를 제거한다. 이것들의 스텝을 반복함으로써, 웨이퍼 위에 여러 가지 방식으로 회로 패턴이 형성된다. 이러한 디바이스 제조 방법에 의하면, 이전보다 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것을 알 수 있다. 여러 가지 변경, 동등한 구조 및 기능을 모두 포함하도록 다음의 청구범위는, 아주 폭넓은 해석이 허용될 것이다.
이상과 같은 본 발명의 노광장치에 의하면, 전사 정밀도 및 스루풋이 우수하다.

Claims (9)

  1. 액체를 통해, 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    레티클의 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계와,
    상기 투영 광학계의 최종 렌즈의 주변에 배치된 노즐 유닛을 구비하고,
    상기 노즐 유닛의 상기 기판에 대향하도록 설치된 표면에는, 상기 액체를 회수하는 액체회수구와, 상기 최종 렌즈와 상기 액체회수구와의 사이에 배치되어 상기 액체를 공급하는 액체공급구가 설치되고,
    상기 노즐 유닛의 표면 중, 상기 액체회수구보다 내측에 설치된 제1 부분의 상기 액체에 대한 정적 접촉각보다, 상기 액체회수구보다 외측에 설치된 제2 부분의 상기 액체에 대한 정적 접촉각은 20°이상 크고,
    상기 제2 부분의 상기 액체에 대한 전락각은 20°이하인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 유닛은,
    상기 액체공급구, 상기 제1 부분 및 상기 액체회수구를 포함한 본체부와,
    상기 제2 부분을 포함한 가동부와,
    상기 가동부를 구동함에 의해 상기 제1 부분에 대하여 상기 제2 부분을 상대 적으로 변위시키는 구동부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 액체를 통해, 기판을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    레티클의 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계와,
    상기 투영 광학계의 최종 렌즈의 주변에 배치된 노즐 유닛을 구비하고,
    상기 노즐 유닛의 상기 기판에 대향하도록 설치된 표면에는, 상기 액체를 회수하는 액체회수구와, 상기 최종 렌즈와 상기 액체회수구와의 사이에 배치되어 상기 액체를 공급하는 액체공급구가 설치되고,
    상기 노즐 유닛은, 상기 액체공급구와 상기 액체회수구를 포함한 본체부와, 상기 표면 중 상기 액체회수구보다 외측에 설치된 노즐 유닛의 표면의 일부를 포함한 가동부와, 상기 가동부를 구동 함에 의해 상기 본체부에 대하여 상기 가동부를 상대적으로 변위시키는 구동부를 더 구비하고,
    상기 가동부의 상기 기판에 대향하도록 설치된 표면은, 상기 기판의 표면과 평행하게 유지되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기판의 표면의 상기 정적 접촉각에 따라 상기 가동부를 구동시켜서, 상기 가동부의 상기 기판에 대한 높이를 조정하는 제어부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판을 주사하고 있는 기간 동안에, 상기 가동부를 구동시켜서, 상기 가동부의 상기 기판에 대한 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판을 보유하는 스테이지와 동기해서 상기 가동부를 구동하여서, 상기 가동부의 상기 기판에 대한 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 유닛은, 상기 기판에 대향하도록 설치된 노즐 유닛 표면에, 제1의 액체회수구로서의 상기 액체회수구와, 제 2 액체회수구가 설치되고,
    상기 제2의 액체회수구는, 상기 제1의 액체회수구보다 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2의 액체회수구의 외측으로 넘치는 액체를 검지하는 검지부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 노광장치에 의해 기판을 노광하는 스텝과,
    상기 노광된 기판을 현상하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
KR1020070058193A 2006-06-15 2007-06-14 액침노광장치 KR20070119547A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00166197 2006-06-15
JP2006166197A JP2007335662A (ja) 2006-06-15 2006-06-15 露光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070119547A true KR20070119547A (ko) 2007-12-20

