(57)【要約】【課題】液浸式の露光装置において、供給する液体を確実に回収してパーティクル発生の原因や故障の原因を抑制すること。【解決手段】本発明は、光学レンズ部１における光出射端１ａと露光対象となる基板Ｓとの間に液体Ｌを介在させた状態で露光を行う露光装置において、光学レンズ部１の光出射端１ａの周辺に配置され、光出射端１ａと露光対象となる領域との間に液体Ｌを供給するための供給ノズル２と、光学レンズ部１の光出射端１ａの周辺に配置され、供給ノズル２から供給された液体Ｌのうち露光対象となる領域から外側へはみ出る液体を吸引するための吸引ノズル３と、吸引ノズル３の吸引口と同じ位置もしくは外側の位置で液体Ｌの外側への漏れを防ぐリング部材（筐体３０）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】
光学レンズ部における光出射端と露光対象となる基板との間に液体を介在させた状態で露光を行う露光装置において、
前記光学レンズ部の光出射端の周辺に配置され、前記光出射端と前記露光対象となる領域との間に前記液体を供給するための供給ノズルと、
前記光学レンズ部の光出射端の周辺に配置され、前記供給ノズルから供給された前記液体のうち前記露光対象となる領域から外側へはみ出る液体を吸引するための吸引ノズルと、
前記吸引ノズルの吸引口と同じ位置もしくは外側の位置で前記液体の外側への漏れを防ぐリング部材と
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記吸引ノズルの筐体と前記リング部材とが一体的に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記吸引ノズルの筐体と前記リング部材とが一体的に設けられているとともに、前記吸引ノズルの吸引口が前記露光対象となる領域を囲むようなスリット状となっている
ことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズ部の光出射端と基板上の露光領域との間に液体を介在させた状態でステージを移動させながら露光を行う液侵式の露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造等に用いられている光リソグラフィ技術では、形成するパターンの解像度は以下のレイリーの式で与えられる。
【０００３】
Resolution＝k1・λ/NA＝k1・λ/(n・sinθ)＝k1・(λ/n)/sinθ
【０００４】
ここで、k1はプロセスファクターで、λは露光波長、NAは投影レンズの開口数で、媒質の屈折率ｎと最大取り込み角度θのSinとの積である。
【０００５】
形成するパターンの解像度を上げる手段としては、投影レンズと基板上のレジストの間に液体を満たす方法（液浸式露光方法、Immersion Lithography ）が提案されている。通常の露光装置において、レンズと露光対象との間の媒質は空気で、その屈折率は１である。しかし、媒質に液体を用いると、液体の屈折率（約1.3から1.5）が空気の屈折率より大きいため、開口数NAは上がり、解像度を向上できることになる。これは、媒質中での光学的な露光波長λ/ｎが、空気中より小さくなるとも解釈できる。
【０００６】
Immersion Lithography技術としては、以下の特許文献１、特許文献２に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３０３１１４号公報
【特許文献２】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】
ここで、特許文献１に記載される技術では、液浸式露光方法を実現するため、投影レンズと基板上のレジストとの間を完全に液体で満たすように、ウエハを載置するステージの全体を液体に浸す方法が提案されている。しかしながら、ステージ全体を液体で満たすと、ウエハを交換するとき、一旦ステージを満たす液体を除くか、外部の搬送系との間にバッファ室を設ける必要があり、ウエハ交換に時間がかかることでスループットが低下し、かつ露光装置のステージ周りの構成が大きくなって、装置占有面積が増大するという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に記載される技術では、ウエハ上の露光する領域の外側の一方から液体を供給し、露光領域の反対側からその液体を吸引する方法が提案されている。