(57)【要約】【課題】スキャン移動時に液浸液中の気泡等の発生を防ぐ露光技術の提供。【解決手段】投影光学系を有し、原版及び基板を相対的に移動させながら、前記原版および前記投影光学系を介して、かつ前記投影光学系と前記基板との間隙を液体で満たした状態で前記基板を露光する露光装置において、前記間隙に対して前記液体を供給する供給手段と、前記間隙から前記液体を回収する回収手段と、前記基板を保持し移動する基板ステージと、一方向に並ぶ前記基板上の複数の被露光領域にわたって、前記基板を保持した基板ステージを前記一方向に移動させる基板ステージ駆動手段とを備え、前記供給手段による前記液体の供給、前記回収手段による前記液体の回収、前記基板ステージ駆動手段による前記一方向の前記基板ステージの移動を並行して行いながら、前記複数の被露光領域を１つおきに露光する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を有し、原版及び基板を相対的に移動させながら、前記原版および前記投影光学系を介して、かつ前記投影光学系と前記基板との間隙を液体で満たした状態で前記基板を露光する露光装置において、
前記間隙に対して前記液体を供給する供給手段と、
前記間隙から前記液体を回収する回収手段と、
前記基板を保持し移動する基板ステージと、
一方向に並ぶ前記基板上の複数の被露光領域にわたって、前記基板を保持した基板ステージを前記一方向に移動させる基板ステージ駆動手段とを備え、
前記供給手段による前記液体の供給、前記回収手段による前記液体の回収、前記基板ステージ駆動手段による前記一方向の前記基板ステージの移動を並行して行いながら、前記複数の被露光領域を１つおきに露光することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記一方向の前記基板ステージの移動中に露光されなかった被露光領域を前記一方向に対し反対方向の前記基板ステージの移動中に露光す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】
前記基板ステージを、前記基板の露光中と前記基板の非露光中とでは異なる速度で移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記原版を保持し移動する原版ステージと、前記原版ステージを移動させる原版ステージ駆動手段とをさらに備え、
前記原版ステージ駆動手段は、前記基板ステージ駆動手段による前記一方向の前記基板ステージの移動中かつ前記基板の非露光中に、前記原版ステージを前記基板の露光中とは反対方向に移動させ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】
前記液体の流速に応じた前記基板ステージの移動速度制御、および前記基板ステージの移動速度に応じた前記液体の流速制御のいずれかを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
原版及び基板を相対的に移動させながら、前記原版および投影光学系を介して、かつ前記投影光学系と前記基板との間隙を液体で満たした状態で前記基板を露光する露光方法において、
前記間隙に対して前記液体を供給する供給ステップと、
前記間隙から前記液体を回収する回収ステップと、
一方向に並ぶ前記基板上の複数の被露光領域にわたって、前記基板を保持した基板ステージを前記一方向に移動させる移動ステップとを有し、
前記供給ステップ、前記回収ステップ、および前記移動ステップを並行して行いながら、前記複数の被露光領域を１つおきに露光することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
前記一方向の前記基板ステージの移動中に露光されなかった被露光領域を前記一方向に対し反対方向の前記基板ステージの移動中に露光することを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記基板ステージを、前記基板の露光中と前記基板の非露光中とでは異なる速度で移動させることを特徴とする請求項６または７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記一方向の前記基板ステージの移動中かつ前記基板の非露光中に、前記原版を保持し移動する原版ステージを前記基板の露光中とは反対方向に移動させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記液体の流速に応じた前記基板ステージの移動速度制御、および前記基板ステージの移動速度に応じた前記液体の流速制御のいずれかを行うことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項１１】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップを有する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、基板上の空間を液体で満たした状態で原版パターンを基板に露光する液浸露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は一般的な液浸露光装置の概略構成図であり、図１１乃至図１３は一般的な液浸露光装置による動作説明図である。
【０００３】
