TW201738932A - 曝光裝置及曝光方法、元件製造方法 - Google Patents

曝光裝置及曝光方法、元件製造方法 Download PDF

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Takahiro Masada
Yuho Kanaya
Tadashi Nagayama
Kenichi Shiraishi
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Nippon Kogaku Kk
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Abstract

曝光裝置EX中具備:基板載台PST,用來保持基板P且本身可移動;基板對準系統5,用以檢測基板載台PST所保持的基板P上之對準標記1,並用以檢測於基板載台PST所設置之基準標記PFM;以及光罩對準系統6,透過投影光學系統PL來檢測於基板載台PST所設置之基準標記MFM。以基板對準系統5檢測於基板載台PST所設置之基準標記PFM時並未透過液體,並且,藉光罩對準系統6檢測於基板載台PST所設置之基準標記MFM時係透過投影光學系統PL和液體,進而求出基板對準系統5之檢測基準位置和圖案像之投影位置的位置關係。可在液浸曝光中精確地進行對準處理。

Description

曝光裝置及曝光方法、元件製造方法

本發明係關於一種透過投影光學系統與液體將圖案曝光於基板之曝光裝置,以及曝光方法和元件製造方法。

半導體元件或液晶顯示元件等微小元件之製造,係使形成於光罩上之圖案轉印於感光性基板上,即利用所謂的微影方法。在微影步驟所使用的曝光裝置,係具有光罩載台用以支持光罩,且具有基板載台用以支持基板,乃是邊逐步移動光罩載台及基板載台,邊透過投影光學系統將光罩圖案轉印至基板。

形成上述微小元件時,係在基板上重疊著複數層圖案,因而,將第2層以後的圖案投影曝光於基板上之際,如何精確的進行使得業已形成於基板上的圖案與隨後欲予以曝光的圖案像做對位之對準處理,乃是相當重要的課題。所使用之對準方式,有所謂TTL方式,即使用投影光學系統作為標記檢測系統的一部份者;或使用所謂軸外對準方式,即不透過投影光學系統而使用專用之標記檢測系統者。上述諸方式,並非使光罩與基板直接對位,而是透過設在曝光裝置內(一般是在基板載台上)的基準標記,間接性地對位。在當中的軸外對準方式,必須進行基線(baseline)量測來據以得知,在規定基板載台移動之座標系 統內,量測上述專用之標記檢測系統的檢測基準位置與光罩圖案像之投影位置的距離(位置關係),即,取得基線量之資訊。接著,於基板上進行重疊曝光之際,係以標記檢測系統來檢測出在基板上之曝光對象區域、即投影照射(shot)區域所形成之對準標記,求出投影照射區域相對於標記檢測系統之檢測基準位置的位置資訊(偏離量),以此時之位置與根據上述基線量與標記檢測系統所求出的投影照射區域之偏離量,來使基板載台移動,藉此,使得光罩圖案像之投影位置與該投影照射區域對位,俾在該狀態下進行曝光。藉此作法,使得業已形成於基板(投影照射區域)之圖案,能夠與下一個光罩圖案像疊合。

近年來,為對應於元件圖案朝更高集積度發展,投影光學系統亦被寄與更高解析度的期待。投影光學系統的解析度,隨著使用的曝光波長之愈短而愈高,且隨著投影光學系統之數值孔徑的愈大而愈高。因而,曝光裝置所使用之曝光波長年年朝更短波長進展,投影光學系統之數值孔徑亦漸增。又,現在主流之曝光波長係為KrF準分子雷射之248nm,然而,更短波長的ArF準分子雷射之193nm亦進入實用化階段。又,在進行曝光之際,焦點深度(DOF)與解析度同樣的重要。對解析度R及焦點深度δ分別以下式表示。

R=k1‧λ/NA..............(1)

δ=±k2‧λ/NA2.......(2)

此處,λ表示曝光之波長,NA表示投影光學系統之 數值孔徑,k1、k2表示程序係數。由(1)式、(2)式可得知,若為了提高解析度R而縮短曝光波長λ、且加大數值孔徑NA,則焦點深度δ愈淺。

若是焦點深度δ過淺,基板表面不易與投影光學系統之像面一致,恐造成曝光動作時之聚焦裕度(focus margin)不足。此處,例舉如國際公開第99/49504號公報所揭示之液浸法,乃是可實質縮短曝光波長且加深焦點深度的方法。該種液浸法所揭示內容,係在投影光學系統的下面與基板表面之間滿佈水或有機溶劑等液體,利用曝光用光在液體中的波長為空氣中的1/n(n為液體的折射率,通常為1.2~1.6左右)之現象來提高解析度,同時擴大焦點深度約達n倍。

此外,無庸贅言的,即使在液浸曝光處理時,使光罩圖案像與基板上之各投影照射區域精確的對位同樣極其重要,當上述般光罩圖案像與基板之對位係透過基準標記來進行時,如何能夠精確的量測基線及進行對準處理,乃是重要課題。

又,在基板載台上的周緣所配置者,不侷限於基準標記,亦包含各種之感測器,在使用該些配置物時,必須要儘量避免液體洩漏或滲入。又,滲入基板載台內部的液體亦有可能導致意外狀況的發生,故必須防止液體的滲入。

本發明係有鑑於上揭事項而提出者,其目的在於,提供可抑制液體洩漏或滲入之曝光裝置與曝光方法。又,其目的也在於,提供在液浸曝光當中同樣可精確實施對準處 理之曝光裝置及曝光方法。再者,其目的亦在於,提供運用上揭曝光裝置之元件製造方法,以及,運用該曝光方法之元件製造方法。

本發明為解決上述問題,以圖1~圖14對應於其實施形態,採用如下之構成例。然而,附於各要素之附帶括弧的符號,僅是用以表示其要素之示例,未有侷限各要素之作用。

根據本發明之第1態樣,係一種曝光裝置,藉由將圖案像透過液體投影至基板上,來使基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,用來保持基板且本身可移動;第1檢測系統,用以檢測出於該基板載台所保持之該基板上的對準標記,並用以檢測出於該基板載台所設置之基準部;以及第2檢測系統,係透過該投影光學系統來檢測出於該基板載台所設置之基準部;使用該第1檢測系統來檢測於該基板載台所設置之基準部時並未透過液體,而使用該第2檢測系統來檢測於該基板載台所設置之基準部時,係透過投影光學系統和液體來進行檢測,以求出該第1檢測系統之檢測基準位置與該圖案像的投影位置之位置關係。

根據本發明,使用第1檢測系統來檢測基板載台上之基準時,並未透過液體,因而,基準部之檢測,能夠不受到液體溫度變化等之影響而良好的進行。又,第1檢測系統之構成無須對應於液浸狀態,能使用原來的檢測系統。又,使用第2檢測系統來檢測基板載台上之基準部時,與液浸曝光時同樣的,係在投影光學系統之像面側滿佈液體,檢測 之進行係透過投影光學系統和液體,藉此,可根據其檢測結果來精確得知圖案像之投影位置。又,根據此等第1、第2檢測系統之檢測動作中的基板載台之各位置資訊,可精確求得第1檢測系統之檢測基準位置與圖案像投影位置之位置關係(距離),即基線量(或謂基線資訊),根據上述基線量,則在對於基板進行疊合曝光之際,亦可使基板(投影照射區域)與光罩之圖案像做精確的對位。

根據本發明之第2態樣,係一種曝光裝置,藉由將圖案像透過液體投影至基板上,來使基板曝光;其特徵在於,包含:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,可在該基板(P)被保持於基板保持具之狀態下來進行移動;第1檢測系統,用於檢測出該基板載台所保持的基板(P)上之對準標記;以及第2檢測系統,係透過液體來檢測於該基板載台所設置之基準部;使用該第2檢測系統透過液體來檢測於該基板載台所設置之基準部時,在該基板保持具係配置著該基板或是虛基板。

根據本發明,即使是在配置有液體之狀態來檢測基準部,藉由在基板保持具配置著基板或虛基板,可防止大量液體滲入基板保持具內部或基板載台內部。因而能夠防止肇因於滲入液體所導致之基板載台內部的電氣儀器故障或漏電,或是基板載台內部之各構件的銹蝕等。

根據本發明之第3態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;上面 無高低差之基準構件;以及檢測系統,係在液體滿佈於該投影光學系統端面和該基準構件上面之間之狀態下,檢測於該基準構件所形成之基準部。

根據本發明,因為在基準構件上面並無高低差,故例如即使由乾狀態切換成濕狀態時,不易在基準構件上之基準部部分(高低差部分)殘留氣泡。又,亦可防止由濕狀態切換成乾狀態時在標記部分殘留液體。因而,亦能防止在基準構件上產生水痕(所謂watermark)。

根據本發明之第4態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,用來保持基板且本身可移動;檢測器,用以檢測在該基板保持具是否業已保持著基板或虛基板;以及控制裝置,依據該檢測器之檢測結果,來決定該基板載台之可移動區域。

根據本發明,係依據基板保持具是否業已保持著基板或虛基板,來決定基板載台的可移動區域,因而,可防止在基板保持具的保持面附著液體,或者是造成液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第5態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,用來保持基板且本身可移動;液體供給機構,用以供給液體;檢測器,用以檢測在該基板保持具是否業已保持著基板或虛基板; 以及控制裝置,根據該檢測器之檢測結果,來控制該液體供給機構的動作。

根據本發明,係依據基板保持具是否業已保持著基板或虛基板,來控制液體供給機構的動作,因而,可防止在基板保持具的保持面附著液體,或者是造成液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第6態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,用來保持基板且本身可移動;以及液體供給機構,僅在該基板保持具上業已保持著基板或虛基板的情況下,才將液體供給至該基板載台上。

根據本發明,僅在基板保持具上業已保持著基板或虛基板時,才由液體供給機構將液體供給至基板載台上,因而,可防止在基板保持具的保持面附著液體,或者是造成液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第7態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其中具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,可在保持著基板之狀態下來進行移動;以及液浸機構,僅在上述基板載台業已保持著基板或虛基板時,才在上述基板載台上形成液浸區域。

根據第7態樣之曝光裝置,在基板載台並未保持著基板或虛基板時,液浸機構不會在基板載台上形成液浸區域, 因而,可有效防止液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第8態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具有用以保持該基板之凹部,和配置在該凹部周圍、與保持於該凹部的基板表面大致呈同一平面之平坦部;僅在該基板載台上的凹部配置著物體,且該物體表面並與該平坦部大致呈同一平面時,才於該基板載台上形成液浸區域。

根據第8態樣之曝光裝置,當在基板載台的凹部並未收容物體、或者未確實地將物體收容於凹部時,在基板載台上不形成液浸區域。藉此,可有效防止液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第9態樣,係一種曝光方法,係藉由使圖案像透過投影光學系統與液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具有下述步驟:使用第1檢測系統來檢測該基板上之對準標記的位置資訊;使用第1檢測系統,檢測用以保持該基板之基板載台上的基準部之位置資訊;待結束以第1檢測系統所進行之兩種檢測,即該對準標記之位置資訊檢測與該基板載台上之基準位置資訊檢測後,使用第2檢測系統,透過該投影光學系統與液體來檢測該基板載台上的基準部;根據藉該第1檢測系統取得之對準標記之位置資訊檢測結果、藉該第1檢測系統取得之基板載台上的基準部之位置資訊檢測結果、和藉該第2檢測系統取得之基板載台上的基準部之位置資訊檢測結果,求出該第1檢測系統 之檢測基準位置與該圖案像的投影位置之關係,並進行該圖案像與該基板之對位,俾依序將該圖案像投影至該基板上之複數個投影照射區域,來進行曝光。

根據上述曝光方法,首先,係藉第1檢測系統在未透過液體的前提下檢測出基板上之對準標記,藉以取得基板上之複數個投影照射區域的位置資訊,繼而,在未透過液體的前提下檢測出基板載台上之基準部,以取得其位置資訊,接著,在投影光學系統的像面側滿佈液體,藉第2檢測系統透過投影光學系統與液體來檢測出基板載台上之基準部,藉以取得圖案像之投影位置,在精確取得第1檢測系統之檢測基準位置與圖案像的投影位置之位置關係(距離)、亦即取得基線量之後,在投影光學系統與基板間滿佈液體以進行基板之液浸曝光,所以在投影光學系統的像面側未滿佈液體之乾狀態,與投影光學系統的像面側滿佈液體之濕狀態間的切換次數已然減少,可提昇產能。又,藉第1檢測系統所進行之基準部檢測動作,與藉第2檢測系統所實施之透過投影光學系統與液體之基準部檢測動作乃連續進行著,故可避免由於在第2檢測系統之基準部檢測時,其檢測狀態相對於第1檢測系統之基準部檢測動作大幅改變所致無法精確量測第1檢測系統之檢測基準位置與圖案像的投影位置之位置關係(即基線量)之異常發生。又,藉第1檢測系統來檢測基板載台上之基準部時並未透過液體,乃可良好的檢測出基準部而不受液體溫度變化等之影響。又,第1檢測系統之構成無須對應於液浸方式,可利用原來的檢測系統。又,使用第2檢測系統來檢測基板載台上的基 準部時,係與液浸曝光時同樣的,將液體滿佈於投影光學系統的像面側並透過投影光學系統與液體而檢測,藉此作法,可根據其檢測結果精確地檢測出圖案像之投影位置。又,可根據該第1、第2檢測系統之檢測動作中的基板載台之各位置資訊,精確取得第1檢測系統之檢測基準位置與圖案像的投影位置之位置關係(距離),亦即取得基線量,進而可根據於上述基線量,在欲疊合於基板以進行曝光之際,使基板(投影照射區域)與光罩的圖案像精確地對位。

根據本發明之第10態樣,係一種曝光方法,係藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,包含下述要項:基準部以及設有基板保持具之基板載台所保持之該基板上之對準標記,係藉由第1檢測器來檢測;在該基板保持具配置著基板或虛基板的狀態下,以第2檢測器透過液體來檢測該基準部;以及根據第1及第2檢測器之檢測結果,使得基板與圖案像對位,依圖案像使基板曝光。

