專利名稱：曝光裝置以及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)和液體來曝光基片的曝光裝置以及使用該曝光裝置的器件制造方法。
背景技術(shù)：
以往，在用于制造半導(dǎo)體元件或液晶顯示元件等的光刻工序中，使用經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)將形成于掩?；蛘咧虚g掩模(下面統(tǒng)稱為“掩模”)的圖案(下面也稱之為“中間掩模圖案”) 轉(zhuǎn)印到涂布了抗蝕劑等的晶片或者玻璃平板等基片(下面適當(dāng)?shù)亟y(tǒng)稱為“基片”)上的曝光裝置。作為這樣的曝光裝置，主要使用所謂的光刻機(jī)等靜態(tài)曝光型曝光裝置或者所謂的掃描光刻機(jī)等掃描曝光型曝光裝置。
在這樣的曝光裝置中，需要以高的分辨力忠實(shí)地在基片上投影被形成于中間掩模的圖案。為此，有人提出通過使用如下述公開專利文獻(xiàn)1所披露的波面像差測(cè)量技術(shù)來調(diào)整投影光學(xué)系統(tǒng)，以便能夠測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)殘存的諸像差，并獲得期望的圖像性能或光學(xué)特性的方法。
另一方面，近年來，為了適應(yīng)器件圖案的更進(jìn)一步的高集成化，人們希望投影光學(xué)系統(tǒng)也進(jìn)一步的高分辨率化。使用的曝光波長越短、或投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑越大，則投影光學(xué)系統(tǒng)的分辨率就越高。為此，曝光裝置所使用的曝光波長正在逐年地短波長化，投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑也在不斷增大。而且，雖然現(xiàn)在的主流曝光波長是KrF準(zhǔn)分子激光器的248nm，但更短波長的ArF準(zhǔn)分子激光器的193nm也正在不斷地被實(shí)用化。另外，在進(jìn)行曝光之際，聚焦深度(DOF)也變得與分辨率同樣地重要。分辨率R及聚焦深度δ可以分別用下面的關(guān)系式表示。
R＝k1·λ/NA ...(1)δ＝±k2·λ/NA2...(2)式中，λ為曝光波長，NA是投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑，k1、k2是處理系數(shù)。由(1)式、(2)式可知，如果為了提高分辨率R而縮短曝光波長λ、加大數(shù)值口徑NA，則聚焦深度δ將變短。
如果聚焦深度δ過于窄短，則使基片表面相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)的像面吻合將變得困難，曝光動(dòng)作時(shí)的聚焦容限(margin)可能就會(huì)不足。因而，作為實(shí)質(zhì)上縮短曝光波長且擴(kuò)展聚焦深度的方法，有人提出諸如下面公開專利文獻(xiàn)2所公開的浸液法(liquid immersionmethod)。該浸液法是在投影光學(xué)系統(tǒng)的下面與基片表面之間用水或有機(jī)溶媒等液體充滿，形成浸液區(qū)域，利用在液體中曝光光的波長為空氣中的1/n(n是液體的折射率，通常為1.2～1.6左右)這一事實(shí)來提高分辨率，同時(shí)將聚焦深度擴(kuò)大約n倍這樣的方法。
在本國際專利申請(qǐng)指定的指定國(或者選擇了的選擇國)的國內(nèi)法令允許的限度內(nèi)，援引下面公報(bào)以及下述公開專利的公開內(nèi)容作為本說明書記載之一部分。
專利文獻(xiàn)1特開2002-2022221號(hào)公開專利專利文獻(xiàn)2國際公開專利第99/49504號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，浸液曝光裝置的投影光學(xué)系統(tǒng)的波面像差檢測(cè)方法需要經(jīng)由曝光用的液體在波面像差檢測(cè)器和投影光學(xué)系統(tǒng)之間進(jìn)行。在此，存在如果曝光用的液體泄漏并浸入波面像差檢測(cè)器的內(nèi)部，則會(huì)因該液體而導(dǎo)致該波面像差檢測(cè)器出現(xiàn)故障、漏電等不良現(xiàn)象之類的問題。另外，由此而不能準(zhǔn)確地測(cè)量各種像差，而不能調(diào)整投影光學(xué)系統(tǒng)，從而不能良好地進(jìn)行曝光處理。
本發(fā)明就是鑒于上述這樣的問題而完成的，其目的在于提供一種能夠防止曝光用液體的向波面像差檢測(cè)器等光學(xué)測(cè)量儀器的泄漏和浸入，良好地進(jìn)行圖像性能或光學(xué)特性等光學(xué)調(diào)整的曝光裝置以及使用了該曝光裝置的器件制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明采用了與實(shí)施形態(tài)所示的與圖1～圖7相對(duì)應(yīng)起來的以下構(gòu)成。
本發(fā)明的曝光裝置(EX)是一種通過用液體(1)充滿由載物臺(tái)裝置(PST)保持的基片(P)和投影光學(xué)系統(tǒng)(PL)之間并經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)(PL)和液體(1)在基片上投影圖案像來曝光基片的曝光裝置，其特征在于載物臺(tái)裝置(PST)具有用于在該載物臺(tái)裝置(PST)上設(shè)置可裝卸的檢測(cè)裝置(70)的設(shè)置部(71)和在設(shè)置部(71)上設(shè)置檢測(cè)裝置(70)時(shí)位于檢測(cè)裝置(70)的檢測(cè)光的光路上地配置的透光性部件(72)。
根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)置透光性部件(72)，就可以在透光性部件(72)的上面保持液體(1)，該液體(1)不會(huì)流出到透光性部件(72)的外部。因而，可以防止液體(1)向檢測(cè)裝置(70)的泄漏和浸入。故可以良好地進(jìn)行光學(xué)特性的調(diào)整。
本發(fā)明還提供一種使用曝光光在基片上形成規(guī)定的圖案的曝光裝置(EX)，其特征在于具有可相對(duì)于上述曝光光的光軸移動(dòng)的載物臺(tái)裝置(PST)；設(shè)置在上述載物臺(tái)裝置上可以向上部供給液體的透光性部件(72)以及在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可以配置在上述透光性部件的下部的檢測(cè)裝置(70)。
本發(fā)明的器件制造方法以使用上述任意之一所記載的曝光裝置(EX)為特征。根據(jù)本發(fā)明，由于通過設(shè)置透光性部件(72)而不會(huì)產(chǎn)生檢測(cè)裝置(70)的故障，又防止因液體(1)向檢測(cè)裝置(70)的粘附所導(dǎo)致的錯(cuò)誤測(cè)量，實(shí)施準(zhǔn)確的光學(xué)測(cè)量和光學(xué)調(diào)整，從而可以以良好的裝置環(huán)境來進(jìn)行器件制造。
根據(jù)本發(fā)明，由于可以抑制或降低因曝光用液體的泄漏和浸入導(dǎo)致的對(duì)周邊裝置/部件或者曝光動(dòng)作的影響，故可以進(jìn)行精度良好的曝光處理，制造具有所期望的性能的器件。


圖1是表示本發(fā)明曝光裝置第1實(shí)施形態(tài)的概略構(gòu)成圖；圖2是表示基片載物臺(tái)的斜視圖；圖3是表示投影光學(xué)系統(tǒng)前端部附近、液體供給機(jī)構(gòu)以及液體回收機(jī)構(gòu)的概略構(gòu)成圖；圖4是表示基片保持架的平面圖；圖5是表示圖4的A-A斷面的側(cè)截面圖；圖6是用于說明使用了波面像差測(cè)量裝置的波面像差測(cè)量方法的說明圖；圖7是表示一例半導(dǎo)體器件制造工序的流程圖。
附圖標(biāo)記說明1液體；70波面像差測(cè)量裝置(檢測(cè)裝置)；71托架(設(shè)置部)；72殼罩(透光性部件)；73溝槽部(凹凸部)；PST載物臺(tái)裝置；P基片；PL投影光學(xué)系統(tǒng)；EX曝光裝置具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的曝光裝置進(jìn)行說明。圖1所示是本發(fā)明曝光裝置第1實(shí)施形態(tài)的概略構(gòu)成圖。