図１０及び図１１において、１０１は照明系ユニットであり、露光光源と露光光をレチクルに対して、整形照射する機能をもつ。１０２は露光パターン原版であるレチクルを搭載したレチクルステージであり、ウエハに対して所定の縮小露光倍率比で、ウエハに対してレチクルをスキャン移動させる。１０３は縮小投影レンズで、原版パターンをウエハに縮小投影する。１０４は露光装置本体で上記レチクルステージ１０２及び投影レンズ１０３を支持する。１０５は露光ステージで基板（ウエハ）を露光毎に順次連続移動させる。１０５Ｂはスライダーで、ウエハを所定位置に移動し位置決めする。１０５Ｃはウエハチャックで、ウエハを支持固定すると同時に液浸液を保持する形状を有する。１０６はアライメントスコープで、ウエハ上のアライメントマーク及びステージ上のアライメント用基準マークを計測し、ウエハ内アライメント及びレチクルとウエハ間のアライメントを行う際の計測を行う顕微鏡である。１０７はフォーカススコープで、ウエハ面形状及び光軸方向フォーカス計測を行う。１０８はウエハを供給及び回収するウエハ搬送ロボットである。１０９は液浸液タンクで、ここに液浸液１１２を貯蔵し、液浸液供給ノズル１１０及び液浸液回収ノズル１１１を介して、液浸液をウエハ１１３に対して供給あるいは回収する。ウエハ１１３はレチクルに描かれたレチクルパターンを縮小露光系を通して投影転写するために、単結晶シリコン基板表面にレジストが塗られている。１１４は露光光で、ウエハ１１３に対してレチクル１０２Ａに描かれた露光パターンを透過し、縮小投影レンズ１０３を介して縮小投影露光される。
【０００４】
次に、上記露光装置によりスキャン露光する動作について、図１２を用いて説明する。
【０００５】
図１２（１）に示すように、露光光１１４であるスリット状露光エリアに対してウエハ１１３の露光面をスキャン移動させることにより、レチクル１０２Ａの原版情報がウエハ１１３上に転写露光される。ここで、矢印はスリット状露光エリアの移動方向、すなわちスキャン移動方向を示す。図中、横方向にスキャン移動する際には、スキャン移動後に縦方向のステップ移動を行い、続けて図１２（２）に示すように、隣接ショットのスキャン方向とは反対向きにスキャン移動して、これを連続して続けてスキャン露光するのが一般的である。
【特許文献１】特開平６−１２４８７３号公報
【特許文献２】国際公開第９９／０４９５０４号パンフレット
【特許文献３】特開平１０−３０３１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記スキャン動作により液浸露光を行う際の露光方法を図１３に示す。
【０００７】
図１３（１）は、液浸液の流動方向とウエハの移動方向とが同じ場合であり、ウエハ１１３の移動方向及び液浸液の流動方向を矢印で示し、また、１１４は、液浸液１１２中を透過し、ウエハ１１３に投影される露光光を示している。
【０００８】
この状態での露光の際には、ウエハ表面の移動と液浸液１１２の流動方向とが同一方向であるために、境界部で発生する相対速度差による粘性流からの流れの乱れが少なく、結果として、液浸液１１２中への気泡等の発生を抑えながら露光することができる。
【０００９】
一方、図１３（２）は、液浸液の流動方向とウエハの移動方向とが反対方向の場合であり、ウエハ１１３の移動方向及び液浸液の流動方向を矢印で示し、また、１１４は、液浸液１１２中を透過し、ウエハ１１３に投影される露光光を示している。
【００１０】
この状態での露光の際には、図１３（１）に対して、ウエハ表面の移動と液浸液の流動方向とが反対方向であるために、図１３（２）の拡大図に示すように、境界部で発生する相対速度差による相互に逆向きの粘性流が発生して乱流が大きくなる。結果として、液浸液１１２中の外周部に気泡（マイクロバブル）１１２Ａや液飛び１１２Ｂ等が発生し、液中の気泡の外乱によりスキャン同期精度が悪化し、安定した屈折率及び透過率での露光ができなくなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述した液浸液中の気泡等の発生を防ぎ、液浸液の粘性流によるスキャン同期精度の悪化を改善する露光技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、投影光学系を有し、原版及び基板を相対的に移動させながら、前記原版および前記投影光学系を介して、かつ前記投影光学系と前記基板との間隙を液体で満たした状態で前記基板を露光する露光装置において、前記間隙に対して前記液体を供給する供給手段と、前記間隙から前記液体を回収する回収手段と、前記基板を保持し移動する基板ステージと、一方向に並ぶ前記基板上の複数の被露光領域にわたって、前記基板を保持した基板ステージを前記一方向に移動させる基板ステージ駆動手段とを備え、前記供給手段による前記液体の供給、前記回収手段による前記液体の回収、前記基板ステージ駆動手段による前記一方向の前記基板ステージの移動を並行して行いながら、前記複数の被露光領域を１つおきに露光する。
【００１３】
また、本発明の露光方法は、原版及び基板を相対的に移動させながら、前記原版および投影光学系を介して、かつ前記投影光学系と前記基板との間隙を液体で満たした状態で前記基板を露光する露光方法において、前記間隙に対して前記液体を供給する供給ステップと、前記間隙から前記液体を回収する回収ステップと、一方向に並ぶ前記基板上の複数の被露光領域にわたって、前記基板を保持した基板ステージを前記一方向に移動させる移動ステップとを有し、前記供給ステップ、前記回収ステップ、および前記移動ステップを並行して行いながら、前記複数の被露光領域を１つおきに露光する。
