KR20080017299A - Measuring apparatus and exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
기판 스테이지(4)는 액체(LQ)를 통해 노광광이 조사되는 기판을 유지한다. 계측 장치(30)는 노광광에 관한 정보를 계측하는 것이며, 기판 스테이지(4)에 대하여 착탈 가능한 수광계를 갖는다. 수광계는 기판 스테이지(4)에 유지된 상태에서 액체(LQ)를 통해 노광광을 수광한다.The substrate stage 4 holds a substrate to which exposure light is irradiated through the liquid LQ. The measurement apparatus 30 measures the information regarding exposure light, and has a light-receiving system detachable with respect to the board | substrate stage 4. The light receiving system receives the exposure light through the liquid LQ while being held by the substrate stage 4.
Description
본 발명은 노광광에 관한 정보를 계측하는 계측 장치 및 액체를 통해 기판을 노광하는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a measuring apparatus for measuring information relating to exposure light and an exposure apparatus for exposing a substrate through a liquid and a device manufacturing method.
본원은 2005년 6월 22일에 출원된 일본 특허 출원 제2005-181712호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2005-181712 for which it applied on June 22, 2005, and uses the content here.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스(전자 디바이스 등) 제조 공정 중 하나인 포토리소그래피 공정에서는 패턴상을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치가 이용된다. 마이크로 디바이스의 제조 라인에 있어서, 복수의 노광 장치를 병용하는 경우, 각 노광 장치에서 제조되는 제품의 변동 등을 저감하기 위해, 각 노광 장치 사이의 노광량(도우즈량)을 매칭시켜야 한다. 하기 특허 문헌에는 복수의 노광 장치 사이에서의 상대 조도를 계측 가능한 조도계를 이용하여, 각 노광 장치사이의 노광량을 매칭시키는 기술의 일례가 개시되어 있다.In the photolithography process which is one of the manufacturing processes of micro devices (electronic devices etc.), such as a semiconductor device, the exposure apparatus which exposes a pattern image on a photosensitive substrate is used. In the manufacturing line of a micro device, when using a some exposure apparatus together, exposure amount (the dose amount) between each exposure apparatus must be matched in order to reduce the fluctuation | variation of the product manufactured by each exposure apparatus, etc. The following patent document discloses an example of a technique for matching exposure amounts between exposure apparatuses using an illuminometer that can measure relative illuminance between a plurality of exposure apparatuses.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제10-92722호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-92722
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평성 제11-260706호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-260706
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 제2001-338868호 공보[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-338868
그런데, 노광 장치의 한층 높은 고해상도화 등을 목적으로 하여, 액체를 통해 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 안출되고 있지만, 마이크로 디바이스의 제조라인으로 복수의 액침 노광 장치를 병용하는 경우에 있어서도 각 액침 노광 장치 사이의 노광량을 매칭시켜야 한다. 그 때문에, 복수의 액침 노광 장치 각각의 노광광에 관한 정보를 원활하게 계측할 수 있는 기술의 안출이 요구된다.By the way, although the immersion exposure apparatus which exposes a board | substrate through a liquid is aimed at the purpose of the higher resolution of an exposure apparatus, etc., each immersion exposure is also carried out also when using a some liquid immersion exposure apparatus in a microdevice manufacturing line. The exposure doses between the devices must be matched. Therefore, the release of the technology which can measure the information about exposure light of each of several liquid immersion exposure apparatus smoothly is calculated | required.
본 발명은 이러한 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 복수의 액침 노광 장치 각각의 노광광에 관한 정보를 원활하게 계측할 수 있는 계측 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 계측 장치에 의해 노광광에 관한 정보가 계측되는 노광 장치 및 그 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of such a situation, and an object of this invention is to provide the measuring apparatus which can measure the information about the exposure light of each liquid immersion exposure apparatus smoothly. Moreover, it aims at providing the exposure apparatus which the information regarding exposure light is measured by this measuring apparatus, and the device manufacturing method using this exposure apparatus.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 각 도면에 대응한 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 붙은 괄호가 쳐져 있는 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.In order to solve the said subject, this invention employ | adopts the following structures corresponding to each figure shown in embodiment. However, the symbols in parentheses attached to each element are only examples of the element and do not limit each element.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 노광광(EL)에 관한 정보를 계측하는 계측 장치로서, 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)이 조사되는 기판(P)을 유지하는 기판 스테이지(4)에 대하여 착탈 가능한 동시에 기판 스테이지(4)에 유지된 상태에서 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)을 수광하는 수광계(32)를 구비하는 계측 장치가 제공된다.According to the 1st aspect of this invention, the measurement apparatus which measures the information regarding exposure light EL, The
본 발명의 제1 형태에 따르면, 예컨대 복수의 액침 노광 장치 각각의 노광광에 관한 정보를 액체를 통해 원활하게 계측할 수 있다.According to the first aspect of the present invention, for example, information about exposure light of each of the plurality of liquid immersion exposure apparatuses can be measured smoothly through a liquid.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)으로 기판(P)을 노광하는 노광 장치에 있어서, 상기 형태의 계측 장치(30)를 착탈 가능하게 유지하는 가동체(4)를 구비하는 노광 장치(EX)가 제공된다.According to the 2nd aspect of this invention, in the exposure apparatus which exposes the board | substrate P with exposure light EL via liquid LQ, the movable body which detachably holds the
본 발명의 제2 형태에 따르면, 상기 형태의 계측 장치의 계측 결과를 이용하여 노광 처리를 정밀도 좋게 행할 수 있다. According to the 2nd aspect of this invention, an exposure process can be performed precisely using the measurement result of the measuring apparatus of the said aspect.
본 발명의 제3의 형태에 따르면, 상기 형태의 노광 장치(EX)를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.According to the 3rd aspect of this invention, the device manufacturing method using the exposure apparatus EX of the said aspect is provided.
본 발명의 제3 형태에 따르면, 노광 처리를 정밀도 좋게 행할 수 있는 노광 장치를 이용하여 디바이스를 제조할 수 있다.According to the 3rd aspect of this invention, a device can be manufactured using the exposure apparatus which can perform an exposure process with high precision.
도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치를 도시한 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram showing an exposure apparatus according to a first embodiment.
도 2는 제1 실시형태에 따른 계측 장치를 도시한 측단면도.2 is a side cross-sectional view showing a measurement device according to a first embodiment.
도 3은 제1 실시형태에 따른 계측 장치를 도시한 평면도.3 is a plan view of the measurement device according to the first embodiment.
도 4는 계측 장치를 이용한 계측 순서의 일례를 설명하기 위한 흐름도.4 is a flowchart for explaining an example of a measurement procedure using the measurement device.
도 5는 계측 장치를 이용한 계측 동작의 일례를 도시한 모식도.5 is a schematic diagram illustrating an example of a measurement operation using a measurement device.
도 6은 계측 장치를 이용한 계측 동작의 일례를 도시한 모식도.6 is a schematic diagram illustrating an example of a measurement operation using a measurement device.
도 7은 제2 실시형태에 따른 계측 장치를 도시한 측단면도.7 is a side sectional view showing a measurement device according to a second embodiment;
도 8은 제3 실시형태에 따른 계측 장치를 도시한 측단면도.8 is a side sectional view showing a measurement device according to a third embodiment;
도 9는 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 설명하기 위한 흐름도.9 is a flowchart for explaining an example of a manufacturing process of a micro device;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 액침 기구 4 : 기판 스테이지1: liquid immersion mechanism 4: substrate stage
4F : 상면(제3면) 4H : 기판 홀더4F: upper surface (third surface) 4H: substrate holder
4S : 내측면 8 : 반송 장치4S: inner side 8: conveying device
30 : 조도 센서(계측 장치) 31 : 기재30: illuminance sensor (measurement device) 31: substrate
32 : 수광계 33 : 투과 부재32: light receiving system 33: transmission member
34 : 수광 소자(수광기) 35 : 회로 소자(유지 장치)34: light receiving element (light receiver) 35: circuit element (holding device)
35' : 회로 소자(송신 장치) 36 : 내부 공간35 ': circuit element (transmission device) 36: internal space
37 : 상면 37A : 제1면37:
37B : 제2면 40 : 측면37B: second side 40: side
41 : 막 58 : 단차41: membrane 58: step
EL : 노광광 EX : 노광 장치EL: Exposure light EX: Exposure device
G, G' : 갭 LQ : 액체G, G ': gap LQ: liquid
LR : 액침 영역 P : 기판LR: liquid immersion area P: substrate
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대해서 설명한다. 그리고, 수평면 내에서의 소정 방향을 X축 방향, 수평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향의 각각에 직교하는 방향(즉 수직 방향)을 Z축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축 및 Z축 둘레의 회전(경사) 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although embodiment of this invention is described referring drawings, this invention is not limited to this. In addition, in the following description, the XYZ rectangular coordinate system is set and the positional relationship of each member is demonstrated, referring this XYZ rectangular coordinate system. The Z-axis direction is defined as the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane, orthogonal to each of the Y-axis direction, the X-axis direction and the Y-axis direction. It is done. In addition, the rotation (inclination) directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
<제1 실시형태>First Embodiment
제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치(EX)를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1에 있어서, 노광 장치(EX)는 마스크(M)를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지(3)와, 기판(P)을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지(4)와, 마스크 스테이지(3)에 유지되어 있는 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 조명 광학계(IL)와, 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M)의 패턴상을 기판(P) 상에 투영하는 투영 광학계(PL)와, 노광 장치(EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(7)를 구비하고 있다. 또한, 노광 장치(EX)는, 예컨대 일본 특허 공개 평성 제7-240366호 공보(대응 미국 특허 제6,707,528호)에 개시되어 있는 기판 스테이지(4)에 대하여 기판(P)을 반송하는 반송 장치(8)를 구비하고 있다.The first embodiment will be described. FIG. 1: is a schematic block diagram which shows the exposure apparatus EX which concerns on 1st Embodiment. In FIG. 1, the exposure apparatus EX is hold | maintained in the mask stage 3 which can move and hold the mask M, the
또한, 여기서 말하는 기판은 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재(레지스트)를 도포한 것을 포함하고, 마스크는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 마스크로서 투과형 마스크를 이용하지만, 반사형 마스크를 이용하여도 좋다.In addition, the board | substrate here includes what apply | coated the photosensitive material (resist) on the base material, such as a semiconductor wafer, and the mask contains the reticle in which the device pattern to be reduced-projected on the board | substrate was formed. In this embodiment, a transmissive mask is used as the mask, but a reflective mask may be used.
