(57)【要約】 【課題】露光不良の発生を抑制できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、液体を介して露光光で基板を露光する。露光装置は、露光光が照射可能な位置に対して移動可能な物体との間に液体で液浸空間を形成可能な液浸部材と、物体が液浸空間の一側の第１方向に第１位置から第２位置まで移動する間の一部の区間において、液浸空間の一側の液体の界面の近傍に、気体を供給する気体供給口とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
前記露光光が照射可能な位置に対して移動可能な物体との間に前記液体で液浸空間を形成可能な液浸部材と、
前記物体が前記液浸空間の一側の第１方向に第１位置から第２位置まで移動する間の一部の区間において、前記液浸空間の前記一側の液体の界面の近傍に、気体を供給する気体供給口と、を備えた露光装置。
【請求項２】
前記一部の区間は、前記物体が前記第１位置から前記第２位置まで移動する間の加速区間を含む請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記気体供給口は、前記物体が前記第１位置から移動を開始した直後に、前記気体の供給を開始する請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記一部の区間は、前記物体が前記第１位置から前記第２位置まで移動する間の減速区間を含む請求項２記載の露光装置。
【請求項５】
前記気体供給口は、前記物体が前記第２位置に到達する直前に、前記気体の供給を停止する請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記物体の移動条件に応じて、前記気体供給口の気体供給動作を制御する制御装置を備える請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項７】
前記移動条件は、前記物体の加速度、及び速度の少なくとも一方を含む請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記気体供給動作は、前記気体の供給の有無、前記気体の流速、及び前記気体の供給方向の少なくとも一つを含む請求項６又は７記載の露光装置。
【請求項９】
前記液浸空間の液体と接触する前記物体及び前記液浸部材の少なくとも一方の表面条件に応じて、前記気体供給口の気体供給動作を制御する制御装置を備える請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】
前記表面条件は、前記液体に対する前記物体の表面の接触角、及び前記液体に対する前記液浸部材の表面の接触角の少なくとも一方を含む請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記気体供給動作は、前記気体の供給の有無、前記気体の流速、及び前記気体の供給方向の少なくとも一つを含む請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
前記気体供給口は、前記界面の第１部分に第１流速で前記気体を供給する第１供給口と、前記第１部分と異なる第２部分に前記第１流速と異なる第２流速で前記気体を供給する第２供給口とを含む請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１３】
前記第１方向と交差する第２方向に関して、前記第１部分は、前記第２部分より、前記液浸空間の中心に近い部分であり、
前記第１流速は、前記第２流速より高い請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記気体供給口は、前記物体の表面と対向する位置に配置される請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１５】
前記気体供給口は、前記液浸空間の外側から、前記露光光の光路に対して傾斜した方向に、前記気体を供給する請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記気体供給口は、前記露光光の光路に対して前記液浸部材の外側に配置される請求項１〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１７】
前記物体は、前記基板を含む請求項１〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記物体は、前記基板を保持する基板保持部材を含む請求項１〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項２０】
液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
前記露光光を射出する光学部材と物体との間に液体で液浸空間を形成することと、
前記液浸空間の一側の第１方向に前記光学部材に対して第１位置から第２位置へ前記物体を移動することと、
前記物体が前記第１位置から前記第２位置まで移動する間の一部の区間において、前記液浸空間の前記一側の液体の界面の近傍に、気体を供給することと、を含む露光方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、例えば下記特許文献に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が使用される。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／２５９２３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
