(57)【要約】投影露光装置は、マスクＲに形成されたパターンを投影光学系ＰＬを介して基板Ｗ上に転写する。投影露光装置は、投影光学系ＰＬとその基板Ｗの表面との間に供給される液体７の除電を行なう除電装置４０〜４６を備える。液体の帯電によって発生する回路パターンの破壊や装置の誤動作を防ぐことができる。
2005031824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを液体を介して基板上に転写する投影露光装置であって：
前記パターンの像を基板上に投影する投影光学系と；
前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給される液体の除電を行う除電装置を備えた投影露光装置。
【請求項２】
前記除電装置は、前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する液体供給配管の流路に設けられ、アースされた除電フィルタを有する請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記除電フィルタは、導電性の発泡金属で構成されている請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記除電フィルタは、導電性の網状部材で構成されている請求項２に記載の投影露光装置。
【請求項５】
さらに、前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する液体供給装置を備え、前記除電装置が液体供給装置に設けられている請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項６】
前記投影露光装置がステップ・アンド・リピート型投影露光装置であり、前記液体供給装置が基板をステッピングする方向に液体を供給する請求項５に記載の投影露光装置。
【請求項７】
前記投影露光装置がステップ・アンド・スキャン型投影露光装置であり、前記液体供給装置がスキャン方向に液体を供給する請求項５に記載の投影露光装置。
【請求項８】
マスクに形成されたパターンを液体を介して基板上に転写する投影露光装置であって：
前記パターンの像を基板上に投影する投影光学系と；
前記投影光学系と前記基板の表面との間に介在する液体の除電を行なう除電装置を備えた投影露光装置。
【請求項９】
前記除電装置は、前記基板と対向する前記投影光学系の光学素子に設けられた電極部材を有する請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１０】
前記電極部材が、光学素子上に光学素子の光軸と同軸に設けられた環状導電体である請求項９に記載の投影露光装置。
【請求項１１】
前記液体を供給する液体供給配管と、前記液体を回収する液体回収配管とを有し、前記除電装置は、前記液体供給配管の供給口と前記液体回収配管の回収口との少なくとも一方に設けられた除電フィルタを有する請求項８に記載の投影露光装置。
【請求項１２】
露光ビームでマスクを照射し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系により液体を介して基板上に投影する投影露光方法であって：
前記液体の除電を行なう段階と；
前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する段階とを有する投影露光方法。
【請求項１３】
前記除電を行なう段階は、前記液体を供給する段階に先だって行なわれる請求項１２に記載の投影露光方法。
【請求項１４】
前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する段階において、前記液体を除電フィルタに通すことを含む請求項１３に記載の投影露光方法。
【請求項１５】
前記除電フィルタが、前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する液体供給管の先端に設けられている請求項１４に記載の投影露光方法。
【請求項１６】
前記液体の除電を行なう段階において、前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給された液体を導電材と接触させることを含む請求項１２に記載の投影露光方法。
【請求項１７】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
前記リソグラフィ工程において請求項１〜１１のいずれか一項に記載の投影露光装置を使用して露光を行うデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、例えば、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デバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスク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投影露光方法、及び装置に関し、更に詳しくは液浸法を用いた投影露光装置及び方法に関する。
【背景技術】  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の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いる。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投影露光装置（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広く使用されている。
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も既に実用化されている。
また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度（ＤＯＦ）も重要となる。解像度Ｒ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ  （１）
δ＝ｋ２・λ／ＮＡ２  （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１，ｋ２はプロセス係数である。（１）式、（２）式より、解像度Ｒを高めるために、露光波長λを短くして、開口数ＮＡを大きくすると、焦点深度δが小さくなることが分かる。従来より投影露光装置では、オートフォーカス方式でウエハの表面を投影光学系の像面に合わせ込んで露光を行っているが、ウエハ表面と像面とを全く誤差無く合わせ込むことは不可能であるため、多少誤差が残留していても結像性能に影響を及ぼさないように焦点深度δは大きいことが望ましい。そこで、従来も位相シフトレチクル法、変形照明法、多層レジスト法など、実質的に焦点深度を大きくする提案がなされている。
上記の如く従来の投影露光装置では、露光光の短波長化、及び投影光学系の開口数の増大によって、焦点深度が小さくなってきている。そして、半導体集積回路の一層の高集積化に対応するために、露光波長の更なる短波長化も研究されており、このままでは焦点深度が小さくなり過ぎて、露光動作時のマージンが不足する恐れがある。