根據本發明第10態樣之曝光方法,藉由第2檢測器透過液體來檢測於基板載台所設置之基準部時,在基板保持具配置著上述基板或虛基板,是故,能有效防止液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第11態樣,係一種曝光方法,係藉由使圖案像透過液體投影至由移動式基板載台的基板保持具所保持之基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,包含下述步驟:檢測在該基板保持具是否保持著基板或虛基板;以及依據檢測結果,設定該基板載台(PST)的可移動區域。

根據本發明第11態樣之曝光方法,例如,經檢測出在上述基板保持具並未保持著上述基板或虛基板時,藉由設定基板載台的可移動區域,以防液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第12態樣,係一種曝光方法,係藉由使圖案像透過液體投影至由移動式基板載台所保持的基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,包含下述步驟:檢測在該基板載台是否保持著基板或虛基板;以及依據該項檢測結果來判斷應否於該基板載台上形成液浸區域。

根據本發明第12態樣之曝光方法,例如,經檢測出在上述基板載台並未保持著上述基板或虛基板時,中斷朝基板載台上供給液體,因而,可防止液體滲入基板載台內部。

根據本發明之第13態樣,係一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;可於該投影光學系統之像面側移動的載台;第1檢測系統,用以檢測出該基板上之對準標記,並檢測設置在該載台之基準部;以及第2檢測系統,透過該投影光學系統來檢測於該載台所設置之該基準部;使用該第1檢測系統來檢測於該載台所設置之基準部時不透過液體,而使用該第2檢測系統來檢測於該載台所設置之基準部時係透過投影光學系統和液體來檢測,從而求出該第1檢測系統之檢測基準位置和該圖案像的投影位置之位置關係。

根據本發明之第13態樣,可精確地使基板(投影照射區域)與圖案像對位。

本發明提供一種元件製造方法,其特徵在於,使用上 揭之曝光裝置。又,本發明提供一種元件製造方法,其特徵在於,使用上揭之曝光方法。

根據本發明,可在圖案像的投影位置與基板(投影照射區域)業已精確對位之狀態下進行液浸曝光處理,故可製造出能發揮期望性能之元件。又,藉著使用可抑制液體洩漏或滲入之曝光裝置,能製造出具期望性能之元件。

RP‧‧‧基板交換位置

DP‧‧‧虛基板

PSH‧‧‧基板保持具

MFM、PFM‧‧‧基準標記

C/D‧‧‧塗佈暨顯影部

IF‧‧‧介面部

PL‧‧‧投影光學系統

IL‧‧‧曝光用光

LS‧‧‧光學元件

LQ‧‧‧液體

R‧‧‧標線片

W‧‧‧晶圓

MST‧‧‧光罩載台

PST‧‧‧基板載台

CONT‧‧‧控制裝置

EX‧‧‧曝光裝置

AR1、AR‧‧‧投影區域

IA‧‧‧照明區域

MSTD‧‧‧光罩載台驅動裝置

PSTD‧‧‧基板載台驅動裝置

1‧‧‧對準標記

2‧‧‧光學元件

2a‧‧‧液體接觸面

3‧‧‧基準構件

4‧‧‧焦點檢測系統

4a‧‧‧發光部

4b‧‧‧受光部

5‧‧‧基板對準系統

6‧‧‧光罩對準系統

10‧‧‧液體供給機構

11‧‧‧液體供給裝置

12‧‧‧供給管

13(13A~13C)‧‧‧供給嘴

14‧‧‧閥門

15A~15C‧‧‧供給嘴

16‧‧‧供給管

20‧‧‧液體回收機構

21‧‧‧液體回收裝置

22‧‧‧回收管

23(23A、23B)‧‧‧回收嘴

25A、25B‧‧‧回收嘴

31‧‧‧第1材料

32‧‧‧第2材料

33‧‧‧基材

50‧‧‧移動鏡

51‧‧‧雷射干涉儀

52‧‧‧Z載台

53‧‧‧XY載台

54‧‧‧基座

55‧‧‧移動鏡

56‧‧‧雷射干涉儀

57‧‧‧輔助平板

60‧‧‧凹部

61‧‧‧凹部

63‧‧‧昇降裝置

70A‧‧‧虛基板儲置區

80‧‧‧搬送裝置

81‧‧‧第1長臂部

82‧‧‧第2長臂部

90‧‧‧吸附保持機構

91‧‧‧吸附孔

92‧‧‧流道

93‧‧‧真空系統

94‧‧‧壓力檢測系統

400‧‧‧照度不均度感測器

500‧‧‧空間像量測感測器

圖1係本發明之曝光裝置的一實施形態之概略構成圖。

圖2係表示液體供給機構和液體回收機構之概略構成圖。

圖3係表示液體供給機構和液體回收機構之概略構成圖。

圖4係基板載台之俯視圖。

圖5(a)及(b)係基準構件示圖。

圖6係表示本發明之曝光方法之一實施形態流程。

圖7係本發明之基板載台在他種實施形態當中之示意圖。

圖8係本發明之基板載台在他種實施形態當中之示意圖。

圖9係具備虛基板待機處之曝光裝置的一實施形態俯視圖。

圖10(a)及(b)係本發明之基板載台在他種實施形態當中之示意圖。

圖11(a)及(b)係用以說明本發明之基板載台的移動軌跡。

圖12係用以說明本發明之基板載台的移動軌跡。

圖13(a)及(b)係用以說明本發明之液體供給機構的動作。

圖14係表示半導體元件的製程一例之流程圖。

以下邊參照圖式來詳述本發明之曝光裝置,然而,本發明並未侷限於以下所陳述內容。

圖1係本發明之曝光裝置的一實施形態之概略構成圖。圖1所示之曝光裝置EX包含:光罩載台MST,用以支持光罩M;基板載台PST,用以支持基板P;照明光學系統IL,用以將曝光用光EL照明於光罩載台MST所支持的光罩M;投影光學系統PL,用以將被曝光用光EL所照明的光罩M之圖案像,投影至基板載台PST所支持的基板P,以實施投影曝光;控制裝置CONT,用以統籌控制曝光裝置EX之整體動作。

本實施形態之曝光裝置EX,為了實質縮短曝光波長以提高解析度並同時顧及焦點深度之擴大,因而使用液浸法,乃是液浸曝光裝置,其中具備:液體供給機構10,用以將液體LQ供給至基板P上;以及液體回收機構20,用以自基板P上回收液體LQ。本實施形態中的液體LQ係使用純水。在曝光裝置EX內,至少在將光罩M的圖案像轉印至基板P上之過程當中,由液體供給機構10所供給的液體LQ,在基板P上之至少一部分(包含投影光學系統PL之投影區域AR1)局部性地形成液浸區域AR2。具體而言,曝光裝置EX中,在投影光學系統PL的前端部之光學元件2及 基板P表面(曝光面)間滿佈著液體LQ,使基板P曝光時,係使光罩M的圖案像透過位於投影光學系統PL及基板P間的液體LQ和投影光學系統PL,而投影於基板P上。

此處,本實施形態中的說明例,其曝光裝置EX係掃描型曝光裝置(即掃描步進機),係使光罩M及基板P在掃描方向(既定方向)走向互異(逆向)地進行同步移動,在此同時將光罩M所形成的圖案曝光於基板P。在以下的說明當中,在水平面內之光罩M與基板P同步移動的方向(掃描方向、既定方向)定為X軸方向;在水平面內與X軸方向正交的方向定為Y軸方向(非掃描方向);與X軸方向及Y軸方向垂直且和投影光學系統PL的光軸AX一致的方向定為Z軸方向。又,繞X軸、繞Y軸及繞Z軸旋轉(傾斜)的方向,個別表示為θ X方向、θ Y方向、及θ Z方向。再者,此處所云之「基板」,包含在半導體晶圓上業已塗布光阻者;此處所云之「光罩」,包含形成有欲縮小投影於基板上之元件圖案之標線片(reticle)。

照明光學系統IL係用以將曝光用光EL對光罩載台MST所支持的光罩M提供照明者。包含曝光用光源、用以使曝光用光源射出的光束照度均勻化之光學積分器、用以使發自光學積分器的曝光用光EL聚光之聚光鏡、中繼透鏡系統、和用以將曝光用光EL在光罩M上的照明區域設定為隙縫狀之可變光闌。光罩M上之既定照明區域,係由照明光學系統IL所發出之照度分布均勻的曝光用光EL來提供照明。自照明光學系統IL所射出之曝光用光EL,可例舉為,由水銀燈所射出之紫外區的亮線(g線、h線、i線)、KrF 準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)、ArF準分子雷射光(波長193nm)及F2雷射光(波長157nm)等真空紫外光(VUV光)。本實施形態係使用ArF準分子雷射光。本實施形態的液體LQ係為純水,即使曝光用光EL為ArF準分子雷射光亦可透過純水。又,紫外區的亮線(g線、h線、i線)以及KrF準分子雷射光(波長248nm)等遠紫外光(DUV光)亦可透過純水。

光罩載台MST能夠在保持著光罩M的情況下進行移動,能2維移動於投影光學系統PL的光軸AX之垂直平面內,即XY平面內,並可微幅於θ Z方向做旋轉。光罩載台MST係由線性馬達等光罩載台驅動裝置MSTD來驅動之。光罩載台驅動裝置MSTD係由控制裝置CONT所控制。在光罩載台MST上設置有與光罩載台MST一併移動之移動鏡50。又,在對向於移動鏡50的位置設有雷射干涉儀51。在光罩載台MST上的光罩M,其在2維方向的位置以及旋轉角度,係藉由雷射干涉儀51作即時的量測,將其量測結果輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係根據於雷射干涉儀51的量測結果來驅動光罩載台驅動裝置MSTD,藉以決定被光罩載台MST所支持的光罩M之位置所在。

投影光學系統PL係以既定之投影倍率β將光罩M的圖案投影曝光至基板P,其係由複數個光學元件所構成,包含設置在基板P側之前端部位的光學元件(透鏡)2,該些光學元件係由鏡筒PK所支持。本實施形態中的投影光學系統PL,其投影倍率β可例舉為1/4或1/5之縮小系統。再者,投影光學系統PL亦可為等倍系統或放大系統之任一種。 又,投影光學系統PL可為含反射元件和折射元件之反射折射型者,亦可為僅含反射元件之反射型者。又,本實施形態之投影光學系統PL的前端部之光學元件2可自鏡筒PK脫離(交換)。又,前端部之光學元件2自鏡筒PK外露,光學元件2與液浸區域AR2之液體LQ接觸。藉而,可防止由金屬所構成的鏡筒PK受到腐蝕等。

光學元件2係以螢石所構成。螢石與水的親和性高,故能使液體LQ緊緊貼附在光學元件2的液體接觸面2a的大致全面。亦即,本實施形態係供給與光學元件2的液體接觸面2a具有高親和性的液體(水)LQ,故光學元件2的液體接觸面2a與液體LQ具高密合性。光學元件2亦可使用與水的親和性佳的石英。又,亦可在光學元件2的液體接觸面2a施以親水化(親液化)處理,以進一步提高與液體LQ之親和性。

又,曝光裝置EX具有焦點檢測系統4。焦點檢測系統4具備發光部4a和受光部4b,由發光部4a以斜向朝著基板P表面(曝光面)投射出透過液體LQ之檢測光,由受光部4b接收其反射光。控制裝置CONT控制焦點檢測系統4的動作,並根據受光部4b的受光結果,檢測出基板P表面在Z軸方向之相對於既定基準面的位置(對焦位置)。又,在基板P表面之複數個點,分別求取其焦點位置,藉此,亦可檢測出焦點檢測系統4在基板之傾斜方向之姿勢。再者,焦點檢測系統4之構成,可使用例如日本專利特開平8-37149號公報所揭示之內容。再者,焦點檢測系統4亦可使用不透過液體而在基板P表面投射檢測光者。

基板載台PST能夠在保持著基板P的情況下進行移動,其中具備:Z載台52,係透過基板保持具PSH來保持著基板P;和XY載台53,用以支持Z載台52。XY載台53係支持於基座54上。基板載台PST係由線性馬達等基板載台驅動裝置PSTD來驅動之。基板載台驅動裝置PSTD係由控制裝置CONT所控制。再者,Z載台和XY載台亦可一體設置,此點無庸贅言。藉著驅動基板載台PST的XY載台53,能控制基板P在XY方向的位置(即,與投影光學系統PL的像面實質平行之方向的位置)。

在基板載台PST(Z載台52)上,設置有與基板載台PST一同相對於投影光學系統PL做移動之移動鏡55。又,在對向於移動鏡55的位置設有雷射干涉儀56。在基板載台PST上的基板P,其在2維方向的位置以及旋轉角度,係藉由雷射干涉儀56作即時的量測,將其量測結果輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT係根據於雷射干涉儀56的量測結果,在雷射干涉儀56所規定之2維座標系統內,透過基板載台驅動裝置PSTD來驅動XY載台53,藉以決定由基板載台PST所支持的基板P在X軸方向和Y軸方向之位置所在。

又,控制裝置CONT透過基板載台驅動裝置PSTD來驅動基板載台PST的Z載台52,藉此可控制由Z載台52所保持的基板P在Z軸方向的位置(焦點位置),以及θ X方向和θ Y方向的位置。亦即,Z載台52係控制裝置CONT(根據焦點檢測系統4之檢測結果)所發出的指令來動作,控制基板P的焦點位置(Z位置)和傾斜角,使得基板P表面(曝光面)能進入透過投影光學系統PL和液體後所形成之像面。

