【手続補正書】
【提出日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系及び液体を介してマスクに形成されたパターンの像を被露光体に照明する露光方法であって、
前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得ステップと、
前記温度情報または前記収差情報に基づいて前記像の焦点位置を補正するための補正量を算出する算出ステップと、
前記被露光体を走査して露光しながら、前記走査の位置に応じた前記補正量に基づいて前記投影光学系の光学素子を駆動して、前記像の焦点位置を補正する補正ステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記補正量に加えて、投影光学系の収差による前記像の焦点位置の変化を補正するための補正量を用いて、前記像の焦点位置を補正する補正ステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記被露光体が載置されたステージを駆動して、前記被露光体の複数のショット領域を露光する露光ステップを有し、
前記露光ステップにおいて、前記被露光体のショット位置に応じて、該露光時の前記被露光体の走査速度を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記被露光体が載置されたステージを駆動して、前記被露光体の複数のショット領域を露光する露光ステップを有し、
前記露光ステップにおいて、前記被露光体のショット位置に応じて、前記ショット間の移動時間を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項５】
投影光学系及び液体を介して、露光光によって被露光体を露光する露光方法であって、
前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得ステップと、
前記温度情報または前記収差情報に基づいて露光領域外の前記液体を非露光光によって照射する照射ステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項６】
前記照射ステップにおいて、前記露光領域に対して前記被露光体の走査方向と直交する方向の、前記露光領域外の部分を照射することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
前記照射ステップにおいて、前記露光領域に対して前記被露光体の走査方向の、前記露光領域外の部分を照射することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項８】
前記照射ステップにおいて、被露光体の走査開始時にのみ非露光光を照射することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項９】
前記照射ステップにおいて、被露光体の露光領域外の液体の温度が平均値以下である箇所に非露光光を照射することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
【請求項１０】
光源からの光を用いて、液体を介してマスクのパターンを被露光体に露光する露光装置において、
前記光源からの光を用いて前記マスクを照明する照明光学系と、
前記照明光学系により照明されたマスクのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、
前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記温度情報または前記収差情報に基づいて前記像の焦点位置を補正するための補正量を算出する算出手段とを有し、
前記被露光体を走査して露光しながら、前記走査の位置に応じた前記補正量に基づいて前記投影光学系の光学素子を駆動して、前記像の焦点位置を補正することを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
光源からの光を用いて、液体を介してマスクのパターンを被露光体に露光する露光装置において、
前記光源からの光を用いて前記マスクを照明する照明光学系と、
前記照明光学系により照明されたマスクのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、
前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された前記温度情報または前記収差情報に基づいて露光領域外の前記液体を非露光光によって照射する照射手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
