(57)【要約】【課題】液浸露光装置において基板の裏面の内側への液体の侵入を防止する。【解決手段】露光装置は、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。露光装置は、基板を保持する基板チャックを備える。基板チャックは、基板１２の裏面における外周部に向けて気体を噴射する噴射口５０を含む。【選択図】図４Ｂ
2009004631.tif 000002
【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露光装置であって、
基板を保持する基板チャックを備え、
前記基板チャックは、基板の裏面における外周部に向けて気体を噴射する噴射口を含む、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記基板チャックは、基板の裏面を支持する複数の凸部を有し、前記複数の凸部のうち最も外側に配置された凸部は、環状の凸部であり、前記噴射口は、前記環状の凸部の外側に配置されてい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】
少なくとも前記環状の凸部に対して撥液コーティングが施されている、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
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露光装置であって、
基板を保持する基板チャックを備え、
前記基板チャックは、複数の凸部を有し、前記複数の凸部のうち最も外側に配置された凸部は、環状の凸部であり、少なくとも前記環状の凸部に対して撥液コーティングが施されている、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項５】
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露光装置であって、
基板を保持する基板チャックを備え、
前記基板チャックは、複数の凸部を有し、少なくとも、前記複数の凸部のうち最も外側に配置された第１の凸部および前記第１の凸部に最も近接して配置された第２の凸部は、環状の凸部であり、
少なくとも前記第１の凸部および前記第２の凸部に対して撥液コーティングが施されている、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記第１の凸部の高さが前記第２の凸部の高さよりも低く、前記第１の凸部が基板に接触しない、ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１の凸部の幅が前記第２の凸部の幅よりも狭い、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第２の凸部よりも内側の空間が減圧されることによって基板が前記基板チャックによって保持される、ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
デバイス製造方法であって、
請求項１乃至８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、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露光装置、および、該露光装置を工程の一部で使用してデバイスを製造するデバイス製造方法。
【背景技術】
【０００２】
高い解像力と大きい焦点深度を実現する露光装置として液浸露光装置が注目されている。液浸露光装置では、投影光学系と基板との間に液体を介在させた状態で原版のパターンを基板に投影する。液浸露光装置には、基板の表面の全体を液体に接触させる方式と、基板の表面の一部のみを液体に接触させる方式とがある。
【特許文献１】特開２００５−５７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図８Ａは、液浸露光装置において使用される基板チャックの構成を示す図である。図８Ｂは、図８Ａの基板チャック２０におけるＡ部を拡大した図である。基板チャック２０は、基板１１２の裏面を支持する複数の凸部を有する。該複数の凸部のうち最も外側に配置された凸部２１は、環状の凸部である。環状の凸部２１の内側に配置された凸部２２は、例えば、ピン状又は環状の凸部である。基板チャック２０は、真空チャックとして構成され、最も外側に配置された環状の凸部２１の内側の空間が減圧されることによって基板１１２を保持する。
【０００４】
最も外側に配置された環状の凸部２１の基板支持面に傷が形成されたり、該基板支持面に異物が載ったりすると、基板１１２の裏面と該基板支持面との間に隙間が生じうる。これにより、液体１１６が基板１１２の裏面の内側に流入し、基板１１２の保持不良や液体１１６の液面低下等の問題が生じうる。
【０００５】
図９は、液浸露光装置において使用される基板チャックの他の構成を示す図である。基板チャック３０は、静電チャックとして構成され、電極３１、３２に電圧を印加されることによって基板１１２を保持する。図９に例示するような基板チャック３０においても、基板１１２の裏面の内側への液体１１６の流入は、基板１１２の保持不良や液体１１６の液面低下等の問題が生じさせうる。
【０００６】
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、基板の裏面の内側への液体の侵入を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面に係る露光装置は、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露光装置として構成され、基板を保持する基板チャックを備える。前記基板チャックは、基板の裏面における外周部に向けて気体を噴射する噴射口を含む。
