(57)【要約】【課題】  転写精度の優れた露光装置を提供する。【解決手段】  この露光装置は、投影光学系３０の最終レンズ３１と被露光体４０との間に液体ＬＷを局所的に充填して当該露光体を前記液体を介して露光する露光装置である。また、液体を回収する回収口１０３と回収するための配管９２との間に圧力をほぼ均一にするための圧力均一室１０４を有し、前記圧力均一室に対し、液体回収配管９２を斜めに接続する。更に、圧力均一室を実質的に分割するための仕切りを設ける。【選択図】  図２
2008140959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版からの光を基板に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と該基板との間隙を液体で満たした状態で該基板を露光する露光装置において、
該間隙から該液体を回収するための回収口と、
前記回収口から回収された液体を回収するための回収配管と、
前記回収口と前記回収配管との間に配され、かつ前記回収口から回収された液体の圧力を均一化するためのチャンバとを有し、
前記回収配管は、前記チャンバに対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記チャンバは、前記投影光学系の最終光学要素を囲む円に沿って形成され、前記回収配管は、該円の接線方向に対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記チャンバは、該円に沿った方向に関して前記チャンバ内を実質的に仕切る仕切り部材を有し、前記回収配管と前記チャンバとの接続部は、前記仕切り部材に隣接して配されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記仕切り部材と前記回収口との間に隙間を有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記回収口は、前記回収口における圧力損失が前記回収配管から遠くなると小さくなるように、構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
前記角度が、０度であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の露光装置。
【請求項７】
原版からの光を基板に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と該基板との間隙を液体で満たした状態で該基板を露光する露光装置において、
該基板を載置し、かつ移動する基板ステージと、
前記基板ステージに設けられ、かつ該基板を保持するチャックと、
前記チャックの外周部と該基板との間の隙間から前記チャックの外側へ気体を供給する供給手段と、
該隙間に対向して配され、かつ気体を回収する回収口と、
前記回収口から回収された気体を回収するための回収配管と、
前記回収口と前記回収配管との間に配され、かつ前記回収口から回収された気体の圧力を均一化するためのチャンバとを有し、
前記回収配管は、前記チャンバに対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記チャンバは、前記チャックを囲む円に沿って形成され、前記回収配管は、該円の接線方向に対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記チャンバは、該円に沿った方向に関して前記チャンバ内を実質的に仕切る仕切り部材を有し、前記回収配管と前記チャンバとの接続部は、前記仕切り部材に隣接して配されていることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記仕切り部材と前記回収口との間に隙間を有することを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記回収口は、前記回収口における圧力損失が前記回収配管から遠くなると小さくなるように、構成されていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１２】
前記角度が０度であることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
該露光された基板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、投影光学系と基板との間隙を液体で満たした状態で該基板を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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エハに露光する投影露光装置は従来から使用されており、近年では、高解像度であると共に、転写精度及びスループットに優れた露光装置が益々要求されている。高解像度の要求に応えるための一手段として液浸露光が注目されている。液浸露光は、投影光学系のウエハ側の媒質を液体にすることによって投影光学系の開口数（ＮＡ）の増加を更に進めるものである。投影光学系のＮＡは、媒質の屈折率をｎとするとＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθである。よって、投影光学系とウエハとの間を空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質で満たすことで、ＮＡを空気の場合のＮＡのｎ倍まで大きくすることができる。そして、プロセス定数ｋ１と光源の波長λとＮＡとによって表される露光装置の解像度Ｒ（Ｒ＝ｋ１×（λ／ＮＡ））を改善することができる。