当該露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】露光方法、露光装置及びデバイス製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、一般的には露光装置に係り、特に、投影光学系の最終面と被露光体の表面とを液体に浸漬し、投影光学系及び液体を介して被露光体を露光するいわゆる液浸露光装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかしながら、有機媒体は、一般的に、水よりも光の吸収が多く、露光光が透過すると熱を吸収してしまう。この場合、媒体は露光光からの熱だけではなく、ウェハ側からの熱も吸収してしまうため、温度上昇が一定とならず、図７に示すように温度分布に偏りが生じる。ここで、図７は、液体の温度分布を示す図である。図７の上部は投影光学系のレンズ側を示し、下部はウェハ側を示す。図７によれば、時間が経過すると、温度分布にムラが生じ、ウェハの右側の温度が高くなっている。なぜなら、ウェハは露光されない箇所と露光される箇所に温度差が生じるだけでなく、隣の直前に露光された隣接部分の露光熱の伝達によっても表面の温度が変化してしまうからである。その結果、媒体は、屈折率を低下させると共に、屈折率分布が不均一となり、球面収差を発生させてしまう。従って、像面位置がスキャン中の短い時間内に変化し高品位な露光ができない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の一側面としての露光方法は、投影光学系及び液体を介してマスクに形成されたパターンの像を被露光体に照明する露光方法であって、前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得ステップと、前記温度情報または前記収差情報に基づいて前記像の焦点位置を補正するための補正量を算出する算出ステップと、前記被露光体を走査して露光しながら、前記走査の位置に応じた前記補正量に基づいて前記投影光学系の光学素子を駆動して、前記像の焦点位置を補正する補正ステップとを有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の別の側面としての露光方法は、投影光学系及び液体を介して、露光光によって被露光体を露光する露光方法であって、前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得ステップと、前記温度情報または前記収差情報に基づいて露光領域外の前記液体を非露光光によって照射する照射ステップとを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光を用いて、液体を介してマスクのパターンを被露光体に露光する露光装置において、前記光源からの光を用いて前記マスクを照明する照明光学系と、前記照明光学系により照明されたマスクのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記温度情報または前記収差情報に基づいて前記像の焦点位置を補正するための補正量を算出する算出手段とを有し、前記被露光体を走査して露光しながら、前記走査の位置に応じた前記補正量に基づいて前記投影光学系の光学素子を駆動して、前記像の焦点位置を補正することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光を用いて、液体を介してマスクのパターンを被露光体に露光する露光装置において、前記光源からの光を用いて前記マスクを照明する照明光学系と、前記照明光学系により照明されたマスクのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、前記液体の温度情報または収差情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記温度情報または前記収差情報に基づいて露光領域外の前記液体を非露光光によって照射する照射手段とを有することを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ビーム整形系１２は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使用することができ、光源部１１ａからの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換する（例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど）ことによりビーム形状を所望のものに成形する。ビーム整形系１２は、後述するオプティカルインテグレーター１５を照明するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
集光光学系１４は、必要な折り曲げミラーやレンズ等を含み、それを通過した光束をオプティカルインテグレーター１５に効率よく導入する。例えば、集光光学系１４は、ビーム整形系１２の出射面と後述するハエの目レンズとして構成されたオプティカルインテグレーター１５の入射面とが光学的に物体面と瞳面（又は瞳面と像面）の関係（かかる関係を本出願ではフーリエ変換の関係と呼ぶ場合がある）になるように配置されたコンデンサーレンズを含み、それを通過した光束の主光線をオプティカルインテグレーター１５の中心及び周辺のどのレンズ素子に対しても平行に維持する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
集光レンズ１７ａはオプティカルインテグレーター１５の射出面近傍の２次光源から射出し、開口絞り１６ａを透過した複数の光束を集光し、ミラー１８で反射させて被照射面としてのマスキングブレード１６ｂ面を均一にケーラー照明によって照明する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