본 실시형태의 노광 장치(EX)는 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시키는 동시에 초점 심도를 실질적으로 넓히기 위해 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 투영 광학계(PL)의 상면측 노광광(EL)의 광로 공간(K)을 액체(LQ)로 채워 기판(P) 상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하는 액침 기구(1)를 구비하고 있다. 노광 장치(EX)는 적어도 마스크(M)의 패턴 상을 기판(P)에 투영하고 있는 사이 액침 기구(1)를 사용하여, 노광광(EL)의 광로 공간(K)을 액체(LQ)로 채운다. 노광 장치(EX)는 투영 광학계(PL)와 광로 공간(K)에 채워진 액체(LQ)를 통해 마스크(M)를 통과한 노광광(EL)을 기판(P) 상에 조사함으로써, 마스크(M)의 패턴 상을 기판(P)에 투영한다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치(EX)는 광로 공간(K)에 채워진 액체(LQ)가 투영 광학계(PL)의 투영 영역(AR)을 포함하는 기판(P) 상의 일부 영역에 투영 영역(AR)보다도 크며, 또한, 기판(P)보다도 작은 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 본 실시형태에 있어서는 액체(LQ)로서 순수를 이용한다.The exposure apparatus EX of the present embodiment is a liquid immersion exposure apparatus in which the immersion method is applied to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and to substantially widen the depth of focus, and the image side exposure light EL of the projection optical system PL is EL. The liquid immersion mechanism 1 is formed by filling the optical path space K of the () with liquid LQ to form the liquid immersion region LR of the liquid LQ on the substrate P. The exposure apparatus EX uses the liquid immersion mechanism 1 while projecting at least the pattern image of the mask M onto the substrate P, thereby converting the optical path space K of the exposure light EL into the liquid LQ. Fill it. The exposure apparatus EX irradiates the substrate M with the exposure light EL passing through the mask M through the liquid LQ filled in the projection optical system PL and the optical path space K. ) Is projected onto the substrate (P). In the exposure apparatus EX of the present embodiment, the liquid region LQ filled in the optical path space K includes the projection region AR in a partial region on the substrate P including the projection region AR of the projection optical system PL. ) And a local liquid immersion method for locally forming the liquid immersion region LR of the liquid LQ smaller than the substrate P. In this embodiment, pure water is used as the liquid LQ.
조명 광학계(IL)는 마스크(M) 상의 소정의 조명 영역을 균일한 조도 분포의 노광광(EL)으로 조명하는 것이다. 조명 광학계(IL)로부터 사출되는 노광광(EL)으로서는, 예컨대 수은 램프로부터 사출되는 휘선(g선, h선, I선) 및 KrF 엑시머 레이저광(파장 248 nm) 등의 원자외광(DUV 광), ArF 엑시머 레이저광(파장 193 nm) 및 F2 레이저광(파장 157 nm) 등의 진공 자외광(VUV 광) 등이 이용된다. 본 실시형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 이용된다.The illumination optical system IL illuminates the predetermined illumination area | region on the mask M with exposure light EL of uniform illuminance distribution. Examples of the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL include ultraviolet rays (g-ray, h-ray, I-ray) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) such as ultraviolet rays emitted from a mercury lamp (DUV light). And vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm). In the present embodiment, an ArF excimer laser light is used.
마스크 스테이지(3)는 선형 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치(3D)의 구동에 의해, 마스크(M)를 유지한 상태에서 X축, Y축 및 θZ 방향으로 이동할 수 있다. 마스크 스테이지(3)[구체적으로는 마스크(M)]의 위치 정보는 레이저 간섭계(3L)에 의해 계측된다. 레이저 간섭계(3L)는 마스크 스테이 지(3) 상에 설치된 이동 거울(3K)을 이용하여 마스크 스테이지(3)의 위치 정보를 계측한다. 제어 장치(7)는 레이저 간섭계(3L)의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치(3D)를 구동하고, 마스크 스테이지(3)에 유지되어 있는 마스크(M)의 위치제어를 행한다.The mask stage 3 can move in the X-axis, Y-axis, and θZ directions while the mask M is held by the driving of the mask
또한, 이동 거울(3K)은 평면 거울만이 아니라 코너 큐브(리트로 리플렉터)를 포함하는 것으로 하여도 좋고, 이동 거울(3K)을 마스크 스테이지(3)에 고정 설치하는 대신에, 예컨대 마스크 스테이지(3)의 단면(측면)을 경면 가공하여 형성되는 반사면을 이용하여도 좋다. 또한, 마스크 스테이지(3)는, 예컨대 일본 특허 공개 평성 제8-130179호 공보(대응 미국 특허 제6,721,034호)에 개시되는 조미동(粗微動) 가능한 구성으로 하여도 좋다.In addition, the moving
투영 광학계(PL)는 마스크(M) 패턴상을 소정의 투영 배율로 기판(P)에 투영하는 것으로서, 복수의 광학 소자를 갖고 있으며, 이들 광학 소자는 경통(鏡筒)(PK)에 의해 유지되어 있다. 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는 그 투영 배율이, 예컨대 1/4, 1/5, 1/8 등의 축소계이며, 전술한 조명 영역과 공역인 투영 영역(AR)에 마스크 패턴의 축소상을 형성한다. 또한, 투영 광학계(PL)는 축소계, 등배계 및 확대계 중 어느 하나라도 좋다. 또한, 투영 광학계(PL)는 반사 광학 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계 중 어떤 것이어도 좋다. 또한, 투영 광학계(PL)는 도립상과 정립상 중 어느 하나를 형성하여도 좋다. 본 실시형태에 있어서는 투영 광학계(PL)의 복수의 광학 소자 중 투영 광학계(PL)의 상면에 가장 가까운 최종 광학 소자(FL)만이 광로 공간(K)의 액체(LQ)와 접촉한다.The projection optical system PL projects the mask M pattern image onto the substrate P at a predetermined projection magnification, and has a plurality of optical elements, which are held by a barrel PK. It is. The projection optical system PL of this embodiment is a reduction system whose projection magnification is 1/4, 1/5, 1/8, etc., and reduces the mask pattern to the projection area | region AR which is conjugate with the above-mentioned illumination area. Form the phase. The projection optical system PL may be any one of a reduction system, an equal magnification system, and an expansion system. The projection optical system PL may be any of a refractometer that does not include a reflective optical element, a reflectometer that does not include a refractive optical element, and a reflection refractometer including a reflective optical element and a refractive optical element. In addition, the projection optical system PL may form either an inverted image or an upright image. In the present embodiment, only the final optical element FL closest to the image plane of the projection optical system PL among the plurality of optical elements of the projection optical system PL contacts the liquid LQ in the optical path space K. FIG.
기판 스테이지(4)는 기판(P)을 유지하는 기판 홀더(4H)를 갖고 있으며, 베이스 부재(5) 상에서 기판 홀더(4H)에 기판(P)을 유지하여 이동할 수 있다. 기판 홀더(4H)는 기판 스테이지(4) 상에 설치된 오목부(4R)에 배치되어 있으며, 기판 스테이지(4) 중 오목부(4R) 이외의 상면(4F)은 기판 홀더(4H)에 유지된 기판(P)의 표면과 대략 동일한 높이(동일한 평면에 있음)가 되는 평탄면으로 되어 있다. 이것은, 예컨대 기판(P)의 노광 동작시 액침 영역(LR)의 일부가 기판(P)의 표면으로부터 비어져 나와 상면(4F)에 형성되기 때문이다. 또한, 기판 스테이지(4)의 상면(4F)의 일부, 예컨대 기판(P)을 둘러싸는 소정 영역[액침 영역(LR)이 비어져 나오는 범위를 포함]만 기판(P)의 표면과 대략 동일한 높이로 하여도 좋다. 기판 스테이지(4)의 상면(4F)은 액체(LQ)에 대하여 발액성을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서는 상면(4F)은, 예컨대 폴리4불화에틸렌[테프론(등록상표)] 등의 불소계 재료 혹은 아크릴계 재료 등의 발액성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 기판 홀더(4H)에 유지된 기판(P)의 표면과 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 사이에 단차가 있어도 좋다. 또한, 기판 홀더(4H)를 기판 스테이지(4)의 일부와 일체로 형성하여도 좋지만, 본 실시형태에서는 기판 홀더(4H)와 기판 스테이지(4)를 따로따로 구성하여, 예컨대 진공 흡착 등에 의해 기판 홀더(4H)를 오목부(4R)에 고정하고 있다.The board |