在基板載台PST(Z載台52)上,設有外繞於基板P的輔助平板57。輔助平板57的平面高度,與基板保持具PSH所保持之基板P的表面約略同高。此處,雖在基板P的邊緣和輔助平板57間具有0.1~2mm左右的縫隙,但因液體LQ的表面張力所致,液體LQ大致不會流入上述縫隙,即是在對基板P的邊緣區域曝光時,亦能藉輔助平板57而將液體LQ保持於投影光學系統PL之下。再者,基板保持具PSH可以是有別於基板載台PST(Z載台52)的其他構件,亦可與基板載台PST(Z載台52)一體形成。

在投影光學系統PL之前端附近設置著基板對準系統5,用以檢測出基板P上之對準標記1或是設置在Z載台52上之基準構件3上的基板側基準標記PFM。又,在光罩載台MST的附近,設置著光罩對準系統6,透過光罩M與投影光學系統PL來檢測出設置在Z載台52上之基準構件3上之光罩側基準標記MFM。再者,基板對準系統5之構成,可使用例如日本專利特開平4-65603號公報所揭示之內容。又,在基板對準系統5終端之光學元件(最接近於基板P、基板載台PST之光學元件)的周圍,設置有撥液性之外罩(未圖示),用以防止液體附著。又,在基板對準系統5之終端的光學元件表面,以撥液性材料做覆膜,不僅可用以防止液體LQ之附著,即使在終端之光學元件附著液體,操作者亦容易拭去。又,在基板對準系統5之終端的光學元件,和用以保持該光學元件之金屬件之間,配置有V型環等密封構件以防液體滲入。又,光罩對準系統6之構成,可使用例如日本專利特開平7-176468號公報所揭示內容,或特開昭 58-7823號公報所揭示內容。

液體供給機構10,係用以形成液浸區域AR2而將既定液體LQ供給至基板P上者,其中具備:液體供給裝置11,用以送出液體LQ;以及供給嘴13,係透過供給管12連接於液體供給裝置11,由所具備之供給口將液體供給裝置11送來的液體LQ供給至基板P上。供給嘴13係近接配置於基板P的表面。

液體供給裝置11具有用來存放液體LQ之槽,以及加壓泵等,係透過供給管12及供給嘴13將液體LQ供給至基板P上。又,液體供給裝置11的液體供給動作由控制裝置CONT所控制,控制裝置CONT可控制著由液體供給裝置11對基板P上之單位時間液體供給量。又,液體供給裝置11具有液體LQ之溫度調整機構,將溫度係與收納裝置之室內的溫度約略相當(例如23℃)之液體LQ供給至基板P上。再者,用以供給液體LQ的槽或加壓泵等,不見得非得設於曝光裝置EX上,可以利用設置有曝光裝置EX的工廠內的設備。

液體回收機構20係用以回收基板P上的液體LQ,其具備:回收嘴23,係近接配置在基板P的表面;以及液體回收裝置21,係透過回收管22連接於回收嘴23。液體回收裝置21之構成,包含真空泵等真空系統(吸引裝置),與用來存放已回收液體LQ之槽等,係透過回收嘴23和回收管22來回收基板P上的液體LQ。液體回收裝置21的液體回收動作,係由控制裝置CONT所控制。控制裝置CONT可控制液體回收裝置21的單位時間液體回收量。再者,用以回 收液體LQ的真空系統或槽等,不見得非得內建於曝光裝置EX內,可以用設置有曝光裝置EX的工廠等之設備來代用之。

圖2係曝光裝置EX之投影光學系統PL之前端部、液體供給機構10、和液體回收機構20附近之前視圖。在掃描曝光時,將光罩M的一部份之圖案像投影在投影光學系統PL前端部之光學元件2正下方之投影區域AR1,光罩M以速度V在相對於投影光學系統PL之-X方向(或+X方向)移動,基板P則透過XY載台53以β.V(β為投影倍率)之速度同步移動於+X方向(或-X方向)。又,結束對1個曝光照射區域之曝光後,基板P以步進方式移動至下個曝光照射區域之掃描開始位置,之後,續以步進掃描方式依序對各曝光照射區域進行曝光處理。本實施形態中,液體LQ之流向設定係沿基板P的移動方向。

圖3所示,係投影光學系統PL的投影區域AR1、用以將液體LQ供給至X軸方向之供給嘴13(13A~13C)、和用以回收液體LQ之回收嘴23(23A、23B),其位置之關係圖。圖3之中,投影光學系統PL的投影區域AR1,乃是於Y軸方向呈細長矩形狀,以由X軸方向挾住上述投影區域AR1的方式在+X側配置著3個供給嘴13A~13C;在-X側,則是配置著2個回收嘴23A和23B。又,供給嘴13A~13C係透過供給管12連接至液體供給裝置11,回收嘴23A和23B係透過回收管22連接至液體回收裝置21。又,以將供給嘴13A~13C及回收嘴23A、23B做大致180°旋轉的位置關係,配置著供給嘴15A~15C與回收嘴25A、25B。供給嘴13A ~13C及回收嘴25A、25B係交互的排列在Y軸方向;供給嘴15A~15C及回收嘴23A、23B係交互的排列在Y軸方向;供給嘴15A~15C係透過供給管16連接至液體供給裝置11;回收嘴25A、25B係透過回收管26連接至液體回收裝置21。

又,使基板P移動於箭頭Xa所示之掃描方向(-X方向)來進行掃描曝光時,係使用供給管12、供給嘴13A~13C、回收管22、與回收嘴23A和23B,藉由液體供給裝置11及液體回收裝置21來實施液體LQ的供給與回收。亦即,當基板P移動於-X方向之際,係透過供給管12和供給嘴13(13A~13C)將液體供給裝置11所供給之液體LQ供給至基板P上,並以回收嘴23(23A、23B)和回收管22來將液體LQ回收至液體回收裝置21,使得液體LQ流向-X方向從而滿佈在投影光學系統PL與基板P之間。另一方面,使基板P沿箭頭Xb所示之掃描方向(+X方向)移動以進行掃描曝光時,係使用供給管16、供給嘴15A~15C、回收管26、與回收嘴25A和25B,由液體供給裝置11及液體回收裝置21來進行液體LQ的供給與回收。亦即,基板P移動於+X方向之際,係透過供給管16和供給嘴15(15A~15C)將液體供給裝置11所供給之液體LQ供給至基板上,並且藉由回收嘴25(25A、25B)和回收管26將液體LQ回收至液體回收裝置21,使液體LQ流向+X方向從而滿佈於投影光學系統PL與基板P之間。承上述,控制裝置CONT係使用液體供給裝置11和液體回收裝置21,使液體LQ的流向係沿基板P之移動方向且與基板P之移動方向為同一 方向。在此時,例如,由液體供給機構11透過供給嘴13而供給之液體LQ,會因其移動於基板P的-X方向而被吸入投影光學系統PL與基板P之間,因而,即使液體供給機構11之供給能量較小,亦能輕易的將液體LQ供給至投影光學系統PL與基板P之間。又,可隨掃描方向來切換液體LQ的流向,藉此,無論使基板P掃描於+X方向或-X方向,俱能使液體LQ滿佈於投影光學系統PL與基板P之間,可得到高解析度與更廣焦點深度。

圖4所示,係由上方觀察基板載台PST之Z載台52之概略俯視圖。在矩形狀之Z載台52的彼此垂直之2個側面,配置著移動鏡55,在Z載台52的大致中央部位,透過未圖示之基板保持具PSH來保持著基板P。在基板P的周圍,係如上述般的,設置著與基板P表面大致為等高平面之輔助平板57。又,在基板P上,作為曝光對象區域之複數個投影照射區域S1~S20,係以陣列狀排列著,伴隨各投影照射區域S1~S20形成對準標記1。再者,圖4中,各投影照射區域雖然彼此鄰接,實際係彼此分離,對準標記1係設置在該分隔區域之刻劃線上。

在Z載台52的1隅設置著基準構件3。在基準構件3中,由基板對準系統5所檢測出的基準標記PFM,和由光罩對準系統6所檢測出的基準標記MFM,係以既定之位置關係分離配置著。基準構件3之基材,係使用玻璃板構件等光學構件,其形成之方法一例,係在該基材上以相異材料(光反射率相異之材料)做圖案化,來形成基準標記PFM、MFM。又,所形成之基準標記PFM、MFM並無高低差,在 基準構件3的表面大致是平坦面。因而,基準構件3的表面亦可作為焦點檢測系統4之基準面。

圖5係表示基準構件3之圖,其中的圖5(a)係俯視圖,圖5(b)係圖5(a)之A-A線的截面圖。基準構件3包含:基材33,係由玻璃板構件等所構成;第1材料31和第2材料32,係在該基板33上經圖案化之光反射率互異之材料。在本實施形態中,第1材料31係由光反射率低的氧化鉻(Cr2O3)所構成,第2材料32係由光反射率較氧化鉻為高之鉻(Cr)所構成。又,形成為十字形狀之基準標記PFM、MFM係由氧化鉻所形成,在其周圍外繞著鉻,在更外側區域則配置著氧化鉻。再者,可使用之材料不侷限為上述材料組合,例如,亦可以鋁來作為第1材料、以鉻來作為第2材料。又,在基準標記PFM、MFM的上面形成無高低差之無高低差標記。

上述之無高低差標記的形成,例如,將氧化鉻膜蒸鍍於基材33上,之後,藉由蝕刻處理等方式,在氧化鉻膜之既定區域形成槽。接著,在上述槽的內部埋設鉻之後,藉著CMP處理(化學機械研磨)等方法,對其上面施以研磨之處理,藉此作法,可形成由氧化鉻和鉻所構成之無高低差標記。再者,亦可在基材33形成槽,將鉻或氧化鉻埋入上述之溝,之後再藉著研磨處理來形成無高低差標記。或者,亦可在基材33上塗覆著會因光處理(或熱處理)而變質之感光性材料,使得待形成基準標記之區域受光(或熱)之作用而造成該區域變質(變色等),亦可形成無高低差標記。或者,亦可在基材33蒸鍍鉻膜以形成標記,繼而在 其上塗覆著石英等光透過性材料,藉以達成基準構件3上面之無高低差化(平坦化)。

在基準構件3的上面,至少在包含基準標記PFM、MFM之部份區域,具有撥液性(撥水性)。本實施形態中,基準構件3的上面全域具有撥液性。又,本實施形態中,在基準構件3的上面,係施以撥液化處理而賦與撥液性。撥液化處理之一例,係以具有撥液性之材料來塗覆。具有撥液性之材料可例舉為,氟系化合物、矽化合物、或丙烯酸系樹脂、或聚乙烯等合成樹脂。又,用於表面處理之薄膜,可以為單層膜,亦可以是複數層膜。

再者,形成基準標記MFM、PFM之上述第1材料和第2材料31、32,若使用具撥液性之材料,亦可使基準構件3的上面具有撥液性。又,若在第1玻璃板構件上藉由鉻等既定材料來形成基準標記,更在其上疊以第2玻璃板構件,藉由第1、第2玻璃板構件將上述鉻等所形成之基準標記挾於其中,藉此作法,亦可形成具有平坦的(無高低差的)上面之基準構件。此時,撥液化處理只要對第2玻璃板構件實施即可,故能順利進行撥液化處理。

再者,此處的基準標記PFM、MFM係形成為十字形狀,但其形狀並不侷限為十字形狀,可使用在各檢測系統最適當之標記形狀。又,在圖示中強調了基準標記PFM、MFM,實際僅具有數μm之線寬。又,所使用之光罩對準系統6,係日本專利特開昭58-7823號公報所揭示之內容時,在基準構件3形成光透過部作為基準標記MFM。此時之較佳作法,亦是將石英等光透過性材料埋入基準構件3之光透過部,或 是將光透過性材料塗覆在基準構件3的上面,預使基準構件3的上面無高低差化。又,如上述般,基準構件3的上面可作為焦點檢測系統4之基準面,然而,亦可使焦點檢測系統4之基準面設置在Z載台52上之有別於基準構件3的面。又,亦可一體設置基準構件3和輔助平板57。

接著,邊參照圖6之流程圖,詳述使用上述曝光裝置EX將光罩M的圖案曝光於基板P之一流程例。

將基板P載置於Z載台52之基板保持具PSH,以該基板保持具PSH來保持基板P(參照圖1)。接著,由液體供給機構10開始供給液體LQ之前,於基板P上沒有液體LQ之狀態下先進行量測處理。控制裝置CONT邊監測雷射干涉儀56的輸出邊移動XY載台53,以使投影光學系統PL的光軸AX沿圖4之波紋狀箭頭C前進。在移動的途中,基板對準系統5係未透過液體LQ而附隨於投影照射區域S1~S20來依序檢測出形成於基板P上的複數個對準標記1(步驟SA1)。

此處,以基板對準系統5來檢測對準標記時,係停止XY載台53,基板對準系統5在檢測對準標記1時之基板載台PST的位置係藉著雷射干涉儀56來量測得知。結果,可以量測出由雷射干涉儀56所規定之座標系統內之各對準標記1之位置資訊。使用基板對準系統5和雷射干涉儀56所檢測出之對準標記1之位置資訊檢測結果,被輸出至控制裝置CONT。再者,本實施形態之基板對準系統5係採用FIA(Field Image Alignment)方式,亦即,在停止基板載台PST之情況,朝標記上照射由鹵素燈所發出之白光等照明光, 藉由攝像元件在既定之攝像視野內對所得到之標記影像予以攝取,並藉由影像處理來量測標記之位置。

又,在基板對準系統5內,由雷射干涉儀56所規定之座標系統內具有檢測基準位置,對準標記1之位置資訊,係以其與該檢測基準位置之偏差來檢測。

在本實施形態中,取得投影照射區域S1~S20之位置資訊時,係藉由例如日本專利特開昭61-44429號公報所揭示之EGA(Enhanced global alignment,即增強型全域對準)方式。因而,控制裝置CONT從形成於基板P上之複數個投影照射區域S1~S20當中至少指定3個區域(EGA投影照射區域),使用基板對準系統5以檢測出附隨於各投影照射區域之對準標記1。再者,基板對準系統5亦可檢測出基板P上所有之對準標記1。

