曝光装置、曝光方法以及器件制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种曝光装置、曝光方法以及器件制造方法。一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域，从在多个不同的方向上与投影区域隔开的多个位置上同时向基板上进行液体供给的液体供给机构。

Exposure device, exposure method, and device manufacturing method

The invention provides an exposure device, an exposure method, and a device manufacturing method. An exposure device through the liquid to a predetermined pattern across the image projected onto the substrate to expose the substrate exposure device includes: the pattern is projected to the projection optical system on the substrate; for the projection area of the projection optical system contains a portion of the substrate to form a liquid immersion liquid supply mechanism from the region a position separated in different direction and the projection area on the substrate and to supply liquid.

【技术实现步骤摘要】
曝光装置、曝光方法以及器件制造方法本申请是申请号为201510058647.4，申请日为2004年2月26日，专利技术名称为“曝光方法以及器件制造方法”的分案申请。申请号为201510058647.4的申请是申请号为200480005148.9，申请日为2004年2月26日，专利技术名称为“曝光装置、曝光方法以及器件制造方法”的分案申请。
本专利技术涉及在投影光学系统和基板之间形成有液浸区域的状态下在基板上曝光图案的曝光装置和器件制造方法。
技术介绍
半导体器件和液晶显示器件用把形成在掩模上的图案转印到感光性的基板上的所谓的光刻法的方法制造。在该光刻法工序中使用的曝光装置具有支撑掩模的掩模载台和支撑基板的基板载台，是一边逐次移动掩模载台以及基板载台一边经由投影光学系统把掩模的图案转印到基板上的装置。近年，为了与器件图案的进一步的高集成化对应，希望投影光学系统的进一步的高解像度化。所使用的曝光波长越短，或者投影光学系统的数值孔径越大，投影光学系统的解像度越高。因此，在曝光装置中使用的曝光波长一年年在短波长化，投影光学系统的数值孔径也在增大。然而，现在主流曝光波长是KrF准分子激光的248nm，而更短波长的ArF准分子激光的193nm也已实用化。此外，在进行曝光时，焦深(DOF)也和解像度一样重要。解像度R以及焦深δ分别用以下的式子表示。R＝k1·λ/NA(1)δ＝±k2·λ/NA2(2)在此，λ是曝光波长，NA是投影光学系统的数值孔径，k1、k2是工艺系数。从(1)式、(2)式可知，为了提高解像度R，如果缩短曝光波长λ，增大数值孔径NA，则焦深δ变窄。如果焦深δ过窄，则难以相对投影光学系统的像面来匹配基板表面，曝光动作时的裕度有可能不足，因而，作为实际缩短曝光波长，并且扩大焦深的方法，例如，提出了在国际公开第99/49504号公报中公开的液浸法。该液浸法的方法是，用水和有机溶剂等的液体充满投影光学系统的下面和基板表面之间形成液浸区域，在利用在液体中的曝光光束的波长是空气中的1/n(n是液体的折射率，一般是1.2～1.6左右)这一点提高解像度的同时，把焦深扩大约n倍。可是，在上述以往技术中存在以下所述的问题。上述以往技术因为在一边向规定方向移动基板一边扫描曝光时可以在投影光学系统和基板之间形成液浸区域所以有效，而其结构是相对基板的移动方向，在投影掩模的图案的像的投影区域跟前提供液体，液体从投影区域的跟前侧沿着基板的移动方向在单方向上流动。然而也可以是这样的结构，在从上述规定方向向相反方向切换基板的移动方向时，也可以切换提供液体的位置(喷嘴)。可是已明确知道的是，因为在该切换时对投影区域迅速停止来自一方向的液体提供，开始来自另一方向的液体的提供，所以在投影光学系统和基板之间发生液体的振动(所谓的水锤现象)，或者在液体供给装置自身(供给管和供给喷嘴等)间发生振动，产生引起图案像的劣化的问题，此外，因为其结构是相对投影区域从单一方向流过液体，所以还存在在投影光学系统和基板之间不能充分形成液浸区域这样的问题。