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KR100887998B1 - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR100887998B1
KR100887998B1 KR1020070051902A KR20070051902A KR100887998B1 KR 100887998 B1 KR100887998 B1 KR 100887998B1 KR 1020070051902 A KR1020070051902 A KR 1020070051902A KR 20070051902 A KR20070051902 A KR 20070051902A KR 100887998 B1 KR100887998 B1 KR 100887998B1
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recovery port
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port
wafer
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KR1020070051902A
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노리야스 하세가와
토모후미 니시카와라
케이타 사카이
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
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Publication date
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Abstract

적어도 하나의 예시적 실시예는, 기판을 노광하는 노광장치에 관한 것이다. 이 노광장치는, 가동 기판 스테이지와, 원판으로부터의 빛을 투영하고 최종 광학소자를 구비한 투영 광학계와, 상기 최종 광학소자 주위에 배치되고 상기 기판에 대향하는 대향면을 포함하는 노즐부재를 구비한다. 상기 기판은, 투영 광학계의 최종면과 상기 기판 사이에 채워진 액체, 투영광학계 및 원판을 통해 노광된다. 상기 대향면은, 공급구와, 상기 공급구보다 상기 최종 광학소자의 광축으로부터 멀리에 배치된 제1의 회수구와, 상기 공급구와 상기 제1의 회수구 사이에 배치된 제1의 부분과 제2의 부분을 구비한다. 상기 제1의 부분과 상기 기판간의 거리는, 상기 공급구와 상기 기판간의 거리보다 길다.
노광장치, 광학소자, 공급구, 회수구, 투영 광학계.

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
도 1은 본 발명의 제1의 예시적 실시예의 노광 장치의 구성을 나타내는 개략적인 단면도다.
도 2는 도 1에 나타내는 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 3은 도 2에 나타내는 주요부를 -Z방향에서 본 개략도다.
도 4는 본 발명의 제5의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 5는 도 4에 나타내는 주요부를 -Z방향에서 본 개략도다.
도 6은 본 발명의 제6의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 7은 본 발명의 제7의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 8은 제7의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 9는 본 발명의 제8의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 10은 디바이스의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도다.
도 11은 도 10에 나타내는 웨이퍼 프로세스의 상세한 흐름도다.
도 12는 본 발명의 제2의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 13은 본 발명의 제3의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 14는 제3의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 15는 본 발명의 제4의 예시적 실시예의 노광 장치의 주요부 단면도다.
도 16은 제4의 예시적 실시예의 변형에 따른 노광 장치의 주요부 단면도다.
본 발명은, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
레티클(마스크)의 패턴을 투영 광학계에 의해 웨이퍼에 투영하고 전사하는데 투영 노광 장치가 사용되었다. 최근에는, 고해상, 고전사 정밀도 및 고 스루풋을 이루는 노광 장치가 점점 요구되고 있다. 고해상도의 요구에 응하기 위한 일 수단으로서, 액침노광이 주목받고 있다. 액침노광은, 투영 광학계의 웨이퍼측의 매질로서 액체를 사용하여 투영 광학계의 개구수(NA)의 증가를 더욱 증가시키는 것이다. 투영 광학계의 NA는, 매질의 굴절률을 n이라고 하면, NA=n x sinθ이므로, 투영 광학계와 웨이퍼간의 갭('공간'이라고도 함)을 공기의 굴절률보다도 높은 굴절률(n>1)의 매질로 채움으로써, NA를 n까지 크게 할 수 있다. 그리고, 프로세스 정수kl과 광원의 파장 λ에 의해 결정된 노광 장치의 해상도R(R=kl x(λ/NA))을 작게 한다.
일 액침노광방법으로서, 투영 광학계의 최종면과 웨이퍼간의 공간이 액체로 국소적으로 충전되는 로컬 필(local fill) 방식이 국제공개번호 WO 99/49504에 제안되어 있다. 로컬 필 방식에 있어서, 투영 광학계의 최종면과 웨이퍼 사이의 좁은 공간에 액체를 균일하게 흘려보내는 것이 중요하다. 예를 들면, 액체가 투영 광학계의 최종면(최종 렌즈)에 충돌하여 그 최종면 주위로 흐르면, 액체에 기포가 형성된다. 또한, 웨이퍼를 고속으로 이동시키면, 액체가 주위로 확산하거나 비산하여 액체량이 감소한다. 이에 따라서, 기포가 액체에 혼입하기 쉬워질 수 있다. 기포는 노광 빛을 난반사하기 때문에, 노광량이 감소하고, 스루풋을 감소시킨다. 더욱이, 노광 빛이 웨이퍼에 도달하는 것을 방해해서 전사 정밀도를 악화시킨다.
또한, 투영 광학계의 최종면의 주위에 제2의 액체 회수구를 설치한 액침노광 장치가 일본국 공개특허공보 특개2005-353820호에 기재되어 있다. 이러한 액침노광 장치는, 액체가 확산하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 국제공개번호 WO 2005/029559호에는, 제2의 액체 회수구가 경사진 트랩면에 형성된 액침노광 장치를 개시하고 있다. 상기 트랩면은 액침영역의 외측을 향해 연장함에 따라 기판의 표면에서 떨어져서 연장하도록(위쪽으로) XY평면에 대하여 경사져 있다. 트랩면은 친액 처리가 실행되고 있다. 기판의 표면에 도포되어 있는 막(포토레지스트, 반사방지막, 보호막 등)은 보통 발수성(발액성)이므로, 제2의 액체 회수구에서 유출되는 액체는, 트랩면에서 포착된다. 상기한 구성을 갖는 상기 액침노광 장치는, 액체의 확산을 한층 더 억제한다.
전술한 바와 같이, 일본국 공개특허공보 특개2005-353820호와 국제공개번호 WO 2005/029559호의 노광 장치는, 액체의 확산을 제2의 액체 회수구에 의해 억제할 수 있다. 그러나, 웨이퍼 스테이지의 고속이동일 경우, 웨이퍼 스테이지의 이동 방향으로 액체의 계면도 이동하므로, 투영 광학계하에서 공기가 진입하기 쉽다. 이 결과, 액체에 기포가 쉽게 형성된다. 액체에 기포가 형성되면, 전술한 것처럼 전사 정밀도의 감소를 일으킬 수 있다.
국제공개번호 WO 2005/029559호의 노광 장치에서, 트랩면의 경사각에 따라, 그 트랩면이 액체 계면의 투영 광학계로부터의 하향 이동을 방지한다는 것이 예상될 수 있다. 이 경우에, 그러나, 보통 액체 계면이 놓이는 회수구 근방의 부분은 경사지므로, 액체 압력은 액체 계면의 이동에 따라 변화된다. 이러한 압력의 변화는, 스테이지의 구동 제어를 방해하고, 노광장치의 오버레이 정밀도를 감소시킨다. 이 때문에, 스테이지의 이동속도를 증가시키는 것이 어렵다.
본 발명은, 해상력 및 스루풋이 우수한 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 일측면에 따른 기판을 노광하는 노광장치는, 기판을 보유하도록 구성된 이동가능한 기판 스테이지와, 원판으로부터의 빛을 투영하고, 상기 기판에 대향하는 최종광학소자를 구비한 투영 광학계와, 상기 최종광학소자 주위에 설치되고, 상기 기판에 대향하는 대향면을 갖는 노즐부재를 구비한다. 상기 기판은, 상기 원판과, 상기 투영 광학계와, 상기 투영 광학계의 최종면과 상기 기판간의 공간에 채워진 액체를 거쳐서 노광된다. 상기 노즐부재의 대향면은, 상기 공간에 액체를 공급하고 상기 최종광학소자의 광축에 직교하는 면에 실질적으로 평행하게 설치된 공급구와, 그 공간으로부터 그 액체를 회수하도록 구성되고, 상기 공급구보다 상기 광축으로부터 멀리 설치된 제1회수구와, 상기 공급구와 상기 제1회수구와의 사이에 설치된 부분을 구비한다. 이 부분은, 그 광축에 직교하는 면에 실질적으로 평행한 제1 부분과, 상기 공급구와 상기 제1 부분과의 사이에 설치되어 상기 광축에 근접할수록 상기 기판에 근접하는 경사면을 포함한 제2 부분으로 이루어진다. 상기 제1 부분과 상기 기판간의 제1 거리는, 상기 공급구와 상기 기판간의 제 2 거리보다 길다.
본 발명의 다른 국면에 따른 디바이스 제조방법은, 상술한 노광장치를 사용하여 기판을 노광하는 스텝과, 상기 노광된 기판을 현상하는 스텝과, 상기 현상된 기판을 처리하여 디바이스를 제조하는 스텝을 포함한다.
상술한 특징에다가 다른 특징들은, 다음의 본 발명의 예시적 실시예들의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 본 설명에서는, 본 발명의 일부를 형성하고, 본 발명의 예시를 설명하는 첨부도면을 참조한다. 그러나, 이러한 예시는, 본 발명의 여러 가지 예시적 실시예들을 배제하지 않는다.
(실시예의 설명)
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 예시적 실시예들에 따른 노광장치를 설명한다. 또한, 도면들에서, 동일 또는 유사한 부재에 대해서는, 동일 또는 유 사한 참조번호를 부착하고, 중복된 설명은 적당하게 생략한다.
적어도 하나의 예시적 실시예의 이하의 설명은 사실상 예시적일 뿐이고 본 발명, 그것의 응용 또는, 용도를 제한하려고 하는 방식이 아니다.