또한, 기판 스테이지(4)는 기판 홀더(4H)에 유지된 기판(P)의 측면과 대향하는 내측면(4S)을 갖고 있다. 내측면(4S)은 오목부(4R)의 내측면이다. 그리고, 기판 홀더(4H)에 유지된 기판(P)의 측면과 기판 스테이지(4)의 내측면(4S) 사이에는, 예 컨대 0.1∼1 mm 정도의 갭(G)이 형성된다. 갭(G)을 소정값 이하로 함으로써, 기판(P)의 표면과 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 사이로부터 액체(LQ)가 기판 스테이지(4)의 내부 혹은 기판(P)의 이면측에 침입하는 것이 억제되어 있다. 또한, 기판 스테이지(4)의 상면(4F)이 발액성이기 때문에, 이것에 의해서도 갭(G)으로부터 액체(LQ)가 기판 스테이지(4)의 내부 혹은 기판(P)의 이면측에 침입하는 것이 억제되어 있다. 또한, 내측면(4S)이 발액성을 갖고 있어도 좋다.In addition, the
기판 스테이지(4)는 선형 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 기판 스테이지 구동 장치(4D)의 구동에 의해, 기판(P)을 유지한 상태에서 X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6 자유도 방향으로 이동 가능하다. 기판 스테이지(4)[구체적으로는 기판(P)]의 위치 정보는 레이저 간섭계(4L)에 의해 계측된다. 레이저 간섭계(4L)는 기판 스테이지(4)에 설치된 이동 거울(4K)을 이용하여 기판 스테이지(4)의 X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 또한, 기판 스테이지(4)에 유지되어 있는 기판(P) 표면의 면 위치 정보(Z축, θX 및 θY 방향에 관한 위치 정보)는 도시하지 않은 포커스·레벨링 검출계에 의해 검출된다. 제어 장치(7)는 레이저 간섭계(4L)의 계측 결과 및 포커스·레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지 구동 장치(4D)를 구동하고, 기판 스테이지(4)에 유지되어 있는 기판(P)의 위치 제어를 행한다.The
또한, 레이저 간섭계(4L)는 기판 스테이지(4)의 Z축 방향의 위치 및 θX, θY 방향의 회전 정보를 계측할 수 있어도 좋고, 그 상세한 내용은, 예컨대 일본 특허 공표 제2001-510577호 공보(대응 국제 공개 제1999/28790호 팜플렛)에 개시되어 있다. 또한, 이동 거울(4K)을 기판 스테이지(4)에 고정 설치하는 대신에, 예컨대 기판 스테이지(4)의 일부(측면 등)를 경면 가공하여 형성되는 반사면을 이용하여도 좋다.In addition, the
또한, 포커스·레벨링 검출계는 그 복수의 계측점에서 각각 기판(P)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측함으로써, 기판(P)의 θX 및 θY 방향의 경사 정보(회전각)를 검출하는 것이지만, 이 복수의 계측점은 그 적어도 일부가 액침 영역(LR)(또는 투영 영역(AR) 내에 설정되어도 좋고, 혹은 그 전부가 액침 영역(LR)의 외측에 설정되어도 좋다. 또한, 예컨대 레이저 간섭계(4L)가 기판(P)의 Z축, θX 및 θY 방향의 위치 정보를 계측할 수 있을 때는 기판(P)의 노광 동작 중에 그 Z축 방향의 위치 정보가 계측 가능해지도록 포커스·레벨링 검출계를 설치하지 않아도 좋고, 적어도 노광 동작 중에는 레이저 간섭계(4L)의 계측 결과를 이용하여 Z축, θX 및 θY 방향에 관한 기판(P)의 위치 제어를 행하도록 하여도 좋다.The focus leveling detection system detects the inclination information (rotation angle) in the θX and θY directions of the substrate P by measuring the positional information in the Z-axis direction of the substrate P, respectively, at the plurality of measurement points. At least some of these measurement points may be set in the immersion area LR (or projection area AR), or all of them may be set outside the immersion area LR. For example, the
액침 기구(1)는 기판 스테이지(4)에 유지된 기판(P)과, 그 기판(P)과 대향하는 위치에 설치되고, 노광광(EL)이 통과하는 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL) 사이의 광로 공간(K)을 액체(LQ)로 채운다. 액침 기구(1)는 광로 공간(K)의 근방에 설치되고, 광로 공간(K)에 대하여 액체(LQ)를 공급하는 공급구(12) 및 액체(LQ)를 회수하는 회수구(22)를 갖는 노즐 부재(6)와, 공급관(13) 및 노즐 부재(6)의 공급구(12)를 통해 액체(LQ)를 공급하는 액체 공급 장치(11)와, 노즐 부재(6)의 회수구(22) 및 회수관(23)을 통해 액체(LQ)를 회수하는 액체 회수 장치(21)를 구비하고 있다. 노즐 부재(6)는 투영 광학계(PL)의 상면측에 배치되는 적 어도 하나의 광학 소자[본 예에서는 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL)]를 둘러싸도록 설치된 환형 부재이다. 본 실시형태에 있어서는 액체(LQ)를 공급하는 공급구(12) 및 액체(LQ)를 회수하는 회수구(22)는 노즐 부재(6)의 하면(6A)에 형성되어 있다. 또한, 노즐 부재(6)의 내부에는 공급구(12)와 공급관(13)을 접속하는 유로 및 회수구(22)와 회수관(23)을 접속하는 유로가 형성되어 있다. 공급구(12)는 노즐 부재(6)의 하면(6A)에 있어서, 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL)[광로 공간(K)]를 둘러싸도록 복수의 소정 위치의 각각에 설치되어 있다. 또한, 회수구(22)는 노즐 부재(6)의 하면(6A)에 있어서, 최종 광학 소자(FL)에 대하여 공급구(12)보다도 외측에 설치되어 있으며, 최종 광학 소자(FL) 및 공급구(12)를 둘러싸도록 환형으로 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 회수구(22)에는, 예컨대 티탄제 또는 스테인리스강(예컨대 SUS316)제의 메쉬 부재 혹은 세라믹스제의 다공 부재가 배치되어 있다.The liquid immersion mechanism 1 is provided at a position opposite to the substrate P held by the
액체 공급 장치(11) 및 액체 회수 장치(21)의 동작은 제어 장치(7)로 제어된다. 액체 공급 장치(11)는 청정하며 온도 조정된 액체(LQ)를 송출할 수 있으며, 진공계 등을 포함하는 액체 회수 장치(21)는 액체(LQ)를 회수할 수 있다. 제어 장치(7)는 액침 기구(1)를 제어하여, 액체 공급 장치(11)에 의한 액체 공급 동작과 액체 회수 장치(21)에 의한 액체 회수 동작을 병행하여 행함으로써, 광로 공간(K)을 액체(LQ)로 채우고, 기판(P) 상의 일부 영역에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 국소적으로 형성한다.The operation of the
또한, 액침 기구(1)의 구성[노즐 부재(6)의 구조 등]은 전술한 것에 한정되 지 않고, 원하는 액침 영역(LR)이 형성되는 구성이면 좋다. 예컨대, 일본 특허 공개 제2004-289126호 공보(대응 미국 특허 제6,952,253호)에 개시되어 있는 액침 기구를 이용할 수도 있다.In addition, the structure (structure of the
도 2는 노광광(EL)에 관한 정보를 계측하는 계측 장치의 일례를 나타내는 단면도, 도 3은 평면도이다. 본 실시형태에서는 노광광(EL)에 관한 정보를 계측하는 계측 장치로서, 노광광(EL)의 조도를 계측하는 조도 센서를 예로서 설명한다.2 is a cross-sectional view showing an example of a measurement device for measuring information relating to exposure light EL, and FIG. 3 is a plan view. In this embodiment, the illuminance sensor which measures the illuminance of exposure light EL as an measuring device which measures the information regarding exposure light EL is demonstrated as an example.
도 2 및 도 3에 있어서, 조도 센서(30)는 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)의 조도에 관한 정보를 계측하기 위한 것으로서, 기판(P)을 유지할 수 있는 기판 스테이지(4)에 착탈 가능하다. 본 실시형태의 조도 센서(30)는 기판(P)과 대략 동일한 외형을 가진 기판형 센서(웨이퍼형 센서)이며, 기판 스테이지(4)에 설치된 기판 홀더(4H)에 착탈 가능하다. 조도 센서(30)는 기재(31)와, 기재(31)에 유지되고, 노광광(EL)을 액체(LQ)를 통해 수광하는 수광계(32)를 구비하고 있다. 수광계(32)는 노광광(EL)을 투과(통과) 가능한 투과 부재(33)와, 투과 부재(33)를 투과한 노광광(EL)을 수광하는 수광 소자(34)를 갖고 있다. 기재(31)는, 예컨대 스테인리스강 등의 소정의 재료에 의해 형성되어 있다.2 and 3, the
기재(31)는 투과 부재(33)를 유지하는 동시에, 수광 소자(34)를 배치할 수 있는 내부 공간(36)을 갖고 있다. 기재(31)의 상면(37)의 일부에는 오목부(38)가 형성되어 있으며, 그 오목부(38)에 투과 부재(33)가 배치되어 있다. 투과 부재(33)가 기재(31)의 오목부(38)에 배치됨으로써, 내부 공간(36)이 형성된다. 투과 부재(33)는, 예컨대 석영에 의해 형성되어 있으며, 노광광(EL)을 투과할 수 있다(통 과 가능). 그리고, 기재(31)에 유지된 투과 부재(33)의 상면(37A)과, 그 투과 부재(33)를 유지한 기재(31)의 상면(37B)은 대략 동일한 평면에 있다. 이하의 설명에 있어서는 조도 센서(30)의 상면 중 투과 부재(33)에 의해 형성되는 상면(37A)을 적절하게 제1면(37A)으로 칭하고, 기재(31)에 의해 형성되는 상면(37B)을 적절하게 제2면(37B)으로 칭한다. 또한, 제1면(37A) 및 제2면(37B)을 포함하는 조도 센서(30)의 상면 전체를 적절하게 상면(37)으로 칭한다. 제2면(37B)은 제1면(37A)의 주위에 배치되고, 그 제1면(37A)을 둘러싸도록 설치되어 있다.The
내부 공간(36)은 기재(31)와 그 기재(31)에 유지된 투과 부재(33) 사이에 형성되어 있다. 수광 소자(34)는 내부 공간(36)에 배치되어 있다. 투과 부재(31)를 통과한 광[노광광(EL)]은 수광 소자(34)에 도달하고, 수광 소자(34)는 투과 부재(33)를 투과한 광[노광광(EL)]을 수광할 수 있다. 또한, 투과 부재(33)와 수광 소자(34) 사이에 광학계(렌즈계)가 배치되어도 좋다.The
또한, 투영 광학계(PL)의 개구수가 큰 경우[예컨대 개구수(NA)가 1.0 이상인 경우], 투과 부재(33)와 수광 소자(34) 사이에 기체가 존재하면, 노광광(EL)의 일부의 광, 즉 투과 부재(33)에의 입사각이 큰 광이 투과 부재(33)의 하면(광사출면)에 전반사될 가능성이 있다. 따라서, 투과 부재(33)와 수광 소자(34) 사이에 기체가 개재되지 않도록 투과 부재(33)와 수광 소자(34)를 밀착시켜도 좋고, 투과 부재(33)와 수광 소자(34) 사이에 노광광(EL)에 대한 굴절률이 기체(공기)보다도 큰 액체 등을 개재시켜도 좋으며, 혹은 투과 부재(33)의 하면에 수광 소자를 직접 형성(패터닝)하여도 좋다.In addition, when the numerical aperture of the projection optical system PL is large (e.g., when the numerical aperture NA is 1.0 or more), when a gas exists between the
수광 소자(34)는, 예컨대 광변환 소자를 포함하고, 조사된 노광광(EL)의 입사 에너지에 따라서 전기 신호를 출력한다. 수광 소자(34)로서는 광기전력 효과, 쇼트키 효과, 광전자석 효과, 광도전 효과, 광전자 방출 효과 혹은 초전도 효과 등을 이용한 광변환 소자를 이용할 수 있다.The
또한, 조도 센서(30)는 수광 소자(34)에 접속된 회로 소자(35)를 갖고 있다. 회로 소자(35)는 수광 소자(34)에 접속되고, 수광 소자(34)에서 수광한 수광 결과를 유지하는 유지 장치를 구비하고 있다. 회로 소자(35)는 배선을 통해 수광 소자(34)로부터의 신호(조도 신호)가 출력되는 증폭 회로(증폭기), 증폭 회로의 증폭률을 기억한 증폭률 기억 장치, 증폭 회로에서 증폭된 조도 신호의 피크값을 홀드하는 피크 홀드 회로, 수광 소자(34)로부터 출력된 신호를 기억하는 기억 소자 등을 갖는다.In addition, the
