TWI394226B - 基板保持器、平臺裝置以及曝光裝置 - Google Patents

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Description

基板保持器、平臺裝置以及曝光裝置
本發明係關於一種基板保持器、平臺裝置以及曝光裝置，例如係關於適合於吸附並保持晶圓等之基板時使用的一種基板保持器、平臺裝置以及包含此基板保持器之曝光裝置者。
先前技術，對於製造半導體元件時所使用之半導體晶圓(以下稱作晶圓)或玻璃基板等基板實施加工之裝置，使用有例如投影式曝光裝置或雷射修復裝置等。
投影式曝光裝置設有用以將主光罩電路圖案以特定倍率成像投影於基板表面之投影透鏡(投影光學系統)。由於必須確保有較寬的投影區域，並且尤其於縮小投影透鏡之情形時獲取較高解析度，因而此投影透鏡之N.A(Numerical Aperture，數值孔徑)逐年提高，而其聚焦深度亦隨之變短。
為此，如上述曝光裝置中，為防止由基板表面位置偏離聚焦位置而產生不良解析並形成清晰的電路圖案，必須以較高精度使基板平坦化，因而使用有真空吸附上述基板且於特定平面內實施平坦化矯正之基板保持器。
至於如此之基板保持器，例如於專利文獻1中揭示有將支撐晶圓之支撐銷設置於由外周壁環繞之吸收室內的先前技術，其以覆蓋晶圓夾盤(基板保持器)外周壁之方式載置有晶圓外周部，並藉由將吸收室設為負壓而使晶圓緊靠支撐銷及外周壁之上面且吸附並保持為平坦狀態。又，於此類基板保持器中，因吸收裝置之吸收室的負壓吸力對晶圓之內平面產生作用而並不對外周部產生作用，故而即使使用平坦度較好之晶圓而其外周部亦將產生彎曲。
因此，於專利文獻1中揭示有藉由設置用以將外部氣體吸入吸收室之吸氣溝於外周壁，而使由文氏效應防止於晶圓外周部產生彎曲之方向的力起作用之技術。
【專利文獻1】日本專利第3205468號公報
然而於上述先前技術中，存在以下問題。
於外周壁形成有吸氣溝之情形時，存在以下問題，為控制防止彎曲之力而必須嚴格控制吸氣溝之尺寸，並且需費力配合形成溝。
又，於將液體充滿於晶圓與投影光學系統之間，並藉以此液體使圖案曝光於晶圓上，即進行液浸曝光時，可能會有液體由吸氣溝向吸收室浸入。
又，近年來，由於為減小晶圓與支撐銷之間灰塵之影響，而使支撐銷之表面尺寸變小，且使支撐銷前端易於插入晶圓內面，故而於外周壁支撐處與支撐銷支撐處之間，產生於晶圓之彎曲(起伏)現象越發嚴重。
由於用以將圖案複製於晶圓之曝光狹縫(射入曝光用照明光之狹縫)內之起伏，因晶圓平臺之驅動(調平等)而補正晶圓表面位置，並將狹縫內平面度取為特定值，例如曝光狹縫處於橫跨外周壁之情形時起伏變大，因而較難藉由平臺驅動進行補正。
本發明係考慮以上各方面後研製而成者，其目的在於提供一種即使於環繞吸收空間之周緣部亦可藉由穩定而良好之平坦度保持基板的基板保持器、平臺裝置以及曝光裝置。
為達成上述目的，本發明採用有對應於表示實施形態的圖1至圖8之下述結構。
本發明之基板保持器特徵在於，其係一種包含環繞吸收空間(38)之周緣部(33)，及支撐設於吸收空間(38)之基板(P)之第1支撐部(34)的基板保持器(PH)，且包含由周緣部(33)向第1支撐部(34)側延伸且支撐基板(P)之第2支撐部。
因此，本發明之基板保持器於周緣部(33)中，因第2支撐部(7)藉由自周緣部(33)朝向第1支撐部(34)側之線狀(突條)而支撐基板(P)，故可阻止產生於周緣部(33)與第1支撐部(34)之間的起伏或彎曲。
又，本發明之平臺裝置係一種將基板(P)保持並移動之平臺裝置(PST)，其特徵在於具有作為保持基板之基板保持器的上述基板保持器(PH)。
因此，本發明之平臺裝置中，可於基板保持器(PH)之周緣部(33)保持此基板(P)而並不使較大起伏或彎曲產生於基板(P)上，並使其向特定位置移動。
繼而，本發明之曝光裝置係使用平臺裝置將圖案曝光於基板(P)者，其特徵在於使用上述平臺裝置(PST)作為平臺裝置。
因此，本發明之曝光裝置，可於基板保持器(PH)周緣部(33)使基板(P)移動而並不使較大起伏或彎曲產生於該基板(P)上，故而可藉由特定之複製精度將圖案複製於基板(P)。
再者，為清晰易懂地對本發明加以說明，對應於表示一個實施例之圖式符號而加以有說明，當然本發明並非限於實施例。
本發明可穩定且平坦度良好地支撐基板，並可使高解析度圖案形成於基板。
又，本發明使用液體進行曝光時，亦可防止液體浸入基板與基板保持器之間並實施穩定之曝光處理。
以下，參照圖1至圖9，對本發明之一種基板保持器、平臺裝置及曝光裝置之實施形態加以說明。
[基板保持器] (第1實施形態)