종래기술에서 통상의 기술 중 하나로 알려진 것과 같은 프로세스, 기술, 장치 및 재료는, 상세히 설명되지 않아도 되지만 예를 들면, 매체 공급부의 제조에 유용하는 설명을 가능하게 하는 일부가 된다.
여기서 예시되고 설명된 모든 예시에 있어서, 임의의 특정값, 예를 들면 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40)간의 거리는, 예시적으로만 또 제한하지 않는 것으로서 해석되어야 한다. 그래서, 예시적 실시예들의 다른 예시는, 서로 다른 값을 갖는다.
유사한 참조번호와 문자는 이하의 도면에서 유사한 항목을 말하여서, 항목이 하나의 도면에 한번 정의되면, 그것은 이하의 도면들에 대해 설명되지 않아도 된다는 것에 주목한다.
여기서, 오류(예, 측정오류)의 정정하기 또는 정정을 언급하는 경우, 그 오류의 감소 및/또는 오류의 정정을 의도한다. 추가로, 막는 것을 언급하는 경우, 예를 들면 액체 LW의 비산을 막는 경우, 그 비산의 감소도 또는 이와는 달리 의도한다.
[제1의 예시적 실시예]
도 1은 본 발명의 제1의 예시적 실시예의 노광 장치(1)의 구성을 나타내는 개략적인 단면도다.
노광 장치(1)는, 액침형의 투영 노광 장치다. 노광장치(1)에서, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 공간에 액체(액침 액) LW를 채운 상태에서, 레티클(20)(원판이라고도 한다)에 형성된 전사회로 패턴, 투영 광학계(30) 및 액체 LW를 통하여, 스텝 앤드 스캔 방식으로 웨이퍼(40)(기판이라고도 함)을 노광한다. 도 1에서, OA는, 투영 광학계(30)의 광축이다. 노광 장치(1)는 스텝 앤드 리피트 방식에도 적용할 수 있다.
노광 장치(1)는, 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 조명 장치(10)와, 레티클(20)을 재치하는 가동형 레티클 스테이지(25)와, 투영 광학계(30)와, 웨이퍼(40)를 재치하는 가동형 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지라고도 한다)(45)와, 측거 장치(50)와, 스테이지 제어부(60)와, 그 밖의 부재를 가진다. 그 밖의 부재는, 매체공급부(70)와, 액침제어부(80)와, 액체회수부(90)와, 노즐부재(100)를 포함한다.
조명 장치(10)는, 전사 회로 패턴이 형성된 레티클(20)을 조명하기 위한 광원부(12)와 조명 광학계(14)를 가진다.
광원부(12)는, 제 1 예시적 실시예에서는, 광원으로서, 파장 약 193nm의 ArF엑시머레이저를 사용한다. ArF엑시머레이저 대신에, 광원부(12)는, 예를 들면 파장 약248nm의 KrF엑시머레이저, 파장 약157nm의 F2레이저를 사용해도 좋고, 수은램프나 크세논 램프 등의 램프 또는, 관련기술에서 통상의 기술 중 하나에 의해 결정된 것과 같은 임의의 다른 적절한 램프를 사용해도 좋다.
조명 광학계(14)는, 레티클(20)을 조명하는 광학계이며, 렌즈, 미러, 옵티컬 인터그레이터, 조리개 등을 포함한다. 예를 들면, 콘덴서 렌즈, 옵티컬 인터그레이 터, 개구 조리개, 콘덴서 렌즈, 슬릿, 결상광학계의 순으로 정렬된다.
레티클(20)은, (도면에 나타나 있지 않은) 레티클 반송계에 의해 노광 장치(1)의 외부에서 반송되어, 레티클 스테이지(25)에 보유된다. 레티클(20)은, 예를 들면 석영으로, 그 위에는 전사되어야 할 회로 패턴이 형성되어 있다. 레티클(20)로부터 발생한 회절광은, 투영 광학계(30)를 통과한 후, 웨이퍼(40) 위에 투영된다. 레티클(20)과 웨이퍼(40)는, 광학적으로 공역의 관계에 배치된다. 노광 장치(1)는, 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 장치이기 때문에, 레티클(20)과 웨이퍼(40)를 축소 배율비의 속도비로 주사함에 의해, 레티클(20)의 패턴을 웨이퍼(40) 위에 전사한다. 또한, 스텝 앤드 리피트 방식의 노광 장치(1)의 경우에는, 레티클(20)과 웨이퍼(40)를 정지시킨 상태에서 노광이 행해진다.
레티클 스테이지(25)는, 정반(27)에 의해 지지되어 있다. 레티클 스테이지(25)는, (도면에 나타나 있지 않은) 레티클 척을 거쳐서 레티클(20)을 지지하고, (도면에 나타나 있지 않은) 이동 기구 및 스테이지 제어부(60)에 의해 이동하는 것을 제어한다. 그 이동 기구는, 선형 모터 등으로 구성되어, 주사 방향(본 예시적 실시예에서는 X축방향)으로 레티클 스테이지(25)를 구동함으로써 레티클(20)을 이동할 수 있다.
투영 광학계(30)는, 레티클(20)에 형성된 패턴을 경과한 회절광을 웨이퍼(40) 위에 결상(투영)하는 기능을 가진다. 투영 광학계(30)는, 복수의 렌즈 소자만으로 이루어진 굴절광학계, 복수의 렌즈 소자와 적어도 한 장의 오목 미러를 가지는 반사 굴절광학계 등을 사용할 수 있다.
웨이퍼(40)는, (도면에 나타나 있지 않은) 웨이퍼 반송계에 의해 노광 장치(1)의 외부에서 반송되어, 웨이퍼 스테이지(45)에 의해 보유된다. 웨이퍼(40)는, 피노광체이며, 액정기판과 그 밖의 피노광체를 포함한다. 그 웨이퍼(40)에는, 포토레지스트가 도포되어 있다.
상부판(액체 보유부)(44)은, 웨이퍼 스테이지(45)에 지지된 웨이퍼(40)의 표면과 웨이퍼(40)의 외측의 영역(웨이퍼 스테이지(45))과를 거의 동일한 높이로 하도록 액체LW를 보유한다. 상부판(44)은, 웨이퍼(40)의 표면과 거의 같은 높이로 하므로, 웨이퍼(40)의 외주부근의 숏을 노광할 때에, 웨이퍼(40)의 외측의 영역에 있어서도 액체 LW를 보유하는(액막을 형성하는) 것을 가능하게 한다.
예를 들면, 액체LW가 물일 경우, 상부판(44)의 액체LW와 접촉하는 면은, 불소계 수지 또는 기상증착 중합 수지 등의 일반적으로 고 내수처리한 것으로서 알려진 재료(코팅재)로 형성될 수 있다. 특히, 상기 불소계 수지는, 테트라플루오로에틸렌(TFE)을 함유한 중합체로 이루어진다. 보다 구체적으로는, TFE의 중합체로서 기능하는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), TFE의 공중합체 및 퍼플루오로알콕시에틸렌으로서 기능하는 퍼플루오로알킬비닐에테르 수지(PFA), TFE의 공중합체 및 헥사플루오오프로필렌으로서 기능하는 퍼플루오로에틸렌-프로필렌 공중합체 수지(FEP)를 사용할 수 있다.
상기 기상증착 중합수지는, 파락실렌 및 파락실렌 유도체를 함유한 중합체로 이루어진다. 특히, 파릴렌(유니온 카바이드 케미컬 및 플라스틱사USA, 또는 UCCPC에서 개발된 폴리파락실렌 수지)을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 파릴렌 N(UCCPC로부터의 폴리파락실렌의 상품명), 파릴렌 C(UCCPC로부터의 폴리모노클로로파락실렌의 상품명), 및 파릴렌 D(UCCPC로부터의 폴리디클로로파락실렌의 상품명)를 사용할 수 있다.
이들 수지에 대해, 액체와의 접촉각은, 중합도 또는 중합비율을 조정하여서 또는 작용기 또는 유도체를 첨가함으로써 제어될 수 있다.
이와는 달리, 상부판(44)의 표면은, 퍼플루오로알킬기를 함유한 실란 등의 실란 결합제(헵타데카플루오로데실실란)으로 처리될 수 있다.
또한, 예를 들면, 불소수지로 코팅된 상부판(44)의 표면에, 요철 또는 침상의 미세구조를 설치하고, 표면 거칠기를 조정할 수 있다. 이러한 미세구조는, 고습윤성을 갖는 재료의 습윤성을 더욱 증가시키고, 저 습윤성을 갖는 재료의 습윤성을 더욱 감소시킨다. 바꾸어 말하면, 그 미세구조는, 상부판(44)의 명백한 접촉각을 크게 할 수 있다.
웨이퍼 스테이지(45)는, 정반(47)에 의해 지지되고 있고, (도면에 나타나 있지 않은) 웨이퍼 척을 거쳐서 웨이퍼(40)를 보유한다. 웨이퍼 스테이지(45)는, 웨이퍼(40) 수직(Z축방향)의 위치, 회전 방향, 기울기를 조정하는 기능을 가진다. 웨이퍼 스테이지(45)의 이동은, 노광시에, 투영 광학계(30)의 초점면에 웨이퍼(40)의 표면이 항상 고정밀도로 일치하도록, 스테이지 제어부(60)에 의해 제어된다.
측거 장치(50)는, 레티클 스테이지(25)의 위치 및 웨이퍼 스테이지(45)의 2차원적인 위치를, 참조 미러(52 및 54), 및 레이저 간섭계(56 및 58)를 거쳐서 실시간으로 측량한다. 측거 장치(50)에 의한 측거 결과는, 스테이지 제어부(60)에 전달된다. 스테이지 제어부(60)는, 이러한 측거 결과에 의거하여 위치 결정이나 동기제어를 위해, 레티클 스테이지(25) 및 웨이퍼 스테이지(45)를 일정한 속도비율로 구동한다.
