(57)【要約】【課題】  液浸液として用いる液体中に存在する気泡を除去し、優れた結像性能を実現して、生産性の低下を防止する露光装置及び方法、デバイス製造方法を提供する。【解決手段】  レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、前記液体内に所定の流速分布を形成し、前記液体に混入した気泡及び／又は異物を除去する除去手段を有することを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】          図１
2006120674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、
前記液体内に所定の流速分布を形成し、前記液体に混入した気泡及び／又は異物を除去する除去手段を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記除去手段は、前記液体を供給する液体供給ノズルと、
前記液体を回収する液体回収ノズルとを有し、
前記液体供給ノズル及び前記液体回収ノズルが供給及び回収する前記液体の供給量及び回収量を調整する流量調整手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記液体に混入した気泡及び／又は異物を検出する検出手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記検出手段は、光源と、
前記光源からの光を前記気泡及び／又は異物に照射する投光部と、
前記気泡及び／又は異物で散乱した前記光を受光し、前記気泡及び／又は異物の位置を検出する受光部とを有することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記検出手段が検出する前記気泡及び又は異物の位置に基づいて、前記除去手段を制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項６】
レチクルのパターンを、投影光学系を介してステージに保持された被処理体に露光する露光方法であって、
前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に液体を供給するステップと、
前記供給ステップで供給された液体に混入した気泡及び／又は異物を除去するステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
前記除去ステップは、前記ステージを前記被処理体の面方向に走査することを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項８】
前記除去ステップは、前記液体の供給量及び回収量を所定の範囲内に調整し、前記投影光学系と前記被処理体との間の前記液体を層流に流すことを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項９】
前記除去ステップは、前記液体の供給量及び回収量を所定の範囲内に調整し、前記投影光学系と前記被処理体との間の前記液体を乱流に流すことを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項１０】
前記除去ステップは、前記投影光学系と前記被処理体との間の間隔を調整し、前記投影光学系と前記被処理体との間の前記液体を層流又は乱流に流すことを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項１１】
前記液体に混入した気泡及び／又は異物の前記被処理体の面内方向の位置に基づいて、前記液体を流す方向を決定するステップを更に有することを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１２】
前記除去ステップは、
記ステージを前記被処理体の面方向に走査する第１のステップと、
前記液体の供給量及び回収量を所定の範囲内に調整し、前記投影光学系と前記被処理体との間の前記液体を層流に流す第２のステップと、
前記液体の供給量及び回収量を所定の範囲内に調整し、前記投影光学系と前記被処理体との間の前記液体を乱流に流す第３のステップと、
前記投影光学系と前記被処理体との間の間隔を調整し、前記投影光学系と前記被処理体との間の前記液体を層流又は乱流に流す第４のステップとを有し、
前記液体に混入した気泡及び／又は異物の光軸方向の位置に基づいて、前記第１乃至第４のステップのうち、少なくとも１つを選択するステップとを有することを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項１３】
前記除去ステップは、前記液体を初めて供給した直後に行われることを特徴とする請求項６記載の露光方法。
【請求項１４】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、露光装置及び方法に係り、特に、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置及び方法に関する。本発明は、投影光学系の最終面と被処理体の表面を液体に浸漬して、かかる液体を介して被処理体を露光する、所謂、液浸型の露光装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子又は液晶表示素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が従来から使用されている。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線の波長は短くなってきた。現在は、次の光源としてＦ２レーザー（波長約１５７ｎｍ）や極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光の実現に向けて開発が進められている。
