(57)【要約】【課題】高屈折率の基材及び高屈折率の液体を用いつつ、液体との界面において入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下となるような高度な反射防止性を発揮することが可能な光学素子を提供すること。【解決手段】波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する液浸露光装置において、少なくとも一方の面を前記液体と接するようにして用いる光学素子であって、  前記光学素子が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にある基材と、前記基材の前記液体と接する面上に形成された第一の反射防止膜とを備えるものであり、  前記第一の反射防止膜が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．８０〜２．０２の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．２５λ〜０．４２λの範囲にある第一の反射防止層と、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６５〜１．７７の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．１０λ〜０．４５λの範囲にある第二の反射防止層とからなり、  前記基材側から順に、前記第一の反射防止層と前記第二の反射防止層とが積層されたものであることを特徴とする光学素子。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する液浸露光装置において、少なくとも一方の面を前記液体と接するようにして用いる光学素子であって、
前記光学素子が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にある基材と、前記基材の前記液体と接する面上に形成された第一の反射防止膜とを備えるものであり、
前記第一の反射防止膜が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．８０〜２．０２の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．２５λ〜０．４２λの範囲にある第一の反射防止層と、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６５〜１．７７の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．１０λ〜０．４５λの範囲にある第二の反射防止層とからなり、
前記基材側から順に、前記第一の反射防止層と前記第二の反射防止層とが積層されたものであることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記第一の反射防止層の光学膜厚が０．３０λ〜０．３５λの範囲にあり、且つ前記第二の反射防止層の光学膜厚が０．２４λ〜０．３７５λの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記第一の反射防止層の物理膜厚が３１〜３７ｎｍの範囲にあり、且つ前記第二の反射防止層の物理膜厚が２７〜４３ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記液体と前記第一の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
前記液体と前記第一の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が１．０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
前記第一の反射防止層が、酸化アルミニウム、酸化ガドリニウム及び酸化スカンジウムのいずれか一つの金属酸化物を含有していることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記第二の反射防止層が、フッ化ランタン、フッ化ガドリニウム、フッ化ネオジウム、フッ化ハフニウム、フッ化ルテチウム、フッ化イットリウム、フッ化イッテルビウム及びフッ化ジスプロシウムのいずれか一つの金属フッ化物を含有していることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
前記基材が、ガーネット及びスピネルセラミックからなる群のいずれか一つの基材材料を含有していることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
前記基材が気体と接する面を有している場合において、前記基材の前記気体と接する面上に第二の反射防止膜を更に備えることを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記気体と前記第二の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜４０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が１．０％以下であることを特徴とする請求項９に記載の光学素子。
【請求項１１】
前記気体と前記第二の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜４０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が０．５％以下であることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光学素子。
【請求項１２】
光学素子と、前記光学素子のうちの少なくとも１つと基板との間の領域を満たす波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体とを介して、前記基板上に露光光を照射する液浸露光装置であって、
前記液体と接するようにして用いる光学素子が請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の光学素子であることを特徴とする液浸露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液浸露光装置を用い、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する工程を含むことを特徴とする液浸露光方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の液浸露光装置を用い、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する工程を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液浸露光装置に使用される光学素子、前記光学素子を用いた液浸露光装置、前記液浸露光装置を用いた液浸露光方法及び前記液浸露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターン像を投影光学系を介して、感光性の基板としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されてきた。従来は投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型の露光装置（ステッパ）が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置も注目されている。
【０００３】
投影露光装置に備えられている投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、集積回路の微細化に伴い投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大してきている。そして、現在主流の露光波長は、ＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍであるが、更に短波長のＡｒＦエキシマレーザの１９３ｎｍも実用化されている。
【０００４】
ところが、このような開口数の増加に伴い、焦点深度が狭くなることが知られており、焦点深度を深く保ちながら高解像度を実現するための技術が研究されてきた。そして、投影光学系の下面と基板（ウエハ）表面との間を水、又は有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の１／ｎ倍（ｎは液体の屈折率で通常１．２〜１．６程度）になることを利用して、解像度を向上させてリソグラフィー工程を行う液浸法が提案されてきた。例えば、特開２００４−２０７７０９号公報（特許文献１）においては、投影光学系の下面の光学素子として蛍石（ＣａＦ２）を用い、前記液体として純水を使用した液浸露光装置が開示されている。また、特開２００５−２０２３７５号公報（特許文献２）においては、このような液浸法を利用する露光装置に用いられる光学素子として、フッ化物結晶材料、特にフッ化カルシウムによって構成される基材と、前記基材上に取付けられたフッ化ランタン（ＬａＦ３）等からなる保護層システムとからなる光学素子が開示されている。しかしながら、さらなる解像度の向上が要求されている。
【特許文献１】特開２００４−２０７７０９号公報
【特許文献２】特開２００５−２０２３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、より高度な解像度を達成させるために、液浸法に用いる光学素子の基材をより屈折率の高い基材へと変更するとともに、用いる液体をより屈折率の高い液体へと変更することが検討されてきている。このような高屈折率の基材を用いた光学素子では、大きな開口数に応じて、入射角が従来の光学素子に比べて大きな範囲まで使用することになる。しかしながら、高屈折率の基材を用いた光学素子で、広範囲な入射角で良好な反射防止特性を発揮するものはなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、高屈折率の基材及び高屈折率の液体を用いつつ、液体との界面において入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下となるような高度な反射防止性を発揮することが可能な光学素子、前記光学素子を用いた液浸露光装置、前記液浸露光装置を用いた液浸露光方法及び前記液浸露光装置を用いたマイクロデバイスの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】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する液浸露光装置において、所定の反射防止膜と基材とを備える光学素子により前記目的が達成されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明の光学素子は、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する液浸露光装置において、少なくとも一方の面を前記液体と接するようにして用いる光学素子であって、
前記光学素子が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にある基材と、前記基材の前記液体と接する面上に形成された第一の反射防止膜とを備えるものであり、