又,在上述XY載台53的移動當中,係藉由焦點檢測系統4,在未透過液體LQ的情況下,檢測出基板P之表面資訊。焦點檢測系統4係透過投影光學系統PL與液體LQ檢測出所形成之圖案像的成像面與基板P表面之偏離量。焦點檢測系統4所進行之表面資訊的檢測,係對基板P上所有投影照射區域S1~S20逐一實施,將檢測結果對應於基板P之掃描方向(X軸方向)位置而記憶於控制裝置CONT。再者,以焦點檢測系統4所進行之表面資訊的檢測,亦可僅對一部份之投影照射區域進行。

接著,控制裝置CONT根據對準標記1之位置資訊檢測結果,透過運算處理(EGA處理),取得基板P上之複數個投影照射區域S1~S20各自之位置資訊(步驟SA2)。

EGA方式之進行,係使用基板對準系統5,檢測出在步驟SA1業已指定的、附隨於上述EGA投影照射區域之對準標記1之位置資訊(座標位置),根據該項檢測值與設計值,藉由最小平方法等統計運算方法,決定出關於基板P上之投影照射區域S1~S20的排列特性(位置資訊)之誤差參數(偏誤、尺度、旋轉、正交度)。又,根據所決定之參數值,對於基板P上所有投影照射區域S1~S20修正設計時之座標值。藉而決定出,基板對準系統5之檢測基準位置,和於基板載台PST所載置之基板P上之各投影照射區域的位置關係。亦即,控制裝置CONT根據雷射干涉儀56的輸出來了解基板P上之各投影照射區域的位置相對於基板對準系統5的檢測基準位置係位於何處。

待結束基板P之對準標記1的檢測和基板P之表面資訊檢測後,控制裝置CONT驅使XY載台53移動,以將基板對準系統5之檢測區域定位於基準構件3上。基板對準系統5係在沒有液體的情況下檢測基準構件3上之基準標記PFM,俾由檢測得知基準標記PFM在雷射干涉儀56所規定之座標系統內之位置資訊(步驟SA3)。

使用基板對準系統5來檢測基準標記PFM之位置資訊,進而可得知在雷射干涉儀56所規定之座標系統內之基板對準系統5之檢測基準位置和基準標記PFM之位置關係。

待結束以基板對準系統5所進行之兩種檢測,即,對準標記1之位置資訊檢測,和Z載台52上之基準標記PFM之位置資訊檢測,之後,控制裝置CONT使XY載台53移動,直至能以光罩對準系統6來檢測出基準構件3上之基準標記 MFM。光罩對準系統6係透過投影光學系統PL來觀察基準標記MFM,是故,須使投影光學系統PL的前端部與基準構件3成為對向。此處,控制裝置CONT開始以液體供給機構10及液體回收機構20實施液體LQ之供給和回收,在投影光學系統PL的前端部之光學元件2的前端面、和基準構件3的上面之間,形成滿佈液體LQ之液浸區域。再者,液浸區域AR2若僅形成於基準構件3上則較佳,然而,亦可跨基準構件3和輔助平板57而形成之,亦可跨基準構件3和輔助平板57及基板P而形成之。

其次,控制裝置CONT乃藉由光罩對準系統6,透過光罩M、投影光學系統PL、以及液體LQ,檢測出基準標記MFM(步驟SA4)。

藉此,透過投影光學系統PL和液體LQ,以基準標記MFM來檢測出形成於XY平面內之光罩M圖案像之投影位置資訊,並量測在以雷射干涉儀56所規定之座標系統內之圖案像的投影位置和基準標記MFM之位置關係。再者,本實施形態之光罩對準系統6所採用的方法係VRA(Visual Reticle Alignment,即目視標線片對準)方式,即,朝對準標記照射光,將CCD鏡頭等所攝取之標記的影像資料經影像處理來檢測標記位置。

控制裝置CONT進而求取基板對準系統5之檢測基準位置和圖案像之投影位置的間隔(位置關係),即求取基線量(步驟SA5)。

具體而言,欲決定在雷射干涉儀56所規定之座標系統內之圖案像的投影位置和基板對準系統5之檢測基準位置 的位置關係(即基線量)時,係根據下述位置關係:在步驟SA3所求取之基板對準系統5之檢測基準位置和基準標記PFM之位置關係;在步驟SA4所取得之圖案像的投影位置和基準標記MFM之位置關係;以及預先決定的基準標記PFM(基準構件3a)和基準標記MFM(基準構件3b)之位置關係。

待結束以上之量測處理,控制裝置CONT乃使液體供給機構10停止朝基準構件3上供給液體LQ。另一方面,控制裝置CONT令液體回收機構20自基準構件3上回收液體LQ的動作仍持續既定期間。又,經過上述既定期間後,控制裝置CONT乃停止液體回收機構20之回收動作。藉此作法來回收基準構件3上的液體LQ。再者,較佳之作法,係使基準構件3和輔助平板57一體形成,基準構件3b和基板P間隔著輔助平板57以大致等高連續配置,在此種狀況下,無須停止液體供給機構10之液體供給動作,可在投影光學系統PL的像面側保持著液體LQ之狀態下,將液體LQ之液浸區域由基準構件3上移動至基板P上。

接著,控制裝置CONT在投影光學系統PL與基板P對向之狀態下,驅動液體供給機構10及液體回收機構20,以開始基板P上之液體供給動作和液體回收動作。藉此,在投影光學系統PL與基板P間形成液浸區域AR2。又,在基板P上形成液浸區域AR2之後,依序將圖案像逐一投影至基板P之複數個投影照射區域,以進行液浸曝光(步驟SA6)。

更具體而言,係根據在步驟SA2所取得之各投影照射 區域對於基板對準系統5之檢測基準位置的位置資訊,以及在步驟SA5所取得之基板對準系統5之檢測基準位置與圖案像之投影位置的位置關係(即基線量),邊移動XY載台53邊使基板P上之各投影照射區域S1~S20與圖案像對位,以進行各投影照射區域之液浸曝光處理。

對基板P上之各投影照射區域S1~S20進行掃描曝光之際,係使用在上述量測處理中所求得之各項資訊來進行曝光處理。亦即,根據步驟SA2所取得之投影照射區域的排列(位置資訊),使各投影照射區域的位置依序對位於圖案像之投影位置而被曝光。再者,雖然亦可施以所謂晶粒逐次對準(die by die)方式,以基板對準系統5來逐次檢測出基板P上之各投影照射區域內之對準標記1,對位於該投影照射區域而予以曝光,然而,在此種情況下,係使得在基板P之投影照射區域曝光中於基板P上配置液體LQ、藉基板對準系統5檢測對準標記1中則在基板P上不配置液體LQ之動作重複進行,故本實施形態所採之較佳作法,係預先求取投影照射區域的排列(位置資訊),根據所求得的排列來逐次移動基板P。

又,對各投影照射區域S1~S20的掃描曝光中,根據於供給液體LQ前所求得之基板P的表面資訊,在並未使用焦點檢測系統4的情況下,調整基板P表面和透過液體LQ所形成的像面之位置關係。再者,亦可在供給液體LQ前不預求取基板P之表面資訊,而是在掃描曝光中,檢測出透過液體LQ之基板P表面與像面之位置關係來進行調整;亦可併行上述兩者。

待結束基板P上之各投影照射區域S1~S20之掃描曝光後,控制裝置CONT乃停止液體供給機構10所進行之液體供給。另一方面,控制裝置CONT在停止液體供給機構10所進行之液體供給後,仍持續驅動液體回收機構20達既定時間。藉此來回收基板P上之液體LQ。再者,在回收基板P上之液體LQ之際,亦可邊驅動基板載台PST,邊使基板P與液體回收機構20之回收嘴23做相對移動俾回收液體LQ。

待結束基板P之曝光,將別的基板P'保持在基板載台PST上以進行曝光之際,可不進行基板載台PST上之基準標記PFM、MFM的位置資訊之檢測,而使得基板P'的投影照射區域和光罩圖案像的投影位置做對位。此時,係將其他基板P'保持於Z載台52上之基板保持具PSH後,使用基板對準系統5來檢測出於投影照射區域所隨設之對準標記1之位置資訊。藉此,與先前業已曝光之基板P同樣的作法,使用EGA處理,以取得各投影照射區域相對於基板對準系統5之檢測基準位置的位置資訊。藉此,使投影光學系統PL和基板P'成為對向,基板P'上之各投影照射區域和圖案像對位,俾使得圖案像能曝光至基板P'之各投影照射區域。

如上揭作法,依序對複數個基板P(P')進行曝光之際,欲求取基線量而進行之基準標記PFM、MFM之檢測動作,無須在每一次將不同基板P'保持在Z載台52(基板保持具PSH)時施行,而是藉由檢測出保持於(載置於)Z載台52之基板P'上的對準標記1之位置資訊,再根據早先求得之基線量來移動基板P',藉此作法,能夠高效率、高精度的 使基板P'和圖案像對位。又,為了求取基線量所進行之基準標記PFM、MFM之檢測動作,只要隔既定期間進行即可,例如相隔預先設定之基板處理片數、或是在每逢交換光罩之時。

如以上所揭示般,以基板對準系統5來檢測出Z載台52上之基準標記PFM時,並未透過液體LQ,因而,能夠不受液體LQ之溫度變化等之影響,可良好的檢測出基準標記PFM。又,基板對準系統5之構成,無須對應於液浸方式,可使用原來的檢測系統。又,使用光罩對準系統6來檢測出Z載台52上之基準標記MFM之際,係與液浸曝光時相同地,在投影光學系統PL的像面側滿佈液體LQ,俾透過投影光學系統PL和液體LQ而檢測之,藉此作法,能夠根據其檢測結果,精確得知圖案像之投影位置。又,根據於在該等基板對準系統5和光罩對準系統6之檢測動作中基板載台PST之各位置資訊,能精確得知基板對準系統5之檢測基準位置和圖案像之投影位置之位置關係(距離),即取得基線量,根據該基線量,在疊合於基板P以進行曝光之際,亦可使基板P(投影照射區域S1~S20)和光罩M之圖案像做精確的對位。

本實施形態中,係在基準標記MFM(基準構件3)上配置液體LQ之狀態下,由光罩對準系統6來檢測標記,在該檢測動作當中,業已在Z載台52之基板保持具PSH配置著基板P。藉此作法,假使有液體LQ自基準構件3上外流,仍可防止液體LQ滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。又,即使液浸區域AR2滲入輔助平板57之內側邊緣, 仍可防止液體LQ滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。是以,能夠防止因滲入液體LQ而導致基板載台PST內部發生電器故障或漏電,或是基板載台PST內部之各構件發生銹蝕等異常。

又,如以上所述,在本實施形態中的作法,在檢測基準構件3上之基準標記PFM、MFM之際,雖然是於濕狀態(在基準構件3上配置有液體LQ)和乾狀態(未配置液體)做切換,然而,如參照圖5業已所說明者,在基準構件3上所形成之基準標記PFM、MFM並無高低差存在,因而,即是由乾狀態切換成濕狀態,在基準構件3上之液體LQ中的標記部份亦不易產生氣泡。又,即使為了要從濕狀態切換成乾狀態而自基準構件3上回收液體LQ之際,亦能良好的回收液體LQ而不會在標記部份殘留液體LQ。特別是,本實施形態中,在基準構件3的上面具有撥液性,因而,能使液體LQ的回收更順利。故而,例如,光罩對準系統6能精確的檢測基準標記MFM而不受氣泡等之影響。基板對準系統5能夠精確的檢測基準標記PFM而不受到殘留液體LQ的影響。

另一方面,在本實施形態中,以基板對準系統5來檢測基準標記PFM之際,並未在基準構件3上配置液體LQ;以光罩對準系統6來檢測基準標記MFM之際,係在基準構件3上配置液體LQ。又,該構成當中,光罩側基準標記MFM和基板側基準標記PFM係分別(非同時)檢測,然而,若是在基準構件3上之基準標記PFM和基準標記MFM相距甚遠,基準構件PFM不會曝於液體LQ時,即使基準標記PFM 並非無高低差之標記亦可。又,光罩側基準標記MFM和基板側基準標記PFM亦可形成於不同之基準構件。此時,如本實施形態所示般,光罩側基準標記MFM和基板側基準標記PFM並非同時檢測,藉此,在形成基準標記PFM之基準構件上無須形成液浸區域。從而,不僅無須使基準標記PFM對應於液浸方式做諸如無高低差化等,亦可防止水痕等的發生。

本實施形態之構成,係先藉由基板對準系統5在不透過液體LQ之狀況下檢測出基板P上之對準標記1,藉以求得基板P上之複數個投影照射區域S1~S20之位置資訊(步驟SA1、SA2),繼而在不透過液體LQ的情況下,檢測出基板載台PST上之基準標記PFM(步驟SA3),繼而將液體LQ滿佈於投影光學系統PL之像面側,藉由光罩對準系統6透過投影光學系統PL和液體LQ來檢測出基準標記MFM,藉以求得圖案像之投影位置(步驟SA4),在精確得知基板對準系統5之檢測基準位置和圖案像的投影位置之位置關係(距離),即取得基線量之後(步驟SA5),對基板P施以液浸曝光(步驟SA6)。亦即,上述步驟SA1~步驟SA3,並未在投影光學系統PL之像面側滿佈液體LQ,在步驟SA4~步驟SA6,則是在投影光學系統PL的像面側滿佈液體LQ。藉由上述作法,於乾狀態(係指未在投影光學系統PL的像面側滿佈液體LQ)和濕狀態(係指在投影光學系統PL之像面側滿佈液體LQ)做切換之次數已然減少,故可提昇產能。例如,由濕狀態切換成乾狀態時,在切換之後,必須去除殘留於基準構件3上面之液體LQ,然而, 上述液體去除作業,隨切換次數的增加而增加其進行次數,將造成處理效率的下滑。然而,此例中,已減少了切換次數,將可提昇產能。

