KR20190046976A - 노광 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

노광 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

원판 및 투영 광학계(1)를 통하여 기판 W를 노광하는 노광 장치는, 서로 대향하는 상기 투영 광학계와 기판 W 사이의 공간에 있어서, 상기 투영 광학계의 광축을 가로지르도록 기체를 공급하는 정류 기구(3)를 갖고, 상기 정류 기구는, 상기 공간에 있어서 광축을 가로지르는 기체가, 제1 위치보다 상기 투영 광학계로부터 먼 제2 위치에서의 유속(V2)가 제1 위치에서의 유속(V1)보다 큰 유속 분포를 갖도록, 기체를 공급하고, 상기 정류 기구는, 기체의 유로를, 제1 위치로 흐르는 기체의 제1 유로와, 제2 위치로 흐르는 기체의 제2 유로로 분기시켜서 유속 분포를 형성하는 제1 정류 부재(302)를 포함한다.

Description

노광 장치 및 물품 제조 방법
본 발명은 노광 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
액정 패널 등의 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 기판에 대하여 많은 처리를 실시하지만, 그 중에서도 원판(레티클)의 패턴 베이킹을 위한 노광 프로세스는 반도체 제조의 키 포인트가 되는 중요한 프로세스이다. 이 프로세스를 행하는 장치로서, 노광 장치가 알려져 있다. 노광 장치에는, 광원으로부터 출사된 광을 원판면에 조사하는 조명 광학계, 투영 광학계를 비롯하여, 렌즈나 미러 등의 다양한 광학 요소가 사용되고 있다. 이 광학 요소를 사용할 때에, 광학 성능을 악화시키는 요인의 하나로서 광학 요소의 흐림이 있다. 광학 요소의 흐림이란, 광학 요소의 표면에 오염 물질이 부착되어, 노광광의 투과율을 저하시켜 버리는 현상이다. 그리고, 광학 요소의 흐림 중에서도, 원판의 패턴을 기판에 전사시키는 투영 광학계의 최종면에 마련되는 광학 요소는, 기판의 바로 위에 배치되어 있기 때문에, 특히 광학 요소의 흐림이 발생하기 쉽다.
이 투영 광학계의 최종면에 마련되는 광학 요소의 흐림에 대하여, 기체 공급 기구를 마련하여, 광학 요소와 기판 사이에 퍼지 가스를 공급하는 대책이 행하여져 왔다. 광학 요소와 기판 사이에 퍼지 가스를 유입시킴으로써, 기판으로부터 발생하는 레지스트 가스를 광학 요소에 접촉시키지 않도록 광학 요소의 외측으로 유도하고 있다. 그러나, 퍼지 가스 내에도 경로 중의 배관으로부터 발생한 탈가스 등에 의해, 미량의 오염 물질이 포함되어 있기 때문에, 퍼지 가스의 유입에 의해, 광학 요소의 표면을 오염 물질이 통과해 버려, 결과로서 오염 물질이 광학 요소에 부착되어서 흐림이 발생된다. 광학 요소의 흐림 대책으로서, 특허문헌 1에서는, 가스를 케이싱 내에 유입시킬 때, 복수의 경로로 나누어 배출 구멍으로부터 배출시킴으로써 유량을 분산시키고, 가스의 유속을 소정의 유속보다 저하시키고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 퍼지 가스를 공급할 때, 광학 요소의 주위를 차폐 부재로 둘러싸서 광학 요소와 기판 사이의 광로 공간을 형성하고, 기체 공급 장치와 광로 공간에 대하여 대향하는 영역에 기체의 흐름의 방향을 바꾸어 광로 공간의 외측으로 유도하는 정류 수단을 마련하고 있다.
일본 특허 공개 제 2001-28331호 공보 일본 특허 공개 제 2006-245401호 공보
그러나, 퍼지 가스의 유속을 저하시키면, 퍼지 가스에 기인하지 않는 오염 물질을 투영 광학계(의 기판에 대향하는 면)의 근방으로부터 이격되도록 유도하기 어려워질 수 있다. 또한, 퍼지 가스의 유속을 증대시키면, 투영 광학계(의 기판에 대향하는 면)에 도달하는, 퍼지 가스에 기인하는 오염 물질이 증대될 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 투영 광학계를 흐림으로부터 보호하는 데 유리한 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일측면인 노광 장치는, 원판 및 투영 광학계를 통하여 기판을 노광하는 노광 장치이며, 서로 대향하는 투영 광학계와 기판 사이의 공간에 있어서, 투영 광학계의 광축을 가로지르도록 기체를 공급하는 공급부를 갖고, 공급부는, 공간에 있어서 광축을 가로지르는 기체가, 제1 위치보다 투영 광학계로부터 먼 제2 위치에서의 유속이 제1 위치에서의 유속보다 큰 유속 분포를 갖도록, 기체를 공급하고, 공급부는, 기체의 유로를, 제1 위치로 흐르는 기체의 제1 유로와, 제2 위치로 흐르는 기체의 제2 유로로 분기시켜서 유속 분포를 형성하는 제1 정류 부재를 포함한다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 투영 광학계를 흐림으로부터 보호하는 데 유리한 노광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 정류 기구를 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태의 정류 기구를 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태의 차폐 부재를 구비한 정류 기구를 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태의 복수의 기체 공급 기구를 구비한 정류 기구를 도시하는 도면이다.