【０００３】
液浸露光においては、投影光学系の最終面とウエハとの間に液体を局所的に充填するローカルフィル方式が提案されている（特許文献１）。ローカルフィル方式においては、投影光学系の最終面とウエハとの狭い隙間に液体を流し、流した液体をノズル周辺の雰囲気と一緒に回収するため、振動が発生し得る。この振動は、投影光学系やウエハステージに伝わることで、露光精度を悪化させ得る。
【０００４】
かかる問題を解決するために、液浸ノズルの回収口の内側で液体と気体を分離する空間を設け、液体と気体を個別に回収する方式が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１９１３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の露光装置では、回収口の内側で液体と気体を分離する空間を設けて、液体と気体とを個別に回収するために、配管数が増え、また、ノズルのサイズが大型化してしまっていた。また、ウエハステージの高速移動に伴って液体が移動するので、ウエハステージの移動方向が変わるたびに液体回収口での回収量の分布が変化する。この回収量の分布の変化より回収口の内側に設けた空間内で、液体が移動し波打つことで、振動が発生し得る。この振動は露光精度を悪化させ得る。
そこで、本発明は、液体を回収する際に発生する振動を低減させることを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための第１の露光装置は、原版からの光を基板に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と該基板との間隙を液体で満たした状態で該基板を露光するものである。また、該間隙から該液体を回収するための回収口と、前記回収口から回収された液体を回収するための回収配管と、前記回収口と前記回収配管との間に配され、かつ前記回収口から回収された液体の圧力を均一化するためのチャンバとを有する。そして、本発明に係る第１の露光装置は、前記回収配管が、前記チャンバに対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることを特徴とする。
【０００７】
前記第１の露光装置において、前記チャンバは、前記投影光学系の最終光学要素を囲む円に沿って形成され、前記回収配管は、該円の接線方向に対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることが好ましい。また、前記チャンバは、該円に沿った方向に関して前記チャンバ内を実質的に仕切る仕切り部材を有し、前記回収配管と前記チャンバとの接続部は、前記仕切り部材に隣接して配されていることが好ましい。その場合、前記仕切り部材と前記回収口との間に隙間を有することが好ましい。
前記第１の露光装置において、前記回収口は、前記回収口における圧力損失が前記回収配管から遠くなると小さくなるように、構成されていることが好ましい。また、前記角度は、０度であることが好ましい。
【０００８】
上記の課題を解決するための第２の露光装置は、原版からの光を基板に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と該基板との間隙を液体で満たした状態で該基板を露光するものである。また、該基板を載置し、かつ移動する基板ステージと、前記基板ステージに設けられ、かつ該基板を保持するチャックと、前記チャックの外周部と該基板との間の隙間から前記チャックの外側へ気体を供給する供給手段とを有する。更に、該隙間に対向して配され、かつ気体を回収する回収口と、前記回収口から回収された気体を回収するための回収配管と、前記回収口と前記回収配管との間に配され、かつ前記回収口から回収された気体の圧力を均一化するためのチャンバとを有する。そして、本発明に係る第２の露光装置は、前記回収配管が、前記チャンバに対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることを特徴とする。
【０００９】
前記第２の露光装置において、前記チャンバは、前記チャックを囲む円に沿って形成され、前記回収配管は、該円の接線方向に対し、０度以上９０度未満の角度で接続されていることが好ましい。また、前記チャンバは、該円に沿った方向に関して前記チャンバ内を実質的に仕切る仕切り部材を有し、前記回収配管と前記チャンバとの接続部は、前記仕切り部材に隣接して配されていることが好ましい。その場合、前記仕切り部材と前記回収口との間に隙間を有することが好ましい。
