(57)【要約】      （修正有）【課題】液体に起因する不都合を低減させるための新規な技術を提供する。【解決手段】基板９と当該基板９に対向する光学部材４との間の空間を液体Ｆで満たした状態で原版のパターンを基板９に投影する露光装置であって、前記基板９を保持した状態で移動可能なステージ１０と、前記液体Ｆを前記空間に供給する供給手段７と、前記空間から前記液体Ｆを回収する回収手段８と、前記ステージ１０に配された部材および前記基板９上の液体Ｆを検出する検出手段とを具備する。【選択図】図１Ａ
2007109741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と当該基板に対向する光学部材との間の空間を液体で満たした状態で原版のパターンを基板に投影する露光装置であって、
前記基板を保持した状態で移動可能なステージと、
前記液体を前記空間に供給する供給手段と、
前記空間から前記液体を回収する回収手段と、
前記ステージに配された部材および前記基板の少なくとも１つの上の液体を検出する検出手段とを具備することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの上の液体を除去する除去手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記検出手段及び前記除去手段は、前記ステージを含む前記基板の搬送経路の上に配されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記露光終了後の基板を照明する照明手段と、前記照明手段により照明された前記基板からの光を受光する受光手段とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記除去手段は、ガスの吹き付け、前記基板の高速回転、および液体の吸引の少なくとも１つにより液体を除去することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項６】
前記検出手段により検出された液体の位置および大きさの少なくとも一方を算出する算出手段を更に備え、
前記算出手段により算出された結果に基づいて、前記除去手段による処理条件が設定されることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の露光装置を用いて原版のパターンを基板に投影する露光ステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
基板と当該基板に対向する光学部材との間の空間を液体で満たした状態で原版のパターンを基板に投影する露光方法であって、
前記液体を前記空間に供給する供給工程と、
前記空間から前記液体を回収する回収工程と、
前記基板を保持した状態で移動可能なステージに配された部材および前記基板の少なくとも１つの上の液体を検出する検出工程とを有することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体デバイスあるいは液晶表示デバイス等のデバイスを製造する際に、感光剤が塗布された基板上に原版のパターンを転写する露光装置及び露光方法に係り、特に、液浸法を用いた露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩあるいは超ＬＳＩなど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縮小型投影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、これらとは全く別な解像力向上技術として液浸法を用いた投影露光技術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、液浸法では、この空間を液体で満たして投影露光を実施する。液浸法の利点は、例えば、投影光学系とウエハとの間の空間に提供される液体を純水（屈折率1.33）とし、ウエハに結像する光線の最大入射角が液浸法と従来法で等しいと仮定した場合において、同一波長の光源を用いても、液浸法の解像力が従来法の１．３３倍に向上することである。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。
【０００６】
近年、この液浸法を露光装置に適用する試みがなされている（特許文献１）。
【０００７】
図８（ａ）は上記特許文献１に記載の露光装置の構成図である。
【０００８】