前記第一の反射防止膜が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．８０〜２．０２の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．２５λ〜０．４２λの範囲にある第一の反射防止層と、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６５〜１．７７の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．１０λ〜０．４５λの範囲にある第二の反射防止層とからなり、
前記基材側から順に、前記第一の反射防止層と前記第二の反射防止層とが積層されたものである。
【０００９】
このような光学素子によれば、高屈折率の液体と高屈折率の基材とを組み合わせて用いることができ、しかも、高屈折率の基材を用いているにも拘らず、液体との界面において入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下となるような高度な反射防止性を発揮することができる。
【００１０】
また、本発明の光学素子においては、前記第一の反射防止層の光学膜厚が０．３０λ〜０．３５λの範囲にあり、且つ前記第二の反射防止層の光学膜厚が０．２４λ〜０．３７５λの範囲にあることが好ましい。更に、本発明の光学素子においては、前記第一の反射防止層の物理膜厚が３１〜３７ｎｍの範囲にあり、且つ前記第二の反射防止層の物理膜厚が２７〜４３ｎｍの範囲にあることが好ましい。
【００１１】
前記第一及びの第二の反射防止層の厚みが、このような範囲にある場合には、例えば、液体との界面において入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が１．０％以下となるような、より高度な反射防止性を発揮することが可能となる。
【００１２】
従って、本発明の光学素子においては、前記液体と前記第一の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下であることが好ましく、１．０％以下であることが特に好ましい。
【００１３】
また、本発明の光学素子においては、前記第一の反射防止層が、酸化アルミニウム、酸化ガドリニウム及び酸化スカンジウムのいずれか一つの金属酸化物を含有していることが好ましい。
【００１４】
このような金属酸化物を第一の反射防止層に含有させることで、十分な透明性を付与しつつ、第一の反射防止層の波長１９３ｎｍの光に対する屈折率を、より効率よく１．８０〜２．０２の範囲にすることができる傾向にある。
【００１５】
また、本発明の光学素子においては、前記第二の反射防止層が、フッ化ランタン、フッ化ガドリニウム、フッ化ネオジウム、フッ化ハフニウム、フッ化ルテチウム、フッ化イットリウム、フッ化イッテルビウム及びフッ化ジスプロシウムのいずれか一つの金属フッ化物を含有していることが好ましい。
【００１６】
このような金属フッ化物を第二の反射防止層に含有させることで、十分な透明性を付与しつつ、第二の反射防止層の波長１９３ｎｍの光に対する屈折率を、より効率よく１．６５〜１．７６の範囲にすることができる傾向にある。
【００１７】
さらに、本発明の光学素子においては、前記基材が、ガーネット及びスピネルセラミックからなる群から選択される基材材料を含有していることが好ましい。
【００１８】
このような基材材料を用いることで、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にある基材を得ることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の光学素子においては、前記基材が気体と接する面を有している場合において、前記基材の前記気体と接する面上に第二の反射防止膜を更に備えることが好ましい。また、このような第二の反射防止膜を更に備える光学素子においては、前記気体と前記第二の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜４０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が１．０％以下であるものがより好ましく、０．５％以下であるものが更に好ましい。
【００２０】
このような第二の反射防止膜を更に備えることで、前記気体と前記第二の反射防止膜との界面における露光光の反射を十分に防止することができる。
【００２１】
また、本発明の液浸露光装置は、光学素子と、前記光学素子のうちの少なくとも一つと前記基板との間の領域を満たす波長１９３ｎｍにおける屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体とを介して、前記基板上に露光光を照射する液浸露光装置であって、
前記液体と接するようにして用いる光学素子が上記本発明の光学素子である、ものである。
【００２２】
このような本発明の液浸露光装置によれば、前記液体と接するようにして用いる光学素子が上記本発明の光学素子であるため、前記光学素子と前記液体との界面において露光光が反射されることを十分に防止でき、十分に高解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる。
【００２３】
さらに、本発明の液浸露光方法は、上記本発明の液浸露光装置を用い、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する工程を含む方法である。
【００２４】
また、本発明のマイクロデバイスの製造方法は、上記本発明の液浸露光装置を用い、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する工程を含む方法である。
【００２５】
このような本発明の液浸露光方法並びに本発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、上記本発明の液浸露光装置を用いているため、十分に高水準のリソグラフィーを行うことができ、より緻密なパターンが形成されたデバイスを効率よく確実に製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高屈折率の基材及び高屈折率の液体を用いつつ、液体との界面において入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下となるような高度な反射防止性を発揮することが可能な光学素子、前記光学素子を用いた液浸露光装置、前記液浸露光装置を用いた液浸露光方法及び前記液浸露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００２８】
なお、以下に説明する本発明の好適な実施形態は、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスを製造するためのリソグラフィー工程等において所定のパターンを感光性の基板上に転写するために用いられる液浸法を用いた液浸露光装置に使用される光学素子、前記光学素子を用いた液浸露光装置、前記液浸露光装置を用いた液浸露光方法及び前記液浸露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。
【００２９】
先ず、本発明の光学素子について説明する。すなわち、本発明の光学素子は、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する液浸露光装置において、少なくとも一方の面を前記液体と接するようにして用いる光学素子であって、
前記光学素子が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にある基材と、前記基材の前記液体と接する面上に形成された第一の反射防止膜とを備えるものであり、
前記第一の反射防止膜が、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．８０〜２．０２の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．２５λ〜０．４２λの範囲にある第一の反射防止層と、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６５〜１．７７の範囲にあり且つ光学膜厚が前記露光光の波長λに対して０．１０λ〜０．４５λの範囲にある第二の反射防止層とからなり、
前記基材側から順に、前記第一の反射防止層と前記第二の反射防止層とが積層されたものである。
【００３０】
このような光学素子によって、液体との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下となるような高度な反射防止性を発揮することが可能となり、十分に高い解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる。
【００３１】
このような光学素子は、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する液浸露光装置において、少なくとも一方の面を前記液体と接するようにして用いるものである。このような光学素子と組み合わせて用いる液体は、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６０〜１．６６の範囲にある液体であればよく、特に制限されないが、前記屈折率が１．６３〜１．６５の範囲にあるものがより好ましい。このような液体の屈折率が１．６０未満の場合には、液体の屈折率が低いため、十分な開口数を得ることが難しい。このような液体としては、例えば、デカリン（Ｃ１０Ｈ１８）等が挙げられる。
【００３２】
また、このような光学素子は、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にある基材と、前記基材の液体と接する面上に形成された第一の反射防止膜とを備えるものである。
【００３３】
このような基材としては、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が２．１０〜２．３０の範囲にあるものであればよい。このような基材の屈折率が２．１０未満では、基材の屈折率が低いため、十分な開口数を得ることが難しい。他方、前記基材の屈折率が２．３０を超えると、基材の屈折率が高くなりすぎて、基材と前記液体との屈折率の差が大きくなり、基材上に第一の反射防止膜を形成させても高度な反射防止性を発揮することができない。
【００３４】
このような基材としては、波長１９３ｎｍでの屈折率と、使用波長での実用上十分な透過率が期待できるという観点から、ガーネット（ルテチウムアルミニウムガーネット［ＬｕＡＧ］、ゲルマナート等）及びスピネルセラミック（Ｍｇ２Ａｌ２Ｏ４等）らなる群から選択される基材材料を含有しているものが好ましく、中でも、ＬｕＡＧ又はＭｇ２Ａｌ２Ｏ４を含有しているものがより好ましい。また、このような基材の製造方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。
【００３５】
また、前記第一の反射防止膜は、
（i）波長１９３ｎｍの光に対する屈折率（ｎ）が１．８０〜２．０２の範囲にあるものであり且つ光学膜厚（ｎｄ）が前記露光光の波長λに対して０．２５λ〜０．４２λの範囲にある第一の反射防止層と、
（ii）波長１９３ｎｍの光に対する屈折率（ｎ）が１．６５〜１．７７の範囲にあるものであり且つ光学膜厚（ｎｄ）が前記露光光の波長λに対して０．１０λ〜０．４５λの範囲にあるものである第二の反射防止層と、
を基材側から順次積層したものである。
【００３６】