前記第２の露光装置において、前記回収口は、前記回収口における圧力損失が前記回収配管から遠くなると小さくなるように、構成されていることが好ましい。また、前記角度は、０度であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば、液体を回収する際に発生する振動を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態に係る液浸露光装置は、投影光学系の最終レンズと被露光体（基板）との間に液体を局所的に充填して当該被露光体を前記液体を介して露光する。また、液体回収口と液体回収配管の間に圧力をほぼ均一にするための圧力均一室（チャンバ）を有し、前記圧力均一室に対し０度以上９０度未満の角度で液体回収配管を接続する。更に、前記圧力均一室を実質的に分割するための仕切りを設ける。
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。
以下、本発明の好ましい実施の形態を実施例により説明する。
【実施例】
【００１２】
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。
［実施例１］
図１は、本発明の一実施例に係る液浸露光装置の構成を示す概略断面図である。
図１の露光装置１は、投影光学系３０の最終レンズ３１とウエハ（基板）４０との間に供給される液体（液浸液）ＬＷを介して、レチクル（原版）２０に形成された回路パターンをウエハ４０に露光する液浸型の投影露光装置である。露光はステップ・アンド・スキャン方式でもステップ・アンド・リピート方式でもよいが、ここではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を用いるものとする。
【００１３】
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を載置するレチクルステージ２５と、投影光学系３０と、ウエハ４０を載置するウエハステージ４５と、測距装置５０と、ステージ制御部６０と、その他の部材を有する。その他の部材は、媒体供給部７０と、液浸制御部８０と、媒体回収部９０と、鏡筒１００を含む。
【００１４】
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を照明するもので、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。
光源部１２は、本実施例では、光源として、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを使用する。但し、光源部１２は、ＡｒＦエキシマレーザに限定されず、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザを使用してもよいし、水銀ランプやキセノンランプなどのランプを使用してもよい。
【００１５】
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、絞り等を含む。照明光学系１４は、例えば、コンデンサレンズ、オプティカルインテグレータ、開口絞り、コンデンサレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する。
【００１６】
レチクル２０は、図示しないレチクル搬送系により露光装置１の外部から搬送され、レチクルステージ２５に支持及び駆動される。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ている。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系３０を通り、ウエハ４０上に投影される。レチクル２０とウエハ４０は、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル２０とウエハ４０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のパターンをウエハ４０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の場合は、レチクル２０とウエハ４０を静止させた状態で露光が行われる。
【００１７】
レチクルステージ２５は、レチクルステージ２５を固定するための定盤２７に取り付けられている。レチクルステージ２５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及びステージ制御部６０によって移動制御される。図示しない移動機構は、リニアモータなどで構成され、走査方向（本実施例では、Ｘ軸方向）にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を移動することができる。
【００１８】
