KR20090004734A - Exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 원판으로부터의 빛을 기판에 투영하는 투영 광학계를 갖고, 상기 투영 광학계와 기판과의 사이의 간극을 액체로 채운 상태에서 해당 기판을 노광하는 액침식의 노광장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid immersion exposure apparatus which has a projection optical system for projecting light from an original plate onto a substrate, and exposes the substrate in a state where a gap between the projection optical system and the substrate is filled with a liquid.
레티클 및 마스크 등의 원판에 묘화된 회로 패턴을 투영 광학계를 통해서 웨이퍼 및 글래스 플레이트 등의 기판에 노광에 의해 투영하는 투영 노광장치는 종래부터 사용되고 있다. 근래에는, 고해상도의 고품위의 노광장치가 더욱더 요구되고 있다.Projection exposure apparatuses which project circuit patterns drawn on original plates such as reticles and masks by exposure to substrates such as wafers and glass plates through projection optical systems have been conventionally used. In recent years, high-definition exposure apparatuses are increasingly required.
종래는, 노광장치의 미세화 및 성능 향상은, 그 노광장치에 사용하는 노광 광의 파장의 단파장화에 의해 달성되어 왔다. 그 결과, 노광장치에 사용하는 광원은, g선 광원에서 i선 광원으로, i선 광원에서 엑시머 레이저로 변경되어 왔다. 또, 보다 고해상도를 달성하기 위해서 투영 광학계의 NA(numerical aperture)도 증가해 왔다.Conventionally, the miniaturization and performance improvement of an exposure apparatus have been achieved by shortening the wavelength of the exposure light used for the exposure apparatus. As a result, the light source used for the exposure apparatus has been changed from the g line light source to the i line light source and the i line light source to the excimer laser. In addition, the NA (numerical aperture) of the projection optical system has also increased to achieve higher resolution.
한편, 광학식 현미경의 해상력을 향상시키는 기술의 일례로서, 액침법이 알 려져 있다. 이 액침법에 있어서의 해상도의 향상은 대물렌즈와 관찰시료 사이의 공간을 고굴절률의 액체로 충전함으로써 달성된다(D.W.Pohl, W. Denk & M. Lanz, Appl. Phys., Lett. 44652(1984) 참조).On the other hand, the liquid immersion method is known as an example of the technique of improving the resolution of an optical microscope. The improvement of the resolution in this immersion method is achieved by filling the space between the objective lens and the observation sample with a liquid of high refractive index (DW Pohl, W. Denk & M. Lanz, Appl. Phys., Lett. 44652 (1984) ) Reference).
한층 더 노광장치의 미세화 및 성능 향상을 위해, 이 액침법을 반도체 소자 미세화 프로세스에 적용할 수 있다(USP 5121256 참조). 액침법으로서는, 투영 광학계의 최종면과 기판의 전체를 모두 액조(液槽) 안에 담그는 액침방식(EP 0023231A1 및 JP 06-124873(laid-open) 참조)과, 투영 광학계와 기판 사이의 공간에만 액체를 채우는 소위 로컬 필(local fill) 방식(WO 9949504)이 제안되고 있다.In order to further refine the exposure apparatus and improve performance, this immersion method can be applied to a semiconductor element refinement process (see USP 5121256). As the immersion method, a liquid immersion method (see EP 0023231A1 and JP 06-124873 (laid-open)) in which the final surface of the projection optical system and the entire substrate is immersed in a liquid tank, and liquid only in the space between the projection optical system and the substrate. A so-called local fill method (WO 9949504) that fills in is proposed.
이하, 투영 광학계의 최종면과 기판의 전체를 모두 액조 안에 담그는 전자의 방식을 적용한 노광장치에 대해 설명한다.Hereinafter, the exposure apparatus to which the former system which immerses both the final surface of a projection optical system and the whole board | substrate in a liquid tank is demonstrated.