【０００４】
このような中で、ＡｒＦエキシマレーザーなどの光源を用いながら、更に解像度を向上させる技術として、液浸露光が注目されている。液浸露光とは、投影光学系の最終レンズ面とウェハの像面との間を液体で満たす（即ち、投影光学系のウェハ側の媒質を液体にする）ことで露光光の実効波長を短波長化し、投影光学系の開口数を見掛け上大きくして解像度の向上を図るものである。
【０００５】
液浸露光において、投影光学系の最終レンズ面とウェハとの間に液体を充填させる方法は二つに大別できる。第１の方法は、投影光学系の最終面とウェハ全体を液槽の中に配置する方法である。第２の方法は、投影光学系とウェハ面とで挟まれた空間だけに液体を流すローカルフィル法であり、かかる方法を用いた露光装置が、例えば、非特許文献１及び特許文献１に提案されている。
【０００６】
図８は、従来の液浸型の露光装置の要部構成を示す概略断面図である。図８を参照するに、従来の露光装置は、最終レンズ面１１００とウェハ１２００との対向面に向けて、最終レンズ面１１００のエッジ部近傍に設置した液体供給ノズル１３００より液体１６００を供給する。そして、最終レンズ面１１００を挟んで反対側に設置した液体回収ノズル１４００から液体１６００を回収する。更に、液体供給ノズル１３００及び液体回収ノズル１４００の外側から圧縮空気を吹き付けることによってエアカーテン１５００を形成し、最終レンズ面１１００とウェハ１２００との間の液体１６００を保持させる。
【０００７】
また、特許文献１には、エアカーテンの記載がないものの、液体供給ノズル及び液体回収ノズルの構成は、図８と同様であり、ウェハの移動速度に応じて、液体の供給量と回収量の調整を行うことを開示している。
【非特許文献１】Ｂｒｕｃｅ  Ｓｍｉｔｈ、Ｅｘｔｒｅｍｅ−ＮＡ  Ｗａｔｅｒ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｆｏｒ  ３５−６５ｎｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  １５７ｎｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ３−６  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００２、Ｂｅｌｇｉｕｍ
【特許文献１】国際公開第９９／４９５０４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液浸露光では、最終レンズ面とウェハの像面との間に充填する液体の中に気泡を入れないことが重要である。液体中に残存する微小な気泡によって露光光が散乱し、結像性能に影響を及ぼす場合があるからである。気泡は、液面（界面）に固体が接触したときや、液体同士の接触時に発生しやすいため、連続して液体を供給及び回収すれば、気泡の混入を抑えることができる。
【０００９】
しかし、初期充填の場合や、最終レンズ面とウェハとの間に液体があるものの、液体供給ノズルから供給される液体の液面同士が離れている場合、液面同士を接触させることがあり、気泡が発生しやすくなる。これにより、発生した気泡によって結像性能が低下し、半導体デバイス製造の生産性の低下を招いてしまう。更に、図８に示した構成では、気泡が混入しやすい液面（メニスカス形状の面）に向けて圧縮空気を吹き付けているため、液体内に気泡がより混入しやすい構成となる。
【００１０】
また、特許文献１においても、初期充填では液体の供給や回収の流量を制御することで気泡を入りにくくすることは可能である。しかし、最終レンズ面とウェハとの間に供給された液体の液面と液体供給ノズルから供給される液体の液面とが離れている場合、連続供給するように液面同士を接触させると気泡が発生しやすいため、供給流量を下げざるを得なくなる。従って、露光装置のスループットが低下し、半導体デバイス製造の生産性の低下を招いてしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、液浸液として用いる液体中に存在する気泡を除去し、優れた結像性能を実現して、生産性の低下を防止する露光装置及び方法、デバイス製造方法を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、前記液体内に所定の流速分布を形成し、前記液体に混入した気泡及び／又は異物を除去する除去手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の別の側面としての露光方法は、レチクルのパターンを、投影光学系を介してステージに保持された被処理体に露光する露光方法であって、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に液体を供給するステップと、前記供給ステップで供給された液体に混入した気泡及び／又は異物を除去するステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、液浸液として用いる液体中に存在する気泡を除去し、優れた結像性能を実現して、生産性の低下を防止する露光装置及び方法、デバイス製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての露光装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００１８】