投影光学系３０は、レチクル２０に形成されたパターンを経た回折光をウエハ４０上に結像する機能を有する。投影光学系３０は、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系、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反射屈折光学系等を使用することができる。
【００１９】
ウエハ４０は、図示しないウエハ搬送系により露光装置１の外部から搬送され、ウエハステージ４５に支持及び駆動される。ウエハ４０は、被露光体であり、液晶基板、その他の被露光体を広く含む。ウエハ４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００２０】
ウエハステージ（基板ステージ）４５は、同面板（液体保持部）４４を備える。同面板４４は、ウエハステージ４５に支持されたウエハ４０の表面とウエハ４０の外側の領域（ウエハステージ４５）とをほぼ同一面（面一）にし、液体ＬＷを保持するための板である。同面板４４は、ウエハ４０の表面と略同じ高さであることで、ウエハ４０の外周付近のショットを露光する際に、ウエハ４０の外側の領域においても液体ＬＷを保持する（液膜を形成する）ことを可能にする。
【００２１】
同面板４４の液体ＬＷと接する面に対しては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の撥液材料を表面に塗布するか、またはその材料で製作することが好ましい。また、撥液材料としては、ＰＴＦＥとポリパーフルオロアルコキシエチレン、及びその共重合体（ＰＦＡ）及びその誘導体であるフッ素系樹脂やポリパラキシリレン樹脂（パリレン）の改質層を使用してもよい。ＰＦＡ材料は、一般的に、１００度程度の接触角を有するが、重合比の調整及び誘導体や官能基の導入等によって、接触角を改質する（向上させる）ことができる。ポリパラキシリレン樹脂（パリレン）も同様に、誘導体や官能基の導入等によって、接触角を改質する（向上させる）ことができる。また、パーフルオロアルキル基含有シラン（ヘプタデカフルオロデシルシラン）などのシランカップリング剤を撥液材料として使用してもよい。
【００２２】
更に、フッ素樹脂コート等を施した同面板４４の表面に、凹凸又は針状の微細構造を設け、表面粗さを調整してもよい。同面板４４の表面に微細構造（凹凸）を設けることにより、濡れ易い材料はより濡れ易く、濡れにくい材料はより濡れにくくすることができる。換言すれば、同面板４４の表面に微細構造（凹凸）を設けることにより、同面板４４の接触角を見掛け上大きくすることができる。
【００２３】
ウエハステージ４５は、ウエハステージ４５を固定するための定盤４７に取り付けられており、図示しないウエハチャックを介してウエハ４０を支持する。ウエハステージ４５は、ウエハ４０の上下方向（鉛直方向、即ち、Ｚ軸方向）の位置や回転方向、傾きを調整する機能を有し、ステージ制御部６０によって制御される。ウエハステージ４５は、露光時において、投影光学系３０の焦点面にウエハ４０の表面が常に高精度に合致するように、ステージ制御部６０によって制御される。
【００２４】
測距装置５０は、レチクルステージ２５の位置及びウエハステージ４５の２次元的な位置を、参照ミラー５２及び５４並びにレーザ干渉計５６及び５８を介してリアルタイムに計測する。測距装置５０による測距結果は、ステージ制御部６０に伝達される。ステージ制御部６０は、かかる測距結果に基づいて、位置決めや同期制御のために、レチクルステージ２５及びウエハステージ４５を一定の速度比率で駆動する。
ステージ制御部６０は、レチクルステージ２５及びウエハステージ４５の駆動を制御する。
【００２５】
媒体供給部７０は、図２に示すように、投影光学系３０の最終レンズ３１とウエハ４０との間の空間又は間隙に液体ＬＷを供給する機能を有する。媒体供給部７０は、本実施例では、図示しない生成装置と、脱気装置と、温度制御装置と、液体供給配管７２とを有する。換言すれば、媒体供給部７０は、投影光学系３０の最終面の周囲に配置された液体供給配管７２（の液体供給口１０１）を介して液体ＬＷを供給し、投影光学系３０とウエハ４０との間の空間に液体ＬＷの液膜を形成する。なお、投影光学系３０とウエハ４０との間の空間は、液体ＬＷ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、１．０から２．０ｍｍとするとよい。
媒体供給部７０は、例えば、液体ＬＷを貯めるタンク、液体ＬＷを送り出す圧送装置、液体ＬＷの供給流量を制御する流量制御装置を含む。
【００２６】
液体ＬＷは、露光光の吸収が少ないものの中から選択され、更に、石英や蛍石などの屈折系光学素子と同程度の屈折率を有することが好ましい。具体的には、液体ＬＷは、純水、機能水、フッ化液（例えば、フルオロカーボン）などが使用される。また、液体ＬＷは、予め、図示しない脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものが好ましい。これにより、液体ＬＷは、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収できる。例えば、空気中に多く含まれる窒素及び酸素を対象とし、液体ＬＷに溶存可能なガス量の８０％を除去すれば、十分に気泡の発生を抑制することができる。勿論、図示しない脱気装置を露光装置に備えて、常に液体中の溶存ガスを取り除きながら媒体供給部７０に液体ＬＷを供給してもよい。