圖1中，曝光裝置EX具有支持掩模M的掩模載物臺(tái)MST、支持基片P的基片載物臺(tái)PST、用曝光光束EL對(duì)掩模載物臺(tái)MST所支持的掩模M進(jìn)行照明的照明光學(xué)系統(tǒng)IL、將用曝光光束EL照明的掩模M的圖案像投影到基片載物臺(tái)PST所支持的基片P上進(jìn)行曝光的投影光學(xué)系統(tǒng)PL和對(duì)曝光裝置EX整體的動(dòng)作進(jìn)行統(tǒng)括控制的控制裝置CONT。這里，掩模載物臺(tái)MST以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL由主框架3支撐，該主框架3設(shè)置在水平地載置于地板上的基礎(chǔ)底座4上。此外，在主框架3上形成有朝向內(nèi)側(cè)突出的上側(cè)段部3A以及下側(cè)段部3B。
本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX是在實(shí)質(zhì)地縮短曝光波長提高分辨力的同時(shí)，為實(shí)質(zhì)地?cái)U(kuò)大聚焦深度而采用了浸液法的浸液曝光裝置，具有在基片P上供給液體1的液體供給機(jī)構(gòu)10和回收基片P上的液體1的液體回收機(jī)構(gòu)20。曝光裝置EX至少在將掩模M的圖案像轉(zhuǎn)印到基片P上期間，借助于由液體供給機(jī)構(gòu)10供給的液體1，在包含投影光學(xué)系統(tǒng)PL的投影區(qū)域AR1的基片P上的部分區(qū)域形成浸液區(qū)域AR2。具體言之就是，曝光裝置EX在投影光學(xué)系統(tǒng)PL前端部(終端部)的光學(xué)元件2與基片P的表面之間充滿液體1，通過經(jīng)由該投影光學(xué)系統(tǒng)PL與基片P之間的液體1以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL，將掩模M的圖案像投影到基片P上對(duì)該基片P進(jìn)行曝光。
在本實(shí)施形態(tài)中，作為曝光裝置EX，以使用一邊在掃描方向的相互不同的方向(逆方向)上同步移動(dòng)掩模M與基片P，一邊將掩模M上所形成的圖案對(duì)基片P進(jìn)行曝光的掃描型曝光裝置(所謂掃描光刻機(jī))的情況為例進(jìn)行說明。在下面的說明中，設(shè)與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX一致的方向?yàn)閆軸方向，在垂直于Z軸方向的平面內(nèi)同步移動(dòng)掩模M和基片P的方向(掃描方向)為X軸方向，垂直于Z軸方向以及X軸方向的方向(非掃描方向)為Y軸方向。另外，將繞X軸、Y軸及Z軸的旋轉(zhuǎn)(傾斜)方向分別設(shè)為θX、θY及θZ方向。此外，這里所說的「基片」包括在半導(dǎo)體晶片上涂敷了作為感光性材料的抗蝕劑的情況，「掩?！拱ㄔ诨闲纬山?jīng)過縮小投影的器件圖案的中間掩模(reticle)。
照明光學(xué)系統(tǒng)IL由固定在主框架3的上部的支撐框架5支撐著。照明光學(xué)系統(tǒng)IL是通過曝光光束EL對(duì)掩模載物臺(tái)MST所支持的掩模M進(jìn)行照明的設(shè)備，具有曝光用光源、使從曝光用光源射出的光束的照度均一化的光積分器、對(duì)來自光積分器的曝光光束EL進(jìn)行聚光的聚光鏡、中繼透鏡系統(tǒng)以及將利用曝光光束EL的掩模M上的照明區(qū)域設(shè)定為狹縫狀的可變視場(chǎng)光圈等。掩模M上的規(guī)定照明區(qū)域由照明光學(xué)系統(tǒng)IL以均一照度分布的曝光光束EL進(jìn)行照明。作為從照明光學(xué)系統(tǒng)IL射出的曝光光束EL，可以使用如從水銀燈射出的紫外區(qū)的亮線(g線、h線、i線)及KrF準(zhǔn)分子激射光(波長248nm)等遠(yuǎn)紫外光(DUV光)，或ArF準(zhǔn)分子激射光(波長193nm)以及F2激光光(波長157nm)等真空紫外光(VUV光)等。在本實(shí)施形態(tài)中使用ArF準(zhǔn)分子激射光。
在本實(shí)施形態(tài)中，液體1可以使用純水。純水不僅可以透過ArF準(zhǔn)分子激射光，而且也可以透過如從水銀燈出射的紫外區(qū)域的亮線(g線、h線、i線)以及KrF準(zhǔn)分子激射光(波長248nm)等的遠(yuǎn)紫外光(DUV光)。
掩模載物臺(tái)MST是保持掩模M的部分，其中央部配備了使掩模M的圖案像通過的開口部34A。在主框架3的上側(cè)段部3A上經(jīng)由防振單元6支撐著掩模底座31。在掩模底座31的中央部也形成有使掩模M的圖案像通過的開口部34B。在掩模載物臺(tái)MST的下面設(shè)置了多個(gè)作為非接觸軸承的氣體軸承(空氣軸承)32。掩模載物臺(tái)MST相對(duì)于掩模底座31的上面(引導(dǎo)面)31A由氣體軸承32非接觸地支撐，通過線性電機(jī)等掩模載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，可以在垂直于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX的平面內(nèi)、即在XY平面內(nèi)二維移動(dòng)以及在θZ方向進(jìn)行微小旋轉(zhuǎn)。此外，在掩模載物臺(tái)MST上設(shè)置有移動(dòng)鏡35。另外，在與移動(dòng)鏡35對(duì)向的位置還設(shè)置了激光干涉儀36。
掩模載物臺(tái)MST上的掩模M的二維方向的位置以及θZ方向的旋轉(zhuǎn)角度(根據(jù)情況也包含θX、θY方向的旋轉(zhuǎn)角)由激光干涉儀36進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果被輸出到控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT基于激光干涉儀36的檢測(cè)結(jié)果通過驅(qū)動(dòng)掩模載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置控制由掩模載物臺(tái)MST所支持的掩模M的位置。
投影光學(xué)系統(tǒng)PL是以規(guī)定的投影倍率β將掩模M的圖案投影到基片P上進(jìn)行曝光的設(shè)備，由包含設(shè)置在基片P側(cè)前端部的光學(xué)元件(透鏡)2的多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，這些光學(xué)元件用鏡筒PK支撐。
在本實(shí)施形態(tài)中，投影光學(xué)系統(tǒng)PL是投影倍率β為例如1/4或者1/5的縮小系統(tǒng)。這里，投影光學(xué)系統(tǒng)PL當(dāng)然也可以是等倍系統(tǒng)及放大系統(tǒng)中的某一種系統(tǒng)。在鏡筒PK的外周部設(shè)置了凸緣部FLG。另外，在主框架3的下側(cè)段部3B上，經(jīng)由防振單元7支撐著鏡筒底座。進(jìn)而，通過在鏡筒底座8上系合投影光學(xué)系統(tǒng)PL的凸緣部FLG，可以由鏡筒底座8支撐投影光學(xué)系統(tǒng)PL。為此，若如上述那樣通過曝光光EL來照明掩模M上的照明區(qū)域，則由投影光學(xué)系統(tǒng)PL以投影倍率β縮小了該掩模M上所形成的圖案的像(部分倒立像)就被投影轉(zhuǎn)印到在表面涂敷了刻蝕劑(感光劑)的基片P上的狹縫狀的曝光區(qū)域。
此外，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL上，上述多個(gè)透鏡元件中特定的透鏡元件(例如，規(guī)定的5個(gè)透鏡元件)可以分別獨(dú)立地移動(dòng)。所涉及的透鏡元件的移動(dòng)由支撐支持特定透鏡元件的透鏡支撐部件、與鏡筒PK相連結(jié)的、設(shè)置在每個(gè)特定透鏡上的3個(gè)壓電元件等驅(qū)動(dòng)元件進(jìn)行。即，既可以分別獨(dú)立地對(duì)應(yīng)于各驅(qū)動(dòng)元件的變位量使特定的透鏡元件沿光軸AX平行移動(dòng)，也可以相對(duì)于與光軸AX垂直的平面給予期望的傾斜。