即使以基板對準系統5來進行基準標記PFM的檢測(步驟SA3),再進行基板P上之對準標記1之檢測(步驟SA1、SA2),接著,以光罩對準系統6透過投影光學系統PL和液體LQ來檢測基準標記MFM(步驟SA4、SA5)後,進而實施基板P之液浸曝光處理(步驟SA6),亦可與上述本實施形態相同的,可減少乾狀態與濕狀態之切換次數。另一方面,如本實施形態所示般,由於藉由基板對準系統5所進行之基準標記PFM之檢測動作與藉由光罩對準系統6透過投影光學系統PL和液體LQ所進行之基準標記MFM的檢測係連續進行,是以,光罩對準系統6之基準標記MFM的檢測動作,相對於基板對準系統5之基準標記PFM的檢測動作,在檢測狀態不會大幅變動,故能防止基板對準系統5之檢測基準位置和圖案像之投影位置之位置關係(即基線量)不能精確量測之異常。例如,用以驅動載台的線性馬達,在停止時和驅動時的發熱量相異,其所導致之曝光裝置環境的熱變動,將有可能會導致投影光學系統PL和基板對準系統5之位置關係發生物理性變動、或是基板對準系統5之光學特性的變動、或是用以量測基板載台PST位置之雷射干涉儀56在量測光路上的環境(溫度)變動等。此時,若以基板對準系統5所進行之基準標記PFM的檢測時間點迄以光罩對準系統6所進行之基準標記MFM的檢測時間點之時間間隔過長,有可能會因為上述之熱變動以致無法精 確的量測基線量。但是,本實施形態所示內容中,以基板對準系統5所進行之基準標記PFM的檢測動作,以及光罩對準系統6所進行之基準標記MFM之檢測動作係連續進行,故可避免上述之異常發生。

再者,在圖6的流程圖當中所揭示之對準過程當中,係在未透過液體的情況下,檢測出基板P上之對準標記1(步驟SA1),進行EGA處理後(步驟SA2),在未透過液體的情況下,進行基準標記PFM之檢測(步驟SA3),繼之,透過投影光學系統PL和液體來檢測基準標記MFM(步驟SA4),然而,亦可替換步驟SA2與步驟SA3。此時,基準標記PFM和基準標記MFM的檢測間隔雖較圖6之過程略為拉長,但與圖6之過程同樣的具有較少之液體供給次數及液體回收次數,因而有利於產能。又,在上述實施形態中,基準標記PFM和基準標記MFM係分別設置,然而,亦可藉由基板對準系統5和光罩對準系統6來檢測同一個基準標記。再者,亦可先實施不透過液體之基準標記PFM的檢測,以及透過液體之基準標記MFM的檢測,先取得基線量之後,才檢測基板P上之對準標記1。

圖7及圖8所示,係本發明其他實施形態之示意圖。圖7係表示投影光學系統PL配置在基板P上之狀態;圖8係表示投影光學系統PL配置在基準構件3上之狀態。圖7及圖8中的Z載台52上形成之凹部60,用以在基板保持具PSH上配置基板P,並且亦形成有凹部61,用以配置基準構件3。又,配置於凹部60之基板P的上面、配置於凹部61之基準構件3的上面、以及Z載台52的上面,係大致為同一平面。 藉此作法,即使為了透過液體來檢測出基準構件3上之基準標記MFM,而從圖7所示狀態轉為圖8所示狀態的情況,仍可在投影光學系統PL的像面側保持著液體LQ之狀態下,使基板載台PST朝XY方向移動。理所當然的,由圖8所示狀態轉成圖7所示狀態時,亦可以在投影光學系統PL的像面側保持著液體LQ之狀態下,使基板載台PST移動於XY方向。又,透過液體LQ來檢測出基準構件3上之基準標記MFM時,隨形成於基準構件3上之液體LQ的液浸區域大小不同,在基準標記MFM之檢測動作中,有可能造成基準構件3上之液浸區域的一部份(端部)配置於配置有基板保持具PSH之凹部60,然而,由於在凹部60的基板保持具PSH係預已配置著基板P,故可防止液體LQ滲入凹部60內部。又,藉著基板P的配置,可達成凹部60的平坦化,可避免因凹部(落差部)而擾動液浸區域。再者,除了將已形成基準標記之基準構件3埋設入Z載台52之凹部61之外,其可能之構成,亦可不設置凹部61而直接將基準標記形成於Z載台52的上面。

再者,於上述實施形態中所採用的過程,係先檢測出基板P上之對準標記1,繼而藉光罩對準系統6來檢測基準標記MFM,是故,以光罩對準系統6透過液體LQ來檢測基準標記MFM時,在該檢測動作中,係將用來製造元件之基板P配置在基板保持具PSH。然而,亦有可能採用僅用以單獨量測基線量,或者是在量測基線量之後將基板P載置於基板保持具PSH上之過程。此時,理所當然地,可將虛(dummy)基板DP配置在基板保持具PSH。此處之虛基板 DP,有著大致等同元件製造用之基板P的形狀和大小。又,虛基板DP可採用與基板P相同的材料,例如以矽材料來形成,但只要是與液體LQ接觸後不會溶出污染物者,各種材料俱可作為虛基板DP之用。此時,係在基板保持具PSH配置著虛基板DP之狀態下,藉由光罩對準系統6透過投影光學系統PL和液體LQ來檢測基準標記MFM。接著使用基板對準系統5,在沒有液體LQ之狀態下進行基準標記PFM之檢測,俾量測得知基線量。在上述基板對準系統5的檢測動作之前或之後,由基板保持具PSH卸載虛基板DP,並將元件製造用之基板P載置於基板保持具PSH。又,藉由基板對準系統5來檢測出基板P上之對準標記1之後,根據於基板P上之對準標記1之位置資訊和基線量,使基板P上之投影照射區域與圖案像對位,以進行液浸曝光。

圖9乃是曝光裝置EX之一例的概略俯視圖,其中具有虛基板儲置區70A,用以保管上述虛基板DP。圖9中的曝光裝置EX,係設置在容器型裝置CH的內部。在容器型裝置CH的內部,係以空調系統來維持於既定之環境(溫度、濕度)。基板載台PST係設置在容器型裝置CH的內部,可移動於既定之可移動範圍SR內。曝光裝置EX連接至用以搬送基板P之搬送裝置80。搬送裝置80透過介面部IF,連接至塗佈暨顯影部C/D(具有將感光材塗佈至基板P、以及對業已完成曝光處理之基板P施以顯影之功能)。搬送裝置80具有第1臂部81和第2臂部82用以保持基板P進行搬送。第1、第2長臂部81、82係分別被導向導軌部81A、82A做移動。第1、第2長臂部81、82和導軌部81A、82A,係 設置在第2容器型裝置CH2的內部。在塗佈暨顯影部C/D業經塗佈感光材料但尚未施以曝光處理的基板P,藉由第1長臂部81與第2長臂部82,搬送至曝光裝置EX之容器型裝置CH內部。基板載台PST在曝光處理前的基板P被第2長臂部82載置於其上時,係移動至基板交換位置RP。在基板交換位置RP被載置基板P之基板載台PST,移動至投影光學系統PL之下的曝光處理位置EP。又,保持著已經結束曝光處理的基板P之基板載台PST係移動至基板交換位置RP。結束曝光處理之基板P,在基板交換位置RP由第2長臂部82(或是其他長臂部)所卸載,並藉由第1長臂部81(或其他長臂部)透過介面部IF而搬送至塗佈暨顯影部C/D。

又,將虛基板DP配置於基板保持具PSH時,控制裝置CONT係使用例如第2長臂部82,從設置於容器型裝置CH內部、作為虛基板DP之待機處的虛基板儲置區70A,取出虛基板DP,並來到基板交換位置RP,將其載置於基板載台PST之基板保持具PSH。又,係在基板保持具PSH業已保持著虛基板DP之狀態下,如以上所述般,由控制裝置CONT藉著光罩對準系統6透過投影光學系統PL和液體LQ來進行基準標記MFM之檢測。

又,在完成了上述之透過液體LQ的檢測處理,擬從基板載台PST卸載虛基板DP時,係先由控制裝置CONT以液體回收機構20等去除尚附著(殘留)於虛基板DP的液體LQ。接著,保持著已施以液體去除作業之虛基板DP的基板載台PST,經控制裝置CONT之控制,移動至基板交換位置 RP。繼而,控制裝置CONT使用第2長臂部(或其他長臂部)由基板載台PST卸載虛基板DP,將其收納在虛基板儲置區70A,亦即是來到虛基板DP之待機處。

再者,本實施形態中的虛基板儲置區70A,係設置在用以儲放曝光裝置EX之容器型裝置CH的內部,然而亦可如圖9中的符號70B所示般,將虛基板儲置區設置在用以儲放搬送裝置80之第2容器型裝置CH2內部。或者,亦可將虛基板儲置區設置在塗佈暨顯影部C/D的內部。

再者,虛基板DP宜具有撥液性。本實施形態中的虛基板DP,係業經撥液化處理而具有撥液性。在撥液化處理之例子方面,例如使用具有撥液性之材料來施以塗佈處理。具有撥液性之材料可例舉如:氟系化合物、矽化合物、或丙烯酸系樹脂、聚乙烯等合成樹脂。作為表面處理之薄膜可為單層膜,亦可為複數層膜所構成者。

又,虛基板DP的撥液性會隨時間惡化。此處,虛基板DP可隨著其撥液性的惡化狀況而予以替換。又,亦可由撥液性材料(例如氟系材料或丙烯酸)來形成虛基板DP。

圖10係其他實施形態之示意圖。如圖10所示,亦可在Z載台52(基板載台PST)形成凹部60,在上述之凹部60的內部,配置於凹部60的形狀相對應之基板保持具PSH,並且,在Z載台52內部設置用以昇降基板保持具PSH之昇降裝置63。又,以光罩對準系統6透過液體LQ來檢測基準標記MFM之動作當中,如圖10(a)所示般,以昇降裝置63來拉昇基板保持具PSH,使得Z載台52的上面和基板保持具PSH的上面成為同一平面。藉由此作法,亦可防止為了 透過液體LQ來量測基準標記MFM而形成於基準構件3上之液浸區域之液體LQ滲入Z載台52(基板載台PST)內部。又,為進行液浸曝光而將元件製造用的基板P保持於基板保持具PSH之際,係如圖10(b)所示般的,以昇降裝置63來下降基板保持具PSH,以將基板P設置在凹部60。再者,於載置基板P之際,若在基板保持具PSH上附著有液體LQ,先將附著液體LQ予以去除或回收後再載置於基板P即可。

再者,於上述實施形態中,係透過投影光學系統PL和液體LQ來檢測基板載台PST上之基準標記MFM,此時,係將基板P、虛基板DP保持在基板保持具PSH,以防止液體LQ滲入Z載台52內部,然而,其應用並不侷限於檢測基準標記MFM,舉例而言,在Z載台52(基板載台PST)上之各種量測感測器的使用時等,在Z載台52(基板載台PST)上面之周邊部形成液浸區域AR2時,宜使用圖10之構成,即將基板P或虛基板DP保持於基板保持具PSH的作法,防止液體LQ滲入Z載台52(基板載台PST)內部。

此外,上述為求取基線量而進行之基準標記PFM、MFM的檢測動作,只須在每隔既定時間進行即可,例如,每隔預先設定之基板處理片數時、或每逢交換光罩M時。又,在上述實施形態中,在將基板P載置於基板保持具PSH之前,為了要單獨量測基線量而預將虛基板DP保持於基板保持具PSH,藉此作法,可防止液體LQ滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。另一方面,在量測基線量時,若未使用將虛基板DP保持於基板保持具PSH的方法,而代 之以將已完成曝光處理的基板P保持於基板保持具PSH,在該狀態下進行基準標記PFM、MFM之檢測動作來求得基線量,該法亦同樣能防止液體LQ滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。又,在結束基線量之量測後,卸載該曝光處理完畢之基板P即可。亦即,在結束基板P之曝光後,該曝光處理完畢之基板P尚保持於基板平板PST,在該狀態下,藉基板對準系統5來檢測基板載台PST上之基準標記PFM的位置資訊,且,藉光罩對準系統6來檢測基板載台PST上之基準標記MFM之位置資訊,根據該基準標記PFM、MFM之位置資訊檢測結果而求得基線量之後,從基板載台PST搬出上述曝光處理完畢之基板P,藉此作法,可防止液體LQ滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。

再者,將曝光處理前的基板P保持於基板保持具PSH,在該狀態下進行基準標記PFM、MFM的檢測來求取基線量之做法亦被考慮。然而,在透過液體LQ以檢測基準標記MFM時,曝光處理前的基板P上之對準標記1頗有可能附著液體LQ。用以檢測基板P上之對準標記1的基板對準系統5,係在未透過液體的狀態下(乾狀態)進行該項檢測,因而,藉由基板對準系統5來檢測曝光處理前的基板P上之對準標記1時,若是在對準標記1上已附著液體LQ,將會導致檢測精確度之惡化。是故,在檢測基準標記PFM、MFM以求取基線量時,預為保持在基板保持具PSH之基板P,最好還是使用業已完成曝光處理者。

再者,即使在Z載台52(基板載台PST)上並未配置 著基準構件或各種量測感測器等量測構件,欲在Z載台52(基板載台PST)上形成液浸區域AR2時,最好仍將基板P或虛基板DP保持於基板保持具PSH,俾以例如圖10所示的機構來防止液體LQ滲入Z載台52(基板載台PST)內部。

更詳細的說,無論在Z載台52(基板載台PST)上有無基準構件或各種量測用感測器等量測構件,若在Z載台52(基板載台PST)的凹部60未以基板P或虛基板DP等覆於其上時,最好避免在Z載台52(基板載台PST)上形成液浸區域AR2。

