(57)【要約】【課題】液浸露光装置において、液体回収の際の振動発生のような不具合を抑制して、高い露光精度を実現する。【解決手段】露光装置は、投影光学系と基板との間の充填空間に液体ＬＷが供給された状態で該基板を露光する。露光装置は、充填空間から液体ＬＷを吸引して回収する回収路（１１４、３０２、１１２）を備える。該回収路は、充填空間から吸引された液体ＬＷを細分化するスプレーノズル（細分化機構）５００を含む。【選択図】図５
2007242732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系と基板との間の空間に液体が供給された状態で該基板を露光する露光装置であって、
前記空間から液体を吸引して回収する回収路を備え、
前記回収路は、前記空間から吸引された液体を細分化する細分化機構を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記細分化機構は、スプレーノズルを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記細分化機構は、オリフィスを含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記回収路は、前記空間に開口した回収ノズルと、前記回収ノズルに連通した減圧空間と、前記減圧空間と真空源とを連通させる回収管とを含み、前記オリフィスは、前記回収ノズルに設けられてい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】
前記細分化機構は、前記回収路に向けて気体を吹き込む噴射部を含み、前記回収路を流れる液体を前記気体によって細分化することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記噴射部が前記回収路に気体を吹き込む方向と前記回収路を通して液体を回収する方向とが鋭角を成すことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
一対の前記噴射部が前記回収路を挟むように配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記噴射部が前記回収路の一方の側にのみ配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項９】
前記噴射部に気体を供給する気体供給部を更に備え、前記気体供給部は、前記噴射部から噴射される気体の流量を制御する制御器を含むことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１０】
噴射部に気体を供給する気体供給部を更に備え、前記気体供給部は、前記噴射部に供給する気体の温度を制御する制御器を含むことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１１】
噴射部に気体を供給する気体供給部を更に備え、前記気体供給部は、前記噴射部に供給する気体の湿度を制御する制御器を含むことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記回収路は、前記空間に開口した回収ノズルと、前記回収ノズルに連通した減圧空間と、前記減圧空間と真空源とを連通させる回収管とを含み、前記噴射部は、前記回収ノズルの途中に配置されていることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記回収路は、前記空間に開口した回収ノズルと、前記回収ノズルに連通した減圧空間と、前記減圧空間と真空源とを連通させる回収管とを含み、前記噴射部は、前記減圧空間に配置されていることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記回収路は、前記空間に開口した回収ノズルと、前記回収ノズルに連通した減圧空間と、前記減圧空間と真空源とを連通させる回収管とを含み、前記噴射部は、前記回収管の途中に配置されていることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１５】
投影光学系と基板との間の空間に液体が供給された状態で該基板を露光する露光装置であって、
前記空間から液体を吸引して回収する回収路を備え、
前記回収路は、前記回収路に水流ポンプとして機能する液体の流れを形成することによって前記空間から液体を吸引することを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
デバイス製造方法であって、
請求項１乃至１５のいずれ１項に記載の露光装置を使って、感光剤が塗布された基板にパターンを転写する工程と、
前記感光剤を現像する工程と、
前記基板を処理する工程と、