도 10은, 종래의 액침식 노광장치(800)의 개략도다. 회로 패턴이 묘화되어 있는 레티클(820)은, 조명계(810)에 의해, 광원(미도시)으로부터의 광 빔으로 조명된다. 조명계(810)는, 광원으로부터의 광 빔을 정형해, 균일한 강도 분포로 하기 위한 것이다. 레티클(820)의 패턴은 투영 광학계(830)로 축소되어 웨이퍼(840)에 투영된다. 투영 광학계(830)와 웨이퍼(840) 사이에는, 액침액(860)이 채워져 있다. 액침액(860)을 보유하기 위해서 액침액 보유 용기(870)가 웨이퍼(840)와 웨이퍼 스테이지(850)를 내포하도록 배치되어 있다. 액침액(860)은 액침액 보유 용기(870)에 대해서 공급, 회수된다. 웨이퍼(840) 전면을 노광하려면, 액침액 보유 용기(870) 자체를 이동시켜 노광 처리를 행할 것이다. 또, 현재의 웨이퍼를 다른 웨이퍼로 교체하기 위해서, 웨이퍼 반송용 암을 액침액 보유 용기(870)에 삽입해서 웨이퍼를 액침액 보유 용기(870)에/로부터 공급/회수한다. 현재의 웨이퍼를 다른 웨이퍼로 교체하는 또 다른 방법은, 액침액 보유 용기(870)를 도 10에서 아래쪽으로 이동시키고, 웨이퍼(840)를 웨이퍼(840) 이면으로부터 핀 등으로 위쪽으로 밀어올리며, 그 후에 웨이퍼 반송용 암으로 웨이퍼(840)를 인도하는 것이다. 10 is a schematic diagram of a conventional liquid
그렇지만, 투영 광학계의 최종면과 기판의 전체를 모두 액조 안에 담그는 액침식 노광장치에서는, 웨이퍼 전체가 액체에 침지된다. 이 때문에, 웨이퍼 이면에 액체가 부착한 채로 웨이퍼가 노광장치 내를 이동하게 된다. 그 결과, 노광장치 내에 액체를 비산시키면, 금속 구성물의 녹 등의 발생을 일으킨다.However, in the liquid immersion exposure apparatus in which both the final surface of the projection optical system and the entire substrate are immersed in the liquid tank, the entire wafer is immersed in the liquid. For this reason, the wafer moves in the exposure apparatus while the liquid adheres to the back surface of the wafer. As a result, when liquid is scattered in the exposure apparatus, rust and the like of metal constituents are generated.
또, 로컬 필 방식의 액침식 노광장치에 있어서도, 웨이퍼의 주변 영역을 노광할 때에는, 웨이퍼 에지에 액체가 접한다. 이 때문에, 액체가 웨이퍼 이면으로 흐를 가능성이 높다. 따라서, 상기와 마찬가지로, 웨이퍼 이면에 액체가 부착한 채로 웨이퍼가 노광장치 내를 이동한다. 게다가, 노광장치 내에 액체를 비산시키면, 금속 구성물의 녹 등의 발생을 일으킨다.In the liquid immersion exposure apparatus of the local fill method, when the peripheral region of the wafer is exposed, the liquid comes into contact with the wafer edge. For this reason, there is a high possibility that liquid flows to the back surface of the wafer. Thus, as in the above, the wafer moves inside the exposure apparatus while the liquid adheres to the back surface of the wafer. In addition, the scattering of liquid in the exposure apparatus causes the generation of rust and the like of the metal constituents.
본 발명은, 웨이퍼 표면 이외의 영역으로 액체가 비산하거나 액체가 흘러도, 고장나지 않는 노광장치를 제공한다.The present invention provides an exposure apparatus that does not fail even if liquid splashes or flows to an area other than the wafer surface.
본 발명의 일 국면에 따른 노광장치가 제공된다. 이 노광장치는, 원판으로부터의 빛을 기판에 투영하는 투영 광학계와, 상기 기판을 홀드하는 척과, 상기 투영 광학계와 상기 기판과의 사이의 스페이스를 액체로 채우는 액체 공급 기구를 구비하고, 상기 척은, 상기 기판과 접촉가능한 접촉부를 갖고, 적어도 상기 척의 접촉 부는, 상기 액체와의 접촉각이 90°이하인 면을 갖는다.According to one aspect of the present invention, an exposure apparatus is provided. The exposure apparatus includes a projection optical system for projecting light from an original plate onto a substrate, a chuck for holding the substrate, and a liquid supply mechanism for filling a space between the projection optical system and the substrate with a liquid. And a contact portion contactable with the substrate, and at least the contact portion of the chuck has a surface whose contact angle with the liquid is 90 ° or less.