【００２７】
生成装置は、図示しない原料液供給源から供給される原料液中に含まれる金属イオン、微粒子及び有機物などの不純物を低減し、液体ＬＷを生成する。生成装置により生成された液体ＬＷは、脱気装置に供給される。
【００２８】
脱気装置は、液体ＬＷに脱気処理を施し、液体ＬＷの溶存酸素及び溶存窒素を低減する。脱気装置は、例えば、膜モジュールと真空ポンプによって構成される。脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて、一方に液体ＬＷを流し、他方を真空にして液体ＬＷ中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す装置が好適である。
温度制御装置は、液体ＬＷを所定の温度に制御する機能を有する。
【００２９】
図２は、液体供給口１０１、液体回収口１０３の概略断面図である。液体供給口１０１はウエハ４０に対向している。液体供給口１０１は、投影光学系３０の近傍に形成されており、同心円状の開口を有する。液体供給口１０１は、本実施例では、同心円状に形成されている。但し、それぞれが同心円の一部を切断した円弧上に、断続的に形成されていてもよい。
【００３０】
液体供給配管７２は、脱気装置及び温度制御装置によって脱気処理及び温度制御が施された液体ＬＷを、後述する鏡筒１００に形成された液体供給口１０１を介して投影光学系３０とウエハ４０との間の空間に供給する。また、液体供給配管７２は、圧力均一室１０２を介して液体供給口１０１に接続されている。液体供給配管７２を液体供給口１０１に直接接続すると、液体供給配管７２に近い供給口ほど液体供給量が多くなり、液体供給量の分布が不均一になる。この液体供給量の不均一により、ウエハステージ４５の高速移動に伴ってウエハ４０上の液体ＬＷが変形した際に、液体供給口１０２の光軸側への気泡の進入や、液体回収口１０３で液体ＬＷを回収しきれず、液体ＬＷがウエハ４０上に千切れて残る原因となる。これら気泡の進入やウエハ４０面上への残液は欠陥の原因となる。
【００３１】
そこで、本実施例では、液体供給配管７２をまず圧力均一室１０２に接続し、圧力均一室１０２に溜まった液体ＬＷを液体供給口１０１から投影光学系３０とウエハ４０との間の空間に供給することで均一な液体供給を可能にする。
また、圧力均一室１０２に一旦液体ＬＷを溜めるために、液体供給口１０１はある程度の圧力損失を設ける必要がある。そのため、液体供給口１０１には多孔質部材を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよいし、複数のピンホールを設けても良い。
多孔質部材としては、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。なお、かかる多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材料）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、熱処理によって表面のみにＳｉＯ２を有するＳｉＣなどが好適である。
【００３２】
液体供給配管７２は、液体ＬＷを汚染しないように、溶出物質が少ないポリテトラフルオロエチレン（ポリ四弗化エチレン）樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で構成することが好ましい。液体ＬＷに純水以外の液体を用いる場合には、液体ＬＷに耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で液体供給配管７２を構成すればよい。
【００３３】
図１に戻って、液浸制御部８０は、ウエハステージ４５の現在位置、速度、加速度、目標位置及び移動方向などの情報をステージ制御部６０から取得し、かかる情報に基づいて、液浸露光に係る制御を行う。液浸制御部８０は、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え、停止、供給及び回収する液体ＬＷの量の制御等の制御指令を、媒体供給部７０や媒体回収部９０に与える。
【００３４】
媒体回収部９０は、媒体供給部７０によって供給された液体ＬＷを回収する機能を有し、本実施例では、液体回収配管９２を有する。媒体回収部９０は、例えば、回収した液体ＬＷを一時的に貯めるタンク、液体ＬＷを吸い取る吸引部、液体ＬＷの回収流量を制御するための流量制御装置などから構成される。
【００３５】
図２を参照して、液体回収配管９２は、供給された液体ＬＷを後述する鏡筒１００に形成された液体回収口１０３、圧力均一室１０４を介して回収する。液体回収配管９２は、液体ＬＷを汚染しないように、溶出物質が少ないポリテトラフルオロエチレン（ポリ四弗化エチレン）樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で構成することが好ましい。液体ＬＷに純水以外の液体を用いる場合には、液体ＬＷに耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で液体回収配管９２を構成すればよい。