도 5는 제2 실시 형태의 기체 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 6은 제3 실시 형태의 정류 기구와 기체 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 7은 제4 실시 형태의 정류 기구와 기체 순환 시스템을 도시하는 도면이다.
도 8은 제5 실시 형태의 정류 기구를 도시하는 도면이다.
도 9는 제6 실시 형태의 정류 기구를 도시하는 도면이다.
도 10은 정류 기구를 구비한 노광 장치를 도시하는 도면이다.
제1 실시 형태
도 1은, 제1 실시 형태의 정류 기구를 도시하는 도면이다. 정류 기구(3)는, 노광광을 투영하는 투영 광학계(1)의 최종면에 마련된 기판 W의 바로 위에 위치하는 광학 요소(101)와 기판 W 사이에 공급하는 퍼지 가스 등의 기체의 흐름을 형성하기 위해서, 노광 장치에 구비된다. 본 실시 형태의 정류 기구(3)는, 투영 광학계(1)의 최종면에 배치되는 광학 요소(101)와, 이동 스테이지(2)에 실려 있는 기판 W 사이에, 정류 부재(302)로 정류된 유속 분포를 갖는 기체를, 투영 광학계(1)의 광축 방향을 가로지르는 한 방향으로 공급한다.
정류 기구(3)는, 기체 공급 기구(301)와 제1 정류 부재(302)를 구비하고 있고, 기체를 서로 대향하는 광학 요소(101)와 기판 W 사이의 공간(노광 공간)에, 투영 광학계(1)의 광축 방향을 가로지르는 한 방향으로 흘리는 공급부이다. 기체 공급 기구(301)는, 퍼지 가스 등의 기체를 광학 요소(101)와 기판 W 사이의 공간(노광 공간)에 공급한다. 정류 부재(302)는, 기체 공급 기구(301)와 노광 공간 사이(노광 공간의 상류측)에, 기체 공급 기구(301)로부터 나온 기체를 광학 요소(101)측(제1 위치)과 기판 W측(제2 위치)의 두 유로로 분기하고, 제1 유로와 제2 유로를 형성하도록 배치되어 있는 저항체이다. 그 형상은, 도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 W측의 유로 높이를 점차 줄이고, 광학 요소(101)측의 유로 높이를 점차 늘린 형상이다. 제1 정류 부재(302)에 의해, 기판 W측의 제2 유로의 높이를 줄임으로써, 기판 W측의 유로 단면적을 줄이게 된다. 기판 W측의 유로 단면적을 줄임으로써, 기판 W측 (제2 위치)의 제2 유로의 유속 V2는, 기체 공급 기구(301)로부터 나오는 유속 V0에 비교하여 빠르게 할 수 있다. 한편, 광학 요소(101)측의 제1 유로의 높이를 늘림으로써, 유로 단면적을 넓히게 된다. 광학 요소(101)측(제1 위치)의 제1 유로의 유속 V1에 대해서는, 유로 단면적을 넓혔기 때문에, 기체 공급 기구(301)로부터 나오는 유속 V0에 비교하여 느려진다. 결과로서, 정류 부재(302)에 의해, 광학 요소(101)측을 느리게 하고, 기판 W측을 빠르게 하는 유속 분포가 형성된다.
기판 W측의 유속 V2를 빠르게 함으로써, 기판 W로부터 나오는 레지스트 가스가 광학 요소(101)의 표면에 도달하는 일 없이, 유로 방향에 대하여, 광학 요소(101)보다도 하류측으로 날릴 수 있고, 결과적으로, 레지스트 가스에 의한 광학 요소(101)의 흐림을 저감할 수 있다. 또한, 광학 요소(101)측의 유속 V1을 느리게 함으로써, 기체 공급 기구(301)로부터 나오는 기체가 광학 요소(101)측을 통과하는 유량을 저감할 수 있다. 그 때문에, 기체에 포함되어 있는 오염 물질에서 광학 요소(101)측을 통과하는 총량을 저감할 수 있고, 결과로서 퍼지 가스에 의한 광학 요소(101)의 흐림을 저감할 수 있다.