首先，參照圖1及圖2，對本發明之基板保持器之第1實施形態加以說明。圖1係基板保持器之平面圖，而圖2係表示保持有基板P之基板保持器之部分放大圖。
基板保持器PH係吸附並保持基板P者，其具有基座部35，其大致呈圓盤狀；周壁部(周緣部)33，其沿基座部35之周緣設立，並且相對於基板P之外周而言，於內側支撐基板P之內面PC；複數個支撐部(第1支撐部)34，該等同樣配置於由此周壁部33所包圍之內側之吸收空間38並支撐基板P；及複數個肋狀支撐部(第2支撐部)7，該等由周壁部33側向支撐部34側延伸並以線狀支撐基板P。再者，如圖2所示，本實施形態中，複數個支撐部34與複數個肋狀支撐部7具有相同高度。進而，複數個支撐部34與複數個肋狀支撐部7之高度，亦與周壁部33之高度相同。
支撐部34係以微小直徑形成有各上端面34A之自剖面觀察為台狀之銷夾盤(參照圖2)，而基板P將其內面PC保持於複數個支撐部34之上端面34A。
各肋狀支撐部7沿X軸方向延伸而形成，並於Y軸方向留設間隔而配置於基板保持器PH之X軸向兩端側。又，肋狀支撐部7，其一端連接至周壁部33，而他端於複數個肋狀支撐部7中，以頂端形成並非呈直線或圓弧狀排列之鋸齒狀之方式，由周壁部33側向支撐部34側延伸且延伸長度不同而形成。此外，設定有由肋狀支撐部7支撐基板P之支撐面積，大於由支撐部34支撐基板P之支撐面積(為便於理解，圖2之支撐部34上端面34A之面積，圖示大於實物)。
繼而，藉由將陶瓷材料進行噴砂或蝕刻等，而去除周壁部33、支撐部34及肋狀支撐部7以外之區域，以此製造基板保持器PH。換言之，基板保持器PH構成為周壁部33、支撐部34、及肋狀支撐部7藉由陶瓷材料而於基座部35上形成為一體。
又，基板保持器PH包含使環繞周壁部33之吸收空間38成為負壓之吸收裝置40。吸收裝置40包括複數個吸收口41，該等設於基板保持器PH之基座部35上面，真空部42，其包含設於外部之真空泵，及管道43，其形成於基座部35內，並分別連接複數個吸收口41且與真空部42相連。吸收口41分別設於基座部35表面上的除支撐部34以外之複數個特定位置。吸收裝置40構成為吸收有吸收空間38內部之氣體(空氣)，並使此吸收空間38成為負壓，而此吸收空間38形成於周壁部33、基座部35、支撐部34及肋狀支撐部7與該等所支撐之基板P之間。
上述結構之基板保持器PH中，將基板P載置於周壁部33、支撐部34及肋狀支撐部7上，其後使吸收裝置40之真空部42運行，而使吸收空間38成為負壓，藉此使基板P內面PC藉由周壁部33、支撐部34及肋狀支撐部7而吸附並保持。
此時，由於吸收裝置40之負壓吸力，對由支撐部34所支撐之基板P之內平面產生影響，而並不影響由周壁部33支撐之周緣部，並影響由周壁部33側向支撐部34側延伸呈肋狀之支撐部7之周圍，故可於周壁部33附近阻止產生於基板P之彎曲或起伏。又，肋狀支撐部7線狀支撐基板P，並為肋狀而不會增大接觸面積，故而亦不受灰塵之影響。
因此，本實施形態中，亦可於周壁部33附近以較好平坦度支撐基板P。又，本實施形態中，亦可於周壁部33抵接基板P而支撐，故而如利用文氏效應之情形，無須對吸氣溝作嚴密的間隙控制，又，於進行浸液曝光之情形，亦可避免液體浸入吸收空間38，而可維持對於基板P之穩定之吸附與保持。此外，本實施形態中，使肋狀支撐部7向支撐部34側延伸之長度不同，因此如肋狀支撐部7之頂端部例如排列呈直線或圓弧之情形般，可排除於複數個肋狀支撐部7作為假設周壁部3而發揮作用之基板P上產生彎曲之可能性，並可更可靠地平坦支撐基板P。即，基板P由肋狀支撐部7支撐與由支撐部34支撐之切換位置(邊界位置)並非完全相同，因而於此邊界位置並無基板P之平坦度惡化現象。
除此之外，本實施形態中基板保持器PH之周壁部33、支撐部34、及肋狀支撐部7形成一體，因此與各自形成各支撐部之情形相比可簡化製造步驟，並有助於提高生產效率，並且可易於將基板P之支撐面形成為一整面，故可以更好之平坦度支撐基板P。尤其，於本實施形態之基板保持器PH中，肋狀支撐部7沿X軸向延伸而設置於基板保持器PH之X軸向兩側，故而於後述進行掃描曝光時之曝光狹縫ES(圖1中以二點虛線表示)以將X軸向設為較長方向而受到設定，而於X軸向之一端部橫跨周壁部33之位置曝光時，亦可抑制曝光狹縫ES內產生於基板P之彎曲或起伏。
(第2實施形態)
繼而，關於本發明之基板保持器第2實施形態，參照圖3加以說明。
此圖中，至於與表示於圖1及圖2之第1實施形態之構成要素相同部分，附有相同符號。
第2實施形態之基板保持器PH之一端連接至周壁部33，他端向支撐部34側延伸，並將支撐基板P之肋狀支撐部7A設為放射狀。由此肋狀支撐部7A所支撐基板P之支撐面積，亦設定為大於由支撐部34所支撐基板P之支撐面積。又，本實施形態中，使肋狀支撐部7A向支撐部34側延伸之長度，至少於相鄰支撐部7A之間不同。其它結構係與上述第1實施形態相同。