【００３６】
液体回収口１０３は、供給した液体ＬＷを回収するための開口であり、圧力均一室１０４を介して液体回収配管９２に接続する。液体回収口１０３は気体を回収することもできる。本実施例では液体回収口１０３はウエハ４０に対向している。液体回収口１０３は、同心円状の開口を有する。なお、液体回収口１０３は、スポンジなどの多孔質材料を嵌め込んでもよいし、スリット状の開口であってもよいし、複数のピンホールを設けても良い。多孔質部材としては、特に、繊維状や粒状（粉状）の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。なお、かかる多孔質体に使用される材料（少なくとも表面を構成する材料）としては、ステンレス、ニッケル、アルミナ、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、熱処理によって表面のみにＳｉＯ２を有するＳｉＣなどが好適である。液体回収口１０３は、図２に示すように、液体供給口１０１よりも外周に形成される。液体回収口１０３が液体供給口１０１よりも外側にあることにより、液体ＬＷが投影光学系３０の周辺部に漏れだしにくくなる。液体回収口１０３は、本実施例では、同心円状に形成されているが、それぞれが断続的に形成されていてもよい。
【００３７】
液体回収配管９２を液体回収口１０３に直接接続すると、液体回収口１０３の液体回収配管９２に近い部分又は回収孔ほど液体回収量が多くなり、液体回収量の分布が不均一になる。この液体回収量の不均一により、ウエハステージ４５の高速移動に伴って、液体回収口１０３で液体ＬＷを回収しきれず、液体ＬＷがウエハ４０上に千切れて残る原因となる。このウエハ４０面上への残液は欠陥の原因となる。
そのため、本実施例では、液体回収口１０３をまず圧力均一室１０４に接続し、圧力均一室１０４に溜まった液体ＬＷを液体回収配管９２から回収することで、均一な液体回収を可能にする。
【００３８】
ウエハステージ４５（図１参照）の高速移動に伴って液体ＬＷが移動する際に、液体ＬＷの界面が液体回収口１０３とその保持部を行き来し、液体回収口１０３とその保持部に段差が存在すると、その段差により気泡を巻き込み、露光不良の原因となる。同様にウエハステージ４５の高速移動に伴って液体ＬＷが移動する際に、液体ＬＷの界面が液体供給口１０１とその保持部を行き来し、液体供給口１０１とその保持部に段差が存在すると、その段差により気泡を巻き込み、露光不良の原因となる。そのため、液体供給口１０１と液体回収口１０３及びそれらの保持部（鏡筒１００）はウエハ４０から略同じ高さに形成することが好ましい。また、供給口１０１、液体回収口１０３のウエハ４０からの高さを変える必要がある場合には、その保持部に傾斜を設けるなどして、連続的に高さを変えることが好ましい。
【００３９】
図３は図２のＺ１平面の断面を示した図である。図３に示すように本実施例では液体回収配管９２は２本に分岐され、圧力均一室１０４に接続される。分岐された各液体回収配管は配置される位置により、長さや曲がり方が異なる。そのため、各液体回収配管の圧力損失を同じにすることは難しい。また、ウエハステージ４５の高速移動に伴い、液滴ＬＷの形状は変化し、液体回収口１０３の液体回収量の分布が変化する。そのため、圧力均一室１０４が連続的な環状の場合、回収された液体は圧力損失の少ない配管に向かって流れ、その一部が液体回収配管で回収され、一部は回収されずに、環状の圧力均一室１０４内を回る。この圧力均一室１０４内を回転する流れは、ウエハステージ４５の移動方向が変わるたびに変化し、流れが変わることで振動が発生する。
【００４０】
そこで、図３では予め圧力均一室１０４内の流体が一方向に流れを形成するようにするために、液体回収配管９２を圧力均一室１０４に斜めに接続する。すなわち、液体回収配管９２と圧力均一室１０４を接続する角度θを０度以上９０度未満とする。この範囲で０度（圧力均一室に対し接線方向）に近づけるほど、圧力均一室の流れを安定にすることができ、ウエハステージ４５の移動方向が変わるたびに発生する振動を低減させることが可能であるので、角度θを０度に設定することが好ましい。但し、本実施例では、角度θを４０度とした。
【００４１】
［実施例２］
更に図４（１）に示すように、圧力均一室１０４Ａ内に空間を実質的に仕切るための仕切り部材１０５を配置し、圧力均一室内の環状の流体の流れの変化を抑制することで、振動を抑制することが可能である。図４（２）は、図４（１）のＲ１に沿った断面図である。
なお、図４（２）において、液体回収口１０３から仕切り部材１０５までの距離ΔＺを０（ゼロ）に設定することで、圧力均一室１０４Ａを完全に分割してもよい。
【００４２】
