(57)【要約】【課題】液浸露光用の液体による汚染を適切に防止することが可能な液浸露光装置及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】露光対象となる基板１１を保持する基板保持部１２と、基板保持部の上方に設けられ、基板保持部に保持された基板に露光光を供給する投影レンズ１３と、基板保持部に保持された基板と投影レンズとの間に液体を供給する液体供給部１６と、基板保持部を囲む構造部であって、該構造部と基板保持部に保持された基板との間に介在物２２を供給可能な構造部２１とを備える。【選択図】図１
2007123525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光対象となる基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部の上方に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に露光光を供給する投影レンズと、
前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に液体を供給する液体供給部と、
前記基板保持部を囲む構造部であって、該構造部と前記基板保持部に保持された基板との間に介在物を供給可能な構造部と、
を備えたことを特徴とする液浸露光装置。
【請求項２】
前記構造部から供給された介在物は、前記基板の外縁部に接触する
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３】
前記介在物は変形可能である
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】
前記液体供給部は、前記基板保持部に保持された基板上の一部の領域に前記液体を供給するものである
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】
請求項１乃至４のいずれかに記載の液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記基板保持部に基板を保持する工程と、
前記基板保持部に保持された基板と前記構造部との間に前記構造部から前記介在物を供給する工程と、
前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体供給部から液体を供給する工程と、
前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体を介在させた状態で、前記投影レンズから前記基板に露光光を供給する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸露光装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化及び高集積化に伴い、露光対象となる基板と露光装置の投影レンズとの間に水等の液体を介在させた状態で露光を行う、いわゆる液浸露光が重要な技術となってきている。しかしながら、この液浸露光では、基板表面に残留した液体が基板から流出し、装置を汚染するという問題がある。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１には、液体の流出を防止する構造が提案されている。しかしながら、この提案では、上記構造は予め装置に固定されたものであるため、種々の問題を有している。例えば、基板保持部（ウエハチャック等）に基板をセットする際に上記構造が障害となり、基板をセットし難いといった問題がある。
【０００４】
このように、液浸露光では液浸露光用の液体によって装置が汚染されるという問題があるが、従来の液浸露光装置は汚染防止用の適切な構造を必ずしも備えているとは言えなかった。
【特許文献１】特開２００４−１９３２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、液浸露光用の液体による汚染を適切に防止することが可能な液浸露光装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の視点に係る液浸露光装置は、露光対象となる基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部の上方に設けられ、前記基板保持部に保持された基板に露光光を供給する投影レンズと、前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に液体を供給する液体供給部と、前記基板保持部を囲む構造部であって、該構造部と前記基板保持部に保持された基板との間に介在物を供給可能な構造部と、を備える。
【０００７】
本発明の第２の視点に係る半導体装置の製造方法は、前記液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法であって、前記基板保持部に基板を保持する工程と、前記基板保持部に保持された基板と前記構造部との間に前記構造部から前記介在物を供給する工程と、前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体供給部から液体を供給する工程と、前記基板保持部に保持された基板と前記投影レンズとの間に前記液体を介在させた状態で、前記投影レンズから前記基板に露光光を供給する工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、介在物を供給可能な構造部を設けたことにより、液浸露光用の液体による汚染を適切に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る液浸露光装置の概略構成を模式的に示した図である。