液浸露光装置において、例えば基板を高速で移動した場合、投影光学系等の光学部材と基板との間を液体で満たし続けることが困難となる可能性がある。また、基板を高速で移動した場合、液体が所定空間から流出したり、基板上に液体（膜、滴等）が残留したりする可能性がある。その結果、基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生したり、不良デバイスが発生したりする可能性がある。
【０００４】
本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光が照射可能な位置に対して移動可能な物体との間に液体で液浸空間を形成可能な液浸部材と、物体が液浸空間の一側の第１方向に第１位置から第２位置まで移動する間の一部の区間において、液浸空間の一側の液体の界面の近傍に、気体を供給する気体供給口と、を備えた露光装置が提供される。
【０００６】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の第３の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、露光光を射出する光学部材と物体との間に液体で液浸空間を形成することと、液浸空間の一側の第１方向に光学部材に対して第１位置から第２位置へ物体を移動することと、物体が第１位置から第２位置まで移動する間の一部の区間において、液浸空間の一側の液体の界面の近傍に、気体を供給することと、を含む露光方法が提供される。
【０００８】
本発明の第４の態様に従えば、第３の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。
【００１２】
露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１を移動する駆動システム３と、基板ステージ２を移動する駆動システム４と、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置を計測する干渉計システム５と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材６と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。
【００１３】
また、露光装置ＥＸは、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体Ｇを供給可能な気体供給口８を有する供給部材９を備えている。
【００１４】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることもできる。基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。
【００１５】
照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。
【００１６】
マスクステージ１は、マスクＭをリリース可能に保持するマスク保持部１０を有し、マスクＭを保持した状態で、第１ガイド部材１１のガイド面１１Ｇ上を移動可能である。マスクステージ１は、駆動システム３の作動により、照明領域ＩＲ（照明系ＩＬからの露光光ＥＬが照射可能な位置）に対して、マスクＭを保持して移動可能である。駆動システム３は、マスクステージ１に配置された可動子１Ｍと、第１ガイド部材１１に配置された固定子１１Ｃとを有する平面モータを含む。マスクステージ１は、駆動システム３の作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００１７】
投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸はＺ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。
【００１８】
投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１２は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１３を有する。投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬ（終端光学素子１２）の射出面１３から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。
【００１９】
基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部１４を有し、基板Ｐを保持した状態で、第２ガイド部材１５のガイド面１５Ｇ上を移動可能である。基板ステージ２は、駆動システム４の作動により、投影領域ＰＲ（投影光学系ＰＬからの露光光ＥＬが照射可能な位置）に対して基板Ｐを保持して移動可能である。駆動システム４は、基板ステージ２に配置された可動子２Ｍと、第２ガイド部材１５に配置された固定子１５Ｃとを有する平面モータを含む。基板ステージ２は、駆動システム４の作動により、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。
