(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の周辺部分からその周囲に液体が漏れることを防止するため、或いは、基板の中央部分と周辺部分とで液体の挙動を同じにする。【解決手段】原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する液浸露光装置１０は、基板４およびそれを取り囲む液体支持部材１を保持する基板ステージ２と、操作機構５と、基板ステージ２によって保持される基板４の形状に応じて複数の液体支持部材１の中から１つの液体支持部材１を選択し、その選択された液体支持部材１が基板ステージ１に搭載されるように操作機構５を制御する制御部２５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する液浸露光装置であって、
基板およびそれを取り囲む液体支持部材を保持する基板ステージと、
前記液体支持部材を操作する操作機構と、
前記基板ステージによって保持される基板の形状に応じて複数の液体支持部材の中から１つの液体支持部材を選択し、その選択された液体支持部材が前記基板ステージに搭載されるように前記操作機構を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする液浸露光装置。
【請求項２】
前記複数の液体支持部材は、形状が互いに異なる少なくとも２つの液体支持部材を含む、
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】
前記制御部は、前記基板ステージによって保持される基板の直径に応じて前記複数の液体支持部材の中から１つの液体支持部材を選択する、
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４】
前記制御部は、前記基板ステージによって保持される基板のノッチの形状に応じて前記複数の液体支持部材の中から１つの液体支持部材を選択する、
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５】
前記制御部は、前記基板ステージによって保持される基板の厚さに応じて前記複数の液体支持部材の中から１つの液体支持部材を選択する、
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６】
基板の形状を計測する計測器を更に備え、
前記制御部は、前記計測器による計測結果に基づいて、各基板に対応する液体支持部材を前記複数の液体支持部材の中から選択する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
【請求項７】
前記制御部は、複数の基板をそれらの形状に応じて複数のグループに分類し、１つのグループに属する基板については、当該グループに対応する１つの液体支持部材が前記基板ステージに搭載された状態で連続的に露光されるように、前記複数の基板の露光を制御する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
【請求項８】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１乃至７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、
該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、液浸露光装置およびデバイス製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い解像力を有する露光装置として液浸露光装置が知られている。液浸露光装置は、投影光学系の最終面と基板との間隙を液体で満たして投影光学系および液体を介して原版のパターンを基板に投影して基板を露光する。液浸露光装置では、基板ステージ上で基板とその周辺との間に段差が生じないように、基板を取り囲むように液体支持部材が配置されうる。特許文献１は、液浸露光装置に関するものであり、同文献には、基板を取り囲むプレート部材が交換可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５―１９１５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板の周辺部分からその周囲に液体が漏れることを防止するため、或いは、基板の中央部分と周辺部分とで液体の挙動を同じにするためには、例えば、基板の外縁と液体支持部材の開口部の内縁との間隙が小さいことが望ましい。しかしながら、この間隙を小さくしすぎると、基板の形状誤差に起因して液体支持部材と基板とが干渉しうる。また、基板は、様々な厚さを有しうるので、基板の表面の高さと液体支持部材の表面の高さとの差が大きくなり過ぎることも考えられる。