第一の反射防止層と第二の反射防止層の屈折率及び光学膜厚を、上記（i）及び（ii）に記載したような範囲とすることにより、屈折率が２．１０〜２．３０の範囲の基材を用いた光学素子と、屈折率が１．６０〜１．６６の範囲の液体との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する光学素子の平均反射率を２．０％以下とすることが可能となり、実用上十分な反射防止特性を備えた光学素子を提供することが可能となる。
【００３７】
また、このような第一の反射防止層としては、酸化アルミニウム、酸化ガドリニウム及び酸化スカンジウムのいずれか一つの金属酸化物を含有しているものが好ましい。このような金属酸化物を含有させて第一の反射防止層を形成することで、十分な透明性を確保しつつ、第一の反射防止層の波長１９３ｎｍの光に対する屈折率を効率よく１．８０〜２．０２とすることができる。
【００３８】
また、本発明の光学素子においては、前記第二の反射防止層が、フッ化ランタン、フッ化ガドリニウム、フッ化ネオジウム、フッ化ハフニウム、フッ化ルテチウム、フッ化イットリウム、フッ化イッテルビウム及びフッ化ジスプロシウムのいずれか一つの金属フッ化物を含有しているものが好ましい。このような金属フッ化物を含有させて第二の反射防止層を形成することで、効率よく、第二の反射防止層の波長１９３ｎｍの光に対する屈折率を１．６５〜１．７７の範囲とすることができる。
【００３９】
このような第一及び第二の反射防止層の形成方法は特に制限されず、真空蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、ガスクラスターイオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、バイアススパッタリング法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタリング法、高周波（ＲＦ）スパッタリング法、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の公知の方法を適宜採用することができる。また、前記第一及び第二の反射防止層の屈折率を調整する方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、第一及び第二の反射防止層を形成する際に用いる材料の組成や、真空度、投入する電力、基材の温度等の形成条件を適宜調整する方法が挙げられる。
【００４０】
また、本発明の光学素子としては、前記第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）が０．３０λ〜０．３５λの範囲にあり、且つ前記第二の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）が０．２４λ〜０．３７５λの範囲にあることが好ましい。更に、本発明の光学素子においては、前記第一の反射防止層の物理膜厚（ｄ）が３１〜３７ｎｍの範囲にあり、且つ前記第二の反射防止層の物理膜厚（ｄ）が２７〜４３ｎｍの範囲にあることが好ましい。このような光学膜厚（ｎｄ）又は物理膜厚（ｄ）の第一の反射防止層及び第二の反射防止層によって、前記液体と前記第一の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が１．０％以下となるような、より高い反射防止性を発揮することが可能となり、より高解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる傾向にある。
【００４１】
さらに、本発明の光学素子としては、第二の反射防止層の光学薄膜が０．１λ〜０．３λの範囲にある場合に、前記第一の反射防止層の光学膜厚と第二の反射防止層の光学膜厚とが、以下に示す数式１の関係を満たさないことが好ましい。
（数式１）
Ｙ＜−０．５３Ｘ＋０．４１
［数式１中、Ｙは第一の反射防止層の光学膜厚を示し、Ｘは第二の反射防止層の光学膜厚を示す。］
第二の反射防止層の光学膜厚が０．１λ〜０．３λの範囲にある場合に、数式１の関係を満たす場合には、平均反射率が２．０％を超える傾向にある。
【００４２】
また、本発明の光学素子としては、前記液体と前記第一の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％（より好ましくは１．０％）以下であるものが好ましい。このような平均反射率を有する光学素子により、より高解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる傾向にある。ここで、平均反射率とは、ｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）とｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）の平均値（Ｒａ）をいい、数式２に基づいて算出される。
（数式２）
Ｒａ＝（Ｒｓ＋Ｒｐ）／２
また、このような反射率ＲｓやＲｐの測定方法としては、例えば、測定装置として株式会社日立ハイテクノロジーズ社製の商品名「Ｕ４１００分光光度計」を用いて、ｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）とｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）をそれぞれ測定する方法が挙げられる。
【００４３】
さらに、本発明の光学素子においては、前記基材が前記気体と接する面を有している場合において、前記基材の前記気体と接する面上に第二の反射防止膜を更に備えることが好ましい。このようにして気体と接する面上に第二の反射防止膜を形成することで、光学素子と気体との界面において光学素子の平均反射率を低くすることができ、光量損失等を効率よく防止できる傾向にある。
【００４４】
また、このような第二の反射防止膜としては、気体と前記第二の反射防止膜との界面において、入射角が０°〜４０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が１．０％（更に好ましくは０．５％）以下とすることができるものがより好ましい。このような平均反射率を有する第二の反射防止膜を備えることで、光量損失を効率よく防止して、より高解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる傾向にある。また、このような第二の反射防止膜の構造は特に制限されず、単層からなる構造としてもよく、複数層の構造のものであってもよい。
【００４５】
このような第二の反射防止膜を形成するための材料としては特に制限されず、前記第二の反射防止膜と前記気体との界面において、入射角が０°〜４０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率を１．０％以下とすることが可能な公知の材料を適宜用いることができ、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、クライオライト、フッ化ランタン、フッ化ガドリニウム、フッ化ネオジウム、フッ化ハフニウム、フッ化ルテチウム、フッ化イットリウム、フッ化イッテルビウム、フッ化ジスプロシウム等を用いることができる。
【００４６】
また、このような第二の反射防止膜の形成方法は特に制限されず、真空蒸着法、イオンビームアシスト蒸着法、ガスクラスターイオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、バイアススパッタリング法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）スパッタリング法、高周波（ＲＦ）スパッタリング法、熱ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等の公知の方法を適宜採用することができる。また、第二の反射防止膜の屈折率を調整する方法としては特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、第二の反射防止膜を形成する際に用いる材料の組成や、真空度、投入する電力、基材の温度等の形成条件を適宜調整する方法が挙げられる。
【００４７】
また、本発明の光学素子においては、必要に応じて、光学素子の表面の一部（好ましくは液体と接しない部分）に撥液膜を更に形成させてもよい。例えば、光学素子の液体と接する面の露光光を投影するために必要な部分を浸液性に保ちつつ、露光光が透過しない部分に撥液膜を形成させることで、露光光を投影するのに必要な領域の表面に前記液体をより密着させることが可能となり、より高解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる傾向にある。
【００４８】
このような撥液膜の材料は特に制限されず、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の公知の撥液性の材料を適宜用いることができる。更に、このような撥液膜を形成させる方法も特に制限されず、前述のような撥液性の材料を光学素子に塗布したり、前述のような撥液性の材料からなる薄膜を光学素子に貼付する等といった公知の方法を適宜採用することができる。
【００４９】
また、本発明の光学素子においては、必要に応じて、露光光が透過しない部分に遮光膜を形成させてもよい。このような遮光膜の材料は特に制限されず、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びクロム（Ｃｒ）等の金属や、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化珪素（ＳｉＯ）及び酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）等の金属酸化物等、公知の材料を適宜用いることができる。更に、このような遮光膜の製造方法も特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。
【００５０】
更に、本発明の光学素子においては、必要に応じて、露光光が透過しない部分に金属製溶解防止膜（密着力強化膜を兼ねる）を形成させてもよい。このような金属製溶解防止膜としては、特に制限されず、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）及びクロム（Ｃｒ）の中の少なくとも１つにより形成される膜により構成される金属膜を用いてもよい。
【００５１】
本発明の光学素子においては、露光光が透過しない部分に金属製溶解防止膜（密着力強化膜を兼ねる）を形成させた場合には、必要に応じて、金属製溶解防止膜を保護するために、金属製溶解防止膜保護膜（溶解防止膜保護膜）を更に形成させてもよい。このような金属製溶解防止膜保護膜としては、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、フッ化ネオジム（ＮｄＦ３）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）及び酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）の中の少なくとも１つにより形成される膜により構成される金属製溶解防止膜保護膜を用いてもよい。このように、金属製溶解防止膜保護膜の材料は特に制限されず、光学素子の基材、光学素子が設置されている環境、基材の表面と投影光学系との間に介在させる液体の種類等に基づいて、最適な材料を選択して金属製溶解防止膜保護膜（溶解防止膜保護膜）を形成することができる。
【００５２】