ウエハステージ４５が一方向に移動する際に、移動方向と同じ方向にある液体回収口１０３から液体を回収する。そのため、移動方向にない回収口１０３では空気の回収量が多くなる。圧力均一室１０４Ａを仕切り部材１０５で分割せず、２箇所に設けた配管９２を１本の回収配管にまとめて不図示の回収ポンプに接続する場合、移動方向にない液体回収口１０３からの空気の回収量が多くなる。一方、移動方向と同じ方向にある液体回収口１０３からの液体ＬＷの回収量が少なくなる。その結果、ウエハ４０上に液残りを発生させる原因となる。
【００４３】
圧力均一室１０４Ａを完全に分割し、各液体回収配管９２及びその液体回収配管９２に接続される不図示のポンプまでを独立に設けることで、移動方向にない液体回収口１０３から空気の回収量が多くなった場合にも、液体の回収量の減少を抑えることができる。
【００４４】
更に、圧力均一室１０４Ａを完全に分割してしまうと次に示す問題が発生する。ウエハステージ４５の移動距離はステップ方向に対し、スキャン方向の積算距離が長くなる。そのため、非スキャン方向に配置される圧力均一室内での液体回収量が少なくなり、非スキャン方向の圧力均一室の気化熱による温度低下が促進される。そのため、圧力均一室１０４Ａの分割に対応して、その周囲を圧力均一室毎に温度調整することで、非スキャン方向の圧力均一室の気化熱による温度低下を抑制することが可能である。
【００４５】
また、以下に示す方法によっても非スキャン方向の圧力均一室の気化熱による温度低下を抑制することが可能である。
図４（２）に示すように、液体回収口１０３から仕切り部材１０５までの距離ΔＺをゼロより大きくする。これにより、スキャン方向に移動する際にも仕切り部材１０５近傍で回収される液体ＬＷの一部が非スキャン方向でも回収されるために、気化熱による温度低下を抑制することが可能になる。また、液体回収口１０３から仕切り部材１０５までの距離（隙間）ΔＺを液体回収口１０３の対向する位置にある圧力均一室１０４の内壁までの距離Ｈの５０％以下にしても、圧力均一室は実質的に分離される。したがって、距離ΔＺを距離Ｈの５０％以下にすれば、先に述べた液体の移動方向を安定にしつつ、気化熱による温度低下を抑制することができる。
【００４６】
一方、液体回収口１０３から仕切り部材１０５までの距離ΔＺをゼロに近づけるほど、圧力均一室１０４Ａ内の流体の流れを安定にすることができる。しかし、圧力均一室１０４Ａ内に圧力差が生じ、液体回収配管に遠い液体回収口ほど液体回収量が少なくなる。それに対しては、図５に示すように液体回収口１０３を液体回収配管から遠い位置にある液体回収口１０３Ａ２、液体回収配管に近い位置にある液体回収口１０３Ａ１のように液体回収口を分割する。更に、液体回収口１０３Ａ１の圧力損失を液体回収口１０３Ａ２よりも大きくする。圧力損失を変える方法としては、異なる圧力損失の多孔質を部分的に使用すること、スリットの開口を使用してスリット幅を変えること、ピンホールを使用してピンホールの径及び／又は数を変えることで対応することができる。
【００４７】
本実施例では液体回収配管９２の近傍とそうでない箇所で２種類の圧力損失の液体回収口を設定しているが、２種類以上の圧力損失の液体回収口を設けても良い。この場合、液体回収配管から遠い液体回収口ほど圧力損失を小さくすることが好適である。また、液体回収口１０３Ａ１を圧力損失の大きい多孔質で製作し、液体回収口１０３Ａ２を圧力損失の小さいスリットやピンホールで製作しても良い。
【００４８】
[実施例３]
これまでの実施例では投影光学系３０とウエハ４０面の間の空間に液体ＬＷを供給し、その液体ＬＷを回収する際の振動を抑制する方法を述べた。本実施例は、ウエハ周辺に同様の回収機構を設けた場合の実施例である。本実施例の概略図を図６、図７、図８に示す。
図６はウエハ４０及び同面板４４を＋Ｚ方向から見た図である。図７は図６の丸Ａで囲った部分のＺＸ平面の断面を拡大した図であり、図８は同面板４４の保持部４３のＺ２面での断面を示した図である。
【００４９】
同面板４４は、ウエハ４０の表面と略同じ高さであることで、ウエハ４０の外周付近のショットを露光する際に、ウエハ４０の外側の領域においても液体ＬＷを保持する（液膜を形成する）ことを可能にする。ウエハチャック４１はウエハ４０を真空吸着しているため、ウエハ４０の外周付近のショットを露光する際には、少なからず、ウエハチャック４１とウエハ４０の間で周辺雰囲気を吸い込んでいる。そのため、ウエハチャック４１とウエハ４０の間に液体が入り込みやすい。
【００５０】
本実施例では、気体供給配管７３から圧力均一室１０６及び気体供給口１０７を介してウエハ４０の裏面に向かって気体を供給する。これにより、ウエハチャック４１とウエハ４０との間の隙間に液体が入り込むのを抑制することができる。
また、ウエハ４０と同面板４４の間にまたがって液体ＬＷが保持されている場合、ウエハ４０の裏面に向かって気体を吹き付けると供給した気体がウエハ４０面上に漏れ出す。そして、ウエハ４０の外周付近のショットを露光する際に液体ＬＷ内に気体が進入し、露光不良の原因となる。
【００５１】
そこで、本実施例では、同面板４４の保持部材４３の、ウエハ４０の外周近傍に気体回収口１０８を設け、圧力均一室１０９を介して気体回収配管９３から気体を回収する。気体回収配管９３からの気体回収量は気体供給配管７３からの気体供給量以上に設定することで、ウエハ４０の外周付近のショットを露光する際に液体ＬＷ内に気体が進入するのを抑制することができる。ここで、気体回収口１０８から気体を回収する際に液体ＬＷを一緒に回収してしまう。