図８（ａ）において、照明光学系１０３により照明されたレチクル１０１のパターンが投影光学系１０４を介してウエハ１０２に投影露光される。１０５はレチクル１０１を移動するレチクルステージである。液槽（チャンバ）１０９内に液体１３０を満たすことによって、投影光学系１０４の最終面（光学素子１０７）とウエハ１０２との間の空間が液体１３０で満たされている。また液曹１０９の中に、ウエハカセット１１０からウエハ１０２を搬入しウエハチャック１１２上にセットするためのウエハ搬送装置、粗位置決め装置１１１−１〜１１１−４の一部もしくは全体、ウエハチャック１１２、ＸＹステージ１１３、および微動ステージ１１４がある。１１５はレーザ干渉計、１１６は微動ステージ１１４上にＸおよびＹ方向（Ｙ方向は不図示）に取り付けられ、微動ステージ１１４の位置を計測するためにレーザ干渉計１１５の光を反射する参照ミラー、１１７はレーザ干渉計１１５の光を通過させるため液曹１０９に設けられた窓、１１８は液曹１０９の外側に設けられ、外部との熱的遮断を保つ断熱材である。
【０００９】
また、上記特許文献１に記載された露光装置では、図８（ｂ）に示すように、ウエハチャック１１２を含む部分のみを液曹１０９内に配置し、あるいは液曹１０９の底面にウエハチャック１１２を直接構成し、微動ステージ１１４上に液曹１０９を配置した構成例も記載されている。すなわち、特許文献１に記載された露光装置では、投影光学系１０４の最終面とウエハ１０２全体を液曹１０９の中に配置する方法を開示している。
【００１０】
図９は液浸法を露光装置に適用した他の例を示しており、投影光学系ＰＬとウエハＷ面とで挟まれた空間だけに液体ＬＱを流し、投影光学系ＰＬとウエハＷ面の間の空間を液体で満たす方法が記載されている（特許文献２）。
【００１１】
図１０は露光装置と塗布現像装置のインライン接続構成を示す図であり、露光装置１２３のウエハ搬送ロボットは塗布現像装置１２２からウエハを受け取ると露光ステージ１２５へと搬送し、露光後のウエハも同一のロボットが塗布現像装置１２２へと搬送している。また、塗布現像装置１２２の中でもレジストを塗布したウエハを露光装置側インターフェース部１２４へ搬送するロボットが露光後のウエハを加熱部へと搬送している（特許文献３）。
【特許文献１】特開平06-124873号公報
【特許文献２】再公表特許WO99/49504号公報
【特許文献３】特開2002-57100公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の露光装置においては、ウエハ上に付着した液体がウエハ搬送時にウエハチャック等に落下するとローカルデフォーカスの原因となり歩留まり低下を引き起こす。更にウエハチャック交換が必要になって長時間装置が停止するのでデバイス生産に与える影響は大きい。また、露光後の濡れたウエハを搬送するときにハンドに液体が付着し、次に搬送する露光前のウエハに付着することによってウエハ間での異物の伝播（以下、クロスコンタミネーションともいう）が発生し得る。これはローカルデフォーカスの原因となり歩留まり低下を引き起こすことになる。
【００１３】
更に、ウエハに液体が付着した状態で塗布現像装置へ搬送して加熱処理を行うと、液体の蒸発時の気化熱で温度ムラが発生してＣＤ均一性が悪化するという問題があった。また、露光後のウエハが全て濡れていると想定して高速スピン乾燥などを行うと露光装置の構造が複雑化し、コストアップするだけでなく、スループットを低下させるという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記の種々の課題に鑑みてなされたものであり、液体に起因する不都合を低減させるための新規な技術を提供することを例示的目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、基板と当該基板に対向する光学部材との間の空間を液体で満たした状態で原版のパターンを基板に投影する露光装置であって、前記基板を保持した状態で移動可能なステージと、前記液体を前記空間に供給する供給手段と、前記空間から前記液体を回収する回収手段と、前記ステージに配された部材および前記基板の少なくとも１つの上の液体を検出する検出手段とを具備する。
【００１６】
また、本発明は、基板と当該基板に対向する光学部材との間の空間を液体で満たした状態で原版のパターンを基板に投影する露光方法であって、前記液体を前記空間に供給する供給工程と、前記空間から前記液体を回収する回収工程と、前記基板を保持した状態で移動可能なステージに配された部材および前記基板の少なくとも１つの上の液体を検出する検出工程とを有する。
【００１７】
また、本発明のデバイス製造方法は、上記露光装置を用いて原版のパターンを基板に投影する露光ステップを有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、液体に起因する不都合を低減させるための新規な技術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】
【００１９】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。
【００２１】