結像レンズ１７ｂは、マスキングブレード１６ｂの開口形状を被照射面としてのレチクル２０面に転写し、マスク２０面上のパターンを図示しないウェハチャックに載置したウェハ４０面上に縮小投影する。マスク２０は、その上に転写されるべきパターン又は像を形成され、マスクステージ２５に支持及び駆動される。マスク２０から発せられた回折光は投影光学系３０を通りウェハ４０上に投影される。マスク２０とウェハ４０とは光学的に共役の関係に配置される。露光装置１はステップアンドスキャン方式の露光装置（即ち、スキャナー）であるため、マスク２０とウェハを走査することによりマスク２０のパターンをウェハ４０上に転写する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
レチクルステージ２５は、図示しない定盤に取り付けられている。レチクルステージ２５は、レチクルチャックを介してレチクル２０を支持し、図示しない移動機構及びステージ制御部によって移動制御される。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を移動することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
制御部１００は、入出力装置１２０と、ステージ制御部１３０と、投影光学系制御部１４０と、検出部１５０と、アクチュエータ１６０と電気的に接続され、開口絞り１６ａと、投影光学系３０と、ウェハステージ４５とを制御する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
入出力装置１２０は、データを入力及び出力する。入出力装置１２０は、制御部１００で取得した情報を出力する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
液体ＬＷは、光源部１１ａからの露光光の等価的な露光波長を短くし、露光における解像度を向上させる機能を有する。本実施形態では、液体ＬＷとして純水を用いる。但し、液体ＬＷは、特に純水に限定するものではなく、露光光の波長に対して高い透過特性及び高い屈折率特性を有し、投影光学系３０やウェハ４０に塗布されているフォトレジストや投影光学系３０の最終面に対して化学的安定性の高い液体を使用することがきる。例えば、フッ素系不活性液体や微量の添加物を加えた水を使用してもよい。高屈折液浸材としては、純水にＨ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ42-、ＰＯ42-などのイオンを加えたもの、純水にアルコールなどの分子を加えたもの、有機物、又はヘキサン、ペプタン、オクタンなどがあげられる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系３０により、液体ＬＷを介してウェハ４０に結像される。ここで、液体ＬＷの温度情報または収差情報を取得する（ステップ５０２）。温度情報はウェハの露光領域内の上方と露光領域周辺の上方の液体の温度情報も含む。特に露光領域内の上方の温度情報が重要である。温度分布は、温度変化に対する屈折率変化を示す定数をかけることにより屈折率分布に換算され、収差量、この場合像面変化量に換算される。逆に像面位置変化を計測することで温度分布に換算させることもできる。したがって温度分布を計測してもいいし、像面位置変化などの収差量を計測してもいい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、デバイスを露光する前のテスト露光であらかじめ露光領域内上方の温度分布または像面位置変化を計測しておいてデータとして保存しておいてもいい。あるいは、光学系のパラメータや液浸液の物性値から熱シミュレーションにより露光領域内上方の温度情報を取得しておいてもいい。
ここでは、温度情報を検出部１５０によって液体ＬＷの温度を取得する。取得した温度情報は、制御部１００へ送られる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
若しくは、補正量に基づいて１ショットごとにスキャン位置に対してウェハステージ４５を駆動させる（ステップ５０８）。この場合、ステップ５１０では、ウェハ４０面上の像面の傾きも同時に補正してもよい。この場合、ウェハステージ４５によるティルトの傾きを１ショット内で高速に変化させ、かつウェハステージ４５を上下に動かす。あるいは、投影光学系３０のレンズをスキャンに同期してＺ方向に動かしながら、ウェハステージ４５によるティルトの傾きを１ショット内で高速に変化させてもよい。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
しかしながら、一般に、液体ＬＷは、高屈折になると純水に無機材料を添加した媒質、あるいは有機材料のものになると予想され、純水よりも媒質の粘性が高くなる。この場合、ウェハステージ４５をＸ方向にスキャンしながらステージ傾きを変化させ、上下のＺ方向に同時に高速に動かすことにより、液体ＬＷから圧力がかかり、ウェハステージ４５を動かすために純水の場合以上に大きな力を要し、ウェハステージ４５の変形や熱が発生することも予想される。そのため、Ｘ方向には動かないレンズを上下のＺ方向にのみ動かすほうが小さい力で動かすほうができる。レンズをＺ方向に動かす駆動量は前述したようにあらかじめ、液体ＬＷの物性値、レンズ・ウェハ間距離、ステージ速度、ウェハ４０面上露光量、照明条件、レチクル透過率、光学系のＮＡなどの物理量から像面変化量を求めておき制御部１００に保存しておいてもいい。若しくは、あらかじめテスト露光してショット内の像面位置を計測によって求めておいてもよい。あるいは液体ＬＷの温度分布または屈折率分布を露光中に計測し、それを駆動量に反映させてもいい。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