【００２０】
マスクステージ１及び基板ステージ２を移動可能な平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されている。
【００２１】
干渉計システム５は、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置を光学的に計測可能な第１干渉計ユニット５Ａと、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置を光学的に計測可能な第２干渉計ユニット５Ｂとを有する。
【００２２】
基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置７は、干渉計システム５の計測結果に基づいて、駆動システム３，４を作動し、マスクステージ１（マスクＭ）及び基板ステージ２（基板Ｐ）の位置制御を実行する。
【００２３】
図２は、液浸部材６及び供給部材９の近傍を示す側断面図、図３は、液浸部材６及び供給部材９を下方（−Ｚ側）から見た図である。
【００２４】
液浸部材６は、終端光学素子１２の近傍に配置されている。液浸部材６は、環状の部材である。液浸部材６の少なくとも一部は、終端光学素子１２の周囲に配置されている。液浸部材６は、投影領域ＰＲ（露光光ＥＬが照射可能な位置）に配置される物体と対向可能な下面１６を有する。投影領域ＰＲに配置可能な物体は、投影領域ＰＲに対して移動可能な物体を含む。本実施形態において、その物体は、基板ステージ２、及び基板ステージ２に保持された基板Ｐの少なくとも一方を含む。
【００２５】
液浸部材６は、終端光学素子１２から射出される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように、物体との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸空間ＬＳは、液体ＬＱで満たされた部分（空間、領域）である。一方側の射出面１３及び下面１６と、他方側の物体の表面（上面）との間に液体ＬＱが保持されることによって、露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。
【００２６】
本実施形態においては、基板Ｐの露光中において、投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。基板Ｐの露光中において、液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧの少なくとも一部は、液浸部材６の下面１６と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。
【００２７】
液浸部材６は、露光光ＥＬの光路に液体ＬＱを供給する液体供給口１７と、液浸部材６の下面１６と対向する物体（基板Ｐ）上の液体ＬＱを回収する液体回収口１８とを備えている。本実施形態において、液体回収口１８には、多孔部材１９が配置されている。本実施形態において、多孔部材１９は、プレート状の部材である。物体（基板Ｐ）上の液体ＬＱは、多孔部材１９の孔を介して回収される。液浸部材６の下面１６の少なくとも一部は、多孔部材１９の下面で構成される。
【００２８】
液体供給口１７は、供給流路２０を介して、液体供給装置２１と接続されている。液体回収口１８は、回収流路２２を介して、真空システムを含む液体回収装置２３と接続されている。制御装置７は、液体供給口１７を用いる液体供給動作と並行して、液体回収口１８を用いる液体回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子１２及び液浸部材６と、他方側の物体（基板Ｐ）との間に、液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成する。なお、液浸部材６として、例えば米国特許出願公開第２００７／０１３２９７６号明細書、欧州特許出願公開第１７６８１７０号明細書に開示されているような液浸部材６（ノズル部材）を用いることができる。
【００２９】
供給部材９は、液浸部材６の近傍に配置されている。供給部材９は、露光光ＥＬの光路に対して液浸部材６の外側に配置されている。供給部材９は、液浸部材６の周囲の少なくとも一部に配置されている。図３に示すように、本実施形態においては、供給部材９は、液浸部材６の周囲に配置される複数の供給部材９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄを含む。なお、供給部材９が、液浸部材６の周囲に配置される環状の部材でもよい。
【００３０】
供給部材９（９Ａ〜９Ｄ）は、投影領域ＰＲに配置される物体（基板Ｐ）と対向可能な下面２４を有する。本実施形態において、液浸部材６の下面１６と、供給部材９の下面２４とは、ほぼ同一平面内に配置されている。なお、物体（基板Ｐ）の表面（上面）と下面１６との距離が、物体の表面と下面２４との距離より大きくてもよいし、小さくてもよい。また、下面１６及び下面２４の少なくとも一部が、ＸＹ平面と平行でなくてもよい。
【００３１】
気体供給口８は、露光光ＥＬの光路（液浸空間ＬＳ）の周囲の少なくとも一部に配置される。気体供給口８は、露光光ＥＬの光路に対して液浸部材６の外側に配置される。
【００３２】
気体供給口８は、複数配置されている。気体供給口８は、物体（基板Ｐ）の表面と対向する位置に配置されている。本実施形態において、気体供給口８は、下面２４に配置されている。
【００３３】