此外，在上述以往技术中，因为其结构是回收液体的回收部只在上述基板的移动方向上流动液体的下游侧回收液体，所以还产生不能充分回收液体的问题。如果不能充分回收液体则在基板上残存液体，由该残存的液体的原因引起发生曝光模糊的可能。此外，如果不能彻底回收液体，则残存的液体飞溅到周边的机械部件上，还产生使其生锈等的异常。进而，如果液体残存或者飞溅，则随着放置基板的环境(湿度等)的变化，由于引起在载台位置测量中使用的光干涉计的检测光的光路上的折射率的变化等原因，还有产生不能得到所希望的图案转印精度的危险。此外，在用液体回收喷嘴回收基板上的液体时，有可能在液体回收装置自身(回收管和回收喷嘴等)间发生振动。该振动如果传递到投影光学系统和基板载台，或者用于测量基板载台的位置的干涉计的光学部件等上，则有可能不能在基板上高精度地形成电路图案。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种在投影光学系统和基板之间形成有液浸区域的状态下进行曝光处理时，在稳定地形成液浸区域的同时可以良好地回收该液体，防止液体向周边的流出或飞溅等可以高精度曝光处理的曝光装置、曝光方法以及器件制造方法。此外，本专利技术的目的在于提供一种在投影光学系统和基板之间形成有液浸区域的状态下曝光处理时，不受在液体的供给或者回收时产生的振动的影响，可以高精度曝光处理的曝光装置以及器件制造方法。为了解决上述问题，本专利技术采用与实施方式所示的图1～图21对应的以下的结构。但是，附加在各要素上的带括号的符号只不过是该要素的示例，没有限定各要素的意图。如果采用本专利技术的第1形态，则提供一种曝光装置(EX)，它通过隔着液体(1)把规定的图案的像投影到基板(P)上曝光基板，包括：在基板上投影上述图案的像的投影光学系统(PL)；为了在包含投影光学系统(PL)的投影区域(AR1)的基板(P)上的一部分上形成液浸区域(AR2)，从在不同的多个方向上与投影区域(AR1)隔开的多个位置上，向基板(P)上同时进行液体(1)的供给的液体供给机构(10、11、12、13、13A、14、14A)。如果采用本专利技术，则用于形成液浸区域的液体供给机构因为从在不同的多个方向上与投影区域隔开的位置上(即，投影区域的不同的多侧上，例如如果是矩形的投影区域则从X侧，－X侧，+Y侧、－Y侧的至少二侧区域)同时进行液体的供给，可以在投影光学系统和基板之间形成所希望的液浸区域。此外，因为在多个方向上隔开的多个位置上同时进行液体的供给，所以在一边移动基板一边曝光处理时，即使改变基板的移动方向也可以始终良好地形成液浸区域。如果在投影区域的两侧同时提供液体，因为不需要切换液体的供给位置，所以可以防止液体的振动(水锤)的发生，可以把图案像高精度地投影到基板上。如果采用本专利技术的第2方式，则提供通过隔着液体(1)把规定图案的像投影到基板(P)上曝光基板的曝光装置(EX)，包括：在基板上投影上述图案的像的投影光学系统(PL)；为了在包含投影光学系统(PL)的投影区域(AR1)的基板(P)上的一部分上形成液浸区域(AR2)，向基板(P)上提供液体(1)的液体供给机构(10、11、12、13、13A、14、14A)；从在不同的多个方向上与投影区域(AR1)隔开的多个位置上同时进行基板(P)上的液体(1)的回收的液体回收机构(20、21、22、22A)。如果采用本专利技术，则用于回收液体的液体回收机构因为从在不同的多个方向上与投影区域隔开的多个位置上(即，投影区域的不同的多侧，例如，如果是矩形的投影区域则是从X侧、－X侧、+Y侧、－Y侧的至少二侧)同时进行液体的回收，所以可以可靠地进行液体的回收。因而，可以防止在基板上残留液体的状态的发生，可以防止曝光模糊的发生和放置基板的环境变化，可以把图案像高精度地投影到基板上。如果采用本专利技术的第3方式，则提供通过隔着液体(1)把规定图案的像投影到基板(P)上曝光基板的曝光装置(EX)，包括：在基板上投影上述图案的像的投影光学系统(PL)；为了在包含投影光学系统(PL)的投影区域(AR1)的基板(P)上的一部分上形成液浸区域(AR2)，向基板(P)上提供液体(1)的液体供给机构(10、11、12、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域，从在多个不同的方向上与投影区域隔开的多个位置上同时向基板上进行液体供给的液体供给机构。

【技术特征摘要】