次に、温度情報に基づいて１ショットごとにウェハ４０の非露光領域を非露光光によって照射する（ステップ５１０）。この場合、ステップ５１０では、ウェハ４０の露光領域のスキャン方向と直交する方向の非露光領域を照射する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
若しくは、露光領域周辺の上方の液体の温度が平均以下である箇所に非露光光を照射する（ステップ５１２）。また、温度情報に基づいてスキャン開始時にのみ非露光光を照射してもよい。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
これを回避するために、露光領域の端部に隣接した領域を非露光光によって図８のように非露光領域ＵＥを露光光と同程度の露光量を照射する。液体の上から像面上の露光領域周辺位置を非露光光によって照射し、液体の露光領域周辺の上方を加熱する。ここで、図８は、露光領域Ｅと非露光領域ＵＥを示す平面図である。また、非露光光とは、レジストを感光しない波長の光であり、照明の光源とは別の波長の光源からの光を用いる。たとえばＨｅ−Ｃｄレーザー（波長６３３ｎｍ）などで、レジストを感光しない非露光光であれば限定されない。この光源５１からファイバーなどを用い、投影光学系３０の周辺に配置した照明光学系５２を通し、液体ＬＷの露光領域周辺の非露光領域ＵＥを露光光と同程度のエネルギーの光で照射する。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
そうすることによって、液体ＬＷは露光領域と連続して一様なエネルギーの光を照射され、露光領域ではＹ方向に一様な熱分布となり、したがって一様な屈折率分布となり、収差によって生じる像面位置のフォーカス変化などが一様になり、補正量も一様にでき、補正の残差をゼロに近づけることができる。その結果、高品位な露光ができる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
周辺ショット領域のように隣に露光領域Ｅのない場合（左側の隣に露光領域Ｅのない場合）、たとえば図１０（ａ）のように露光領域Ｅのスキャンの方向と平行な方向の左側から非露光光を照射してもよい。右側の隣に露光領域Ｅのない場合、図１０（ｂ）のように露光領域Ｅのスキャンの方向と平行な方向の右側から非露光光を照射してもよい。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
以下、周辺ショットと周辺以外のショット領域で、液体ＬＷの温度分布、すなわち発生する露光収差に差がある場合の露光方法について図１２を例に述べる。図１２は、例えば、周辺ショットと周辺以外のショット領域でのステップ時の移動速度とスキャン時の移動速度について図示したものである。図１２は例示的なものであって、ステップ時の移動速度とスキャン時の移動速度はこの図１２に限定されるものではなく、ステップ時の移動速度とスキャン時の移動速度をあわせた時間は、周辺ショットと周辺以外のショット領域でこの図のように必ずしも同じ時間にしなくともよい。液体ＬＷの温度分布、すなわち、発生する露光収差は、ステージ移動速度が遅いほど熱の変動が大きい。したがって、周辺ショットと中心ショットの熱変動を均一にするためにウェハ４０内のショット位置によりスキャン時のステージ速度を変えて露光する。かつ（または）、周辺ショットのステップ時の時間間隔をショット位置により変えて移動する。すなわち、周辺以外のショット領域ではスキャン時のステージ移動速度を速くし、次の露光までの間隔を長くして（ステップ時の加速度を遅くする、または加速度は変えず待機する。）、熱を冷却し、積算値を少なくする。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
一方、周辺ショットではスキャン時のステージ移動速度を遅くし、次の露光までの間隔を短くして（ステップ時の加速度を速くする、または加速度は変えず待機しない。）というものである。次の露光までの間隔を中心ショットでは短くする周辺ショットより中心ショットの方が熱変動が大きいためである。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
その結果、液体はウェハ全面の屈折率分布が均一になり、部分的に大きく発生する球面収差を低減させることでウェハ全面の球面収差が一様になる。従って、球面収差の補正の残差がなくなり高品位な露光ができる
実施例１から３について説明したが、これらは独立に行っても効果があるが、特に実施例１と実施例２をあわせて行うと、液体ＬＷの温度分布、すなわち発生する露光収差は、周辺ショットと周辺以外のショットで均一にすることができ、補正が正しくなされ、液体ＬＷの収差の影響をキャンセルすることができる。
特に実施例１、２と実施例３までをあわせて行うと、よりいっそうの効果が得られる。