【０００５】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、種々の基板を処理可能な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】
【０００６】
本発明の１つの側面は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する液浸露光装置に係り、前記液浸露光装置は、基板およびそれを取り囲む液体支持部材を保持する基板ステージと、操作機構と、前記基板ステージによって保持される基板の形状に応じて複数の液体支持部材の中から１つの液体支持部材を選択し、その選択された液体支持部材が前記基板ステージに搭載されるように前記操作機構を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、種々の基板を処理可能な液浸露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態の液浸露光装置の構成を示す図である。
【図２】計測器の構成を示す平面図である。
【図３】計測器の構成を示す側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における動作シーケンスを説明する図である。
【図５】計測器のセンサの出力を例示する図である。
【図６】計測器のセンサによって得られるデータを例示する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の液浸露光装置の構成を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態における動作シーケンスを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を参照しながら本発明の第１実施形態の液浸露光装置１０の構成を説明する。液浸露光装置１０は、原版（レチクル）２０のパターンを投影光学系９および液体を介して基板（例えば、ウエハ）４に投影して基板４を露光するように構成されている。ここで、液体は、投影光学系９の最終面と基板４との間隙に満たされる。原版２０は、原版チャックを有する原版ステージ２２によって保持される。原版ステージ２２は、不図示の駆動機構によって駆動される。
【００１０】
基板４は、基板ステージ２に搭載された基板チャック３によって保持される。基板ステージ２は、不図示の駆動機構によって駆動される。基板ステージ２は、基板チャック３によって保持される基板４を取り囲む液体支持部材１を保持する。基板ステージ２は、例えば、機械的クランプ、静電チャック、真空チャック等の保持機構によって液体支持部材１を交換可能（取り外し可能）に保持する。液体支持部材１は、基板ステージ２の上面のうち基板４を取り囲む部分の全体を覆う形状を有してもよいし、基板ステージ２の上面のうち基板４を取り囲む部分の一部分を覆う形状であってもよい。液体支持部材１は、基板４の外縁に沿う形状をもった開口部を有する。開口部の内縁は、基板の外縁との間に一定の間隙を形成する。基板４は、典型的にはノッチを有し、液体支持部材１の開口部は、ノッチに対向する部分（内側への突出部分）では、ノッチに沿う形状を有しうる。
【００１１】
液浸露光装置１０は、複数の液体支持部材１を保持する保持機構６を備えている。複数の液体支持部材１は、形状が互いに異なる少なくとも２つの液体支持部材１を含む。ここで、形状を特定する要素は、例えば、厚さ（表面の高さ）、開口部の形状（例えば、ノッチに対向する部分の形状）、および、開口部の寸法を含みうる。
【００１２】
液浸露光装置１０は、基板４の形状を計測する計測器８を備えうるが、計測器８を備える代わりに、基板４の形状を示す形状データを外部装置から通信路または記憶メディアを介して取得してもよい。図２、図３は、それぞれ計測器８の構成を例示する平面図、側面図である。計測器８は、基板４を駆動するための駆動機構３０を有する。駆動機構３０は、例えば、基板４を吸着保持する基板保持機構（基板チャック）３０Ａと、基板保持機構３０ＡをＺ軸周りで回転させる回転機構３０Ｂと、基板保持機構３０ＡをＸＹ方向に駆動する２次元駆動機構３０Ｃとを含みうる。計測器８はまた、基板保持機構３０Ａの上に保持された基板４の外縁の位置を検出する外縁検出器４０を備えうる。外縁検出器４０は、例えば、３つのイメージセンサ（例えば、リニアイメージセンサ）３１Ａ〜３１Ｃと、それぞれに対向配置された計測光源３２Ａ〜３２Ｃ（３２Ｂのみ図示）とを含みうる。回転機構３０Ｂによって基板４を回転させながら基板４の外縁の位置を外縁検出器４０によって検出することによって基板４の外形を計測することができる。
【００１３】