본 발명의 또 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하면서 이하의 예시적인 실시 예의 설명으로부터 밝혀질 것이다.Further features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the attached drawings.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부의 도면에 근거해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(제 1 실시 예)(First embodiment)
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 노광장치의 개략도를 나타낸다. 또, 도 2는 도 1에 나타낸 노광장치에 포함된 웨이퍼(40)와 액침액 보유판(53)을 레티클(20)측에서 본 도면이다. 도 1 및 도 2에 있어서, 패턴이 묘화되어 있는 원판으로서의 레티클(마스크)(20)은, 조명계(10)에 의해, 광원(미도시)으로부터의 광 빔으로 조명된다. 조명계(10)는, 광원으로부터의 광 빔을 정형해서, 균일한 강도 분포로 하기 위한 것이다. 레티클(20) 상의 패턴은 투영 광학계(30)로 축소되어 웨이퍼(40)에 투영된다. 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 적어도 일부분에는 액침액(60)이 채워져 있다.1 shows a schematic view of an exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. 2 is a view of the
도 10에 나타낸 종래의 노광장치(800)는, 액침액 보유 용기(870)를 가지고 있지만, 본 제 1 실시 예의 노광장치는 액침액 보유 용기를 갖지 않는, 로컬 필 방식의 액침식 노광장치이다.The
본 제 1 실시 예에서는, 액침액(60)을 웨이퍼(40) 상에 보유하기 위해서, 투영 광학계(30)의 하부에 액침액 공급 기구(80)의 공급구가 설치되어 있다. 액침액 공급 기구(80)는 복수의 노즐, 가동식 노즐, 또는 링 형상의 노즐로 구성되는 것이 가능하다. 본 실시 예에서는, 액침액 공급 기구(80)가 복수의 노즐로 구성된다. 노즐을 복수로 하는 것으로, 웨이퍼(40)의 이동 방향에 맞추어, 액침액(60)의 공급 방향을 조절할 수가 있다. 이와 같이 공급 방향을 조절하는 것으로, 웨이퍼(40)를 웨이퍼 스테이지(50)로 이동시키면서 투영 광학계(30)의 하부면 아래에 액침액(60)을 보유하는 것이 가능하다. 이와 같이, 투영 광학계(30)의 하부면과 노광해야 할 웨이퍼면과의 사이에 불순물을 함유하지 않은 액침액을 공급 및 보유하는 것이 가능해져, 노광 결상 성능을 증대시킨다.In the first embodiment, in order to retain the
한편, 노광 처리가 종료해서 노광 영역에서 나온 여분의 액침액은 웨이퍼(40)로부터 외측으로, 액침액 보유판(액체 보유부 또는 액체 보유면이라고도 칭한다)(53)쪽으로 이동한다. 이 액침액 보유판(53)은 그 표면이 웨이퍼(40)의 표면과 거의 동일한 높이가 되도록 배치된다. 또, 이 액침액 보유판(53)은, 웨이퍼(40)와 함께 그 표면에 액침액(60)을 보유하도록 구성된다. 액침액 보유판(53)은, 친수성의 부재로 구성되거나, 또는, 적어도 친수성을 지닌 표면 53b(도 3)을 가져야 있다. 친수성의 부재 또는 친수성의 표면은 액체와의 90°이하의 접촉각을 갖는다.On the other hand, the excess liquid immersion liquid exiting the exposure area after the exposure process is moved outward from the
액침액 보유판(53)은 슬릿(52) 또는 복수의 구멍에 의해 정의된 회수구를 갖는다. 회수구를 액침액 보유판(53)의 하부면으로부터 진공하는 것으로, 액침액(60)을 슬릿(52) 등의 회수구를 통해서 배출할 수가 있다.The immersion
그러나, 이 구성으로는, 웨이퍼(40)와 액침액 보유판(53) 사이의 얼마 안되는 간극 57a(도 3)을 통해서 웨이퍼(40)의 이면으로 액침액(60)이 흐를 가능성이 있다. 만일 이것이 일어나면, 웨이퍼(40)의 이면 상의 액침액(60)을, 웨이퍼 반송 경로 상에 흘릴 가능성이 있다.In this configuration, however, there is a possibility that the
도 3은 본 제 1 실시 예에 따른 웨이퍼(40)와 액침액 보유판(53)과 그 주변 영역을 확대한 모식도를 나타낸다. 도 3과 같이, 액침액 보유판(53)은 웨이퍼(40)와 함께 그 표면에 액침액(60)을 보유하고 있다. 그러나, 상기 언급한 바와 같이, 웨이퍼(40)와 액침액 보유판(53)과의 사이에는 얼마 안되는 간극 57a가 존재하고 있다. 이 간극 57a은 또한 웨이퍼 척(59)과 액침액 보유판(53)과의 사이에서 아래쪽으로 연장된다. 액침액은 이하에 좀더 충분히 설명된 것처럼, 간극 57a으로 흐를 수 있다. 이 간극 57a은 웨이퍼(40)의 가공 정밀도, 액침액 보유판(53)의 가공 정밀도, 및 웨이퍼(40)를, 웨이퍼 스테이지(50) 상에 웨이퍼 척(chuck)(59)으로 고정했을 때 발생한 일그러짐 등으로 결정된다. 그 간극 57a의 가장 넓은 개구부는 웨이퍼 노치(notch)부이다.3 shows an enlarged schematic view of the