を含む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、投影光学系の最終面と基板との間の空間に液体が供給された状態で該基板を露光する露光装置及びそれを利用したデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィーに使用される露光装置は、レチクル（原版）に形成された回路パターンを投影光学系によってウエハ等の基板に転写する。近年では、高解像度化への要請に応えるための方式として液浸露光が注目されている。液浸露光は、投影光学系と基板との間の空間の媒質として液体を使用することによって投影光学系の開口数（ＮＡ）を増加させようとする技術である。媒質の屈折率をｎとすると、投影光学系のＮＡはｎ・ｓｉｎθであるので、前記空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を大きくすることができる。したがって、プロセス定数ｋ１と光源の波長λによって表される露光装置の解像度の指標であるＲ（Ｒ＝ｋ１（λ／ＮＡ））を小さくすることができる。ここで、Ｒの値が小さいほど解像度が高いことを意味する。
【０００３】
液浸露光に関して、投影光学系の最終面と基板の表面との間に局所的に液体を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、２）。ローカルフィル方式の露光装置では、液体供給装置が供給ノズルを介して投影光学系の最終面と基板の表面との間の空間に液体を供給し、液体回収装置が回収ノズルを介して供給された液体を回収する。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２８９１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
投影光学系の最終面と基板の表面との間の空間（以下、充填空間ともいう）から回収ノズルを通して液体を回収する際に振動が発生し、この振動が露光精度を低下させる可能性がある。また、液体は、回収ノズルから液体回収装置まで回収管を通して輸送されるが、このときも流動により振動が発生する可能性がある。
【０００５】
また、液体が回収ノズルを通して回収されるとき及び回収管によって輸送されるときに、液体が減圧環境下に曝されて気化する可能性がある。液体の気化は、周囲の構成要素、例えば投影光学系の鏡筒から熱を奪う原因となり、該構成要素の熱収縮による変形を引き起こして、露光精度を低下させる。
【０００６】
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、液体回収の際の振動発生又は液体の気化のような不具合を抑制して、高い露光精度を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面は、投影光学系と基板との間の空間に液体が供給された状態で該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置が、前記空間から液体を吸引して回収する回収路を備え、前記回収路が、前記空間から吸引された液体を細分化する細分化機構を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、前記細分化機構は、例えば、スプレーノズルを含みうる。
【０００９】
本発明の好適な実施形態によれば、前記細分化機構は、例えば、オリフィスを含みうる。
【００１０】
本発明の好適な実施形態によれば、前記回収路は、例えば、前記空間に開口した回収ノズルと、前記回収ノズルに連通した減圧空間と、前記減圧空間と真空源とを連通させる回収管とを含み、前記オリフィスは、前記回収ノズルに設けられうる。
【００１１】
本発明の好適な実施形態によれば、前記細分化機構は、例えば、前記回収路に向けて気体を吹き込む噴射部を含みうる。前記回収路を流れる液体は、前記噴射部から噴射される気体によって細分化されうる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、前記噴射部が前記回収路に気体を吹き込む方向と前記回収路を通して液体を回収する方向とが鋭角を成すことが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な実施形態によれば、例えば、一対の前記噴射部が前記回収路を挟むように配置されてもよいし、前記噴射部が前記回収路の一方の側にのみ配置されてもよい。
【００１４】
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、前記噴射部に気体を供給する気体供給部を更に備え、前記気体供給部は、前記噴射部から噴射される気体の流量を制御する制御器を含みうる。
【００１５】
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、噴射部に気体を供給する気体供給部を更に備え、前記気体供給部は、前記噴射部に供給する気体の温度を制御する制御器を含みうる。
【００１６】
本発明の好適な実施形態によれば、前記露光装置は、噴射部に気体を供給する気体供給部を更に備え、前記気体供給部は、前記噴射部に供給する気体の湿度を制御する制御器を含みうる。
【００１７】
本発明の好適な実施形態によれば、前記回収路は、前記空間に開口した回収ノズルと、前記回収ノズルに連通した減圧空間と、前記減圧空間と真空源とを連通させる回収管とを含みうる。前記噴射部は、前記回収ノズルの途中、又は、前記減圧空間、又は、前記回収管の途中に配置されうる。
【００１８】