【０００８】
本発明の第２の側面に係る露光装置は、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露光装置として構成され、基板を保持する基板チャックを備える。前記基板チャックは、複数の凸部を有し、前記複数の凸部のうち最も外側に配置された凸部は、環状の凸部であり、少なくとも前記環状の凸部に対して撥液コーティングが施されている。
【０００９】
本発明の第３の側面に係る露光装置は、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露光装置として構成され、基板を保持する基板チャックを備える。前記基板チャックは、複数の凸部を有し、少なくとも、前記複数の凸部のうち最も外側に配置された第１の凸部および前記第１の凸部に最も近接して配置された第２の凸部は、環状の凸部であり、少なくとも前記第１の凸部および前記第２の凸部に対して撥液コーティングが施されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば、基板の裏面の内側への液体の侵入を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。図２は、図１に示された露光装置１００の基板ステージ機構５およびその周辺を模式的に示す図である。本発明の好適な実施形態の露光装置１００は、液浸露光装置として構成されている。即ち、露光装置１００は、原版ステージ２に保持された原版（レチクル）を照明光学系１によって照明して該原版のパターンを投影光学系３および液体を介して基板１２に投影する。これによって基板１２が露光される。
【００１３】
基板ステージ機構５は、例えば、基板ステージ定盤５Ａと、基板ステージ定盤５Ａ上で移動する基板ステージ（スライダー）５Ｂと、基板ステージ５Ｂに搭載された基板チャック５Ｃとを含む。
【００１４】
露光装置１００が走査露光装置として構成される場合には、原版ステージ２および基板ステージ５Ｂとが投影光学系３の倍率に応じた速度比で走査駆動されることによって基板１２が走査露光されうる。
【００１５】
基板チャック５Ｃは、基板１２を保持する。基板チャック５Ｃは、基板１２の全体を液体に浸けるための槽を形成するように枠５Ｗを有する。基板チャック５Ｃの詳細については後述する。
【００１６】
アライメントスコープ６は、基板１２を位置決めするために、基板１１２に形成されているアライメントマーク及び基板ステージ５Ｂ上に配置されている基準マークを計測する。フォーカススコープ７は、基板１２の表面を投影光学系３の像面に一致させるために、基板１２の表面の高さ、即ち、投影光学系３の光軸方向における基板１２の表面位置を計測する。
【００１７】
Ｘバーミラー８は、基板ステージ５ＢのＸ方向における位置をレーザー干渉計によって計測するために使用される。Ｙバーミラー９は、基板ステージ５ＢのＹ方向における位置をレーザー干渉計によって計測するために使用される。ステージ基準マーク１０は、基板ステージ５Ｂに設けられていて、アライメントのための使用される。照度センサー１１は、基板ステージ５Ｂに設けられていて、露光光の照度を計測するための使用される。
【００１８】
搬送ロボット１３は、基板チャック５Ｃへの基板の搬送および基板チャック５Ｃからの基板の回収のために使用される。
【００１９】
液体タンク１４は、液浸用の液体を収容し、供給回収部１５に対して液体を供給し、供給回収部１５から回収する。供給回収部１５は、基板１２に液体を供給し、基板１２から液体を回収する。
【００２０】
以下、図３を参照しながら露光装置１００によって基板を露光する際のシーケンスを説明する。まず、図３（ａ）に示すように、基板ステージ５Ｂ上の基板チャック５Ｃに搬送された基板１２について、アライメント用の計測及びフォーカス用の計測がなされる。この状態では、基板１２と投影光学系３との間には、液体は存在しない。アライメント用の計測およびフォーカス用の計測の際に、基板１２と投影光学系３との間に液体が存在すると、基板上のレジストと液体との間の屈折率の差、および、液面とレジスト面との反射率の差が少ないことから、フォーカス用の計測が困難になる。
【００２１】
アライメント用の計測およびフォーカス用の計測が終了すると、図３（ｂ）に示すように、基板ステージ５Ｂ（基板１２）が供給回収部１５の下方位置に駆動され、供給回収部１５から基板１２に液体が供給される。ここで、液体は、基板１２が完全に浸かるように基板チャック５Ｃの枠内に供給される。液体は、空気に比べて屈折率が大きく、投影光学系３の最終面と基板１２との間の空間を液体で満たすことにより、投影光学系３の見かけ上のＮＡが拡大し、解像度が向上する。
【００２２】
次に、図３（ｃ）に示すように、基板１２が液体に浸かった状態で、基板ステージ５Ｂが露光位置まで駆動され、図３（ｄ）に示すように、基板１２が露光される。
【００２３】
露光が終了すると、図３（ｅ）に示すように、搬送ロボット１３による基板の回収位置までに、基板ステージ５Ｂが駆動され、基板１２が搬送ロボット１３により回収される。
【００２４】
次に、図３（ｆ）に示すように、搬送ロボット１３によって露光装置の外部に基板１２が搬送される。次に、図３（ｇ）に示すように、搬送ロボット１３によって次の基板１２が基板ステージ５Ｂ上の基板チャック５Ｃに搬送される。以下、上記と同様の処理が次の基板１２に対してなされる。
【００２５】
図４Ａは、第１実施形態の基板チャック５Ｃの構成を模式的に示す図である。図４Ｂは、図４Ａの基板チャック５ＣにおけるＡ部を拡大した図である。図４Ａおよび図４Ｂに示す基板チャック５Ｃは、基板１２の裏面を支持する複数の凸部を有する。該複数の凸部のうち最も外側に配置された凸部２１は、環状の凸部である。環状の凸部２１の内側に配置された凸部２２は、例えば、ピン状又は環状の凸部である。基板チャック２０は、真空チャックとして構成され、最も外側に配置された環状の凸部２１の内側の空間が減圧されることによって基板１２を保持する。