본 제 1 실시 예에서는, 그 간극 57a가 웨이퍼 노치부에서 5mm가 되고, 그 외의 웨이퍼 주변에서 2mm이 되도록 액침액 보유판(53)이 형성되어 있다. 웨이퍼 척(59)은 친수성의 다공질 세라믹 재료로 구성되어, 웨이퍼 척(59)의 표면에 액침액(60)이 잔류하는 것을 방지하고 있다. In the first embodiment, the immersion
또한, 액침액 보유판(53)의 벽면 53a와 액침액 보유판(53)과 대향하는 웨이퍼 척(59)의 벽면 59a이 모두 완전히 친수성 혹은 친수성 다공질이 되도록 형성된다. 예를 들면, 액침액 보유판(53)의 벽면 53a은 비교적 접촉각이 작은, 스테인레스면, 알루미늄면, KN 도금면으로 이루어질 수 있다.Further, the wall surface 53a of the immersion
웨이퍼(40)의 이면은 웨이퍼 척(59)의 상면의 웨이퍼부(소위 접촉부)와 접촉 하고, 웨이퍼 척(59)은 웨이퍼(40)를 진공 흡착하도록 구성된다. 그럼에도 불구하고, 얼마 안되는 간극 57b은, 액침액이 흐를 수 있는 웨이퍼 척(59)의 접촉부와 웨이퍼(40)의 이면 사이에 잔존한다. The back surface of the
이 현상은, 이하와 같은 방식으로 발생할 것으로 생각된다. 즉, 웨이퍼(40)측으로부터 흐르는 액침액(60)이, 웨이퍼(40)단에 도달하면, 그 후에 간극 57a과 액침액 보유판(53)의 표면 53b쪽으로 액침액(60)이 흐르게 된다. 벽면 53a은 친수성이기 때문에, 이 벽면 53a에 있어서의 액침액(60)의 접촉각은 표면 53b에 있어서의 액침액(60)의 접촉각과 거의 같다. 그 결과, 액침액(60)이 표면 53b을 따라 흐르고 게다가 간극 57a로 흐른다.This phenomenon is considered to occur in the following manner. That is, when the
상술한 바와 같이, 웨이퍼 척(59)은 친수성 다공질 재료로 이루어져 있어, 액침액(60)이 그것의 상면에 잔존하는 것을 방지한다. 이와 같이 함으로써, 웨이퍼(40)가 위쪽으로 리프트(lift)하면, 웨이퍼(40)의 이면에는 액침액이 관측되지 않는다.As described above, the
특히, 웨이퍼 척(59)의 접촉부는 친수성의 재료로 이루어져 있다. 이와 같이, 액침액(60)이 간극 57a, 57b에 진입했을 경우에, 웨이퍼 척(59)의 접촉부는 그것에 대하여 낮은 접촉각(90°이하)을 갖는다. 또한, 웨이퍼 척(59)의 접촉부의 재료는 다공질이다. 그래서, 액침액(60)이 간극 57a, 57b에 진입했을 경우에도, 웨이퍼(40)의 이면에 액침액(60)을 잔류시키지 않는 것이 가능하다. 이와 같이, 제 1 실시 예는 액침액이 웨이퍼의 이면에 흐르는 경우에도 고장이 발생하지 않는 액침 노광장치를 제공한다. In particular, the contact portion of the
웨이퍼 척(59)은 웨이퍼(40)를 진공 흡착하도록 구성되어 있기 때문에, 웨이퍼 척(59)의 주변영역을, 다공질이 아닌 재료로 구성하거나, 혹은 다공질의 구멍을 막는 처리를 행하여, 진공 형성을 돕는다.Since the
제 1 실시 예에서는, 액침액 보유판(53)의 벽면 53a와 액침액 보유판(53)과 대향하는 웨이퍼 척(59)의 벽면 59a이 모두 완전히 친수성 혹은 친수성 다공질이 되도록 형성되어 있지만, 그러한 벽면 53a, 59a의 웨이퍼(40)에 가까운 부분에만 친수성 처리 또는 친수성 다공질 처리를 하는 것으로, 본 제 1 실시 예와 같은 효과를 달성할 수 있다. 따라서, 본 제 1 실시 예에서는, 웨이퍼의 이면으로 액침액이 흘러도, 고장이 발생하지 않는 액침식 노광장치를 제공할 수가 있다.In the first embodiment, both the wall surface 53a of the immersion
(제 2 실시 예)(Second embodiment)
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 노광장치는, 제 1 실시 예에 따른 노광장치보다, 향상된 액침액의 회수 능력을 갖는다. 도 4는 제 2 실시 예에 따른 노광장치의 개략도를 나타낸다. 덧붙여 도 4에 있어서, 도 1과 같은 부재에는 같은 번호를 부착했다.The exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention has an improved recovery capability of the immersion liquid than the exposure apparatus according to the first embodiment. 4 shows a schematic view of an exposure apparatus according to a second embodiment. In addition, in FIG. 4, the same number was attached | subjected to the member similar to FIG.
현재, 노광장치의 프로세스 스루풋을 향상시키기 위해서, 웨이퍼 스테이지의 스피드를 증가시키는 경우가 있다. 그 경우의 스피드는 약 500 mm/sec로 매우 고속이다. 또, 웨이퍼단에서 웨이퍼의 이동 방향을 반전시키기 위해서는, 매우 큰 가속도가 생긴다.At present, in order to improve the process throughput of the exposure apparatus, the speed of the wafer stage may be increased. The speed in that case is very high at about 500 mm / sec. In addition, in order to reverse the direction of movement of the wafer at the wafer stage, very large acceleration occurs.