以上、本発明の光学素子について説明したが、以下、図面を参照しながら、上記本発明の光学素子を備える本発明の液浸露光装置及びその液浸露光装置を用いた本発明の液浸露光方法の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明及び図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５３】
［実施形態１］
図１は、実施形態１にかかるステップ・アンド・リピート方式の液浸露光装置の概略構成を示す図である。また、以下の説明においては、図１中に示す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材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が基板（ウエハ）Ｗに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。
【００５４】
実施形態１にかかる液浸露光装置は、図１に示すように、露光光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源を含み、オプティカル・インテグレータ（ホモジナイザー）、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成される照明光学系１を備えている。
【００５５】
このような液浸露光装置においては、先ず、光源から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光よりなる露光光（露光ビーム）ＩＬは、照明光学系１を通過し、レチクル（マスク）Ｒに設けられたパターンを照明する。次に、レチクルＲを通過した光は、両側（又はウエハＷ側に片側）テレセントリックな投影光学系ＰＬを介して、フォトレジストが塗布されたウエハＷ上の露光領域に所定の投影倍率β（例えば、βは１／４，１／５等）で縮小投影露光する。このようにして、図１に示す液浸露光装置を用いてウエハＷに所定のパターンを露光することができる。
【００５６】
また、このような露光光ＩＬとしては特に制限されず、目的に応じて、ＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）の他、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）や水銀ランプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等を使用してもよい。
【００５７】
また、レチクルＲはレチクルステージＲＳＴ上に保持され、レチクルステージＲＳＴにはＸ方向、Ｙ方向及び回転方向にレチクルＲを微動させる機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置は、レチクルレーザ干渉計（図示せず）によってリアルタイムに計測、且つ制御されている。
【００５８】
さらに、ウエハＷはウエハホルダ（図示せず）を介してＺステージ９上に固定されている。Ｚステージ９は、投影光学系ＰＬの像面と実質的に平行なＸＹ平面に沿って移動するＸＹステージ１０上に固定されており、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角を制御する。Ｚステージ９のＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置は、Ｚステージ９上に位置する移動鏡１２を用いたウエハレーザ干渉計１３によってリアルタイムに計測、且つ制御されている。また、ＸＹステージ１０は、ベース１１上に載置されており、ウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向を制御する。
【００５９】
この液浸露光装置に備えられている主制御系１４は、レチクルレーザ干渉計により計測された計測値に基づいてレチクルＲのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、レチクルステージＲＳＴに組み込まれている機構に制御信号を送信し、レチクルステージＲＳＴを微動させることによりレチクルＲの位置調整を行なう。
【００６０】
また、主制御系１４は、オートフォーカス方式及びオートレベリング方式によりウエハＷ上の表面を投影光学系ＰＬの像面に合わせ込むため、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び傾斜角の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＺステージ９を駆動させることによりウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角の調整を行なう。更に、主制御系１４は、ウエハレーザ干渉計１３により計測された計測値に基づいてウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置の調整を行なう。即ち、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷのＸ方向、Ｙ方向及び回転方向の位置調整を行なう。
【００６１】
露光時には、主制御系１４は、ウエハステージ駆動系１５に制御信号を送信し、ウエハステージ駆動系１５によりＸＹステージ１０を駆動させることによりウエハＷ上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動させる。即ち、ステップ・アンド・リピート方式によりレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に露光する動作を繰り返す。
【００６２】
また、このような液侵法を適用した液浸型の液浸露光装置においては、少なくともレチクルＲのパターン像をウエハＷ上に転写している間は、ウエハＷの表面と投影光学系ＰＬのウエハＷ側の光学素子４との間に所定の液体７が満たされている。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子を収納する鏡筒３を備えている。この投影光学系ＰＬにおいては、最もウエハＷ側の光学素子４が上記本発明の光学素子により形成されており、光学素子４の表面（ウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂ（図２参照））のみが液体７と接触するように構成されている。これによって、金属からなる鏡筒３の腐食等が防止されている。
【００６３】
ここで、図２に示す光学素子（本発明の光学素子）４の基材はＬｕＡＧであり、その成膜面の結晶方位は（１００）面である。また、基材のウエハＷ側の先端部４Ａ、即ち露光光が透過する部分には、前述の第一の反射防止膜が形成されている。このような反射防止膜は、Ａｌ２Ｏ３（第一の反射防止層）Ｆ１と、ＬａＦ３（第二の反射防止層）Ｆ２とからなるものである。
【００６４】
また、本実施形態においては、光学素子４のテーパー面４Ｂ、即ち露光光が透過しない部分は、金属製溶解防止膜（密着力強化膜を兼ねる）としてタンタル（Ｔａ）膜Ｆ５（Ｆ４）がスパッタリング法により成膜されている。また、金属製溶解防止膜（溶解防止膜）Ｆ５の表面には、金属製溶解防止膜を保護するための金属製溶解防止膜保護膜（溶解防止膜保護膜）として二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜Ｆ６が湿式製膜法により成膜されている。なお、光学素子４のテーパー面４Ｂに成膜される金属製溶解防止膜（溶解防止膜）Ｆ５の純水への溶解度は２ｐｐｔ以下であり、充填密度は９５％以上である。
【００６５】
また、液体７としては、波長１９３ｎｍの光に対する屈折率が１．６４のデカリン（Ｃ１０Ｈ１８）が使用されている。そして、光学素子４は、光学素子４の先端部４Ａに成膜された第一の反射防止膜と液体７との界面において、露光光（本実施形態：１９３ｎｍ）の入射角０°〜７０°の範囲において平均反射率が２％以下となっている。
【００６６】
図３は、投影光学系ＰＬの光学素子４のウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂ並びにウエハＷと、そのウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢをＸ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。また、図４は、投影光学系ＰＬの光学素子４のウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂと、そのウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢをＹ方向に挟む２対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。この実施の形態にかかる液浸露光装置は、液体７の供給を制御する液体供給装置５及び液体７の排出を制御する液体回収装置６を備えている。
【００６７】
液体供給装置５は、液体７のタンク（図示せず）、加圧ポンプ（図示せず）、温度制御装置（図示せず）等により構成されている。また、液体供給装置５には、図３に示すように、供給管２１を介してウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂの＋Ｘ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２１ａが、供給管２２を介してウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂの−Ｘ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２２ａが接続されている。また、液体供給装置５には、図４に示すように、供給管２７を介してウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂの＋Ｙ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２７ａが、供給管２８を介してウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４Ｂの−Ｙ方向側に細い先端部を有する排出ノズル２８ａが接続されている。液体供給装置５は、温度制御装置により液体７の温度を調整し、排出ノズル２１ａ、２２ａ、２７ａ、２８ａの中の少なくとも１つの排出ノズルより、供給管２１、２２、２７、２８の中の少なくとも１つの供給管を介して温度調整された液体７をウエハＷ上に供給する。なお、液体７の温度は、温度制御装置により、例えばこの実施の形態にかかる液浸露光装置が収納されているチャンバ内の温度と同程度に設定される。
【００６８】
液体回収装置６は、液体７のタンク（図示せず）、吸引ポンプ（図示せず）等により構成されている。また、液体回収装置６には、図３に示すように、回収管２３を介してテーパー面４Ｂの−Ｘ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２３ａ、２３ｂが、回収管２４を介してテーパー面４Ｂの＋Ｘ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２４ａ、２４ｂが接続されている。なお、流入ノズル２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂは、ウエハＷ側の先端部４Ａの中心を通りＸ軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。また、液体回収装置６には、図４に示すように、回収管２９を介してテーパー面４Ｂの−Ｙ方向側に広い先端部を有する流入ノズル２９ａ、２９ｂが、回収管３０を介してテーパー面４Ｂの＋Ｙ方向側に広い先端部を有する流入ノズル３０ａ、３０ｂが接続されている。なお、流入ノズル２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂは、ウエハＷ側の先端部４Ａの中心を通りＹ軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。