【００１１】
通常の液浸露光装置と同様、露光対象となる半導体ウエハ（半導体基板）１１は、ウエハチャック（基板保持部）１２によって保持される。ウエハチャック１２の上方には投影レンズ１３が配置され、投影レンズ１３の上方にはフォトマスク１４を保持するマスクチャック（マスク保持部）１５が配置されている。フォトマスク１４には図示しない光源から照明光が照射されるようになっている。フォトマスク１４を通過した露光光を投影レンズ１３を介して半導体ウエハ１１に供給することで、フォトマスク１４上のマスクパターンが半導体ウエハ１１上に投影される。
【００１２】
ウエハチャック１２に保持された半導体ウエハ１１と投影レンズ１３との間には、液体供給・回収部１６から液浸露光用の液体１７が供給されるようになっている。液体供給・回収部１６からは、半導体ウエハ１１の主面全体ではなく、半導体ウエハ１１の主面の一部の領域に液体１７が供給される。供給された液体１７は、液体供給・回収部１６によって回収可能である。液体１７には例えば水が用いられる。半導体ウエハ１１と投影レンズ１３との間に液体１７を介在させた状態で露光を行うことで、解像度を高めることが可能である。
【００１３】
ウエハチャック１２及びマスクチャック１５はそれぞれ、投影レンズ１３に対して相対的に移動（スキャン）可能である。ウエハチャック１２及びマスクチャック１５を所望の位置に移動させて露光を行うことで、フォトマスク１４上の所望の位置に形成されたマスクパターンを半導体ウエハ１１の所望の位置に投影することができる。また、液体１７の半導体ウエハ１１上の位置も、ウエハチャック１２の移動に伴って変化する。
【００１４】
ウエハチャック１２の周囲には壁状の構造部２１が配置されており、構造部２１によってウエハチャック１２は囲まれている。構造部２１の上面の位置は、ウエハチャック１２に保持された半導体ウエハ１１の上面の位置よりも高くなっている。
【００１５】
構造部２１からは、構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在物２２を供給可能である。図２は、半導体ウエハ１１、構造部２１及び介在物２２の位置関係を模式的に示した平面図である。このように、構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在物２２を介在させることで、半導体ウエハ１１から流出した液体１７の下方への漏洩を防止することができる。例えば、図３に示すように、ウエハチャック１２が移動して、液体１７が半導体ウエハ１１の端部から流れ落ちそうな状態になっても、構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在物２２が介在しているため、液体１７の漏洩を防止することができる。したがって、半導体ウエハ１１から流出した液体１７によって装置が汚染されるといった問題を防止することができる。
【００１６】
介在物２２は、通常時には構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在しておらず、例えば構造部２１内に収納されている。液浸露光を行う際に、介在物２２は構造部２１から半導体ウエハ１１の外縁部に向かって突出し、構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在する。このように、介在物２２は、常時固定されているものではなく、通常時には構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在していない。したがって、ウエハチャック１２に半導体ウエハ１１をセットする際に介在物２２が障害となり、半導体ウエハ１１をセットし難いといった問題を防止することができる。
【００１７】
なお、ウエハチャック１２とともに半導体ウエハ１１も移動するため、図３に示すように、構造部２１と半導体ウエハ１１との間隔は一定ではなく、場所によって変化する。したがって、ウエハチャック１２の移動に応じて介在物２２の突出量（突出幅）が変化するように、介在物２２は制御される。
【００１８】
介在物２２としては、例えば変形可能な柔軟物を用いることが可能である。具体的には、変形した形状がそのまま維持される塑性物や、外力が取り除かれると変形した形状が元の形状に戻る弾性物を用いることが可能である。薄いフィルム材の内部に気体や液体を封入したものを弾性物として用いてもよい。このように、介在物２２として変形可能な柔軟物を用いた場合には、半導体ウエハ１１の外縁部の形状に応じて介在物２２が変形するため、介在物２２を半導体ウエハ１１の外縁部に密着させやすいという利点がある。
【００１９】
介在物２２としては、変形可能な柔軟物ではなく、金属や非金属で形成された硬質物を用いることも可能である。例えば、図４に示すように、介在物２２として板状物を用いることが可能である。
【００２０】
構造部２１の内部には、介在物２２を洗浄するための洗浄機構を設けてもよい。介在物２２の表面には液浸露光用の液体等、汚染物質が付着している場合が多い。構造部２１の内部に洗浄機構を設けることで、介在物２２を構造部２１内に収納した後に効率的に介在物２２を洗浄することができる。
【００２１】