그러한 동작을 액침식 노광장치에서 행했을 경우에는, 웨이퍼로부터 액침액을 비산시킨다. 본 제 2 실시 예는, 노광장치 내의 액침액의 회수를 확실히 행할 수 있는 방법을 제안한다. 액침액의 공급동작은 제 1 실시 예와 같은 방식으로 수행된다. 액침액의 회수 방법에 관해서, 제 2 실시 예에서는 액침액 보유판(53)에 슬릿(52)뿐 아니라 액침액 회수 암(65)(액체 회수 기구로서 기능)을 설치한다. 액침액 회수 암(65)은 슬릿(52)과 대향하도록 배치된다. 각 액침액 회수 암(65)은 헤드가 예를 들면 스펀지와 같은 다공질 재료로 이루어져 있다. 본 제 2 실시 예에서는, 각 헤드에 고밀도 폴리에틸렌의 다공질 재료를 이용했다. 또, 이 헤드는 슬릿 형상을 가진 구조물이어도 된다. 이러한 다공질의 물체를 액침액(60)과 근접 혹은 접촉시키는 것에 의해, 액침액(60)을 적절히 회수할 수 있다. 이 다공질 헤드에 진공 라인과 접속할 수 있는 배관을 접속해, 액침액(60)을 흡입하도록 했다. 이 액침액 회수 암(65)을, 웨이퍼(40)면에 관하여 투영 광학계(30)측에 웨이퍼(40)로부터 일정한 거리를 두고 배치한다. 또, 이 액침액 회수 암(65)은 투영 광학계(30)에 대하여 정지상태이고, 따라서 웨이퍼(40)가 투영 광학계(30)에 대해서 이동하면, 웨이퍼(40)는 액침액 회수 암(65)에 대하여 이동한다.When such an operation is performed in the immersion exposure apparatus, the immersion liquid is scattered from the wafer. The second embodiment proposes a method which can reliably recover the liquid immersion liquid in the exposure apparatus. The supply operation of the immersion liquid is performed in the same manner as in the first embodiment. Regarding the method for recovering the immersion liquid, in the second embodiment, not only the
도 5에 나타낸 좌표 X, Y를 참조하면, 웨이퍼(40)는 그 중심 영역에서 X방향으로 대부분 이동한다. Y방향에서는, 웨이퍼(40)상에 전사되는 회로 패턴의 사이즈에 대응하는 거리만큼 웨이퍼(40)가 스텝 이동한다. 웨이퍼(40)가 상기 설명한 바와 같이 이동 조건을 갖는 경우에는, 액침액 회수 암(65)은 도 5에서 Y방향으로만 웨이퍼(40)에 대해서 상대적으로 이동가능하다.Referring to the coordinates X and Y shown in FIG. 5, the
예를 들면, 웨이퍼(40)가 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하고, 그 후에 웨이퍼(40)의 단부에서 이동 방향을 역으로 했을 때, 이 역으로 하는 순간이 가장 액침 액(60)이 웨이퍼(40)의 단부에 많아져, 액침액 보유판(53)에 액침액(60)을 남겨 둘 때이다. 레지스트나 레지스트 상의 반사 방지막이 소수성인 경우, 액침액(60)은 작은 방울(droplets)의 형태로, 소수성 정도와 웨이퍼 스테이지(50)의 이동 속도에 따라서 웨이퍼(40) 또는 액침액 보유판(53)으로부터 바람직하게 않게 떨어져 날아가 버린다. 이들 액침액(60)의 작은 방울을 회수하는 것이, 액침액 회수 암(65)의 역할이다. 액침액(60)을 비산시키는 만큼 웨이퍼 스테이지(50)의 이동 속도가 빠르지 않은 경우나 액침액 접촉면의 소수성이 낮은 경우에는, 제 1 실시 예에 기재되어 있는 것과 같은 액침액 보유판(53)의 슬릿(52)으로 충분히, 액침액(60)을 회수할 수 있다.For example, when the
제 2 실시 예에 있어서, 액침 노광장치가, 매우 높은 소수성 레지스트 또는 레지스트 위의 반사 방지막과 고속 웨이퍼 스테이지의 조합을 갖더라도, 액침액(60)이 비산하는 것을 방지할 수 있다. 특히, 이것은 2개의 회수용 슬릿, 또는 2세트의 구멍을 웨이퍼에 동심으로 배치함으로써 달성된다.In the second embodiment, even if the immersion exposure apparatus has a very high hydrophobic resist or a combination of an antireflection film on the resist and a high speed wafer stage, it is possible to prevent the
본 실시 예에 사용된 웨이퍼(40)는 그 표면이 최대의 소수성을 갖도록 테플론(등록상표) 코팅된다. 이 웨이퍼(40)의 물에 대한 접촉각은 110°이상이다. 액침액 회수 처리는 다음의 방식으로 테스트되었다. 웨이퍼 스테이지(50)는 1000 mm/sec의 속도로 이동되었고, 그 후에 액침액(60)을 비산시키기 위해서 정지되었다. 각 액침 회수 암(65)의 헤드에 배치한 고밀도 폴리에틸렌 스펀지와 회수용 슬릿을 이용해서, 거의 완전히 비산된 액침액(60)을 회수했다.The