【００２６】
基板チャック５Ｃは、基板１２の裏面における外周部に向けて気体を噴射する噴射口５０を含む。噴射口５０は、最も外側に配置された環状の凸部２１の外側に配置される。基板チャック５Ｃは、噴射口５０に加えて、又は、噴射口５０に代えて、少なくとも環状の凸部２１、好ましく環状の凸部２１およびその外側の部分に施された撥液コーティング１９を含みうる。撥液コーティング１９は、例えば、９０°以上のぬれ角を有することが好ましい。噴射口５０から噴射される気体および／または撥液コーティング１９により、基板１２の裏面の内側に液体が侵入することが防止される。噴射口５０から噴射される気体の圧力は、基板１２の周辺部を浮き上がらせたり基板１２の平坦度を悪化させたりすることがないように、基板１２を真空吸着する力よりも十分に小さいものにすることが好ましい。また、噴射口５０から噴射される気体は、液体１６の気化を促進しないように、露光時にのみ噴射されることが好ましい。ここで、「撥液」は、液体をはじくことを意味し、液体が水である場合には、「撥水」と呼ばれる。
【００２７】
図５は、第２実施形態の基板チャック５Ｃの構成を模式的に示す図である。基板チャック５Ｃは、静電チャックとして構成され、電極３１、３２に電圧を印加されることによって基板１２を保持する。第２実施形態の基板チャック５Ｃは、基板１２の裏面における外周部に向けて気体を噴射する噴射口５０を含む。第２実施形態の基板チャック５Ｃは、噴射口５０に加えて、又は、噴射口に代えて、少なくとも基板１２の裏面における外周部に対向する部分に施された撥液コーティングを含みうる。
【００２８】
噴射口５０から噴射される気体および／または撥液コーティングにより、基板１２の裏面の内側に液体が侵入することが防止される。
【００２９】
図６Ａは、第３実施形態の基板チャック５Ｃの構成を模式的に示す図である。図６Ｂは、図４Ａの基板チャック５ＣにおけるＡ部を拡大した図である。図６Ａおよび図６Ｂに示す基板チャック５Ｃは、複数の凸部を有する。該複数の凸部のうち最も外側に配置された第１の凸部２５および該第１の凸部２５に最も近接して配置された第２の凸部２１は、環状の凸部である。第２の凸部２１の内側に配置された凸部２２は、例えば、ピン状又は環状の凸部である。基板チャック２０は、真空チャックとして構成され、最も外側に配置された環状の凸部２１の内側の空間が減圧されることによって基板１２を保持する。このように基板１２の真空吸着のための減圧空間を規定する環状の凸部２１の外側に環状の凸部２５を付加することにより、環状の凸部２１の内側に液体が侵入することが防止される。ここで、第１の凸部２５の幅は、第２の凸部２１の幅よりも狭く構成されうる。
【００３０】
基板チャック５Ｃは、第１の凸部２５と該第１の凸部２５との間に溜まりうる液体を排出するための排出口を含むことが好ましい。このような液体の排出は、基板１２を保持していない状態でなされうる。
【００３１】
図６Ｃに示すように、第１の凸部２５の高さは、第２の凸部２１の高さよりも低く手もよい。このような構成によれば、第１の凸部２５を設けることによって、第１の凸部２５と基板１２との間に異物が挟まることによって基板１２の平坦度が低下する可能性を低くすることができる。
【００３２】
図６Ｂおよび図６Ｃに示す構成例において、少なくとも第１の凸部２５および第２の凸部２１に対して撥液コーティング１９が施されていることが好ましい。このような撥液コーティング１９は、基板１２の裏面の内側に液体が侵入することをより効果的に防止しうる。
【００３３】
図６Ｄは、第４実施形態の基板チャック５Ｃの構成を模式的に示す図である。第４実施形態の基板チャック５Ｃは、静電チャックとして構成される。このような静電チャックにおいても、図６Ｂまたは図６Ｃに示すように、第１の凸部２５および第２の凸部２１を含み、少なくとも第１の凸部２５および第２の凸部２１に撥液コーティング１９が施された構成を採用しうる。ただし、基板を吸着する面は、静電チャックとして機能するように構成される。
【００３４】
図７Ａは、本発明の第５実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示された露光装置の一部をより詳細に示す図である。第１乃至第４実施形態では、基板の全体を液体に浸ける方式に本発明を適用した例であるが、第５実施形態は、基板の一部、より具体的には、基板に露光光が入射する領域およびその周辺のみに選択的に液体を接触させる。このような方式は、ローカルフィル方式と呼ばれることがある。
【００３５】
第４実施形態の露光装置では、供給ノズル１８から基板１２の部分的な領域と投影光学系３の最終面との間の空間に液体を供給し、液体回収ノズル１７によってその液体を回収する。典型的には、基板１２に液体を接触させている間は、供給ノズル１８から基板１２の部分的な領域と投影光学系３の最終面との間の空間に連続的に液体を供給するとともに余分な液体を液体回収ノズル１７によって連続的に回収する。
【００３６】
このような露光装置においても、前述の第１乃至第４実施形態に代表されるような基板チャック５Ｃを使用することができる。この場合には、基板の全体を液体に浸けるための槽を形成する枠は不要であり、その代わりに、基板の表面と同一の高さを有する同面板によって基板の周囲が囲まれることが好ましい。
【００３７】