計測器８は、基板４の外縁位置の検出による基板４の外形の計測のみならず、プリアライメントの機能を有してもよい（この場合には、計測器８をプリアライメント装置として考えることもできる）。プリアライメントとは、基板ステージ２に基板４が配置された状態で精密アライメントがなされる前に、基板４の位置ずれ量が所定の範囲内に収まるように粗アライメントを行うことをいう。プリアライメントは、２次元駆動機構３０Ｃによって基板保持機構３０ＡをＸＹ方向に駆動すること、および／または、回転機構３０Ｂによって基板保持機構３０Ａを回転駆動することを含みうる。計測器８はまた、基板保持機構３０Ａによって保持された基板４の厚さを計測する厚さ計測器５０を含みうる。厚さ計測器５０は、例えば、基板４を挟むように上下に対向配置された距離センサ５０Ａおよび５０Ｂを含みうる。基板４の上方に配置された距離センサ５０Ａは、基板４の上面までの距離を計測し、基板４の下方に配置された距離センサ５０Ｂは、基板４の裏面までの距離を計測する。上下の距離センサ５０Ａ、５０Ｂ間の距離は既知であるので、上下の距離センサ５０Ａ、５０Ｂ間の距離から距離センサ５０Ａ、５０Ｂのそれぞれによる計測値の和を減ずることで基板４の厚さを得ることができる。
【００１４】
液浸露光装置１０は、基板４を基板ステージ２と計測器８の間で搬送する基板搬送機構（不図示）と、液体支持部材１を操作（搬送を含む）する操作機構５とを備えている。ただし、必ずしも基板搬送機構および操作機構５の双方を備える必要はなく、１つの機構によって両者を兼用してもよい。
【００１５】
次に、図４を参照しながら第１実施形態における動作シーケンスを説明する。この動作シーケンスは、制御部２５によって制御される。まず、ステップＳ００では、コータ・デベロッパから搬入された基板４、または、カセットに収容された基板４が不図示の基板搬送機構によって計測器８の基板保持機構３０Ａに渡され、基板保持機構３０Ａによって保持される。次に、ステップＳ０１では、基板保持機構３０Ａによって保持された基板４は、その後、その外形が計測される。
【００１６】
この計測は、例えば、回転機構３０Ｂにより基板４を回転させながら、基板４が所定角度回転する度にイメージセンサ３１Ｂの出力信号を処理し、基板回転角度に対する回転中心から基板４の外縁までの距離を示すデータを取得することを含む。ここで、イメージセンサ３１Ｂと計測光源３２Ｂとを基板を挟むように対向配置した計測器では、任意の角度におけるイメージセンサ３１Ｂの出力信号は、図５に例示的に示すような分布となる。図５中のグラフにおいて、横軸はイメージセンサ３１Ｂの画素位置を示し、縦軸はイメージセンサ３１Ｂの各画素の値（センサ出力値）を示している。イメージセンサ３１Ｂの出力信号値は、受光する光強度が強いほど高くなるため、図５に示すように、計測光源３２Ｂからの光が基板４で遮光された部分における出力値は小さく、遮光されていない部分における出力値は高くなる。この出力値が小さい部分と出力値が大きい部分との境界が基板４の外縁を示す。なお、基板４（基板保持機構３０Ａ）の回転中心とイメージセンサ３１Ｂとの位置関係は既知であるので、前記境界におけるイメージセンサ３１Ｂの画素位置に基づいて、回転中心から基板４の外縁までの距離を求めることができる。このような計測を基板の全周にわたり、基板が所定角度回転する毎に実施することにより、図６に例示的に示すようなデータが得られる。図６において、横軸は基板の回転角度を示し、縦軸はイメージセンサ３１Ｂの出力に基づいて得られる回転中心から基板４の外縁までの距離である。また、図６において、グラフ上の急峻な変化点１００Ｂは、基板４のノッチ（切り欠き）を表している。図６に示すデータ（グラフ）上の急峻な変化点１００Ｂに基づいてノッチの角度あるいは方向(Δθ)を求めることができる。これに基づいて基板４の形状データが生成されうる。ここで、形状データは、基板の形状を示すデータであり、例えば、基板の直径およびノッチの寸法を含む。同時に、厚さ計測器５０により基板の厚さが取得されうる。
【００１７】
次に、ステップＳ０２では、制御部２５は、ステップＳ０１における計測器８による計測結果に基づいて、基板４の露光処理において使用する液体支持部材１を選択する。液体支持部材１を選択する１つの方法としては、基板４の外縁と液体支持部材１の内縁との間隙を適正範囲に調整する為に、基板４の直径の計測結果に基づいて、内径の異なる複数の液体支持部材１の中から１つの液体支持部材１を選択する方法がある。例えば、基板４の外形寸法誤差（直径誤差）が±０．２ｍｍ（ＳＥＭＩ規格により規定）の範囲の基板に対して、基板の外縁から液体支持部材１の内縁までの間隙をＸ±ΔＸに保つように調整することを考える。この場合は、内径が２ΔＸ刻みの[０．２÷２ΔＸ]種類の液体支持部材１から１つの液体支持部材を選択することで、前述の調整が可能となる。なお、[  ]は、括弧内の少数を切り上げることを意味する。
【００１８】