2003.02.26 JP 2003-049365;2003.04.15 JP 2003-110741.一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域，从在多个不同的方向上与投影区域隔开的多个位置上同时向基板上进行液体供给的液体供给机构。2.权利要求1所述的曝光装置，在顺序曝光上述基板上的多个拍摄区域时，上述液体供给机构从上述多个位置连续提供液体。3.权利要求1所述的曝光装置，上述液体供给机构同时进行从上述投影区域的两侧向上述基板上的液体供给。4.权利要求3所述的曝光装置，上述液体供给机构从上述投影区域的两侧供给等量的液体。5.权利要求3所述的曝光装置，上述基板上的各拍摄区域一边向规定的扫描方向移动一边被曝光，上述液体供给机构相对于上述扫描方向从上述投影区域的两侧进行上述液体的供给。6.权利要求5所述的曝光装置，上述液体供给机构把相对于上述扫描方向从上述投影区域的跟前提供的液体量设置成比在其相反侧提供的液体量还多。7.权利要求1所述的曝光装置，进一步包括和上述液体的供给并行地进行上述基板上的液体的回收的液体回收机构。8.权利要求7所述的曝光装置，上述液体回收机构从在多个不同的方向上与上述投影区域隔开的多个位置上同时进行上述基板上的液体的回收。9.一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域而向基板上提供液体的液体供给机构；从在多个不同的方向上与投影区域隔开的多个位置上同时进行基板上的液体回收的液体回收机构。10.权利要求8或者9所述的曝光装置，上述液体回收机构在上述投影区域的两侧同时进行上述回收。11.权利要求8或者9所述的曝光装置，上述液体回收机构具有连续形成为包围上述投影区域的回收口。12.权利要求11所述的曝光装置，在上述连续形成的回收口的内部设置有隔断。13.权利要求8或者9所述的曝光装置，上述液体回收机构根据液体的回收位置用不同的回收力来回收液体。14.一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域而向基板上提供液体的液体供给机构；在多个位置上同时进行基板上的液体回收的液体回收机构，上述液体回收机构根据液体回收位置以不同的回收力来回收液体。15.权利要求13或者14所述的曝光装置，上述基板上的各拍摄区域一边向规定的扫描方向移动一边被曝光，上述液体回收机构使在上述扫描方向上与上述投影区域隔开的规定位置上的液体回收力，比和上述规定位置不同的位置上的液体回收力还大。16.权利要求7、9以及14的任一项所述的曝光装置，进一步包括被配置在相对上述投影区域由上述液体回收机构进行的液体回收位置的外侧且形成有捕捉用上述液体回收机构不能彻底回收的液体的规定长度的液体收集面的收集部件。17.一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域而向基板上提供液体的液体供给机构；在离开投影区域的回收位置上进行基板上的液体回收的液体回收机构；被配置在相对投影区域由液体回收机构进行的液体回收位置的外侧且形成有捕捉液体的液体收集面的收集部件。18.权利要求16或者17所述的曝光装置，上述收集面被实施了提高和上述液体的亲和性的处理。19.权利要求18所述的曝光装置，上述收集面的液体亲和性比上述基板表面的液体亲和性还高。20.权利要求16或者17所述的曝光装置，上述收集面相对水平面倾斜。21.权利要求16或者17所述的曝光装置，上述收集面被配置成包围上述投影区域且根据上述收集面的位置其长度不同。22.权利要求16或者17所述的曝光装置，在上述收集面上被捕捉到的液体被上述液体回收机构回收。23.权利要求7、9、14以及17的任一项所述的曝光装置，上述液体供给机构在由上述液体回收机构进行的液体回收位置和上述投影区域之间进行液体的供给。24.一种曝光装置，通过隔着液体把规定图案的像投影到基板上来曝光基板，该曝光装置包括：把上述图案的像投影到基板上的投影光学系统；为了在包含投影光学系统的投影区域的一部分基板上形成液浸区域而向基板上提供液体的液体供给机构；在离开投影区域的回收位置上进行基板上的液体回收的液体回收机构，由液体供给机构进行的液体的供给在液体回收机构的液体回收位置和投影区域之间进行。25.权利要求23或者24所述的曝光装置，上述液体供给机构根据执行的动作改变液体的供给量。26.权利要求25所述的曝光装置，一边移动上述基板一边扫描曝光上述基板上的各拍摄区域，上述液体供给机构使液体的供给量在上述基板上的2个拍摄区域之间的步进移动期间和各拍摄区域的曝光期间彼此不同。27.权利要求1、9、14、17以及24的任一项所述的曝光装置，上述液体供给机构提供和上述投影光学系统的前端的液体接触面的亲和性比和上述基板表面的亲和性还高的液体。28.权利要求27所述的曝光装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：长坂博之，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本,JP