進(jìn)而，提供給這些驅(qū)動(dòng)元件的驅(qū)動(dòng)指示信號(hào)基于來自控制裝置CONT的指令由成像特性校正控制器PA進(jìn)行控制，由此，可以控制各驅(qū)動(dòng)元件的變位量。在這樣構(gòu)成的投影光學(xué)系統(tǒng)PL中，通過經(jīng)由利用控制裝置CONT的成像特性校正控制器PA的透鏡元件的移動(dòng)控制，可以調(diào)整畸變、像面彎曲、像散、慧差以及球差等光學(xué)特性。
另外，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的側(cè)部設(shè)置有校準(zhǔn)顯微鏡AS。作為該校準(zhǔn)顯微鏡AS，可以使用由觀測(cè)基片P上所形成的通道線或位置檢測(cè)用標(biāo)記(精密對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)的成像校準(zhǔn)傳感器構(gòu)成的離軸方式的顯微鏡。有關(guān)該校準(zhǔn)顯微鏡AS的詳細(xì)構(gòu)成披露于如特開平9-219354號(hào)專利公報(bào)中。利用校準(zhǔn)顯微鏡AS的觀測(cè)結(jié)果提供給控制裝置CONT。
另外，投影光學(xué)系統(tǒng)PL前端部的光學(xué)元件2可相對(duì)于鏡筒PK裝卸(更換)地設(shè)置。在光學(xué)元件2上接觸浸液區(qū)域AR2的液體1。光學(xué)元件2用螢石形成。由于螢石與純水的親和性高，故可以使液體1緊密貼附在光學(xué)元件2的液體接觸面2a的近乎整個(gè)面上。即、在本實(shí)施形態(tài)中，由于可以供給與光學(xué)元件2的液體接觸面2a的親和性高的液體(水)1，故光學(xué)元件2的液體接觸面2a與液體1的密貼性高，可以切實(shí)地用液體1充滿光學(xué)元件2與基片P之間的光路。這里，光學(xué)元件2也可以是與水親和性高的石英。此外，也可以對(duì)光學(xué)元件2的液體接觸面2a實(shí)施親水化(親液化)處理，進(jìn)一步提高其與液體1的親和性。
此外，圍住光學(xué)元件2地設(shè)置有平板部件2P。平板部件2P的與基片P相對(duì)的面(即下面)為平坦面。光學(xué)元件2的下面(液體接觸面)2a也為平坦面，平板部件2P的下面與光學(xué)元件2的下面近乎為一面。另外，可以與光學(xué)元件2同樣地對(duì)平板部件2P的下面實(shí)施表面處理(親液化處理)。
在基片載物臺(tái)PST可以移動(dòng)地設(shè)置了用于保持基片P的基片保持架PH，在其下面設(shè)置有多個(gè)作為非接觸軸承的氣體支撐(空氣軸承)42。在此，基片保持架PH上設(shè)置有凹部HB，在該凹部HB的中吸附保持著基片P。在基座板4上，經(jīng)由防振單元9支撐著基片底座41。空氣軸承42具有相對(duì)于基片底座41的上面(引導(dǎo)面)41A吹出氣體(空氣)的吹出口42B和吸引基片載物臺(tái)PST下面(軸承面)和引導(dǎo)面41A之間的氣體的吸氣口42A，通過利用從吹出口42B的氣體的吹出的反作用力和利用吸氣口42A的吸引力的平衡，可以在基片載物臺(tái)PST下面與引導(dǎo)面41A之間保持一定的間隙。即，基片載物臺(tái)PST利用空氣軸承42相對(duì)于基片底座(基座部件)41的上面(引導(dǎo)面)進(jìn)行非接觸支撐，通過線性電機(jī)等的基片載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以在垂直于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX的平面內(nèi)、即在XY平面內(nèi)進(jìn)行二維移動(dòng)以及在θZ方向進(jìn)行微小轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)而，也可以在Z軸方向、θX方向以及θY方向移動(dòng)基片保持架PH地進(jìn)行了設(shè)置?；d物臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由控制裝置CONT控制。即，基片保持架PH在控制基片P的聚焦位置(Z位置)以及傾斜角、以自動(dòng)聚焦方式以及自動(dòng)測(cè)平方式使基片P的表面重合到投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面的同時(shí)，還進(jìn)行基片P的X軸方向以及Y軸方向的定位。
在基片載物臺(tái)PST(基片保持架PH)上設(shè)置有移動(dòng)鏡45。另外，在與移動(dòng)鏡45相對(duì)的位置上設(shè)置了激光干涉儀46。由激光干涉儀46實(shí)時(shí)地測(cè)量基片載物臺(tái)PST上的基片P的二維方向的位置以及旋轉(zhuǎn)角，并將測(cè)量結(jié)果輸出到控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT基于激光干涉儀46的測(cè)量結(jié)果，通過驅(qū)動(dòng)包含線性電機(jī)的基片載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行被基片載物臺(tái)PST所支撐著的基片P的定位。
此外，在基片載物臺(tái)PST(基片保持架PH)的周緣一部上，設(shè)置了如后述那樣用于裝卸測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光學(xué)特性的波面像差測(cè)量裝置(檢測(cè)裝置)70的托架(設(shè)置部)71和在保護(hù)該波面像差測(cè)量裝置(檢測(cè)裝置)70與液體1隔離的同時(shí)使波面像差測(cè)量裝置70的檢測(cè)光透過的殼罩(透光性部件)72。
圖2所示是基片載物臺(tái)PST以及驅(qū)動(dòng)該基片載物臺(tái)PST的基片載物臺(tái)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略斜視圖。圖2中，可在X方向自由移動(dòng)地利用X導(dǎo)引載物臺(tái)44支撐著基片載物臺(tái)PST?；d物臺(tái)PST可以經(jīng)X導(dǎo)引載物臺(tái)44導(dǎo)引，通過X線性電機(jī)47在X軸方向移動(dòng)規(guī)定的行程。線性電機(jī)47具有可以在X軸方向延伸地設(shè)置在X導(dǎo)引載物臺(tái)44上的定子47A和對(duì)應(yīng)該定子47A設(shè)置并固定在基片載物臺(tái)PST上的活動(dòng)元件47B。進(jìn)而，通過相對(duì)于定子47A驅(qū)動(dòng)活動(dòng)元件47B，基片載物臺(tái)PST可以在X軸方向移動(dòng)。這里，基片載物臺(tái)PST相對(duì)于X導(dǎo)引載物臺(tái)44，利用由在Z軸方向維持規(guī)定量的間隙的磁鐵以及調(diào)節(jié)器構(gòu)成的磁導(dǎo)軌以非接觸的形式支撐?；d物臺(tái)PST以被X導(dǎo)引載物臺(tái)44非接觸支撐的狀態(tài)通過X線性電機(jī)47在X軸方向移動(dòng)。
在X導(dǎo)引載物臺(tái)44長度方向兩端設(shè)置有可以與基片載物臺(tái)PST同時(shí)在Y軸方向移動(dòng)該X導(dǎo)引載物臺(tái)44的一對(duì)Y線性電機(jī)48、48。每個(gè)Y線性電機(jī)48、48具有設(shè)置在X導(dǎo)引載物臺(tái)44長度方向兩端的活動(dòng)元件48B和相對(duì)于該活動(dòng)元件48B設(shè)置的定子48A。
并且，通過相對(duì)于定子48A驅(qū)動(dòng)活動(dòng)元件48B，可以與基片載物臺(tái)PST一起在Y軸方向移動(dòng)X導(dǎo)引載物臺(tái)44。此外，通過調(diào)整Y線性電機(jī)48、48的各自的驅(qū)動(dòng)，還可以在θZ方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)X導(dǎo)引載物臺(tái)44。因而，利用該Y線性電機(jī)48、48，可以與X導(dǎo)引載物臺(tái)44近于一體地在Y軸方向以及θZ方向移動(dòng)基片載物臺(tái)PST。