気体供給口８のそれぞれは、供給流路２５を介して、気体供給装置２６と接続されている。気体供給装置２６は、気体供給口８から供給される気体Ｇの流速、単位時間当たりの気体供給量を調整可能である。気体供給装置２６の動作は、制御装置７に制御される。
【００３４】
気体供給口８のそれぞれは、液浸空間ＬＳの液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に気体Ｇを供給可能である。気体供給口８のそれぞれは、液浸空間ＬＳの外側から、液体ＬＱの界面ＬＧに向けて気体Ｇを供給可能である。本実施形態において、気体供給口８のそれぞれは、液浸空間ＬＳの外側から、露光光ＥＬの光路に対して傾斜した方向に、気体Ｇを供給する。
【００３５】
本実施形態において、供給部材９Ａに設けられている気体供給口８は、液浸部材６の−Ｙ側に配置されている。供給部材９Ｂに設けられている気体供給口８は、液浸部材６の＋Ｙ側に配置されている。供給部材９Ｃに設けられている気体供給口８は、液浸部材６の−Ｘ側に配置されている。供給部材９Ｄに設けられている気体供給口８は、液浸部材６の＋Ｘ側に配置されている。
【００３６】
供給部材９Ａに設けられている気体供給口８は、液浸空間ＬＳに対して−Ｙ側から、液浸空間ＬＳの−Ｙ側の界面ＬＧの近傍に気体Ｇを供給可能である。供給部材９Ｂに設けられている気体供給口８は、液浸空間ＬＳに対して＋Ｙ側から、液浸空間ＬＳの＋Ｙ側の界面ＬＧの近傍に気体Ｇを供給可能である。供給部材９Ｃに設けられている気体供給口８は、液浸空間ＬＳに対して−Ｘ側から、液浸空間ＬＳの−Ｘ側の界面ＬＧの近傍に気体Ｇを供給可能である。供給部材９Ｄに設けられている気体供給口８は、液浸空間ＬＳに対して＋Ｘ側から、液浸空間ＬＳの＋Ｘ側の界面ＬＧの近傍に気体Ｇを供給可能である。
【００３７】
また、本実施形態において、気体供給口８は、液体ＬＱの温度とほぼ同じ温度の気体を供給する。また、気体供給口８は、終端光学素子１２及び液浸部材６が配置されるチャンバ装置の内部空間の気体と同じ種類の気体を供給する。本実施形態において、気体供給口８は、空気を供給する。なお、気体供給口８から供給される気体は、例えば窒素ガスでもよい。
【００３８】
図２に示すように、本実施形態において、基板ステージ２は、米国特許公開第２００７／０１７７１２５号明細書、米国特許公開第２００８／００４９２０９号明細書等に開示されているような、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部１４と、基板保持部１４の周囲の少なくとも一部に配置され、プレート部材Ｔの下面をリリース可能に保持するプレート部材保持部２７とを有する。基板保持部１４及びプレート部材保持部２７のそれぞれは、ピンチャック機構を有する。なお、基板Ｐ及びプレート部材Ｔをリリース可能に保持できるのであれば、基板保持部１４及びプレート部材保持部２７の少なくとも一方は、ピンチャック機構でなく、例えば静電チャック機構など、他の機構を有してもよい。
【００３９】
本実施形態において、下面１６及び下面２４と対向可能な基板ステージ２の上面２Ｆは、プレート部材保持部２７に保持されたプレート部材Ｔの上面を含む。上面２Ｆは、基板保持部１４に保持された基板Ｐの表面の周囲に配置される
【００４０】
プレート部材Ｔは、基板Ｐを配置可能な開口ＴＨを有する。プレート部材保持部２７に保持されたプレート部材Ｔは、基板保持部１４に保持された基板Ｐの周囲に配置される。基板保持部１４は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。プレート部材保持部２７は、プレート部材Ｔの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、プレート部材Ｔを保持する。本実施形態において、基板保持部１４に保持された基板Ｐの表面とプレート部材保持部２７に保持されたプレート部材Ｔの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。
【００４１】
図４は、基板ステージ２を上方（＋Ｚ側）から見た図である。図４に示すように、基板Ｐ上には、露光対象領域である複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定される。
【００４２】
本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２１の露光時において、マスクＭ及び基板Ｐは、ＸＹ平面内の所定の走査方向に移動される。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置７は、基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明領域ＩＲに対してマスクＭのパターン形成領域をＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２１は、投影光学系ＰＬ（終端光学素子１２）からの露光光ＥＬで液体ＬＱを介して露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２１に投影される。
【００４３】