露光装置１は、投影光学系４０の被処理体５０側にある最終レンズ面４２と被処理体５０との間の少なくとも一部に供給される液体ＷＴを介して、レチクル２０に形成された回路パターンをステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式で被処理体５０に露光する液浸型の投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。また、「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【００１９】
露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を搭載するレチクルステージ３０と、投影光学系４０と、被処理体５０を載置するウェハステージ６０と、液体供給部７０と、液体回収部８０と、検出手段９０と、制御手段１００とを有する。
【００２０】
照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。
【００２１】
光源部１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。更に、スペックルを低減するために光路中に配置した図示しない光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００２２】
照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り投を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００２３】
レチクル２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ３０に支持及び駆動されている。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系４０を通り、被処理体５０上に投影される。レチクル２０と被処理体５０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、スキャナーであるため、レチクル２０と被処理体５０を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル２０のパターンを被処理体５０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、レチクル２０と被処理体５０を静止させた状態で露光が行われる。
【００２４】
レチクルステージ３０は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ３０を駆動することでレチクル２０を移動することができる。ここで、レチクル２０又は被処理体５０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクル２０又は被処理体５０の面に垂直な方向をＺ軸とする。
【００２５】
投影光学系４０は、レチクル２０に形成されたパターンを経た回折光を被処理体５０上に結像する機能を有する。投影光学系４０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００２６】
被処理体５０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板、その他の被処理体を広く含む。被処理体５０にはフォトレジストが塗布されている。
【００２７】
ウェハステージ６０は、図示しないウェハチャックによって被処理体５０を支持する。ウェハステージ６０は、レチクルステージ３０と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に被処理体５０を移動する。また、レチクルステージ３０の位置とウェハステージ６０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ６０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ３０及び投影光学系４０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【００２８】
液体供給部７０は、投影光学系４０と被処理体５０との間の空間或いは間隙に液体ＷＴを供給する機能を有し、例えば、図示しない生成機構と、液体供給ノズル７２とを有する。換言すれば、液体供給部７０は、投影光学系４０の最終レンズ面４２の周囲に配置された液体供給ノズル７２を介して液体ＷＴを供給し、投影光学系４０と被処理体５０との間の空間に液体ＷＴの液膜を形成する。なお、投影光学系４０と被処理体５０との間の空間は、液体ＷＴの液膜を安定に形成、且つ、除去できる程度であることが好ましく、例えば、５ｍｍ以下とすればよい。また、本実施形態では、投影光学系４０の最も被処理体５０に近い光学素子を最終レンズ面４２と表現する。但し、最終レンズ面４２は、レンズに限らず、平行平板ガラス（カバーガラス）などでもよいが、その場合には平板ガラスとその一つ上段の光学素子との間にも液体ＷＴで液膜を形成する必要がある。