정류 부재(302)의 보다 바람직한 형상은, 유로의 입구(최상류)의 단면적 S1in과 단면적 S2in에 대해서, 관계식 S1in<S2in을 만족시키는 형상이다. 유로의 입구(최상류)의 단면적을 광학 요소(101)측에서는 작게 하고, 기판 W측에서는 크게 함으로써, 광학 요소(101)측의 유속 V1을 보다 느리게, 기판 W측의 유속 V2를 보다 빠르게 할 수 있어, 흐림을 저감할 수 있다. 또한, 광학 요소(101)측의 유로 최소단면적 S1min 및 기판 W측의 유로의 최소 단면적 S2min은, 관계식 S1min<S2min을 만족시키는 형상인 것이 바람직하다. 이것도, 유로의 입구 단면적을 광학 요소(101)측에서는 작게 하고, 기판 W측에서는 크게 함으로써, 광학 요소(101)측의 유속 V1을 보다 느리게, 기판 W측의 유속 V2를 보다 빠르게 할 수 있어, 흐림을 저감할 수 있기 때문이다. 또한, 정류 부재(302)는, β1=S1min/S1in, β2=S2min/S2in이라 했을 때에, 관계식β1>β2를 만족시키는 형상인 것이 바람직하다.
추가로, 높이에 대해서도, 광학 요소(101)측의 유로 높이에 있어서 입구(최상류)의 높이 H1in과 유로 도중의 최소 높이 H1min의 비를 β1'=H1min/H1in이라 한다. 그리고, 기판 W측의 유로의 높이에 있어서 입구의 높이 H2in과 유로 도중의 최소 높이 H2min의 비를 β2'=H2min/H2in이라 했을 때에, 정류 부재(302)는, 관계식β1'>β2'을 만족시키는 형상인 것이 바람직하다.
정류 부재(302)의 형상은, 도 1에서는 평판 형상이지만, 유로 높이를 광학 요소(101)측의 유로 높이보다도, 기판 W측의 유로 높이를 줄인 형상이면 되고, 도 2에 도시되는 바와 같은 유로 방향과 광축에 수직인 축 X에서, 기판 W측으로 굽은 형상이어도 된다. 그 외에, 정류 부재(302)의 형상은, 장치의 스페이스에 따라서 2회 이상의 굽힘이 있어도 되고, 나아가, 평면과 곡면으로 구성되어도, 곡면만으로 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 곡면의 형상을 유선 형상으로 함으로써, 유로의 압력 손실을 작게 할 수 있고, 보다 기판 W측의 유속 V2를 빠르게 하는 것도 가능하다.
정류 부재(302)의 배치는, 가능한 한 광학 요소(101)의 근방에 배치되는 것이 바람직하다. 기체 공급 기구(301)로부터 공급된 기체가, 정류 부재(302)를 통과함으로써, 광학 요소(101)측보다도 기판 W측이 빠른 유속 분포를 형성할 수 있으나, 유로 방향으로 진행함에 따라서, 그 유속 분포는 균일화되어 버려, 흐림 저감의 효과가 작아져 버린다. 그 때문에, 유속 분포가 균일화되기 전에, 기체가 광학 요소(101)을 통과하는 것이 바람직하고, 제1 정류 부재(302)를 광학 요소(101)의 근방에 배치하는 편이 낫다. 정류 부재(302)는, 정류 기구(3)가 광학 요소(101)에 가까운 경우, 정류 기구(3)에 접속되어 있는 것이 바람직하지만, 동시에 투영 광학계를 보유 지지하는 보유 지지 부재(102)에 접속되어 있어도 된다. 또한, 정류 기구(3)가 광학 요소(101)로부터 먼 경우, 정류 부재(302)는 보유 지지 부재(102)에만 접속되어 있어도 된다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 노광 장치에 차폐 부재(7)를 마련하여도 된다. 도 3의 (A)는 차폐 부재(7)의 배치를 측면으로부터 본 도면이며, 도 3의 (B)는 차폐 부재(7)의 배치를 다른 측면으로부터 본 도면이다. 차폐 부재(7)는, 도 3의 (A)에 도시되는 바와 같이, 광축(노광 공간)의 근방을 통과하는 유로 방향으로 배치되며, 또한 도 3의 (B)에 도시되는 바와 같이, 광학 요소(101)의 외측에 배치된다. 차폐 부재(7)를 배치함으로써, 기체 공급 기구(301)로부터 공급되는 기체 이외의 기체(이하, 외부의 기체)가 광학 요소(101)의 근방에 유입되는 것을 저감할 수 있다. 외부의 기체에도 오염 물질은 포함되어 있기 때문에, 결과적으로, 광학 요소(101)를 통과하는 오염 물질의 총량을 저감할 수 있어, 흐림을 저감할 수 있다. 또한, 외부의 기체의 유입을 저감할 수 있으므로, 광학 요소(101)측의 유속이 느린 상태를 보다 넓은 범위에서 유지할 수 있다.
차폐 부재(7)의 형상은, 도 3의 (B)에서는 평면부뿐인 판 형상이지만, 외부의 기체의 유입을 방지할 수 있으면 되고, 경통 형상에 맞춰서 원호와 같은 곡면부를 가진 형상으로 해도 되고, 또한 평면부와 곡면부를 조합한 형상이어도 된다. 차폐 부재(7)는, 도 3의 (A)에서는 보유 지지 부재(102)측에 배치되어 있지만, 이동 스테이지(2)측에 배치되어 있어도 되고, 또한 보유 지지 부재(102)와 이동 스테이지(2) 사이를 덮도록 배치되어 있어도 된다.