例えば、本発明は、露光光として紫外光を用い、投影光学系と基板（例えば、ウエハ）間を液体で満たす液浸法が適用されるあらゆる露光方法及び露光装置に有用である。そのような露光装置には、例えば、基板を静止させた状態で当該基板に原版のパターンを投影転写する露光装置や、基板と原版とを同期スキャンしながら当該基板に当該原版のパターンをスリット光によりスキャン露光する露光装置が含まれうる。
【００２２】
［第１の実施形態］
以下、本発明に係る第１の実施形態について説明する。
【００２３】
図１Ａは、本発明に係る第１の実施形態の露光装置の構成概要を示す図である。
【００２４】
図１Ａにおいて、ＡｒＦエキシマレーザやＦ2レーザなどの露光光源（不図示）から射出された光が照明光学系２に供給される。照明光学系２は、露光光源から供給された光を用いて、レチクル（原版）１の一部をスリット光（スリットを通過したような断面形状を有する光）により照明する。スリット光によってレチクル１を照明している間、レチクル１を保持しているレチクルステージ（原版ステージ）３とウエハ（基板）９を保持しているウエハステージ（基板ステージ）１０は、一方が他方に同期しながらスキャン移動する。このような同期スキャンを通して、結果としてレチクル１上のパターン全体が投影光学系４を介してウエハ９上に連続的に結像し、ウエハ９表面に塗布されたレジストを感光させる。
【００２５】
レチクルステージ３やウエハステージ１０の二次元的な位置は、参照ミラー１１とレーザー干渉計１２によってリアルタイムに計測され、この計測値に基づいて、ステージ制御装置１３がレチクル１（レチクルステージ３）やウエハ９（ウエハステージ１０）の位置決めや同期制御を行う。ウエハステージ１０には、ウエハ９の上下方向（鉛直方向）の位置や回転方向、傾きを調整、変更或いは制御する駆動装置が内蔵されており、露光時は、この駆動装置により投影光学系４の焦点面にウエハ９上の露光領域が常に高精度に合致するようにウエハステージ１０が制御される。ここで、ウエハ９上の面位置（上下方向位置と傾き）は、不図示の光フォーカスセンサーによって計測され、ステージ制御装置１３に提供される。
【００２６】
露光装置の各構成要素は、環境チャンバ２８中に設置されており、露光装置を取り巻く環境が所定の温度に保たれる。レチクルステージ３、ウエハステージ１０、レーザー干渉計１２を取り巻く空間や、投影光学系４を取り巻く空間には、更に個別に温度制御された空調空気が吹き込まれて、環境温度が更に高精度に維持される。露光装置の正面側にはウエハ搬送ユニット２７が設置されている。
【００２７】
次に、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら、ウエハの搬送工程を説明する。
【００２８】
図１Ｂは本発明の好適な実施形態において、露光装置の内部を上方から見た模式図であり、ウエハ搬送工程を模式的に示す図である。
【００２９】
まず、塗布現像装置のウエハ搬送装置（不図示）によりウエハ受け渡し位置２４に置かれたウエハを搬送ロボット２３がプリアライメント部１９に搬送する。プリアライメント部１９に搭載されたウエハは水平方向と回転方向の位置決めが行われる。次に供給ロボット２０がプリアライメント部１９からウエハステージ１０へウエハを搬送する。ウエハはウエハステージ１０に保持された状態で投影光学系４の真下の露光開始位置へと移動する。そして、露光開始位置近傍で液体供給ノズル５からウエハ９上に液体が供給される。
【００３０】
その後、上述の液浸法による露光が行われる。露光終了後、液体回収ノズル６によりウエハ９上の液体は回収され、ウエハはウエハステージ１０に保持された状態で液体回収ノズル６の下からウエハ回収位置２９へ移動される。なお、液体供給ノズル（液体供給手段を構成）と液体回収ノズル（液体回収手段を構成）とは適宜兼ねるように構成してもよい。このとき、液体回収ノズル６の下からウエハ回収ステーション２２に搬送される搬送経路上でウエハ上に付着しているか否かを検知するための液滴検知ユニット３０がウエハステージ１０の移動経路上に配置される。ウエハ回収位置２９のウエハは回収ロボット２１によりウエハ回収ステーション２２に搬送される。ウエハ回収位置２９からウエハ回収ステーション２２に搬送される搬送経路上には液滴除去ユニット４０が配置されている。
【００３１】
搬送ロボット２３はウエハ回収ステーション２２上のウエハをウエハ受け渡し位置２５に搬送する。塗布現像装置のウエハ搬送装置（不図示）はウエハ受け渡し位置２５上のウエハを塗布現像装置へと搬送する。塗布現像装置からウエハの供給を受ける代わりに環境チャンバ２８中にあるウエハキャリアユニット２６から露光前のウエハを取り出しプリアライメント部１９ヘ搬送すると共に、露光後のウエハをウエハ回収ステーション２２からウエハキャリアユニット２６へ収納しても良い。いずれの場合においても搬送ロボット２３は露光前のウエハも露光後のウエハも搬送する。
【００３２】
この実施形態では、投影光学系４とウエハ９の間の空間或いは間隙を液体で満たす液浸露光技術は、ウエハ９の上方かつ投影光学系４の近傍に配置された液体供給ノズル５と、投影光学系４を挟んで液体供給ノズル５の反対側に配置された液体回収ノズル６によって実現される。