本発明の第２の側面は、投影光学系と基板との間の空間に液体が供給された状態で該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置が前記空間から液体を吸引して回収する回収路を備え、前記回収路が、前記回収路に水流ポンプとして機能する液体の流れを形成することによって前記空間から液体を吸引することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に係り、上記の露光装置を使って、感光剤が塗布された基板にパターンを転写する工程と、前記感光剤を現像する工程と、前記基板を処理する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、例えば、液体回収の際の振動発生のような不具合を抑制して、高い露光精度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２２】
[第１実施形態]
図１は、本発明の好適な実施形態の露光装置１の構成を概略的に示す図である。投影光学系３０の基板４０に対向する面である最終面（最終光学素子の露出面）３０ａと基板４０との間の空間（充填空間）には、液体ＬＷが供給されて充填される。露光装置１は、投影光学系３０及び液体ＬＷを介して、レチクル（マスク）２０に形成された回路パターンを基板４０に転写する液浸投影露光装置として構成される。
【００２３】
露光装置１は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式の露光装置として構成されうる。ここで、ステップ・アンド・スキャン方式とは、レチクル及び基板を連続的にスキャン（走査）しながらレチクルパターンを基板に露光する方式である。ステップ・アンド・リピート方式とは、レチクル及び基板を静止させた状態で露光領域を一括露光する方式である。いずれの方式でも、１ショットの露光終了後に次の１ショットの露光のために基板をステップ移動させる。
【００２４】
露光装置１は、例えば、照明装置１０と、レチクルステージ２１と、投影光学系３０と、基板ステージ４１と、同面板４３と、測距装置５０と、液体制御装置１００とを備えうる。
【００２５】
照明装置１０は、光源部１１と、照明光学系１２とを含み、転写用の回路パターンが形成されたレチクル（原版）２０を照明する。レチクル２０は、レチクルステージ２１によって保持される。  光源部１１は、光源として、波長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、又は、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーを含みうる。なお、光源の個数は限定されず、また、光源は、レーザーに限定されるものではなく、ランプであってもよい。
【００２６】
照明光学系１２は、光源部１１からの光でレチクル２０を照明するための光学系である。
【００２７】
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てきて、レチクルステージ２１によって保持されて駆動される。レチクル２０は、例えば、石英で構成され、その上には転写すべき回路パターンが形成されている。レチクル２０からの回折光は、投影光学系３０及び充填空間の液体ＬＷを通して基板４０上に投影される。レチクル２０と基板４０とは、光学的に共役の位置関係で配置される。
【００２８】
露光装置１がステップ・アンド・スキャン方式として構成される場合には、レチクル２０と基板４０と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のパターンを基板４０に転写する。露光装置がステップ・アンド・リピート方式として構成される場合には、レチクル２０と基板４０とを静止させた状態で露光が行われる。
【００２９】
レチクルステージ２１は、定盤２２によって支持される。レチクルステージ２１は、レチクルチャックを有し、レチクルチャックによってレチクル２０を保持する。レチクルステージ２１は、制御部１３０によって制御される駆動機構によって駆動される。このような駆動機構は、リニアモーターなどで構成され、例えば、Ｘ軸方向にレチクルステージ２１を駆動することでレチクル２０を移動させることができる。
【００３０】
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基板４０上に結像させる。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、又は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から構成されうる。なお、それらのレンズ素子の代わりに回折光学素子を用いても良い。
【００３１】
基板４０は、図示しない基板搬送系により露光装置１の外部から搬送され、基板ステージ４１によって保持されて駆動される。基板４０は、例えば、半導体ウエハ、又は、液晶表示素子製造用の基板等の種々の基板を含みうる。基板４０には、フォトレジスト（感光剤）が塗布されている。
【００３２】