도 4에 도시되는 바와 같이 기체 공급 기구(301)의 공급구 또는 기체 공급 기구를 복수 마련하여도 된다. 도 4에 있어서는, 두 기체 공급 기구, 즉, 기체 공급 기구(3011)와 기체 공급 기구(3012)를 광축 방향으로 겹쳐서 배치하고 있다. 기체 공급 기구(301)를 둘로 나눔으로써, 기체의 유속을 개별로 설정할 수 있다. 광학 요소측의 기체 공급 기구(3011)로부터 나오는 유속 V0을 느리게 하고, 기판측의 기체 공급 기구(3012)로부터 나오는 유속 V0'을 빠르게 함으로써, 광학 요소(101)측의 유속 V1을 보다 느리게, 기판 W측의 유속 V2을 보다 빠르게 할 수 있다.
광학 요소(101)측의 유속 V1을 보다 느리게 함으로써, 기체 공급 기구(301)로부터 나오는 기체가 광학 요소(101)측을 통과하는 유량을 보다 저감할 수 있다. 그 때문에, 기체에 포함되어 있는 오염 물질이 광학 요소(101)측을 통과하는 총량이 저감될 수 있고, 결과로서 퍼지 가스에 의한 광학 요소(101)의 흐림을 저감할 수 있다. 한편, 기판 W측의 유속 V2를 보다 빠르게 함으로써, 기판 W로부터 나오는 레지스트 가스가 광학 요소(101)의 표면에 도달하는 것을 보다 저감할 수 있고, 결과적으로, 레지스트 가스에 의한 광학 요소(101)의 흐림을 저감할 수 있다.
도 4에서는, 두 기체 공급 기구로 도시하고 있지만, 광학 요소측의 유속을 느리게, 기판측의 유속을 빠르게 하는, 서로 상이한 유속으로 각각 기체를 공급하는 복수의 공급구 또는 기체 공급 기구를 갖는 구성이면 된다. 또한, 도 4에는 정류 부재(302)가 기재되어 있지만, 기체 공급 기구만으로 충분한 유속의 차(유속 분포)를 얻게 되면, 정류 부재(302)는 배치되지 않아도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 정류 기구(3)에 의해 광학 요소(101)측에 유속이 느린 기체를 공급할 수 있으므로, 기체에 포함되는 오염 물질이나 노광 공간 주위의 공기의 유입에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 또한, 정류 기구(3)에 의해 기판 W측에 유속이 빠른 기체를 공급할 수 있으므로, 기판 W로부터 발생하는 오염 물질에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다.
제2 실시 형태
제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 정류 기구에 추가로 기체 순환 시스템과 배기 기구(6)를 마련하여, 정류된 유속 분포를 형성하고 있다. 도 5는, 본 실시 형태에 있어서의 기체 순환 시스템을 도시하는 도면이다. 도 5의 (A)에 도시되는 바와 같이, 기체 순환 시스템은, 기체 공급 기구(301)와, 공급된 기체를 정류하는 정류 기구(3)와, 기체를 회수하는 회수구(5)와, 회수된 기체를 기체 공급 기구(301)로 보내는 환경 제어 장치(4)를 갖고 있다. 또한, 이하의 설명에서 특히 언급하지 않는 것은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
기체 공급 기구(301)로부터 공급된 기체는, 정류 기구(3)로 정류되어, 광학 요소(101)와 기판 W 사이(노광 공간)를 통과한 후, 회수구(5)에 의해 회수된다. 회수된 기체는, 환경 제어 장치(4)를 통과하고, 다시 정류 기구(3)로 보내져, 노광 장치 내에서 순환되고 있다. 이 노광 장치 내에서 기체를 순환시켜서 공급하는 기체 순환 시스템은, 순환시키지 않고 노광 장치 밖으로부터 새로운 기체를 도입하여 공급하는 시스템과 비교하여, 노광 장치 내의 온도 제어를 향상시킬 수 있다. 노광 장치 내에서 온도 제어된 기체를 다시 순환시키는 쪽이, 새로운 기체를 도입하는 것보다도, 목표 온도에 대한 차가 작아서, 온도 제어의 정밀도가 높아지기 때문이다. 또한, 본 실시 형태에서 사용하는 기체는 공기이지만, 질소나 헬륨 등의 불활성 가스여도 된다. 기체 순환 시스템으로 기체를 순환시킴으로써, 질소나 헬륨 등의 불활성 가스를 재이용하는 것이 가능하게 된다.