次に上記の露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。図１０は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル作製）では設計した回路パターンに基づいてレチクル（原版またはマスクともいう）を作製する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のレチクルとウエハを用いて、リソグラフィー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５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４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）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５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う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。
【００３８】
図１１は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（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１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（ＣＭＰ）ではＣＭＰ工程によって絶縁膜を平坦化する。ステップ１６（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１７（露光）では上記の露光装置を用いて、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ１８（現像）ではウエハ上のレジストに形成された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ１９（エッチング）ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ２０（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うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示された露光装置の基板ステージ機構およびその周辺を模式的に示す図である。
【図３】図１に示す露光装置によって基板を露光する際のシーケンスを説明する。
【図４Ａ】第１実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】第１実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図５】第２実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図６Ａ】第３実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図６Ｂ】第３および第４実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図６Ｃ】第３および第４実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図６Ｄ】第４実施形態の基板チャックの構成を模式的に示す図である。
【図７Ａ】本発明の第５実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図７Ｂ】本発明の第５実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図８Ａ】液浸露光装置において使用される基板チャックの構成を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａの基板チャックにおけるＡ部を拡大した図である。
【図９】液浸露光装置において使用される基板チャックの他の構成を示す図である。
【図１０】半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。
【図１１】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  照明系ユニット
２  原版ステージ
３  投影光学系
５  露光ステージ機構
５Ａ  基板ステージ定盤
５Ｂ  基板ステージ（スライダー）
５Ｃ  基板チャック
６  アライメントスコープ
７  フォーカススコープ
８  Ｘバーミラー
９  Ｙバーミラー
１０  基準マーク
１１  照度センサー
１２  基板
１３  搬送ロボット
１４  液体タンク
１５  供給回収部
１６  液体
１７  回収ノズル
１８  供給ノズル
１９  撥液コーティング
２１  凸部
２２  凸部
２３  凸部
３１、３２  電極
５０  噴射口
【図１】
2009004631.tif 000003
【図２】
2009004631.tif 000004
【図３】
2009004631.tif 000005
【図４Ａ】
2009004631.tif 000006
【図４Ｂ】
2009004631.tif 000007
【図５】
2009004631.tif 000008
【図６Ａ】
2009004631.tif 000009
【図６Ｂ】
2009004631.tif 000010
【図６Ｃ】
2009004631.tif 000011
【図６Ｄ】
2009004631.tif 000012
【図７Ａ】
2009004631.tif 000013
【図７Ｂ】
2009004631.tif 000014
【図８Ａ】
2009004631.tif 000015
【図８Ｂ】
2009004631.tif 000016
【図９】
2009004631.tif 000017
【図１０】
2009004631.tif 000018
【図１１】
2009004631.tif 000019