조도 센서(30)의 주변 영역은 액체(LQ)에 대하여 발액성[액체(LQ)와의 접촉각이 90° 이상]을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서는 조도 센서(30)의 제2면(37B)이 발액성을 갖고 있다. 제2면(37B)에는 발액성을 갖는 막(41)이 형성되고, 이 막(41)에 의해, 제2면(37B)에 발액성이 부여되어 있다. 막(41)은, 예컨대 폴리4불화에틸렌[테프론(등록상표)] 등의 불소계 재료 혹은 아크릴계 재료를 포함한다. 한편, 제1면(37A)에는 막(41)은 형성되지 않는다. 또한, 조도 센서(30)[기재(31)]의 측면(40)에도 발액성 막을 형성하고, 제2면(37B) 및 측면(40)의 각각이 액체(LQ)에 대하여 발액성을 갖도록 하여도 좋다.The peripheral region of the
다음에, 전술한 구성을 갖는 조도 센서(30)를 이용하여 노광광(EL)의 조도를 계측하는 순서에 대해서 도 4의 흐름도를 참조하면서 설명한다.Next, the procedure of measuring the illuminance of exposure light EL using the
전술한 바와 같이, 조도 센서(30)는 기판(P)과 대략 동일한 외형을 갖고 있으며, 반송 장치(8)는 기판 스테이지(4)에 대하여 조도 센서(30)를 반송할 수 있다. 노광광(EL)의 조도를 조도 센서(30)를 이용하여 계측하기 위해, 제어 장치(7)는 반송 장치(8)를 이용하여, 조도 센서(30)를 기판 스테이지(4)의 기판 홀더(4H)에 반입(로드)한다(단계 SA1). 제어 장치(7)는 반송 장치(8)에 의해 반입된 조도 센서(30)를 기판 홀더(4H)로 유지한다. 기판 홀더(4H)는 조도 센서(30)의 하면(43)을 유지한다(단계 SA2).As mentioned above, the
도 5는 기판 홀더(4H)에 유지된 상태의 조도 센서(30)를 도시하는 도면이다. 본 실시형태의 기판 홀더(4H)는 기재(50)와, 기재(50)의 상면에 설치되고, 조도 센서(30)의 하면(43)을 지지하는 복수의 핀형 부재로 이루어지는 지지부(51)와, 조도 센서(30)의 하면(43)과 대향하는 상면을 가지며, 지지부(51)를 둘러싸도록 설치된 주벽부(림부)(52)를 구비하고 있다. 또한, 기재(50)의 상면에는 도시하지 않은 진공계와 접속된 흡기구(53)가 설치되어 있다. 제어 장치(7)는 진공계를 구동하고, 기재(50)와 주벽부(52)와 지지부(51)에 지지된 조도 센서(30)의 하면(43)으로 형성되는 공간(54)의 기체를 흡기구(53)를 통해 흡인함으로써, 그 공간(54)을 부압으로 함으로써, 조도 센서(30)의 하면(43)을 지지부(51)에 흡착 유지한다. 즉, 본 실시형태의 기판 홀더(4H)는 소위 핀척 기구를 구비하고, 조도 센서(30) 및 기판(P)의 각각을 흡착 유지할 수 있다. 또한, 제어 장치(7)는 흡기구(53)를 통한 흡인 동작을 해제함으로써, 기판 홀더(4H)에 대하여 조도 센서(30)[기판(P)]를 분리할 수 있 다. 이와 같이, 기판 스테이지(4)에 설치된 기판 홀더(4H)는 조도 센서(30) 및 기판(P)의 각각을 착탈 가능하게 유지한다.FIG. 5 is a diagram illustrating the
기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 상면(37)[제2면(37B)] 주위에는 기판 스테이지(4)의 상면(4F)이 배치된다. 조도 센서(30)의 상면(37)[제2면(37B)]과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)은 대략 동일한 평면에 있다. 또한, 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 측면(40)과 대향하는 위치에는 기판 스테이지(4) 오목부(4R)의 내측면(4S)이 배치되어 있다. 조도 센서(30)의 측면(40)과 기판 스테이지(4)의 내측면(4S) 사이에는 소정의 갭(G')이 형성되어 있다. 조도 센서(30)는 기판(P)과 대략 동일한 외형을 갖고 있기 때문에, 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 측면(40)과 기판 스테이지(4)의 내측면(4S) 사이에 형성되는 갭(G')와, 기판 홀더(4H)에 유지된 기판(P)의 측면과 기판 스테이지(4)의 내측면(4S) 사이에 형성되는 갭(G)은 대략 동일(0.1∼1 mm 정도)하다. 따라서, 조도 센서(30)의 상면(37)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 사이로부터 액체(LQ)가 기판 스테이지(4)의 내부 혹은 조도 센서(30)의 하면(43)측에 침입하는 것이 억제되어 있다. 또한, 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 및 조도 센서(30)의 상면(37) 주변 영역인 제2면(37B)은 발액성이기 때문에, 액체(LQ)가 기판 스테이지(4)의 내부 혹은 조도 센서(30)의 하면(43)측에 침입하는 것이 억제되어 있다. 또한, 내측면(4S) 및/또는 측면(40)이 발액성을 갖고 있으면, 보다 확실하게 액체(LQ)의 침입을 방지할 수 있다.The
기판 홀더(4H)에 조도 센서(30)를 유지한 후, 제어 장치(7)는 기판 스테이지(4)를 제어하여, 기판 스테이지(4)의 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)를 계측 위치로 이동한다(단계 SA3). 즉, 제어 장치(7)는 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL)와 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 투과 부재(33)의 상면인 제1면(37A)이 대향하도록 기판 스테이지(4)를 움직인다. 그리고, 제어 장치(7)는 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL)와 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 제1면(37A)을 대향시킨 상태에서 액침 기구(1)를 이용하여, 조도 센서(30)의 제1면(37A)에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하는 동작을 시작한다. 즉, 액침 기구(1)는 액침 영역(LR)을 형성하기 위한 공급구(12)로부터 액체(LQ)의 공급 동작을 조도 센서(30)의 상면(37)[제1면(37A)]에 있어서 시작한다(단계 SA4). 이하의 설명에 있어서는 액체(LQ)가 존재하지 않는 초기 상태(빔의 상태)에 있어서의 광로 공간(K)을 액체(LQ)로 채우기 위해, 그 광로 공간(K)에 대하여 액체(LQ)를 공급하는 동작을 적절하게, 초기 채움 동작이라고 칭한다. 즉, 초기 채움 동작이란, 액체(LQ)가 없는 상태의 상면(37)에 대하여 액체(LQ)를 공급함으로써, 그 상면(37)에 액침 영역(LR)을 형성하는 동작을 말한다.After holding the
초기 채움 동작을 시작할 때, 제어 장치(7)는 기판 스테이지(4)를 대략 정지한다. 즉, 제어 장치(7)는 액침 기구(1)를 이용하여 액침 영역(LR)을 형성하기 위한 초기 채움 동작을 시작할 때, 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL)와 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)와의 상대 위치를 유지한다. 그리고, 제어 장치(7)는 기판 스테이지(4)를 대략 정지한 상태에서 액침 기구(1)에 의한 액체(LQ)의 공급 동작과 회수 동작을 병행하여 행함으로써, 도 5에 도시하는 바와 같이, 조도 센서(30)의 제1면(37A)에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성한다.When starting the initial filling operation, the
그리고, 제어 장치(7)는 기판 스테이지(4)의 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 제1면(37A)에 액침 영역(LR)을 형성한 상태에서 조명 광학계(IL)로부터 노광광(EL)을 사출한다. 노광광(EL)은 투영 광학계(PL) 및 액체(LQ)를 통해 기판 홀더(4H)에 유지되어 있는 조도 센서(30)에 조사된다. 조도 센서(30)는 기판 스테이지(4)의 기판 홀더(4H)에 유지된 상태에서 수광계(32)에 의해 노광광(EL)을 액체(LQ)를 통해 수광한다. 조도 센서(30)는 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)을 수광함으로써, 노광광(EL)의 조도에 관한 정보를 계측한다(단계 SA5). 수광계(32)의 수광 소자(34)에서 수광한 수광 결과는 회로 소자(35)에 유지(기억)된다(단계 SA6).And the
또한, 제어 장치(7)는 조도 센서(30)를 이용하여 노광광(EL)의 조도를 계측할 때, 조도 센서(30)의 수광면[제1면(37A)]과 투영 광학계(PL) 및 액체(LQ)를 통해 형성되는 상면이 대략 일치하도록 이들의 위치 관계를 조정한다. 또한, 제어 장치(7)는 조도 센서(30)를 이용하여 노광광(EL)의 조도를 계측하고 있을 때, 액침 기구(1)에 의한 액체(LQ)의 공급 동작과 회수 동작을 병행하여 행한다. 이것에 의해, 항상 청정하고 온도 조정된 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성할 수 있고, 조도 센서(30)는 그 청정하고 온도 조정된 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)을 수광 소자(34)로 수광할 수 있다. 또한, 제어 장치(7)는 조도 센서(30)가 노광광(EL)의 조도를 계측하고 있을 때, 기판 스테이지(4)를 대략 정지하고 있으며, 투영 광학계(PL)의 최종 광학 소자(FL)와 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)와의 상대 위치, 구체적으로는 액침 영역(LR)과 투과 부재(33)와의 상대 위치를 유지한다.In addition, when the
투과 부재(33)의 제1면(37A)의 크기는 액침 영역(LR)의 크기보다 충분히 크 고, 액침 영역(LR)은 투과 부재(33)의 제1면(37A)의 내측에 원활하게 형성할 수 있다. 형성되는 액침 영역(LR)의 크기를 미리 실험 혹은 시뮬레이션에 의해 구해 둠으로써, 액침 영역(LR)보다도 큰 제1면(37A)을 갖는 투과 부재(33)를 조도 센서(30)에 설치할 수 있다. 또한, 액침 기구(1)에 의한 액체 공급 동작 및/또는 회수동작 혹은 노즐 부재(6)의 형태를 적절하게 조정함으로써, 투과 부재(33)의 제1면(37A)보다도 작은 액침 영역(LR)을 형성하도록 하여도 좋다.The size of the
또한, 본 실시형태에 있어서는 투과 부재(33)[상면(37)A]는 도 3에 도시하는 바와 같이 대략 원형의 외형을 갖고 있지만, 액침 영역(LR)의 형상 및/또는 크기에 맞추어 다른 형상으로 할 수도 있다.In addition, in this embodiment, although the permeation | transmission member 33 (
본 실시형태에 있어서는 투과 부재(33)의 제1면(37A) 주위에 배치된 기재(31)의 제2면(37B)에는 발액성 막(41)이 형성되어 있기 때문에, 투과 부재(33)의 제1면(37A)에 형성된 액침 영역(LR)의 액체(LQ)가 제1면(37A)의 외측으로 유출되는 것이 억제되어 있다.In the present embodiment, since the liquid-
또한, 액체(LQ)의 액침 영역(LR)이 형성되는 투과 부재(33)의 제1면(37A)에는 발액성 막(41)이 형성되어 있지 않기 때문에, 계측 정밀도의 열화를 억지할 수 있다. 즉, 발액성 막(41)은 노광광(EL)의 조사에 의해 열화될 가능성이 있기 때문에, 노광광(EL)이 조사되는 투과 부재(33)의 제1면(37A)에 발액성 막(41)을 형성시켜 두면, 노광광(EL)의 조사에 의해, 막(41)의 상태가 변화될 가능성이 있다. 막(41)의 상태가 변화된 경우, 수광 소자(34)에 도달하는 노광광(EL)의 조도(광량)가 변화되는 등, 수광 소자(34)의 수광 상태가 변화될 가능성이 있다. 또한, 노광 광(EL)의 조사에 의해 막(41)의 표면이 거칠어진 경우, 그 막(41)에 조사된 노광광(EL)이 산란될 가능성도 있다. 이러한 상황이 발생한 경우, 조도 센서(30)의 계측정밀도의 열화를 초래할 가능성이 있다. 본 실시형태에 있어서는 액침 영역(LR)이 형성되고, 노광광(EL)이 조사되는 투과 부재(33)의 제1면(37A)에는 막(41)을 형성하지 않음으로써, 전술한 문제점의 발생을 억제할 수 있다.In addition, since the liquid-