液体支持部材１を選択する他の方法としては、ノッチの寸法（形状）の計測結果に基づいて、ノッチに対向する部分（開口部への突出部分）の形状が異なる複数の液体支持部材１から１つの液体支持部材１を選択する方法がある。この方法では、基板４のノッチと液体支持部材１のそれに対向する部分の内縁との間隙が調整される。例えば、基板４のノッチの切り欠き角度誤差が８９°〜９５°、ノッチの深さが１ｍｍ（共にＳＥＭＩ規格により規定）の範囲の基板場合、ノッチの外縁と液体支持部材１の内縁との間隙には最大０．０７４mmの誤差が生じる。この場合において、基板のノッチの外縁から液体支持部材１の内縁までの間隙をＹ±ΔＹに保つように調整することを考える。この場合、液体支持部材１における開口部への突出部分の寸法が２ΔＹ刻みの[０．０７４÷２ΔＹ]種類の液体支持部材１から１つの液体支持部材１を選択することで、前述の調整が可能となる。なお、[  ]は、括弧内の少数を切り上げることを意味する。
【００１９】
液体支持部材１を選択する更に他の方法としては、基板４の表面の高さと液体支持部材１の表面の高さとの差を調整するために、厚さの異なる複数の液体支持部材１から１つの液体支持部材１を選択する方法がある。ここで、液体支持部材１が基板ステージ２の上面のうち基板４を取り囲む部分の全体を覆う形状を有している場合は、液体支持部材１の内周部分との外周部分とで厚さが異なり、液体支持部材１の上面がなだらかに傾斜していてもよい。この場合には、基板４の高さと液体支持部材１の内周部分の高さとの差を調整するために、内周部分の厚さが異なる複数の液体支持部材１から１つの液体支持部材１が選択される。例えば、ベア状態における厚さの誤差および露光処理を重ねる上での変動がΔＤの基板４を処理する場合に、基板４と部材１の高さの差をＺ±ΔＺに保つように調整することを考える。この場合、液体支持部材１の厚みが２ΔＺ刻みの[ΔＤ÷２ΔＺ]種類の部材から選択することで、前述の調整が可能となる。なお、[  ]は、括弧内の少数を切り上げることを意味する。
【００２０】
次に、ステップＳ０３では、制御部２５は、ステップＳ０２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２上に保持されている液体支持部材１であるかどうかを判定する。そして、ステップＳ０２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２上の液体支持部材１ではない場合には、ステップＳ０４において、ステップＳ０２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２に搭載されるように操作機構５を制御する。具体的には、制御部２５は、まず、基板ステージ２に搭載されている液体支持部材１が保持機構６に搬送されるように操作機構５を制御し、次いで、ステップＳ０２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２に搬送されるように操作機構５を制御する。ここでは、操作機構５が一度に１つの液体支持部材１のみを搬送することができるものとして説明した。しかしながら、操作機構５は、基板ステージ２から保持機構６に液体支持部材１を搬送する機構と、保持機構６から基板ステージ２に液体支持部材１を搬送する機構とを備えていてもよい。ステップＳ０２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２上の液体支持部材１である場合には、ステップＳ０４の処理がスキップされる。
【００２１】
次に、ステップＳ０５では、基板４が計測器８から不図示のプリアライメント機構へ搬送され、ステップＳ０６では、該プリアライメント機構によって基板４がプリアライメントされる。次に、ステップＳ０７では、基板４が基板搬送機構（不図示）によって該プリアライメント機構から基板ステージ２に搬送され、ステップ０８では、基板４が精密アライメントされ、ステップ０９では、基板４が露光される。ここで、前述したように、計測器８にプリアライメントの機能を持たせた場合は、ステップＳ０５は不要となり、計測器８においてプリアライメントがなされる。
【００２２】
図７を参照しながら本発明の第２実施形態の液浸露光装置１０'について説明する。第２実施形態の液浸露光装置１０'は、第１実施形態の液浸露光装置１０における制御部２５を制御部２５'によって置き換え、記憶部７８を追加した構成を有しうる。なお、図７において、図１では作図の都合により図示されていなかった基板搬送機構が基板搬送機構７６として図示されている。
【００２３】
記憶部７８は、複数の基板４のそれぞれについての形状の計測結果を記憶する。記憶部７８は、制御部２５'の一部として構成されてもよい。制御部２５'は、複数の基板をそれらの形状に応じて複数のグループに分類し、１つのグループに属する基板については、当該グループに対応する１つの液体支持部材１が基板ステージ２に搭載された状態で連続的に露光されるように、複数の基板の露光を制御する。例えば、第１グループに属する基板については第１の液体支持部材１が基板ステージ２に搭載された状態で連続的に（即ち、第１の液体支持部材１を他の液体支持部材に交換することなく）露光される。第２グループに属する基板については第２の液体支持部材１が基板ステージ２に搭載された状態で連続的に（即ち、第２の液体支持部材１を他の液体支持部材に交換することなく）露光される。これにより、液体支持部材１の交換回数を減らすことができる。