各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を露光するときには、制御装置７は、基板ステージ２を制御して、投影領域ＰＲ（終端光学素子１２）に対して基板ＰをＹ軸方向に移動する。また、あるショット領域（例えば第１ショット領域Ｓ１）の露光が終了した後、次のショット領域（例えば第２ショット領域Ｓ２）を露光するために、制御装置７は、終端光学素子１２からの露光光ＥＬの射出を停止した状態で、投影領域ＰＲが次のショット領域の露光開始位置に配置されるように、基板ステージ２を制御して、終端光学素子１２に対して基板ＰをＸＹ平面内の所定方向に移動する。
【００４４】
本実施形態においては、制御装置７は、投影領域ＰＲが、図４中、例えば矢印Ｒ１に沿って移動するように、終端光学素子１２と基板Ｐ（基板ステージ２）を相対的に移動しつつ、終端光学素子１２から露光光ＥＬを射出して、投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する。
【００４５】
次に、上述の露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について説明する。
【００４６】
制御装置７は、液体供給口１７を用いる液体供給動作と並行して、液体回収口１８を用いる液体回収動作を実行して、終端光学素子１２から射出される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように、終端光学素子１２及び液浸部材６と基板Ｐとの間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成する。
【００４７】
制御装置７は、終端光学素子１２及び液浸部材６と基板Ｐとの間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成した状態で、終端光学素子１２及び液浸部材６に対して、基板ＰをＹ軸方向に移動しながら、液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。
【００４８】
図５は、液浸空間ＬＳが形成された状態で、終端光学素子１２及び液浸部材６（露光光ＥＬの光路）に対して基板Ｐが−Ｙ方向に移動している状態を示す図である。本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐを−Ｙ方向に移動するとき、液浸空間ＬＳの−Ｙ側の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体供給口８から気体Ｇを供給する。換言すれば、制御装置７は、基板Ｐ（基板ステージ２）の移動方向前方側（−Ｙ側）から、その液浸空間ＬＳの前方側（−Ｙ側）の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体供給口８から気体Ｇを供給する。基板Ｐが−Ｙ方向に移動するとき、液浸空間ＬＳの＋Ｙ側（基板Ｐの移動方向後方側）の液体ＬＱの界面ＬＧには、気体供給口８からの気体Ｇが供給されない。
【００４９】
本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐを−Ｙ方向に移動するとき、供給部材９Ａに設けられている気体供給口８から気体Ｇを供給し、供給部材９Ｂ，９Ｃ，９Ｄに設けられている気体供給口８からの気体Ｇの供給を停止する。
【００５０】
また、制御装置７は、基板Ｐを＋Ｙ方向に移動するとき、液浸空間ＬＳの＋Ｙ側の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体供給口８より気体Ｇを供給する。本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐを＋Ｙ方向に移動するとき、供給部材９Ｂに設けられている気体供給口８から気体Ｇを供給し、供給部材９Ａ，９Ｃ，９Ｄに設けられている気体供給口８からの気体Ｇの供給を停止する。
【００５１】
本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐが液浸空間ＬＳの−Ｙ側（又は＋Ｙ側）の−Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に第１位置から第２位置まで移動する間の一部の区間において、液浸空間ＬＳの−Ｙ側（又は＋Ｙ側）の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体供給口８から気体Ｇを供給する。
【００５２】
また、制御装置７は、基板Ｐが液浸空間ＬＳの−Ｘ側（又は＋Ｘ側）の−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に第３位置から第４位置まで移動する間の一部の区間において、液浸空間ＬＳの−Ｘ側（又は＋Ｘ側）の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体供給口８から気体Ｇを供給することができる。
【００５３】
図６は、１つのショット領域Ｓが露光される場合における、投影領域ＰＲに対するショット領域Ｓ（基板Ｐ）の移動条件の一例を説明するための模式図である。図６（Ａ）は、投影領域ＰＲとショット領域Ｓとの位置関係を模式的に示す図、図６（Ｂ）は、ショット領域Ｓが露光されるときの基板Ｐの移動条件を示す模式図である。基板Ｐの移動条件は、基板Ｐの加速度、及び速度の少なくとも一方を含む。図６に示すように、ショット領域Ｓが露光されるとき、基板Ｐは、Ｙ軸方向に関して、第１位置ｐ１、露光開始位置ｐｓ、露光終了位置ｐｅ、及び第２位置ｐ２の順に移動する。
【００５４】