【００３３】
以下、本実施形態において実施される液浸露光技術について詳細に説明する。
【００３４】
図１Ａにおいて、露光中にウエハ９をスキャンする方向の上流側であって投影光学系４の近傍に液体供給ノズル５が配置されている。ここで、スキャン方向の上流側とは、例えば、ウエハを右から左に向かって左方向（第２方向）に移動させる場合について説明すると、その反対方向（第１方向）である右側である。すなわち、スキャン方向（第２方向）を矢印で示した場合に、矢印の始点側の方向（第１方向）が上流側である。投影光学系４を挟んで液体供給ノズル５の反対側（すなわち、スキャン方向の下流側）には、液体回収ノズル６が配置されている。
【００３５】
液体供給ノズル５は、供給管１６を介して液体供給装置７と接続されており、同様に液体回収ノズル６は、回収管１７を介して液体回収装置８と接続されている。液体供給装置７は、例えば、液体を貯めるタンク、液体を送り出す圧送装置、液体の供給流量の制御を行う流量制御装置を含みうる。液体供給装置７には、更に、液体の供給温度を制御するための温度制御装置を含むことが好ましい。液体回収装置８は、例えば、回収した液体を一時的に貯めるタンク、液体を吸い取る吸引装置、液体の回収流量を制御するための流量制御装置を含みうる。液浸制御装置１８は、更に、ウエハステージ１０の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向といった情報をステージ制御装置１３から受けて、これらの情報に基づいて、液浸の開始や中止、流量等の制御指令を液体供給装置７や液体回収装置８に与える。
【００３６】
次に、投影光学系４とウエハ９の間に液体を満たす工程について説明する。
【００３７】
先ず、ウエハ９が静止した状態又は移動している状態で、液体供給ノズル５よりウエハ９上に、例えばほぼ一定流量で液体Ｆを供給し、液体供給ノズル５の下面とウエハ９の上面に液体を密着させることで、十分な液膜を形成する。次に、液体供給ノズル５より液体を供給し続けたまま、形成した液膜を途切れさせることなくウエハ９の移動を開始する。ウエハ９が移動して露光開始位置に至るとスリット光によるスキャン露光が開始される。ウエハ９が更に移動して露光終了位置に至るとスリット光による露光が終了する。スリット光による露光が終了すると、液体供給ノズル５からの液体の供給を停止し、ウエハ９をスキャン方向に移動させながら、残った液体を液体回収ノズル６によって回収する。以上のように、ウエハ９の移動に伴って液膜が広がるように、ウエハ９を移動させながらウエハ９の表面上に連続的に液体を供給する方法によれば、投影光学系４の最終面とウエハ９との間隙を連続的な液膜（途切れない液膜）で満たすことができる。また、このような方法によれば、液膜はウエハに対する相対速度が遅いので、液体回収ノズル６を通して確実に回収されうる。
【００３８】
上記のような液浸露光では、通常、露光終了後のウエハ上の全ての液滴が回収される。しかしながら、液体回収ノズル６或いは投影光学系４の最終面４ｓに付着した液滴がウエハ上に落下する可能性がある。これは頻度の低い現象であるが、ウエハ上に落下した液滴が搬送時にウエハチャックにさらに落下するとローカルデフォーカスの原因となり歩留まり低下を引き起こす。更にウエハチャック交換が必要になり長時間装置が停止するのでデバイス生産に与える影響は大きい。また、露光終了後の濡れたウエハを搬送するときハンドに液体が付着すると、次に搬送する露光前のウエハに付着することによるクロスコンタミネーションが発生する。これはローカルデフォーカスの原因となり歩留まり低下を引き起こすという問題がある。更にウエハに液体が付着した状態で塗布現像装置へ搬送し加熱処理を行うと、液体の蒸発時の気化熱で温度ムラが発生してＣＤ均一性が悪化するというプロセス上の問題が発生する。また、露光終了後のウエハが全て濡れていると想定して高速スピン乾燥などを行うと露光装置の構造が複雑化し、コストアップするだけでなく、スループットを低下させるという問題がある。
【００３９】
そこで、本実施形態では、ウエハ上の液滴を検知すると共に、その液滴を除去するため、ウエハ上の液滴を検知する液滴検知ユニット３０とウエハ上の液滴を除去する液滴除去ユニット４０とを設けている。
【００４０】
図２（ａ）は本実施形態の液滴検知ユニット３０の具体的構成を示す図である。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、液滴検知ユニット３０は照明装置３１と受光装置３２とを備える。照明装置３１には赤外線ライトを使用している。受光装置３２にはＣＣＤカメラを使用している。なお、赤外線ライト以外の照明装置としてはレーザービーム、レーザーシートビーム、レーザースキャンビーム、ＬＥＤ、黄色フィルター付電球等のようなレジストに感光しない波長の光源を使用することが好ましい。また、受光装置としてはＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の２次元センサー、ラインセンサー等の１次元センサー、或いは光電センサー等のような上記照明ユニット３１の光源の波長に感度のある受光素子を使用することが好ましい。