在基片底座41的X軸方向兩側(cè)分別設(shè)置有正面看呈L字狀形成、并導(dǎo)引向X導(dǎo)引載物臺(tái)44的Y軸方向的移動(dòng)的導(dǎo)引部49。導(dǎo)引部49由基座平板4支撐著。在本實(shí)施形態(tài)中，在導(dǎo)引部49的平坦部49B上設(shè)置了Y線性電機(jī)48的定子48A。另一方面，在X導(dǎo)引載物臺(tái)44下面的長度方向兩端部的各個(gè)端部上設(shè)置了凹狀的被導(dǎo)引部件50。導(dǎo)引部49與被導(dǎo)引部50系合，導(dǎo)引部49的上面(導(dǎo)引面)49A與被導(dǎo)引部50的內(nèi)面相對(duì)地設(shè)置。在導(dǎo)引部49的導(dǎo)引面49A上設(shè)置有作為非接觸軸承的氣體軸承(空氣軸承)51，相對(duì)于導(dǎo)引面49A非接觸地支撐著X導(dǎo)引載物臺(tái)44。
另外，在Y線性電機(jī)48的定子48A和導(dǎo)引部49的平坦部49B之間，經(jīng)由作為非接觸軸承的氣體軸承(空氣軸承)52，相對(duì)于導(dǎo)引部49的平坦部49B由氣體軸承52非接觸地支撐著定子48A。為此，根據(jù)動(dòng)量守恒定理，對(duì)應(yīng)于X導(dǎo)引載物臺(tái)44以及基片載物臺(tái)PST的+Y方向(-Y方向)的移動(dòng)，定子48A在-Y方向(+Y方向)上移動(dòng)。通過該定子48A的移動(dòng)，可以在抵消伴隨X導(dǎo)引載物臺(tái)44以及基片載物臺(tái)PST的移動(dòng)的反作用力的同時(shí)，防止重心位置的變化。即，定子48A具有作為所謂反措施的功能。
這樣構(gòu)成的基片載物臺(tái)PST不僅可以進(jìn)行掃描方向(Y方向)的移動(dòng)，而且還可以使基片P上的多個(gè)照相區(qū)域位于與上述照明區(qū)域共軛的曝光區(qū)域地在垂直于掃描方向的方向(X方向)移動(dòng)。進(jìn)而，伴隨著控制裝置CONT的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行重復(fù)掃描曝光基片P上的各個(gè)照相區(qū)域的動(dòng)作和移動(dòng)到下一個(gè)照相的曝光開始位置的動(dòng)作的步進(jìn)/與/掃描動(dòng)作。因而，基片載物臺(tái)PST可以進(jìn)行向XY二維方向的移動(dòng)或向θZ方向的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。
圖3所示的是液體供給機(jī)構(gòu)10、液體回收機(jī)構(gòu)20以及投影光學(xué)系統(tǒng)PL前端部附近的放大圖。液體供給機(jī)構(gòu)10是向投影光學(xué)系統(tǒng)PL和基片P之間供給液體1的機(jī)構(gòu)，具有可以送出液體1的液體供給部11，經(jīng)由供給管15連接于液體供給部11并將由該液體供給部11送出來的液體1供給到基片P上的供給噴嘴14。供給噴嘴14靠近基片P的表面配置。液體供給部11具有收容液體1的罐體以及加壓泵等，經(jīng)由供給管15以及供給噴嘴14向基片P上供給液體1。液體供給部11的液體供給動(dòng)作由控制裝置CONT控制，控制裝置CONT可以控制通過液體供給部11對(duì)基片P上的每單位時(shí)間的液體供給量。
在供給管15的中途設(shè)置有計(jì)量通過液體供給部11供給到基片P上的液體1的量(每單位時(shí)間的液體供給量)的流量計(jì)12。流量計(jì)12時(shí)刻監(jiān)視供給到基片P上的液體1的量，并將其計(jì)量結(jié)果輸出給控制裝置CONT。
另外，在供給管15中的流量計(jì)12和供給噴嘴14之間設(shè)置了開閉供給管15的流路的閥門13。閥門13的開閉動(dòng)作可以通過控制裝置CONT進(jìn)行控制。
液體回收機(jī)構(gòu)20是回收通過液體供給機(jī)構(gòu)10供給到基片P上的液體1的裝置，具有接近基片P的表面配置的回收噴嘴(吸引口)21和經(jīng)由回收管24連接于回收噴嘴21的真空系統(tǒng)25。液真空系統(tǒng)25的構(gòu)成包含真空泵，其動(dòng)作由控制裝置CONT控制。通過真空系統(tǒng)25驅(qū)動(dòng)，可以經(jīng)由回收噴嘴21與其周圍的氣體(空氣)一起回收基片P上的液體1。這里，作為真空系統(tǒng)25，也可以不在曝光裝置EX上設(shè)置真空泵地使用配置曝光裝置EX的工廠的真空系統(tǒng)。
在回收管24的中途設(shè)置了分離從回收噴嘴21吸入的液體1和氣體的氣液分離器22。在此，如上所述的那樣，與基片P上的液體1一起還從回收噴嘴21回收其周圍的氣體。氣液分離器22分離經(jīng)由回收噴嘴21回收的液體1和氣體。作為氣液分離器22，可以采用例如使回收的液體和氣體流通于具有多個(gè)孔部的管部件，通過利用重力作用上液體經(jīng)由上述孔部落下分離液體和氣體的重力分離方式，或者使用遠(yuǎn)心力分離回收的液體和氣體的遠(yuǎn)心分離方式等。進(jìn)而，真空系統(tǒng)25可以吸引被氣液分離器22分離了的氣體。
在回收管24之中，真空系統(tǒng)25和氣液分離器22之間，設(shè)置有干燥被氣液分離器22分離了的氣體的干燥器23。即便是被氣液分離器22分離的氣體中混雜有液體成分，通過干燥器23干燥氣體并使該干燥了的氣體流入真空系統(tǒng)25，可以防止因液體成分流入導(dǎo)致的真空系統(tǒng)25的故障等不利的情況發(fā)生。作為干燥器23，可以采用例如通過使通過氣液分離器22供給的氣體(混雜了液體成分的氣體)冷卻到其液體的露點(diǎn)以下消除液體成分的方式，或者通過加熱到該液體的沸點(diǎn)以上消除液體成分的方式等。
另一方面，被氣液分離器22分離了的液體1經(jīng)由第2回收管26被液體回收部28回收。液體回收部28具有收容回收了的液體1的罐體等。被液體回收部28回收了的液體1可以廢棄或者通過凈化返回液體供給部11等再利用。另外，作為第2回收管26的中間，在氣液分離器22和液體回收部28之間設(shè)置了計(jì)量回收的液體1的量(每單位時(shí)間的液體回收量)的流量計(jì)27。流量計(jì)27時(shí)刻監(jiān)視從基片P上回收了的液體1的量，并將其計(jì)量結(jié)果輸出給控制裝置CONT。如上所述的那樣，雖然是同時(shí)從回收噴嘴21回收基片P上的液體1和其周圍的氣體，但通過用氣液分離器22分離液體1和氣體并只將液體成分送給流量計(jì)27，流量計(jì)27可以準(zhǔn)確地計(jì)量從基片P上回收的液體1的量。
另外，曝光裝置EX具有檢測(cè)由基片載物臺(tái)PST支撐的基片P的表面位置的聚焦檢測(cè)系統(tǒng)56。聚焦檢測(cè)系統(tǒng)56具有經(jīng)由液體1從斜的方向向基片P上投射檢測(cè)用光束的投光部56A和接收在基片P反射的上述檢測(cè)用光束的反射光的感光部56B?？刂蒲b置CONT可以基于聚焦檢測(cè)系統(tǒng)56的檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)出基片P表面的Z軸方向的位置信息。另外，通過由投光部56A投射出多束檢測(cè)用光束，還可以檢測(cè)出基片P的θX以及θY方向的傾斜信息。
此外，如圖1的部分截面圖所示的那樣，相對(duì)于鏡筒底座8分離支撐著液體供給機(jī)構(gòu)10以及液體回收機(jī)構(gòu)20。由此，可以不使在液體供給機(jī)構(gòu)10以及液體回收機(jī)構(gòu)20產(chǎn)生的振動(dòng)經(jīng)由鏡筒底座8傳給投影光學(xué)系統(tǒng)PL。
圖4是基片載物臺(tái)PST(基片保持架PH)的平面圖。圖5所示是圖4的A-A截面圖，也是基片載物臺(tái)PST的側(cè)截面圖。在基片保持架PH的上面設(shè)置了基準(zhǔn)平面板81、照射量監(jiān)視器82、斑點(diǎn)傳感器83、AIS送光部84、AIS圖案板85和校準(zhǔn)標(biāo)記(FM)86。進(jìn)而，如上述這樣，在基片保持架PH的周緣一部上設(shè)置了托架71和殼罩72。這里，托架71是用于裝卸測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光學(xué)特性的波面像差測(cè)量裝置70的部位，是總是設(shè)置在基片保持架PH的側(cè)部的部位。另外，殼罩72是相當(dāng)于本發(fā)明的透光性部件的部件，是在托架71上安裝波面像差測(cè)量裝置70進(jìn)行光學(xué)測(cè)量時(shí)，保護(hù)從基片保持架PH泄漏的液體1，同時(shí)使波面像差檢測(cè)裝置70的檢測(cè)光透過的部件。