本實施形態中，除獲得與第1實施形態相同之作用與效果以外，於周壁部33附近之任何方向亦可以良好平坦度支撐基板P。例如圖3所示，曝光狹縫ES以將Y軸向設定為較長方向而受到設定時，亦可抑制曝光狹縫ES內產生於基板P之彎曲或起伏。因此可放寬基板保持器PH之Z軸周圍之定位精度，故可減輕定位工作。
[平臺裝置及曝光裝置]
繼而，參照圖4至圖7，對具有上述基板保持器PH之平臺裝置及具有將此平臺裝置作為基板保持器之曝光裝置加以說明。
圖4所示曝光裝置EX具有遮罩平臺MST，其支撐遮罩M；基板平臺裝置PST，其藉由上述基板保持器PH而支撐基板P；照明光學部IL，其將遮罩平臺MST支撐之遮罩M藉由曝光狹縫ES之曝光光線EL而照明；投影光學部PL，其將由曝光光線EL照明之遮罩M之圖案影像投影曝光於由作為平臺裝置之基板平臺PST所支撐之基板P；及控制裝置CONT，其全面控制曝光裝置EX之整體動作。
本實施形態之曝光裝置EX係為使曝光波長可靠變短而提高解析度，並且使聚焦深度可靠變寬，而有應用浸液法之浸液曝光裝置，其具有液體供給機構10，其將液體1供給至投影光學部PL與基板P之間；及液體回收機構20，其用以回收基板P上之液體1。本實施形態中，使用有純水作為液體1。曝光裝置EX至少於將遮罩M之圖案影像複製於基板P上期間，藉由液體供給機構10所供給之液體1，而使浸液區域AR2形成於含有投影光學部PL之投影區域AR1之基板P上的至少一部分上。
具體而言，曝光裝置EX使液體1充滿於投影光學部PL頂端部之光學元件2與基板P表面(曝光面)之間，並介以此投影光學部PL與基板P之間之液體1及投影光學部PL，而使遮罩M之圖案影像投影至基板P上，以此使基板P曝光。
於此，本實施形態中，使用有使遮罩M與基板P於掃描方向互異(逆向)之方向同步移動，並將形成為遮罩M之圖案曝光於基板P的掃描式曝光裝置(所謂掃描步進器)作為曝光裝置EX，並以該情形為例加以說明。於以下說明中，將與投影光學部PL之光軸AX一致之方向設為Z軸方向，而於垂直於Z軸方向之平面內將遮罩M與基板P之同步移動方向(掃描方向)設為X軸方向，並將垂直於Z軸方向及Y軸方向之方向(非掃描方向)設為Y軸方向。又，將X軸、Y軸及Z軸周圍方向分別設為θX、θY、及θZ方向。再者，此處所謂“基板”含有於半導體晶圓上塗層有作為感光材料之光阻者，“遮罩”包含形成有縮小投影至基板上之裝置圖案的主光罩。
照明光學部IL係將遮罩平臺MST所支撐之遮罩M藉由曝光裝置EL而照明者，具有曝光用光源；使曝光用光源所射出光束之照度均勻化之光學積分器；將來自光學積分器之曝光光線EL聚光之聚光透鏡；中繼透鏡部；及使由曝光光線EL照射之遮罩M上的照明區域成為狹縫狀之可變視野光圈等。遮罩M上之特定照明區域藉由照明光學部IL以照度分佈均勻之曝光光線EL而受到照明。至於照明光學部IL所射出之曝光光線EL，使用有例如由水銀燈射出之紫外區域之輝線(g線、h線、i線)及KrF準分子雷射光(波長248 nm)等深紫外光(DUV光)，或ArF準分子雷射光(波長193 nm)及F2 雷射光(波長157 nm)等真空紫外光(VUV光)。本實施形態中使用有ArF準分子雷射光。如上所述，本實施形態之液體1係純水，即使曝光光線EL為ArF準分子雷射光亦可透過。又，純水亦可透過紫外區域之輝線(g線、h線、i線)及KrF準分子雷射光(波長248 nm)等深紫外光(DUV光)。
遮罩平臺MST係支撐遮罩M者，且可於垂直於投影光學部PL之光軸AX之平面內，即XY平面內進行二維移動以及可於θZ方向進行微小旋轉。遮罩平臺MST藉由線性馬達等遮罩平臺驅動裝置MSTD驅動。遮罩平臺驅動裝置MSTD藉由控制裝置CONT控制。於遮罩平臺MST上設有移動鏡50。又，與移動鏡50對向之位置上設有雷射干涉計51。遮罩平臺MST上遮罩M之二維方向之位置及旋轉角，藉由雷射干涉計51而進行即時測量，並將測量結果輸出至控制裝置CONT。而控制裝置CONT根據雷射干涉計51之測量結果驅動遮罩平臺驅動裝置MSTD，藉此決定遮罩平臺MST所支撐之遮罩M的位置。
投影光學部PL係將遮罩M之圖案以特定之投影倍率β投影曝光於基板P者，且藉由包含設於基板P側頂端部之光學元件(透鏡)2的複數個光學元件而構成，而該等光學元件由鏡筒PK支撐。本實施形態中投影光學部PL係投影倍率β為例如1/4或1/5之縮小部。再者，投影光學部PL亦可為等倍部或放大部之任何一個。又，本實施形態中投影光學部PL之頂端部之光學元件2設為可對PK實行裝卸(更換)，並且浸液區域AR2之液體1接觸於光學元件2。