【００２９】
液体ＷＴは、光源部１２からの露光光の等価的な露光波長を短くし、露光における解像度を向上させる機能を有する。液体ＷＴは、本実施形態では、純水である。但し、液体ＷＴは、特に純水に限定するものではなく、露光光の波長に対して高い透過特性及び高い屈折率特性を有し、投影光学系４０や被処理体５０に塗布されているフォトレジストに対して化学的安定性の高い液体を使用することができる。例えば、フッ素系不活性液体等を使用してもよい。
【００３０】
図示しない生成手段は、原料水供給源から供給される原料水中に含まれる金属イオン、微粒子及び有機物などの異物を低減し、液体ＷＴを生成する。生成手段により生成された液体ＷＴは、液体供給ノズル７２に供給される。なお、生成手段が液体供給ノズル７２に液体ＬＷを供給する間に、脱気手段や温度調整手段を設け、液体ＷＴに脱気処理を施したり、温度制御を行ってもよい。
【００３１】
液体供給ノズル７２は、生成機構によって生成された液体ＷＴを、投影光学系４０と被処理体５０との間の空間に供給する。液体供給ノズル７２は、異物の溶出が少なく、且つ、液体ＷＴに対して耐久性に優れた材質から構成することが好ましく、例えば、フッ素系樹脂等が好ましい。
【００３２】
液体回収部８０は、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間に供給された液体ＷＴを、液体回収ノズル８２を介して回収する。液体回収部８０は、例えば、液体回収ノズル８２と、回収した液体ＷＴを一時的に貯めるタンクと、液体ＷＴを吸い取る吸引部などから構成される。
【００３３】
液体供給部７０及び液体回収部８０は、後述するように、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間に供給する液体ＷＴの供給量及び回収量によって、液体ＷＴ内に所定の流速分布を形成し、液体ＷＴに混入した気泡ＢＢを除去する除去手段としての機能も有する。なお、図２に示すように、液体供給ノズル７２の上流側及び液体回収ノズル８２の下流側に液体ＷＴの供給量及び回収量を調整する流量調整手段１１０を設け、かかる流量調整手段１１０によって液体ＷＴ内に所定の流速分布を形成してもよい。例えば、後述する制御部１００で液体供給ノズル７２から供給する液体ＷＴの流量を算出し、算出された液体ＷＴの流量に基づいて流量調整手段１１０で制御する。なお、流量調整手段１１０を設ける位置は、液体供給ノズル７２の上流側（図示しない脱気手段の下流側）のみに限らず、図示しない脱気手段又は図示しない生成手段の上流側であってもよい。また、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の間隔を変えたり、被処理体５０を走査したりすることによって液体ＷＴ内に所定の流速分布を形成することも可能であるため、ウェハステージ６０も除去手段の一部を構成するといえる。
【００３４】
検出手段９０は、液体ＷＴに混入した気泡ＢＢを検出する機能を有する。なお、検出手段９０は、気泡ＢＢと同様に、液体ＷＴに混入した異物を検出する機能も兼ねる。検出手段９０は、本実施形態では、図２に示すように、投光部９２と、受光部９４から構成される。ここで、図２は、検出手段９０の構成の一例を示す概略断面図である。
【００３５】
投光部９２は、光源からの光ＬＬを液体ＬＷに照射する。なお、かかる光ＬＬは、光源部１２からの光（即ち、露光光）であってもよいし、検出手段９０が有する光源からの光（即ち、露光光以外）であってもよい。
【００３６】
受光部９４は、投光部９２から照射され、液体ＬＷ中の気泡ＢＢで散乱した光ＬＬ’を受光する。受光部９４は、例えば、顕微鏡で構成され、１０μｍ程度の解像度を有することが好ましい。受光部９４は、顕微鏡の焦点位置から気泡ＢＢの位置を検出することができる。更に、受光部９４は、被処理体５０の面方向の気泡ＢＢの位置も検出することができる。
【００３７】
制御手段１００は、図示しないＣＰＵ、メモリを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部１００は、照明装置１０、レチクルステージ３０（即ち、レチクルステージ３０の移動機構）、ウェハステージ６０（即ち、ウェハステージ６０の図示しない移動機構）、液体供給部７０、液体回収部８０及び検出手段９０と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵなど名前の如何を問わずいかなるプロセッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置１を動作するファームウェアを格納する。
【００３８】
制御部１００は、本実施形態では、検出手段９０が検出する液体ＷＴに混入した気泡ＢＢの位置に基づいて、除去手段を制御する。制御部１００は、後述するように、液体ＷＴ中の気泡ＢＢの光軸方向の位置に応じて、例えば、メモリに格納した複数の除去方法の１つを選択する。
【００３９】
以下、制御部１００が行う液体ＷＴ中の気泡ＢＢの除去方法について説明する。図３乃至図５は、露光装置１において、液体ＷＴに混入した気泡ＢＢの除去方法について説明するための図である。
【００４０】