【００６９】
液体回収装置６は、流入ノズル２３ａ及び２３ｂ、２４ａ及び２４ｂ、２９ａ及び２９ｂ、３０ａ及び３０ｂの中の少なくとも１つの流入ノズルより、回収管２３、２４、２９、３０の中の少なくとも１つの回収管を介して液体７をウエハＷ上から回収する。
【００７０】
次に、液体７の供給及び回収方法について説明する。図３において、実線で示す矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２１及び排出ノズル２１ａを介して光学素子４のウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂを介してウエハＷ上から液体供給装置５によりウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされている。
【００７１】
一方、図３において、鎖線で示す矢印２６Ａの方向（＋Ｘ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２２及び排出ノズル２２ａを介して光学素子４のウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂを介して、液体供給装置５によりウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を矢印２６Ｂの方向（＋Ｘ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされている。
【００７２】
また、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させる際には、Ｙ方向から液体７の供給及び回収を行なう。即ち、図４において、実線で示す矢印３１Ａの方向（−Ｙ方向）にウエハＷをステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２７及び排出ノズル２７ａを介して、液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２９及び流入ノズル２９ａ，２９ｂを介して、液体供給装置５によりウエハＷ側の先端部４Ａ及びテーパー面４ＢとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、露光領域上を矢印３１Ｂの方向（−Ｙ方向）に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされている。
【００７３】
また、ウエハＷを＋Ｙ方向にステップ移動させる際には、液体供給装置５は、供給管２８及び排出ノズル２８ａを介して、液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管３０及び流入ノズル３０ａ，３０ｂを介して、液体供給装置５によりウエハＷ側の先端部４ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７は、露光領域上を＋Ｙ方向に流れており、ウエハＷと光学素子４との間は液体７により安定に満たされている。
【００７４】
なお、Ｘ方向またはＹ方向から液体７の供給及び回収を行うノズルだけでなく、例えば斜めの方向から液体７の供給及び回収を行うためのノズルを設けてもよい。
【００７５】
次に、液体７の供給量及び回収量の制御方法について説明する。図４は、投影光学系ＰＬを構成する光学素子４とウエハＷの間に液体７を供給及び回収している状態を示す図である。また、図５は、図１に示す投影光学系における光学素子とウエハＷとの間への液体の供給及び回収の様子を示す要部の拡大図である。図４及び図５に示すように、ウエハＷが矢印２５Ａの方向（−Ｘ方向）に移動している場合において、排出ノズル２１ａより供給された液体７は、矢印２５Ｂの方向（−Ｘ方向）に流れ、流入ノズル２３ａ，２３ｂにより回収される。ウエハＷが移動中であっても光学素子４とウエハＷとの間に充填される液体７の量を一定に保つため、液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）と回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）とを等しくする。また、ＸＹステージ１０（ウエハＷ）の移動速度ｖに基づいて液体７の供給量Ｖｉ及び回収量Ｖｏを調整する。即ち、数式３に基づいて液体７の供給量Ｖｉ及び回収量Ｖｏが算出される。
（数式３）
Ｖｉ＝Ｖｏ＝Ｄ・ｖ・ｄ
ここで、Ｄは図１に示すように光学素子４の先端部４Ａの直径（ｍ）、ｖはＸＹステージ１０の移動速度（ｍ／ｓ）、ｄは投影光学系ＰＬの作動距離（ワーキング・ディスタンス）（ｍ）である。ＸＹステージ１０をステップ移動するときの速度ｖは主制御系１４により設定され、Ｄ及びｄは予め入力されているため、数式３に基づいて液体７の供給量Ｖｉ及び回収量Ｖｏを算出し、調整することにより、液体７は光学素子４とウエハＷとの間に常時満たされる。
【００７６】
なお、投影光学系ＰＬの作動距離ｄは、光学素子４とウエハＷとの間に液体７を安定して存在させるために可能な限り狭いほうが望ましい。例えば、投影光学系ＰＬの作動距離ｄは、２ｍｍ程度に設定される。
【００７７】
このような第１の実施の形態にかかる液浸露光装置によれば、光学素子の液体と接する面に上述のような第一の反射防止膜が形成されているため、液体と第一の反射防止膜との界面において露光光の反射が十分に防止され、光量損失、フレア、ゴースト等の発生が十分に防止され、十分に高解像度のリソグラフィーが可能となる。
【００７８】
また、このような第１の実施の形態にかかる液浸露光装置によれば、投影光学系ＰＬのウエハＷ側の光学素子４のテーパー面４Ｂに密着力強化膜を兼ねる金属製溶解防止膜が成膜されているため、金属製溶解防止膜を光学素子４に密着させることができる。また、金属製溶解防止膜の表面に二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜が成膜されているため、柔らく耐擦傷性が低い金属製溶解防止膜の損傷を防止することができ、金属製溶解防止膜を保護することができる。従って、ウエハＷの表面と投影光学系ＰＬとの間に介在させた液体７の光学素子４への浸透及び侵食を防止することができ、投影光学系ＰＬの光学性能を維持することができる。
【００７９】
また、光学素子４のテーパー面４Ｂ、即ち露光光ＩＬが通過しない部分に金属製溶解防止膜が成膜されるため、光学素子４の表面に成膜される金属製溶解防止膜が露光光ＩＬを遮光することなく、最適な状態で露光を続けることができる。
【００８０】
さらに、波長が１９３ｎｍの光に対する液体７（デカリン）の屈折率ｎは約１．６４であり、波長１９３ｎｍであるＡｒＦエキシマレーザ光は、ウエハＷ上において１／ｎ、即ち１１８ｎｍに短波長化されるため、十分に高い解像度を得ることができる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、即ち約１．６４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。
【００８１】
また、この第１の実施の形態にかかる液浸露光装置によれば、Ｘ方向及びＹ方向に互いに反転した２対の排出ノズルと流入ノズルとを備えているため、ウエハを＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向または−Ｙ方向に移動する場合においても、ウエハと光学素子との間を液体により安定に満たし続けることができる。
【００８２】
また、液体がウエハ上を流れるため、ウエハ上に異物が付着している場合であっても、その異物を液体により流し去ることができる。また、液体が液体供給装置により所定の温度に調整されているため、ウエハ表面の温度も一定となり、露光の際に生じるウエハの熱膨張による重ね合わせ精度の低下を防止することができる。従って、ＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のアライメントのように、アライメントと露光とに時間差のある場合であっても、ウエハの熱膨張による重ね合わせ精度の低下を防ぐことができる。
【００８３】
さらに、このような第１の実施の形態にかかる液浸露光装置によれば、ウエハを移動させる方向と同一の方向に液体が流れているため、異物や熱を吸収した液体を光学素子の表面の直下の露光領域上に滞留させることなく液体回収装置により回収することができる。
【００８４】
以上、第１の実施の形態について説明したが、本発明の液浸露光装置は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の実施の形態にかかる液浸露光装置においては、光学素子として、ＬｕＡＧ（基材）の液体と接する面上に、Ａｌ２Ｏ３層（第一の反射防止層）と、ＬａＦ３層（第二の反射防止層）とからなる第一の反射防止膜が形成された光学素子を用いているが、このような光学素子は、上記本発明の光学素子であればよく、特に制限されない。更に、このような光学素子としては、光学素子の気体と接する面に、上述のような第二の反射防止膜を更に形成させてもよい。
【００８５】
また、上述の実施の形態においては、液体７としてデカリン（Ｃ１０Ｈ１８）を使用したが、液体としては、上述の本発明の光学素子において説明したものと同様のものを適宜使用することもできる。
【００８６】
また、このような第１の実施の形態にかかる液浸露光装置においては、金属製溶解防止膜保護膜を湿式成膜法により成膜しているが、スパッタリング法等の乾式成膜法により成膜してもよい。
【００８７】
また、この第１の実施の形態にかかる光学素子のテーパー面においては、金属製溶解防止膜（密着力強化膜を兼ねる）と金属製溶解防止膜保護膜が成膜されているが、金属製溶解防止膜（溶解防止膜）のみを成膜してもよい。また、密着力強化膜と金属製溶解防止膜とを分けて、密着力強化膜と金属製溶解防止膜、或いは密着力強化膜と金属製溶解防止膜と金属製溶解防止膜保護膜を成膜してもよい。
【００８８】
また、上述の実施の形態においては、ウエハの表面と投影光学系のウエハ側の光学素子の表面との間を液体により満たしているが、ウエハの表面と投影光学系のウエハ側の光学素子の表面との間の一部に液体を介在させるようにしてもよい。
【００８９】
また、実施形態において使用するノズルの数や形状は特に限定されるものでなく、例えば先端部４Ａの長辺について２対のノズルで液体の供給又は回収を行うようにしてもよい。なお、この場合には、＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらの方向からも液体の供給及び回収を行うことができるようにするため、排出ノズルと流入ノズルとを上下に並べて配置してもよい。
【００９０】
［実施形態２］
次に、実施形態２にかかる液浸露光装置について説明する。図６は、実施形態２にかかるステップ・アンド・スキャン方式の液浸露光装置の投影光学系ＰＬＡの下部、液体供給装置５及び液体回収装置６等を示す正面図である。また、以下の説明においては、図６中に示す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材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハＷに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。なお、図６においては、このような実施形態２にかかる液浸露光装置と同一の構成には、特に明記しない限り、実施形態１で用いたのと同一の符号を付して説明を行なう。