【００４２】
液浸露光後にウエハステージ１０に保持された状態で液体回収ノズル６の下からウエハ回収位置２９へ移動するウエハに対し、照明装置３１の赤外線ライトをストロボ発光させることによりウエハ９及びウエハ上の液滴ｄの画像を受光装置３２のＣＣＤカメラで取り込む。本実施形態ではＣＣＤカメラはウエハステージ全面を一括で撮影可能な視野を有する。しかしながら、ＣＣＤカメラの視野が狭い場合或いは投影レンズ等の影になってウエハ全面が観察できない場合でもウエハステージ１０の動きに連動して連続撮影することにより、ウエハ９上を分割して撮影することが可能であり、ウエハ全面の液滴の検知を行うことができる。また、ＣＣＤカメラの姿勢を変えながらウエハ９上を分割して撮影して、後に画像処理でつなぎ合わせても同様の効果が得られる。また、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の２次元センサー以外にラインセンサーのような１次元センサーを受光素子とした場合にもウエハステージ１０の動き或いは受光装置の姿勢を制御することによってウエハ９とＣＣＤカメラ３２とを相対移動させてウエハ全面の液滴の検知を行うことが可能である。ＣＣＤカメラにより取り込まれた画像は画像処理部（図３参照）によって液滴の位置、大きさが求められる。
【００４３】
図２（ｂ）は照明装置としてレーザービーム、受光装置にラインセンサーを使用した液滴検知ユニットを例示しており、レーザービーム３３はウエハ９の上面に平行かつウエハ表面の近傍に照射される。ラインセンサー３４はその長手方向をウエハ表面及びレーザービーム３３に平行に配置する。そして、ラインセンサー３４の長手方向に直交する方向にウエハステージ１０を移動することによりウエハ全面をスキャンすることができる。ウエハ９上に液滴がある場合には液滴に当たって散乱したレーザー光をラインセンサー３４で受光することにより液滴の検知が行われる。
【００４４】
図２（ｃ）は照明装置としてレーザービーム、受光装置として光電センサー３５を使用した液滴検知ユニットを例示しており、レーザービーム３３はウエハ９の上面に平行かつウエハ表面の近傍に照射される。光電センサ３５はレーザービーム３３を受光可能な位置に配置され、光の回り込みを防ぐ視野絞り３６が配置されている。レーザービーム３３の照射方向に直交する方向にウエハステージ１０を移動することによりウエハ全面をスキャンすることができる。ウエハ上に液滴がある場合にはレーザービーム３３が液滴に当たって入射側に反射するので、光電センサー３５に光が入射しなくなることで液滴の検知が行われる。
【００４５】
次に、上記受光装置により取り込まれた画像を用いてウエハ上の液滴の位置、大きさを求める液滴検知処理について説明する。
【００４６】
図３は本実施形態におけるウエハ上の液滴の位置及び大きさを判断する液滴検知処理を行うブロック図である。
【００４７】
図３において、画像入力部６１としての受光装置により取り込まれた画像は局所的特徴要素抽出部６２へ送出される。局所的特徴要素抽出部６２では取り込んだ画像から局所的特徴要素を抽出する。画像処理部６３では、上記抽出された局所的特徴要素と記憶部６４に予め記憶された局所的特徴要素モデルデータとを比較し、ＣＰＵ６５では上記比較結果から液滴だけの画像を抽出することにより液滴の位置及び大きさを算出する。つまり、ＣＰＵ６５では予め記憶しておいた液滴の形状と近似した形状を探し出し、座標位置情報からその大きさを判断する。
【００４８】
図４は本実施形態における露光終了後の液滴検知処理及び液滴除去処理を示すフローチャートである。
【００４９】
図４に示すように、露光終了後（Ｓ３１）、露光済みウエハをウエハ回収位置２９に移動する（Ｓ３２）際に、上記液滴検知処理を行う（Ｓ３３）。そして、ステップＳ３４で液滴ありと判断された場合には、露光済みウエハをウエハ回収ステーション２２に移動するときに後述する液滴除去ユニットを作動させて液滴除去処理を行う（Ｓ３５，Ｓ３６）。また、ウエハ上に液滴がないと判断された場合には、液滴除去処理を行わないで露光済みウエハをウエハ回収ステーション２２に移動する。
【００５０】
図５は本実施形態における液滴除去ユニットの構成概要を例示する図である。
【００５１】
図１Ｂで説明したように、ウエハ回収位置２９のウエハは回収ロボット２１によりウエハ回収ステーション２２に搬送される。液滴除去ユニット４０はウエハ回収位置２９からウエハ回収ステーション２２へのウエハの搬送経路上に配置されている。液滴除去ユニット４０は回収ロボット２１のハンドに吸着保持されたウエハを上下から挟み込むように配置されている。そして、回収ロボット２１のハンドに吸着保持されたウエハ９が液滴除去ユニット４０の間を通過する際に、スリット状の開口部が形成されたノズルから上下方向に帯状に高圧ガスを吹き付けることによってウエハ９上の液滴（液体）を除去する。なお、ここで液体の除去とは、液体が完全に取り除かれることのみならず、当該除去の後の工程において残存する液体が問題にならない程度に液体が取り除かれることをも意味するものとする。液滴除去ユニット４０の下側にはウエハ９から吹き飛ばされた液滴が他の機構部分にかかることを防止する不図示の液受けカバーが配置されている。