이상, 본 제 2 실시 예에 따른 액침식 노광장치는, 소수성이 높은 불소계 반 사 방지막을 웨이퍼에 이용하고, 실제의 조건 이상의 속도로 웨이퍼 스테이지(50)를 구동시켰을 경우에도, 웨이퍼(40) 위의 액침액(60)을 회수할 수가 있다.As described above, the liquid immersion exposure apparatus according to the second embodiment uses the high hydrophobic fluorine-based antireflection film on the wafer, even when the
(제 3 실시 예)(Third embodiment)
본 발명의 제 3 실시 예에 따른 노광장치는, 제 1 및 제 2 실시 예에 따른 노광장치에 비해서 향상된 액침액(60) 비산에 대한 대처를 갖는다. 도 6은 제 3 실시 예에 따른 노광장치의 개략도를 나타낸다. 도 1의 부재와 같은 도 6의 부재에는 같은 참조번호를 부착했다.The exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention has a countermeasure against
본 제 3 실시 예에 따른 노광장치는, 드라이버로서의 공지의 6축 구동 테이블 기구에 의해 이동가능한 웨이퍼 스테이지(50)와, 웨이퍼 스테이지(50) 상에 배치된 웨이퍼 척(59)과, 웨이퍼 척(59) 상에 배치된 투영 광학계(30)를 포함한다. 조명계(10)로부터 방출된 빛은, 레티클(20) 및 투영 광학계(30)를 거쳐서 웨이퍼 척(59)에 흡착된 기판인 웨이퍼(도시하지 않음)에 조사되어, 해당 웨이퍼의 표면의 레지스트를 노광한다.The exposure apparatus according to the third embodiment includes a
투영 광학계(30)의 최종 렌즈와 웨이퍼 사이에는 액체가 채워져 있고, 도 4에 나타낸 제 2 실시 예와 같은 방식으로, 액체의 공급 및 회수를 행할 수 있다. 렌즈계 지지체(렌즈 정반) 및 웨이퍼 직경 밖의 웨이퍼 스테이지(50)의 영역은 친수면, 친수성 부재, 또는 친수성 다공질 부재로서 형성되어 있다. 그 결과, 액체가 렌즈계 지지체 또는 웨이퍼 직경 밖의 웨이퍼 스테이지(50)의 영역에 부착해도, 그 액체가 다른 영역으로 이동해서, 장치가 녹슬거나 고장 나는 것을 방지할 수가 있다.The liquid is filled between the final lens of the projection
도 6에 나타낸 스캐너 본체는, 거기에 인접해 배치된 기판 공급 장치를 갖는다. 이 기판 공급 장치는 웨이퍼를 자동으로 공급 및 회수하도록 구성된다. 도 7을 참조하면, 해당 기판 공급 장치는, 예를 들면 컨베이어(미도시)에 의해 반입된 웨이퍼를 홀드하도록 구성된 공급용 카세트(8)와, 공급용 카세트(8)로부터 순차적으로 꺼낸 웨이퍼에 대해 프리얼라인먼트(pre-alignment) 동작을 행하도록 구성된 프리얼라인먼트 유닛(11)을 포함한다. 또, 이 기판 공급 장치는, 프리얼라인먼트 동작을 끝낸 웨이퍼를 스캐너 본체(도 7에 미도시)에 반입하는 반입 암(arm)(반송 로봇)(4)도 포함한다. 또, 기판 공급 장치는, 노광 인화 처리를 끝낸 웨이퍼를 스캐너 본체로부터 회수하는 동작과 공급용 카세트(8)로부터 순차 웨이퍼를 꺼내서 이 웨이퍼를 프리얼라인먼트 유닛(11)으로 반입하는 동작을 교대로 행하는 로봇(반송 로봇)(5)도 포함한다. 게다가, 기판 공급 장치는 로봇(5)에 의해 회수된 웨이퍼를 홀드하도록 구성된 회수용 카세트(9)를 갖는다.The scanner main body shown in FIG. 6 has a board | substrate supply apparatus arrange | positioned adjacent to it. The substrate supply device is configured to automatically supply and retrieve wafers. Referring to FIG. 7, the substrate supply apparatus, for example, provides a
프리얼라인먼트 유닛(11)은, 프리얼라인먼트 스테이지(15), 프리얼라인먼트 스테이지 드라이버(16) 및 포지션 센서(14)를 포함하고 있다. 웨이퍼를 홀드하고 있는 웨이퍼 스테이지 및 반입 암(4)을 포함한 기판 공급 장치는, 반입 암(4), 로봇(5), 웨이퍼 스테이지(50), 웨이퍼 척(59), 및 프리얼라인먼트 스테이지(15)를 포함하는 웨이퍼 접촉부를 갖는다. 이들 웨이퍼 접촉부의 각각은, 친수면을 갖거나 혹은 친수성 다공질 재료로 구성된다. 그러한 친수면 또는 친수성 다공질 재료에 의해, 웨이퍼로부터 웨이퍼 접촉부에 액체가 전사하거나 부착해도 액체가 다른 부품쪽으로 비산하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼의 이면에 액체가 흘러 도, 웨이퍼의 이면에 액체가 잔류하거나 액침액 공급구로부터 스테이지(50) 위에 액체가 떨어지는 경우에도, 액체가 다른 부품쪽으로 비산하는 것을 최소화할 수 있다. 또, 액침액 공급구 및 액침액 회수 암은, 액체가 공급구 및 회수 암에 부착했을 경우에도 마찬가지로 액체가 비산하지 않게, 친수면을 갖거나 혹은 친수성 다질 재료로 구성된다.The
로봇(5)에 의해 공급용 카세트(8)로부터 꺼내서 프리얼라인먼트 스테이지(15)에 놓인 웨이퍼는, 프리얼라인먼트 유닛(11)에 의해 소정의 위치에 위치 맞춤된다. 그 후, 웨이퍼는 반입 암(4)에 의해, 스캐너 본체의 웨이퍼 스테이지(50)로 이송된다.The wafer taken out from the