【００９１】
このような液浸露光装置においては、投影光学系ＰＬＡの鏡筒３Ａの最下端の光学素子３２は、ウエハＷ側の先端部３２Ａが走査露光に必要な部分だけを残してＹ方向（非走査方向）に細長い矩形に削られている。走査露光時には、ウエハＷ側の先端部３２Ａの直下の矩形の露光領域にレチクル（図示せず）の一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬＡに対して、レチクル（図示せず）が−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、ＸＹステージ１０を介してウエハＷが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。そして、１つのショット領域への露光終了後に、ウエハＷのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域への露光が順次行われる。
【００９２】
このような実施形態２においては、実施形態１において用いた光学素子４（図２参照）と同様のもの、すなわち上記本発明の光学素子を光学素子３２として用いる。
【００９３】
また、光学素子３２のテーパー面３２Ｂ、即ち露光光が透過しない部分は、金属製溶解防止膜（密着力強化膜を兼ねる）としてタンタル（Ｔａ）膜Ｆ５（Ｆ４）がスパッタリング法により成膜されている。また、金属製溶解防止膜（溶解防止膜）Ｆ５の表面には、金属製溶解防止膜を保護するための金属製溶解防止膜保護膜（溶解防止膜保護膜）として二酸化珪素（ＳｉＯ２）膜Ｆ６が湿式製膜法により成膜されている。また、光学素子３２の先端部３２Ａに形成された第一の反射防止膜によって、露光光の出射角度が０〜７０度の時に、液体との界面における光学素子３２の平均反射率は２％以下となる。
【００９４】
この実施形態２も実施形態１と同様に、液浸露光装置であるため、走査露光中に光学素子３２とウエハＷの表面との間に液体７が満たされる。液体７の供給及び回収は、それぞれ液体供給装置５及び液体回収装置６によって行われる。
【００９５】
図７は、投影光学系ＰＬＡの光学素子３２の表面（ウエハＷ側の先端部３２Ａ及びテーパー面３２Ｂ）と液体７をＸ方向に供給及び回収するための排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。液体供給装置５には、図７に示すように、供給管２１を介してＹ方向に細長い矩形状である先端部３２Ａ及びテーパー面３２Ｂの＋Ｘ方向側に３個の排出ノズル２１ａ〜２１ｃが、先端部３２Ａ及びテーパー面３２Ｂの−Ｘ方向側に３個の排出ノズル２２ａ〜２２ｃが接続されている。また、液体回収装置６には、図７に示すように、回収管２３を介して先端部３２Ａ及びテーパー面３２Ｂの−Ｘ方向側に２個の流入ノズル２３ａ、２３ｂが、回収管２４を介して先端部３２Ａ及びテーパー面３２Ｂの＋Ｘ方向側に２個の流入ノズル２４ａ、２４ｂが接続されている。
【００９６】
実線の矢印で示す走査方向（−Ｘ方向）にウエハＷを移動させて走査露光を行う場合には、液体供給装置５は、供給管２１及び排出ノズル２１ａ〜２１ｃを介して光学素子３２の先端部３２Ａ及びテーパー面３２ＢとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２３及び流入ノズル２３ａ，２３ｂを介して、液体供給装置５により先端部３２Ａ及びテーパー面３２ＢとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を−Ｘ方向に流れており、光学素子３２とウエハＷとの間は液体７により満たされる。
【００９７】
また、２点鎖線の矢印で示す方向（＋Ｘ方向）にウエハＷを移動させて走査露光を行う場合には、液体供給装置５は、供給管２２及び排出ノズル２２ａ〜２２ｃを介して光学素子３２の先端部３２ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。液体回収装置６は、回収管２４及び流入ノズル２４ａ，２４ｂを介して、液体供給装置５により先端部３２ＡとウエハＷとの間に供給された液体７を回収する。この場合においては、液体７はウエハＷ上を＋Ｘ方向に流れており、光学素子３２とウエハＷとの間は液体７により満たされる。
【００９８】
また、液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）及び回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）は、以下の数式４により算出される。
（数式４）
Ｖｉ＝Ｖｏ＝ＤSY・ｖ・ｄ
ここで、ＤSYは光学素子３２の先端部３２ＡのＸ方向の長さ（ｍ）である。ＤSYは予め入力されているため、数式４に基づいて液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）及び回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）を算出し、調整することにより、走査露光中においても光学素子３２とウエハＷとの間に液体７は安定に満たされる。
【００９９】
また、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させる際には、実施形態１と同一の方法によりＹ方向から液体７の供給及び回収を行なう。
【０１００】
図８は、投影光学系ＰＬＡの光学素子３２の先端部３２ＡとＹ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。図８に示すように、ウエハＷを走査方向に直交する非走査方向（−Ｙ方向）にステップ移動させる場合には、Ｙ方向に配列された排出ノズル２７ａ及び流入ノズル２９ａ，２９ｂを使用して液体７の供給及び回収を行なう。また、ウエハを＋Ｙ方向にステップ移動させる場合には、Ｙ方向に配列された排出ノズル２８ａ及び流入ノズル３０ａ，３０ｂを使用して液体７の供給及び回収を行なう。この場合においては、液体７の供給量Ｖｉ（ｍ３／ｓ）、及び回収量Ｖｏ（ｍ３／ｓ）は、以下の数式５により算出される。
(数式５)
Ｖｉ＝Ｖｏ＝ＤSX・ｖ・ｄ
ここで、ＤSXは光学素子３２の先端部３２ＡのＹ方向の長さ（ｍ）である。実施形態１と同様に、Ｙ方向にステップ移動させる際にもウエハＷの移動速度ｖに応じて液体７の供給量を調整することにより、光学素子３２とウエハＷとの間を液体７により満たし続ける。
【０１０１】
このような実施形態２にかかる液浸露光装置によれば、実施形態１と同様の作用・効果が奏される。
【０１０２】
また、このような実施形態２にかかる液浸露光装置によれば、投影光学系ＰＬＡのウエハＷ側の光学素子３２のテーパー面３２Ｂに密着力強化膜を兼ねる金属製溶解防止膜が成膜されているため、金属製溶解防止膜を光学素子３２に密着させることができる。また、金属製溶解防止膜の表面に二酸化珪素(ＳｉＯ２)膜が成膜されているため、柔らく耐擦傷性が低い金属製溶解防止膜の損傷を防止することができ、金属製溶解防止膜を保護することができる。
【０１０３】
［実施形態３］
次に、実施形態３にかかる液浸露光装置について説明する。図９は、実施形態３にかかる液浸露光装置の投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１、第１光学素子ＬＳ１に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い第２光学素子ＬＳ２などを示す図である。
【０１０４】
このような液浸露光装置は、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間を第１液体ＬＱ１で満たすための第１の液浸機構を備えている。基板Ｐは投影光学系ＰＬの像面側に設けられており、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１は基板Ｐの表面と対向するように配置されている。第１の液浸機構は、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐとの間に第１液体ＬＱ１を供給する第１液体供給機構９０と、第１液体供給機構９０で供給された第１液体ＬＱ１を回収する第１液体回収機構９１とを備えている。
【０１０５】
また、このような液浸露光装置は、第１光学素子ＬＳ１と、第１光学素子ＬＳ１に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い第２光学素子ＬＳ２との間を第２液体ＬＱ２で満たすための第２の液浸機構を備えている。第２光学素子ＬＳ２は第１光学素子ＬＳ１の上方に配置されており、第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２は、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３と対向するように配置されている。第２の液浸機構は、第１光学素子ＬＳ１と第２光学素子ＬＳ２との間に第２液体ＬＱ２を供給する第２液体供給機構９２と、第２液体供給機構９２で供給された第２液体ＬＱ２を回収する第２液体回収機構９３とを備えている。
【０１０６】
さらに、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１、上面Ｔ２及び、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３には、第一の反射防止膜が形成され、第１光学素子ＬＳ１及び第２光学素子ＬＳ２は、それぞれ上記本発明の光学素子により構成されている。
【０１０７】
また、鏡筒ＰＫには第１光学素子ＬＳ１の上面Ｔ２の周縁領域と対向する対向面８９が設けられている。そして、上面Ｔ２の周縁領域と対向面８９との間には第１シール部材９４が設けられている。第１シール部材９４は例えばＯリング（例えば、デュポンダウ社製「カルレッツ」）あるいはＣリングにより構成されている。第１シール部材９４により、上面Ｔ２上に配置された第２液体ＬＱ２の上面Ｔ２の外側への漏出、ひいては鏡筒ＰＫの外側への漏出が防止されている。また、第２光学素子ＬＳ２の側面Ｃ２と鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣとの間には第２シール部材９５が設けられている。第２シール部材９５は例えばＶリングにより構成されている。第２シール部材９５により、鏡筒ＰＫの内側において、第２流体ＬＱ２、第２流体ＬＱ２により発生した湿った気体などが第２光学素子ＬＳ２の上方へ流通するのを規制する。
【０１０８】
また、第１光学素子ＬＳ１の側面Ｃ１と鏡筒ＰＫの内側面ＰＫＣとの間には第３シール部材９６が設けられている。第３シール部材９６は例えばＶリングにより構成されている。第３シール部材９６により、鏡筒ＰＫの内側において、第１流体ＬＱ１、第１流体ＬＱ１により発生した湿った気体などが第１光学素子ＬＳ１の上方へ流通するのを規制する。
【０１０９】
第１光学素子ＬＳ１の側面（テーパー面）Ｃ１及び第２光学素子ＬＳ２の側面（テーパー面）Ｃ２には、１５０ｎｍの膜厚で金（Ａｕ）を成膜した遮光膜と、撥液膜とが形成されている。このような遮光膜により投影光学系の基板側の光学素子のテーパー面の周辺部に設けられた第１シール部材９４、第２シール部材９５及び第３シール部材９６に露光光及びウエハからの露光光反射光が照射されるのを防止することができ、シール部材の劣化を防止することができる。また、このような撥液膜により、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１、及び、第２光学素子ＬＳ２の下面Ｔ３の表面に液体をより良好に密着させることができる。