【００５２】
本実施形態ではウエハ９と液滴除去ユニット４０の距離を５〜１０ｍｍ、吹き付け流量は１００Ｌ／分に調整されているが、スリット状開口部の長さ及び幅の違いで必要距離、必要風量は変わるので上記数値に限定されるものではない。また、本実施形態では窒素ガスを吹き付けているが他の不活性ガスやドライエアーを吹き付けても所望の効果が得られる。化学物質による汚染（ケミカルコンタミネーションともいう）を防止する観点からは不活性ガスを吹き付けることが望ましい。
【００５３】
また、本実施形態では、上述の液滴検知処理により得られた液滴の位置及び大きさの情報を用いてウエハ回収位置２９のハンド移動速度を変化させる。ウエハ９上に液滴がある場合は通常の搬送速度より遅くしている。また液滴がある場所までは通常速度で移動し、液滴がある場所から速度を遅くしている。液滴の位置、大きさに対する最適速度は予め液滴の位置、大きさを変えて除去評価を行って決定し、テーブル化して不図示の記憶部に記憶している。そして、液滴の位置及び大きさの情報が不図示のロボット制御部に送出されると上記記憶部のテーブルに従いウエハ回収位置２９のハンド移動速度を制御する。
【００５４】
本実施形態では、液滴除去ユニットとウエハの相対速度を制御することによって液滴の位置、大きさに対応したが、液滴除去ユニットとウエハの距離或いはガスの吹き付け流量、或いはガスの吹き付け速度の少なくともいずれかを制御してもよい。ウエハ上に液滴が落下する頻度は低いので、いずれの制御の場合も常にウエハ全面に液滴がついた条件での除去を行う時間よりもはるかに短い時間でウエハを処理することが可能であり、スループットの向上に効果がある。本実施形態では液滴除去ユニット４０をウエハ回収位置２９から回収ステーション２２に搬送される搬送経路上に配置したが、ウエハ回収位置２９からウエハ受け渡し位置２５までのウエハの搬送経路上にあることが好ましく、例えばウエハ回収位置２９上、ウエハ回収ステーション２２上、搬送ロボット２３上、或いはウエハ受け渡し位置２５上に配置しても同様の効果が得られる。
【００５５】
本実施形態における液浸露光用の液浸水は純水を使用する。よって、検知すべき液滴及び除去すべき液滴は純水となるが、純水だけに限定されるものではない。例えばパーフルオロポリエーテルなどの液浸露光用液浸液であれば同様の検知処理及び除去処理が行われる。
【００５６】
［第２の実施形態］
以下に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
【００５７】
第１の実施形態では、液滴除去ユニット４０をウエハ回収位置２９からウエハ回収ステーション２２へのウエハの搬送経路上に配置したが、液体供給ノズル５及び液体回収ノズル６を液滴除去処理に使用しても良い。
【００５８】
図６は、本発明に係る第２の実施形態において、露光装置の内部を上方から見た模式図であり、ウエハ搬送工程を模式的に示す図である。基本的な装置構成、ウエハの搬送工程は第１の実施形態と同様であるが、液滴除去ユニット４０が除かれている。
【００５９】
露光終了後、液体回収ノズル６によりウエハ９上の液体は回収され、ウエハはウエハステージ１０に保持された状態で液体回収ノズル６の下からウエハ回収位置２９へ移動する。液滴検知ユニット３０は、液体回収ノズル６の下からウエハ回収ステーション２２へのウエハの搬送経路上に配置されている。ウエハがウエハ回収位置２９に移動を完了したときにウエハ９上に液滴がないと判断されたならば、ウエハ回収位置２９のウエハはウエハ回収ロボット２１によりウエハ回収ステーション２２に搬送される。
【００６０】
一方、ウエハ９上に液滴があると判断された場合には、その液滴の位置、大きさに応じてウエハステージ１０の移動先座標を算出し、再度ウエハステージ１０を液体回収ノズル６の下に移動して液体回収ノズル６によりウエハ９上の液滴を回収する。その後、ウエハはウエハステージ１０に保持された状態で液体回収ノズル６の下からウエハ回収位置２９へ移動して、ウエハ回収位置２９のウエハは回収ロボット２１によりウエハ回収ステーション２２に搬送される。
【００６１】
本実施形態ではウエハ回収位置２９のウエハを回収ロボット２１によりウエハ回収ステーション２２に搬送する際にはウエハ上には液滴は除去されて存在しないので、ウエハ上の液滴がウエハチャック等に落下することがなくなる。
［第３の実施形態］
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
【００６２】