第１位置ｐ１から第２位置ｐ２まで基板Ｐが移動する移動区間は、基板Ｐの加速区間Ｋ１、定速区間Ｋ２、及び減速区間Ｋ３を含む。本実施形態において、基板Ｐは、第１位置ｐ１から露光開始位置ｐｓまで、加速しながら移動する。すなわち、本実施形態において、第１位置ｐ１から露光開始位置ｐｓまで基板Ｐが移動する区間は、加速区間Ｋ１である。また、基板Ｐは、露光開始位置ｐｓから露光終了位置ｐｅまで、定速で移動する。すなわち、本実施形態において、露光開始位置ｐｓから露光終了位置ｐｅまで基板Ｐが移動する区間は、定速区間Ｋ２である。また、基板Ｐは、露光終了位置ｐｅから第２位置ｐ２まで、減速しながら移動する。すなわち、本実施形態において、露光終了位置ｐｅから第２位置ｐ２まで基板Ｐが移動する区間は、減速区間Ｋ３である。
【００５５】
本実施形態においては、基板Ｐが第１位置ｐ１から第２位置ｐ２まで−Ｙ方向に移動する間の一部の区間において、液浸空間ＬＳの−Ｙ側の液体ＬＱの界面ＬＧに、気体供給口８から気体Ｇが供給される。一部の区間は、基板Ｐが第１位置ｐ１から第２位置ｐ２まで移動する間の加速区間Ｋ１及び減速区間Ｋ３の少なくとも一方を含む。なお、一部の区間が、定速区間Ｋ２を含んでもよい。
【００５６】
例えば、加速区間Ｋ１において気体Ｇを供給する場合、制御装置７は、基板Ｐが第１位置ｐ１から移動を開始した直後に、気体供給口８から気体Ｇの供給を開始する。その場合、制御装置７は、例えば加速区間Ｋ１が終了する直前（露光開始位置ｐｓに到達する直前）に、気体Ｇの供給を停止する。なお、気体Ｇの供給を停止するタイミングは、基板Ｐが定速区間Ｋ２を移動中でもよいし、減速区間Ｋ３を移動中でもよい。
【００５７】
また、減速区間Ｋ３において気体Ｇを供給する場合、制御装置７は、基板Ｐが第２位置ｐ２に到達する直前に、気体供給口８からの気体Ｇの供給を停止する。その場合、制御装置７は、例えば減速区間Ｋ３が始まる直前（露光終了位置ｐｅに到達する直前）に、気体Ｇの供給を開始する。なお、気体Ｇの供給を開始するタイミングは、基板Ｐが定常空間Ｋ２を移動中でもよいし、加速区間Ｋ１を移動中でもよい。
【００５８】
このように、基板Ｐが−Ｙ方向に第１位置ｐ１から第２位置ｐ２に移動する間の一部の区間において、液浸空間ＬＳの−Ｙ側の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、気体Ｇを供給することによって、その気体Ｇの力で、液浸部材６と基板Ｐとの間の所定空間から液体ＬＱが流出したり、基板Ｐ上に液体ＬＱ（液体ＬＱの膜、滴）が残留したりすることを抑制することができる。
【００５９】
制御装置７は、基板Ｐ（基板ステージ２）の移動方向前方側の液浸空間ＬＳの液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、一瞬（数十ミリ秒〜数百ミリ秒）だけ気体Ｇを供給することによって、液体ＬＱの気化を抑制しつつ、露光光ＥＬの光路に対して外側に拡がろうとする液体ＬＱの流れ（液体ＬＱの膜の勢い）を抑制することができる。液体ＬＱの気化が抑制されることによって、液体ＬＱの気化熱による温度変化を抑制することができる。
【００６０】
また、制御装置７は、気体供給口８から湿った気体Ｇを供給することにより、気化熱の発生を抑制することができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐの移動条件に応じて、気体供給口８の気体供給動作を制御する。上述のように、基板Ｐの移動条件は、基板Ｐの加速度、及び速度の少なくとも一方を含む。また、気体供給動作は、気体供給口８からの気体Ｇの供給の有無、気体Ｇの流速、及び気体Ｇの供給方向の少なくとも一つを含む。
【００６２】
なお、基板Ｐの移動条件は、露光に関する制御情報（露光制御情報）により予め定められており、既知の情報である。露光制御情報は、露光装置ＥＸの動作を規定する制御命令群を含み、露光レシピとも呼ばれる。
【００６３】
例えば、基板Ｐの加速度が高い場合、制御装置７は、その加速度に応じて、気体供給口８から、高い流速で気体Ｇを供給する。また、基板Ｐの移動速度が高い場合、制御装置７は、その移動速度に応じて、気体供給口８から、高い流速で気体Ｇを供給する。これにより、液体ＬＱの流出、残留等が効果的に抑制される。また、基板Ｐの加速度あるいは移動速度が低い場合、制御装置７は、その加速度あるいは移動速度に応じて、気体供給口８から、低い流速で気体Ｇを供給する。あるいは、制御装置７は、気体Ｇの供給を停止する。これにより、液体ＬＱの気化熱の発生を抑制することができる。
【００６４】
また、制御装置７は、液浸空間ＬＳの液体ＬＱと接触する基板Ｐの表面及び液浸部材６の下面１６の少なくとも一方の表面条件に応じて、気体供給口８の気体供給動作を制御する。表面条件は、液体ＬＱに対する基板Ｐの表面の接触角、及び液体ＬＱに対する液浸部材６の下面１６の接触角の少なくとも一方を含む。
【００６５】
なお、基板Ｐの表面条件及び液浸部材６の表面条件は、既知の情報である。
【００６６】
例えば、液体ＬＱに対する基板Ｐの表面の接触角が低い場合、制御装置７は、その接触角に応じて、気体供給口８から、高い流速で気体Ｇを供給する。これにより、液体ＬＱの流出、残留等が効果的に抑制される。また、液体ＬＱに対する基板Ｐの表面の接触角が高い場合、制御装置７は、その接触角に応じて、気体供給口８から、低い流速で気体Ｇを供給する。あるいは、制御装置７は、気体Ｇの供給を停止する。これにより、液体ＬＱの気化熱の発生を抑制することができる。また、制御装置７は、液体ＬＱの液浸部材６の下面１６の接触角に応じて、気体供給口８から供給する気体Ｇの流速を調整したり、気体Ｇの供給を停止したりすることができる。