此外，波面像差檢測(cè)裝置70是在曝光動(dòng)作過程中要從托架71取下，在維護(hù)保養(yǎng)曝光裝置EX之際，在測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的波面像差進(jìn)行光學(xué)調(diào)整時(shí)，需要安裝到托架71上使用的儀器。
該殼罩72位于波面像差檢測(cè)裝置70的檢測(cè)光的光路上。殼罩72的材料只要是具有透光性的材料即可，并沒有什么特定的限制，可以采用玻璃或石英等材料或透明性樹脂材料等。另外，殼罩72的上面72T具有疏液性，為獲得該上面72T的疏液性，最好實(shí)施眾所周知的疏液處理(表面處理)。但在殼罩72材料本身具有足夠的疏液性時(shí)則不需要實(shí)施疏液處理。
進(jìn)而，在Z方向(波面像差檢測(cè)裝置70的檢測(cè)光的光軸方向)，在殼罩72的上面72T的位置和基片P保持架PH的上面HT的位置近似相同地配置了殼罩72。此外，在同方向上，由設(shè)置在基片保持架PH上的凹部HB內(nèi)吸附保持著基片P，基片保持架PH的上面HT的位置和基片P的上面PT的位置大致相同。
另外，在基片保持架PH和殼罩72的周緣部，呈包圍基準(zhǔn)平面板81、照射量監(jiān)視器82、斑點(diǎn)傳感器83、AIS送光部84、AIS圖案板85和校準(zhǔn)標(biāo)記(FM)86狀地設(shè)置了溝槽部(凹凸部)73。如后述的那樣，該溝槽部73是抑制液體1泄漏到基片保持架PH的外部的溝槽，也是防止液體1觸及波面像差檢測(cè)裝置70的構(gòu)成。
再者，殼罩72和基片保持架PH由螺釘?shù)染o固部件進(jìn)行固定。
這里，通過緊固部件的緊固應(yīng)力可以使基片保持架PH不產(chǎn)生變形。另外，為了高精度地確定殼罩72的上面72T的位置和基片P保持架PH的上面HT的位置，最好設(shè)置與緊固部件鄰接的位置固定銷。此外，基片P保持架PH和殼罩72的接合面的空隙最好為數(shù)微米以下，具體言之就是借助于殼罩72的上面72T的疏液性而不使液體1浸入到該接合部的程度即可。
例如，可以將基片保持架PH和殼罩72的空隙(間隙)設(shè)定為0.1～1mm左右。也可以將空隙設(shè)定在0.3mm以下。通過采用這樣的做法，可以使因液體1的表面張力液體1流入該間隙的現(xiàn)象幾乎不出現(xiàn)。這里，本發(fā)明并非僅限于這樣的情況，也可以使殼罩72緊密接觸基片保持架PH進(jìn)行固定。此外，還可以采用可交換地在基片保持架PH上安裝殼罩72的構(gòu)成，以便在殼罩72被液體弄臟了的情況下能夠進(jìn)行更換。
由于托架71是在使用波面像差檢測(cè)裝置70時(shí)保持該波面像差檢測(cè)裝置70的部位，故采用了具有充分的保持強(qiáng)度的構(gòu)造。該托架71也與上述殼罩72一樣，緊固在基片保持架PH上，以不使基片保持架PH產(chǎn)生變形。
此外，在本實(shí)施形態(tài)中，作為保持液體1的保持部，采用了在殼罩72和基片保持架PH的周緣部設(shè)置溝槽部73的構(gòu)成，但未必一定需要形成凹狀部的部位，也可以采用形成了凸?fàn)畈康牟课坏臉?gòu)成。
另外，殼罩72也可以是構(gòu)成波面像差檢測(cè)裝置70的光學(xué)元件的一部分。例如，也可以使之具有作為透鏡的功能。在殼罩72具有透鏡功能時(shí)，最好是在殼罩72的里面(波面像差檢測(cè)裝置70一側(cè))實(shí)現(xiàn)凸透鏡或者凹透鏡。
接著，參照?qǐng)D1、圖3以及圖6對(duì)使用了波面像差檢測(cè)裝置70的投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像差測(cè)量方法進(jìn)行說明。
首先，每當(dāng)進(jìn)行像差測(cè)量，就要在托架71上安裝波面像差檢測(cè)裝置70。這里，規(guī)定波面像差檢測(cè)裝置70的測(cè)量結(jié)果輸出給控制裝置CONT，控制裝置CONT依照測(cè)量結(jié)果來控制成像特性校正控制器PA。
這樣，在安裝了波面像差檢測(cè)裝置70之后，通過液體供給機(jī)構(gòu)10供給液體1，在殼罩72和光學(xué)元件的液體接觸面2a之間充滿液體1。進(jìn)而，液體回收機(jī)構(gòu)20回收殼罩72上的液體1。這樣的液體的供給與回收連續(xù)且自動(dòng)地進(jìn)行。波面像差檢測(cè)裝置70在該狀態(tài)下測(cè)量投影光學(xué)系統(tǒng)PL的波面像差。這里，由于波面像差檢測(cè)裝置70檢測(cè)的檢測(cè)光經(jīng)由作為透明性部件的殼罩72透過液體1內(nèi)，故可以進(jìn)行浸液曝光時(shí)的波面像差的測(cè)量。并且，波面像差檢測(cè)裝置70的測(cè)量結(jié)果被輸出給控制裝置CONT，控制裝置CONT使成像特性校正控制器PA適當(dāng)?shù)貏?dòng)作，控制移動(dòng)投影光學(xué)系統(tǒng)PL的透鏡元件，自動(dòng)地進(jìn)行光學(xué)特性的調(diào)整。
此外，在本實(shí)施形態(tài)中通過波面像差檢測(cè)裝置70進(jìn)行波面像差的測(cè)量過程中，采用的是連續(xù)地進(jìn)行液體1的供給和回收，但本發(fā)明并非僅限于此。例如，可以在測(cè)量過程中停止液體1的供給和回收，也可以斷續(xù)地進(jìn)行供給和回收。只要是對(duì)應(yīng)檢測(cè)裝置的構(gòu)成等適當(dāng)設(shè)定這樣的液體1的供給/回收動(dòng)作即可。
如上述那樣，在這樣的波面像差測(cè)量中，由于采用的是在波面像差檢測(cè)裝置70的上方設(shè)置了殼罩72的構(gòu)成，故可以防止液體1向波面像差檢測(cè)裝置70的泄漏和浸入。因而，可以良好地進(jìn)行光學(xué)特性的調(diào)整。此外，雖然在殼罩72上被液體1浸漬，但因?yàn)闅ふ?2的上面72T具有疏液性，故可以防止殼罩72上滯留液體1。另外，由于形成了溝槽部73，故即使是液體1到達(dá)了殼罩72的周緣部，因該液體1被溝槽部73導(dǎo)流，故可以防止出現(xiàn)液體1泄漏到殼罩72的周緣部外側(cè)的情況。再有，由于在Z方向基片P的上面PT、基片保持架PH的上面HT、殼罩72的上面72T大致處于同一位置，故液體接觸面2a與上面PT的距離和液體接觸面2a與上面72T的距離近似相同，因而，可以以與浸液曝光時(shí)同樣的液體1的液量進(jìn)行波面像差測(cè)量，可以進(jìn)行更為準(zhǔn)確的測(cè)量。這里，不僅殼罩72的上面72T具有疏液性，還可以讓基片保持架PH的上面HT也具有疏液性。
此外，利用波面像差檢測(cè)裝置70的測(cè)量過程披露于例如前述的特開2002-202221號(hào)公報(bào)中，其內(nèi)容也可適用于本發(fā)明。
另外，由于在本實(shí)施形態(tài)中作為曝光光使用了ArF準(zhǔn)分子激射光，故液體1由純水構(gòu)成。純水具有可以容易地在半導(dǎo)體制造工廠等大量獲得且沒有對(duì)基片P上的抗蝕劑或光學(xué)元件(透鏡)等的不良影響的優(yōu)點(diǎn)。此外，因?yàn)榧兯跊]有對(duì)環(huán)境的不良影響的同時(shí)，其不純物的含有量也極低，故還可以期待其洗凈基片P的表面以及設(shè)置在投影光學(xué)系統(tǒng)PL前端面的光學(xué)元件的表面的作用。
而且，由于純水(水)相對(duì)于波長193nm左右的曝光光束EL的折射率n大致為1.44左右，故在利用ArF準(zhǔn)分子激光器(波長193nm)作為曝光光束EL的光源的情況下，可以在基片P上以1/n、即約134nm左右短波長化來獲得高的分辨率。進(jìn)而，由于與在空氣中相比，聚焦深度也被擴(kuò)大了約n倍、即約1.44倍，故在能夠確保與在空氣中使用的情況相同程度的聚焦深度即可的情況下，可以使投影光學(xué)系統(tǒng)PL的數(shù)值口徑進(jìn)一步增加，分辨率也將在這一點(diǎn)上得到改善。