例如,當Z載台52(基板載台PST)的凹部60並未覆有基板P或虛基板DP時,控制裝置CONT可以令液體供給機構10不供給液體、或者限制Z載台52(基板載台PST)在XY平面內之移動範圍,來避免投影光學系統PL的光學元件2和Z載台52(基板載台PST)形成對向關係。

再者,控制裝置CONT係統籌控制曝光裝置EX整體之動作,因而,可藉以判斷在Z載台52(基板載台PST)的凹部60是否覆有基板P或虛基板DP等,然而,亦可如後述般以檢測器來檢測出是否業已覆有基板P或虛基板DP等。

又,藉基板對準系統5來檢測出基板P上的對準標記1之際,其較佳狀態係如前述般,不將液體LQ配置(未附著)在基板P上之對準標記1。被載置於基板載台PST之曝光處理前的基板P,若是通過供給嘴13之下、或是回收嘴23之下、或是投影光學系統PL的光學元件2之下時,殘留(附著)在供給嘴13或回收嘴23或光學元件2之液體LQ,有 可能會滴落於基板P上或四處飛散。又,上述滴落的液體LQ一旦附著(配置)在基板P上之對準標記1,基板對準系統5將無法量測對準標記1而發生量測誤差,或者是,即使仍能量測但會造成對準標記1的像失真或波形訊號失真,以致發生對準量測精度之惡化等不佳情事。

或者,在基板載台PST上之有別於保持著基板P之位置(例如在輔助平板57上或Z載台52的上面),形成液浸區域AR2,在此條件下以基板對準系統5未透過液體來量測基板P上之對準標記1,亦為可能之方案。或者,邊在基板P上的一部份(局部性地)形成液浸區域AR2,邊於該液浸區域AR2的外側,藉基板對準系統5不透過液體LQ來檢測出對準標記1,亦為可能之方案。但在該狀況下,亦有可能因為液體LQ自液浸區域AR2四處飛散,或者是因為液體LQ的回收不徹底,造成了液體LQ配置在基板P上的對準標記1之狀態下,該對準標記1被基板對準系統5所量測之不佳情況。

是以,控制裝置CONT在決定基板載台PST的移動軌跡時,所採用之方式為:使得配置於基板對準系統5之檢測區域前的基板P上之對準標記1不通過供給嘴13、回收嘴23、或是投影光學系統PL之光學元件2下方。接著,控制裝置CONT根據所決定之移動軌跡,邊移動基板載台PST,邊使用基板對準系統5,依序對基板P上之複數個對準標記1逐一施以檢測。

圖11所示係用以說明,基板對準系統5在對基板P上之複數個對準標記1依序逐一檢測之際之動作之圖示。圖 11中,在投影光學系統PL的光學元件2的附近,配置有供給嘴13和回收嘴23,基板對準系統5之配置處,係在上述光學元件2、供給嘴13、和回收嘴23的+X側。在上述之位置關係當中,使用基板對準系統5來對基板P上之複數個對準標記1依序逐一量測時,首先,如圖11(a)所示般的,控制裝置CONT將位於基板P最-X側之投影照射區域所附設的對準標記1,配置在基板對準系統5的檢測區域,俾以基板對準系統5來量測該對準標記1。例如,控制裝置CONT將基板P上之投影照射區域S10或S11(參照圖4)等所附設的對準標記1,配置在基板對準系統5之檢測區域。在以下的說明中,將最先量測的上述對準標記1,稱為「第1對準標記」。

此處,控制裝置CONT的動作係,在基板交換位置RP(參照圖9),將曝光處理前的基板P載置在基板載台PST上之後,將基板P上之第1對準標記1配置在基板對準系統5之檢測區域時,基板載台PST係以不使基板P上之複數個對準標記1(至少包含作為基板對準系統5的量測對象之對準標記1)通過供給嘴13、回收嘴23、或光學元件2下方的方式進行移動。藉此作法,將第1對準標記1配置在基板對準系統5之檢測區域時,不會通過供給嘴13等元件之下方。是故,以基板對準系統5來量測該第1對準標記1時,不會在第1對準標記1配置有自供給嘴13等元件落下之液體LQ。

待結束第1對準標記1之檢測後,控制裝置CONT將基板載台PST朝-X側移動,使得較第1對準標記1略位於+ X側之第2對準標記1(例如,投影照射區域S12或S9等所附設之對準標記1)被配置在基板對準系統5之檢測區域。此處,控制裝置CONT決定基板載台PST的移動軌跡時,係使得位於基板對準系統5之檢測區域的量測對象(即對準標記1)不通過供給嘴13等元件的下方,因而,將基板P載置於基板載台PST後,至該基板P上之第2對準標記1配置在基板對準系統5之檢測區域之間,第2對準標記1並不會通過供給嘴13等下方。是故,可避免在第2對準標記1上留著自供給嘴13等落下的液體LQ。再者,已透過基板對準系統5所量測之第1對準標記1亦可通過供給嘴13等之下方。

以下仍採相同作法,如圖11(b)所示般的,控制裝置CONT使得較第2對準標記1略位於+X側的第3、第4對準標記1依序被配置在基板對準系統5之檢測區域並予以量測。以上動作之進行,控制裝置CONT係以雷射干涉儀56一邊監測基板載台PST的位置,一邊根據曝光處理程式(recipe)來控制基板載台驅動裝置PSTD。

再者,於上述示例,控制裝置CONT係使基板載台PST朝-X側移動,在基板對準系統5的檢測區域依序配置由基板P上之-X側的對準標記1到+X側之對準標記1,然而,若是基板對準系統5係設置在投影光學系統PL之-X側,則使基板載台PST移動於+X側。又,檢測對準標記1的順序,亦不侷限須是沿X軸方向之順序。又,如以上所述,設置在基板P上之複數個對準標記1,無須以基板對準系統5全數檢測出來。因而,並非作為基板對準系統5 之量測對象的對準標記1,即使通過供給嘴13等之下方亦無妨。擇要言之,只要配置在基板對準系統5的檢測區域之前之作為量測對象之對準標記1不通過供給嘴13等下方即可。

如以上所說明者,為了將對準標記1配置在基板對準系統5的檢測區域,由控制裝置CONT所決定之基板載台PST的移動軌跡,乃是隨基板對準系統5和供給嘴13(亦包含回收嘴23、光學元件2)之位置關係而決定,故而,於基板對準系統5所欲量測之對準標記1,能避免因為通過供給嘴13等下方而附著液體LQ。因此,可預防以基板對準系統5量測對準標記1時之液體LQ的附著,可避免量測錯誤或誤差等。因而,能提昇曝光裝置EX之有效運轉率,可維持高曝光精度。

又,參照圖11所說明之實施形態,若是在投影光學系統PL的像面側保持著液體LQ,在該狀態下藉基板對準系統5來檢測對準標記1,亦是可接受之作法。此時,儘管液浸區域AR2形成在基板載台PST(Z載台52)的上面、或是橫跨著基板載台PST上面和基板P表面、或是在基板P表面,然而,如同圖11所明示般,控制裝置CONT所決定之基板載台PST的移動軌跡,能使得基板P的對準標記1在接觸液浸區域AR2的液體LQ之前(參照圖1),已先行由基板對準系統5檢測出,故可防止基板對準系統5所量測之對象為附著液體LQ之對準標記1。

再者,該示例中,在決定基板載台PST之移動軌跡時,在基板對準系統5之檢測區域所配置的先前的基板P上之 對準標記1並不通過供給嘴13等下方,然而,亦可使得在基板對準系統5之檢測區域所配置的先前的基準標記PFM不通過供給嘴13等下方,以此來決定移動軌跡。如所揭示者,基板載台PST之移動軌跡的決定,不侷限對準標記1或基準標記PFM,使得在乾狀態下進行量測之基板載台PST上的標記(量測對象)避免通過有可能會滴下液體LQ之構件的下方,藉此作法,可提昇未透過液體LQ之標記量測的精度。

再者,在上述實施形態中,對於基板平板PST的移動軌跡之說明例,係使基板載台PST由基板交換位置RP移動至投影光學系統PL附近(曝光處理位置EP),或者是,針對基板P上的複數個對準標記1進行量測時來加以說明,然而,本發明中,決定基板載台PST之移動軌跡較為理想者係,對於基準構件3上的基準標記PFM、MFM經過量測之後,量測基板P的對準標記1等之時,亦不使基板P上的對準標記1通過供給嘴13等下方。例如,在圖12之中,使用光罩對準系統6,透過液體LQ來量測基準構件3上之基準標記MFM時,控制裝置CONT在基準構件3上已形成液浸區域AR2之狀態下量測基準標記MFM。接著,在結束了透過液體LQ以量測基準標記MFM之後,控制裝置CONT使用液體回收機構20等來回收基準構件3上之液體LQ。之後,控制裝置CONT將基板P上之對準標記1配置在基板對準系統5之檢測區域時,係邊監測雷射干涉儀56的輸出邊移動XY載台53,使得供給嘴13等係沿著圖12虛線箭頭K前進。接著,控制裝置CONT將第1對準標記(例如,投影 照射區域S10所附設的對準標記1)配置在基板對準系統5之檢測區域。在此時,被基板對準系統5所量測之先前的對準標記1,同樣並未通過供給嘴13等下方,故不會附著自供給嘴13等所滴下之液體LQ。

再者,若是在對準標記1附著有液體而導致檢測錯誤時,亦可與對準標記1附著有異物而導致檢測錯誤時同樣般,中斷該對準標記之檢測,轉而檢測位在旁邊的對準標記,或者,將該基板P視為不良基板。

又,尚可採行之做法為:在乾狀態藉基板對準系統5來檢測基板P上之對準標記時,將此時所取得之標記像或訊號波形預為記憶,當與實際由基板對準系統5來檢測對準標記1時所得之標記像或訊號波形差異甚大,則判斷為在基板對準系統5的終端光學元件和對準標記之至少其中一方有液體附著,而輸出檢測錯誤之訊息,促使操作者前來拭除附著液體等。

同樣的,尚可採行之做法為:藉由基板對準系統5在乾狀態下量測基準標記PFM,將此時所得之標記像或訊號波形預為記憶,當與實際由基板對準系統5在量測基線量時自基準標記PFM所取得之標記像或訊號波形差異甚大,則判斷為在基板對準系統5的終端之光學元件和基準標記PFM之至少其中一方有液體附著,而輸出檢測錯誤之訊息,促使操作者前來拭除附著液體等。

再者,所記憶的標記像或訊號波形,可使用曝光裝置EX內之基板對準系統5來取得,亦可取自曝光裝置EX之外。

又,圖12所示之基板載台PST上,設置有例如日本專利特開昭57-117238號公報所揭示之照度不均度感測器400,特開2002-14005號公報所揭示之空間像量測感測器500。又,亦可在該等量測用感測器400、500上形成液浸區域AR2,在該狀態下,透過液體LQ進行量測處理。此時,控制裝置CONT亦在結束感測器400、500之量測處理後,使用液體回收機構20等來進行液體回收。又,將基板P上的對準標記1配置在基板對準系統5之檢測區域時,控制裝置CONT所決定之基板載台PST的移動軌跡,係使得作為基板對準系統5的量測對象的基板P上之對準標記1不會通過供給嘴13等下方。

圖13係本發明之其他實施形態之示意圖。圖13(a)當中的曝光裝置EX具備吸附保持機構90,俾將基板P吸附保持在基板保持具PSH。吸附保持機構90當中具備:吸附孔91,係分別設置在基板保持具PSH上面之複數個位置;真空系統93,係透過流道92個別連接至複數個吸附孔91。控制裝置CONT係驅動真空系統93來透過吸附孔91以真空吸附作用將所載置的基板P的內面保持在基板保持具PSH的上面。

吸附保持機構90的流道92或真空系統93的壓力之相關資訊,係由壓力檢測器94來監測之。壓力檢測器94根據於檢測出的壓力之相關資訊,可據以得知在基板保持具PSH上是否保持著基板P(或是虛基板DP)。亦即,壓力檢測器94在吸附保持機構90已實施吸附動作,但壓力未下降時,判斷為在基板保持具PSH上未保持基板P;而在壓力下降時則判斷為在基板保持具PSH上已保持著基板P。又,將 壓力檢測器94之檢測結果和判斷結果,輸出至控制裝置CONT。

在液體供給機構10之供給管12的路徑當中,設置有閥14,用來關閉供給管12之流道。閥門14的動作係由控制裝置CONT所控制。

如圖13(a)所示般的,當基板P被保持於基板保持具PSH上,承上述,壓力檢測器94則根據壓力之相關資訊來檢測得知,在基板保持具PSH上業已保持著基板P之訊息。又,在壓力檢測器94檢測出基板P時,控制裝置CONT根據壓力檢測器94之檢測結果(判斷結果),朝液體供給機構10下達可供給液體的指令。

另一方面,如圖13(b)所示,在基板保持具PSH上未保持著基板P時,壓力檢測器94乃根據壓力相關資訊而得知,在基板保持具PSH上未保持基板P。又,當壓力檢測器94未檢測出基板P時,控制裝置CONT乃根據壓力檢測器94之檢測結果(判斷結果),朝液體供給機構10下達不供給液體之指令。接收了控制裝置CONT的指令之液體供給機構10,可藉由閥門14來關閉供給管12之流道。藉此作法,控制裝置CONT乃停止由液體供給機構10來供給液體。

承上述,當基板保持具PSH並未保持著基板P或虛基板DP時,在該狀態下,若形成了液浸區域AR2、或由液體供給機構10開始供給液體,則液體LQ有可能滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部,例如,若液體LQ果真滲入基板載台PST內部,有可能會發生銹蝕,導致配置在內部的電器或摺動部功能受損,須耗費相當時間來修護。 或者,若是在基板保持具PSH的保持面附著有液體LQ,液體LQ可能會透過吸附孔91而流向真空系統93。又,若在基板保持具PSH的保持面附著有液體LQ,在其上載置基板P時,有可能因該液體LQ扮演了潤滑膜的功能,使得基板P被保持在偏離於期望位置之處。本實施形態例之作法,係根據在基板保持具PSH是否保持著基板P或虛基板DP,來控制液體供給機構10的動作,藉此,可防止在基板保持具PSH的保持面附著液體LQ,或是造成液體滲入基板載台PST內部。又,當基板保持具PSH未保持著基板P或虛基板DP時,控制裝置CONT停止由液體供給機構10來供給液體之動作,藉此,可防止液體滲入基板載台PST內部等。