そこで、実質的に露光波長を短くして、かつ焦点深度を大きくする方法として、液浸法が提案されている。これは、投影光学系の下面とウエハ表面との間を純水、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すると共に、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。液浸法を適用した投影露光装置および露光方法の従来技術としては、例えば国際公開第９９／４９５０４号公報に記載の技術が挙げられる。
上述した液浸法には、純水又は有機溶媒等が投影光学系の下面とウエハ表面との間を満たす液体として用いられる。ここで用いられる液体はいずれも電気的な絶縁性が高く、たとえば半導体工場で用いられる超純水は比抵抗が１５ＭΩ・ｃｍ程度と高い。このような絶縁性の高い液体は、配管経路内を流動する際に、配管との摩擦や配管経路内に設けられたオリフィスで発生するキャビテーションなどによって静電気を帯びやすい。静電気を帯びた液体を液浸法に用いた場合、既にウエハ上に形成されている回路パターンとの間に放電が起こり、回路パターンを破壊するおそれがあった。また、回路パターン以外の物体との間で放電が起こった場合には、放電時に発生する電気的ノイズにより投影光学系周辺またはウエハ周辺に配置された電気機器が誤動作し、投影露光装置がエラーを発生したり停止したりするおそれがあった。更に、帯電している液体は静電気により周囲の不純物を吸い寄せるため、該不純物が露光の妨げになる場合もあった。
【発明の開示】
本発明は斯かる点に鑑み、液浸法に使用する液体の帯電によって発生する回路パターンの破壊や装置の誤動作を防ぐことができる投影露光装置を提供することを目的とする。また、本発明は回路パターンの破壊や装置の誤動作を防ぐことができる投影露光方法およびデバイス製造方法を提供することをも目的とする。
本発明の第１の態様に従えば、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを液体（７）を介して基板（Ｗ）上に転写する投影露光装置であって：前記パターンの像を基板上に投影する投影光学系（ＰＬ）と；前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給される液体の除電を行う除電装置（４０〜４８）を備えた投影露光装置が提供される。
本発明の投影露光装置によれば、投影光学系と基板との間に除電された液体を供給することができるので、基板に形成された回路パターンが静電気の放電によって破壊されることを防止し、また投影光学系および基板の周辺に配置された電気機器が静電気の放電により誤動作することを防止することができる。この場合において、除電装置（４０〜４３）は、液体を投影光学系と基板の表面との間に供給する液体供給配管（２１、２２、２７、２８）の流路に設けられ、アースされた除電フィルタ（４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ）を有するものとすることができる。そして、この除電フィルタは、導電性の発泡金属や導電性の網状部材で構成され得る。これにより除電フィルタ内を通過する液体に帯電している静電気をとり除くことができる。露光装置は、前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する液体供給装置を備え得る。この場合、除電装置が液体供給装置に設けられ得る。前記投影露光装置がステップ・アンド・リピート型投影露光装置である場合には、液体供給装置が基板をステッピングする方向に液体を供給し得る。一方、投影露光装置がステップ・アンド・スキャン型投影露光装置である場合には、液体供給装置がスキャン方向に液体を供給し得る。
本発明の第２の態様に従えば、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを液体（７）を介して基板（Ｗ）上に転写する投影露光装置であって：
前記パターンの像を基板上に投影する投影光学系（ＰＬ）と；
前記投影光学系と前記基板の表面との間に介在する液体の除電を行なう除電装置（４０〜４６）を備えた投影露光装置が提供される。
この場合において、除電装置は、基板と対向する投影光学系の光学素子（４）に設けられた電極部材（４４）を有するものとすることができる。また、除電装置は、その液体を供給する液体供給配管（２１、２２、２７、２８）の供給口（２１ｂ〜２１ｄ、２２ｂ〜２２ｄ）とその液体を回収する液体回収配管（２３、２４、２９、３０）の回収口（２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃ）との少なくとも一方に設けられた除電フィルタ（４０ａ、４０ｃ、４０ｄ、４１ａ、４１ｃ、４１ｄ、４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂ）を有するものとすることもできる。これによれば、液体が光学素子と基板との間に満たされている状態でも除電することができるので、露光中または基板の移動中に液体が帯電することを防止することができる。
本発明の第３の態様に従えば、露光ビーム（ＩＬ）でマスク（Ｒ）を照射し、前記マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）により液体（７）を介して基板上に投影する投影露光方法であって：
前記液体の除電を行なう段階と；
前記液体を前記投影光学系（ＰＬ）と前記基板（Ｗ）の表面との間に供給する段階とを有する投影露光方法が提供される。
これによれば、投影光学系と基板の表面との間に満たされる液体の静電気は除去され、静電気の放電により生ずるおそれのある回路パターンの破壊や投影露光装置の誤動作を防止することができる。そして、除電を行なう段階は、その液体を供給する段階に先だって行なわれるようにすることができる。この場合、前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する段階において、前記液体を除電フィルタに通してもよい。除電フィルタは、前記液体を前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給する液体供給管の先端に設け得る。前記液体の除電を行なう段階において、前記投影光学系と前記基板の表面との間に供給された液体を導電材と接触させてもよい。
本発明の第４の態様に従えば、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、そのリソグラフィ工程において上記態様の投影露光装置を使用して露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
これによれば、静電気の放電により生ずるおそれの有る回路パターンの破壊を防止することができるので、製造するデバイスの歩留まりが向上し、静電気の放電による投影露光装置の誤動作を防止することができるので、高い処理能力を維持することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施の形態において使用される投影露光装置の概略構成を示す図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態におけるＸ方向に沿った供給口および回収口と、除電装置との配置を示す図である。