웨이퍼 스테이지(50)가 노광 위치로 돌아오면, 얼라인먼트 광학계(미도시)는 웨이퍼에 대해 얼라인먼트 처리를 행한다. 그 다음에, 공지의 방법으로 웨이퍼의 노광 인화 처리를 한다. 노광, 인화 처리를 끝낸 웨이퍼는 로봇(5)에 의해 스캐너 본체로부터 꺼내져 회수용 카세트(9)에 수납된다. 로봇(5)에 의해 회수용 카세트(9)에 웨이퍼가 수납되는 동안, 스캐너 본체에서는 다음의 웨이퍼에 대해 최종 얼라인먼트 처리를 하고, 그 다음에 노광, 인화 처리를 한다. 동시에, 프리얼라인먼트 유닛(11)은 다음 노광, 인화 처리를 행하는 웨이퍼에 대하여 프리얼라인먼트 처리를 행한다. 여기서의 "노광 처리"는, 액침 노광 처리라고 부른다. 이 액침 노광 처리 동안에는, 투영 광학계(30)와 웨이퍼 사이에 액체가 채워진다. 또, 이 액체는 액체 회수구에 의해 회수된다. 본 실시 예에서는, 액체 회수구에 의해 회수되지 않거나, 혹은 액체 회수구를 통해서 회수할 수 없었던 액체는 다른 영역으로 비 산하는 것이 방지된다. 이것은, 액체와 접촉하는 영역에 대해서 친수면 혹은 친수성 다공질 재료를 이용함으로써 달성되고, 그것에 의해, 장치가 고장 나는 것을 막을 수가 있다. 장치에 있어서 액체와 접촉하는 영역은, 상기에 설명했던 것들 외에, 투영 광학계(30)의 렌즈 주연부도 포함한다.When the
(제 4 실시 예)(Fourth embodiment)
다음에, 상술한 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법의 제 4 실시 예를 설명한다.Next, a fourth embodiment of the device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described.
도 8은 반도체 장치(예를 들면, IC 칩이나 LSI 칩 등의 반도체 칩, LCD나 CCD 센서)의 제조 방법을 나타내는 플로차트를 나타낸다.8 shows a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device (for example, a semiconductor chip such as an IC chip or an LSI chip, an LCD or a CCD sensor).
특히, 스텝 S1은 반도체 칩의 회로패턴을 설계하기 위한 회로 설계 스텝이다. 스텝 S2는 설계한 회로 패턴을 갖는 마스크(레티클)를 제작하기 위한 마스크 제작 스텝이다. 한편, 스텝 S3은 실리콘 등의 재료를 이용해 웨이퍼를 제조하기 위한 웨이퍼 제조 스텝이다. 스텝 S4는 전공정으로 불리는 웨이퍼 처리 스텝이다. 이 스텝에서, 상술한 본 발명의 노광장치의 실시 예 중의 어느 것인가에 따라 상기 준비한 마스크와 웨이퍼를 이용해, 리소그래피 기술에 의해 웨이퍼 상에 실제의 회로를 형성한다. 스텝 S5는 후속 공정으로 불리는 조립 스텝이다. 이 스텝에서는, 스텝 S4에서 취득한 웨이퍼로부터 반도체 칩을 형성한다. 특히, 이 스텝 S5는 어셈블리 공정(다이싱, 본딩), 및 패키징 공정(팁 봉입)을 포함한다. 스텝 S6는 스텝 S5에서 얻은 반도체 칩의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 행하는 검사 스텝이다. 이러한 스텝을 거쳐 반도체 칩이 완성되고, 그 후에 스텝 S7에서 출하된 다.In particular, step S1 is a circuit design step for designing a circuit pattern of the semiconductor chip. Step S2 is a mask preparation step for producing a mask (reticle) having the designed circuit pattern. On the other hand, step S3 is a wafer manufacturing step for manufacturing a wafer using a material such as silicon. Step S4 is a wafer processing step called a previous step. In this step, according to any of the embodiments of the exposure apparatus of the present invention described above, an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. Step S5 is an assembly step called a subsequent step. In this step, a semiconductor chip is formed from the wafer obtained in step S4. In particular, this step S5 includes an assembly process (dicing, bonding), and a packaging process (tip sealing). Step S6 is an inspection step for inspecting an operation confirmation test, a durability test, or the like of the semiconductor chip obtained in step S5. Through these steps, the semiconductor chip is completed and then shipped in step S7.