【００２４】
以下、図８を参照しながら第２実施形態における動作シーケンスを説明する。この動作シーケンスは、制御部２５'によって制御される。まず、ステップＳ１０では、連続して処理すべき一群の基板（ここでは、カセット７４に収容された複数の基板）のそれぞれの形状が外部装置としての計測器７３によって計測され、カセット７４に収容される。そして、形状の計測結果（形状データ）とカセット７４内における基板の位置とを対応付けた情報が記憶部７８に格納される。次に、カセット７４が液浸露光装置１０'に搬入される。或いは、カセット７４を液浸露光装置１０'に搬入し、カセット７４に収容された複数の基板のそれぞれの外形を液浸露光装置１０'に備えられた計測器８によって計測してもよい。この場合においても、形状の計測結果とカセット７４内における基板の位置とを対応付けた情報が記憶部７８に格納される。１枚の基板に対する２回目以降の露光処理の場合は、１回目の露光処理にために行われた外形の計測結果を使用することによって基板の外形計測を省いてもよい。
【００２５】
次に、ステップＳ１２では、制御部２５'は、記憶部７８から各基板の形状データを読み出して、それに基づいて各基板の形状に対応する液体支持部材１を決定する。次に、ステップＳ１３では、制御部２５'は、同一の液体支持部材１を使用して露光処理を行う基板をグループ化する。制御部２５'は、例えば、第１の液体支持部材１を使用する基板を第１グループとし、第２の液体支持部材１を使用する基板を第２グループとする。そして、制御部２５'は、グループ毎に基板が露光されるように、基板の露光処理の順番を決定する。例えば、第１グループに属するすべての基板が連続的に露光され、その後に、第２グループに属するすべての基板が連続的に露光されるように露光処理の順番が決定される。ステップＳ１２、Ｓ１３の処理では、複数の基板がそれらの形状に応じて複数のグループに分類され、１つのグループに属する基板については、当該グループに対応する１つの液体支持部材１を変更することなく連続的に露光されるように露光処理の順番が決定される。
【００２６】
ステップＳ１４では、制御部２５'は、ステップＳ１２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２上に保持されている液体支持部材１であるかどうかを判定する。そして、ステップＳ１２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２上の液体支持部材１ではない場合には、ステップＳ１５において、ステップＳ１２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２に搭載されるように操作機構５を制御する。ステップＳ１２で選択された液体支持部材１が基板ステージ２上の液体支持部材１である場合には、ステップＳ１５の処理がスキップされる。
【００２７】
次に、ステップＳ１６では、ステップＳ１３で決定された順番に従って特定される基板４が基板搬送機構７６によってカセット７４から不図示のプリアライメント機構へ搬送される。そして、ステップＳ１７では、該プリアライメント機構によって基板４がプリアライメントされる。次に、ステップＳ１８では、基板４が基板搬送機構７６によって該プリアライメント機構から基板ステージ２に搬送され、ステップ１９では、基板４が精密アライメントされ、ステップ２０では、基板４が露光される。その後、ステップＳ２１では、基板４がカセット７４に戻される。
【００２８】
次に、ステップＳ２２では、制御部２５'は、ステップＳ１３で露光処理の順番が決定された全ての基板４の処理が終了したか否かを判断し、まだ終了していなければ、次の基板４を処理するためにステップＳ１６に戻る。
【００２９】
つぎに、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。当該方法において、本発明を適用した液浸露光装置を使用し得る。
【００３０】
半導体デバイスは、ウエハ（半導体基板）に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、その工程で露光されたウエハを現像する工程とを含みうる。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）とを含みうる。また、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、その工程で露光されたガラス基板を現像する工程とを含みうる。
【００３１】
本実施形態のデバイス製造方法は、デバイスの生産性、品質および生産コストの少なくとも一つにおいて従来よりも有利である。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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