【００１４】
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半導体デバイスを製造する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、液浸液の供給、回収および基板の移動を並行して行いながら複数の被露光領域を１つおきに露光するようにしたので、液浸液中への気泡等の発生を防ぎ、安定した精度で液浸露光を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
また、本発明は、後述する実施形態である液浸露光方法やデバイス製造方法等を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００１９】
図１は本発明に係る実施形態の液浸露光装置の概略構成図である。図２乃至図７は本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【００２０】
図１乃至図７において、１は照明系ユニットであり、露光光源と露光光をレチクルに対して、整形照射する機能をもつ。２は露光パターン原版であるレチクルを搭載したレチクルステージであり、ウエハに対して所定の縮小露光倍率比で、ウエハに対してレチクルスキャン動作させる。３は縮小投影レンズで、レチクル（原版）上の露光パターンをウエハ（基板）に縮小投影する。４は露光装置本体で上記レチクルステージ２及び縮小投影レンズ３を支持する。５は露光ステージ（基板ステージ）で基板（ウエハ）を露光毎に順次連続移動させる。５Ｂはスライダーで、ウエハを所定位置に移動し位置決めする。５Ｃはウエハチャックで、ウエハを支持固定すると同時に液浸液を保持する形状を有する。６はアライメントスコープで、ウエハ上のアライメントマーク及びステージ上のアライメント用基準マークを計測し、ウエハ内アライメント及びレチクルとウエハ間のアライメントを行う際の計測を行う顕微鏡である。７はフォーカススコープで、ウエハ面形状及び光軸方向フォーカス計測を行う。８はウエハを供給及び回収するウエハ搬送ロボットである。９は液浸液タンクで、ここに液浸液１２として用いる超純水を貯蔵し、液浸液供給ノズル１０及び液浸液回収ノズル１１により液浸液１２をウエハ１３の露光面と縮小投影レンズ下面との間の露光光透過空間への液浸液の供給及びこの空間からの液浸液の回収を行いながら、当該空間に液浸液を流動させて液浸層を形成する。ウエハ１３はレチクルに描かれた露光パターンを投影光学系である縮小投影レンズ３を通して投影転写するために、単結晶シリコン基板表面にレジストが塗られている。１４は露光光で、レチクル２Ａに描かれた露光パターンを透過し、縮小投影レンズ３を介してウエハ１３の露光面に縮小投影して露光される。
【００２１】
次に、本実施形態の液浸露光装置によりスキャン露光する際の動作について図３及び図４を用いて説明する。
【００２２】
図３（１）〜（３）は基本的なスキャン動作を示し、一方向のスキャン移動で一ショット分ずつ間隔をあけた一つ飛び露光を行ない（白枠＋矢印）、反対方向の帰りの露光で（斜線枠＋矢印）一つ飛びで非露光として抜いた部分を露光していく動作となる。
【００２３】
図４はスキャン露光動作を示し、露光光１４であるスリット状露光エリアにてウエハ１３の露光面をスキャン移動することにより、レチクル２Ａの原版情報がウエハ１３上に転写露光される。ここで、太線で示す矢印はスリット状露光エリアの移動方向、すなわちスキャン移動方向を示す。
【００２４】
図４（１）で、レチクル２Ａの移動に伴って、ウエハ１３の露光面に対して露光ショット１３Ａが一つ飛びで露光される。
【００２５】
次に、図４（２）に示すように、レチクルステージ２が元の位置に戻り移動する間に、露光ステージ５は、上記図４（１）と同じ方向に移動を続け、そのまま次のショット露光に移動する。
【００２６】
次に、図４（３）に示すように、レチクルステージ２が、図４（１）に示した元の位置に戻った状態からスキャン動作に移る。
【００２７】
以上の動作を繰り返すことにより一つ飛びスキャン露光を実現する。
【００２８】
上記スキャン移動により液浸露光を行う際の露光方法について、図５乃至図７を用いて説明する。
【００２９】
図５（１）は液浸液の流動方向とウエハの移動方向とが同じ場合を示し、ウエハ１３の移動方向と液浸液の流動方向とを矢印で示している。また、１４は、液浸液１２中を透過し、ウエハ１３に投影される露光光を示している。
【００３０】
ウエハ１３が液浸液１２の流動方向と同方向にスキャン移動することにより、液流の層流が安定して気泡等の発生を防ぎ、安定した露光が行なわれる。
【００３１】
図５（２）は非露光時のスキップ動作を示し、露光光１４は照射されず、非露光状態のまま、ウエハ１３はスキャン方向に移動し、次の露光エリアの開始位置までスキップ移動する。
【００３２】
図５（３）は次の露光動作を示し、ウエハ１３に再度露光光１４が照射されてスキャン露光が行なわれる。この動作の繰り返しによって一つ飛び露光が連続的に行なわれる。
【００３３】
なお、一つ飛び露光時と、一つ飛び非露光のスキップ動作時とで加減速度、移動速度、プロファイルの少なくともいずれかを変えてスキャン移動が行われる。