光學元件由螢石形成。螢石與水具有較佳親和性，因而可使液體1緊靠光學元件2之幾乎整個液體接觸面2a。即，本實施形態中，設置有供給與光學元件2之液體接觸面2a具有較高親和力之液體(水)1，因此可使光學元件2之液體接觸面2a與液體1具有較佳密著性，並可藉由液體1而完全充滿光學元件2與基板P之間之光路。再者，光學元件2亦可為與水具有較佳親和性之石英。又，亦可於光學元件2之液體接觸面2a實施親水化(親液化)處理，以使進一步提高與液體1之親和性。又，鏡筒PK於其頂端附近接觸液體(水)1，故而至少於頂端附近藉由對於Ti(鈦)等之鏽具有抗鏽性之金屬而形成。
基板平臺PST係支撐基板P者，其具有介以上述基板保持器PH而保持基板P之基板台52；支撐基板台52之XY平臺53；及支撐XY平臺53之基座(定盤)54。基板平臺PST藉由線性馬達等基板平臺驅動裝置PSTD而驅動。基板平臺驅動裝置PSTD藉由控制裝置CONT而控制。藉由驅動基板台52而控制保持於基板台之基板P之Z軸方向的位置(聚焦位置)、及θX、θY方向之位置。又，藉由驅動XY平臺53而控制基板P之XY方向之位置(實際與投影光學部PL之像面平行之方向之位置)。即，基板台52介以基板保持器PH而控制基板P之聚焦位置及傾斜角，並將基板P之表面以自動聚焦方式及自動校平方式而發揮作用作為吻合於投影光學部PL之像面之Z平臺，而XY平臺53決定基板P之X軸方向及Y軸方向之位置。再者，理所當然可將基板平臺與XY平臺設為一體。
基板平臺PST(基板台52)上設有移動鏡55。又，與移動鏡55對向之位置設有雷射干涉計56。基板平臺PST上之基板P之二維方向的位置及旋轉角，藉由雷射干涉計56而進行即時測量，而測量結果輸出至控制裝置CONT。控制裝置CONT根據雷射干涉計56之測量結果而驅動基板平臺驅動裝置PSTD，藉此決定基板平臺PST所支撐之基板P之位置。
再者，移動鏡55既可將基板平臺PST(基板台52)之側面進行鏡面加工而形成，亦可使移動鏡55之高度與晶圓W之高度相同。
又，於基板平臺PST(基板台52)上設有環繞基板P之平板部30。平板部30設為與基板台52形成一體，並且平板部30之內側形成有凹部32。再者，亦可將平板部30與基板台52分別設置。保持基板P之基板保持器PH配置於凹部32(參照圖7)。平板部30具有高度與基板P之表面PA大致相等之平坦面(平坦部)31，而此基板P保持於配置於凹部32之基板保持器PH上。
液體供給機構10係將特定液體1供給至基板P上者，具有第1液體供給部11與第2液體供給部12，該等可供給液體1；第1供給部件13，其介以於第1液體供給部11中具有管道之供給管11A而連接，並具有將由此第1液體供給部11所送出之液體1供給至基板P上之供給口13A；及第2供給部件14，其介以於第2液體供給部12中具有管道之供給管12A而連接，並具有將由此第2液體供給部12所送出之液體1供給至基板P上之供給口14A。第1、第2供給部件13、14配置於基板P之表面附近，並設於基板P之面方向中互不相同之位置。具體而言，液體供給機構10之第1供給部件13相對於投影區域AR1而設於掃描方向之一方側(－X側)，第2供給部件14則設於他方側(＋X側)。
第1、第2液體供給部11、12分別具有容納液體1之槽及加壓泵等，並介以供給管11A、12A及供給部件13、14將液體1分別供給至基板P上。又，第1、第2液體供給部11、12之液體供給動作藉由控制裝置CONT控制，而控制裝置CONT可將對於第1、第2液體供給部11、12之基板P上的每個單位時間之液體供給量分別加以獨立控制。又，第1、第2液體供給部11、12分別具有液體溫度調節機構，以將具有與容納有裝置之反應室內溫度大致相同溫度(例如23℃)之液體1供給至基板P上。
液體回收機構20係回收基板上之液體者，其具有第1、第2回收部件23、24，該等具有配置於基板P之表面附近之回收口23A、24A；及第1、第2液體回收部21、22，該等分別介以於該第1、第2回收部23、24中具有管道之回收管21A、22A而連接。第1、第2液體回收部21、22具有例如真空泵等吸收裝置及容納所回收液體1之槽等，並將基板P上之液體1介以第1、第2回收部件23、24及回收管21A、22A而回收。第1、第2液體回收部21、22之液體回收動作藉由控制裝置CONT控制，而控制裝置CONT可控制第1、第2液體回收部21、22的每個單位時間之液體回收量。
圖5係表示液體供給機構10及液體回收機構20之概略結構之平面圖。如圖5所示，投影光學部PL之投影區域AR1設定為將Y軸方向(非掃描方向)作為較長方向之狹縫狀，而充滿有液體1之浸液區域AR2以包含投影區域AR1之方式形成於基板P上之一部分。繼而，用以形成投影區域AR1之浸液區域AR2之液體供給機構10的第1供給部件13相對於投影區域AR1而設於掃描方向之一方側(－X側)，第2供給部件14則設於他方側(＋X側)。