図３は、本発明の第１の実施の形態におけるＸ方向およびＹ方向に沿った供給口および回収口と、除電装置との配置を示す図である。
図４は、本発明の第２の実施の形態における供給口及び回収口と、除電装置との配置を示す図である。
図５は、本発明の第３の実施の形態における供給口及び回収口と、除電装置との配置を示す図である。
図６は、本発明の第３の実施の形態における走査露光時の動作を示す図である。
図７は、半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の好適な実施の形態の一例につき図１〜図３を参照して説明する。本例は本発明をステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置に適用したものである。
【実施例１】  図１は本例の投影露光装置の概略構成を示し、この図１において、露光光源としてのＡｒＦエキシマレーザ光源、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を含む照明光学系１から射出された波長１９３ｎｍの紫外パルス光よりなる露光光ＩＬは、レチクルＲに設けられたパターンを照明する。レチクルＲのパターンは、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を介して所定の投影倍率β（βは例えば１／４，１／５等）でフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の露光領域に縮小投影される。なお、露光光ＩＬとしては、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。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に垂直にＹ軸を取り、図１の紙面に平行にＸ軸を取って説明する。
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、回転方向にレチクルＲを微動する機構が組み込まれている。レチクルステージＲＳＴの２次元的な位置、及び回転角はレーザ干渉計（不図示）によってリアルタイムに計測され、この計測値に基づいて主制御系１４がレチクルＲの位置決めを行う。
一方、ウエハＷはウエハホルダ（不図示）を介してウエハ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上に固定されている。ウエハホルダはウエハが帯電するのを防止するため導電性のコーティングが施され、不図示のアース線により接地されている。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、ＸＹステージ１０はベース１１上に載置されている。Ｚステージ９は、ウエハＷのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）、及び傾斜角を制御してウエハＷ上の表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系ＰＬの像面に合わせ込み、ＸＹステージ１０はウエハＷのＸ方向、及びＹ方向の位置決めを行う。Ｚステージ９（ウエハＷ）の２次元的な位置、及び回転角は、移動鏡１２の位置としてレーザ干渉計１３によってリアルタイムに計測されている。この計測結果に基づいて主制御系１４からウエハステージ駆動系１５に制御情報が送られ、これに基づいてウエハステージ駆動系１５は、Ｚステージ９、ＸＹステージ１０の動作を制御する。露光時にはウエハＷ上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動し、レチクルＲのパターン像を露光する動作がステップ・アンド・リピート方式で繰り返される。
さて、本例では露光波長を実質的に短くして解像度を向上すると共に、焦点深度は実質的に大きくするために、液浸法を適用する。そのため、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と対向するレンズ４の先端面（下面）との間に所定の液体７を満たしておく。投影光学系ＰＬは、他の光学系を収納する鏡筒３と、そのレンズ４とを有しており、レンズ４のみに液体７が接触するように構成されている。これによって、金属よりなる鏡筒３の腐食等が防止されている。
なお、投影光学系ＰＬは、レンズ４を含む複数の光学素子からなり、レンズ４は鏡筒３の最下部に着脱（交換）自在に固定されている。本例では、ウエハＷに最も近くウエハＷと対向する光学素子、即ち液体７と接触する光学素子をレンズとしているが、その光学素子はレンズに限られるものではなく、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整に用いる光学プレート（平行平面板等）であってもよい。また、露光光の照射によってレジストから発生する飛散粒子、又は液体７中の不純物の付着等に起因して液体７に接触する光学素子の表面が汚れるため、その光学素子を定期的に交換する必要がある。しかしながら、液体７に接触する光学素子がレンズであると、その交換部品のコストが高く、かつ交換に要する時間が長くなってしまい、メンテナンスコスト（ランニングコスト）の上昇やスループットの低下を招く。そこで液体７と接触する光学素子を、例えばレンズ４よりも安価な平行平面板とするようにしてもよい。この場合、投影露光装置の運搬、組立、調整時等において投影光学系ＰＬの透過率、ウエハＷ上での露光光の照度、及び照度分布の均一性等を低下させる物質（例えばシリコン系有機物等）がその平行平面板に付着しても、液体７を供給する直前にその平行平面板を交換するだけでよく、液体７と接触する光学素子をレンズとする場合に比べてその交換コストが低くなるという利点もある。
なお、ウエハＷに最も近くウエハＷと対向する光学素子を光学プレートとする場合には、当該光学プレートと、ウエハＷに２番目に近い光学素子（レンズ４）との間も液体７で充填する必要がある。これによって解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に大きくするという液浸法の効果を十分に得ることができる。この場合、光学プレートとレンズ４の間の空間と液体連結する液体供給配管と液体回収配管を投影光学系の側壁に結合すればよい。
また、液体７として、本例では例えば純水を使用する。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の含有量が極めて低いため、ウエハの表面、及びレンズ４の表面を洗浄する作用も期待できる。一方、純水は比抵抗が高く電気的な絶縁性が高いため、絶縁体である樹脂配管を流動する際の摩擦や、オリフィス部分で発生するキャビテーションなどにより静電気を帯びやすいという性質も有している。