上述した露光装置１の構成において、図３（ａ）に示すように、液体ＷＴ中の被処理体５０から近い位置に気泡ＢＢが混入する場合がある。かかる気泡ＢＢを除去するため、図３（ｂ）に示すように、ウェハステージ６０を被処理体５０の面方向に走査（駆動）させる。これにより、最終レンズ面４２側の液体ＷＴの流速は略０となり、被処理体５０側の液体ＷＴの流速は走査速度と略等しくなるため、図３（ｂ）に示すような、流速分布が形成される。従って、液体ＷＴの被処理体５０に近い位置に気泡ＢＢが混入してもウェハステージ６０を被処理体５０の面方向に走査するだけで、結像性能を低下させる位置（即ち、結像領域）から気泡ＢＢを除去することができる。なお、ウェハステージ６０の走査量（駆動量）は、少なくとも、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との対向面から気泡ＢＢが外れる量であればよい。
【００４１】
除去した気泡ＢＢは、図３（ｃ）に示すように、液体供給ノズル７２や液体回収ノズル８２の外周に出してもよいし、液体回収ノズル８２から気泡ＢＢごと液体ＷＴ’を回収してもよい。更に、図３（ｃ）に示すように、除去した気泡ＢＢを液体供給ノズル７２や液体回収ノズル８２の外周に出しても、露光ショット位置によっては、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間に気泡ＢＢが混入する可能性があるため、例えば、エアブローや拭き取り等により気泡ＢＢを被処理体５０上から除去することが好ましい。また、図３では、液体供給ノズル７２からの液体ＷＴの供給及び液体回収ノズル８２からの液体ＷＴの回収を停止するように図示しているが、それぞれ供給及び回収していてもよい。
【００４２】
次に、図４（ａ）に示すように、液体ＷＴ中の投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の中間付近に気泡ＢＢが混入している場合の気泡ＢＢの除去について説明する。この場合、図３（ｂ）に示すように、ウェハステージ６０を被処理体５０の面方向に走査しても気泡ＢＢを除去することは可能である。しかし、流速がウェハステージ６０の走査速度の半分程度であるため、被処理体５０に近い位置に気体ＢＢが混入した場合と比較して、ウェハステージ６０の走査量は２倍程度必要となる。
【００４３】
そこで、液体供給ノズル７２から液体ＷＴを供給し、液体回収ノズル８２から液体ＷＴを回収する。これにより、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の液体ＷＴの流速分布は、図４（ｂ）に示すように、中間付近が最大流量となる。
【００４４】
液体ＷＴの供給と回収を連続して行うと、図４（ｃ）に示すように、液体回収ノズル８２から気泡ＢＢを回収（除去）することができる。但し、図４（ｂ）に示すような流速分布を形成するためには、液体ＷＴを層流にしなければならない。従って、その指標となるレイノルズ数Ｒｅ＝ρＵＤ／μ（なお、ρ：密度、Ｕ：代表速度、Ｄ：代表長さ、μ：粘度、とする。）を小さくする必要があり、液体ＷＴ（の密度及び粘度）と、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の距離に応じて、液体ＷＴの流速（液体ＷＴの供給量及び回収量）を設定する必要がある。例えば、液体ＷＴを純水、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の距離を２ｍｍとすれば、レイノルズ数Ｒｅ＜１００となるような流速Ｕ＜５０ｍｍ／ｓｅｃにすればよい。換言すれば、液体供給ノズル７２や液体回収ノズル８２の形状に応じて、流速Ｕ＜５０ｍｍ／ｓｅｃとなるように、液体ＷＴの流量を調整すればよい。なお、液体ＷＴの流量の調整に限らず、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の距離を近付ける方向にウェハステージ６０を駆動させることで、レイノルズ数Ｒｅを小さくすることもできる。また、流量調整手段１１０を用いてもよい。
【００４５】
更に、図５（ａ）に示すように、液体ＷＴ中の投影光学系４０の最終レンズ面４２に近い位置に気泡ＢＢが混入した場合の気泡ＢＢの除去について説明する。図３や図４を参照して説明した気泡ＢＢの除去方法では、投影光学系４０の最終レンズ面４２近傍の液体ＷＴの流速は、略０であるので、気泡ＢＢを除去することが困難である。
【００４６】
そこで、上述したレイノルズ数Ｒｅが大きくなるように液体ＷＴの流速を調整し、図５（ｂ）に示すように、液体ＷＴに乱流を形成する。これにより、図５（ｃ）に示すように、液体回収ノズル８２から気泡ＢＢを回収（除去）することができる。例えば、液体ＷＴを純水、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の距離を２ｍｍとすれば、レイノルズ数Ｒｅ＞２０００となるような流速Ｕ＞１０００ｍｍ／ｓｅｃにすればよい。但し、乱流の渦が同じ位置だけに発生することがないように、流速を所定の範囲内で可変とし、乱流の渦の位置を動かすことが好ましい。なお、液体ＷＴの流量の調整に限らず、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の距離を遠ざける方向にウェハステージ６０を駆動させることで、レイノルズ数Ｒｅを大きくすることもできる。また、流量調整手段１１０を用いてもよい。