환경 제어 장치(4)는, 기체를 기체 공급 기구(301)로 보내는 송기부이다. 환경 제어 장치(4)는, 기체 공급 기구(301)로부터 공급되는 기체에 포함되는 오염 물질의 총량을 적게 하기 위해서, 케미컬 필터(401)를 구비하고 있어도 된다. 기체 공급 기구(301)로부터 나온 기체를 그대로 회수구(5)로 되돌려버리면, 기판 W로부터 발생하는 레지스트 가스를 포함하고 있기 때문에, 케미컬 필터(401)의 수명을 단축시켜버린다. 기판에 도포되는 레지스트는, 촉매에 의한 상 형성을 위해 고감도화가 용이한 화학 증폭 레지스트가 근년 일반적으로 사용되고 있지만, 노광 프로세스에 있어서, 이 포토레지스트로부터 오염 물질이 발생된다. 따라서, 레지스트 가스는, 기체 중에서도 오염 물질을 많이 포함하고 있다. 케미컬 필터(401)가 수명이 다하면, 오염 물질을 완벽히 제거하지 못하여, 기체 공급 기구(301)로부터 나오는 기체에 포함되는 오염 물질의 농도가 상승해 버려, 결과로서 광학 요소(101)의 흐림이 가속되어 버린다. 그 때문에, 본 실시 형태에서는, 레지스트 가스를 회수구(5)로 되돌리지 않고, 외부로 배기하는 배기 기구(6)를 구비한다.
도 5의 (B)는 배기 기구(6)의 근방을 확대한 도면이다. 배기 기구(6)는, 기판 W보다도 하류측, 회수구(5)보다도 상류측에 배치된다. 배기 기구(6)에 있어서 레지스트 가스를 회수하는 배기구(601)는, 레지스트 가스를 회수하기 쉽도록, 투영 광학계의 보유 지지 부재(102)측이 아니라 이동 스테이지(2)측에, 배기구(601)를 기체의 상류측으로 향하게 하여 배치된다. 배기 기구(6)는, 배기 팬에 의해 외부로 배기를 행하고 있다. 배기 팬 대신에, 진공 펌프를 사용해도 된다. 배기 기구(6)를 사용함으로써, 회수구(5)로 회수되는 레지스트 가스의 총량을 저감할 수 있기 때문에, 케미컬 필터의 수명을 길게 하고, 추가로 눈막힘의 빈도도 저하된다. 결과로서, 흐림을 저감하는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 배기 기구(6)를 이동 스테이지(2)측에 마련함으로써, 기판 W측의 유속 V2를 빠르게 하는 효과도 있다.
도 5의 (B)에서는 배기구(601)의 배치는 유로 방향과 수직인 평면으로 되어 있지만, 레지스트 가스의 유로 상에 있으면 되기 때문에, 광축과 수직인 평면이거나, 유로 방향과 수직인 평면을 축 X로 회전시킨 기울어진 평면이거나 해도 된다. 또한 평면뿐만 아니라, 곡면뿐이거나, 혹은, 평면과 곡면으로 배치되어 있어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 기체 순환 시스템과 배기 기구(6) 양쪽을 구비하고 있는 노광 장치에 대하여 설명했지만, 기체 순환 시스템 및 배기 기구(6)는 어느 한쪽만으로도, 광학 요소의 흐림 억제에 효과가 있다. 따라서, 노광 장치는, 기체 순환 시스템과 배기 기구(6) 어느 한쪽만을 구비하고 있어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 정류 기구(3)에 의해 광학 요소(101)측에 유속이 느린 기체를 공급할 수 있으므로, 기체에 포함되는 오염 물질이나 노광 공간의 주변 공기의 유입에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 추가로, 정류 기구(3)에 의해 기판 W측에 유속이 빠른 기체를 공급할 수 있으므로, 기판 W로부터 발생하는 오염 물질에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 또한, 기체 순환 시스템과 배기 기구(6)를 마련함으로써, 기체의 재이용을 가능하게 함과 함께, 오염 물질을 제거함으로써 광학 요소의 흐림을 억제할 수 있다.
제3 실시 형태
제3 실시 형태는, 제1 실시 형태의 정류 기구에 더하여, 제2 정류 부재(303)를 마련하여, 정류된 유속 분포를 형성하고 있다. 도 6은, 본 실시 형태의 정류 기구를 도시하는 도면이다. 또한, 이하의 설명에서 특히 언급하지 않는 것은, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
도 6의 (A)에 도시되는 바와 같이, 기체 공급 기구(301)로부터 공급된 기체는, 제1 정류 부재(302)를 통과하고, 광학 요소(101)와 기판 W 사이(노광 공간)를 통과한 후, 회수구(5)에 의해 회수된다. 회수된 기체는, 환경 제어 장치(4)를 통과하고, 다시 정류 기구(3)에 보내져, 노광 장치 내에서 순환되고 있다. 환경 제어 장치(4)는, 기체 공급 기구(301)로부터 공급되는 기체에 포함되는 오염 물질의 총량을 적게 하기 위해서, 케미컬 필터(401)를 구비하고 있어도 된다. 제2 정류 부재(303)는, 노광 공간과 회수구(5) 사이(노광 공간의 하류측)에 마련되어, 보다 광범위하게 정류의 효과가 얻어져, 큰 광학 요소를 사용하는 경우에, 흐림을 저감하는 효과가 있다.