第1、第2供給部件13、14分別從平面觀察大致形成為圓弧狀，其供給口13A、14A之Y軸方向之尺寸，以至少大於投影區域AR1之Y軸方向尺寸之方式而設定。繼而，形成從平面觀察大致呈圓弧狀之供給口13A、14A，以與掃描方向(X軸方向)相關並夾持投影區域AR1之方式而配置。液體供給機構10介以第1、第2供給部件13、14之供給口13A、14A而同時於投影區域AR1之兩側供給液體1。
液體回收機構20之第1、第2回收部件23、24具有以分別面朝向基板P之表面之方式而連續形成為圓弧狀之回收口23A、24A。繼而，藉由以相互面對方式所配置之第1、第2回收部件23、24而形成大致呈圓環狀之回收口。第1、第2回收部件23、24之各回收口23A、24A以環繞液體供給機構10之第1、第2供給部件13、14及投影區域AR1之方式而配置。又，於以環繞投影區域AR1之方式而連續形成之回收口內部，設有複數個隔板部件25。
由第1、第2供給部件13、14之供給口13A、14A向基板P上所供給之液體1，以浸透於投影光學部PL之頂端部(光學元件2)之下端面與基板P之間的方式供給。又，相對於投影區域AR1而流出至第1、第2供給部件13、14之外側的液體1，藉由相對於投影區域AR1而配置於此第1、第2供給部件13、14之外側的第1、第2回收部件23、24之回收口23A、24A而受到回收。
本實施形態中，將基板P掃描曝光時，關於掃描方向由投影區域AR1前面所供給之每單位時間之液體供給量，設定為多於其相反方向所供給之液體供給量。例如，將基板P於＋X方向移動並進行曝光處理之情形時，控制裝置CONT相對於投影區域AR1而將來自－X側(即供給口13A)之液體量設為多於來自＋X側(即供給口14A)之液體量，另一方面，將基板P於－X方向移動並進行曝光處理之情形時，相對於投影區域AR1而將來自＋X側之液體量設為多於來自－X側(即供給口14A)之液體量。又，關於掃描方向，每個投影區域AR1前面之每單位時間之液體回收量設定為少於其相反方向之液體回收量。例如，基板P於＋X方向移動時，對於投影區域AR1而將來自＋X側(即回收口24A)之回收量設為多於來自－X側(即回收口23A)之回收量。
圖6係自上方觀察基板平臺PST之基板台52之平面圖。由平面觀察為矩形狀之基板台52中相互垂直之2個邊緣部配置有移動鏡55。移動鏡55、55之交叉部附近設有將遮罩M及基板P相對於特定位置而進行對準時將要使用之基準標記FM。又，於基板平臺PST上之基板P之周圍，雖未圖示，亦設有照度感測器等各種感測器。
又，於基板台52之大致中央部形成有由平面觀察呈圓形之凹部32，此凹部32中如圖7所示，突設有用以支撐基板保持器PH之支撐部52a。繼而，支撐基板P之基板保持器PH，於由支撐部52a支撐並與基板台52之間設有間隙之狀態下配置於凹部32內。再者，基板平臺52與基板保持器PH之間之間隙於大氣壓下而設定(開放)。繼而，於基板P之周圍，平板部30具有與基板P表面大致相同高度之平坦面(平坦部)31，並以與基板台52形成為一體而設置。
本實施形態之基板保持器PH中，周壁部33、支撐部34及肋狀支撐部7之各上端面及側面37具有撥液性。至於基板保持器PH之撥液處理(撥水處理)，例如塗層氟系樹脂材料或丙烯酸系樹脂材料等撥液性材料，或貼附包含上述撥液性材料之薄膜。至於用以使之具有撥液性之撥液性材料，使用有相對於液體1之非溶解性材料。
基板平臺52(平板部30)具有形成凹部32之側壁部73。而側壁部73以與基板保持器PH隔有間隙C之方式，即與保持於基板保持器PH之基板P(之外周)藉由寬度B之長度重疊之形狀而平面形成。側壁部73之上面，由平面觀察係相對於基板P之外周(側面PB)而隔開有間隙A(例如0.3~0.5 mm)大小之圓形狀，由剖面觀察則成為保持於基板保持器PH之基板P的內面PC之外周部所對向之撥液面72。撥液面72與基板P之內面PC之間，例如形成有於隔開0.2 mm間隙之非接觸位置(即，自平坦面31至基板P之厚度＋0.2 mm深度之位置)。
於基板P之曝光面即表面PA塗層有光阻(感光材料)90。本實施形態中，感光材料90係如ArF等分子雷射般感光材料(例如，東京應化工業股份有限公司所生產之TARF－P6100)並具有撥液性(撥水性)，而其接觸角為70°至80°左右。
又，本實施形態中，基板P之側面PB進行有撥液處理(撥水處理)。具體而言，基板P之側面PB亦塗層有具有撥液性之上述感光材料90。此外，基板P之內面PC亦塗層有上述感光材料90並進行有撥液處理。