【００３４】
図５に示す露光の際には、ウエハ表面の移動と液浸液１２の流動方向とが同一方向であるため、境界部で発生する相対速度差による粘性流からの流れの乱れが少なく、結果として、液浸液１２中への気泡等の発生を抑えながら露光することができる。
【００３５】
図６及び図７は、図４に示した一つ飛びスキャン露光後の帰り一つ飛びスキャン動作を示している。
【００３６】
図３（１）〜（３）に示したように、一方向のスキャン移動で一つ飛び露光を行ない（白枠＋矢印）、帰りの露光で（斜線枠＋矢印）一つ飛びで非露光として抜いた部分を帰り露光動作として露光していく。ここでは、この帰り露光動作について、図６及び図７を用いて説明する。
【００３７】
図６（１）において、帰り露光の際には、露光光１４であるスリット状露光エリアに対して行きとは反対の矢印方向にウエハ１３の露光面をスキャン移動することにより、レチクル２Ａの原版情報がウエハ１３上に転写露光される。ここで、矢印はスリットの移動方向、すなわちスキャン動作方向を示している。レチクル２Ａの移動に伴って、ウエハ１３の露光面上の露光ショット１３Ａが一つ飛びに露光される。
【００３８】
次に、図６（２）に示すように、レチクルステージ２が図示矢印方向の元の位置に戻り移動する間に、露光ステージ５は、上記図６（１）と同じ方向に移動を続け、そのまま次のショット露光に備える。
【００３９】
次に、図６（３）に示すように、レチクルステージ２が、図６（１）に示した元の位置に戻った状態からスキャン動作に移る。
【００４０】
以上の動作をを繰り返すことにより一つ飛び帰りスキャン露光を実現する。
【００４１】
次に、図６の帰りスキャン露光による露光方法について、図７を用いて説明する。
【００４２】
図７（１）は、行きとは反対向きになる帰りスキャン方向の液浸液の流動方向とウエハの移動方向とが同じ場合を示し、ウエハ１３の移動方向及び液浸液の流動方向を矢印で示している。また、１４は、液浸液１２中を透過し、ウエハ１３に投影される露光光を示している。
【００４３】
帰りスキャン移動方向と液浸液の流動方向とを同一とすることにより（つまり、液浸液の流れを反対向きにすることにより）、液浸液１２の流動とスキャン移動とが同期し、液流の層流が安定し気泡等の発生を防ぎ、安定した露光が行なわれる。
【００４４】
次に、図７（２）に非露光時のスキップ動作を示し、露光光１４は照射されず、非露光状態のまま、ウエハ１３はスキャン方向に移動し、次の露光エリアの開始位置までスキップ移動する。
【００４５】
次に、図７（３）は次の露光動作を示し、ウエハ１３に再度露光光が照射されてスキャン露光が行なわれる。このような動作を繰り返しで一つ飛び露光が連続的に行なわれる。
【００４６】
帰りスキャン露光時にも、ウエハ表面の移動と液浸液１２の流動方向とが同一方向であるため、境界部で発生する相対速度差による粘性流からの流れの乱れが少なく、結果として12、液浸液中への気泡等の発生を抑えながら露光することができる。
［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。
【００４７】
図８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。
【００４８】
図９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。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る実施形態の液浸露光装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【図３】本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【図４】本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【図５】本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【図６】本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【図７】本実施形態の液浸露光装置による動作説明図である。
【図８】微小デバイスの製造フローを説明する図である。
【図９】ウエハプロセスを説明する図である。
【図１０】一般的な液浸露光装置の概略構成図である。
【図１１】一般的な液浸露光装置による動作説明図である。
【図１２】一般的な液浸露光装置による動作説明図である。
【図１３】一般的な液浸露光装置による動作説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  照明系ユニット
２  レチクルステージ
２Ａ  レチクル
３  縮小投影レンズ
４  露光装置本体
５  露光ステージ
５Ｂ  スライダー
５Ｃ  ウエハチャック
６  アライメントスコープ
７  フォーカススコープ
８  ウエハ搬送ロボット
９  液浸液タンク
１０  液浸液供給ノズル
１１  液浸液回収ノズル
１２  液浸液
１３  ウエハ
１３Ａ  露光ショット
１４  露光光
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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