도 6의 (B)는, 도 6의 (A)에 도시되는 제2 정류 부재(303)의 주변부를 확대한 도면이다. 제2 정류 부재(303)는, 유로 방향에 대하여, 기판 W보다도 하류측, 회수구(5)보다도 상류측에 배치되며, 또한 광축 방향에 대하여, 광학 요소(101)와 이동 스테이지(2) 사이에 배치된다. 추가로, 제2 정류 부재(303)의 배치는, 이동 스테이지(2)보다도, 광학 요소(101)의 근처에 배치하는 것이 보다 바람직하다. 제2 정류 부재(303)를 마련함으로써, 유로가 기판 W측으로 유도된다. 결과로서, 제2 정류 부재(303)를 마련함으로써, 광학 요소(101)측의 제3 유로보다도 기판 W측의 제4 유로쪽이, 유속이 빠른 유속 분포를, 보다 광범위하게 유지할 수 있고, 보다 큰 광학 요소에 대해서도 효과를 얻을 수 있다.
제2 정류 부재(303)의 형상은, 광학 요소(101)측의 유로 저항체로 되는 형상이면 되고, 그 형상은 한정되지는 않는다. 예를 들어, 투영 광학계의 보유 지지 부재(102)의 형상에 따라, 광축 중심으로 원호 형상으로 하여 보유 지지 부재(102)를 덮는 형상이거나, 광축 중심의 둘레 방향 축에 대하여 굽힘이 있는 판재 형상으로 하거나 해도 된다. 또한, 정류 부재(303)와 보유 지지 부재(102) 사이에 간극이 없을 경우, 그 부분에 오염 물질이 고여서, 광학 요소(101)의 흐림이 발생하는 경우가 있기 때문에, 광학 요소(101)와 제2 정류 부재(303) 사이에는 간극이 있으면 보다 바람직하다. 도 6에 있어서는, 순환 시스템이 기재되어 있지만, 순환 시스템은 본 실시 형태에 있어서 필수가 아니라, 기판 W보다도 하류측에 제2 정류 부재(303)를 마련하는 구성이면 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 정류 기구(3)에 의해 광학 요소(101)측에 유속이 느린 기체를 공급할 수 있으므로, 기체에 포함되는 오염 물질이나 노광 공간 주위의 공기의 유입에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 추가로, 정류 기구(3)에 의해 기판 W측에 유속이 빠른 기체를 공급할 수 있으므로, 기판 W로부터 발생되는 오염 물질에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 또한, 제2 정류 부재(303)를 마련함으로써, 상기 효과를 보다 넓은 범위에서 얻을 수 있다.
제4 실시 형태
제4 실시 형태는, 제2 실시 형태와 제3 실시 형태를 조합한 실시 형태이다. 도 7의 (A)는 제4 실시 형태의 정류 기구를 도시하고 있다. 본 실시 형태의 노광 장치는, 도 7의 (A)에 도시되는 바와 같이, 정류 기구(3), 제2 정류 부재(303), 배기 기구(6), 기체 순환 시스템의 회수구(5) 및 환경 제어 장치(4)를 구비하고 있다. 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태와 마찬가지인 것은, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 7의 (B)는 도 7의 (A)에서, 배기 기구(6) 및 제2 정류 부재(303)의 부분 확대도이다. 배기 기구(6)는, 배기구(601)를 유로 방향에 대하여, 기판 W보다도 하류측, 회수구(5)보다도 상류측에 배치된다. 또한, 제2 정류 부재(303)는, 유로 방향에 대하여, 기판 W보다도 하류측, 배기구(601)보다도 상류측에 배치된다.
또한, 배기구(601)는 광축 방향에 대하여 광학 요소(101)보다도 기판 W측에 가까운 것이 바람직하다. 배기구(601)를 이동 스테이지(2)측에 배치함으로써, 제2 정류 부재(303)에 있어서 보유 지지 부재(102)측으로 유도된 기체는, 이동 스테이지(2)측에 있는 배기구(601)에는 들어가지 않고, 회수구(5)로 회수된다. 한편, 제2 정류 부재(303)에 있어서, 이동 스테이지(2)측으로 유도된, 레지스트 가스를 많이 포함하는 기체는, 이동 스테이지(2)측에 있는 배기구(601)로 흡인되기 쉽고, 배기 기구(6)로부터 배출되기 쉽다. 제2 정류 부재(303)에 의해 기판 W로부터 발생하는 레지스트 가스의 유로 단면적을 보다 작게 줄일 수 있고, 그 줄인 부분만 배기하면 되므로, 레지스트 가스의 배기 효율이 높아진다.
또한, 배기의 효율을 높임으로써, 회수구(5)로 회수되는 레지스트 가스의 총량을 보다 저감할 수 있기 때문에, 케미컬 필터의 수명을 길게 하고, 추가로 눈막힘의 빈도도 저하된다. 결과로서, 흐림을 저감하는 효과를 얻을 수 있다. 이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 배기 기구(6)에서의 레지스트 가스의 배기 효율을 높일 수 있고, 광학 요소의 흐림의 저감에 효과가 있다.