液体７として純水を用いた場合、波長が１９０ｎｍ程度の露光光に対する純水（水）の屈折率ｎは約１．４４と言われているため、ＫｒＦエキシマレーザ光の波長１９３ｎｍは、ウエハＷ上では１／ｎ、即ち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、即ち約１．４４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。
その液体７は、その液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置等からなる液体供給装置５によって、所定の液体供給配管２１を介してウエハＷ上に温度制御された状態で供給され、その液体のタンク及び吸引ポンプ等からなる液体回収装置６によって、所定の液体回収配管２３を介してウエハＷ上から回収される。液体７の温度は、例えば本例の投影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ている。液体供給配管２１は供給管２１ａと供給口２１ｂとから主に構成されている。供給管２１ａの一端は液体供給装置５に接続され、他端は供給口２１ｂに接続されている。供給口２１ｂは先端部が細く形成されており、投影光学系ＰＬのレンズ４の先端部をＸ方向に挟むように配置されている（図２参照）。液体供給配管２１には液体７の除電を行なう除電装置４０が設けられている。除電装置４０は除電フィルタ４０ａとアース線４０ｂとから主に構成され、供給管２１ａの流路に設けられた除電フィルタ４０ａはアース線を介して接地されている。除電装置４０の詳細については後述する。一方、液体回収配管２３は回収管２３ａと回収口２３ｂ、２３ｃとから主に構成されている。回収管２３ａの一端は液体回収装置６に接続され、他端は２本に分岐して回収口２３ｂ、２３ｃに接続されている（図２参照）。更に、その１対の供給口２１ａ、及び回収口２３ｂ，２３ｃをほぼ１８０°回転した配置の１対の供給口２２ｂ、および回収口２４ｂ、２４ｃ、及びそのレンズ４の先端部をＹ方向に挟むように配置された２対の供給口、及び回収口も配置されている（図３参照）。
図２は、図１の投影光学系ＰＬのレンズ４の先端部４Ａ及びウエハＷと、その先端部４ＡをＸ方向に挟む２対の供給口及び回収口との位置関係を示し、この図２において、先端部４Ａの＋Ｘ方向側に供給口２１ｂが、−Ｘ方向側に回収口２３ｂ，２３ｃがそれぞれ配置されている。また、回収口２３ｂ，２３ｃは先端部４Ａ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。そして、１対の供給口２１ｂ、及び回収口２３ｂ，２３ｃをほぼ１８０°回転した位置で別の１対の供給口２２ｂ、及び回収口２４ｂ，２４ｃが配置され、供給口２２ｂは供給管２２ａを介して液体供給装置５に接続され、回収口２４ｂ，２４ｃは回収管２４ａを介して液体回収装置６に接続されている。供給管２２ａと供給口２２ｂとにより液体供給配管２２は主に構成され、回収管２４ａと回収口２４ｂ、２４ｃとにより液体回収配管２４は主に構成される。
液体供給配管２１、２２には除電装置４０、４１が設けられている。除電装置４０、４１は導電性の発泡金属からなる除電フィルタ４０ａ、４１ａとアース線４０ｂ、４１ｂとから主に構成され、該除電フィルタ４０ａ、４１ａは供給管２１ａ、２２ａの流路に設けられアース線４０ｂ、４１ｂを介して接地されている。除電フィルタ４０ａ、４１ａは導電性の発泡金属、例えば多孔質の銅やアルミニウム等で構成されている。この発泡金属中を液体７が通過すると、液体７に帯電していた静電気は除電フィルタ４０ａ、４１ａにより回収されてアース線４０ｂ、４１ｂにより大地に放電される。つまり、除電フィルタ４０ａ、４１ａによって液体７の除電を行うことができる。この場合において、除電フィルタ４０ａ、４１ａはできるだけ供給口２１ｂ、２２ｂの近くに設けることが望ましい。除電フィルタ４０ａ、４１ａ通過後に液体７が再び帯電してウエハＷ上に供給されるのを防ぐためである。
図３は、図１の投影光学系ＰＬのレンズ４の先端部４Ａと、その先端部４ＡをＹ方向に挟む２対の供給口及び回収口との位置関係を示す図である。この図３において、供給口２７ｂは先端部４Ａの＋Ｙ方向側に配置され、供給管２７ａを介して液体供給装置５に接続されている。ここで、供給管２７ａと供給口２７ｂとにより液体供給配管２７は主に構成される。一方、回収口２９ｂ，２９ｃは先端部４Ａの−Ｙ方向側にそれぞれ配置され、回収管２９ａを介して液体回収装置６に接続されている。ここで、回収管２９ａと回収口２９ｂ、２９ｃとにより液体回収配管２９は主に構成される。また、１対の供給口２７ｂ、及び回収口２９ｂ，２９ｃをほぼ１８０°回転した位置で別の１対の供給口２８ｂ、及び回収口３０ｂ，３０ｃが配置されている。供給口２８ｂは供給管２８ａを介して液体供給装置５に接続され、回収口３０ｂ，３０ｃは回収管３０ａを介して液体回収装置６に接続されており、それぞれ液体供給配管２８、液体回収配管２９の主な部分を構成している。液体供給装置５は、液体供給配管２１，２２，２７，２８の少なくとも一つを介してレンズ４の先端部４ＡとウエハＷとの間に温度制御された液体を供給し、液体回収装置６は液体回収配管２３，２４，２９，３０の少なくとも一つを介してその液体を回収する。なお、Ｙ方向に液体７を供給する液体供給配管２７、２８にも除電装置４２、４３が設けられている。具体的には、供給管２７ａ、２８ａに除電フィルタ４２ａ、４３ａが設けられ、アース線４２ｂ、４３ｂを介して接地されている。これによりＹ方向に液体７を供給する場合にも除電を行なうことができる。
次に本例の投影露光装置の動作について説明する。主制御装置１４（図１参照）は、製造する半導体デバイスに対応した露光レシピを記憶しており、該露光レシピに記録されている露光エネルギーやベストフォーカス位置等に基づき、必要な動作を各部に指令する。主制御系１４からの指令に基づいて、不図示のウエハ搬送系がＺステージ９上に固定された不図示のウエハホルダ上にウエハＷを搬送する。そして、レチクルステージＲＳＴはレチクルＲの位置決めを行ない、ウエハステージ駆動系１５はＺステージ９およびＸＹステージ１０を用いてウエハＷの位置決めを行なう。位置決め動作と並行して、液体供給装置５は主制御系１４からの指令に基づいて液体７を液体供給配管２１、２２、２７、２８に供給し、液体供給配管２１、２２、２７、２８に設けられた除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａにより液体７の除電を行う。除電された液体７は投影光学系ＰＬのレンズ４とウエハＷとの間に供給され、レンズ４とウエハＷとの間の空間を満たす。レチクルＲとウエハＷとが所定の位置に位置決めされ、液体７がレンズ４とウエハＷとの間の空間を満たした後、照明光学系１は照明光ＩＬを射出し、レチクルＲのパターン像をウエハＷ上の第一のショット領域に露光する。該第一のショット領域の露光が終了すると、ウエハＷはＸＹステージ１０によって次のショット領域を露光する位置にステップ移動する。液体供給装置５と液体回収装置６とはステップ移動の方向に応じて適当な液体供給配管と液体回収配管とを選択してウエハＷの移動中に液体７の供給と回収とを同時に行ない、レンズ４とウエハＷとの間の空間に液体７を保持する。以降、このステップ移動を繰り返し（ステップアンドリピート）、ウエハＷ上の全てのショット領域に対して露光を行なう。このように、本例の投影露光装置では、液体７をレンズ４とウエハＷとの間に供給する前に液体７の除電を行なっているので、帯電した液体７によりウエハＷ上で放電が発生し、ウエハＷ上に形成されているパターンの破壊や、周辺装置の誤動作等の不具合の発生を防止することができる。