此外，雖然本實(shí)施形態(tài)的液體1是水，但其也可以是水之外的液體，例如，在曝光光EL的光源為F2激光器時(shí)，由于該F2激光光不透過水，故此時(shí)作為液體1可以使用可通過F2激光光的例如氟系列油脂或氟化聚醚(PFPE)等氟系列的液體即可。另外，作為液體1，除此此外也可以使用對(duì)曝光光EL有透光性且折射率盡可能高、相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)PL或基片P表面涂布的抗蝕劑性能穩(wěn)定的物質(zhì)(例如洋杉油)。
此外，雖然在本實(shí)施形態(tài)中采用了由托架71可裝卸地保持波面像差檢測(cè)裝置70的構(gòu)成，但本發(fā)明并非僅限于該裝置。例如，作為檢測(cè)裝置，也可以使用照度計(jì)等其他的光學(xué)測(cè)量儀器。并且，也可以利用對(duì)這樣的檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)時(shí)使用的光具有透過性的部件形成殼罩72。另外，在波面像差檢測(cè)裝置70中，雖然是可裝卸的部分配置了檢測(cè)光的感光部(檢測(cè)部)，但本發(fā)明并非僅限于這樣的構(gòu)成。例如，作為檢測(cè)裝置，也可以采用總是在曝光裝置側(cè)(載物臺(tái)側(cè))配置感光部，在可裝卸的部分配置檢測(cè)光的光源部這樣的構(gòu)成。此外，還可以通過使殼罩72不僅相對(duì)于檢測(cè)光具有透光性，而且還使其一部具有反射檢測(cè)光的功能，形成可以偏轉(zhuǎn)檢測(cè)光的光路的構(gòu)成。
在本實(shí)施形態(tài)中，采用了由托架71保持檢測(cè)裝置(波面像差檢測(cè)裝置)70的構(gòu)成，但其保持動(dòng)作既可以手動(dòng)進(jìn)行，也可以自動(dòng)進(jìn)行。另外，雖然是對(duì)在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光學(xué)元件2和殼罩72之間充滿了液體1的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非僅限于此。例如，也可以適用于代替光學(xué)元件2配置其他的部件并在該部件和殼罩72之間充滿液體1的狀態(tài)下使用檢測(cè)裝置70的情況，或者只在殼罩72上充滿了液體1的狀態(tài)下使用檢測(cè)裝置70的情況。作為這樣的使用方法，例如，可以設(shè)想觀察液體1的狀態(tài)的情況。
另外，雖然是在基片保持架PH上設(shè)置了托架71，但托架71的位置并非僅限于此，例如，也可以設(shè)置在基片載物臺(tái)PST上。進(jìn)而，只要不妨礙基片載物臺(tái)PST的移動(dòng)，也可以設(shè)置在曝光裝置EX內(nèi)的任何一個(gè)固定部分上，在使用檢測(cè)裝置70時(shí)將基片載物臺(tái)PST移動(dòng)到規(guī)定的位置。此時(shí)，在托架71上安裝了檢測(cè)裝置70后，只要對(duì)基片載物臺(tái)PST(或者基片保持架PH)進(jìn)行定位以使殼罩72位于該檢測(cè)裝置70的檢測(cè)光的光軸或者光路上即可。
另外，也可以在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上安裝托架71，在利用檢測(cè)裝置70進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)使安裝在托架71上的檢測(cè)裝置70配置到殼罩72的下部。作為這樣的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如，可以通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)和連接于該旋轉(zhuǎn)電機(jī)的機(jī)械臂進(jìn)行構(gòu)成，只要在機(jī)械臂的前端設(shè)置托架71將檢測(cè)裝置70移動(dòng)到規(guī)定的位置即可。
進(jìn)而，還可以總是將檢測(cè)裝置70安裝在托架71或者固定部位上，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如上述這樣，移動(dòng)殼罩72和檢測(cè)裝置70的至少一方，使檢測(cè)裝置配置到殼罩72(透光性部件)72的下部(殼罩72位于檢測(cè)裝置70的檢測(cè)光的光軸或者光路上)。
另外，本發(fā)明也可以適用于諸如特開2001-338868號(hào)公報(bào)以及與之對(duì)應(yīng)的美國專利6,690,455號(hào)公報(bào)披露的照度計(jì)、或特愿2003-168037號(hào)公報(bào)披露的偏光度測(cè)量儀等可以在載物臺(tái)(基片載物臺(tái))上裝卸的其他檢測(cè)裝置。在本國際專利申請(qǐng)指定的指定國(或者選定的選定國)國內(nèi)法令允許的限度內(nèi)，援引上述公報(bào)以及上述美國專利的公開內(nèi)容作為本說明書記載的一部分。
進(jìn)而，雖然在上述的實(shí)施形態(tài)中，采用的是在投影光學(xué)系統(tǒng)PL與基片P之間局部地充滿液體的曝光裝置，但本發(fā)明也適用于使保持著曝光對(duì)象的基片的載物臺(tái)在液槽之中進(jìn)行移動(dòng)的浸液曝光裝置，或在載物臺(tái)上形成規(guī)定深度的液體槽并于其中保持基片的浸液曝光裝置。有關(guān)使保持著曝光對(duì)象的基片的載物臺(tái)在液槽中進(jìn)行移動(dòng)的浸液曝光裝置的構(gòu)造以及曝光動(dòng)作，披露于例如特開平6-124873號(hào)公報(bào)中，而有關(guān)在載物臺(tái)上形成規(guī)定深度的液體槽并在其中保持基片的浸液曝光裝置則分別披露于例如特開平10-303114號(hào)公報(bào)或美國專利第5,825,043號(hào)公報(bào)中。在本國際專利申請(qǐng)所指定的指定國(或選定的選定國)的國內(nèi)法令允許的限度內(nèi)，援引上述公報(bào)或美國專利中的公開內(nèi)容作為本說明書記載的一部分。
另外，本發(fā)明也可以適用于如特開平11-135400號(hào)公報(bào)所披露的那樣具有可保持晶片等被處理基片移動(dòng)的曝光載物臺(tái)(第1載物臺(tái))和配備了各種計(jì)量部件或傳感器的計(jì)量載物臺(tái)(第2載物臺(tái))的曝光裝置。此時(shí)，也可以將殼罩72或檢測(cè)裝置70用的托架71設(shè)置在上述計(jì)量載物臺(tái)側(cè)。在本國際專利申請(qǐng)指定的指定國(或者選定的選定國)國內(nèi)法令允許的限度內(nèi)，援引上述公報(bào)以及上述美國專利的公開內(nèi)容作為本說明書記載的一部分。
另外，雖然應(yīng)用了上述浸液法的曝光裝置采用的是用液體(純水)充滿投影光學(xué)系統(tǒng)PL終端光學(xué)元件出射側(cè)的光路空間對(duì)晶片W(基片P)進(jìn)行曝光的構(gòu)成，但也可以如國際公開專利第2004/019128號(hào)文本所披露的那樣，也用液體(純水)充滿投影光學(xué)系統(tǒng)PL終端光學(xué)元件入射側(cè)的光路空間。在本國際專利申請(qǐng)所指定(或選定的選定國)的國家的法令所允許的限度內(nèi)，援引上述文本的公開內(nèi)容作為本說明書記載之一部分。