제5 실시 형태
제5 실시 형태는 제1 실시 형태와 비교하여, 제1 정류 부재(302)의 형상을 변경한 것이다. 도 8은, 제5 실시 형태에 있어서의 정류 기구(3)를 도시하는 도면이다. 정류 기구(3)는, 투영 광학계(1)의 최종면에 배치되는 광학 요소(101)와, 이동 스테이지(2)에 실려 있는 기판 W 사이에, 정류된 기체를 공급하는 정류 기구이다. 또한, 이하의 설명에서 특히 언급하지 않는 것은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도 8의 (A)에 도시되는 바와 같이, 정류 기구(3)를 사용하여, 투영 광학계(1)의 최종면에 배치되는 광학 요소(101)와, 이동 스테이지(2)에 실려 있는 기판 W 사이에, 정류된 기체를 공급한다. 정류 부재(302)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기체 공급 기구(301)로부터 나온 기체가 광학 요소(101)측과 기판 W측의 두 유로로 나뉘도록 배치되어 있다.
정류 부재(302)는, 도 8의 (B)에 도시되는 바와 같이 컨덕턴스를 조정하는 조임부(3021)를 갖고 있으며, 광축과 수직인 평면에 있어서, 광학 요소(101)측보다도 기판 W측의 유로를 줄인 형상이다. 조임부(3021)를 마련함으로써, 기판 W측의 유로가 좁아져, 유속이 보다 빨라진다. 또한, 광축과 수직인 평면에 조임부(3021)를 마련함으로써, 유로 높이의 줄임을 작게 할 수 있다. 본 실시 형태는 광학 요소(101)와 기판 W 사이의 스페이스가 좁고, 축 X 방향의 스페이스에 여유가 있는 경우에 유효하다. 조임부(3021)의 형상은, 유로 방향에 대하여, 제1 정류 부재(302)의 유로 출구를 가장 줄이는 형상으로 되어 있지만, 유로 도중에 정류 부재(302)의 입구의 유로 단면적보다도 줄일 수 있는 형상이면 된다. 또한, 도 8의 (B)에서는 광축과 수직인 평면만 줄이고, 유로 높이는 줄이지 않았지만, 유로 높이도 동시에 줄여도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 정류 기구(3)에 의해 광학 요소(101)측에 유속이 느린 기체를 공급할 수 있으므로, 기체에 포함되는 오염 물질이나 노광 공간의 주변 공기의 유입에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 또한, 정류 기구(3)에 의해 기판 W측에 유속이 빠른 기체를 공급할 수 있으므로, 기판 W로부터 발생하는 오염 물질에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다.
제6 실시 형태
제6 실시 형태는 제1 실시 형태와 비교하여, 제1 정류 부재(302)의 형상을 변경한 것이다. 도 9는, 제6 실시 형태에 있어서의 정류 기구(3)를 도시하는 도면이다. 정류 기구(3)는, 투영 광학계(1)의 최종면에 배치되는 광학 요소(101)와, 이동 스테이지(2)에 실려 있는 기판 W 사이에, 정류된 기체를 공급하는 정류 기구이다. 또한, 이하의 설명에서 특히 언급하지 않는 것은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
정류 부재(302)는, 기체 공급 기구(301)로부터 나오는 기체를 광학 요소(101)측과 기판 W측의 두 유로로 나뉘도록 배치되어 있다. 그 형상은, 도 9의 (A)에 도시되는 바와 같이, 광학 요소(101)측의 유로에 대하여, 유로 위에 압력 손실 필터(3022)를 마련한 형상이다. 압력 손실 필터(3022)를 광학 요소(101)측의 유로에 마련함으로써, 마련하지 않은 경우와 비교하여, 광학 요소(101)측의 유로 압력 손실과, 기판 W측의 유로의 압력 손실 차를 보다 크게 할 수 있다. 그 때문에, 광학 요소(101)측의 유속 V1을 보다 느리게 하고, 기판 W측의 유속 V2를 보다 빠르게 할 수 있어, 결과적으로, 흐림을 저감하는 효과를 얻을 수 있다.
압력 손실 필터(3022)의 형상은, 예를 들어 도 9의 (B)에 도시되는 바와 같은, 슬릿 형상으로 배치한 것이다. 그러나, 압력 손실 필터(3022)의 형상은 이에 한정되는 것이 아니라, 펀칭 메탈 등의 컨덕턴스를 조정하는 부재로 될 수 있는 것이면 그 형상은 한정되지는 않는다. 압력 손실 필터(3022)의 배치는, 도 9의 (A)에서는, 정류 부재(302)의 유로 출구에 배치되어 있지만, 유로 입구나, 유로 도중에 배치해도 된다. 또한, 정류 부재(302)에, 제5 실시 형태에서 도시한 컨덕턴스를 조정하는 부재를 더 포함하도록 구성해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 정류 기구(3)에 의해 광학 요소(101)측에 유속이 느린 기체를 공급할 수 있으므로, 기체에 포함되는 오염 물질이나 노광 공간의 주변 공기의 유입에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다. 추가로, 정류 기구(3)에 의해 기판 W측에 유속이 빠른 기체를 공급할 수 있으므로, 기판 W로부터 발생하는 오염 물질에 의한 광학 요소의 흐림(오염)을 저감할 수 있다.