再者,本實施形態中,雖係根據壓力檢測器94的檢測結果,來據以判斷在基板保持具PSH是否業已保持著基板P或虛基板DP,然而,亦可在基板載台PST或基板保持具PSH設置例如接觸式的感測器,俾用以判斷有無基板,且根據其檢測結果來控制液體供給機構10的動作。或者,亦可使用上述之焦點檢測系統4,用以判斷在基板保持具PSH是否已保持著基板P或虛基板DP,根據其檢測結果來控制液體供給機構10的動作。又,當基板保持具PSH並未保持著基板P(或是虛基板DP)時,亦可禁止Z載台52(基板載台PST)移動至供給嘴13或回收嘴23或光學元件2下方,以免在Z載台52(基板載台PST)上形成液浸區域AR2。

又,亦可使控制裝置CONT根據壓力檢測器94的檢測結果來變更基板載台PST之可移動區域。如參照圖13所說明之實施形態中所揭示作法,當基板保持具PSH未保持著 基板P(或虛基板DP)時,停止液體供給機構10之液體供給,但即使如此,仍有可能會有殘留(附著)在供給嘴13、或回收嘴23、或投影光學系統PL的光學元件2之液體LQ滴落,以致滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。在此情況下,亦有可能引起基板載台PST內部電器之漏電、或產生銹蝕、或造成液體LQ透過吸附孔91而流入真空系統93、或者是滴在基板保持具PSH的保持面之液體LQ扮演了潤滑膜的功能,使得基板P被保持在偏離期望位置之處。是以,控制裝置CONT係根據檢測器94之檢測結果,亦即基板保持具PSH是否業已保持著基板P之檢測結果,來變更基板載台PST之可移動區域。

具體而言,當基板保持具PSH未保持著基板P(或是虛基板DP)時,換言之,係壓力檢測器94未檢測出基板P時,控制裝置CONT所決定之基板載台PST的可移動區域,係使基板保持具PSH不會位於供給嘴13或回收嘴23或光學元件2的下方。又,控制裝置CONT在基板保持具PSH並未保持著基板P時,係邊監測雷射干涉儀56的輸出邊移動基板載台PST,避免基板保持具通過供給嘴13等下方。藉此作法,即便有液體LQ自供給嘴13等往下滴落,亦可防止液體LQ滲入基板保持具PSH內部或基板載台PST內部。

再者,於上述實施形態中,欲在基板載台PST上形成液浸區域AR2時,才開始由供給嘴13供給液體LQ,然而,亦可不將在有別於基板載台PST之既定物體和投影光學系統PL間所保持之液體予以回收,而是將形成於該既定物體 上之液浸區域AR2移動至基板載台PST上,藉此作法而在基板載台PST上形成液浸區域AR2。

又,於上述實施形態中的實施方式,係在未透過液體的情況下,檢測出基板P上之對準標記1和基準標記PFM,並且在透過液體的情況下檢測基準標記MFM,然而,有關基準構件3表面之撥液化、基準構件3上面之無高低差化、以及虛基板DP的使用等諸項發明,亦可適用在同時檢測基準標記PFM和基準標記MFM之構成中,即是亦可適用於透過液體來檢測基板P上之對準標記1和基準標記PFM之情形。欲同時檢測基準標記PFM和基準標記MFM時,具有該種構成之曝光裝置可參見例如日本專利特開平4-45512號(對應之美國專利5,138,176號)等所揭示內容,在此援引該些揭示內容作為本文記載的一部份。

又,欲在基準構件3上分別形成液浸區域和非液浸區域時,亦可參見日本專利特開平4-45512號公報所揭示般之構成,以圖同時併行基準標記PFM之無液體檢測和基準標記MFM之通過液體的檢測。此時,例如是在圖6所示之對準過程中同時併行步驟SA3和步驟SA4,準此,有利於提高產能。且,若是藉由基板對準系統5透過液體來檢測出基板P上之對準標記1或基準標記PFM時,亦同樣可參見特開平4-45512號公報所揭示構成,以圖同時併行基準標記PFM和基準標記MFM之檢測,此點應無庸贅言。

又,在上述實施形態中,在基準構件上設置了基準標記PFM和基準標記MFM共二個基準標記,然而,即使使用單一基準標記(基準)來進行步驟SA3與步驟SA4亦可。

承上述,本發明之實施形態中,以純水作為液體LQ。使用純水的好處在於,在半導體製造工廠易於大量取得,同時,對於基板P上的光阻或光學元件(透鏡)等無不良影響。又,純水不僅對環境無不良影響,其雜質之含量亦極低,對於基板P的表面,以及設在投影光學系統PL前端面之光學元件表面,亦具備洗淨作用。又,工廠所供給的純水潔淨度過低時,亦可在曝光裝置本身具備超純水製造器。

又,純水(水)對於波長193nm之曝光用光EL的折射率n,據考證為1.44左右,若使用ArF準分子雷射光(波長193nm)作為曝光用光EL時,在基板P上,能因為1/n(即134nm)的短波長化效果而取得高解析度。再者,與空氣中相較,其焦點深度為n倍,亦即擴大為約1.44倍,當其焦點深度與空氣中相同程度即可時,更可因為增加投影光學系統PL之數值孔徑,而同樣有提高解析度之效。

再者,使用上述之液浸法時,投影光學系統的數值孔徑NA有時達到0.9~1.3。使用的投影光學系統之數值孔徑NA如此大時,以往作為曝光用光的隨機偏光光源,會因偏光效果而造成成像特性惡化,因而,宜使用偏光照明。此時,宜進行沿光罩(標線片)的線一間距圖案之線圖案的長邊方向之直線偏光照明,使得光罩(標線片)圖案射出較多的S偏光成分(沿線圖案之長邊方向的偏光方向成分)之繞射光。在投影光學系統PL與塗佈於基板P表面的光阻間滿佈著液體時,相較於在投影光學系統PL與塗佈於基板P表面的光阻間滿佈空氣(氣體),能夠提昇對比度的S偏 光成分之繞射光在光阻表面具有高透過率,即使投影光學系統的數值孔徑NA超過1.0,亦可得到高成像性能。又,若是適當搭配相位偏移式光罩或日本專利特開平6-188169號公報所揭示之沿著線圖案之長邊方向的斜入射照明法(特別是雙極照明法)等,將更具效果。

再者,所能適用者,並不侷限於沿著光罩(標線片)的線圖案之長邊方向的直線偏光照明(S偏光照明),若以日本專利特開平6-53120號公報所揭示般的,將直線偏光係朝以光軸為中心之圓的切線(圓周)方向之偏光照明法與斜入射照明法加以併用,其效果亦佳。特別是,當光罩(標線片)的圖案並非僅有沿既定單方向之線圖案,而是混有沿複數個相異方向之線圖案時,若同樣採取特開平6-53120號公報所揭示般,將直線偏光係朝以光軸為中心之圓的切線方向之偏光照明法與條帶照明法加以併用,則即使投影光學系統的數值孔徑NA大,仍能取得高成像性能。

本實施形態中,在投影光學系統PL的前端安裝了光學元件2,藉由該透鏡,可調整投影光學系統PL之光學特性,例如像差(球面像差、慧形像差等)。又,安裝在投影光學系統PL前端的光學元件,亦可以是用以調整投影光學系統PL之光學特性的光學平板。或者,可透過曝光用光EL之平行平面板亦可。接觸於液體LQ之光學元件,若使用較透鏡更為廉價之平行平面板,即使在曝光裝置EX的搬運、組裝、調整時,在該平面平行板附著了矽系有機物等不利於投影光學系統PL之透過率、基板P上之曝光光源EL的照度、或照度分布均勻性之物質,此時,僅須在供給液體 LQ之前置換該平行平面板即可,相較於以透鏡作為接觸於液體LQ之光學元件,其交換成本已然降低,是其優點之一。亦即,肇因於曝光用光EL的照射而自光阻產生的飛散粒子、以及液體LQ的雜質附著等,雖然會污染與液體LQ接觸的光學元件表面,以致必須定期更換該光學元件,然而,藉著以廉價的平行平面板來作為該光學元件,相較於使用透鏡的情況,交換零件的成本降低,且交換所需時間更短,可抑制維修成本(運轉成本)的上昇或產能的降低。

再者,因液體LQ的流動而導致在投影光學系統PL的前端光學元件與基板P間產生較大壓力時,光學元件亦可非可替換式,而是可隨壓力程度而被牢固地固定。

又,本實施形態的構成,係在投影光學系統PL與基板P表面間滿佈液體LQ,然而,其適用例中,若是在基板P的表面安裝有平行平面板所構成之外罩玻璃,並在該狀態下滿佈液體LQ,亦是可行作法。

又,適用上述液浸法之露光裝置之構成中,基板P之曝光時,係以液體(純水)滿佈於投影光學系統PL之終端光學元件2的射出側之光路空間,然而,亦可如國際公開第2004/019128號所揭示般的,使液體(純水)亦滿佈在投影光學系統PL的終端光學元件2之入射側的光路空間。

再者,本實施形態中儘管以水作為液體LQ,然亦可使用水以外的液體,例如,當曝光用光EL係F2雷射時,因為該F2雷射光未能透過於水,宜使用可透過F2雷射光者來作為液體LQ,例如,過氟化聚醚(PFPE)或氟系油等氟系流體亦宜。此時,對於接觸液體LQ的部分,例如,係以含氟之 極性小的分子結構物質來形成薄膜,以實施親液化處理。又,亦可使用其他對曝光用光EL具有透過性且折射率儘可能地高、並對投影光學系統PL或基板P表面所塗佈的光阻具穩定性質者(例如洋杉油),來作為液體LQ。此時,亦依據所使用的液體LQ之極性來進行表面處理。

又,上述各實施形態之基板P,並不侷限於製造半導體元件所用之半導體晶圓,凡顯示裝置用之玻璃基板、薄膜磁頭用之陶瓷晶圓、甚至曝光裝置所用的光罩、甚至是標線片之原版(合成石英、矽晶圓)等,亦在適用之列。

曝光裝置EX所適用者,除了同步移動光罩M與基板P以實施光罩M圖案之掃描曝光者,即步進掃描方式之掃描型曝光裝置(掃描步進機)外,亦能適用於,在光罩與基板的靜止狀態下使光罩M的圖案一舉曝光,進而依序移動基板,即步進重複方式之投影曝光裝置(步進機)。又,本發明亦適用於,在基板P上至少重疊2個圖案之部分以進行轉印,即步進接合方式之曝光裝置。

又,本發明亦適用於,具備2個各自載置晶圓(被處理基板)而可於XY方向獨立移動之雙載台型之曝光裝置。雙載台型曝光裝置之結構及曝光動作,揭示於例如日本專利特開平10-163099號及特開平10-214783號(對應之美國專利號6,341,007;6,400,441;6,549,269;以及6,590,634);日本專利特表2000-505958號(對應之美國專利號5,969,441)、或是美國專利6,208,407號等專利內容中,在此援引該些揭示內容作為本文記載的一部分。

在具備雙載台之曝光裝置中,係分別設置著:曝光工 作站,用以進行基板之曝光;和對準工作站,用以職司基板上之投影照射區域的對位。此時為了要提昇產能,在曝光工作站對第1載台上的基板施以曝光時,在第2載台上的基板,則在對準工作站進行對準作業。又,當第2載台上的基板業已對準之後,將第2載台移動至曝光工作站,使得業已在對準工作站完成對位之基板,在曝光工作站進行曝光。此際,第2載台上的基板在對準工作站當中,係如上述實施形態所揭示般的,取得與設置在基板載台之基準標記的相對位置,又,當第2載台被移動至曝光工作站時,在曝光工作站亦以基準標記來作為決定成像位置之基準。因而,前述實施形態所說明之基準標記,在雙載台型之曝光裝置中能被有效的用在曝光工作站和對準工作站。

又,上述實施形態中所採用的曝光裝置,係在投影光學系統PL及基板P之間局部性地充滿液體,然而,本發明亦可應用於,曝光對象基板之整個表面悉由液體所覆之液浸曝光裝置。使曝光對象基板之整個表面悉由液體所覆之液浸曝光裝置,其結構及其曝光動作,可見諸於例如日本專利特開平6-124873號公報、特開平10-303114號公報、美國專利5,825,043號等所揭示者,在此援引上述文獻之記載內容作為本文記載的一部分。

又,本發明亦適用於例如曝光裝置中具備可保持晶圓(被處理基板)來移動的曝光載台與內含各種量測構件或感測器之量測載台者。此時,可將上述實施形態之配置在基板載台PST的基準構件或各種量測器的至少一部分,配置在量測載台。具有曝光載台和量測載台之曝光裝置,其示 例可見於日本專利特開平11-135400號所揭示者,在此援引上揭文獻內容作為本文記載的一部分。

曝光裝置EX的種類,並不侷限於將半導體元件圖案曝光於基板P之半導體元件製造用曝光裝置,亦可使用例如,用以製造液晶顯示元件或顯示器者,或者是,用於製造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)、或用於製造標線片或光罩等之曝光裝置。

又,基板載台PST或光罩載台MST係使用線型馬達時,使用氣體軸承之氣浮型、或是使用勞倫茲力或阻抗力之磁浮型,均為可選用者。又,各載台PST、MST,可以是沿著導軌移動的方式,或者是未設有導軌(無軌式)者亦可。於載台使用線型馬達之示例,如美國專利5,623,853及5,528,118號中所揭示者,在此援引上揭文獻內容作為本文記載的一部分。