次に、ウエハＷのステップ移動時における液体７の供給及び回収方法について更に詳細に説明する。図２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、液体供給配管２１を介してレンズ４の先端部４ＡとウエハＷとの間に液体７を供給する。このとき、液体７は液体供給装置５の内部、あるいは供給管２１ａを流動するにしたがい配管との摩擦によって、あるいは配管経路内に設けられるオリフィスで生ずるキャビテーションによって徐々に静電気を帯び、帯電状態となる。帯電状態となった液体７は液体供給配管２１の供給管２１ａに設けられた除電フィルタ４０ａを通過する。除電フィルタ４０ａは導電性の発泡金属で形成されアース線４０ｂによりアース（接地）されているので、液体７が除電フィルタ４０ａを通過する際に静電気は回収されて大地に放電され、液体７は除電される。したがって、ウエハＷとレンズ４との間には帯電していない液体７が供給される。
そして、液体回収装置６は、液体回収配管２３を介してウエハＷ上から液体７を回収する。このとき、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とレンズ４との間は液体７により安定に満たされる。
一方、２点鎖線で示す矢印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は液体供給配管２２を使用してレンズ４の先端部４ＡとウエハＷとの間に液体７を供給し、液体回収装置６は液体回収配管２４を使用して液体７を回収する。液体７の供給に先だって、液体供給配管２２の供給管２１ａに設けられた除電フィルタ４１ａにより液体７は除電されている。供給された液体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とレンズ４との間は液体７により満たされる。
このように、本例の投影露光装置では、除電フィルタ４０ａ、４１ａによって除電された液体７がウエハＷとレンズ４との間に供給されるので、静電気の放電によって引き起こされるウエハＷに形成されている回路パターンの破壊や、投影光学系ＰＬやＺステージ９およびＸＹステージ１０の周辺に配置された装置の誤動作を防止することができる。
また、Ｘ方向に互いに反転した２対の供給口と回収口とを設け、それぞれの液体供給配管の流路に除電フィルタを設けているため、ウエハＷを＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向のどちらに移動する場合にも、ウエハＷとレンズ４との間に除電された液体７を安定して満たし続けることができる。また、液体７がウエハＷ上を流れるため、ウエハＷ上に異物（レジストからの飛散粒子を含む）が付着している場合であっても、その異物を液体７により流し去ることができ、液体７は除電装置４０、４１によって除電されているため、静電気により周囲の不純物を吸い寄せることもない。また、液体７は液体供給装置５により所定の温度に調整されているため、ウエハＷ表面の温度調整が行われて、露光の際に生じる熱によるウエハの熱膨張による重ね合わせ精度等の低下を防ぐことができる。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り重ね合わせ精度が低下してしまうことを防ぐことができる。また、本例の投影露光装置では、ウエハＷを移動させる方向と同じ方向に液体７が流れているため、異物や熱を吸収した液体をレンズ４の先端部４Ａの直下の露光領域上に滞留させることなく回収することができる。
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う。すなわち、図３において実線で示す矢印３１Ａの方向（−Ｙ方向）にウエハをステップ移動させる際には、液体供給装置５は供給管２７ａ、供給口２７ｂを介して液体を供給し、液体回収装置６は回収管２９ａ及び回収口２９ｂ，２９ｃを使用して液体の回収を行ない、液体はレンズ４の先端部４Ａの直下の露光領域上を矢印３１Ｂの方向（−Ｙ方向）に流れる。また、ウエハを＋Ｙ方向にステップ移動させる際には、供給管２８ａ、供給口２８ｂ、回収管３０ａ及び回収口３０ｂ，３０ｃを使用して液体の供給及び回収が行われ、液体は先端部４Ａの直下の露光領域上を＋Ｙ方向に流れる。これにより、ウエハＷをＸ方向に移動する場合と同様に、ウエハＷを＋Ｙ方向、又は−Ｙ方向のどちらに移動する場合であっても、ウエハＷとレンズ４の先端部４Ａとの間を液体７により満たすことができる。この場合においても、液体供給配管２７、２８に設けられた除電装置４２、４３によって液体７の除電が行われる。
なお、Ｘ方向、又はＹ方向から液体７の供給及び回収を行う供給口および回収口だけでなく、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供給口および回収口を設け、その液体供給配管に除電フィルタを設けてもよい。
本例の投影露光装置の除電装置４０、４１、４２、４３においては、供給管２１ａ、２２ａ、２７ａ、２８ａに除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａを設ける構成としたが、除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａは液体供給配管２１、２２、２７、２８の流路であればどこに設けられても構わない。ただし、除電フィルタ通過後の経路が長いと液体７は再度帯電するおそれがあるため、除電フィルタは液体供給配管のできるだけ下流側に設けることが望ましい。例えば、供給口２１ｂ、２２ｂ、２７ｂ、２８ｂに除電フィルタを設けることができる。この場合、供給口と除電フィルタとを一体で構成すればよい。また、除電フィルタを液体供給配管の流路中に複数設けても構わない。
また、本例においては除電フィルタを発泡金属で形成したが、導電性の材料と液体７とが接触する構成であればこれに限定されない。例えば、導電性の金網で構成してもよいし、供給管２１ａ、２２ａ、２７ａ、２８ａの少なくとも一部を導電性材料で形成してもよい。除電フィルタとして金網または導電性材料の供給管を用いた場合には、発泡金属を用いた場合に比べて簡単な構成とすることができ、また液体７が流動する際の管路抵抗を小さくすることができる。あるいは、液体供給配管（及び回収配管）の内壁に帯電防止剤をコーティングしてもよい。