繼而，基板台52(基板平臺PST)之一部分之表面，進行有撥液處理而具有撥液性。本實施形態之基板平臺52(平板部30)中，平坦面31、撥液面72及該等之間之段部36具有撥液性。至於基板台52(平板部30)之撥液處理，使用有與對基板保持器PH進行處理之相同方法。再者，亦可藉由具有撥液性之材料(氟系樹脂等)而形成基板台52。
又，基板平臺PST包含回收裝置60，其由段部36與基板P之側面PB及撥液面72形成，且吸引並回收流入連通與基板P之內面PC對向之部分的第2空間39中之液體1。本實施形態中，回收裝置60具有可容納液體1之槽61；設於基板台52內部且將空間39與槽61連接之管道62；及於槽61中介以閥門63而連接之泵64。繼而，於此管道62之內壁面亦進行有撥液處理。
以下，就藉由具有上述結構之曝光裝置EX而將基板P之邊緣區域E進行浸液曝光之方法加以說明。
如圖7所示，將基板P之邊緣區域E進行浸液曝光時，浸液區域AR2之液體1配置於基板P表面PA之一部分及平板部30之平坦面31之一部分。此時，基板P中，由於吸收裝置40所產生之負壓吸力於周壁部33並不起作用，然而於周壁部33附近藉由自周壁部33側向支撐部34側延伸之肋狀支撐部7以線狀加以支撐，並且於此支撐部7之周圍負壓吸力產生作用，故而並不會產生彎曲等，則可以良好平坦度支撐基板P。
因此，由上述曝光狹縫ES所設定之投影區域AR1中，藉由基板平臺驅動裝置PSTD驅動基板台52，並控制基板P之Z軸方向之位置及θX、θY方向之表面位置，藉此可補正投影區域AR1內之起伏，並可於特定值內獲取投影區域AR1內之平面度。其結果，對於平坦基板P介以投影光學部PL及液體1可投影遮罩M之圖案，故而可於基板P形成高解析度圖案。
於此，因基板P之側面PB及與此側面PB對向之段部36進行有撥液處理，又，該等之間之間隙亦並不大，如圖7所示，故而浸液區域AR2之液體1難以浸入間隙A，並且幾乎不會因其表面張力而流入間隙A。又，液體1由間隙A向第2空間39浸入之情形時，基板P之內面PC與撥液面72兩者均具有撥液性，且內面PC與撥液面72之間的間隙微小，故而浸入第2空間39之液體1難以浸入此間隙，並且幾乎不會因其表面張力而由間隙流入至凹部32。繼而，流入第2空間39之液體1，例如進行基板更換時等，藉由即使由吸引所產生之振動傳達至基板P亦無故障出現之時序，藉由回收裝置60並介以管道62而吸收並回收至槽61(參照圖4)。槽61中設有排出管道61A，而液體1一旦積留至特定量時則藉由排出管道61而排出。
此時，藉由沿著基板P之內面PC等而使液體1到達基板保持器PH之情形時，除阻止產生於基板P之彎曲外，周壁部33及肋狀支撐部7之上端面進行有撥液處理，故而亦可切實防止液體1介以周壁部33及肋狀支撐部7而浸入吸收空間38，並可進行更加穩定之曝光處理。又，即使於因周壁部33、肋狀支撐部7及支撐部34之上端面進行有撥液處理，而液體1於更換基板P時將會飛散而附著於該等之上端面之後，亦可藉由吹氣等處理，而易於將液體自上端面排除，並可防止更換後對基板吸附支撐所產生之不良影響。
再者，上述實施形態之基板保持器PH構成為肋狀支撐部7之一端連接至周壁部33，但並非限於此，亦可以與周壁部33之間留有間隙之方式而配置。
再者，上述實施形態之基板平臺PST構成為將基板保持器PH與基板台52分離而設置，但並非限於此，亦可設置形成為一體。即，亦可為使基板台52作為基板保持器而作用之結構。於此情形下，基板保持器即基板台52上並不設置移動鏡，而如圖8所示，可將與雷射干涉計56對向之端面設為反射面(反射部)55A。此結構可削減零件數，並可降低成本，並且由於可排除移動鏡之安裝誤差，故而可提高雷射干涉計之基板台52(即基板P)的測量精度。
上述各實施形態中，藉由純水而構成有液體1。而純水可較容易大量取自半導體製造工廠等，並且存在對基板P上之光阻或光學元件(透鏡)等不會產生不良影響之優點。又，由於純水對環境無不良影響，並且雜質含量極其低，故而有望其起到洗淨設於基板P之表面及投影光學部PL之頂端面的光學元件表面之作用。
再者，亦可使用PFPE(全氟聚醚)作為液體1。
繼而，由於相對於波長為193 nm左右之曝光光線EL的純水(水)之折射率大致為1.44，故使用有ArF準分子雷射光(波長193 nm)作為曝光光線EL之光源時，於基板P上短波長化為1/n，即約134 nm以此可獲取高解析度。此外，由於聚焦深度與於空氣中相比約放大至n倍，即約1.44倍，故而只要確保聚焦深度與使用於空氣中之情形大致相等，則可進一步增加投影光學部PL之數值孔徑，並於此方面亦可提高解析度。
再者，至於上述各實施形態之基板P，不僅使用有半導體裝置製造用之半導體晶圓，而且使用有顯示裝置用之玻璃基板、或薄膜磁頭用之陶瓷晶圓，或者用於曝光裝置中之遮罩或主光罩之底版(合成石英、矽晶圓)等。