基板ステージ４１は、定盤４２によって支持されていて、リニアモーター等の駆動機構によって定盤４２上でＸ、Ｙ方向に駆動される。基板ステージ４１は、基板チャックを有し、基板チャックによって基板４０を保持する。基板ステージ４１は、基板４０の上下方向（鉛直方向）の位置、回転方向、傾きを調整する機構を有し、制御部１３０によって制御される。露光時は、制御部１３０により投影光学系３０の焦点面に基板４０の表面が常に高精度に合致するように基板ステージ４１が制御される。
【００３３】
位置計測装置５０は、レチクルステージ２１の位置及び基板ステージ４１の二次元的な位置を参照ミラー５１及び５２並びにレーザー干渉計５３及び５４を使ってリアルタイムに計測する。位置計測装置５０による計測結果は、制御部１３０に伝達される。露光装置１がステップ・アンド・スキャン方式として構成される場合には、露光時に、レチクルステージ２１及び基板ステージ４１は、制御部１３０による制御の下で一定の速度比率で駆動される。
【００３４】
同面板４３は、同面板４３の表面の高さと基板４０との表面の高さとの同一にするための板であり、基板ステージ４１に配置され、典型的には基板４０と略同一の高さを有する。
【００３５】
液体制御部１００は、基板４０の表面と投影光学系の最終面３０ａとの間の充填空間に供給管１１１を通して液体ＬＷを供給し充填する。液体制御部１００はまた、充填空間の液体ＬＷを回収管１１２を通して回収する。液体制御部１００は、供給回収装置１１０、更には、不図示の生成装置、温度制御装置及び脱気装置を含みうる。生成装置は、図示しない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。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。
【００３６】
脱気装置は、液体ＬＷに脱気処理を施し、液体ＬＷ中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とを含んで構成されうる。脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて、一方に液体を流し、他方を真空にして液体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。
【００３７】
液体ＬＷとしては、露光光の吸収が少なく、かつ、高い屈折率を有する液体が好ましい。具体的には、液体ＬＷとしては、例えば、純水、機能水、フッ化液（例えば、フルオロカーボン）、有機系液体などが好適である。液体ＬＷは、予め、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。液体ＬＷは、微量の添加物を加えられた水を含む液体や炭化水素系の有機液体でもよい。
【００３８】
供給回収装置１１０は、供給管１１１及び供給ノズル１１３を含む供給路を通して投影光学系３０の最終面３０ａと基板４０との間の充填空間に液体ＬＷを供給する。供給回収装置１１０はまた、回収管１１２及び回収ノズル１１４を含む回収路を通して充填空間から液体ＬＷを回収する。供給回収装置１１０は、制御部１３０によって制御される。供給回収装置１１０は、基板ステージ４１の移動の際にも液体ＬＷの供給及び回収を行う。これにより、充填空間の液体ＬＷを新鮮なものに交換し、溶存気体や不純物質が少ない一定の状態に維持することができる。
【００３９】
制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ及びメモリを含んで構成され、露光装置１の動作を制御する。制御部１３０は、照明装置１０、レチクルステージ２１の駆動機構、基板ステージ４１の駆動機構、及び、供給回収装置１１０と電気的に接続されている。メモリは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を含んで構成され、ソフトウエアが格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたソフトウエアにしたがって動作して制御部１３０としての機能を実行する。
【００４０】
制御部１３０は、例えば、露光の際に、基板ステージ４１の移動方向に応じて、充填空間に供給され充填空間から回収される液体ＬＷが流れる方向を切り替えるように液体ＬＷの供給及び回収を制御することができる。また、制御部１３０は、露光の際に、常に一定量の液体ＬＷが供給及び回収されるように液体ＬＷの供給及び回収を制御することができる。
【００４１】
図２は、供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。図２は、下方から見た図である。供給ノズル１１３及び回収ノズル１１４は、投影光学系３０の最終光学素子を取り囲むように環状に形成されうる。また、供給ノズル１１３及び回収ノズル１１４は、スリットとして構成されうる。或いは、供給ノズル１１３及び回収ノズル１１４は、ピンホール又は多孔質体として構成されてもよい。
【００４２】
図３は、供給ノズル及び回収ノズルを拡大した断面図である。液体ＬＷは、供給回収装置１１０の液体供給装置から供給管１１１を介してバッファ空間３０１に導入され、供給ノズル１１３から投影光学系３０の最終面３０ａと基板４０との間の充填空間に供給される。バッファ空間３０１は、供給管１１１を通して導入される液体ＬＷを均一に供給ノズル１１３から供給するために液体の供給路中に設けられうる。換言すると、液体の供給路は、供給回収装置１１０の液体供給装置に連通した供給管１１１と、供給管１１１に連通したバッファ空間３０１と、バッファ空間３０１に連通した供給ノズル１１３を含みうる。