此外，在如上述那樣使用了浸液法的情況下，有時(shí)投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑NA甚至可以達(dá)到0.9～1.3。在這樣投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑NA變大的情況下，由于在以往作為曝光光束所用的隨機(jī)偏振光中有時(shí)其成像性能也會(huì)因偏振效果而惡化，故希望使用偏振照明。在此情況下，最好進(jìn)行重合于掩模(中間掩模)的線/與/空間(line-and-space)圖案的線型圖案的長度方向(縱向)的線偏振照明，以使得能夠從掩模(中間掩模)的圖案較多地出射S偏振分量(TE偏振分量)、即沿線型圖案的長度方向的偏振方向成分的衍射光。由于在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和基片P表面所涂布的抗蝕劑之間用液體充滿的情況與在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和基片P表面所涂布的抗蝕劑之間用空氣(氣體)充滿的情況相比，有助于對(duì)比度的提高的S偏振分量(TE偏振分量)的衍射光在抗蝕劑表面的透過率升高，故即便是在投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑NA超過1.0這樣的情況下也能夠獲得較高的成像性能。另外，通過適當(dāng)?shù)亟M合相移(相位移動(dòng))掩模或諸如特開平6-188169號(hào)公報(bào)所披露那樣的重合于線型圖案長度方向的斜入射照明法(特別是偶極照明法)等則會(huì)更有效果。在本國際專利申請(qǐng)所指定的指定國(或選定的選定國)的國內(nèi)法令允許的限度內(nèi)，援引上述專利公報(bào)的公開內(nèi)容作為本說明書記載之一部分。
再者，在例如以ArF準(zhǔn)分子激射光作為曝光光，使用1/4左右縮小倍率的投影光學(xué)系統(tǒng)PL在基片P上曝光微細(xì)的線/與/空間圖案(例如25～50nm左右的L/S)這樣的情況下，因掩模M的構(gòu)造(例如圖案的微細(xì)度或鉻的厚度)，根據(jù)波導(dǎo)(Wave guide)效應(yīng)，掩模M將作為偏光板而作用，可以使S偏振分量(TE偏振分量)的衍射光多于使對(duì)比度低下的P偏振分量(TM偏振分量)的衍射光出射。該情況下，雖然最好也使用上述那樣的線偏振光照明，但即使是使用隨機(jī)偏振光照明掩模M也可以使用數(shù)值孔徑0.9～1.3那樣大的投影光學(xué)系統(tǒng)得到高的圖像分辨性能。
另外，在基片P上曝光掩模M的極微細(xì)的線/與/空間圖案這樣的情況下，雖然也存在因線柵(Wire Grid)效應(yīng)而使P偏振分量(TM偏振分量)大于S偏振分量(TE偏振分量)的可能性，但只要是如以ArF準(zhǔn)分子激射光作為曝光光，使用1/4左右縮小倍率的投影光學(xué)系統(tǒng)在基片P上曝光大于25nm的線/與/空間圖案這樣的條件，則由于S偏振分量(TE偏振分量)的衍射光可以多于P偏振分量(TM偏振分量)的衍射光地從掩模出射，故即便是投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑大到0.9～1.3這樣的情況也可以得到高的圖像分辨性能。
進(jìn)而，不僅是重合于掩模(中間掩模)的線形圖案的長度方向的線型偏振光照明(S偏振照明)，而且組合以光軸為中心的圓的切線(圓周)方向線性偏光的偏振光照明法和斜入射照明法的亦有效果。特別地，不僅是在規(guī)定的某一方向延伸掩模(中間掩模)圖案的線形圖案，而且在混合存在沿多個(gè)不同方向延伸的線形圖案的情況下，通過并用在以光軸為中心的圓的切線方向線性偏光的偏振照明法和環(huán)帶照明法，即便在投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值口徑NA較大的情況下也能夠獲得較高的成像性能。
此外，作為上述各實(shí)施形態(tài)的基片P，不僅適用于制造半導(dǎo)體器件用的半導(dǎo)體晶片，也可以適用于顯示器件用的玻璃基片、或薄膜磁頭用的陶瓷晶片、或者曝光裝置中所使用的掩?；蛑虚g掩模的原版(合成石英、硅晶片)等。
作為曝光裝置EX，除了同步移動(dòng)掩模M與基片P對(duì)掩模M的圖案進(jìn)行掃描曝光的步進(jìn)/與/掃描方式(step-and-scan)的掃描型曝光裝置(掃描光刻機(jī)scanning steppe))之外，也可以適用于在靜止掩模M與基片P的狀態(tài)下總括曝光掩模M的圖案并使基片P順次步進(jìn)移動(dòng)的步進(jìn)/與/重復(fù)(step-and-repeat)方式的投影曝光裝置(光刻機(jī)stepper)。另外，本發(fā)明還適用于在基片P上將至少部分地重疊兩個(gè)圖案進(jìn)行轉(zhuǎn)印的步進(jìn)/與/縫合(step-and-stitch)方式的曝光裝置。
另外，本發(fā)明也適用于特開平10-163099號(hào)公報(bào)以及與之對(duì)應(yīng)的美國專利6,341,007號(hào)公報(bào)、特開平10-214783號(hào)公報(bào)以及與之對(duì)應(yīng)的美國專利6,400,441號(hào)公報(bào)、特表2000-505958號(hào)公報(bào)以及與之對(duì)應(yīng)的美國專利5,969,441號(hào)公報(bào)等所披露的雙載物臺(tái)型的曝光裝置。這里，在本國際專利申請(qǐng)所指定的指定國(或所選定的選定國家)國內(nèi)法令所允許的限度內(nèi)，援引上述公報(bào)的公開內(nèi)容作為本文記載之一部分。
作為曝光裝置EX的種類，其并非僅限于在基片P上曝光半導(dǎo)體元件圖案的半導(dǎo)體元件制造用的曝光裝置，也可以廣泛適用于在液晶顯示元件制造用以及顯示器制造用的曝光裝置或者用于制造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或者中間掩模以及掩模等的曝光裝置等。
在基片載物臺(tái)PST或掩模載物臺(tái)MST上使用線性電機(jī)(參照USP5,623,853或者USP5,528,118)時(shí)，作為相對(duì)于底座使這些載物臺(tái)懸浮的方式，最好使用利用了空氣軸承的空氣浮起型以及利用了洛倫茲力或者電抗力的磁懸浮型中的某一種。另外，各載物臺(tái)PST、MST既可以是沿導(dǎo)軌移動(dòng)的類型，也可以是不設(shè)置導(dǎo)軌的無導(dǎo)向類型。
在本國際專利申請(qǐng)所指定的指定國(或所選定的選定國家)國內(nèi)法令所允許的限度內(nèi)，援引上述美國專利公報(bào)的公開內(nèi)容作為本文記載之一部分。
作為各載物臺(tái)PST、MST的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以使用通過對(duì)置二維地配置了磁鐵的磁鐵單元和二維地配置了線圈的電樞單元利用電磁力驅(qū)動(dòng)各載物臺(tái)PST、MST的平面電機(jī)。在該情況下，只要將磁鐵單元和電樞單元中的某一方連接于載物臺(tái)PST、MST，將磁鐵單元和電樞單元的另一方設(shè)置在載物臺(tái)PST、MST的移動(dòng)面?zhèn)燃纯伞?br> 為了不使因基片載物臺(tái)PST的移動(dòng)而產(chǎn)生的反作用力傳遞給投影光學(xué)系統(tǒng)PL，可以使用特開平8-166475號(hào)公報(bào)以及與之對(duì)應(yīng)的美國專利5,528,118號(hào)公報(bào)所披露的框架部件，以機(jī)械的方式將反作用力釋放到地面(大地)。在本國際專利申請(qǐng)所指定的指定國(或所選定的選定國家)的國內(nèi)法令中所允許的限度內(nèi)，援引上述美國專利的公開內(nèi)容作為本文記載之一部分。
另外，為了不使因掩模載物臺(tái)MST的移動(dòng)而產(chǎn)生的反作用力傳遞給投影光學(xué)系統(tǒng)PL，可以使用特開平8-330224號(hào)公報(bào)以及與之對(duì)應(yīng)的美國專利5,874,820號(hào)公報(bào)所披露的框架部件以機(jī)械的方式將反作用力釋放到地面(大地)。在本國際專利申請(qǐng)所指定的指定國(或所選定的選定國家)的國內(nèi)法令中所允許的限度內(nèi)，援引上述美國專利的公開內(nèi)容作為本文記載之一部分。
本實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX可以通過組裝包含本申請(qǐng)專利要求的范圍中列舉的各構(gòu)成要素的各種子系統(tǒng)進(jìn)行制造，以確保規(guī)定的機(jī)械精度、電氣精度、光學(xué)精度。為了確保這些各種精度，在該組裝的前后，需要進(jìn)行為達(dá)到光學(xué)精度的對(duì)各種光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)整、為達(dá)到機(jī)械精度的對(duì)各種機(jī)械系統(tǒng)的調(diào)整、為達(dá)到電氣精度的對(duì)各種電氣系統(tǒng)的調(diào)整。