この技術では、必要な領域だけに液体を満たすことから、ウエハ交換時の液体徐々作業が不要となり、スループットは低下しない。しかし、半導体製造等に用いられている光リソグラフィ技術では、高速でステージを動かして、逐次基板上にパターンを露光しているので、液体を供給・回収するノズルがないところから液体が溢れてしまい、ステージを濡らしてしまうことで装置の故障の原因となったり、ウエハの表面および裏面のパーティクル源になるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、光学レンズ部における光出射端と露光対象となる基板との間に液体を介在させた状態で露光を行う露光装置において、光学レンズ部の光出射端の周辺に配置され、光出射端と露光対象となる領域との間に液体を供給するための供給ノズルと、光学レンズ部の光出射端の周辺に配置され、供給ノズルから供給された液体のうち露光対象となる領域から外側へはみ出る液体を吸引するための吸引ノズルと、吸引ノズルの吸引口と同じ位置もしくは外側の位置で液体の外側への漏れを防ぐリング部材とを備えている。
【００１１】
このような本発明では、供給ノズルから液体を供給し、光学レンズ部の光出射端と露光対象となる基板の領域との間に液体を満たすようにしつつ、この液体を吸引ノズルで吸引しながら露光を行うにあたり、吸引ノズルの吸引口と同じ位置もしくは外側の位置にリング部材が設けられているため、このリング部材によって外側へ広がる液体の漏れだしを防止でき、吸引ノズルによって確実に液体を吸引できるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、光学レンズの光出射端と基板上の露光領域との間に液体を供給しながら露光を行う場合において、その液体を外側に漏らすことなく吸引できるため、スループットを低下させることなく、かつ基板および他の装置構成を汚さずに、微細な露光を行うことが可能となる。これにより、微細な高集積半導体装置、微細な磁気ヘッド等を高スループットで製造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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図１は、本実施形態に係る露光装置の主要部を説明する模式図、図２は、液体の供給ノズルおよび吸引ノズルを説明する模式平面図、図３は、露光装置の全体模式図である。
【００１４】
すなわち、本実施形態に係る露光装置は、光学レンズ部１における鏡筒の光出射端１ａと露光対象となる基板Ｓ（実際には基板Ｓ上のレジスト）との間に液体Ｌを介在させた状態で露光を行う液浸式の露光装置である。
【００１５】
この液浸式の露光装置では、光学レンズ部１における鏡筒、基板Ｓを載置した状態で移動するためのステージ１０、液体Ｌを供給するための供給ノズル２、液体Ｌを回収するための吸引ノズル３を備えている。特に、本実施形態では、吸引ノズル３の筐体３０がリング状となっており、この筐体３０によってリング部材を構成している。
【００１６】
筐体３０から成るリング部材は、吸引ノズル３の吸引口と同じ位置、もしくはそれより外側の位置で液体Ｌの供給領域を囲む状態に配置され、供給ノズル２から供給される液体Ｌが吸引ノズル３よりも外側へ漏れ出さないよう包囲できるようになっている。
【００１７】
なお、リング部材は吸引ノズル３の筐体３０とは別体で設けられていてもよいが、このように吸引ノズル３の筐体３０と一体的に構成すれば装置構成の簡素化を図ることができる。したがって、以下においては一体的な構成の場合を例として説明する。
【００１８】
図２に示すように、本実施形態に係る露光装置の供給ノズル２は露光領域を囲む状態でリング状に設けられている。また、吸引ノズル３は供給ノズル２の外側を囲む状態でリング状に設けられている。供給ノズル２、吸引ノズル３とも、液体Ｌの吹き出し口、吸引口は複数の穴でも、リング状の筐体に沿って連続するスリット状であってもよい。
【００１９】
また、図１に示すように、供給ノズル２の吹き出し口の高さは、吸引ノズル３の吸引口の高さより高くなっている。これにより、液体Ｌを供給ノズル２からスムーズに供給できるとともに、液体Ｌを外側へ漏らすことなく吸引できるようになる。
【００２０】
ここで、吸引ノズル３の筐体３０における下端と基板Ｓとの隙間は、筐体３０と基板Ｓとが接触しない間隔でできるだけ小さく設定する。つまり、ステージ１０とともに基板Ｓが移動している状態で液体Ｌを供給するため、基板Ｓの移動を阻害せず、しかも所定の供給量で供給される液体Ｌが筐体３０から外側へ漏れ出さないような間隔にしておく必要がある。例えば、１ｍｍ以下で数十μｍ以上が望ましい。