또한, 투과 부재(33)의 제1면(37A)에는 막(41)이 형성되어 있지 않지만, 액침 영역(LR)은 조도 센서(30)의 투과 부재(33)의 제1면(37A)보다도 작고, 또한, 투과 부재(33)의 제1면(37A)에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하고 있을 때에는 액침 영역(LR)과 투과 부재(33)의 제1면(37A)과의 상대 위치는 유지되어 있기 때문에[기판 스테이지(4)는 대략 정지하고 있기 때문에], 조도 센서(30)의 제1면(37A)으로부터 액침 영역(LR)의 액체(LQ)가 유출되는 것이 억제되어 있다.In addition, although the
조도 센서(30)를 이용한 계측이 종료된 후, 제어 장치(7)는 액침 영역(LR)을 조도 센서(30)의 상면(37)으로부터 제거한다. 액침 영역(LR)을 조도 센서(30)의 상면(37)으로부터 제거하는 경우에는, 제어 장치(7)는 공급구(12)를 통한 액체 공급 동작을 정지하고, 회수구(22)를 통한 액체 회수 동작을 소정 시간 계속한다. 이것에 의해, 액침 영역(LR)의 액체(LQ)를 전부 회수(제거)할 수 있다(단계 SA7). 이하의 설명에 있어서는 광로 공간(K)을 채우고 있는 액체(LQ)[액침 영역(LR)의 액체(LQ)]를 전부 회수하는 동작을 적절하게 「전(全)회수 동작」이라고 칭한다.After the measurement using the
또한, 제1면(37A)은 발액성을 갖고 있지 않기 때문에, 전회수 동작을 실행한 후에, 제1면(37A)에 액체(LQ)의 박막 혹은 미소한 물방울이 잔류할 가능성이 있지 만, 제어 장치(7)는 노즐 부재(6)의 회수구(22)로부터의 액체(LQ)의 회수량이 소정량 이하(대략 0)가 된 시점에서 액침 기구(1)의 전회수 동작이 완료되었다고 판단한다.In addition, since the
액침 영역(LR)의 액체(LQ)를 전부 회수한 후, 제어 장치(7)는 반송 장치(8)를 이용하여, 조도 센서(30)를 기판 스테이지(4)로부터 반출(언로드)한다(단계 SA8).After all the liquid LQ of the liquid immersion region LR is recovered, the
기판 스테이지(4)로부터 언로드된 조도 센서(30)는 유지 장치(기억 장치)(35)에 기억 유지한 기억 정보가 소정 위치에 배치된 해석 장치에 추출(독출)된다(단계 SA9).The
본 실시형태의 마이크로 디바이스(반도체 장치)의 제조 시스템에 있어서는 도 6의 모식도에 도시하는 바와 같이, 복수의 액침 노광 장치(EX1∼EX4)가 병용된다. 이들 복수의 노광 장치(EX1∼EX4)는 동일한 호스트 컴퓨터 EM에 접속되어 있으며, 각각의 가동 상황 등이 모니터되고, 생산 관리되어 있다. 이들의 각 노광 장치(EX1∼EX4)의 조도가 기준 조도계로서의 조도 센서(30)에 의해 계측되고, 노광 장치 사이의 노광량을 매칭 등 시키기 위해 사용된다. 따라서, 조도 센서(30)의 회로 소자(35)에 기억 유지된 기억 정보는 호스트 컴퓨터 EM에 접속된 해석 장치에서 추출된다.In the manufacturing system of the microdevice (semiconductor apparatus) of this embodiment, as shown in the schematic diagram of FIG. 6, some liquid immersion exposure apparatus EX1-EX4 is used together. These plurality of exposure apparatuses EX1-EX4 are connected to the same host computer EM, and each operation state is monitored, and production management is carried out. The illuminance of each of these exposure apparatuses EX1-EX4 is measured by the
또한, 도 6의 모식도에 있어서는 각 노광 장치(EX1∼EX4)에서의 계측이 완료된 후에, 호스트 컴퓨터 EM에 접속된 해석 장치에서 각 노광 장치에서의 계측 결과를 추출하기 때문에, 조도 센서(30)에 계측 데이터와 함께, 어느 노광 장치의 계측 데이터인지를 나타내는 정보를 유지하여도 좋다.In addition, in the schematic diagram of FIG. 6, after the measurement by each exposure apparatus EX1-EX4 is completed, the measurement result in each exposure apparatus is extracted by the analyzer connected to host computer EM, In addition to the measurement data, information indicating which exposure device measurement data may be retained.
또한, 도 6의 모식도에 있어서는 각 노광 장치(EX1∼EX4)에서의 계측이 완료된 후에, 호스트 컴퓨터 EM에 접속된 해석 장치로 각 노광 장치에서의 계측 결과를 추출하고 있지만, 하나의 노광 장치에서의 계측 완료마다 소정 위치에 배치된 해석장치로 조도 센서(30)에 유지된 계측 데이터를 추출하여, 호스트 컴퓨터 EM에 송출하여도 좋다. 이 경우, 해석 장치로부터 호스트 컴퓨터에 계측 데이터를 송출할 때에, 어느 노광 장치의 계측 데이터인지를 나타내는 정보를 함께 송출하여도 좋다.In addition, in the schematic diagram of FIG. 6, after the measurement by each exposure apparatus EX1-EX4 is completed, the measurement result in each exposure apparatus is extracted with the analyzer connected to the host computer EM, The measurement data held in the
또한, 조도 센서(30)가 그 계측 데이터를 제어 장치(7)에 무선 전송하고, 제어 장치(7)가 노광 장치의 식별 정보(예컨대 호기 번호 등)에 대응하여 그 계측 데이터를 호스트 컴퓨터 EM에 송출하여도 좋다. 또한, 도 6의 제조 시스템은 4대의 액침 노광 장치(EX1∼EX4)를 구비하는 것으로 하였지만, 노광 장치의 대수, 종류는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 액침형이 아닌 통상의 노광 장치를 포함하는 것으로 하여도 좋다.In addition, the
또한, 2개의 노광 장치 사이에 있어서의 조도 센서(30)의 반송은 기판(P)을 반송하는 반송 시스템을 이용하여도 좋고, 오퍼레이터가 행하여도 좋다.In addition, the conveyance of the
또한, 각 노광 장치(EX1∼EX4) 각각의 기판 스테이지(4) 상에는 상설한 조도 센서(도시되지 않음)가 설치되어 있다. 상설한 조도 센서의 계측 결과를 착탈 가능한 조도 센서(30)의 계측 결과를 이용하여 보정함으로써, 상설한 조도 센서의 계측 결과로부터, 다른 노광 장치와의 대응이 취해진 조도를 도출할 수 있다.Moreover, the illuminance sensor (not shown) which is standing on the board |
이상 설명한 바와 같이, 기판 스테이지(4)에 대하여 착탈 가능한 조도 센 서(30)에 의해, 각 노광 장치 사이의 조도에 관한 정보를 액체(LQ)를 통해 원활하게 계측할 수 있다. 그리고, 반송 장치(8)를 이용하여, 기판 스테이지(4)에 대하여 조도 센서(30)를 원활하게 반송할 수 있다. 기판 스테이지(4)의 근방에는 투영 광학계(PL) 및 각종 정밀 기기(부재)가 배치되어 있기 때문에, 예컨대 작업자가 수동에 의해 조도 센서(30)를 기판 스테이지(4)에 착탈하는 구성의 경우, 원활한 작업을 행하는 것이 어려워지거나, 정밀 기기 등에 결함을 생기게 하거나, 노광 장치가 놓여져 있는 환경(클린도, 온도, 습도 등)을 변동시키는 등의 문제점이 생긴다. 본 실시형태에서는 조도 센서(30)를 기판(P)과 대략 동일한 외형으로 하고, 기판(P)을 기판 홀더(4H)에 로드·언로드하는 반송 장치(8)를 이용하여, 그 조도 센서(30)를 기판 홀더(4H)에 대하여 착탈하도록 하였기 때문에, 조도 센서(30)를 기판 스테이지(4)에 원활하게 착탈할 수 있다. 또한, 조도 계측에 따르는 노광 처리의 중단 시간을 짧게 할 수 있기 때문에, 노광 장치(EX)의 가동률을 향상시킬 수 있다.As described above, the
또한, 조도 센서(30)는 기판(P)과 대략 동일한 외형을 갖고 있으며, 기판 홀더(4H)에 대하여 착탈 가능하기 때문에, 기판(P) 상에 액침 영역(LR)을 형성할 때와 대략 동일한 조건(동작)으로 조도 센서(30)의 상면(37)에 액침 영역(LR)을 형성하여 조도에 관한 정보를 계측할 수 있다.Moreover, since the
또한, 투과 부재(33) 중 액침 영역(LR)이 형성되는 제1면(37A)에는 막(41)을 형성하지 않고, 그 제1면(37A)의 주위에 배치된 제2면(37B)에는 막(41)을 형성하였기 때문에, 액체(LQ)의 유출을 억제하여, 조도 센서(30)의 계측 정밀도를 유지할 수 있다.In addition, the
또한, 본 실시형태에 있어서는 초기 채움 동작을 조도 센서(30)의 상면(37)[제1면(37A)]에 있어서 시작하고, 조도 센서(30)가 노광광(EL)을 계측하고 있을 때에도 액침 영역(LR)은 제1면(37A)에 형성되어 있다. 즉, 조도 센서(30)를 이용한 계측 동작 중 액침 영역(LR)은 항상 제1면(37A) 상에 형성되어 있다. 따라서, 투과 부재(33)와 기재(31) 사이에 간극이 있어도 그 간극으로부터 내부 공간(36)에 액체(LQ)가 침입하는 것을 억제할 수 있다.In the present embodiment, the initial filling operation is started on the upper surface 37 (
또한, 조도 센서(30)의 상면(37)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)과의 갭(G')에는 액침 영역(LR)이 형성되지 않기 때문에, 갭(G')을 통해 액체(LQ)가 기판 스테이지(4)의 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 조도 센서(30)의 제2면(37B)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)은 대략 동일 평면에 있으며, 제2면(37B) 및 제2면(37B)의 주위에 배치된 기판 스테이지(4)의 상면(4F)은 발액성이기 때문에, 임시로 액침 영역(LR)이 갭(G')을 걸치도록 형성된 경우에도 액체(LQ)의 유출 등의 문제점의 발생을 억제할 수 있다.In addition, since the liquid immersion region LR is not formed in the gap G 'between the
또한, 초기 채움 동작을 조도 센서(30)의 상면(37)에 있어서 시작하지 않고, 다른 물체의 상면, 예컨대 기판 스테이지(4)의 상면(4F)에서 초기 채움 동작을 시작하며, 그 상면(4F)에 액침 영역(LR)을 형성한 후, 액침 기구(1)에 의한 액체(LQ)의 공급 동작과 회수 동작을 계속하여 행하면서, 기판 스테이지(4)를 XY 평면 내에서 움직이게 하여, 기판 스테이지(4)의 상면(4F)에 형성되어 있는 액침 영역(LR)을 조도 센서(30)의 상면(37)으로 이동하도록 하여도 좋다. 갭(G')은 미소하며, 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 및 조도 센서(30)의 상면(37)[제2면(37B)]은 발액성이기 때문에, 액체(LQ)의 유출 혹은 침입을 방지할 수 있다. 또한, 액침 영역(LR)을 조도 센서(30)의 제2면(37B)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 사이에서 이동하는 경우에 있어서도 액체(LQ)의 유출을 억제하면서 액침 영역(LR)의 이동을 원활하게 행할 수 있다. 또한, 다른 물체는 기판 스테이지(4)와는 독립적으로 움직일 수 있는 계측 스테이지 등이어도 좋다.In addition, the initial filling operation is not started on the
또한, 본 실시형태에 있어서는 조도 센서(30)의 계측 동작이 종료된 후, 조도 센서(30)의 상면(37)에 형성된 액침 영역(LR)의 액체(LQ)의 전회수 동작을 행하고 있지만, 액체(LQ)를 전부 회수하지 않고, 액침 기구(1)에 의한 액체(LQ)의 공급 동작과 회수 동작을 행하면서, 기판 스테이지(4)를 XY 평면 내에서 이동함으로써, 액침 영역(LR)을 조도 센서(30)의 상면(37)으로부터, 예컨대 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 혹은 기판 스테이지(4) 이외의 물체(계측 스테이지 등을 포함) 상으로 이동할 수도 있다.In addition, in this embodiment, after the measurement operation | movement of the
또한, 본 실시형태에 있어서는 수광 소자(34)와 회로 소자(35)가 기재(31)에 일체적으로 설치되어 있지만, 기재(31)에 수광 소자(34)를 설치하고, 회로 소자(35)는 기재(31)의 외측에 설치하여도 좋다. 그리고, 수광 소자(34)와 회로 소자(35)를, 예컨대 유연성을 갖는 접속 케이블로 접속하도록 하여도 좋다. 혹은, 수광 소자(34)와 회로 소자(35) 사이에서 무선 전송을 행하여도 좋다.In addition, in this embodiment, although the
<제2 실시형태>Second Embodiment
다음에, 제2 실시형태에 대해서 도 7을 참조하면서 설명한다. 전술한 실시형태와 동일하거나 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명 을 간략하게 하거나 혹은 생략한다.Next, 2nd Embodiment is described, referring FIG. The same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
도 7에 있어서, 조도 센서(30)는 기재(31)와, 기재(31)에 유지된 투과 부재(33)와, 내부 공간(36)에 배치된 수광 소자(34)와, 수광 소자(34)에 접속된 회로 소자(35')를 구비하고 있다. 본 실시형태의 회로 소자(35')는 수광 소자(34)에 접속되고, 수광 소자(34)에서 수광한 수광 결과를 무선 송신하는 송신 장치를 구비하고 있다. 또한, 노광 장치(EX)는 조도 센서(30)의 회로 소자(송신 장치)(35')로부터 송신된 계측 결과를 포함하는 무선 신호를 수신하는 수신 장치(56)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 조도 센서(30)도 기판(P)과 대략 동일한 외형을 갖고, 기판 홀더(4H)에 착탈 가능하다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 수신 장치(56)에서 수신된 계측 결과가 표시 장치(57)로 표시되도록 되어 있다.In FIG. 7, the
또한, 본 실시형태에 있어서는 조도 센서(30)의 제1면(37A) 및 제2면(37B)의 각각을 포함하는 상면(37) 전체에 막(41')이 형성되어 있다. 막(41')은 발액성을 갖는 동시에 노광광(EL)에 대하여 높은 투과성을 가지며, 노광광(EL)(자외광)에 대하여 내성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 막(41')은 아사히가라스사제 「사이톱」에 의해 형성되어 있다.In addition, in this embodiment, the film 41 'is formed in the whole
이와 같이, 수광 소자(34)에서 수광한 수광 결과를 무선 송신할 수도 있다. 이것에 의해, 예컨대 수광 결과를 송신하기 위한 케이블류를 생략할 수 있다. 또한, 본 실시형태와 같이, 사이톱 등으로 이루어지는 막(41')을 설치함으로써, 조도 센서(30)의 상면(37)을 발액성으로 할 수 있고, 액체(LQ)의 유출 혹은 잔류를 방지할 수 있다.In this manner, the light reception result received by the
<제3 실시형태>Third Embodiment
다음에, 제3 실시형태에 대해서 도 8을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 전술한 실시형태와 동일하거나 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 간략하게 하거나 혹은 생략한다. 도 8에 있어서, 투과 부재(33)의 제1면(37A)과 기재(31)의 제2면(37B) 사이에 단차(58)가 설치되어 있다. 투과 부재(33)의 크기(직경)는 기재(31)의 오목부(38)의 크기(직경)보다도 크게 형성되어 있으며, 투과 부재(33) 하면의 주변 영역이 기재(31)의 상면(37B)의 일부에 유지되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 기재(31)가 발액성을 갖는 재료(불소계 수지 등)로 형성되어 있으며, 발액성 막 없이 제2면(37B)의 표면 발액성을 유지할 수 있다. 또한, 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 상면(37)의 주변 영역인 제2면(37B)과, 그 주위에 배치된 기판 스테이지(4)의 상면(4F)은 대략 동일 평면에 있다.Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 8. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals to simplify or omit the description. In FIG. 8, a
이와 같이, 제1면(37A)과 제2면(37B) 사이에 단차(58)가 형성되어 있어도 전술한 실시형태와 마찬가지로 제1면(37A) 상에서 액체(LQ)의 초기 채움 동작 및 전회수 동작을 실행하면, 그 단차(58)에 액체(LQ)가 잔류되는 것이 방지된다. 또한, 도 8에 도시하는 바와 같이, 기재(31)의 상면(37B)의 일부에 투과 부재(33)를 올려 놓도록 설치함으로써, 내부 공간(36)을 크게 할 수 있고, 조도 센서(30)의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판 홀더(4H)에 유지된 조도 센서(30)의 제2면(37B)과, 기판 스테이지(4)의 상면(4F)은 대략 동일 평면에 있기 때문에, 갭(G')을 통해 액체(LQ)가 기판 스테이지(4)의 내부 혹은 조도 센서(30)의 하면(43)측에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단차(58)가 작고(예컨대 2 mm 이하), 다른 물체 상에서 형성한 액침 영역(LR)을 제1면(37A) 상으로 이동하기 위해, 액침 영역(LR)을 조도 센서(30)의 제2면(37B)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F) 사이에서 이동하는 경우에 있어서도 액체(LQ)의 유출을 억제하면서 액침 영역(LR)의 이동을 원활하게 행할 수 있다.Thus, even if the
또한, 전술한 각 실시형태에 있어서, 투과 부재(33)의 제1면(37A)의 전체가 노광광(EL)을 투과할 필요는 없기 때문에, 투과 부재(33)의 제1면(37A)을 노광광(EL)을 투과하지 않는 재료로 코팅하는 동시에, 그 일부에 노광광(EL)이 통과하는 애퍼처(개구)를 형성하여도 좋다. 이 경우, 투과 부재(33)의 제1면(37A)을 노광광(EL)을 투과할 수 있는 발액성의 재료로 덮어도 좋고, 투과 부재(33)의 제1면(37A) 중 노광광(EL)을 투과하지 않는 재료로 코팅된 영역의 표면만 발액성 막을 형성하여, 노광광(EL)이 통과하는 애퍼처(개구)가 형성되어 있는 영역의 표면에 발액성 막을 형성하지 않아도 좋다.In addition, in each embodiment mentioned above, since the whole of the
또한, 전술한 실시형태에서는 조도 센서(30)의 제2면(37B)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)이 동일 평면에 있는(동일한 높이) 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 조도 센서(30)의 제2면(37B)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)에서 그 높이를 다르게 하여도 좋다. 예컨대, 조도 센서(30)와 기판(P)에서 그 두께가 다른 경우, 조도 센서(30)를 기판 홀더(4H)에서 유지하면, 조도 센서(30)의 상면(37)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)에서 그 높이가 다르게 된다. 또한, 조도 센서(30)의 상면(37)과 기판 스테이지(4)의 상면(4F)과의 갭이 극단적으로 커지는 경우는, 예 컨대 기판 홀더(4H)를 Z축 방향으로 미동 가능하게 구성하여, 그 갭을 작게 하거나 혹은 0으로 하는 것으로 하여도 좋다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the
또한, 전술한 각 실시형태에서는 기판 홀더(4H)의 지지부(51)와 주벽부(52)와가 대략 동일한 높이인 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 주벽부(52)의 높이를 지지부(51)보다도 약간 낮게 하여도 좋다. 이 경우, 주벽부(52)의 상단면에 선단이 지지부(51)(복수의 핀형 부재)와 동일 평면에 배치되는 핀을 설치하여도 좋다. 또한, 기판 홀더(4H)는 그 복수의 핀형 부재가 하나의 주벽부(52)에 의해 둘러싸이는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 기판 홀더(4H)의 적재면을 복수의 블록으로 나누어 블록마다 복수의 핀형 부재를 주벽부로 둘러싸 도록 하여도 좋다. 또한, 기판 홀더(4H)는 핀척 방식인 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 복수의 동심 원형의 볼록부를 갖는 홀더 등이어도 좋다. 또한, 전술한 각 실시형태에서는 도시하고 있지 않지만, 예컨대 기판 홀더(4H)의 관통 구멍을 통해 Z축 방향으로 움직일 수 있는 핀 부재가 기판 스테이지(4)에 설치되어 있으며, 이 핀 부재에 의해 반송 장치(8)와 기판 스테이지(4) 사이에서 기판(P) 및 조도 센서(30)의 교환이 행해지도록 되어 있다.In addition, in each embodiment mentioned above, although the
또한, 전술한 각 실시형태에 있어서는 조도 센서(30)는 기판 스테이지(4)의 기판 홀더(4H)에 대하여 착탈 가능하게 설치되어 있지만, 예컨대 기판 스테이지(4)의 상면(4F)의 기판 홀더(4H)의 근방 등에 전용의 장착 영역을 설치하고, 그 장착영역에 대하여 착탈 가능하게 설치되어도 좋다. 이 경우, 예컨대 반송 장치(8)에 의해 반송 가능하면, 조도 센서(30)는 그 크기, 외형 등이 기판(P)과 동일하지 않 아도 좋다.In addition, in each embodiment mentioned above, although the
또한, 전술한 각 실시형태에 있어서는 조도 센서(30)의 외형은 기판(P)(웨이퍼)과 동일한 대략 원형 판형이지만, 예컨대, 액정 표시 디바이스를 제조하는 노광 장치에 있어서는 그 노광 대상으로서의 유리 기판과 대략 동일 형상, 즉 직사각형 판형으로 형성된 것이어도 좋다.In addition, in each embodiment mentioned above, although the external shape of the
또한, 전술한 각 실시형태에 있어서는 조도 센서(30)는 기판(웨이퍼)과 대략 동일한 외형을 갖고 있지만, 기판 스테이지(4)[기판 홀더(4H)]에 대하여 착탈 가능하며, 노광광(EL)에 관한 정보를 계측할 수 있으면, 기판(웨이퍼)과 다른 형상이어도 좋다. 마찬가지로, 조도 센서(30)는 그 크기가 기판(웨이퍼)과 다르더라도 좋다.In addition, in each embodiment mentioned above, although the
또한, 조도 센서(30)는, 예컨대 포토리소그래피의 수법을 이용하여, 반도체웨이퍼에 수광 소자(수광계)를 형성하도록 하여도 좋다. 또한, 반도체 웨이퍼에 대하여 수광계가 착탈 가능하게 설치되어도 좋다.The
전술한 각 실시형태에서는 노광광(EL)에 관한 정보를 계측하는 계측 장치로서, 노광광(EL)의 조도를 계측하는 조도 센서를 예로서 설명하였지만, 노광광(EL) 에 관한 정보를 계측하는 계측 장치로서는 노광광(EL)의 조도 불균일을 계측하는 불균일 센서, 공간상(투영상)을 계측하는 공간상 계측 센서 등, 임의의 구성을 채용할 수 있다.In each of the above-described embodiments, an illuminance sensor for measuring the illuminance of the exposure light EL has been described as an example as a measuring device for measuring information about the exposure light EL. Arbitrary structures, such as the nonuniformity sensor which measures the illumination intensity nonuniformity of exposure light EL, and the spatial image sensor which measures a spatial image (projection image), can be employ | adopted as a measurement apparatus.
또한, 상기 각 실시형태에서는 간섭계 시스템(3L, 4L)을 이용하여 마스크 스테이지(3) 및 기판 스테이지(4)의 각 위치 정보를 계측하는 것으로 하였지만, 이것 에 한정되지 않고, 예컨대 스테이지에 설치되는 스케일(회절 격자)을 검출하는 인코더 시스템을 이용하여도 좋다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 양방을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하고, 간섭계 시스템의 계측 결과를 이용하여 인코더 시스템의 계측 결과의 교정(캘리브레이션)을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 전환하여 이용하거나 혹은 그 양방을 이용하여, 스테이지의 위치 제어를 행하도록 하여도 좋다.In addition, although each said embodiment measures each position information of the mask stage 3 and the board |
전술한 바와 같이, 상기 각 실시형태에 있어서의 액체(LQ)는 순수에 의해 구성되어 있다. 순수는 반도체 제조 공장 등으로 용이하게 대량으로 입수할 수 있고, 기판(P) 상의 포토레지스트 및 광학 소자(렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있다. 또한, 순수는 환경에 대한 악영향이 없고, 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판(P)의 표면 및 투영 광학계(PL)의 선단면에 설치되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다.As mentioned above, the liquid LQ in each said embodiment is comprised with pure water. Pure water can be easily obtained in large quantities in semiconductor manufacturing plants and the like, and there is an advantage that there is no adverse effect on the photoresist on the substrate P, the optical element (lens), and the like. In addition, since pure water has no adverse effect on the environment and has a very low content of impurities, an effect of cleaning the surface of the optical element provided on the surface of the substrate P and the front end surface of the projection optical system PL can also be expected. .
그리고, 파장이 193 nm 정도의 노광광(EL)에 대한 순수(물)의 굴절률(n)은 대략 1.44이며, 노광광(EL)의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광(파장 193 nm)을 이용한 경우, 기판(P) 상에서는 1/n, 즉 약 134 nm로 단파장화되어 높은 해상도를 얻을 수 있다. 또한, 초점 심도는 공기 중에 비해서 약 n배, 즉 약 1.44배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동정도의 초점 심도를 확보할 수 있으면 좋은 경우에는, 투영 광학계(PL)의 개구수를 보다 증가시킬 수 있고, 이 점에서도 해상도가 향상된다.The refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is approximately 1.44, and when ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL, On the substrate P, the wavelength can be shortened to 1 / n, that is, about 134 nm to obtain high resolution. In addition, since the depth of focus is enlarged to about n times, i.e., about 1.44 times, in the air, when the depth of focus equal to that used in air can be secured, the numerical aperture of the projection optical system PL Can be increased, and the resolution is also improved in this respect.
또한, 상기 각 실시형태에서는 투영 광학계(PL)의 선단에 광학 소자(FL)가 부착되어 있으며, 이 광학 소자에 의해 투영 광학계(PL)의 광학 특성, 예컨대 수차(구면 수차, 코마 수차 등)의 조정을 행할 수 있다. 또한, 투영 광학계(PL)의 선단에 부착되는 광학 소자로서는 투영 광학계(PL)의 광학 특성의 조정에 이용하는 광학 플레이트라도 좋다. 혹은 노광광(EL)을 투과할 수 있는 평행 평면판(커버 유리 등)이어도 좋다.Moreover, in each said embodiment, the optical element FL is attached to the front-end | tip of the projection optical system PL, and this optical element is used for the optical characteristic of the projection optical system PL, such as aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.). Adjustment can be made. Moreover, as an optical element attached to the front-end | tip of projection optical system PL, the optical plate used for adjustment of the optical characteristic of projection optical system PL may be sufficient. Alternatively, a parallel plane plate (cover glass or the like) capable of transmitting the exposure light EL may be used.
또한, 액체(LQ)의 흐름에 의해 생기는 투영 광학계(PL)의 선단 광학 소자와 기판(P) 사이의 압력이 큰 경우에는 그 광학 소자를 교환 가능하게 하는 것은 아니고, 그 압력에 의해 광학 소자가 움직이지 않도록 견고히 고정하여도 좋다.In addition, when the pressure between the front end optical element of the projection optical system PL and the substrate P generated by the flow of the liquid LQ is large, the optical element is not replaceable, and the optical element It may be fixed firmly so as not to move.
또한, 상기 각 실시형태에서는 투영 광학계(PL)와 기판(P) 표면 사이는 액체(LQ)로 채워져 있는 구성이지만, 예컨대 기판(P)의 표면에 평행하게 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착한 상태로 액체(LQ)를 채우는 구성이어도 좋다.In addition, in each said embodiment, although between the projection optical system PL and the surface of the board | substrate P is the structure filled with the liquid LQ, the state which attached the cover glass which consists of flat plates parallel to the surface of the board | substrate P, for example. The liquid LQ may be filled.
또한, 전술한 실시형태의 투영 광학계는 선단의 광학 소자의 상면측 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제 공개 제2004/019128호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 선단 광학 소자의 물체면측의 광로 공간도 액체로 채우는 투영 광학계를 채용할 수도 있다.In addition, although the projection optical system of the above-mentioned embodiment fills the optical path space of the upper surface side of the optical element of the front end with liquid, the optical path space of the object surface side of the front optical element is also disclosed, as disclosed in the international publication 2004/019128 pamphlet. It is also possible to employ a projection optical system filled with a liquid.
또한, 상기 각 실시형태의 액체(LQ)는 물(순수)이지만, 물 이외의 액체라도 좋다. 예컨대, 노광광(EL)의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체(LQ)로서는 F2 레이저광을 투과할 수 있는, 예컨대 과불화폴리에테르(PFPE) 혹은 불소계 오일 등의 불소계 유체라도 좋다. 이 경우, 액체(LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예컨대 불소를 포함하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또한, 액체(LQ)로서는, 그 외에도 노광광(EL)에 대한 투과성이 있어 가능한 한 굴절률이 높고, 투영 광학계(PL) 및 기판(P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대하여 안정적인 것(예컨대, 시더우드 오일)을 이용하는 것도 가능하다.In addition, although the liquid LQ of each said embodiment is water (pure water), liquid other than water may be sufficient. For example, when the light source of the exposure light EL is an F 2 laser, since the F 2 laser light does not penetrate water, the liquid LQ can transmit F 2 laser light, for example, a perfluorinated polyether ( Fluorine-based fluids such as PFPE) or fluorine-based oils. In this case, the part which contacts the liquid LQ is lyophilic-treated by forming a thin film by the substance of the molecular structure with small polarity containing fluorine, for example. In addition, the liquid LQ is transmissive to the exposure light EL in addition to the refractive index as high as possible and stable to the photoresist applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P (for example, Cedarwood oil).
또한, 액체(LQ)로서는 굴절률이 1.6∼1.8 정도인 것을 사용하여도 좋다. 또한, 석영 혹은 형석보다도 굴절률이 높은(예컨대 1.6 이상) 재료로 광학 소자(FL)를 형성하여도 좋다. 액체(LQ)로서, 여러 가지의 액체, 예컨대, 초임계 유체를 이용하는 것도 가능하다.As the liquid LQ, a refractive index of about 1.6 to 1.8 may be used. The optical element FL may be formed of a material having a refractive index higher than that of quartz or fluorite (eg, 1.6 or more). As the liquid LQ, it is also possible to use various liquids, such as supercritical fluids.
또한, 상기 각 실시형태의 기판(P)으로서는 반도체 디바이스 제조용 반도체웨이퍼뿐만 아니라 디스플레이 디바이스용 유리 기판, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼 혹은 노광 장치에서 이용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.As the substrate P of each of the above embodiments, not only semiconductor wafers for semiconductor device manufacturing but also glass substrates for display devices, ceramic wafers for thin film magnetic heads, or discs for masks or reticles used in exposure apparatuses (synthetic quartz, silicon wafers), etc. This applies.
노광 장치(EX)로서는 마스크(M)와 기판(P)을 동기 이동하여 마스크(M)의 패턴을 주사 노광하는 단계·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치(스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크(M)와 기판(P)을 정지한 상태에서 마스크(M)의 패턴을 일괄 노광하여, 기판(P)을 순차적으로 단계 이동시키는 단계·앤드·리피트 방식의 투영 노광 장치(스테퍼)에도 적용할 수 있다.As the exposure apparatus EX, in addition to the scanning exposure apparatus (scanning stepper) of the step-and-scan method of scanning and exposing the pattern of the mask M by synchronously moving the mask M and the substrate P, the mask M And the pattern of the mask M are collectively exposed in the state which stopped the board | substrate P, and it is applicable also to the projection exposure apparatus (stepper) of the step and repeat system which moves a board | substrate P step by step.
또한, 노광 장치(EX)로서는 제1 패턴과 기판(P)을 대략 정지한 상태에서 제1패턴의 축소상을 투영 광학계(예컨대 1/8 축소 배율로 반사 소자를 포함하지 않는 굴절형 투영 광학계)를 이용하여 기판(P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 또한, 그 후에, 제2 패턴과 기판(P)을 대략 정지한 상태에서 제2 패턴의 축소상을 그 투영 광학계를 이용하여, 제1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판(P) 상에 일괄적으로 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 스티치 방식의 노광 장치로서는 기판(P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하고, 기판(P)을 순차 이동시키는 단계·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.In addition, as the exposure apparatus EX, the first optical pattern and the substrate P are substantially stopped, and the reduced image of the first pattern is projected by an optical system (for example, a refractive projection optical system which does not include a reflective element at a 1/8 reduction magnification). It can apply also to the exposure apparatus of the system which package-exposes on the board | substrate P using the following. In this case, further, after that, in a state where the second pattern and the substrate P are substantially stopped, the reduced image of the second pattern is partially overlapped with the first pattern using the projection optical system and collectively placed on the substrate P. The present invention can also be applied to a batch exposure apparatus of a stitch method to be exposed. Moreover, as a stitch type exposure apparatus, it is applicable also to the exposure apparatus of the step and stitch system which partially transfers at least 2 pattern on the board | substrate P, and transfers the board | substrate P sequentially.
또한, 상기 각 실시형태에서는 투영 광학계(PL)를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명하였지만, 투영 광학계(PL)를 이용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다. 투영 광학계를 이용하지 않는 경우에도 노광광은 마스크 또는 렌즈 등의 광학 부재를 통해 기판에 조사되고, 그와 같은 광학 부재와 기판 사이의 소정 공간에 액침 영역이 형성된다.In addition, in each said embodiment, although the exposure apparatus provided with the projection optical system PL was demonstrated as an example, this invention is applicable to the exposure apparatus and exposure method which do not use the projection optical system PL. Even when the projection optical system is not used, the exposure light is irradiated onto the substrate through an optical member such as a mask or a lens, and a liquid immersion region is formed in a predetermined space between the optical member and the substrate.
또한, 본 발명은, 예컨대 일본 특허 공개 평성 제10-163099호 공보 및 일본 특허 공개 평성 제10-214783호 공보(대응 미국 특허 제6,590,634호), 일본 특허 공표 제2000-505958호 공보(대응 미국 특허 제5,969,441호), 미국 특허 제6,208,407호 등에 개시되어 있는 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다.Further, the present invention is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-163099 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-214783 (corresponding US Patent No. 6,590,634) and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-505958 (corresponding US patent) 5,969,441), US Patent No. 6,208,407 and the like can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having a plurality of substrate stages.
또한, 예컨대 일본 특허 공개 평성 제11-135400호 공보(대응 국제 공개1999/23692) 혹은 일본 특허 공개 제2000-164504호 공보(대응 미국 특허 제6,897,963호)에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 각종 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-135400 (corresponding international publication 1999/23692) or Japanese Patent Publication No. 2000-164504 (corresponding US Patent No. 6,897,963), The present invention can also be applied to an exposure apparatus including a substrate stage, a reference member on which a reference mark is formed, and / or a measurement stage on which various photoelectric sensors are mounted.
또한, 전술한 실시형태에 있어서는 투영 광학계(PL)와 기판(P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있지만, 본 발명은, 예컨대 일본 특허 공개 평성 제6-124873호 공보, 일본 특허 공개 평성 제10-303114호 공보, 미국 특허 제5,825,043호 등에 개시되어 있는 노광 대상의 기판의 표면 전체가 액체 중에 침수되어 있는 상태에서 노광을 행하는 액침 노광 장치에도 적용할 수 있다.Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the exposure apparatus which fills a liquid locally between projection optical system PL and board | substrate P is employ | adopted, this invention is a Japanese Unexamined-Japanese-Patent No. 6-124873, Japan, for example. It is also applicable to the liquid immersion exposure apparatus which performs exposure in the state in which the whole surface of the board | substrate to be exposed disclosed in Unexamined-Japanese-Patent No. 10-303114, US Patent 5,825,043, etc. is submerged in liquid.
노광 장치(EX)의 종류로서는, 기판(P)에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA칩 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.As the kind of exposure apparatus EX, it is not limited to the exposure apparatus for semiconductor element manufacture which exposes a semiconductor element pattern to the board | substrate P, The exposure apparatus for liquid crystal display element manufacture or display manufacture, a thin film magnetic head, an imaging element (CCD), It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a micro machine, MEMS, DNA chip or a reticle or mask.
또한, 전술한 실시형태에 있어서는 광 투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴(또는 위상 패턴·감광 패턴)을 형성한 광투과형 마스크를 이용하였지만, 이 마스크 대신에, 예컨대 미국 특허 제6,778,257호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 노광하여야 하는 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크[가변 성형 마스크라고도 불리며, 예컨대 비발광형 화상 표시 소자(공간 광변조기)의 일종인 DMD(Digital Micro-mirror Device) 등을 포함]을 이용하여도 좋다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the light transmissive mask which formed the predetermined light shielding pattern (or phase pattern and photosensitive pattern) was used on the light transmissive board | substrate, it is disclosed by US Patent No. 6,778,257 instead of this mask, for example. As can be seen, an electronic mask (also called a variable shaping mask) which forms a transmission pattern, a reflection pattern or a light emission pattern based on the electronic data of the pattern to be exposed, for example, a DMD, which is a kind of non-light-emitting image display element (spatial light modulator) (Digital Micro-mirror Device) etc.] may be used.
또한, 예컨대 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같 이, 간섭 줄무늬를 기판(P) 상에 형성함으로써, 기판(P) 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치(리소그래피 시스템)에도 본 발명을 적용할 수 있다.In addition, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168 pamphlet, by forming an interference fringe on the substrate P, an exposure apparatus (lithography which exposes a line and space pattern on the substrate P) The present invention can also be applied to systems.
또한, 예컨대 일본 특허 공표 제2004-519850호 공보(대응 미국 특허 제6,611,316호)에 개시되어 있는 바와 같이, 2개의 마스크 패턴을 투영 광학계를 통해 기판 상에서 합성하고, 1회의 스캔 노광에 의해 기판 상의 하나의 쇼트 영역을 대략 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.Further, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 2004-519850 (corresponding US Patent No. 6,611,316), two mask patterns are synthesized on a substrate through a projection optical system, and one on the substrate by one scan exposure. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs a double exposure of a shot region at approximately the same time.
또한, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 한에서, 상기 각 실시형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.In addition, all publications concerning the exposure apparatus etc. which were quoted in each said embodiment and the modification, and the indication of a US patent are used as a part of this description as long as it is permitted by the law of the country appointed or selected by this international application.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치(EX)는 본원 청구의 범위로 들어진 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행하여진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정은 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정 전에 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 물론 있다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행하여져 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조 는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.As described above, the exposure apparatus EX of the embodiment of the present application is manufactured by assembling various subsystems including each component contained in the claims of the present application so as to maintain a predetermined mechanical precision, electrical precision, and optical precision. In order to secure these various precisions, adjustments for achieving optical precision for various optical systems, adjustments for achieving mechanical precision for various mechanical systems, and adjustments for achieving electrical precision for various electric systems before and after this assembly are performed. This is done. The assembling process from various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection of various subsystems, wiring connection of electric circuits, piping connection of air pressure circuits, and the like. As a matter of course, there is an assembling step for each subsystem before the assembling step from these various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process to the exposure apparatus of various subsystems is complete | finished, comprehensive adjustment is performed and the various precision as the whole exposure apparatus is ensured. In addition, it is preferable to manufacture an exposure apparatus in the clean room in which temperature, a clean degree, etc. were managed.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는 도 9에 도시하는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 행하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초를 둔 마스크(레티클)를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계203, 전술한 실시형태의 노광 장치(EX)에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 공정, 노광한 기판을 현상하는 공정, 현상한 기판의 가열(경화) 및 에칭 공정 등의 기판 처리 프로세스를 포함하는 단계 204, 디바이스 조립 단계(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.As shown in Fig. 9, a micro device such as a semiconductor device includes a
본 발명에 의하면, 액침 노광 장치에 있어서의 노광광에 관한 정보를 원활하게 계측할 수 있고, 노광 처리를 정밀도 좋게 행할 수 있다. 그렇기 때문에, 본 발명은 예컨대 반도체 소자, 액정 표시 소자 또는 디스플레이, 박막 자기 헤드, CCD, 마이크로 머신, MEMS, DNA칩, 레티클(마스크)과 같은 광범위한 제품을 제조하기 위한 노광 방법 및 장치에 매우 유용해진다.According to the present invention, the information on the exposure light in the liquid immersion exposure apparatus can be measured smoothly, and the exposure process can be performed with high accuracy. As such, the present invention is very useful for exposure methods and apparatus for manufacturing a wide range of products such as semiconductor devices, liquid crystal display devices or displays, thin film magnetic heads, CCDs, micro machines, MEMS, DNA chips, reticles (masks), for example. .
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