第１の実施形態では液滴除去ユニット４０を液滴除去処理に使用したが、ウエハを高速回転させる液切りによって液滴除去を行っても良い。
【００６３】
図７は、本発明に係る第３の実施形態の液滴除去ユニットの構成を示す側面図である。なお、露光装置の基本的な装置構成、ウエハの搬送工程は第２の実施形態（図６）と同様である。
【００６４】
本実施形態ではウエハ回収ステーション２２に、図７に示す液滴除去ユニットを配置しており、ウエハ上に液滴がある場合にはウエハ回収ステーション２２で液滴が除去される。
【００６５】
本実施形態の液滴除去ユニットは、図７に示すように、ウエハ回収ロボット２１によりウエハ回収ステーション２２に搬送されてきたウエハ９を保持するウエハ吸着部７１を有する。ウエハ吸着部７１は不図示の真空源と電磁弁を介して接続されており、当該ロボット２１から受け渡されたウエハ９を真空吸着して保持する。
【００６６】
回転モーター部７２は昇降機構７５に取り付けられている。ウエハ吸着部７１に受け渡されたウエハ９は上記昇降機構７５により飛散防止カバー７３の高さまで下降する。回転モーター部７２はウエハ吸着部７１を２０００〜３０００ｒｐｍで回転駆動してウエハ９上の液滴を遠心力を利用して除去する。
【００６７】
液滴除去後、回転モーター部７２は停止し、上昇してウエハ吸着部７１の真空吸着を解除して搬送ロボット２３にウエハ９を受け渡す。このような動作を繰り返すことでウエハの液滴除去処理が行われる。また、本実施形態では、上述した液滴検知処理による液滴の位置、大きさの情報に応じて回転モーター部７２の回転時間を制御しているが、ウエハ吸着部７１の回転時間、回転速度、加速度の何れか或いは任意の組み合わせを変化せしめることで液滴の位置、大きさに応じた制御を行っても良い。
【００６８】
また、液滴除去ユニットとしてガス吹き付けノズル７４を使用又は併用しても液滴の除去が可能である。この場合には、液滴検知処理による液滴の位置、大きさの情報に応じてノズル７４とウエハ９との距離、吹き付けガスの流量、流速、ガス吹き付け時間、ノズルのスキャン速度の何れか或いは任意の組み合わせを制御することで液滴の位置、大きさに応じた制御を行うことが好ましい。
【００６９】
更に、本実施形態では液滴除去処理をウエハ回収ステーション２２に配置した高速回転機構或いはガス吹き付け機構を使用したが、それらの配置はウエハ回収位置２９からウエハ受け渡し位置２５までのウエハの搬送経路上にあることが好ましく、例えばウエハ回収ステーション２２上或いはウエハ回収位置２９からウエハ回収ステーション２２に搬送される搬送経路内或いは搬送ロボット２３上或いはウエハ受け渡し位置２５上に配置しても同様の効果が得られる。
【００７０】
なお、本発明に係る液滴除去手段はウエハ上の液滴を好適に除去できる手段であればガス吹き付け機構、高速回転機構、エアー吹き付け機構に限定されるものではない。例えば、温度上昇による水除去、その他種々のドライ洗浄手段等でもウエハ上の液滴除去は可能であり、上記の方法を任意の組み合わせで行っても良い。ウエハ裏面側に回り込んだ液滴を除去するためには複数の除去手段を組み合わせることが好ましい。
【００７１】
［第４の実施形態］
上述したように、液浸露光では、通常、露光終了後のウエハ上の全ての液滴が回収される。しかしながら、液体回収ノズル６或いは投影光学系４の最終面４ｓに付着した液滴がウエハ上に落下する可能性がある。これは頻度の低い現象であるが、ウエハ上に落下した液滴が搬送時にウエハチャックにさらに落下するとローカルデフォーカスの原因となり歩留まり低下を引き起こす。更にウエハチャック交換が必要になり長時間装置が停止するのでデバイス生産に与える影響は大きい。また、ウエハステージ上のレーザー干渉計用参照ミラー、ウエハステージ上のアライメントマーク上に液滴が落下した場合には計測エラーが発生してやはり歩留まり低下を引き起こす。
【００７２】
そこで、ウエハチャック、ウエハステージ上のレーザー干渉計用参照ミラー、ウエハステージ上のアライメントマーク上に落下した液滴についても液滴を検知及び除去することが好ましい。これには、それぞれ専用の検知手段や除去手段を設けても良いが、本実施形態の液滴検知ユニット３０を用いてウエハチャック、ウエハステージ上のレーザー干渉計用参照ミラー、ウエハステージ上のアライメントマーク上に落下した液滴を検知する。
【００７３】
また、液滴除去処理においても、液滴除去ユニットを用いてウエハチャック、ウエハステージ上のレーザー干渉計用参照ミラー、ウエハステージ上のアライメントマーク上に落下した液滴を除去する。
【００７４】
上記検知処理及び除去処理を実現するため、ウエハチャック、ウエハステージ上のレーザー干渉計用バーミラー、ウエハステージ上のアライメントマーク上に落下した液滴の検知ユニット及び除去ユニットはウエハ回収位置２９からウエハ受け渡し位置２５までのウエハの搬送経路上に配置されることが好ましく、例えば、ウエハ回収位置２９の上やウエハ回収ステーション２２の上或いは搬送ロボット２３の上或いはウエハ受け渡し位置２５の上に配置するのが好ましい。