【００５２】
圧力均一室１０９が連続的な環状の場合、回収された液体は圧力損失の少ない配管に向かって流れ、その一部が気体回収配管９３で回収され、一部は回収されずに、環状の圧力均一室１０９内を回る。この圧力均一室１０９内を回転する流れは、ウエハ４０の外周付近のショットを露光する位置が変わるたびに変化し、流れが変わることで振動が発生する。この振動はウエハステージ４５の制御性能を悪化させる。
【００５３】
そこで、先の実施例同様に、予め圧力均一室１０９内の流体が一方向に流れを形成するように、気体回収配管９３を圧力均一室１０９に斜めに接続する。気体回収配管９３と圧力均一室１０９を接続する角度θは０度以上９０度未満の範囲で０度（圧力均一室に対し接線方向）に近づけるほど、圧力均一室の流れを安定にすることができるので、角度θを０度に設定することが好ましい。更に、先の実施例同様に圧力均一室１０９内に実質的に空間を仕切る仕切り部材１０５Ｄを設けることで、より圧力均一室の流れを安定にすることができる。但し、本実施例では、角度θを５０度とした。
【００５４】
また、液体回収配管９３の分岐本数が少なく、また、圧力均一室１０９のサイズが十分でない時は、圧力均一室１０９内で圧力差が大きくなり、気体回収ムラを引き起こす。このような場合にも、先の実施例同様に気体回収口１０８の圧力損失を気体回収配管９３の遠い位置で小さく、気体回収配管９３の近い位置で大きくすることで、圧力差による気体の回収ムラを抑制することができる。
【００５５】
［実施例４］
次に、上述の液浸型露光装置を利用した微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造プロセスを説明する。
図９は半導体デバイスの製造のフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成したマスク（原版またはレチクルともいう）を製作する。
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクを設置した露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程である。後工程は、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）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【００５６】
上記ステップ４のウエハプロセスは、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップステップを有する。また、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上述の露光装置を用いて、回路パターンを有するマスクを介し、レジスト処理ステップ後のウエハを露光する露光ステップを有する。更に、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップを有する。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係る液浸露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る液浸露光装置の液体供給回収機構の構成を示す断面図である。
【図３】図２のＺ１面での断面を示した図である。
【図４】本発明の実施例２に係る液浸露光装置の液体供給回収機構の構成を示す断面図である。
【図５】図４（２）における液体回収口の変形例を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例３に係る液浸露光装置のウエハ及び同面板を＋Ｚ方向から見た図である。
【図７】図６の丸Ａで囲った部分のＺＸ平面の断面を拡大した図である。
【図８】図７のＺ２面での断面を示した図である。
【図９】デバイスの製造プロセスのフローを説明する図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  露光装置
２０  レチクル
３０  投影光学系
３１  投影光学系の最終レンズ
４０  ウエハ
ＬＷ  液体
９０  媒体回収部
９２  液体回収配管
１００  鏡筒
１０３  液体回収口
１０４、１０４Ａ  圧力均一室
【図１】
2008140959.tif 000003
【図２】
2008140959.tif 000004
【図３】
2008140959.tif 000005
【図４】
2008140959.tif 000006
【図５】
2008140959.tif 000007
【図６】
2008140959.tif 000008
【図７】
2008140959.tif 000009
【図８】
2008140959.tif 000010
【図９】
2008140959.tif 000011