なお、上述した実施形態では、通常時には介在物２２を構造部２１の内部に収納しておくようにしたが、図５に示すように、構造部２１とは別に収納容器２３を設け、この収納容器２３内に介在物２２を収納しておくようにしてもよい。この場合、収納容器２３から排出された介在物２２は、管２４及び構造部２１を介して構造部２１と半導体ウエハ１１の間に供給される。
【００２２】
また、図６に示すように、介在物２２を供給するための供給容器２５及び介在物２２を回収するための回収容器２６を設けるようにしてもよい。この場合、供給容器２５から排出された介在物２２は、管２７及び構造部２１を介して構造部２１と半導体ウエハ１１の間に供給され、構造部２１と半導体ウエハ１１の間に介在する介在物２２は、構造部２１及び管２８を介して回収容器２６に回収される。このように、供給容器２５と回収容器２６を別々に設けることで、使用済みの介在物２２によって使用前の介在物２２が汚染されるといった問題を防止することができる。
【００２３】
また、上述した実施形態では、介在物２２を半導体ウエハ１１の外縁部に接触させるようにしたが、介在物２２と半導体ウエハ１１との間に多少の隙間があってもよい。多少の隙間があっても、表面張力によって液体１７を保持することが可能だからである。
【００２４】
次に、上述した液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法について、図７に示したフローチャートを参照して説明する。
【００２５】
まず、露光対象となる半導体ウエハ１１をウエハチャック１２に保持する（Ｓ１）。半導体ウエハ１１には、言うまでもなく、加工対象膜（導電膜や絶縁膜等）及びフォトレジスト膜が形成されている。
【００２６】
次に、ウエハチャック１２に保持された半導体ウエハ１１と構造部２１との間に、構造部２１から介在物２２を供給し、半導体ウエハ１１と構造部２１との間に介在物２２を介在させる（Ｓ２）。
【００２７】
次に、ウエハチャック１２に保持された半導体ウエハ１１と投影レンズ１３との間に、液体供給・回収部１６から液浸露光用の液体１７を供給する（Ｓ３）。これにより、半導体ウエハ１１と投影レンズ１３との間には、液体１７が介在した状態となる。
【００２８】
次に、半導体ウエハ１１と投影レンズ１３との間に液体１７が介在した状態で、露光を行う（Ｓ４）。すなわち、フォトマスク１４上のマスクパターンが、投影レンズ１３及び液体１７を介して半導体ウエハ１１上に投影される。これにより、フォトレジストには、マスクパターンに対応した潜像が形成される。
【００２９】
次に、現像を行ってフォトレジストパターンを形成する。さらに、フォトレジストパターンをマスクとして加工対象膜のエッチング等を行うことで、マスクパターンに対応した加工パターンが形成される（Ｓ５）。
【００３０】
以上述べたように、本実施形態によれば、半導体ウエハ１１と構造部２１との間に介在物２２を介在させるため、液浸露光用の液体１７の下方への漏洩を防止することができ、液体１７による装置の汚染を防止することができる。
【００３１】
また、介在物２２は、構造部２１から供給されるものであり、半導体ウエハ１１と構造部２１との間に常時介在しているわけではない。したがって、ウエハチャック１２に半導体ウエハ１１をセットする際に介在物２２が障害となるといった問題を防止することができ、半導体ウエハ１１をウエハチャック１２に容易且つ確実にセットすることが可能である。また、介在物２２が半導体ウエハ１１と構造部２１との間に常時介在しているわけではないので、介在物２２の洗浄が容易になるといった効果もある。
【００３２】
したがって、本実施形態の液浸露光装置を半導体装置の製造に用いることにより、半導体装置の生産性や歩留まりを向上させることが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出され得る。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の概略構成を模式的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係り、半導体ウエハの配置等を模式的に示した平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の使用状態を模式的に示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の一変更例を模式的に示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液浸露光装置の他の変更例を模式的に示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る液浸露光装置のさらに他の変更例を模式的に示した図である。
【図７】本発明の実施形態に係る液浸露光装置を用いた半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１１…半導体ウエハ      １２…ウエハチャック      １３…投影レンズ
１４…フォトマスク      １５…マスクチャック
１６…液体供給・回収部      １７…液体
２１…構造部      ２２…介在物      ２３…収納容器
２４、２７、２８…管      ２５…供給容器      ２６…回収容器
【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】
2007123525.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007123525.tif 000009