【００７５】
上記各実施形態によれば、露光終了後に液滴の検知処理及び除去処理を行うことで、液体に起因する露光装置のダウンタイムや歩留まり低下等の不都合を低減させることができる。
【００７６】
また、露光後の処理（後工程等）を行う半導体製造装置或いは検査装置の性能悪化の可能性を低減し、露光装置の構造を簡単化して、スループットの向上及び装置の小型化を実現できる。
【００７７】
［デバイス製造方法］
次に、上述した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。
【００７８】
図１１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップＳ２（露光制御データ作成）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップＳ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップＳ６（検査）ではステップＳ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップＳ７）される。
【００７９】
図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップＳ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップＳ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップＳ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００８０】
本実施形態の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１Ａ】本発明に係る第１の実施形態の露光装置の構成概要を示す図である。
【図１Ｂ】第１の実施形態において、露光装置をウエハ搬送高さから見た上面図であり、ウエハ搬送工程を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態の液滴検知ユニットの具体的構成を示す図である。
【図３】本実施形態のウエハ上の液滴の位置、大きさを判断する液滴検知処理を行うブロック図である。
【図４】本実施形態における露光終了後の液滴検知処理及び液滴除去処理を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態における液滴除去ユニットの構成概要を例示する図である。
【図６】第２の実施形態において、露光装置をウエハ搬送高さから見た上面図であり、ウエハ搬送工程を模式的に示す図である。
【図７】本発明に係る第３の実施形態の液滴除去ユニットの構成を示す側面図である。
【図８】従来の液浸露光装置の構成概要を示す図である。
【図９】従来の液浸露光装置の構成概要を示す図である。
【図１０】従来の液浸露光装置と塗布現像装置のインライン接続構成を示す図である。
【図１１】微小デバイスの製造フローを説明する図である。
【図１２】ウエハプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
【００８２】
１：レチクル
２：照明光学系
３：レチクルステージ
４：投影光学系
４ｓ：投影光学系最終面
５：液体供給ノズル
６：液体回収ノズル
７：液体供給装置
８：液体回収装置
９：ウエハ
１０：ウエハステージ
１１：参照ミラー
１２：測距用レーザー干渉計
１３：ステージ制御装置
１４,１５：定盤
１６：供給管
１７：回収管
１８：液浸制御装置
１９：プリアライメント部
２０：供給ロボット
２１：回収ロボット
２２：ウエハ回収ステーション
２３：搬送ロボット
２４：ウエハ受け渡し位置
２５：ウエハ受け渡し位置
２６：ウエハキャリアユニット
２７：ウエハ搬送ユニット
２８：環境チャンバ
２９：ウエハ回収位置
３０：液滴検知ユニット
３１：照明装置
３２：受光装置
４０：液滴除去ユニット
６１：画像入力部
６２：局所的特徴要素抽出部
６３：画像処理部
６４：記憶部
６５：ＣＰＵ
７１：ウエハ吸着部
７２：回転モーター部
７３：飛散防止カバー
７４：ガス吹き付けノズル
７５：昇降機構
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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】
2007109741.tif 000009
【図７】
2007109741.tif 000010
【図８】
2007109741.tif 000011
【図９】
2007109741.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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