노광 장치에 관한 실시 형태
도 10은, 정류 기구(3)를 구비한 노광 장치를 도시하는 도면이다. 노광 장치는, 조명 광학계(10)와, 원판 스테이지(11)와, 투영 광학계(1)와, 이동 스테이지(2)와, 그들을 제어하는 제어부(13)를 구비한다. 조명 광학계(10)는, 광원(12)으로부터의 광을 사용하여, 원판 스테이지(11)에 보유 지지되어 있는 원판 M을 조명한다. 원판 스테이지(11)는, 패턴이 형성되어 있는 원판 M을 보유 지지하고, 예를 들어 X, Y 방향으로 이동가능하다. 투영 광학계(1)는, 이동 스테이지(2)에 보유 지지되어 있는 기판 상에 원판 M으로부터의 패턴 상을 투영하여, 전사한다. 투영 광학계(1)는, 복수의 광학 소자에 의해 구성되어 있고, 광학 소자 중에서 가장 기판 W에 가깝고, 광로의 최종면으로 되는 것이 광학 요소(101)이다. 노광 장치는, 각 실시 형태에서 설명한 정류 기구(3)나 도시되지 않은 기체 순환 시스템, 배기 기구(6), 그리고 제2 정류 부재(303) 등을 구비하는 것이 가능하다. 정류 기구(3) 등을 구비함으로써, 광학 요소(101)의 표면에 오염 물질이 부착되어 광학 요소(101)를 흐리게 하는 것을 억제할 수 있다.
물품 제조 방법에 대한 실시 형태
본 실시 형태에 따른 물품 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 기판 상에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 사용하여 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 처리(현상)하는 공정을 포함한다. 추가로, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 이들 실시 형태에 한정되지는 않으며, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
1: 투영 광학계
2: 이동 스테이지
3: 정류 기구
W: 기판
101: 광학 요소
301: 기체 공급 기구
302: 제1 정류 부재

Claims (13)

  1. 원판 및 투영 광학계를 통하여 기판을 노광하는 노광 장치이며,
    서로 대향하는 상기 투영 광학계와 상기 기판 사이의 공간에 있어서, 상기 투영 광학계의 광축을 가로지르도록 기체를 공급하는 공급부를 갖고,
    상기 공급부는, 상기 공간에 있어서 상기 광축을 가로지르는 기체가, 제1 위치보다 상기 투영 광학계로부터 먼 제2 위치에서의 유속이 상기 제1 위치에서의 유속보다 큰 유속 분포를 갖도록, 상기 기체를 공급하고,
    상기 공급부는, 상기 기체의 유로를, 상기 제1 위치로 흐르는 기체의 제1 유로와, 상기 제2 위치로 흐르는 기체의 제2 유로로 분기시켜서 상기 유속 분포를 형성하는 제1 정류 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유로의 최상류에서의 단면적을 S1in이라 하고, 상기 제1 유로의 최소 단면적을 S1min이라 하고, 상기 제2 유로의 최상류에서의 단면적을 S2in이라 하고, 상기 제2 유로의 최소 단면적을 S2min이라 하여, S1min/S1in>S2min/S2in으로 되는 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광축의 방향에 있어서, 상기 제1 유로의 최상류에서의 높이를 H1in이라 하고, 상기 제1 유로의 최소 높이를 H1min이라 하고, 상기 제2 유로의 최상류에서의 높이를 H2in이라 하고, 상기 제2 유로의 최소 높이를 H2min이라 하여, H1min/H1in>H2min/H2in으로 되는 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광축의 방향에 있어서, 상기 제1 유로의 높이는, 상류로부터 하류를 향하여 커지는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 정류 부재는, 상기 제1 유로 및 상기 제2 유로 중 적어도 한쪽의 컨덕턴스를 조정하는 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급부는, 상기 공간에 있어서 상기 광축을 가로지르는 기체가 상기 유속 분포를 갖도록, 서로 상이한 복수의 유속으로 각각 기체를 공급하는 복수의 공급구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급부가 공급하는 상기 기체와는 상이한 기체의 상기 공간으로의 유입을 차폐하는 차폐 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간의 하류에, 기체의 유로를, 상기 제1 위치를 흐르는 기체의 제3 유로와, 상기 제2 위치를 흐르는 기체의 제4 유로로 분기시켜서 상기 유속 분포를 형성하는 제2 정류 부재를 갖는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간을 통과한 기체를 회수하는 회수구와, 상기 회수구로부터 회수된 기체를 상기 공급부로 보내는 송기부를 갖는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 송기부는, 기체에 포함되는 오염 물질을 제거하는 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간을 통과한 기체 중 상기 제2 위치를 흐른 기체를 배기하는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급부가 공급하는 상기 기체는, 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판에 노광을 행하는 공정과,
    상기 공정에서 상기 노광이 행하여진 상기 기판을 현상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 물품의 제조 방법.
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