스테이지 제어부(60)는, 레티클 스테이지(25) 및 웨이퍼 스테이지(45)의 구동을 제어한다.
매체공급부(70)는, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 공간에 액체LW를 공급한다. 매체공급부(70)는, 미도시된, 생성 장치, 탈기 장치(degasifier), 온도제어장치와, 액체공급 배관(72)을 가진다. 바꾸어 말하면, 매체공급부(70)는, 투영 광학계(30)의 최종면의 주위에 배치된 액체공급 배관(72)(의 액체공급구(101))을 거쳐서 액체LW를 공급하고, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 공간에 액체LW의 액막을 형성한다. 예를 들면, 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 거리는, 액체LW의 액막을 안정하게 형성하고, 또한, 제거할 수 있는 정도인 것이 바람직하고, 예를 들면 1.Omm정도로 하면 좋다.
매체공급부(70)는, 예를 들면 액체LW를 저장하는 탱크, 액체LW를 피드하는 압송장치, 액체LW의 공급 유량을 제어하는 유량제어장치를 포함한다.
액체LW는, 노광 빛을 무시 가능하게 흡수하는 재료중에서 선택된다. 또한, 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 상기 액체LW의 굴절률은, 석영이나 형석 등의 굴절계 광학소자와 같을 수 있다. 구체적으로는, 액체LW는, 순수, 기능 수, 예를 들면 탄화불소와 같은 불화액 등이다. 또한, 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 액체LW는, 미리, 탈기 장치(degasifier)를 사용해서 용존가스가 충분하게 제거된 것 이 바람직하다. 이에 따라, 액체LW는, 기포의 발생을 억제하고, 또한 기포가 발생해도 바로 액체LW 내에 흡수할 수 있다. 예를 들면, 공기중에 주로 포함되는 질소 및 산소를 제거될 대상으로 하고, 액체LW에 용존 가능한 가스량의 80％을 제거하면, 충분하게 기포의 발생을 억제할 수 있다. 물론, 탈기 장치(degasifier)를 노광 장치(1)에 구비하고, 항상 액체중의 용존가스를 제거하면서 매체공급부(70)에 액체LW를 공급할 수 있다.
생성 장치는, 도면에 나타나 있지 않은 원료물 공급원으로부터 공급되는 원료수에 포함되는 금속이온, 미립자 및 유기물 등의 불순물을 저감하고, 액체LW를 생성한다. 생성 장치에 의해 생성된 액체LW는, 탈기 장치(degasifier)에 공급된다.
탈기 장치(degasifier)는, 액체LW에 탈기 처리를 실시하고, 액체LW의 용존산소 및 용존질소를 저감한다. 탈기 장치(degasifier)는, 예를 들면 막 모듈과 진공펌프로 구성된다. 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 탈기 장치(degasifier)에서는, 가스 투과성의 막의 한쪽에 액체LW를 공급하고, 다른쪽에 진공으로 형성해서, 액체LW내의 용존가스를 그 막을 거쳐서 진공에 주입한다.
온도제어장치는, 액체LW를 소정의 온도가 되도록 제어한다.
액체공급 배관(72)은, 탈기 장치(degasifier) 및 온도제어장치에 의해 탈기 처리 및 온도제어가 실행된 액체LW를, 후술하는 노즐부재(100)에 형성된 액체공급구(101)를 거쳐서 투영 광학계(30)와 웨이퍼(40) 사이의 공간에 공급한다. 다시 말해, 액체공급 배관(72)은, 액체공급구(101)에 접속되어 있다. 도 2는, 후술하는 노즐부재(100)를 나타내는 개략적인 단면도다.
적어도 하나의 예시적 실시예에서, 액체공급 배관(72)은, 액체LW를 오염되지 않도록, 용출 물질(용출 재료)이 적은 폴리테트라플루오로에틸렌수지, 폴리에틸렌 수지 또는 폴리프로필렌 수지 등의 수지로 구성하는 것이 바람직하다. 액체LW에 순수이외의 액체를 사용할 경우에는, 액체LW에 내성을 가지고, 또한, 용출 물질(용출 재료)이 적은 재료로 액체공급 배관(72)을 형성한다.
액침제어부(80)는, 웨이퍼 스테이지(45)의 현재 위치, 속도, 가속도, 목표위치 및 이동 방향 등의 정보를 스테이지 제어부(60)로부터 취득하고, 이러한 정보에 의거하여 액침노광을 제어한다. 액침제어부(80)는, 액체LW의 공급 및 회수간의 전환, 정지, 공급 및 회수하는 액체LW의 유량제어 등의 제어 지령을, 매체공급부(70)와 매체회수부(90)에 준다.
매체회수부(90)는, 매체공급부(70)에 의해 공급된 액체LW를 회수한다. 제 1 예시적 실시예에서는, 매체회수부(90)는, 액체회수 배관(92)과, 회수한 액체LW를 일시적으로 저장하는 탱크와, 액체LW를 흡수하는 흡인부와, 액체LW의 회수 유량을 제어하기 위한 유량제어장치로 구성된다.
액체회수 배관(92)은, 공급된 액체LW를 후술하는 노즐부재(100)에 형성된 액체회수구(제1의 회수구이라고도 한다)(103)를 거쳐서 회수한다. 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 액체회수 배관(92)은, 액체LW를 오염되지 않도록, 용출 물질이 적은 폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지등의 수지로 구성하는 것이 바람직하다. 액체LW가 순수가 아닌 경우에는, 액체LW에 내성을 가지고, 또한, 용출 물질(용출 재료)이 적은 재료로 액체회수 배관(92)을 구성한다.
도 3에, 도 2에 나타내는 단면도를 -Z방향에서 본 개략도를 나타낸다. 투영 광학계(30)의 최종광학부재(최종광학소자라고도 한다)(31)을 둘러싸도록 노즐부재(100)가 형성된다. 여기에서, OA는, 최종광학부재(31)의 광축이다. 노즐부재(100)와 최종광학부재(31)는 직접 접하지 않도록 지지되어 있다. 노즐부재(100)에는 액체공급구(101)와, 액체회수구(103)가 형성된다. 액체LW는 공간(102)을 거쳐서 액체공급배관(72)에 접속된 액체공급구(101)를 통해 공급된다. 공간(102)은 액체공급 배관(72)으로부터 균일하게 액체공급구(101)에 액체LW를 공급하기 위한 유로를 형성하는 공간이다. 액체공급구(101)는, 웨이퍼(40)에 대향하도록 투영 광학계(30)의 근방에 형성되고 있고, 환상이다. 액체공급구(101)는, 제 1 예시적 실시예에서 환상으로 형성되어 있지만, 그 형상은 다른 형상일 수 있다. 또한, 액체공급구(101)는, 투영 광학계(30)의 주위에 항상 폐쇄 형상일 필요가 없다, 즉, 단속적으로 형성될 수 있다.
도 2에서, 액체공급구(101)에는 다공질부재가 꼭 맞추어져 있지만, 슬릿형의 액체공급구일 수 있다. 다공질부재로서는, 특히, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질체가 적합하다. 또한, 이러한 다공질체(적어도 이 다공질체의 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC등이 적합하다.
액체회수구(103)는, 공급한 액체LW를 회수하기 위한 통로이며, 공간(104)을 거쳐서 액체회수 배관(92)에 접속한다. 공간(104)은 액체회수구(103)로부터 균일하게 액체LW를 회수하기 위한 유로를 형성하기 위한 공간이다.
제 1 예시적 실시예에서, 액체회수구(103)는 웨이퍼(40)에 대향하고 있고 동심형이다. 또한, 액체회수구(103)는, 스폰지 등의 다공질부재가 꼭 맞추어져 있거나, 슬릿형일 수 있다. 다공질부재로서는, 특히, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질체가 적합하다. 또한, 이러한 다공질체(적어도 다공질체의 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, Si02, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC등이 적합하다. 액체회수구(103)는, 도 2 내지 3에 나타나 있는 바와 같이, 액체공급구(101) 외측에 형성된다. 이것은, 액체LW가 투영 광학계(30)의 주변부에 누설되는 것을 막는다. 액체회수구(103)는, 제 1 예시적 실시예에서는 환상으로 형성되어 있지만, 다른 형상을 가질 수 있거나, 액체공급구(101)와 같이 투영 광학계(30)의 주위에 단속적으로 형성될 수 있다.
웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따라 액체LW가 이동할 때의 상태를 도 2에 나타낸다. 웨이퍼 스테이지(45)의 -X방향의 이동에 따라 액체LW가 -X방향으로 이동한다. 여기에서, 노즐부재(100)의 면(115)(웨이퍼(40)에 대향함)에 형성된 액체공급구(101)로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리(공간)는, 상기 면(115) 위에 마찬가지로 형성된 액체회수구(103)로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리(공간)보다도 짧게 구성하고 있다. 이 경우, 액체LW가 보다 작은 공간으로 흘러들어가므로, 액체LW의 계면이 액체공급구(101) 근방에 도달하기 어렵다. 또한, 액체공급구(101)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 하므로, 액체공급구(101)로부터 광축OA에 관해 외측(액체공급구(101)에서 광축OA로부터 먼 측)에 흘러가는 액체LW의 동압을 높일 수 있다. 따라서, 액체LW의 계면이나 계면근방에서 발생하는 기포를 최종광학부재(31)와 웨이퍼(40)와의 사이의 공간에 도달하기 어렵다. 이렇게 하여, 액체LW의 계면이 액체공급구(101)의 근방에 도달하는 것을 억제함으로써, 노광 불량을 저감할 수 있다.
또한, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시에, 액체LW의 계면(기액계면)은 노즐부재(100)의 면(115)에 있어서의 제1의 부분(최종광학부재(31)의 광축OA에 직교하는 면에 실질적으로 평행한 부분)(114)을 따라 이동한다. 제1의 부분(114)과 웨이퍼(40)의 표면 사이의 거리가 좁은(예를 들면, 1mm이하)경우, 계면의 메니스커스 형상의 변화에 의해, 액체LW의 압력변동이 커지고, 최종광학부재(31)와 웨이퍼 스테이지(45)에 진동이 전해져 노광 정밀도를 악화시킨다. 따라서, 액체LW의 압력변동을 억제하기 위해서, 제1의 부분(114)로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리는 1mm보다 길게 할 수 있다.
또한, 제1의 부분(114)으로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리가 넓은(예를 들면 3mm이상)경우, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따라 확산하는 액체LW의 양이 많아지고, 액체LW가 비산하기 쉬워진다. 액체LW의 비산을 억제하기 위해서, 제1의 부분(114)으로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리는 3mm보다 짧게 할 수 있다.
또한, 제1의 부분(114) 또는 제1의 부분(114)에서 실질적으로 동일한 면내에 형성된 액체회수구(103)에 액체LW의 계면을 유지하기 위해서, 액체회수구(103), 제1의 부분(114), 및 경사면을 포함한 제2의 부분(111)은 친액체처리되어 있다. 또, 상기 면(115)에 형성된 액체공급구(101)(광축OA에 직교하는 면에 실질적으로 평행) 및 그 액체공급구(101)와 동일한 면내에 배치된 부분에 관해서도 친액체 처리함으로써, 최종광학부재(31) 아래에 액막을 형성할 때에도 기포가 혼입하는 것을 억제하는 것이 가능하다.
친액체 처리에는, 액체LW가 순수의 경우, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC, 고안정성 유리세라믹(예를 들면, 제로데아(Zerodur), Schott회사제)등이 적합하다. 또한, 액체LW에 순수이외의 액체를 사용할 경우에는, 상기 액체LW에 내성을 가지고, 상기 액체LW에 용출하는 물질이 적고, 또한 상기 액체LW에 관해 친액성을 나타내는 재료를 널리 사용할 수 있다.
또한, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따르는 액체LW의 확산을 억제하기 위해서, 면(115)에 있어서의 액체회수구(103)보다도 광축OA로부터 먼 부분에 관해서는 발액처리 한다. 액체LW가 순수일 경우, 발액처리하는 재료로서, 불소계 수지, 특히, PTFE나 PFA, 퍼플루오로알킬기 함유 실란을 사용하는 경우, 상기 발액처리한 그 표면에 대한 순수의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
또한, 제2의 부분(111)에 있어서의 경사면이 직각(광축OA에 평행)에 가까울 만큼, 웨이퍼 스테이지(45)가 고속 또한 장거리 이동할 경우에, 계면의 일부가 제2의 부분(111)을 때때로 이동한다. 이 경우, 제2의 부분(111)에서 기포가 말려들어 가기 쉬워진다. 그 때문에, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 제2의 부분(111)에 있어서의 경사면과 웨이퍼(40)와의 거리(공간)을 광축OA로부터 떨어질 만큼 길어지도록 한다. 이렇게, 제2의 부분(111)에 경사(경사면)은, 기포가 말려들어가는 것을 제한한다. 이 경우, 노즐부재(100)의 일부가 경사면으로서의 역할을 한다.
제2의 부분(111)에 있어서의 경사에 관해서는, 기포의 발생을 억제하기 위해서, 광축OA에 직교하는 면에 대하여 45도 이하로 설정할 수 있다.
제1의 부분(114)에 경사나 요철을 설치하는 것은, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동에 따라 액체LW가 제1의 부분(114)에서 이동한다. 즉, 액체LW의 계면의 높이가 장소에 따라 변화되므로, 그 계면이 안정되지 않고, 액체LW의 압력변동이 커진다. 그 압력변동은, 노광 정밀도를 악화시킬 수 있다. 따라서, 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 제1의 부분(114)은, 웨이퍼(40)의 표면에 대하여 대략 평행(광축OA에 직교하는 면에 실질적으로 평행이 되도록)로 한다.
[제2의 예시적 실시예]
도 12는, 본 발명의 제2의 예시적 실시예에 따른 노즐부재(100d)의 개략적인 단면도다. 노즐부재(100d)의 면(115)은, 액체공급구(101)를 가지고, 액체공급구(101)보다 광축OA로부터 먼 측에 액체회수구(103)를 가진다. 또한, 상기 면(115)은, 제1의 부분(114)과, 액체공급구(101)와 제1의 부분(114)과의 사이에 경사면을 포함한 제2의 부분(111)을 가진다. 제1의 부분(114)과 액체회수구(103)과의 사이에, 오목부(112d)를 가진다.
상기 제1 예시적 실시예와 마찬가지로, 제1의 부분(114)에 액체LW의 계면을 유지하기 위해서, 제1의 부분(114) 및 제2의 부분(111)은 친액체 처리되어 있다. 또한, 면(115)에 있어서의 액체공급구(101)와 그 액체공급구(101)와 동일면내에 있는 부분에 관해서도, 친액체 처리되어 있다.
도 2에 도시된 제1 예시적 실시예에서, 웨이퍼 스테이지(45)의 -X방향의 이동에 따라 액체LW가 -X방향으로 이동할 때에, 액체공급구(101)로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리가 제1의 부분(114)으로부터 웨이퍼(40)의 표면까지의 거리보다도 짧다. 이 구성에 의해, 액체LW의 계면을 액체공급구(101)의 근방에 도달하기 어렵게 한다.
도 12에 나타낸 제2 예시적 실시예는, 제1의 부분(114)으로부터 웨이퍼(40)까지의 거리보다도 액체공급구(101)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리가 짧도록 설정함으로써, 상기 제1 예시적 실시예와 동일한 이점을 제공할 수 있다. 즉, 웨이퍼 스테이지(45)의 -X방향의 이동에 따라 액체LW가 -X방향으로 이동할 때에, 액체LW의 계면은 액체공급구(101)의 근방에 도달하기 어렵게 한다.
또한, 액체회수구(103)로부터 웨이퍼(40) 표면까지의 거리를 제1의 부분(114)으로부터 웨이퍼(40) 표면까지의 거리보다도 짧게 하고 있다. 이에 따라 웨이퍼 스테이지(45)를 이동시켰을 때에 액체LW가 확산되는 것을 효과적으로 억제하고, 액체회수구(103)로부터 액체LW를 빨아들이기 쉽게 한다. 또한, 오목부(112d)(웨이퍼(40)에 대해 오목한 부분을 포함한 면)를 설치하므로, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시에 액체회수구(103)의 외측에의 액체LW의 확산을 감할 수 있고, 액체LW의 비산을 저감할 수 있다. 또한, 오목부(112d)에 발액처리를 실행함으로써, 오목부(112d)안에 액체LW가 잔존한 채가 되는 것을 저감할 수 있다. 발액처리를 실행하지 않을 경우에는, 액체LW가 오목부(112d)에 모이고 잔존하기 쉽다. 이것은, 기포 발생의 원인이 될 수 있다. 여기에서, 노즐부재(100d)의 일부분은, 그 오목부(112d)를 포함한 면(115)으로서의 역할을 한다.
액체LW가 순수일 경우, 발액처리에 사용하는 재료로서, 불소계 수지, 특히, PTFE나 PFA, 또는 퍼플루오로알킬기 함유 실란을 사용함으로써, 발액처리한 부재표면에 대한 순수의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
또한, 도 12에서는 오목부(112d)를 설치했지만, 오목부(112d)를 형성하지 않고, 제1의 부분(114)과 액체회수구(103)를 경사면에 의해 연결시킬 수 있다.
[제3의 예시적 실시예]
이하, 도 13 및 도 14는, 본 발명의 제 3 예시적 실시예에 따른 노즐부재(100e) 및 제 2 부재(110e)의 개략적인 단면도다.
상기의 예시적 실시예에서는 액체회수구(103)가 노즐부재(100)에 설치되었지만, 제 3의 예시적 실시예에서는 액체회수구(103e)가 제2부재(110e)에 설치되고, 제2부재(110e)가 수직(Z방향) 구동기구(120)를 통하여 노즐부재(100e)에 의해 지지되어 있다. 여기에서, 노즐부재(100e) 및 제2부재(110e)는, 노즐 유닛을 구성하고 있다.
액체회수구(103e)로부터 회수한 액체 및 기체는, 공간(104) 및 액체회수 배관(92)을 거쳐서, 매체회수부(90)에 회수된다. 공간(104)은, 액체회수구(103e)로부터 균일하게 액체LW를 회수하기 위해서 기능하고, 회수 유로의 일부를 형성한다.
도 13은, 액체회수구(103e)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 한 상태를 나타내고, 도 14는, 반대로, 액체회수구(103e)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 길게 한 상태를 보이고 있다. 거리를 바꾸는 조건으로서는, 예를 들면 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도 및/또는 이동 거리가 있다. 웨이퍼 스테이지(45)가 고속에서 긴 거리를 이동할 때는, 노즐 유닛으로부터 확산하는 액체LW를 회수하기 위해서, 액체회수구(103e)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 이 거리를 0.5mm이하로 하면, 확산하는 액체LW를 회수하기 쉬워 저감시킬 수 있다.
그러나, 액체회수구(103e)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 하면, 액체회수구(103e)로부터 액체LW를 회수할 때의 진동이 웨이퍼 스테이지(45)에 전해지기 쉬워져, 웨이퍼 스테이지(45)의 제어 성능을 악화시킨다.그 때문에, 고정밀도를 요하는 노광시에 있어서는, 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 액체회수구(103e)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 크게 하면, 정밀하게 웨이퍼 스테이지(45)를 제어할 수 있다.
또한, 액체LW의 회수량을 늘리기 위해서, 액체회수구(103e)의 배기량을 크게 하면, 액체회수구(103e)를 형성하는 면이 광축OA에 수직한 면에 평행하게 배치되어 있는 경우, 액체회수구(103e)보다 광축OA에 가까운 측으로부터 많은 기체를 빨아 들인다. 액체와 기체를 동시에 빨아 들이므로, 액체회수구(103e)보다 광축OA에 가까운 측에서 기포가 발생한다. 이 때, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 방향이 바뀌면, 최종광학부재(31)와 웨이퍼(40)와의 사이에 기포가 들어가서, 노광 불량의 원인이 될 수 있다. 따라서, 도 13 및 도 14에 나타나 있는 바와 같이, 액체회수구(103e)를 형성하는 면을 광축OA에 수직한 면에 대하여 경사시켜서 배치하고 있다. 즉, 액체회수구(103e)를 형성하는 면으로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를, 광축OA로부터 멀어질 만큼 크게 설정하고 있다. 이렇게 하면, 액체회수구(103e)보다 광축OA로부터 먼 측에 확산하려고 하는 액체LW를 회수하고, 액체회수구(103e)보다 광축OA에 가까운 측으로부터 기체를 빨아 들이기 어렵게 한다. 따라서, 액체회수구(103e)보다 광축OA에 가까운 측에서의 기포의 발생을 저감시킬 수 있어, 노광 불량의 발생을 피할 수 있다.
또한, 제3 예시적 실시예에서는, 노즐부재(100e)와 제2부재(110e)와의 사이에 틈새(기체 유로라고도 한다)(113)를 설치하고 있다. 틈새(113)를 설치하지 않은 경우, 제2부재(110e)를 수직으로(Z방향) 구동시킨다면 액체LW의 압력이 변화되고, 노광 불량의 원인이 될 수 있다. 그 때문에, 노즐부재(100e)와 웨이퍼(40)와의 사이의 공간과, 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 먼 측의 외부의 공간과를 연통시키도록 틈새(113)를 설치하고 있다. 틈새(113)는, 노즐부재(100e)와 제2부재(110e)와의 사이의 공간의 기압을 조정한다.
또한, 상기 예시적 실시예와 마찬가지로, 틈새(113)를 형성하는 면(115)의 부분(오목부)을 발액처리함으로써, 틈새(113) 안에 액체LW가 침입하는 것을 억제한다. 또한, 액체LW를 회수하기 쉽게 하기 위해서, 액체회수구(103e)를 친액체 처리하고, 액체회수구(103e)보다 광축OA로부터 먼 제2부재(110e)의 부분을 발액처리 하면, 액체회수구(103e)보다 광축OA로부터 먼 측에의 액체LW의 확산을 억제할 수 있다.
액체LW가 순수일 경우, 면(115)을 발액처리 하는 재료로서, 불소계 수지, 특히, PTFE나 PFA 또는, 퍼플루오로알킬기 함유 실란을 사용하면, 발액처리한 표면에 대한 액체LW의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
제 3 예시적 실시예에서는, 틈새(113)는, 노즐부재(100e)와 웨이퍼(40)와의 사이의 공간과 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 외측의 외부의 공간과를 연통시키기 위한 틈새로 했다. 이와는 달리, 진동을 전해주기 어려운 유연한 접속부재(수지 또는 금속으로 형성된)에 의해서 노즐부재(100e)와 제2부재(110e)를 접속할 수 있다. 이 경우, 노즐부재(100e)와 제2부재(110e)와의 틈새(113)를 폐쇄하는 해당 접속부재에, 기체 유로를 구성하는 (도면에 나타내지 않은) 기체공급/회수 배관을 관통시킨다. 그리고, 기체공급/회수 배관내의 압력을 측정하고, 상기 압력이 미리 정해진 압력으로 되도록, 기체공급/회수 배관을 거쳐서 기체의 공급 및 회수를 하도록 구성한다.
또한, 예를 들면 제2부재(110e)를, 광축OA 둘레에 복수의 부분으로 분할함에 의해, 노즐부재(100e)와 웨이퍼(40)와의 사이의 공간과 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 먼 측의 공간을 연통하는 기체 유로를 형성할 수 있다.
[제4의 예시적 실시예]
도 15는, 본 발명의 제4의 예시적 실시예에 따른 노즐 유닛을 구성하는 노즐부재(100e) 및 제2부재(110f)의 개략적인 단면도다.
본 제4의 예시적 실시예에서는, 제2부재(110f)의 일부에 있어서, 액체회수 구(103f)보다 광축OA로부터 먼 측에 기체공급구(기체 분사구 또는 기체 방출구라고도 한다)(107f)가 구성되어 있다. 또한, 제2부재(110f)는, 수직(Z방향)의 구동기구(120)를 통하여 노즐부재(100e)에 접속되어 있다.
도 15에서는, 기체공급구(107f)로서, 슬릿 형의 통로를 보이고 있지만, 상기 통로에 다공질부재를 꼭 맞출 수 있다. 다공질부재로서는, 특히, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질체가 적합하다. 또한, 이러한 다공질체에 사용되는 재료(적어도 상기 다공질체의 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC등이 적합하다.
기체공급구(107f)는, 공간(108)을 거쳐서 기체공급 배관(94)에 접속된다. 공간(108)은, 기체공급구(107f)로부터 균일하게 기체를 공급하기 위해서 기능하고, 기체의 유로의 일부를 형성하고 있다. 기체공급 배관(94)은, 매체공급부(70)에 접속된다. 본 제4의 예시적 실시예에서는, 매체공급부(70)는, 전번의 실시예에서 채용된 구성요소만뿐만 아니라, 기체온도 조절기와, 증기생성기와, 기체의 공급 유량을 조절하는 유량조절기를 포함한다.
제4의 예시적 실시예에서는, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시 확산하는 액체LW를 회수하고, 또한, 액체LW의 확산을 저감시키기 위해서, 기체공급구(107f)로부터 기체를 공급하면서, 액체회수구(103f)로부터 액체LW를 회수한다. 여기에서, 기체공급구(107f)와 액체회수구(103f)와의 사이에 틈새(109)를 통해, 기체공급구(107f)로부터 공급된 기체가 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 먼 측의 공간으로 흘러간다.
일반적으로, 액체회수구(103f)로부터 액체LW를 흡인(회수)하기 시작하면, 액체회수구(103f)에 있어서의 액체LW의 유속이, 기체를 흡인하고 있는 경우와 비교하여, 대폭 감소한다. 그 때문에, 전부 흡인할 수 없는 액체LW가 외측(액체회수구(103f)보다 광축OA로부터 먼 측)으로 새어나가려고 한다. 그러나, 본 제4의 예시적 실시예에서는 액체회수구(103f)의 외측에 설치한 기체공급구(107f)로부터 기체를 분사하는 것에 의해, 액체LW의 확산을 막을 수 있다. 또한, 틈새(109)는, 액체회수구(103f)와 기체공급구(107f)와의 사이에는, 액체LW를 흡인하지 않는 정도의 단면적을 가지고, 기체의 유로가 된다. 틈새(109)가 형성되어 있지 않은 경우에도, 기체공급구(107f)가 없을 경우와 비교하여, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동시에 누설되는 액체LW의 확산을 막거나 억제할 수 있다.
또한, 상기 예시적 실시예와 마찬가지로, 제2부재(110f)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 조절함으로써, 요구되는 스루풋과 정밀도에 따라 노광 처리를 행할 수 있다.
그 거리를 바꾸는 조건으로서는, 예를 들면 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도 및/또는 이동 거리가 있다. 웨이퍼 스테이지(45)가 고속으로 긴 거리를 이동할 때는, 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 액체LW의 확산을 억제해서 액체LW를 회수하기 위해서, 제2부재(110f)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리는, 짧을 수 있다. 이 경우, 예를 들면 그 거리를 0.5mm이하로 하면, 액체LW의 확산을 억제할 수 있다.
그러나, 제2부재(110f)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리가 짧으면, 액체회수구(103f)로부터 액체LW를 회수할 때의 진동이 웨이퍼 스테이지(45)에 전해지기 쉬워져, 웨이퍼 스테이지(45)의 제어 성능을 감소시킬 수 있다. 이 때문에, 고정밀도를 요하는 노광시에 있어서는, 제2부재(110f)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 크게 하면, 웨이퍼 스테이지(45)를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 그 거리를 0.5mm보다 크게 했을 경우, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시에 확산하는 액체LW가 기체공급구(107f)로부터 공급한 기체에 의해, 쉽게 잔존한다. 따라서, 이 경우에, 기체공급구(107f)로부터의 기체의 공급을 정지할 수 있다. 이렇게 제어함으로써, 요구되는 스루풋과 정밀도에 따라 노광 처리를 행할 수 있다.
또한, 액체회수구(103f) 및 그 주위를 친액체 처리하고, 그 이외의 제2부재(110f)의 표면을 발액처리하면, 보다 적은 기체의 공급량으로 액체LW의 확산을 억제할 수 있다.
또한, 전번의 예시적 실시예와 마찬가지로, 액체LW가 순수일 경우, 면(115)(제2부재(110f)의 표면을 포함함)을 발액처리 하는 재료로서, 불소계 수지, 특히, PTFE나 PFA, 퍼플루오로알킬기 함유 실란을 사용하면, 발액처리한 부분의 표면에 대한 액체LW의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
또한, 액체LW의 비산을 방지하기 위해서 공급되는 기체가 액체LW의 조성과 같은 조성을 가지는 증기를 포함하지 않는 드라이 에어 또는 불활성가스일 경우, 액체LW가 증발하기 쉬워지고, 이러한 증발에 따르는 기화열의 영향으로 웨이퍼(40)가 냉각된다. 이에 따라, 웨이퍼(40)의 온도가 저하해서 웨이퍼(40)의 표면이 변형 한다. 이것은 노광 정밀도의 악화를 초래할 수 있다.
따라서, 제4의 예시적 실시예에서는, 기체공급구(107f)로부터 공급하는 기체에, 액체LW와 같은 조성의 증기 또는 액체LW가 기화한 증기의 조성을 가지는 증기를, (도면에 나타내지 않은) 증기생성기를 사용해서 포함하게 한다. 바꾸어 말하면, 기체공급구(107f)로부터, 액체LW의 증기를 혼입시킨 기체를 공급한다. 또한, 동시에, (도면에 나타내지 않은) 기체온도 조절기를 사용하여, 소정의 온도로 조절된 기체를 공급한다. 이에 따라 액체LW의 증발을 저감시키는 것이 가능해지고, 액체LW의 기화열에 기인하는 노광 정밀도의 악화를 저감시킬 수 있다.
또한, 액체회수구(103f)로부터 회수되는 기체의 유량은, 기체공급구(107f)로부터 공급되는 기체의 유량과 거의 같거나 또는, 기체공급구(107f)로부터 공급되는 기체의 양보다 많게 한다. 이러한 설정에 의해, 액체LW의 계면으로부터 증발하는 액체LW의 증기와 기체공급구(107f)로부터 공급되는 기체가, 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 먼 측의 공간에 누설되는 것을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 16은, 제4 예시적 실시예의 변형을 나타낸다. 이 변형은, 제4 예시적 실시예와의 차이는, 기체공급구(107f)의 외측에 설치한 기체회수구(121)와, 투영 광학계(30)를 지지하는 지지부재(경통)(124)과 제2부재(110f)를 접속하는 유연한 접속부재(123)와, 지지부재(124)를 관통하는 기체공급/회수 배관(96)이다.
기체공급구(107f)의 기체의 분출 각도나 기체의 확산에 의해, 액체LW의 증기와 기체공급구(107f)로부터 공급되는 기체가, 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 먼 측의 공간에 누설되는 경우가 있다. 예를 들면, 액체LW에 순수보다 높은 굴절률을 가지는 유기물질 또는 무기물질을 사용할 경우, 상기 액체LW가 산소를 흡수하면, 액체LW의 노광 광투과율이 저하하고, 스루풋을 저하시킨다. 따라서, 기체공급구(107f)로부터 공급되는 기체로서는, 질소 등, 산소를 포함하지 않는 불활성가스가 바람직하다. 이 때, 웨이퍼 스테이지(45)가 배치되는 공간의 분위기가 공기일 경우에는, 노즐부재(100e)보다 광축OA로부터 먼 측에 불활성가스가 새어나가면, 레이저 간섭계(56 및 58)의 측정오차를 크게 한다. 따라서, 기체공급구(107f)보다 광축OA로부터 먼 측에 기체회수구(121)를 설치하면, 불활성가스나 액체LW의 증기의 누설을 저감시킬 수 있다.
또한, 진동을 전해주기 어렵고 유연한 접속부재(123)(수지 또는 금속등에 의해 구성 가능)에 의해 지지부재(124)와 제2부재(110f)를 접속하고, 지지부재(124)에, 기체 유로를 구성하는 기체공급/회수 배관(96)을 관통시켜 있다. 그리고, 기체공급/회수 배관(96)내의 압력을 측정하고, 상기 압력이 미리 정해진 압력으로 되도록, 기체공급/회수 배관(96)을 거쳐서 기체의 공급/회수를 하도록 구성한다. 이러한 구성에 의해, 제2부재(110f)를 수직이동시켜도, 틈새(113)의 기압을 실질적으로 일정하게 유지할 수 있다. 또한, 기체공급/회수 배관(96)에 공급하는 기체에, 기체공급구(107f)로부터 공급하는 기체와 같은 불활성가스(불활성가스이면, 그 조성은 반드시 같을 필요는 없다)를 사용함에 의해, 액체LW근방의 산소농도를 낮게 할 수 있다.
[제5의 예시적 실시예]
이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제5의 예시적 실시예를 설명한 다. 도 4는 제5의 예시적 실시예의 노즐부재(100a)의 개략적인 단면도이며, 도 5는 노즐부재(100a)를 -Z방향에서 본 노즐부재(100a)의 개략도다. 노즐부재(100a)에는, 액체공급구(101)와, 액체회수구(103)(제1액체회수구)와, 제2액체회수구(제2의 회수구라고도 한다)(105)가 형성된다. 노즐부재 100a는, 도 2에 나타내는 노즐부재 100과 비교하여, 제2액체회수구(105)만이 다르다.
제2액체회수구(105)는, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시 확산되는 액체LW를 회수하기 위한 회수구이다. 제2액체회수구(105)는 공간(106)을 거쳐서 액체회수 배관(93)에 접속된다. 공간(106)은 제2액체회수구(105)로부터 균일하게 액체를 회수하기 위한 공간이다. 제2의 액체회수구(105)를 통해 기체도 회수할 수 있다. 본 제5의 예시적 실시예에서는 제2액체회수구(105)는 웨이퍼(40)에 대향하고 있고, 액체회수구(103)에 대하여 동심형으로 배치된다. 또한, 제2액체회수구(105)에는 스폰지 등의 다공질부재가 꼭 맞추어져 있거나, 제2액체회수구(105)는 슬릿형일 수 있다. 다공질부재로서는, 특히, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질체가 적합하다. 또한, 이러한 다공질체에 사용되는 재료(적어도 그 다공질체에 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC등이 적합하다. 제2액체회수구(105)는, 액체회수구(103)보다도 광축OA에 대하여 외측(액체회수구(103)보다 광축OA로부터 먼 측)에 형성된다. 이러한 구성에 의해, 액체LW가 투영 광학계(30)의 주변부에 쉽게 누설하지 않는다. 제2액체회수구(105)는, 본 제5의 예시적 실시예에서 환상이지만, 액체공급구(101)와 마찬가지로 다른 형상일 수 있다. 이와는 달리, 제2액체회수구(105)는, 투영 광학계(30)의 주위에 단속적으로 형성될 수 있다.
[제6의 예시적 실시예]
도 6은, 본 발명의 제6 예시적 실시예에 따른 노즐부재(100b)의 개략적인 단면도다. 그 노즐부재(100b)에는, 액체공급구(101)와, 액체회수구(103)와, 제2액체회수구(105)가 형성된다. 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 제2액체회수구(105)와 웨이퍼(40) 사이의 거리를 액체회수구(103)와 웨이퍼(40) 사이의 거리보다도 짧게 하여서, 보다 고속으로 웨이퍼 스테이지(45)를 이동시켰을 때에 얇게 확산한 액체LW를 빨아 들이기 쉽게 하는 것이 가능하다. 또한, 액체회수구(103)와 액체회수구(105)의 사이에 홈(112)(웨이퍼를 향해서 오목한 부분을 포함한 면)을 설치함으로써, 제2액체회수구(105)의 외주부에 누설되는 액체LW를 감할 수 있고, 액체LW가 비산하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 또한, 홈(112)에 발액처리를 실행함으로써, 홈(112)안에 액체LW가 잔존하는 것을 막을 수 있다. 발액처리가 없는 경우에는 액체LW가 홈(112)에 쉽게 잔존하여, 기포의 발생의 원인이 된다. 노즐부재(100b)의 일부는, 오목면을 형성한다.
또한 발액처리 하는 재료로서는 불소계 수지, 특히, PTFE나 PFA, 퍼플루오로알킬기 함유 실시란을 사용함으로써, 액체LW가 순수일 경우에, 발액처리한 그 표면의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
또한 도 6에서는 홈(112)을 설치하였지만, 홈(112)을 형성하지 않고, 액체회수구(103)와 액체회수구(105)를 경사면을 설치해서 연결시킬 수 있다. 이 경우, 도 6에 나타내는 구성정도 액체LW가 제2액체회수구(105)의 외측에 누설되는 양을 억제할 수 없다. 그러나, 도 4에 나타낸 것처럼, 제2액체회수구(105)와 액체회수구(103)를 웨이퍼(40)로부터 같은 높이에 설치할 경우와 비교하여, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시 얇게 확산하는 액체LW를 보다 많이 회수하는 것이 가능하다.
[제7의 예시적 실시예]
이하, 도 7 및 도 8는 본 발명의 제7의 예시적 실시예에 따른 노즐부재(100c)의 개략적인 단면도다.
제7 예시적 실시예는, 제2액체회수구(105)를 가지는 제2부재(110)가 수직(Z방향)의 구동기구(120)를 통하여 노즐부재(100c)와 접속되어 있는 것이다.
제2부재(110)에는 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시 확산하는 액체LW를 회수하기 위한 제2액체회수구(105)을 가진다. 제2액체회수구(105)를 통해 회수한 기체와 액체는 공간(106)을 거쳐서, 액체회수 배관(93)으로부터 회수되어, 매체회수부(90)에 모인다. 공간(106)은, 제2액체회수구(105)로부터 균일하게 액체LW를 회수하기 위한 유로를 형성하기 위한 공간이다.
도 7은 제2부재(110)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 설정하고 있는 도면이고, 반대로 도 8은 그 거리를 길게 설정하고 있는 도면이다. 그 거리를 바꾸는 조건으로서는, 예를 들면 웨이퍼 스테이지의 이동 속도 및/또는 이동 거리가 있다. 웨이퍼 스테이지(45)가 고속으로 긴 거리를 이동할 때에, 얇게 확산한 액체LW를 회수하기 위해서, 제2부재(110)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리는, 짧을 수 있다. 이 경우, 이 거리를 0.5mm이하로 하는 경우, 확산하는 액체LW를 쉽게 회수할 수 있다.
그러나, 제2액체회수구(105)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 하는 경우, 제2액체회수구(105)로부터 액체LW를 회수할 때의 진동이 웨이퍼 스테이지(45)에 전해지기 쉬워져, 웨이퍼 스테이지(45)의 제어 성능을 악화시킨다. 그 때문에, 고정밀도를 요하는 노광시에 있어서는, 도 8에 나타나 있는 바와 같이, 제2액체회수구(105)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 크게 하는 것으로 정밀하게 웨이퍼 스테이지(45)를 제어하는 것이 가능하다. 또한, 제2액체회수구(105)로부터 액체LW를 회수할 때의 진동이 노광 정밀도를 악화시킬 경우에는, 제2액체회수구(105)로부터의 회수를 정지하는 것이 바람직하다.
또한, 제7의 예시적 실시예에서는, 제2부재(110)와 노즐부재(100c)의 사이에 틈새(기체 유로라고도 한다)(113)를 설치하고 있다. 액체공급구(101)로부터의 공급량에 대하여, 액체회수구(103)로부터 많은 기체를 회수한다. 틈새(113)를 설치하지 않을 경우, 제2액체회수구(105)와 웨이퍼(40)의 틈새로부터 많은 기체를 빨아들이고, 그 기체의 유속이 수십 m/sec을 초과한다. 유입하는 기체의 영향으로 액체LW의 계면이 불안정해져 기포가 발생하기 쉬워져서, 노광 불량의 원인이 된다. 그 때문에, 노즐부재(100c)와 웨이퍼(40) 사이의 공간과, 광축OA에 관해 노즐부재(100c)의 외부의 공간(노즐부재(100c)보다 광축OA로부터 먼 측의 공간)을 연통시키도록(그 공간들 사이에서 기체의 이동을 가능하게 하도록) 틈새(기체 유로)(113)를 설치하고 있다. 틈새(113)는, 기체로 채워진 공간의 기압을 조정한다.
상기 예시적 실시예와 마찬가지로, 틈새(113)을 형성하는 벽면을 발액처리 함으로써, 틈새(113) 내에 액체LW가 잔존하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 액체LW를 회수하기 쉽게 하기 위해서, 제2액체회수구(105)를 친액체 처리 하고, 제2액체회수구(105)를 제외하는 제2부재(110)의 일부를 발액처리 함으로써, 광축OA에 관해 제2부재(110)의 외측(제2부재(110)보다 광축OA로부터 먼 측)에의 액체LW의 확산을 억제하는 것이 가능하다.
발액처리 하는 재료로서는 불소계 수지, 특히, PTFE나 PFA, 퍼플루오로알킬기 함유 실란을 사용함으로써 액체LW가 순수일 경우에, 발액처리 한 그 표면의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
제7 예시적 실시예에서는 틈새(113)가 노즐부재(100c)와 웨이퍼(40)의 사이의 공간과 노즐부재(100c)의 외부를 연통시키기 위한 틈새라고 설명했지만, 이와는 달리, 진동을 전해주기 어렵고, 연한 수지나 유연한 금속 에 의해서 노즐부재(100c)와 제2부재(110)를 접속할 수 있다. 이 경우, 노즐부재(100c)와 제2부재(110)와의 틈새(113)를 폐쇄하는 부재에, 기체 유로를 구성하는 (도면에 나타내지 않은) 기체공급/회수 배관을 접속하고, 기체공급/회수 배관내의 압력을 측정하여, 그 압력을 미리 결정된 압력으로 유지하도록 기체의 공급/회수를 하도록 구성해도 좋다.
또한, 예를 들면, 제2부재(110)를 복수로 분할함으로써 광축OA에 대해 제2부재(110)의 내외를 연결하는 기체 유로를 설치한다. 이러한 구성에 의해, 제2액체회수구(105)와 웨이퍼(40)와의 사이에서 기체의 유속이 수십m/sec과 같이 지나치게 증가하지 않도록 한다.
[제8의 예시적 실시예]
도 9는 본 발명의 제8의 예시적 실시예에 따른 노즐부재(100c)와 제2부재(110a)의 개략적인 단면도다.
본 제8의 예시적 실시예에서는 제2부재(110a)에 있어서, 광축OA에 관해 제2액체회수구(105)의 외측(제2액체회수구(105)보다 광축OA로부터 먼 측)에 기체공급구(기체 분출구 또는 기체 방출구라고도 한다)(107)가 구성되어 있다. 또한, 제2부재(110a)는 수직(Z방향)의 구동기구(120)를 통하여노즐부재(100c)에 접속되어 있다.
도 9에서처럼 기체공급구(107)가 슬릿형의 통로를 보이고 있지만, 여기에 다공질부재를 꼭 맞출 수 있다. 다공질부재로서는, 특히, 섬유형이나 입상(분말상태)의 금속재료나 무기재료를 소결한 다공질체가 적합하다. 또한, 이러한 다공질체에 사용되는 재료(적어도 다공질체의 표면을 구성하는 재료)로서는, 스테인레스 스틸, 니켈, 알루미늄, SiO2, SiC, 열처리에 의해 표면에만 Si02을 가지는 SiC등이 적합하다.
기체공급구(107)는 공간(108)을 거쳐서 기체공급 배관(94)에 접속된다. 공간(108)은 기체공급구(107)로부터 균일하게 기체를 공급하기 위한 유로를 형성하기 위한 공간이다. 기체공급 배관(94)은 매체공급부(70)에 접속된다. 본 제8의 예시적 실시예에서는 매체공급부(70)는 전번의 예시적 실시 예에서 제공된 구성요소와 더불어, 도면에 나타나 있지 않은 기체온도제어기, 증기제어기와, 기체의 공급 유량을 제어하는 유량제어기와, 기체공급 배관(94)을 포함한다.
웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시에 얇게 확산하는 액체LW를 회수하고, 또한, 액체LW의 확산을 억제하기 위해서, 기체공급구(107)로부터 기체를 분출하면서, 제2액체회수구(105)로부터 상기 확산하는 액체LW를 회수한다. 여기에서, 기체공급구(107)와 제2액체회수구(105)의 사이에 틈새(109)를 설치하고 있다. 틈새(109)를 통해, 기체공급구(107)로부터 공급하는 기체가 노즐부재(100c)의 외부의 공간으로 흘러간다.
일반적으로, 제2액체회수구(105)로부터 액체LW를 흡인(회수)하기 시작하면, 제2액체회수구(105)에 있어서의 액체LW의 유속이, 기체를 흡인하고 있는 경우와 비교하여, 대폭 감소한다. 그 때문에, 전부 흡인할 수 없는 액체LW가 더욱 외측에 누설된다. 그러나, 본 제8의 예시적 실시예에서는 제2액체회수구(105)의 외측(제2액체회수구(105)보다 광축OA로부터 먼 측)에 설치한 기체공급구(107)로부터 기체를 분출함으로써 액체LW의 확산을 억제할 수 있다. 또한, 제2액체회수구(105)와 기체공급구(107)와의 사이에는 액체LW를 흡인하지 않는 정도의 단면적을 가지고, 기체의 유로가 되는 틈새(109)가 형성되어 있다. 이러한 틈새(109)가 없는 경우에도, 기체공급구(107)가 없는 경우와 비교하여, 웨이퍼 스테이지(45)의 이동시에 누설되는액체LW의 확산을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 제8 예시적 실시예에 있어서도, 전번의 예시적 실시예와 마찬가지로 제2부재(110a)로부터 웨이퍼(40)까지의 높이를 조절함으로써 요구되는 스루풋과 정밀도에 따라 노광 처리를 행하는 것이 가능하다.
거리를 바꾸는 조건으로서는, 예를 들면 웨이퍼 스테이지(45)의 이동 속도 및/또는 이동 거리가 있다. 웨이퍼 스테이지(45)가 고속으로 긴 거리를 이동할 때에, 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 확산하는 액체LW를 회수하기 위해서, 제2부재(110a)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리는 짧을 수 있다. 이 경우, 그 거리를 0.5mm이하로 하는 경우, 액체LW의 확산을 억제하는 것이 가능하다.
그러나, 제2부재(110a)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 짧게 하는 경우, 제2액체회수구(105)로부터 액체LW를 회수할 때의 진동이 웨이퍼 스테이지(45)에 전해지기 쉬워져, 웨이퍼 스테이지(45)의 제어 성능을 악화시킨다. 그 때문에, 고정밀도를 요하는 노광시에 있어서는, 제2부재(110a)로부터 웨이퍼(40)까지의 거리를 크게 하는 것으로 정밀하게 웨이퍼 스테이지(45)를 제어하는 것이 가능하다. 또한, 그 거리를 0.5mm 이상으로 설정했을 경우, 기체공급구(107)로부터 공급하는 기체의 영향으로, 웨이퍼 스테이지(45)의 고속이동시에 확산하는 액체LW가 쉽게 잔존한다. 따라서, 이 경우에, 기체공급구(107)로부터의 기체의 공급을 정지한다. 또한, 제2액체회수구(105)로부터 액체LW를 회수할 때의 진동이 노광 정밀도를 악화시킬 경우에는, 제2액체회수구(105)로부터의 회수를 정지하는 것이 바람직하다.
이렇게 제어함으로써, 요구되는 스루풋과 정밀도에 따라 노광 처리를 행하는 것이 가능하다.
또한, 제2액체회수구(105)를 친액체 처리 하고, 제2액체회수구(105)를 제외하는, 기체공급구(107)를 형성하는 제2부재(110a)의 일부를 발액처리 함으로써, 보다 작은 기체의 공급량으로 액체LW의 확산을 억제하는 것이 가능하다.
상술한 예시적 실시예와 마찬가지로, 발액처리 하는 재료로서는 불소계 수 지, 특히, PTFE나 PFA, 퍼플루오로알킬기 함유 실란을 사용하므로 액체LW가 순수일 경우에, 발액 처리한 그 표면의 접촉각을 90도 이상으로 할 수 있다.
또한, 액체LW의 비산을 방지하기 위해서 공급되는 기체가 액체LW의 조성을 가지는 증기를 포함하지 않는 드라이 에어 또는 불활성가스일 경우, 액체LW가 증발하기 쉬워져, 이러한 증발에 따르는 기화열의 영향으로 웨이퍼(40)가 냉각된다. 이에 따라 웨이퍼(40)의 온도가 저하하고, 웨이퍼(40)의 표면이 변형해서 노광 정밀도의 악화를 초래하게 된다.
따라서, 본 제8의 예시적 실시예에서는 기체공급구(107)로부터 공급하는 기체에 액체LW와 같은 물질의 증기 또는 액체LW가 기화한 증기의 조성을 가지는 증기를 (도면에 나타내지 않은) 증기제어기에 있어서 포함하게 한다. 바꾸어 말하면, 기체공급구(107)는, 액체LW의 증기를 혼입시킨 기체를 공급한다. 동시에, (도면에 나타내지 않은) 기체온도제어기에 의해, 소정의 온도로 제어한 기체를 공급한다. 이에 따라 액체LW의 증발을 억제하여, 액체LW의 기화열에 기인하는 노광 정밀도의 악화를 방지한다.
또한, 적어도 하나의 예시적 실시예에서, 액체회수구(103)와 제2액체회수구(105)로부터 회수되는 기체의 총 양은, 기체공급구(107)로부터 공급되는 기체의 양과 거의 같거나 또는 이 기체의 양 미만으로 설정된다. 이러한 설정으로 함으로써, 액체LW의 계면으로부터 증발하는 액체LW의 증기와 공급하는 기체와가 광축OA에 관해 노즐부재(100c)의 외측(노즐부재(100c)보다 광축OA로부터 먼 측)으로 누설되는 것을 억제할 수 있다.
[디바이스 제조 방법에의 응용]
도 10 및 도 11을 참조하여, 상기의 노광 장치(1)를 이용한 디바이스의 제조 방법의 예시적 실시예를 설명한다. 도 10은, 디바이스(IC나 LSI등의 반도체 칩, LCD, CCD등)의 제조를 설명하기 위한 흐름도다. 스텝S1(회로 설계)에서는, 디바이스의 회로 설계를 행한다. 스텝S2(레티클 제작)에서는, 설계한 회로 패턴을 형성한 레티클(마스크 또는 원판이라고도 한다)을 제작한다. 스텝S3(웨이퍼 제조)에서는, 실리콘 등의 재료를 사용해서 웨이퍼(기판이라고도 한다)를 제조한다. 스텝S4(웨이퍼 프로세스)는, 전공정이라고 불리고, 레티클과 웨이퍼를 사용해서 석판인쇄 기술에 의해 웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성한다. 스텝S5(조립)는, 후공정이라고 불리고, 스텝S4에 의해 제조된 웨이퍼를 사용해서 반도체 칩화하는 공정이다. 이 후공정은, 예를 들면, 조립공정(dicing, bonding) 및 패키징 공정(칩 봉입)을 포함한다. 스텝S6(검사)에서는, 스텝S5에서 제조된 반도체 칩의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 여러 가지 검사를 행한다. 이러한 스텝들 경과해서 반도체 디바이스가 완성되고, 이것이 출하(스텝S7) 된다.
도 11은, 상기 웨이퍼 프로세스(스텝4)의 상세한 흐름도다. 스텝S11(산화)에서는, 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝S12(CVD)에서는, 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝S13(전극형성)에서는, 웨이퍼 위에 전극을 증착 또는 다른 공지의 방법에 의해 형성한다. 스텝S14(이온주입)에서는, 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝S15(레지스트 처리)에서는, 웨이퍼에 감광재를 도포한다. 스텝16(노광)에서는, 상기의 노광 장치(1)를 사용하고, 레티클의 회로 패턴을 거쳐서 웨이퍼를 노광한 다. 스텝S17(현상)에서는, 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝S18(에칭)에서는, 현상한 레지스트 상 이외의 부분을 깎아낸다. 스텝S19(레지스트 박리)에서는, 에칭 후 불필요해진 레지스트를 제거한다. 이것들의 스텝을 반복함으로써, 웨이퍼 위에 다중 회로 패턴이 형성된다. 이러한 디바이스 제조 방법에 의하면, 이전보다 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다. 이렇게, 본 발명은, 노광 장치(1)를 사용하는 디바이스 제조 방법, 및 그 방법에 의해 제조된 디바이스를 커버한다.
본 발명은, 상기 예시적 실시예들에 한정되지 않고, 여러 가지 변경 및 수정을 본 발명의 사상 및 범위 내에서 할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위를 대중에게 통지하도록, 다음을 청구한다.
본 발명은 이상의 실시예에 의하면, 전사 정밀도 및 스루풋이 우수한 노광 장치를 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판을 보유하도록 구성된 이동가능한 기판 스테이지와,
    레티클로부터의 빛을 투영하고, 상기 기판에 대향하는 최종광학소자를 구비한 투영 광학계와,
    상기 기판에 대향하는 대향면을 갖는 노즐부재를 구비하는 노광장치에 있어서,
    상기 노광장치는, 상기 레티클과, 상기 투영 광학계와, 상기 투영 광학계의 최종면과 상기 기판간의 틈새에 채워진 액체를 거쳐서 상기 기판을 노광하고,
    상기 노즐부재의 대향면은,
    상기 틈새에 액체를 공급하고 상기 최종광학소자의 광축에 직교하는 면에 실질적으로 평행하게 설치된 공급구와,
    그 틈새로부터 그 액체를 회수하도록 구성되고, 상기 공급구보다 상기 광축으로부터 멀리 설치된 제1회수구와,
    상기 공급구와 상기 제1회수구 사이에 설치되되, 그 광축에 직교하는 면에 실질적으로 평행한 제1 부분과, 상기 공급구와 상기 제1 부분 사이에 설치되어 상기 광축에 근접할수록 상기 기판에 근접하는 경사면을 가지는 제2 부분을 구비하는 섹션을 포함하고,
    상기 제1 부분과 상기 기판간의 제1 거리는 상기 공급구와 상기 기판간의 제 2 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 제 2 부분은, 상기 액체에 관해 친액성인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회수구는, 상기 광축에 직교하는 면에 실질적으로 평행하고, 상기 제1 회수구와 상기 기판과의 거리는, 상기 제2 거리와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향면은,
    상기 틈새로부터 상기 액체를 회수하도록 구성되고, 상기 제 1 회수구보다 상기 광축으로부터 멀게 설치된 제2 회수구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 회수구와 상기 제2 회수구는, 상기 광축에 직교하는 면에 실질적으로 평행하고, 상기 제1 회수구와 상기 기판과의 거리와 상기 제2 회수구와 상기 기판과의 거리 중 적어도 한쪽은, 상기 제1 거리보다 짧은 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향면은,
    상기 제 1 부분과 상기 제 1 회수구 사이에 설치되고, 상기 기판에 대해 오목한 오목부를 갖는 제 3 부분을 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 대향면은,
    상기 제 1 회수구와 상기 제 2 회수구 사이에 설치되고, 상기 기판에 대해 오목한 오목부를 갖는 제 4 부분을 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 오목부는 액체에 관해 발액성인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 오목부는 액체에 관해 발액성인 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회수구는, 광축에 평행하게 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 회수구는, 광축에 평행하게 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노광장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 대향면은,
    상기 기판을 향하여 기체를 방출하도록 구성되고, 상기 제 1 회수구보다 광축으로부터 멀리 설치된, 기체 방출구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 오목부에 접한 공간의 기압을 조정하도록 구성된 기체 유로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기체 유로를 통한, 상기 공간으로의 불활성 가스의 공급 또는 상기 공간으로부터의 가스의 회수를 행하도록 구성된 기구를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  15. 청구항 1의 노광장치를 사용하여 기판을 노광하는 스텝과,
    상기 노광된 기판을 현상하는 스텝과,
    상기 현상된 기판을 처리하여 디바이스를 제조하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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