至於曝光裝置EX，適用於將遮罩M與基板P同步移動並對遮罩M之圖案進行掃描曝光的步進與掃描方式之掃描曝光裝置(掃描步進器)，除此之外，亦可適用於遮罩M與基板P處於靜止狀態下將遮罩M之圖案全部曝光，並使基板P依次步進移動的步進與重複方式之投影曝光裝置(步進器)。又，本發明亦可適用於在基板P上將至少2個圖案部分重疊並複製的步進與縫合(step and stitch)方式之曝光裝置。
又，本發明亦可適用於日本專利特開平10－163099號公報、日本專利特開平10－214783號公報、及日本專利特表2000－505958號公報等所揭示之雙平臺型曝光裝置。
至於曝光裝置EX之種類，並不限於將半導體元件圖案曝光於基板P上之半導體元件製造用曝光裝置，亦可廣泛適用於液晶顯示元件製造用或顯示器製造用曝光裝置，或用以製造薄膜磁頭、撮像元件(CCD)或主光罩或者遮罩等之曝光裝置等。
於基板平臺PST或遮罩平臺MST中使用線性馬達(參照USP5，623，853或者USP5，528，118)之情形時，亦可採用使用有空氣軸承之氣懸浮型及使用有洛倫茲力或電抗力之磁懸浮型之任何一個。又，各平臺PST、MST既可為沿導向器移動之類型，亦可為未設置導向器之無導向類型。
至於各平臺PST、MST之驅動機構，亦可使二維配置有磁石之磁石單元，與二維配置有線圈之電樞單元相互對向，並使用由電磁力驅動各平臺PST、MST之平面馬達。於此情形下，亦可將磁石單元與電樞單元之任一方連接至平臺PST、MST，並且將磁石單元與電樞單元之他方設置於平臺PST、MST之移動面側。
藉由基板平臺PST之移動而產生之反作用力，亦可以並不傳遞至投影光學部PL之方式，如日本專利特開平8－166475號公報(USP5，528，118)中所揭示般，使用有框架部件，以此機械性消耗至地面(大地)。
藉由遮罩平臺MST之移動而產生之反作用力，亦可以並不傳遞至投影光學部PL之方式，如日本專利特開平8－330224號公報(USP5，874，820)中所揭示般，使用有框架部件，以此機械性消耗至地面(大地)。又，如日本專利特開平8－63231號公報(USP6，255，796)中所揭示般，亦可使用動量守恆定律處理反作用力。
本申請案實施形態之曝光裝置EX，藉由以保持特定機械性精度、電性精度、及光學性精度之方式，將包含有本申請案申請專利範圍中所列舉之各構成要素的各種子系統加以裝配而製造。為確保此等各種精度，於進行該裝配的前後，進行有各種調整，以使各種光學部達到光學性精度，使各種機械部達到機械性精度，並使各種電氣部達到電性精度。藉由各種子系統而裝配曝光裝置之裝配步驟，包含有各種子系統之間相互之機械性連接，電氣電路之佈線連接，氣壓電路之佈管連接等。於藉由此各種子系統而裝配曝光裝置之裝配步驟前，當然存在有各子系統各自裝配之步驟。於藉由各種子系統而裝配曝光裝置之裝配步驟結束後，進行有綜合調整，以確保曝光裝置整體之各種精度。再者，業者希望曝光裝置之製造應於溫度及整潔度受到管理之清潔室進行。
半導體裝置等微型裝置如圖9所示，經過以下各步驟製造而成：設計微型裝置之功能與性能之步驟201，根據此設計步驟而製造遮罩(主光罩)之步驟202，製造裝置基材即基板之步驟203，藉由上述實施形態之曝光裝置EX而將遮罩圖案曝光於基板之曝光處理步驟204，裝配裝置之步驟(包含切割製程，黏接製程，封裝製程)205，及檢查步驟206等。
1．．．液體
2．．．光學元件
2a．．．液體接觸面
7．．．肋狀支撐部
7A．．．肋狀支撐部
10．．．液體供給機構
11．．．第1液體供給部
11A．．．供給管
12．．．第2液體供給部
12A．．．供給管
13．．．第1供給部件
13A．．．供給口
14．．．第2供給部件
14A．．．供給口
20．．．回收機構
21、22．．．液體回收部
21A、22A．．．回收管
23．．．回收部件
23A、24A．．．回收口
24．．．回收部件
25．．．隔板部件
30．．．平板部
31．．．平坦面
32．．．凹部
33．．．周壁部
34．．．支撐部
34A．．．支撐部34之上端面
35．．．基座部
36．．．段部
37．．．肋狀支撐部側面
38．．．吸收空間
39．．．空間
40．．．吸收裝置
41．．．吸收口
42．．．真空部
43、62．．．管道
50、55．．．移動鏡
51、56．．．雷射干涉計
52．．．基板平臺(基板保持器)
52a．．．支撐部
53．．．平臺
54．．．基座
55A．．．反射面(反射部)
60．．．回收裝置
61．．．槽
61A．．．排出管道
63．．．閥門
64．．．泵
72．．．撥液面