從各種子系統(tǒng)到曝光裝置的組裝工序包含各種子系統(tǒng)相互的機(jī)械連接、電路的配線連接、氣壓回路的配管連接等。不言而喻，在由該各種子系統(tǒng)到曝光裝置的組裝工序之前，還有各子系統(tǒng)各自的組裝工序。如果結(jié)束了各種子系統(tǒng)的對(duì)曝光裝置的組裝工序，則下一步將進(jìn)行綜合調(diào)整，以確保作為曝光裝置全體的各種精度。在此，希望曝光裝置的制造在進(jìn)行了溫度以及潔凈度等的管理的潔凈室中進(jìn)行。
半導(dǎo)體器件等微器件如圖7所示那樣經(jīng)過下述各步驟來制造，即進(jìn)行微器件的功能、性能設(shè)計(jì)的步驟201；制作基于該設(shè)計(jì)步驟的掩模(中間掩模)的步驟202；制造作為器件的基材的基片的步驟203；利用前述實(shí)施形態(tài)的曝光裝置EX在基片上曝光中間掩模的圖案的曝光處理步驟204；器件組裝步驟(包含切割工序、鍵合工序、封裝工序)205；檢查步驟206等。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置，通過用液體充滿載物臺(tái)裝置所保持的基片和投影光學(xué)系統(tǒng)之間，并經(jīng)由上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述液體在上述基片上投影圖案像來曝光上述基片，其特征在于上述載物臺(tái)裝置具有用于設(shè)置可在該載物臺(tái)裝置上裝卸的檢測(cè)裝置的設(shè)置部；和配置成在上述設(shè)置部上設(shè)置了上述檢測(cè)裝置之際位于上述檢測(cè)裝置的檢測(cè)光的光路上的透光性部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述設(shè)置部以及上述透光性部件被設(shè)置在上述載物臺(tái)裝置的周緣部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件具有使上述液體停留在該透光性部件的上面的凹凸部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件的上面具有疏液性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述載物臺(tái)裝置的上面和上述透光性部件的上面在上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上被設(shè)定在大致相同的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件的上面在上述投影光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上被設(shè)定在與上述載物臺(tái)裝置所保持的基片的上面大致相同的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件是構(gòu)成上述檢測(cè)裝置的光學(xué)元件的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件包含透鏡。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置，其特征在于上述檢測(cè)裝置在上述透光性部件的上面充滿了液體的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)。
10.一種曝光裝置，利用曝光光在上述基片上形成規(guī)定的圖案，其特征在于，包括可相對(duì)于上述曝光光的光軸進(jìn)行移動(dòng)的載物臺(tái)裝置；被設(shè)置于上述載物臺(tái)裝置、且其上部被供給液體的透光性部件；在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可配置在上述透光性部件的下部的檢測(cè)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述檢測(cè)裝置可在上述載物臺(tái)裝置進(jìn)行裝卸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于，還包括可以使上述檢測(cè)裝置移動(dòng)到上述透光性部件的下部的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述基片被保持在上述載物臺(tái)裝置上。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或13所述的曝光裝置，其特征在于，還包括投影光學(xué)系統(tǒng)，在用液體充滿了該投影光學(xué)系統(tǒng)和上述基片之間的狀態(tài)下進(jìn)行曝光。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件位于上述檢測(cè)裝置的檢測(cè)光光路上。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件是構(gòu)成上述檢測(cè)裝置的光學(xué)元件的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件包含透鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件可相對(duì)于上述載物臺(tái)裝置進(jìn)行裝卸。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述檢測(cè)裝置在上述透光性部件的上面存在液體的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件被設(shè)置在上述載物臺(tái)裝置的周緣部。
21.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于在上述透光性部件的上面設(shè)有用于保持液體的保持部。
22.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于在上述透光性部件的上面設(shè)有用于保持液體的凹凸部。
23.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件的上面具有疏液性。
24.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件的上面和載置于上述載物臺(tái)裝置上的基片上面處于大致同一高度。
25.根據(jù)權(quán)利要求19所述的曝光裝置，其特征在于上述透光性部件的上面和上述載物臺(tái)裝置的上面處于大致同一高度。
26.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置，其特征在于上述載物臺(tái)裝置具有保持基片的第1載物臺(tái)和與該第1載物臺(tái)另行設(shè)置的第2載物臺(tái)，上述透光性部件被設(shè)置在上述第2載物臺(tái)上。
27.一種器件制造方法，其特征在于通過在曝光裝置上使用權(quán)利要求1或者權(quán)利要求10所記載的曝光裝置來制造器件。
全文摘要
一種使用曝光光在基片上形成規(guī)定的圖案的曝光裝置，具備可相對(duì)于上述曝光光的光軸進(jìn)行移動(dòng)的載物臺(tái)裝置；設(shè)置在上述載物臺(tái)裝置、對(duì)上部供給液體的透光性部件；以及在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)可配置在上述透光性部件下部的檢測(cè)裝置。能夠防止曝光用的液體向波面像差檢測(cè)器等光學(xué)測(cè)量儀器的泄漏和浸入，以良好地進(jìn)行圖像性能和光學(xué)特性等的光學(xué)調(diào)整。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1875460SQ200480031808
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者小野一也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康