【０１１０】
また、このような液浸露光装置は、マスクＭと基板Ｐとを走査方向（Ｘ軸方向：図９中の矢印ＬＱ１の示す方向）に移動しながらマスクＭのパターン像を基板Ｐに投影露光するものであって、走査露光時には、投影光学系ＰＬ、及び第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２の第１、第２液体ＬＱ１、ＬＱ２を介してマスクＭの一部のパターン像が投影領域内に投影され、マスクＭが−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に速度Ｖで移動するのに同期して、基板Ｐが投影領域を＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。基板Ｐ上には複数のショット領域が設定されており、１つのショット領域への露光終了後に、基板Ｐのステッピング移動によって、次のショット領域が走査開始領域に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Ｐを移動しながら各ショット領域に対する走査露光処理が順次行われる。なお、液体の供給量の制御等の露光処理の際の装置の各種制御は、前述の実施形態１及び２で説明した方法と同様の方法を採用して行うことができる。
【０１１１】
また、上記実施形態１〜３の液浸露光装置は、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。
【０１１２】
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ら、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、温度およ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。
【０１１３】
以上説明した実施形態１〜３においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定の深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。
【０１１４】
また、上記実施形態１〜３においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、例えば特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【０１１５】
さらに、上記実施形態１〜３では、単一の基板ステージを有する露光装置を例に挙げて説明したが、露光ステーションと計測ステーションを二つの基板ステージが移動するマルチステージ（ツインステージ）型の露光装置に本発明の液浸露光装置を適用してもよい。すなわち、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報等に開示されているような、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してＸＹ方向に独立に移動可能な２つのステージを備えたツインステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。
【０１１６】
また、このようなマルチステージ型の露光装置に関しては、米国特許６，３４１，００７、６，４００，４４１、６，５４９，２６９及び６，５９０,６３４、５，９６９，４４１に開示されており、それらの米国特許を援用して本文の記載の一部とする。また、例えば国際公開１９９９／２３６９２、米国特許第６，８９７，９６３号等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。更に、米国特許第６，８９７，９６３号を援用して本文の記載の一部とする。
【０１１７】
また、本発明の液浸露光装置に適用可能な構成が記載されている国際公開公報ＷＯ２００４／０１９１２８号、国際公開公報ＷＯ２００４／０５３９５０号、国際公開公報ＷＯ２００４／０５３９５１号、国際公開公報ＷＯ２００５／１２２２２０号は、参考文献としてこの明細書中に組み込まれる。
【０１１８】
さらに、上記実施形態１〜３では投影光学系を備えた液浸露光装置を例に挙げて説明したが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系を用いない場合であっても、露光光は光学素子を介して基板に照射され、更に、そのような光学素子と基板との間の所定空間に液浸領域が形成される。
【０１１９】
また、例えば、国際公開２００６／６４９００号に開示されているように、複数の回折格子を用いて感光性の基板上にパターンを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。詳細には、国際公開２００６／６４９００号の図１８及び図１９に示される、回折格子が形成された透光性平板Ｐ１及びＰ２のうちの少なくとも一方に、上記実施の形態に示した遮光膜及び撥液膜を設けることができる。
【０１２０】
また、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、干渉縞を基板上に形成することによって、基板上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６,６１１,３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の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などにも本発明を適用することができる。
【０１２１】
さらに、上記実施形態１〜３においては、光透過性の基材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を用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光対象の基板上に形成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電子マスク（可変成形マスクとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などを含む）を用いてもよい。
【０１２２】
また、本発明の液浸露光装置は、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子等のマイクロデバイス製造用の露光装置以外にも、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チップを製造するための露光装置として広く適用できる。
【０１２３】
更に、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置としても、本発明の液浸露光装置を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置においては、一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１２４】
なお、上記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。
【０１２５】
以上、本発明の露光装置及びその露光装置を用いた本発明の液浸露光方法について説明したが、以下、本発明のマイクロデバイスの製造方法の好適な一実施形態について説明する。
【０１２６】
本発明のマイクロデバイスの製造方法は、上記本発明の液浸露光装置を用い、液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する工程を含む方法である。すなわち、半導体デバイス等のマイクロデバイスの製造方法は、前述のような露光装置及び液浸露光方法を利用してマイクロデバイス（例えば、半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド）を製造する方法である。このようなマイクロデバイスの製造方法としては、例えば、マイクロデバイスの機能・性能の設計を行う工程と、得られた設計に基づいてマスクを製造する工程と、マイクロデバイスの基材となる基板を製造する工程と、上述の本発明の露光装置を用いて、マスクのパターンを液体を介して基板上に露光光を照射して基板を露光する工程と、デバイスを組み立てる工程（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）と、組み立てられたデバイスを検査する工程とを経てマイクロデバイスを製造する方法を挙げることができる。なお、上記本発明の液浸露光装置を用いて基板を露光する工程以外の各工程に関しては、公知の方法を適宜採用することができる。
【実施例】
【０１２７】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１２８】
（試験例１〜１８）
光学素子の基材としてＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２（ガーネット材料：ＬｕＡＧ）の単結晶を用いる場合であって、前記基材の表面上に、表１に記載の光学膜厚で第一の反射防止層を形成させ、前記第一の反射防止層の表面に、表１に記載の光学膜厚で第二の反射防止層を形成させることにより基材の一方の面に第一の反射防止膜を形成させる場合に関して、得られる各光学素子の第一の反射防止膜がデカリン（１９３ｎｍの光に対する屈折率１．６４）に接するようにして光学素子を配置した場合における、光学素子の気体と接する面から入射光の入射角を０°から７０°まで変化させながら１９３ｎｍの光を入射させた時のデカリンと第一の反射防止膜との界面における光学素子の反射率は、図１０〜１８に示す通りである。反射率は光学膜厚と屈折率をパラメータとした計算によりもとめたものである。なお、第一の反射防止層に関しては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を材料として用いて真空蒸着法により形成させることができ、また、第二の反射防止層に関しては、フッ化ランタン（ＬａＦ３）を材料として用いて真空蒸着法により形成させることができる。また、各試験例において、前記基材の１９３ｎｍの光に対する屈折率は２．１４であり、第一の反射防止層の屈折率は１．８４に調整し、第二の反射防止層の屈折率は、１．７０に調整する。また、このような測定には株式会社日立ハイテクノロジーズ社製の商品名「Ｕ４１００分光光度計」を用いることができる。
【０１２９】
【表１】
2008113004.tif 000002
【０１３０】
なお、図１０〜１８において、各図面に示されたグラフの対象物（光学素子）は以下の通りである。
図１０：試験例１〜２（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．０５０λ）
図１１：試験例３〜４（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．１００λ）
図１２：試験例５〜６（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．２００λ）
図１３：試験例７〜８（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．３００λ）