【実施例２】  次に、本発明の第２の実施の形態につき図４を参照して説明する。本第２の実施の形態の説明において、第１の実施の形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図４は、図１の投影光学系ＰＬのレンズ４の先端部４Ａと、その先端部４ＡをＸ方向およびＹ方向に挟む２対ずつ、計４対の供給口及び回収口との位置関係を示す。図４に示す通り、本例ではレンズ４の下面に電極部材４４が形成されている。電極部材４４はレンズ４の表面の一部に蒸着によって形成された導電体であり、液体７がレンズ４とウエハＷとの間に満たされた時に液体７と接触し、かつ露光光の妨げにならない位置に、本例においてはレンズ４の先端部４Ａの露光範囲外に輪体状に形成されている。すなわち、導電体はレンズ４の光軸と同軸な環状体として形成されている。そして、この電極部材４４は不図示のアース線を介してアース（接地）されている。また、液体供給配管２１、２２、２７、２８の供給管２１ａ、２２ａ、２７ａ、２８ａのそれぞれには除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａが設けられており、不図示のアース線を通じてアース（接地）されている。これによれば、除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａを用いてレンズ４とウエハＷとの間に除電された液体７を供給することができるとともに、電極部材４４を用いてレンズ４とウエハＷとの間に保持されている状態の液体７を除電することができる。言い換えれば、液体７の供給前は除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａが除電を行ない、供給後は電極部材４４が除電を行う。更に、これによれば露光中にも液体７の除電を行なうことができるので、露光中に液体７が帯電した場合でも速やかに除電を行なうことができるとともに、アライメント中やステップ移動中に液体７が帯電した場合であっても速やかに除電を行なうことができる。なお、本例では液体供給配管２１、２２、２７、２８に除電フィルタ４０ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａを設けると共に、レンズ４の先端部４Ａに電極部材４４を設けたが、除電フィルタを設けずに電極部材４４のみを設けることもできる。この場合にもレンズ４とウエハＷとの間に保持されている状態の液体７を除電することができる。
また、Ｚステージ９のウエハＷの周囲にウエハＷ表面と同じ高さの補助平面板を配置し、補助平面板上に電極部材を設けても構わない。これによれば、ウエハＷ外の補助平面板上であってもＺステージ９とレンズ４との間に液体７を保持することができるので、Ｚステージ９上に設けられた電極部材をレンズ４の下に移動することによって液体７の除電を行なうことができる。なお、ウエハＷ上に液体７がある場合、ウエハＷに塗布されるレジストは通常絶縁体であるため、ウエハホルダを介してウエハＷを接地してもウエハＷ上の液体７の除電を行なうことはできない。しかしながら、導電性のレジストを塗布したウエハＷを用いれば、液体７は導電性レジスト、ウエハＷ、ウエハホルダを介して接地されることになり、除電を行なうことができる。
【実施例３】  次に、本発明の第３の実施の形態につき図５を参照して説明する。本例は、本発明をステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆる走査型投影露光装置で露光する場合に適用したものである。本例においても走査露光中は液浸法の適用によって、レンズ４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、液体供給配管２１、２２に設けられた除電装置４０、４１によって液体７の除電が行なわれる。なお、本例の説明において、第１および第２の実施の形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
図５は、投影光学系ＰＬのレンズ４の先端部４Ｂと液体７をＸ方向に供給、回収するための供給口及び回収口との位置関係を示している。本例の走査型投影露光装置において、投影光学系ＰＬの最下端のレンズ４は先端部４Ｂ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おり、投影光学系ＰＬのレンズ４の先端部４ＢをＸ方向に挟むように＋Ｘ方向側に３個の供給口２１ｂ〜２１ｄが配置され、−Ｘ方向側に２個の回収口２３ｂ，２３ｃが配置されている。
そして、供給口２１ｂ〜２１ｄは供給管２１ａを介して液体供給装置５に接続され、回収口２３ｂ，２３ｃは回収管２３ａを介して液体回収装置６に接続されている。また、供給口２１ｂ〜２１ｄと回収口２３ｂ，２３ｃとをほぼ１８０°回転した位置に、供給口２２ｂ〜２２ｄと回収口２４ｂ，２４ｃとを配置している。供給口２１ｂ〜２１ｄと回収口２４ｂ，２４ｃとはＹ方向に交互に配列され、供給口２２ｂ〜２２ｃと回収口２３ｂ，２３ｃとはＹ方向に交互に配列され、供給口２２ｂ〜２２ｄは供給管２２ａを介して液体供給装置５に接続され、回収口２４ｂ，２４ｃは回収管２４ａを介して液体回収装置６に接続されている。
液体供給配管２１には除電装置４０が設けられている。除電装置４０は、液体供給配管２１の流路である供給口２１ｂ〜２１ｄに設けられた除電フィルタ４０ａ、４０ｃ、４０ｄと、該除電フィルタに接続されたアース線４０ｂとにより主に構成されている。同様に、液体供給配管２２に設けられた除電装置４１は、液体供給配管２２の流路である供給口２２ｂ〜２２ｄに設けられた除電フィルタ４１ａ、４１ｃ、４１ｄと該除電フィルタに接続されたアース線４１ｂとから主に構成されている。除電フィルタ４０ａ、４０ｃ、４０ｄ、４１ａ、４１ｃ、４１ｄは導電性の発泡金属で構成されており、アース線４０ｂ、４１ｂを介して接地されている。
また、本例の投影露光装置においては、液体回収配管２３、２４にも除電装置４５、４６が設けられている。具体的には、液体回収配管２３、２４の流路である回収口２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃに除電フィルタ４５ａ、４５ｂ、４６ａ、４６ｂが設けられ、アース線４５ｃ、４６ｃを介して接地されている。
次に、本例の走査型露光装置の露光動作について説明する。走査露光時には、先端部４Ｂの直下の矩形の露光領域にレチクルの一部のパターン像が投影され、投影光学系ＰＬに対して、レチクル（不図示）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。
そして、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、供給管２１ａ、供給口２１ｂ〜２１ｄ、除電フィルタ４０ａ、４０ｂ、４０ｄを使用して液体７の除電および供給を行い、回収管２３ａ、回収口２３ｂ，２３ｃ、除電フィルタ４５ａ、４５ｂを使用して液体７の除電および回収を行って、レンズ３２とウエハＷとの間を満たすように−Ｘ方向に液体７を流す。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、供給管２２ａ、供給口２２ｂ〜２２ｄ、除電フィルタ４１ａ、４１ｃ、４１ｄを使用して液体７の除電および供給を行い、回収管２４ａ、及び回収口２４ｂ，２４ｃ、除電フィルタ４６ａ、４６ｂを使用して液体７の除電および回収を行って、レンズ４とウエハＷとの間を満たすように＋Ｘ方向に液体７を流す。