Family

ID=38861202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070058193A KR20070119547A (ko) 2006-06-15 2007-06-14 액침노광장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7705966B2 (ko)
JP (1) JP2007335662A (ko)
KR (1) KR20070119547A (ko)
TW (1) TW200801844A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150038075A (ko) * 2012-07-20 2015-04-08 가부시키가이샤 니콘 액침 부재 및 노광 장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7528929B2 (en) 2003-11-14 2009-05-05 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US8488099B2 (en) * 2004-04-19 2013-07-16 Nikon Corporation Exposure apparatus and device manufacturing method
US20090122282A1 (en) * 2007-05-21 2009-05-14 Nikon Corporation Exposure apparatus, liquid immersion system, exposing method, and device fabricating method
US8289497B2 (en) * 2008-03-18 2012-10-16 Nikon Corporation Apparatus and methods for recovering fluid in immersion lithography
NL1036631A1 (nl) * 2008-03-24 2009-09-25 Asml Netherlands Bv Immersion Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method.
US8233139B2 (en) * 2008-03-27 2012-07-31 Nikon Corporation Immersion system, exposure apparatus, exposing method, and device fabricating method
JP2010251745A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Asml Netherlands Bv 液浸リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP5016705B2 (ja) * 2009-06-09 2012-09-05 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 流体ハンドリング構造
US9323160B2 (en) * 2012-04-10 2016-04-26 Nikon Corporation Liquid immersion member, exposure apparatus, exposure method, device fabricating method, program, and recording medium
CN105793960B (zh) * 2014-06-12 2018-09-11 富士电机株式会社 杂质添加装置、杂质添加方法以及半导体元件的制造方法
JP6468041B2 (ja) * 2015-04-13 2019-02-13 富士電機株式会社 不純物導入装置、不純物導入方法及び半導体素子の製造方法
US11966165B2 (en) * 2021-01-22 2024-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Immersion exposure tool

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2747999A (en) 1998-03-26 1999-10-18 Nikon Corporation Projection exposure method and system
US7528929B2 (en) * 2003-11-14 2009-05-05 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP4622340B2 (ja) 2004-03-04 2011-02-02 株式会社ニコン 露光装置、デバイス製造方法
JP4517354B2 (ja) 2004-11-08 2010-08-04 株式会社ニコン 露光装置及びデバイス製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150038075A (ko) * 2012-07-20 2015-04-08 가부시키가이샤 니콘 액침 부재 및 노광 장치
US10739683B2 (en) 2012-07-20 2020-08-11 Nikon Corporation Liquid immersion member, exposure apparatus, exposing method, method for manufacturing device, program, and recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
US7705966B2 (en) 2010-04-27
JP2007335662A (ja) 2007-12-27
TW200801844A (en) 2008-01-01
US20070291241A1 (en) 2007-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070119547A (ko) 액침노광장치
KR100887998B1 (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
KR101378688B1 (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
KR101101737B1 (ko) 노광장치 및 노광방법, 디바이스 제조방법
JP4262252B2 (ja) 露光装置
US7372542B2 (en) Immersion exposure technique
JP4918858B2 (ja) 露光方法、露光装置、デバイス製造方法、及び膜の評価方法
JP4802604B2 (ja) 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
JP4708876B2 (ja) 液浸露光装置
WO2004095135A2 (en) Optical arrangement of autofocus elements for use with immersion lithography
JP2006270057A (ja) 露光装置
KR20080076853A (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
EP2392971B1 (en) Surface treatment method, surface treatment apparatus, exposure method and exposure apparatus
US20080198346A1 (en) Exposure apparatus and method for manufacturing device
JP2008140957A (ja) 液浸露光装置
JP5375843B2 (ja) 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
WO2008075742A1 (ja) メンテナンス方法、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP4858062B2 (ja) 露光方法、露光装置、デバイス製造方法、及び膜の評価方法
JP2008140959A (ja) 液浸露光装置
JP2008205310A (ja) 露光装置
JP2011124415A (ja) 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
JP2011258819A (ja) プレート部材、プレート部材の使用方法、デバイス製造方法、及びプレート部材の製造方法
JP2009021365A (ja) 露光装置、デバイス製造方法、メンテナンス方法、及び膜形成装置
JP2012104584A (ja) メンテナンス方法、露光方法、デバイス製造方法、プログラム、及び記録媒体

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment