(57)【要約】【課題】  基板ステージから定盤上にこぼれた液体を速やかに検知する液浸露光装置を提供する。【解決手段】  本発明は、原版Ｒのパターンを基板Ｗ上に投影する投影光学系１３を有し、投影光学系１３の最終面と基板Ｗとの間隙に液体を満たした状態で基板Ｗを露光する液浸露光装置であって、基板Ｗを保持し定盤２００の上で移動する基板ステージＷＳＴと、基板ステージＷＳＴの側面に配置され、定盤上の液体１１０を検知するセンサ１００とを備える。【選択図】図１
2010080785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを基板上に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系の最終面と前記基板との間隙に液体を満たした状態で前記基板を露光する液浸露光装置であって、
前記基板を保持し定盤の上で移動する基板ステージと、
前記基板ステージの側面に配置され、前記定盤上の液体を検知するセンサと、
を備えることを特徴とする液浸露光装置。
【請求項２】
前記センサは、前記基板ステージの側面の全周に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
【請求項３】
前記定盤上で液体が前記センサにより検知された場合に、前記基板ステージの駆動を停止するように制御する制御器をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液浸露光装置。
【請求項４】
前記定盤上の液体を前記定盤上から除去するクリーニング機構と、
前記定盤上で液体が前記センサにより検知された場合に、液体が検知された前記定盤上の位置から退避するように前記基板ステージを制御し、且つ前記検知された液体を前記定盤上から除去するように前記クリーニング機構を制御する制御器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液浸露光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液浸露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ又は超ＬＳＩ等の極微細パターンで構成される半導体デバイスの製造工程において、マスクに形成されたパターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して転写する露光装置が使用されている。半導体デバイスにおける集積密度の向上に伴いパターンの更なる微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。
【０００３】
露光装置の解像力を向上させる手段としては、露光波長を短くする方法と、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくする方法とが一般的である。
【０００４】
露光波長については、３６５ｎｍのｉ線から２４８ｎｍ付近の発振波長を有するＫｒＦエキシマレーザ光に移行しつつあり、更には１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザの開発が進んでいる。更に、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザの開発も行なわれている。
【０００５】
一方、これらとは全く別の解像力を向上させる技術として液浸露光法を用いた投影露光方法が注目されつつある。従来は、投影光学系の最終面と露光対象基板（例えばウエハ）面との間の空間は気体で満たされていたが、液浸露光法では、この空間を液体で満たして投影露光を実施する。
【０００６】
液浸露光法の利点は、従来と同一波長の光源を用いても、解像力が従来法よりも向上することである。例えば、投影光学系と基板との間の空間に提供される液体を純水（屈折率１．３３）とし、基板に結像する光線の最大入射角が液浸露光法と従来法で等しいと仮定した場合、液浸露光法の解像力は従来法の１．３３倍に向上する。これは従来法の投影光学系のＮＡを１．３３倍にすることと等価であり、液浸露光法によれば、従来法では不可能なＮＡ＝１以上の解像力を得ることが可能である。
【特許文献１】特開２００５−１５９３２２号公報
【特許文献２】特開２００６−２３７４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の液浸露光装置においては、投影光学系と基板との間の液体の保持方法に工夫が必要であり、さまざまな方法が提案されている。
【０００８】
しかしながらいずれの方法においても、基板を保持するステージの暴走やソフトウエアの不具合によるステージの動作異常などの不慮の事態により、ステージ定盤面に液浸用の液体がこぼれる可能性がある。そのままにしておくと、エアベアリングの浮上量が落ちてステージがかじったり、定盤やステージに錆を発生させてしまい、装置として動作不可能となる問題がある。
【０００９】
このような問題に対する従来例として、特許文献１のように、定盤の外周に液体を回収する回収部を設け、当該回収部の一部に漏水センサを設ける提案がある。しかしながら、この提案では定盤の周囲にまでこぼれた液体が到達しないと異常を検知することが出来ない。このため異常を検知する前にステージのエアベアリングの浮上量がおちてステージがかじる可能性がある。
【００１０】
また別の従来例として、特許文献２には、微動ステージ、粗動ステージ等の基板ステージの上に漏水センサを設けることが記載されている。しかしながら、この従来例では、ステージ定盤にこぼれた液体を検知することができない。
【００１１】
本発明は、基板ステージから定盤上にこぼれた液体を速やかに検知する液浸露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、原版のパターンを基板上に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系の最終面と前記基板との間隙に液体を満たした状態で前記基板を露光する液浸露光装置であって、前記基板を保持し定盤ので移動する基板ステージと、前記基板ステージの側面に配置され、前記定盤上の液体を検知するセンサと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基板ステージから定盤上にこぼれた液体を速やかに検知する液浸露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［実施例１］
図２は、原版のパターンを基板上に投影する投影光学系を有し、投影光学系の最終面と基板との間隙に液体を満たした状態で基板を露光する液浸露光装置の一例を示す。
【００１５】
原版（レチクル）Ｒは光源１と、照明光の整形光学系２〜リレーレンズ系８よりなる照明光学系とにより長方形のスリット状の照明領域２１により均一な照度で照明される。スリット状の照明領域２１内のレチクルＲの回路パターンが投影光学系１３を介して基板Ｗ上に転写される。光源１としては、Ｆ２エキシマレーザ、ＡｒＦ エキシマレーザ等のエキシマレーザ光源、金属蒸気レーザ光源、又はＹＡＧレーザの高調波発生装置等のパルス光源、又は水銀ランプと楕円反射鏡とを組み合わせた構成等の連続光源が使用できる。パルス光源の場合、露光のオン又はオフはパルス光源用の電源装置からの供給電力の制御により切り換えられ、連続光源の場合、露光のオン又はオフは照明光の整形光学系２内のシャッタにより切り換えられる。本実施例では後述のように可動ブラインド（可変視野絞り）７が設けられているため、可動ブラインド７の開閉によって露光のオン又はオフを切り換えてもよい。
【００１６】
図２において、光源１からの照明光は、照明光の整形光学系２により光束径が所定の大きさに設定されてフライアイレンズ３に達する。フライアイレンズ３の射出面には多数の２ 次光源が形成され、これら２次光源からの照明光は、コンデンサーレンズ４によって集光され、固定の視野絞り５を経て可動ブラインド（可変視野絞り）７に達する。図２では視野絞り５は可動ブラインド７よりもコンデンサーレンズ４側に配置されているが、その逆のリレーレンズ系８側へ配置しても構わない。
【００１７】
視野絞り５には、長方形のスリット状の開口部が形成され、この視野絞り５を通過した光束は、長方形のスリット状の断面を有する光束となり、リレーレンズ系８に入射する。スリットの長手方向は紙面に対して垂直な方向である。リレーレンズ系８は可動ブラインド７とレチクルＲのパターン形成面とを共役にするレンズ系である。可動ブラインド７は後述の走査方向（Ｘ方向）の幅を規定する２枚の羽根（遮光板）７Ａ，７Ｂ及び走査方向に垂直な非走査方向の幅を規定する２枚の羽根（不図示）より構成されている。走査方向の幅を規定する羽根７Ａ及び７Ｂはそれぞれ駆動部６Ａ及び６Ｂにより独立に走査方向に移動できるように支持され、不図示の非走査方向の幅を規定する２枚の羽根もそれぞれ独立に駆動できるように支持されている。
【００１８】
レチクルＲはレチクルステージＲＳＴに保持されている。レチクルステージＲＳＴは干渉計２２で位置を検出しレチクルステージ駆動部１０により駆動される。
【００１９】
スリット状の照明領域２１内でかつ可動ブラインド７により規定されたレチクルＲ上の回路パターンの像が、投影光学系１３を介して基板Ｗ上に投影露光される。投影光学系１３の光軸に垂直な２次元平面内で、スリット状の照明領域２１に対するレチクルＲの走査方向を＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）として、投影光学系１３の光軸に平行な方向をＺ方向とする。
【００２０】
この場合、レチクルステージＲＳＴはレチクルステージ駆動部１０に駆動されてレチクルＲを走査方向（＋Ｘ方向又は−Ｘ方向）に走査し、可動ブラインド７の駆動部６Ａ，６Ｂ及び非走査方向用の駆動部の動作は可動ブラインド制御部１１により制御される。レチクルステージ駆動部１０及び可動ブラインド制御部１１の動作は、露光装置全体の動作を制御する主制御系１２で制御される。
【００２１】
一方、基板Ｗは不図示の基板搬送装置により搬送され、基板Ｗを保持し移動する基板ステージＷＳＴ上に構成される基板チャックＷＣに真空吸着されて保持される。基板ステージＷＳＴは、投影光学系１３の光軸に垂直な面内で基板Ｗの位置決めを行うと共に基板Ｗを±Ｘ方向に走査するＸＹステージ、及びＺ方向に基板Ｗの位置決めを行うＺステージ等より構成されている。
【００２２】
基板ステージＷＳＴの位置は干渉計２３により検出される。図２には一方向しか示していないがＸ、Ｙ、Ｚ及びＸ軸周りの回転方向、Ｙ軸周りの回転方向、Ｚ軸周りの起点方向の６軸が検出される構成となっている。
【００２３】
チャックＷＣに保持された基板Ｗの周囲に基板Ｗの表面とほぼ同じ高さに位置するように配され、かつ計測用基準部材ＦＭを含む天板（同面板）Ｐが、基板ステージＷＳＴに真空吸着で設けられている。基板Ｗの上方、投影光学系１３の像面側には液供給回収部ＮＯＺが構成されている。
【００２４】
液供給回収部ＮＯＺは不図示の液体供給用の配管、ポンプ、温調部、フィルタより構成される供給部及び液体回収用の配管、ポンプ、気液分離機より構成される回収部に接続されている。供給部、回収部は主制御系１２により供給、回収が制御されている。
【００２５】
主制御系１２は、基板ステージ駆動部１５を介して基板ステージＷＳＴの位置決め動作及び走査動作を制御する。レチクルＲ上のパターン像をスキャン露光方式で投影光学系１３を介して基板Ｗ上の各ショット領域に露光する際には、図２の視野絞り５により設定されるスリット状の照明領域２１に対して−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に、レチクルＲを速度ＶＲで走査する。投影光学系１３の投影倍率をβとすると、レチクルＲの走査と同期して、＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に、基板Ｗを速度ＶＷ(＝β・ＶＲ)で走査する。これにより、基板Ｗ上のショット領域にレチクルＲの回路パターン像が逐次転写される。
【００２６】
図３に基板ステージＷＳＴの平面図を示す。図３におけるＩＭＬは液浸領域であり、投影光学系１３と基板Ｗとの間隙に、液供給回収部ＮＯＺによって満たされた液体の領域を示す。光源１から発光された照明光は、投影光学系１３と液浸領域ＩＭＬの液体を通して基板ＷにレチクルＲのパターンを投影露光する。基板ステージＷＳＴを走査、移動することによって液浸領域ＩＭＬは基板Ｗ上を移動し、基板Ｗの全面に渡ってレチクルＲのパターンを投影露光する。基板を露光するときの液浸領域ＩＭＬに接する部分を接液領域ＩＭＷとして概念的に示す。
【００２７】
図１は、図２における基板ステージＷＳＴの部分を説明のために抜き出し、立体的に示したものである。基板ステージWSTは、基板Wを保持し、定盤２００の上でエアベアリングにより浮上しこれに沿って移動することが可能である。
【００２８】
定盤上の液体１１０を検知するセンサ１００が、基板ステージＷＳＴの側面に配置されている。センサ１００は、好ましくは、基板ステージＷＳＴの側面の全周に配置される。センサ１００は、例えば２本の導線から構成され、導線間に液体が存在することによって変化する導線間の電気抵抗を検出することによって液体を検知する。
【００２９】
センサ１００は、基板ステージＷＳＴの移動に伴って、液浸領域ＩＭＬから定盤２００にこぼれた液体１１０を速やかに検知することが可能である。また、何らかの事情で定盤２００上に液体が存在するとき、基板ステージWSTの側面に配置されたセンサ１００がこぼれた液体を検知する。したがって、定盤２００上の液体が基板ステージWSTの下面に侵入し、基板ステージWSTの下面が濡れることを確実に阻止できる。
【００３０】
どのようなときに液浸領域ＩＭＬから定盤２００に液体がこぼれるかについて、図３を使って説明する。
【００３１】
液浸露光装置が正常に動作している場合、液浸領域ＩＭＬは接液領域ＩＭＷの中を移動するため、液体が定盤２００上にこぼれることは無い。しかし、基板ステージＷＳＴの暴走する等、液浸露光装置の動作が異常である場合、図４に示すように液浸領域ＩＭＬが天板Ｐやミラー２４を超えて基板ステージＷＳＴをはみ出してしまうことがある。このような場合、液浸領域ＩＭＬの液体は基板ステージＷＳＴからこぼれ、定盤２００にたれて、こぼれた液体１１０が定盤２００に広がってしまう。
【００３２】
本実施例によれば、基板ステージＷＳＴの側面に配置したセンサ１００が、このような場合に定盤２００にこぼれた液体１１０を検知することが出来る。さらに本実施例ではセンサ１００が液体を検知したときに、基板ステージＷＳＴの動作を停止させるができる。実施例１において、主制御系１２は、定盤２００上で液体がセンサ１００により検知された場合に、基板ステージＷＳＴの駆動を停止するように制御する制御器を構成している。これにより、定盤２００に液体がこぼれたとしても、エアベアリングの浮上量が落ちてステージがかじり動作不能となる事態を避けることができる。
【００３３】
また、センサ１００により定盤２００上にこぼれた液体を検知したときに、ステージ装置からエラーを通知することができる。ステージ装置から液浸露光装置全体の動作を司る主制御系１２にエラーを通知することにより、液浸露光装置全体の動作を一時停止し、さらにオペレータや上位システムに即座に液体のこぼれを通知することができる。オペレータや上位システムから通知を受けた装置メンテナンス担当者は、すぐさま定盤上にこぼれた液体をふき取る作業を行う。定盤上にこぼれた液体を放置すると定盤２００や基板ステージＷＳＴに錆を発生させてしまい、装置として動作不可能となる可能性がある。しかし、本実施例によれば、装置メンテナンス作業者が通知を受けてすぐに対処すれば、そのような最悪の事態を回避することができる。
【００３４】
［実施例２］
実施例２は、実施例１に対して、さらに定盤上にこぼれた液体を定盤上から除去するためのクリーニング機構を持ち、前記センサで定盤上にこぼれた液体を検知したときに、クリーニング機構により自動的にこぼれた液体を定盤上から除去する。
【００３５】
本実施例による動作を、図5を用いて説明する。実施例1と同様に、基板ステージWSTは、定盤２００の上に配置され、エアベアリングで浮上しこれに沿って移動可能である。基板ステージＷＳＴの側面に配置され、定盤上の液体１１０を検知するセンサ１００は液浸領域ＩＭＬから定盤２００にこぼれた液体１１０を検知する。センサ１００は、こぼれた液体１１０を迅速に検知できるように、基板ステージＷＳＴの側面の全周に配置されることが好ましい。
【００３６】
図５に示すように、実施例２においては、２つのクリーニング機構３００，３１０が定盤２００に配置される。クリーニング機構３００，３１０には液体を吸収するスポンジなどの吸収体を備えている。一方のクリーニング機構３００は定盤２００の左半面をクリーニングし、クリーニング機構３１０は定盤２００の右半面をクリーニングする。クリーニング機構３００，３１０は、通常、基板ステージＷＳＴの動作には影響の無い場所に退避している。
【００３７】
なんらかの異常で液体が定盤の上にこぼれ、基板ステージＷＳＴ周囲のセンサ１００が定盤２００上にこぼれた液体１１０を検知すると、基板ステージＷＳＴは装置としての動作を一旦停止し、定盤クリーニングシーケンスを開始する。定盤クリーニングシーケンスでは基板ステージＷＳＴは片側に退避し、それと反対側のクリーニング機構が定盤上を移動してこぼれた液体をふき取る。例えば図５のように、基板ステージＷＳＴは左側に退避し、右側のクリーニング機構３１０が定盤上をクリーニングする。このあとさらに基板ステージＷＳＴは右側に移動し、左側のクリーニング機構３００が定盤上をクリーニングすることで、定盤全体をクリーニングことができる。
【００３８】
実施例２では、主制御系１２は、定盤２００上にこぼれた液体がセンサ１００により検知された場合に、液体が検知された定盤上の位置から退避するように基板ステージＷＳＴを制御する制御器として機能する。同時に、主制御系１２は、検知された液体を定盤２００上から除去するようにクリーニング機構３００，３１０を制御する制御器としても機能する。
【００３９】
実施例２によれば、実施例１のようにエラー通知を受けた装置メンテナンス作業者が定盤上にこぼれた液体をふき取る作業を行わなくても、自動的にクリーニング機構が定盤上にこぼれた液体をふき取る。これにより、液体のこぼれによる装置の停止時間を短くすることができ、装置の稼働率を向上することが出来る。
【００４０】
実施例１，２では基板ステージを１つの構成で説明したが、複数構成されていてもかまわない。この場合、センサ１００はそれぞれのステージに構成することが可能である。
次に、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施形態を説明する。デバイスは、前述の実施例１〜３の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、該工程で露光された基板を現像する工程と、他の周知の工程とを経ることにより製造する。デバイスは、半導体集積回路素子、液晶表示素子等でありうる。基板は、ウエハ、ガラスプレート等でありうる。当該周知の工程は、例えば、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等の各工程である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施例１の基板ステージを説明する図である。
【図２】液浸露光装置を説明する図である
【図３】図１の基板ステージの平面図である。
【図４】液浸領域から液体がこぼれた場合を説明するための基板ステージの平面図である。
【図５】実施例２の基板ステージを説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１：光源
２：整形光学系
３：フライアイレンズ
４：コンデンサーレンズ
５：視野絞り
６Ａ、６Ｂ：可動ブラインド駆動部
７Ａ、７Ｂ：可動ブラインド
８：リレーレンズ系
１０：レチクルステージ駆動部
１１：可動ブラインド制御部
１２：主制御系
１３：投影光学系
１５：基板ステージ制御部
１６：アライメントセンサ
１７：制御部
２１：照明領域
２２，２３：干渉計
２４：ミラー
３０：ガラス部
３１：シール
３２、３４：排水部
３３：隙間
３５：液浸領域
３６：センサ
ＲＳＴ：レチクルステージ
ＷＳＴ：基板ステージ
Ｒ：レチクル
Ｗ：基板
ＳＰ：基準プレート
ＷＣ：基板チャック
Ｐ：同面板
ＩＭＬ：液浸領域
ＩＭＷ：接液領域
１００：漏水センサ
１１０：こぼれた液体
２００：ステージ定盤
３００、３１０：クリーニング機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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