図６は走査露光時における供給口２１ｂ〜２１ｄおよび回収口２３ｂ、２３ｃと液体７の状態を示す図である。図６において、ウエハＷは実線の矢印で示す−Ｘ方向に移動している。本例の走査露光装置においては、上記の通り走査露光中も液体の供給および回収を行っているので、供給口２１ｂ〜２１ｄと回収口２３ｂ、２３ｃとのうちの少なくとも１つはレンズ４とウエハＷとの間を満たす液体７に常に接している。
以上のように本例の走査型露光装置によれば、レンズ４とウエハＷとの間に存在する液体７は、走査露光中に供給口２１ｂ〜２１ｄと回収口２３ｂ、２３ｃとのうちの少なくともいずれか一つに接触しているので、供給口２１ｂ〜２１ｄに設けられた除電フィルタ４０ａ、４０ｃ、４０ｄまたは回収口２３ｂ、２３ｃに設けられた除電フィルタ４５ａ、４５ｂにより、液体７がレンズ４とウエハＷとの間を満たしている状態で除電を行うことができる。またこれによれば、走査露光中に液体７の除電を常に行なうことができるので、露光中に液体７が帯電することを防ぐことができ、静電気の放電によって引き起こされるウエハＷに形成されている回路パターンの破壊や、投影光学系ＰＬやＺステージ９およびＸＹステージ１０の周辺に配置された装置の誤動作等の不都合を防止することができる。
なお、本例においては除電フィルタを液体供給配管および液体回収配管に設けた構成としたが、第２実施形態と同様に、レンズ４の先端４Ｂに電極部材を形成し、液体７がレンズ４とウエハＷとの間に満たされた状態で液体７の除電を行なうようにしてもよい。
また、本例の投影露光装置では供給口２１ｂ〜２１ｄ、２２ｂ〜２２ｄと回収口２３ｂ、２３ｃ、２４ｂ、２４ｃとの両方に除電フィルタを設ける構成としたが、何れか一方に設けても構わない。また、本例では１つの液体回収配管につき２つずつの回収口を設け、そのいずれにも除電フィルタを設ける構成としたが、２つの回収口のうちのいずれか１つのみに除電フィルタ設けても構わない。この場合であっても液体７の除電を確実に行なうことができる。
また、供給口および回収口の数や形状は特に限定されるものでなく、例えば先端部４Ｂの長辺について２対の供給口および回収口で液体７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７の供給及び回収を行うことができるようにするため、供給口と回収口とを上下に並べて配置してもよい。更に、ウエハＷをＹ方向にステップ移動させる際には、第１の実施の形態と同様に、Ｙ方向から液体７の供給及び回収を行う液体供給配管および液体回収配管を設けるのが望ましい。この場合にも、液体供給配管及び／または液体回収配管に前述のような除電フィルタを設けても良い。こうすることにより、ステップ移動の際の液体供給時に生じる液体の帯電を防止して、次のショットエリアの走査露光を、除電された液体を介して開始することが可能となる。
上記のそれぞれの実施の形態において、液体７として使用される液体は特に純水に限定されるものではなく、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、また、投影光学系やウエハ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油等）を使用することができる。
また、液体７としては、化学的に安定で、即ち露光光に対する透過率が高く安全な液体であるフッ素系不活性液体を使用してもよい。このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート（米国スリーエム社の商品名）が使用できる。特に、露光光としてＦ２レーザ光を用いる場合は、液体としてはＦ２レーザ光を透過可能な例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）等のフッ素系の液体を用いればよい。これらフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。本発明の目的からすれば、液体の帯電防止のための任意の添加剤を添加しても良い。例えば、液体７として純水を用いる場合に、純水中に二酸化炭素を注入することにより純水の帯電を抑制することができる。
また、前述の各実施の形態で回収された液体７を再利用するようにしてもよく、この場合は回収された液体７から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。
さらに、液体７を流す範囲はレチクルのパターン像の投影領域（露光光の照射領域）の全域を覆うように設定されていればよく、その大きさは任意でよいが、流速、流量等を制御する上で、前述の各実施の形態のように露光領域よりも少し大きくしてその範囲をできる限り小さくしておくことが望ましい。なお、供給される液体を回収口で全て回収することは困難であるため、Ｚステージ上から液体が溢れないように、例えばウエハを囲んで隔壁を形成し、その隔壁内の液体を回収する配管を更に設けておくことが望ましい。
また、前述の各実施の形態ではウエハＷ（ＸＹステージ１０）の移動方向に沿って液体７を流すものとしたが、液体７を流す方向はその移動方向に一致している必要はない。即ち、液体７を流す方向はその移動方向と交差していてもよく、例えばウエハＷを＋Ｘ方向に移動するときは、液体７の−Ｘ方向の速度成分が零、ないしは所定の許容値以下となる方向に沿って液体７を流せばよい。これにより、ステップ・アンド・リピート方式、又はステップ・アンド・スキャン方式（共にステップ・アンド・スティッチ方式を含む）でウエハを露光するときに、その移動方向が短時間（例えば数百ｍｓ程度）で頻繁に変化しても、それに追従して流体を流す方向を制御し、投影光学系とウエハとの間に液体を満たしておくことができる。また、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置では、スループットを向上するために、ショット領域間でのウエハの移動においてＸＹステージの走査方向及び非走査方向の速度成分が共に零とならないように、即ち１つのショット領域間の走査露光終了後であってＸＹステージの減速中（走査方向の速度成分が零となる前）にＸＹステージのステッピング（非走査方向への移動）を開始し、そのステッピングが終了する前（非走査方向の速度成分が零となる前であって、例えばＸＹステージの減速中）に、次のショット領域を走査露光するためにＸＹステージの加速を開始するようにＸＹステージの移動を制御する。このような場合でも、ウエハの移動方向に応じて液体を流す方向を制御し、投影光学系とウエハとの間に液体を満たしておくことができる。
また、投影光学系ＰＬの最もウエハＷに近い光学素子を光学プレートとした場合には、当該光学プレートと、ウエハＷに２番目に近い光学素子（レンズ４）との間に供給する液体７も除電フィルタで除電するのが望ましい。