図１４：試験例９〜１０（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．４００λ）
図１５：試験例１１〜１２（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．５００λ）
図１６：試験例１３〜１４（第一の反射防止層の光学膜厚がともに０．２５０λ）
図１７：試験例１５〜１６（第一の反射防止層の光学膜厚がともに０．３００λ）
図１８：試験例１７〜１８（第一の反射防止層の光学膜厚がともに０．４００λ）。
【０１３１】
また、第二の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を０．０５λ、０．１０λ、０．２０λ、０．３０λ、０．４０λ、０．５０λにそれぞれ固定し、第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を変化させた場合において、それぞれの光学膜厚の第二の反射防止層に対して、１９３ｎｍの光に対して光学素子の平均反射率を２％以下及び１％以下とすることが可能な第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）の最大値と最小値は、図１９に示す通りである。また、同様にして第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を０．２５λ、０．３０λ、０．４０λにそれぞれ固定し、第二の反射防止層の光学膜厚を変化させた場合において、それぞれの光学膜厚の第一の反射防止層に対して、１９３ｎｍの光に対する光学素子の平均反射率を２％以下及び１％以下とすることが可能な第二の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）の最大値と最小値は、図２０に示す通りである。
【０１３２】
このような図１０〜２０に示すグラフから、第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を入射光の波長λに対して０．２５λ〜０．４２λの範囲となるようにし、第二の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を入射光の波長λに対して０．１λ〜０．４５λとすることで、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対して、光学素子の平均反射率を２％以下とすることができることが分かる。また、第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を入射光の波長λに対して０．３０λ〜０．３５λの範囲となるようにし、第二の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）を入射光の波長λに対して０．２４λ〜０．３７５λとすることで、入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対して、光学素子の平均反射率を１％以下とすることができることが分かる。なお、平均反射率を１％以下とすることができる第一又は第二の反射防止層のそれぞれの光学膜厚（ｎｄ）の範囲は、図１９及び図２０に示すグラフから導き出せる。また、図１９及び図２０に示すグラフから、第二の反射防止層の光学薄膜が０．１λ〜０．３λの範囲にある場合に、前記第一の反射防止膜の光学膜厚と第二の反射防止層の光学膜厚とが、前述の数式１（Ｙ＜−０．５３Ｘ＋０．４１：Ｙは第一の反射防止層の光学膜厚を示し、Ｘは第二の反射防止膜の光学膜厚を示す。）の関係を満たさない場合に、光学素子の平均反射率が２％以下とすることが可能となることが分かる。従って、本発明の光学素子を用いた液浸露光装置においては、高屈折率の液体を用いても、十分に高解像度のリソグラフィーを行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
以上説明したように、本発明によれば、高屈折率の基材及び高屈折率の液体を用いつつ、液体との界面において入射角が０°〜７０°の範囲にある波長１９３ｎｍの光に対する平均反射率が２．０％以下となるような高度な反射防止性を発揮することが可能な光学素子、前記光学素子を用いた液浸露光装置、前記液浸露光装置を用いた液浸露光方法及び前記液浸露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することが可能となる。
【０１３４】
従って、本発明の光学素子は、反射防止特性に優れるため、高屈折率の液体を用いる液浸法を行う際に用いる液浸露光装置に用いる光学素子として特に有用である。
【０１３５】
以上、本発明に関して、上述のようないくつかの実施形態及び試験例により説明したが、本発明は、本発明の範囲を逸脱しない範囲において考え出すことができる他の実施形態及び試験例にも適用することができる。従って、本発明の範囲は、請求項の記載によってのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】実施形態１において使用される投影露光装置の概略構成図である。
【図２】実施形態１の光学素子の構成を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す投影光学系における光学素子の先端部とＸ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す概略構成図である。
【図４】図１に示す投影光学系における光学素子の先端部とＹ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す概略構成図である。
【図５】図１に示す投影光学系における光学素子とウエハＷとの間への液体の供給及び回収の様子を示す要部の拡大図である。
【図６】実施形態２において使用される投影露光装置の概略構成図である。
【図７】図６に示す投影光学系における光学素子の先端部とＸ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す概略構成図である。
【図８】図６に示す投影光学系における光学素子の先端部とＹ方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す概略構成図である。
【図９】実施形態３にかかる露光装置の概略構成図である。
【図１０】試験例１〜２で得られた光学素子（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．０５０λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１１】試験例３〜４で得られた光学素子（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．１００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１２】試験例５〜６で得られた光学素子（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．２００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１３】試験例７〜８で得られた光学素子（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．３００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１４】試験例９〜１０で得られた光学素子（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．４００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１５】試験例１１〜１２で得られた光学素子（第二の反射防止層の光学膜厚がともに０．５００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１６】試験例１３〜１４で得られた光学素子（第一の反射防止層の光学膜厚がともに０．２５０λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１７】試験例１５〜１６で得られた光学素子（第一の反射防止層の光学膜厚がともに０．３００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１８】試験例１７〜１８で得られた光学素子（第一の反射防止層の光学膜厚がともに０．４００λ）のｓ偏光に対する反射率（Ｒｓ）及びｐ偏光に対する反射率（Ｒｐ）と、光の入射角との関係を示すグラフである。
【図１９】第二の反射防止層の光学膜厚を固定した際に波長１９３ｎｍの光に対して光学素子の平均反射率を２％以下及び１％以下とすることが可能な第一の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）の最大値と最小値を示すグラフである。
【図２０】第一の反射防止層の光学膜厚を固定した際に１９３ｎｍの光に対して光学素子の平均反射率を２％以下及び１％以下とすることが可能な第二の反射防止層の光学膜厚（ｎｄ）の最大値と最小値を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１３７】
１…照明光学系、３…鏡筒、３Ａ…鏡筒の最下端、４…光学素子、４Ａ…光学素子の表面のウエハ側の先端部、４Ｂ…光学素子の表面のテーパー面、５…液体供給装置、６…液体回収装置、７…液体、９…Ｚステージ、１０…ＸＹステージ、１１…ベース、１２…移動鏡、１３…ウエハレーザ干渉計、１４…主制御系、１５…ウエハステージ駆動系、２１…供給管、２１ａ…排出ノズル、２１ｂ…排出ノズル、２１ｃ…排出ノズル、２２…供給管、２２ａ…排出ノズル、２２ｂ…排出ノズル、２２ｃ…排出ノズル、２３…回収管、２３ａ…流入ノズル、２３ｂ…流入ノズル、２４…回収管、２４ａ…流入ノズル、２４ｂ…流入ノズル、２５Ａ…−Ｘ方向、２５Ｂ…−Ｘ方向、２６Ａ…＋Ｘ方向、２６Ｂ…＋Ｘ方向、２７…供給管、２７ａ…排出ノズル、２８…供給管、２８ａ…排出ノズル、２９…回収管、２９ａ…流入ノズル、２９ｂ…流入ノズル、３０…回収管、３０ａ…流入ノズル、３０ｂ…流入ノズル、３１Ａ…−Ｙ方向、３１Ｂ…−Ｙ方向、３２…光学素子、３２Ａ…光学素子の表面のウエハ側の先端部、３２Ｂ…光学素子の表面のテーパー面、８９…第１光学素子の上面の周縁領域と対向する鏡筒の対向面、９０…第１液体供給機構、９１…第１液体回収機構、９２…第２液体供給機構、９３…第２液体回収機構、９４…第１シール部材、９５…第２シール部材、９６…第３シール部材、ＩＬ…露光光（露光ビーム）、Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬＡ…投影光学系、Ｆ１…第一の反射防止層、Ｆ２…第二の反射防止層、Ｆ５（Ｆ４）…金属製溶解防止膜（密着力強化膜）、Ｆ６…金属製溶解防止膜保護膜（溶解防止膜保護膜）、ＬＳ１…第１光学素子、ＬＳ２…第２光学素子、Ｔ１…第１光学素子の下面、Ｔ２…第１光学素子の上面、Ｔ３…第２光学素子の下面、Ｃ１…第１光学素子の側面（テーパー面）、Ｃ２…第２光学素子の側面（テーパー面）、ＰＫ…鏡筒、ＰＫＣ…鏡筒の内側面、Ｐ…基板、ＬＱ１…第１液体、ＬＱ２…第２液体、ＬＲ１…第１液浸領域、ＬＲ２…第２液浸領域。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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