73．．．側壁部
90．．．感光材料
A、C．．．間隙
AR1．．．投影區域
AR2．．．浸液區域
AX．．．光軸
B．．．寬度
CONT．．．控制裝置
E．．．基板P之邊緣區域
EL．．．曝光光線
EX．．．曝光裝置
ES．．．曝光狹縫
FM．．．基準標記
IL．．．照明光學部
M．．．支撐遮罩
MST．．．遮罩平臺
MSTD．．．遮罩平臺驅動裝置
P．．．基板
PA．．．基板P之表面
PC．．．基板P之內面
PH．．．基板保持器
PL．．．投影光學部
PST．．．基板平臺(平臺裝置)
圖1係本發明第1實施形態之基板保持器之平面圖。
圖2係表示保持基板之基板保持器之部分放大圖。
圖3係本發明第2實施形態之基板保持器之平面圖。
圖4係表示本發明之曝光裝置的一個實施形態之概略結構圖。
圖5係表示液體供給機構及液體回收機構之概略結構圖。
圖6係基板平臺之平面圖。
圖7係表示本發明之基板平臺的一個實施形態之主要部分剖面圖。
圖8係表示曝光裝置其它形態之概略結構圖。
圖9係表示半導體裝置製造步驟之一例之流程圖。
7．．．肋狀支撐部(第2支撐部)
33．．．周壁部(邊緣部)
34．．．支撐部(第1支撐部)
34A．．．支撐部上端面
35．．．基座部
38．．．吸收空間
41．．．吸收口
42．．．真空部
PH．．．基板保持器
ES．．．曝光狹縫

Claims (15)

  1. 一種基板保持器，具有周緣部，其環繞吸收空間；及第1支撐部，其支撐設於上述吸收空間之基板；且具有複數個第2支撐部，上述第2支撐部設置為一端位於上述周緣部側，另一端位於上述第1支撐部側，並支撐上述基板，上述第2支撐部的個別的另一端，並不位於同一直線或是同一圓弧上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板保持器，其中上述第2支撐部為複數個線狀部件，並且形成為由上述周緣部向上述第1支撐部側延伸，但不超過設置有上述第1支撐部的區域。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板保持器，其中由上述第2支撐部所支撐之上述基板之支撐面積，大於由上述第1支撐部所支撐之上述基板之支撐面積。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之基板保持器，其中設有複數個上述第1支撐部。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之基板保持器，其中上述第1支撐部係銷夾盤。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之基板保持器，其中上述第1支撐部與上述第2支撐部至少一方進行有撥水處理。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之基板保持器，其中上述第2支撐部由陶瓷形成。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之基板保持器，其中上述第2支撐部設置為放射狀。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之基板保持器，其中上述周緣部與上述第2支撐部為一體成形。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之基板保持器，其中上述第1支撐部之高度與上述第2支撐部之高度相同。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之基板保持器，其中上述第1、第2支撐部之高度與上述周緣部之高度相同。
  12. 一種平臺裝置，其係保持並移動基板，其特徵在於該平臺裝置具備如申請專利範圍第1項至第3項或第10項至第11項中任一項所述之基板保持器，用以作為保持上述基板之基板保持器。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之平臺裝置，其中上述基板保持器之端面上具有反射部。
  14. 一種曝光裝置，其係使用平臺裝置並將圖案曝光於基板，其特徵在於使用如申請專利範圍第12項所述之平臺裝置作為上述平臺裝置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之曝光裝置，其中投影光學部將圖案投影於上述基板，並於使液體充滿於此投影光學部與上述基板之間的狀態下進行曝光。
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