各載台PST、MST之驅動機構,可使用平面馬達(使二維配置磁鐵之磁鐵元件以及二維配置線圈之電樞元件相對向,俾以電磁力來驅動各載台PST、MST)。此時,可使磁鐵元件或電樞元件的任一方連接於PST、MST,使磁鐵元件或電樞元件的另一方設於PST、MST的移動面側。

為了避免因基板載台PST之移動所產生之反作用力傳達至投影光學系統PL,可使用框架構件以機械方式釋放至地面。此反作用力的處理方法之例示,如美國專利5,528,118(日本專利特開平8-166475號公報)中所詳述者,在此援引上揭文獻內容作為本文記載的一部分。

為了避免因光罩載台MST之移動所產生之反作用力傳 達至投影光學系統PL,可使用框架構件以機械方式釋放至面。此反作用力的處理方法之例示,如美國專利5,874,820(日本專利特開平8-330224號公報)中所詳述者,在此援引上揭文獻內容作為本文記載的一部分。

上揭實施形態當中之曝光裝置EX,係將各種準系統(包含本申請案之專利範圍所舉之各構成要素)以既定之機械精度、電氣精度、光學精度予以組裝。為了確保上述各種精度,在該組裝前後,尚進行各種調整,例如,對各種光學系統施以調整以達光學精度、對各種機械系統施以調整以達機械精度、對各種電氣系統施以調整以達電氣精度。由各種準系統組裝成曝光裝置之過程,亦包含各種準系統相互間的機械連接、電路之接線、及氣壓管路之配管連接等。由各種準系統組裝成曝光裝置前,理所當然的,必定有各準系統分別之組裝製程。一旦完成由各準系統組裝成曝光裝置之製程,即進行總合調整,以確保曝光裝置整體之各種精度。再者,曝光裝置之製造地點,以在溫度及潔淨度等業經嚴格控管之無塵室內進行為佳。

如圖14所示,欲製造半導體元件等微元件時係透過:在步驟201,進行微元件之功能及性能設計;在步驟202,根據上述設計步驟來製作光罩(標線片);在步驟203,製造元件之基材(即基板);在步驟204,進行曝光處理,亦即是藉由上述實施形態之曝光裝置EX將光罩圖案曝光於基板;步驟205係元件之組裝步驟(包含切割、接合、及封裝等);步驟206係檢查之步驟。

依本發明,可精確的進行對準處理,因而,能以極高 精度將期望圖案形成於基板上。又,可防液體滲入基板載台內部等處。

PSH‧‧‧基板保持具

MFM、PFM‧‧‧基準標記

PL‧‧‧投影光學系統

IL‧‧‧曝光用光

LS‧‧‧光學元件

LQ‧‧‧液體

MST‧‧‧光罩載台

PST‧‧‧基板載台

EX‧‧‧曝光裝置

AR1、AR2‧‧‧投影區域

IA‧‧‧照明區域

MSTD‧‧‧光罩載台驅動裝置

PSTD‧‧‧基板載台驅動裝置

1‧‧‧對準標記

2‧‧‧光學元件

2a‧‧‧液體接觸面

3‧‧‧基準構件

4‧‧‧焦點檢測系統

4a‧‧‧發光部

4b‧‧‧受光部

5‧‧‧基板對準系統

6‧‧‧光罩對準系統

10‧‧‧液體供給機構

11‧‧‧液體供給裝置

12‧‧‧供給管

13‧‧‧供給嘴

20‧‧‧液體回收機構

21‧‧‧液體回收裝置

22‧‧‧回收管

23‧‧‧回收嘴

50‧‧‧移動鏡

51‧‧‧雷射干涉儀

52‧‧‧Z載台

53‧‧‧XY載台

54‧‧‧基座

55‧‧‧移動鏡

56‧‧‧雷射干涉儀

57‧‧‧輔助平板

Claims (41)

  1. 一種曝光裝置,藉由將圖案像透過液體投影至基板上,來使基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,用來保持基板且本身可移動;第1檢測系統,用以檢測出於該基板載台所保持之該基板上的對準標記,並用以檢測出於該基板載台所設置之基準部;以及第2檢測系統,係透過該投影光學系統來檢測出於該基板載台所設置之基準部;使用該第1檢測系統來檢測於該基板載台所設置之基準部時並未透過液體,而使用該第2檢測系統來檢測於該基板載台所設置之基準部時,係透過投影光學系統和液體來進行檢測,以求出該第1檢測系統之檢測基準位置與該圖案像的投影位置之位置關係。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中形成於該基板上之複數個對準標記之位置資訊,係使用該第1檢測系統來檢測;根據該第1檢測系統所檢測出的位置資訊、以及該檢測基準位置和該投影位置之位置關係,進行該基板之對位,進而實施該基板之曝光。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中該第1檢測系統對於該對準標記之位置資訊的檢測係在未透過液體的狀態下進行。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中該基板載台具備用以保持該基板之基板保持具,該第2檢測系統對於設置在該基板載台之基準部的檢測,係在該基板保持具保持著該基板或虛基板之狀態下進行。
  5. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中該基準部包含:以該第1檢測系統所檢測之第1基準部,與以該第2檢測系統所檢測之第2基準部;第1基準部和第2基準部之配置係以既定之位置關係來分開配置。
  6. 如申請專利範圍第5項之曝光裝置,其中藉該第1檢測系統所進行之第1基準部的檢測,與藉該第2檢測系統所進行之第2基準部的檢測係同時進行。
  7. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中具備:具有液體供給口與液體回收口中至少一者之嘴構件;控制裝置,根據該第1檢測系統和該嘴構件之位置關係,來決定將該對準標記配置在該第1檢測系統之檢測區域時之基板載台的移動軌跡。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光裝置,其中該控制裝置,係以配置於該第1檢測系統之檢測區域前的對準標記不會通過該嘴構件下方的方式,來決定該基板載台的移動軌跡。
  9. 一種曝光裝置,藉由將圖案像透過液體投影至基板上,來使基板曝光;其特徵在於,包含:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,可在基板保持具保持基材而移動;第1檢測系統,用於檢測出該基板載台所保持的基板上之對準標記;以及第2檢測系統,係透過液體來檢測於該基板載台所設置之基準部;使用該第2檢測系統透過液體來檢測於該基板載台所設置之基準部 時,在該基板保持具係配置著該基板或是虛基板。
  10. 如申請專利範圍第1或9項之曝光裝置,其中該第2檢測系統係透過具有該圖案之光罩和該投影光學系統來檢測該基板載台上之基準部。
  11. 如申請專利範圍第1或9項之曝光裝置,其中該基準部係形成於該基板載台上所配置之基準構件,在藉由該第2檢測系統來檢測於該基準構件上之基準部時,在該投影光學系統的端面和該基準構件的上面之間係滿佈著液體。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中該基準構件的上面無高低差。
  13. 一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;上面無高低差之基準構件;以及檢測系統,係在液體滿佈於該投影光學系統端面和該基準構件上面之間之狀態下,檢測於該基準構件所形成之基準部。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置,其中進一步具備可在該投影光學系統的像面側進行移動之載台;該基準構件係配置在該載台。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光裝置,其中該載台用來保持該基板。
  16. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置,其中該基準構件上面之至少一部份具撥液性。
  17. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置,其中該基準構件上面之至少一 部份具撥液性。
  18. 一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,用來保持基板且本身可移動;檢測器,用以檢測在該基板保持具是否保持著基板或虛基板;以及控制裝置,依據該檢測器之檢測結果,來決定該基板載台之可移動區域。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光裝置,其中具備內含供給口或回收口的至少其中一者之嘴構件,以朝該基板上供給液體或作為回收液體之用,當該檢測器未檢測出該基板或虛基板時,該控制裝置所決定之該基板載台的可移動區域係,不使該基板保持具位於該嘴構件下方區域。
  20. 如申請專利範圍第18項之曝光裝置,其中具備液體供給機構,以將液體供給至該嘴構件,當該檢測器並未檢測出在該基板保持具保持著基板或虛基板時,該控制裝置乃停止該液體供給機構之液體供給。
  21. 一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,用來保持基板且本身可移動;液體供給機構,用以供給液體; 檢測器,用以檢測在該基板保持具是否業已保持著基板或虛基板;以及控制裝置,根據該檢測器之檢測結果,來控制該液體供給機構的動作。
  22. 如申請專利範圍第18或21項之曝光裝置,其中進一步具備基板吸附保持機構,俾將基板吸附於基板保持具;該檢測器係與基板吸附保持機構做流體連接之壓力檢測器。
  23. 一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具備用以保持該基板之基板保持具,用來保持基板且本身可移動;以及液體供給機構,僅在該基板保持具上保持著基板或虛基板的情況下,才將液體供給至該基板載台上。
  24. 一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光,其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,可在保持著該基板之狀態下進行移動;以及液浸機構,僅在該基板載台業已保持著基板或虛基板時,才在該基板載台上形成液浸區域。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置,其中該基板載台,在所保持的基板或虛基板之周圍具有與所保持的基板或虛基板之表面大致呈同一平面之平坦部。
  26. 如申請專利範圍第25項之曝光裝置,其中具備:量測構件,配置在該基板載台的平坦部;以及檢測系統,在該量測構件上的至少一部份形成有液浸區域之狀態下,檢測來自該量測構件的光。
  27. 如申請專利範圍第18、21、23、24項中任一項之曝光裝置,其中進一步具有虛基板儲置區,用以收容虛基板。
  28. 一種曝光裝置,藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具備:投影光學系統,用以將圖案像投影於基板上;基板載台,具有用以保持該基板之凹部,和配置在該凹部周圍、與保持於該凹部的基板表面大致呈同一平面之平坦部;僅在該基板載台上的凹部配置著物體,且該物體表面與該平坦部大致呈同一平面時,才於該基板載台上形成液浸區域。
  29. 如申請專利範圍第28項之曝光裝置,其中該物體包含基板或是虛基板。
  30. 如申請專利範圍第26或28項之曝光裝置,其中具備一控制裝置,在該凹部未配置著該物體時,禁止在該基板載台上形成液浸區域。
  31. 如申請專利範圍第29項之曝光裝置,其中進一步具有液浸機構,用以在形成該液浸區域時供給液體,該控制裝置在該凹部未配置著該物體時,停止由該液浸機構供給液體。
  32. 如申請專利範圍第29項之曝光裝置,其中在該凹部未配置該物體時,以該基板載台和該投影光學系統終端之光學元件不致成為對向的方式來控制該基板載台之移動。
  33. 一種元件製造方法,其特徵在於,係使用申請專利範圍第1項、第9項、第13項、第18項、第21項、第23項、第24項、第28項中任一項之曝光裝置。
  34. 一種曝光方法,係藉由使圖案像透過投影光學系統與液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,具有下述步驟:使用第1檢測系統來檢測該基板上之對準標記的位置資訊;使用第1檢測系統,檢測用以保持該基板之基板載台上的基準部之位置資訊;待結束以第1檢測系統所進行之兩種檢測,即該對準標記之位置資訊檢測與該基板載台上之基準位置資訊檢測後,使用第2檢測系統,透過該投影光學系統與液體來檢測該基板載台上的基準部;根據藉該第1檢測系統取得之對準標記之位置資訊檢測結果、藉該第1檢測系統取得之基板載台上的基準部之位置資訊檢測結果、和藉該第2檢測系統取得之基板載台上的基準部之位置資訊檢測結果,求出該第1檢測系統之檢測基準位置與該圖案像的投影位置之關係,並進行該圖案像與該基板之對位,俾依序將該圖案像投影至該基板上之複數個投影照射區域,來進行曝光。
  35. 如申請專利範圍第34項之曝光方法,其中,在結束該基板之曝光後,將其他基板保持在該基板載台上進行曝光時,並不進行該基板載台上之基準部位置資訊之檢測,而使用第1檢測系統來檢測該其他基板上之對準標記的位置資訊,並根據以該第1檢測系統所檢測出的該其他基板上之對準標記之位置資訊、以及該第1檢測系統的檢測基準位置和該圖案像之投影 位置的關係,依序將該圖案像投影在該其他基板上之複數個投影照射區域,以實施基板之曝光。
  36. 如申請專利範圍第34項之曝光方法,其中,藉該第1檢測系統所檢測之該基板載台上的基準部,和藉該第2檢測系統所檢測之該基板載台上的基準部,係以既定之位置關係分開配置著。
  37. 如申請專利範圍第34項之曝光方法,其中,結束該基板之曝光後,於該基板保持在該基板載台之狀態下,進行藉該第1檢測系統之該基板載台上之基準部的位置資訊的檢測,和藉第2檢測系統之該基板載台上之基準部的位置資訊的檢測,待結束該檢測後,由該基板載台搬出基板。
  38. 一種曝光方法,係藉由使圖案像透過液體投影至基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,包含下述步驟:將基準部以及設有基板保持具之基板載台所保持之該基板上之對準標記,藉由第1檢測器來檢測;在該基板保持具配置著基板或虛基板的狀態下,以第2檢測器透過液體來檢測該基準部;以及根據第1及第2檢測器之檢測結果,使得基板與圖案像對位,依圖案像使基板曝光。
  39. 一種曝光方法,係藉由使圖案像透過液體投影至由移動式基板載台的基板保持具所保持之基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,包含下述步驟:檢測在該基板保持具是否保持著基板或虛基板;以及依據檢測結果,設定該基板載台的可移動區域。
  40. 一種曝光方法,係藉由使圖案像透過液體投影至由移動式基板載台所保持的基板上,來將該基板曝光;其特徵在於,包含下述步驟:檢測在該基板載台是否保持著基板或虛基板;以及依據該檢測結果來判斷應否於該基板載台上形成液浸區域。
  41. 一種元件製造方法,其特徵在於,使用申請專利範圍第34項、第38至40項中任一項之曝光方法。
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