도 9는, 상술한 웨이퍼 처리 스텝의 상세한 플로차트를 나타낸다. 특히, 스텝 S11는 웨이퍼의 표면을 산화시키는 산화 스텝이다. 스텝 S12는 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성하는 스텝이다. 스텝 S13은 웨이퍼 상에 전극을 증착에 의해 형성하는 전극 형성 스텝이다. 스텝 S14는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온 주입 스텝이다. 스텝 S15는 웨이퍼에 레지스트 층(감광제)을 도포하는 레지스트 처리 스텝이다. 스텝 S16은, 상술한 본 발명의 노광장치의 실시 예 중의 어느 것인가를 이용해서 마스크의 회로 패턴을 웨이퍼 상에 노광에 의해 인쇄하는 노광 스텝이다. 스텝 S17은 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상스텝이다. 스텝 S18은 현상한 레지스트 상 이외의 부분을 에칭하는 에칭 스텝이다. 스텝 S19는 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝이다. 이들 스텝을 반복해 실시하는 것으로 웨이퍼 상에 회로 패턴이 형성된다.9 shows a detailed flowchart of the wafer processing step described above. In particular, step S11 is an oxidation step for oxidizing the surface of the wafer. Step S12 is a step of forming an insulating film on the surface of the wafer. Step S13 is an electrode forming step of forming an electrode on the wafer by vapor deposition. Step S14 is an ion implantation step of implanting ions into the wafer. Step S15 is a resist processing step of applying a resist layer (photosensitive agent) to the wafer. Step S16 is an exposure step of printing the circuit pattern of the mask by exposure on the wafer using any of the embodiments of the exposure apparatus of the present invention described above. Step S17 is a developing step for developing the exposed wafer. Step S18 is an etching step for etching portions other than the developed resist image. Step S19 is a resist removal step of removing the resist which has become unnecessary after etching. By repeating these steps, a circuit pattern is formed on a wafer.
본 제 4 실시 예에 따른 디바이스 제조방법을 이용하면, 종래에는 어려웠던 고집적도의 디바이스를 제조하는 것이 가능하게 된다.By using the device manufacturing method according to the fourth embodiment, it is possible to manufacture a device of high integration, which has been difficult in the past.
따라서, 본 발명에 의하면, 종래보다 성능이 좋은 액침식 노광장치를 제공할 수가 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a liquid immersion exposure apparatus having better performance than the prior art.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 예에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist thereof.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 액침식 노광장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a liquid immersion exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 나타낸 액침식 노광장치에 포함된 웨이퍼와 액침액 보유판을 레티클측에서 본 도면이다. FIG. 2 is a view of the wafer and the immersion liquid holding plate included in the immersion exposure apparatus shown in FIG. 1 seen from the reticle side.
도 3은 액침액 보유 영역에서의 친수성(혹은 친수성 다공질 재료) 분포 상태를 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing a hydrophilic (or hydrophilic porous material) distribution state in the immersion liquid holding region.
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 액침식 노광장치를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a liquid immersion exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 나타낸 액침식 노광장치에 포함된 웨이퍼와 액침액 보유판을 레티클측에서 본 도면이다.FIG. 5 is a view of the wafer and the immersion liquid holding plate included in the immersion exposure apparatus shown in FIG. 4 as viewed from the reticle side. FIG.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 액침식 노광장치를 나타내는 도면이다.6 is a view showing a liquid immersion exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 7은 도 6에 나타낸 액침식 노광장치의 모식 평면도이다.FIG. 7 is a schematic plan view of the liquid immersion exposure apparatus shown in FIG. 6.
도 8은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 디바이스의 제조방법의 플로차트다.8 is a flowchart of a device manufacturing method according to a fourth embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 웨이퍼 처리 스텝의 상세한 플로차트다.9 is a detailed flowchart of the wafer processing step of FIG. 8.
도 10은 종래의 액침식 노광장치를 나타내는 도면이다10 is a view showing a conventional liquid immersion exposure apparatus.
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