なお、上述した液浸法を用いた場合には、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが０．９〜１．３になることもある。このように投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、レチクルＲのライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、レチクルＲのパターンからは、Ｓ偏光成分（ラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分）の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系ＰＬとウエハＷ表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系ＰＬとウエハＷ表面に塗布されたレジストとの間が空気（気体）で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するＳ偏光成分の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが１．０を超えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平６−１８８１６９号公報に開示されているような斜入射照明法（ダイポール照明法）などを適宜組み合わせるとより効果的である。
またレチクルＲのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明（Ｓ偏光照明）だけでなく、特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線（周）方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、レチクルＲのパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、同じく特開平６−５３１２０号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数ＮＡが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。
また、本発明は、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適用できる。この場合、それぞれの基板ステージで液浸露光がされるように構成し、前記実施形態で説明した除電装置を各ステージごとに設けることができる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号及び特開平１０−２１４７８３号（対応米国特許６，３４１，００７、６，４００，４４１、６，５４９，２６９及び６，５９０，６３４）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１）あるいは米国特許６，２０８，４０７に開示されており、本国際出願で指定または選択された国の法令で許容される限りにおいて、それらの開示を援用して本文の記載の一部とする。
また、本発明は、特開平１１−１３５４００号公報に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を載置して移動可能なウエハステージと、露光に関する各種データを計測する計測センサを搭載しウエハステージとは独立して移動可能な計測ステージとを備えた投影露光装置にも適用できる。この場合、計測ステージ上に除電用の電極部材を設け、計測ステージと投影光学系ＰＬとの間に保持される液体７の除電を行なうようにしてもよい。
また、本例の投影露光装置の用途としては半導体製造用の投影露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の投影露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための投影露光装置にも広く適用できる。
また、半導体素子等を製造するデバイス製造用の投影露光装置で使用するレチクル又はマスクを、例えば遠紫外光若しくは真空紫外光を用いる投影露光装置で製造することがあり、前述の各実施の形態の投影露光装置はレチクル又はマスクを製造するフォトリソグラフィ工程においても好適に使用することができる。
さらに、露光用照明光としてのＤＦＢ半導体レーザ又はファイバレーザから発振される赤外域又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、かつ非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
また投影光学系ＰＬは屈折系、反射系及び反射屈折系の何れでもよい。反射屈折系としては、例えば米国特許第５７８８２２９号に開示されているように、複数の屈折光学素子と２つの反射光学素子（少なくとも一方は凹面鏡）とを、折り曲げられることなく一直線に延びる光軸上に配置した光学系を用いることができる。この米国特許に開示された反射屈折系を有する投影露光装置では、ウエハに最も近い、即ち液体と接触する光学素子は反射光学素子となる。なお、本国際出願で指定した指定国、又は選択した選択国の国内法令の許す限りにおいてこの米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
また、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をすると共に、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、液体の供給及び回収を行うための配管（供給管、供給口等）を設置して、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより本実施の形態の投影露光装置を製造することができる。なお、投影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。
そして、半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図７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レチクル（マスク）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンを基板に露光する基板処理ステップ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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【産業上の利用可能性】  本発明の投影露光装置によれば、液浸法に用いる液体の除電を行なうことができるので、帯電した液体が放電することによって発生する回路パターンの破壊や装置の誤動作を防止することができる。また、本発明の投影露光方法によれば、液浸法に用いる液体の除電を行うので、回路パターンの破壊や装置の誤動作が発生することなく露光を行なうことができる。また、本発明のデバイス製造方法によれば、回路パターンの破壊や装置の誤動作が起こらないので、デバイスを製造する際に歩留まりが向上し、高い処理能力を維持することができる。
【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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【国際調査報告】
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