【００４７】
このように、複数の除去方法によって、露光装置１は、液体ＷＴ中の気泡ＢＢの位置に関わらず、気泡ＢＢを除去することができる。なお、超音波発生装置を設け、超音波によって気泡ＢＢの位置を、被処理体５０側、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の中間、投影光学系４０の最終レンズ面４２側に動かし、図３乃至図４を参照して説明した何れかの除去方法を用いてもよい。
【００４８】
液体ＷＴ中に混入した気泡ＢＢを除去するタイミングは、被処理体５０を搬送した後、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間の空間に初めて液体ＷＴを供給した直後に行うことが好ましい。換言すれば、被処理体５０を搬送し、投影光学系４０の最終レンズ面４２と被処理体５０との間に液体ＷＴを供給した後、かかる液体ＷＴに混入した気泡ＢＢを除去して露光を行う露光方法も本発明の一側面を構成する。
【００４９】
また、制御部１００は、被処理体５０の面方向の気泡ＢＢの位置に基づいて、気泡ＢＢを最短で除去する方向に、即ち、ウェハステージ６０の走査方向や、液体ＷＴを流す方向を決定する。
【００５０】
露光において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１４によりレチクル２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系４０により、液体ＷＴを介して被処理体５０に結像される。露光装置１が用いる液体ＷＴは、液体ＷＴに混入した気泡ＢＢを、除去手段、検出手段９０及び制御手段１００によって除去することが可能であり、気泡ＢＢに起因する露光光の散乱による結像性能の劣化を抑えることができ、極めて高い解像力でレチクル２０のパターンを露光することができる。これにより、露光装置１は、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【００５１】
次に、図６及び図７を参照して、露光装置１を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５２】
図７は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重の回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００５３】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、液体に混入した気泡の除去に限定されず、液体に混入した異物（パーティクル）も同様に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置が有する検出手段の構成の一例を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す露光装置において、液体に混入した気泡の除去方法について説明するための図である。
【図４】図１に示す露光装置において、液体に混入した気泡の除去方法について説明するための図である。
【図５】図１に示す露光装置において、液体に混入した気泡の除去方法について説明するための図である。
【図６】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図７】図６に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図８】従来の液浸型の露光装置の要部構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１                      露光装置
１０                    照明装置
２０                    レチクル
３０                    レチクルステージ
４０                    投影光学系
４２                    最終レンズ面
５０                    被処理体
６０                    ウェハステージ
７０                    液体供給部
７２                    液体供給ノズル
８０                    液体回収部
８２                    液体回収ノズル
９０                    検出手段
９２                    投光部
９４                    受光部
１００                  制御手段
１１０                  流量調整手段
ＷＴ                    液体
ＢＢ                    気泡
【図１】
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【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】
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【図８】
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