【００６７】
また、図７に示すように、制御装置７は、基板Ｐの移動条件、基板Ｐの表面条件、及び液浸部材６の表面条件の少なくとも一つに応じて、気体供給口８からの気体Ｇの供給方向を変化させることができる。図７に示す例では、供給部材９（９Ａ〜９Ｄ）を動かすことができるアクチュエータ（不図示）が設けられており、制御装置７は、基板Ｐの移動条件、基板Ｐの表面条件、及び液浸部材６の表面条件の少なくとも一つに応じてアクチュエータを駆動して、供給部材９を動かして、気体供給口８からの気体Ｇの供給方向を変化させることができる。
【００６８】
また、本実施形態においては、気体供給口８は、露光光ＥＬの光路に対して傾斜した方向に気体Ｇを供給しているが、気体Ｇが基板Ｐの表面に垂直に供給されるように、−Ｚ方向に向かって供給してもよい。
【００６９】
また、制御装置７は、複数の気体供給口８のそれぞれから供給する気体Ｇの流速を、気体供給口８毎に変化させることができる。また、制御装置７は、複数の気体供給口８のうち、一部の気体供給口８から、液体ＬＱの界面ＬＧの第１部分に第１流速で気体Ｇを供給し、一部の気体供給口８から、第１部分と異なる第２部分に第１流速と異なる第２流速で気体Ｇを供給することができる。すなわち、制御装置７は、複数の気体供給口８のそれぞれから供給する気体Ｇの流速に分布を設けることができる。
【００７０】
例えば、基板ＰがＹ軸方向に移動するとき、図８に示すように、制御装置７は、Ｘ軸方向に関して、液浸空間ＬＳの中心に近い液体ＬＱの界面ＬＧの第１部分ＬＧ１に、第１流速で気体Ｇを供給し、界面ＬＧの第２部分ＬＧ２に、第２流速で気体Ｇを供給する。第１流速は、第２流速より高い。図８に示すように、基板ＰがＹ軸方向（−Ｙ方向）に移動するとき、Ｘ軸方向に関して、界面ＬＧの第１部分ＬＧ１のほうが、第２部分ＬＧ２より、露光光ＥＬの光路に対して外側に拡がろうとする。したがって、その第１部分ＬＧ１に、第１流速で気体Ｇを供給することによって、液体ＬＱの流出、残留等を効果的に抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施形態においては、終端光学素子１２及び液浸部材６と基板Ｐとの間に液浸空間ＬＳを形成した状態で、基板Ｐを移動する場合について主に説明したが、終端光学素子１２及び液浸部材６と基板ステージ２との間に液浸空間ＬＳを形成した状態で、基板ステージ２を移動する場合も同様である。制御装置７は、基板ステージ２の移動条件、及び液浸空間ＬＳの液体ＬＱと接触する基板ステージ２の上面２Ｆの表面条件（液体ＬＱに対する上面２Ｆの接触角）等に応じて、気体供給口８からの気体供給動作を制御することができる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、終端光学素子１２及び液浸部材６に対して、基板Ｐが液浸空間ＬＳの＋Ｙ側（又は−Ｙ側）の＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に第１位置から第２位置まで移動する間の一部の区間において、液浸空間ＬＳの＋Ｙ側（又は−Ｙ側）の液体ＬＱの界面ＬＧの近傍に、一瞬だけ気体Ｇを供給するようにしたので、液体ＬＱの気化熱の発生を抑制しつつ、液体ＬＱの流出、残留を抑制することができる。したがって、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。また、基板Ｐの移動速度を高めた場合でも、液体ＬＱの流出、残留が抑制されるので、スループットの低下が抑制される。
【００７３】
なお、上述の実施形態においては、基板ＰがＹ軸方向に移動する場合を例にして説明したが、基板ＰがＸ軸方向に移動する場合でも、その基板Ｐの移動方向前方側の液体ＬＱの界面ＬＧに気体Ｇを供給することができる。
【００７４】
なお、露光光ＥＬの光路に対してＸ軸方向に配置される気体供給口８（供給部材９Ｃ，９Ｄ）を省略してもよい。
【００７５】
なお、上述の実施形態において、気体供給口８は、液体ＬＱの温度より高い温度の気体を供給してもよいし、低い温度の気体を供給してもよい。また、気体供給口８が、終端光学素子１２及び液浸部材６が配置されるチャンバ装置の内部空間の気体と異なる種類の気体を供給してもよい。
【００７６】
なお、上述の各実施形態においては、液体ＬＱとして水を用いているが、水以外の液体ＬＱであってもよい。液体ＬＱとしては、露光光ＥＬに対して透過性であり、露光光ＥＬに対して高い屈折率を有し、投影光学系ＰＬあるいは基板Ｐの表面を形成する感光材（フォトレジスト）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。
【００７７】
なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板Ｐ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置ＥＸで用いられるマスクＭまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００７８】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置ＥＸ（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【００７９】
さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系ＰＬを用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系ＰＬを用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００８０】
また、露光装置ＥＸは、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクＭのパターンを、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上で合成し、１回の走査露光によって基板Ｐ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置であってもよい。また、露光装置ＥＸは、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどであってもよい。
【００８１】
また、露光装置ＥＸは、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置であってもよい。
【００８２】
また、露光装置ＥＸは、例えば、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１２７００６号明細書等に開示されているような、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージと、基板Ｐを保持せずに、露光光ＥＬを計測する計測部材（計測器）を搭載して移動可能な計測ステージとを備えた露光装置であってもよい。
【００８３】
また、露光装置ＥＸは、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置であってもよい。
【００８４】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクＭなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００８５】
なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。
【００８６】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクＭを用いたが、このマスクＭに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。
【００８７】
上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置ＥＸを例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法であってもよい。投影光学系ＰＬを用いない場合であっても、露光光ＥＬはレンズ等の光学部材を介して基板Ｐに照射され、そのような光学部材と基板Ｐとの間の所定空間に液浸空間ＬＳが形成される。
【００８８】
また、露光装置ＥＸは、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）であってもよい。
【００８９】
上述の実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了した後、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００９０】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図９に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスクＭ（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板Ｐを製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクＭのパターンを用いて露光光ＥＬで基板Ｐを露光すること、及び露光された基板Ｐを現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００９１】
なお、上述の各実施形態の要件（技術）は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る液浸部材、供給部材、及び基板ステージの一例を示す側断面図である。
【図３】本実施形態に係る液浸部材、及び供給部材を下方から見た図である。
【図４】本実施形態に係る基板ステージを上方から見た図である。
【図５】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る露光装置の動作の一例を示す図である。
【図９】マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
２…基板ステージ、６…液浸部材、７…制御装置、８…気体供給口、９…供給部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間、Ｐ…基板、Ｔ…プレート部材
【図１】
2010123615.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010123615.tif 000009
【図８】
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【図９】
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