【００２１】
供給ノズル２には、図２に示すような液体供給用配管２１を介して液体供給装置２２が接続され、また吸引ノズル３には、液体回収用配管３１を介して液体回収装置３２が接続されている。
【００２２】
露光を行うには、液体供給装置２２から液体供給用配管２１を介して供給ノズル２より液体Ｌを吹き出させ、鏡筒の光出射端と基板Ｓとの間に液体Ｌを介在させるようにする。これと同時に液体回収装置３２を起動して液体Ｌを吸引ノズル３から吸い込み、外側へ漏らすことなく回収するようにする。
【００２３】
供給する液体Ｌは、投影光学系および基板Ｓに塗布されているレジストに対して安定で、露光光を十分透過すれば、特に限定されない。
【００２４】
このような本実施形態の露光装置では、供給ノズル２から露光領域へ供給した液体Ｌを吸引ノズル３の外側へ漏らすことなく確実に吸引回収できるため、ステージ１０を濡らしてしまうことがなくなり、これによる装置の故障発生を減少させることができる。また、ウエハ等の基板Ｓの表面および裏面に液体Ｌの残りを発生せれることがなくなるため、パーティクル源を抑制することが可能となる。
【実施例１】
【００２５】
実施例１では、レチクルとウエハ（基板）とを同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であって、露光中に投影光学系とウエハ（基板）との間に純水を供給するものである。
【００２６】
図３に示すように、照明光学系Ｃから出た露光ビームをレチクルＭに照射し、レチクルＭからの回折光を縮小率1/4の投影光学系（光学レンズ部１）を介して基板Ｓ上に塗布された感光性レジスト上にレチクル・パターンとして結像する。露光するとき、レチクルＭは、レチクル・ステージ１１とともに、Ｘ方向へ移動する。基板Ｓは、ステージ１０とともに、レチクルＭとは反対方向に同期しながら移動する。
【００２７】
フォーカスはステージ１０のＺ方向に沿って同時に調節される。このとき、液体供給装置２２から出た純水から成る液体Ｌが、液体供給用配管２１を経て、リング状の供給ノズル２から基板Ｓ上に供給される。基板Ｓと光学レンズ部１の光出射端１ａとの間には、液体Ｌが隙間なく介在する状態となる。
【００２８】
また、同時に、供給ノズル２の外側にある吸引ノズル３から液体Ｌを吸い込み、液体回収用配管３１を経て、液体回収装置３２に回収する。液体Ｌの回収を行うにあたり、吸引ノズル３の筐体がリング状となっているため、液体Ｌが外側へ漏れだしてしまうことがなく、しかも液体Ｌを基板Ｓ上に残すことなく回収できるようになる。なお、露光しないときは、純水は供給しないようにする。
【実施例２】
【００２９】
実施例２は、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置である。この露光装置でも実施例１と同様な液体Ｌの供給・回収システムを適用することができる。なお、露光ビームは、水銀ランプのｉ線（波長365nm）、KrFエキシマレーザ光（波長248nm）、ArFエキシマレーザ光（波長193nm）、F2エキシマレーザ（波長157nm）など、従来の露光装置と同様なものを使用できる。
【実施例３】
【００３０】
実施例１では、液体Ｌとして純水を用いたが、他の液体でもよく、化学的に安定で、露光光に対する透過率が高いゼター油等の油、フッ素系不活性液体を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の露光装置は、半導体装置製造用だけでなく、液晶用製造用、磁気ヘッド製造用にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の露光装置における主要部を説明する模式図である。
【図２】本実施形態の露光装置における主要部を説明する模式平面図である。
【図３】本実施形態の露光装置の全体を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…光学レンズ部、１ａ…光出射端、２…供給ノズル、３…吸引ノズル、１０…ステージ、２１…液体供給用配管、２２…液体供給装置、３１…液体回収用配管、３２…液体回収装置、Ｌ…液体、Ｓ…基板
【図１】
2005045082.tif 000003
【図２】
2005045082.tif 000004
【図３】
2005045082.tif 000005