【００４３】
充填空間の液体ＬＷは、回収ノズル１１４を通して吸引されて、圧力均一室（減圧空間）３０２及び回収管１１２を通して回収される。回収管１１２は、真空源、例えば、ドライ真空ポンプ（真空源）と繋がっている。圧力均一室３０２は、液体ＬＷが回収ノズル１１４から均一に回収されるように液体の回収路中に設けられうる。換言すると、回収路は、充填空間に開口した回収ノズル１１４と、回収ノズル１１４に連通した圧力均一室３０２と、圧力均一室３０２と真空源とを連通させる回収管１１２とを含む。
【００４４】
図４は、図３のＡ−Ａ’線から下方を見た図である。液体ＬＷの供給管１１１及び回収管１１２は、バッファ空間３０１及び圧力均一室３０２の上に環状に数個配置されている。液体ＬＷの供給と回収が均一に行われるように、供給管１１１と供給ノズル１１３の間にバッファ空間３０１が配置され、回収管１１２と回収ノズル１１４との間に圧力均一室３０２が配置されている。
【００４５】
以上の説明における供給ノズル１１３及び回収ノズル１１４は、環状に形成されているが、これは本発明の１つの実施形式に過ぎない。例えば、充填空間を挟むように一対の供給ノズルが配置され、該一対の供給ノズルの外側の一対の回収ノズルが配置されてもよい。
【００４６】
ところで、回収ノズル１１４を通して液体ＬＷを回収する際に振動が発生する可能性がある。この振動の発生は、回収ノズル１１４を通して液体ＬＷのみならず充填空間の周囲の雰囲気ガスも回収されて、気体と液体の二相が流動することが主因である。発生する振動の程度は、気液二相流体の流動状態に依存する。
【００４７】
以下、図５を参照して液体ＬＷの回収に伴う振動を抑制する方法を説明する。ここで、図５は、スプレーノズル５００及びその周辺を拡大した断面図である。図５に示されるスプレーノズル５００は、回収された液体ＬＷを細分化し、雰囲気ガスと均一に混合することにより、振動を抑制する。回収管１１２は、不図示の真空源、例えば、ドライ真空ポンプに繋がっていて、液体ＬＷは、回収ノズル１１４を通して吸引される。そして、液体ＬＷは、回収ノズル１１４を通して圧力均一室３０２に導入される。このとき、回収ノズル１１４を通して吸引された液体ＬＷは、細分化機構としてのスプレーノズル５００により、細分化されて微小液滴５０３となる。
【００４８】
スプレーノズル５００は、回収ノズル１１４の途中又は出口にオリフィス（くびれ部）５０１を配置することによって構成されうる。回収ノズル１１４によって回収された液体ＬＷは、オリフィス５０１を通過することによって流速が上がってオリフィス５０１から噴射される。オリフィス５０１の出口側は、末広がりの形状とされる。オリフィス５０１の出口側は、入口側よりも圧力が低く、液体ＬＷは、オリフィス５０１から噴射される際に微小液体５０３となって拡散する。更に、オリフィス５０１の出口付近に障壁５０２を設けることで、より効果的に液体ＬＷを微小液滴化することができる。その結果、液体ＬＷの回収に伴う振動を抑制し、高い精度で露光を行うことができる。
【００４９】
なお、回収ノズル１１４の充填空間側の端部５０４は、スリット又はピンホールのような充填空間側に開口した構造であってもよいし、例えば、そのような開口部に多孔質体が配置された構成であってもよい。
【００５０】
[第２実施形態]
図６を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、細分化機構としてのスプレーノズルの構成が第１実施形態と相違する。なお、ここで特に言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。
【００５１】
図６（ａ）は、本発明の第２実施形態のスプレーノズル６００及びその周辺の構成を模式的に示す図である。回収管１１２は、不図示の真空源に繋がっていて、液体ＬＷは、回収ノズル１１４及び圧力均一室３０２を介して回収される。この実施形態では、スプレーノズル６００は、回収ノズル１１４を挟むようにして一対の気体噴射部６０１、６０２を配置して構成されている。気体噴射部６０１、６０２から噴射される気体は、回収ノズル１１４を通して回収された液体ＬＷと均一に混合しながら液体ＬＷを細分化して微小液滴６０３を形成し、それを圧力均一室３０２に送り込む。また、気体の噴射方向は、液体ＬＷの回収方向と鋭角をなすようにすることで、液体ＬＷ及び気体が回収ノズル１１４を介して、投影光学系３０の最終面３０ａと基板４０との間の充填空間に逆流することが防止される。
【００５２】
また、露光装置１は、気体噴射部６０１、６０２に気体を供給する気体供給部６５０を備えている。気体供給部６５０は、例えば、供給回収部１１０内に配置されてもよい。気体供給部は、気体噴射部６０１、６０２から噴射される気体の流量を制御する制御器を含むことが好ましい。気体噴射部６０１、６０２から噴射される気体の流量を制御することで、液体ＬＷの回収に伴う振動を効果的に抑制することができる。例えば、気体噴射部６０１、６０２から噴射される気体の流量をステージ４１の移動方向に応じて制御してもよい。
【００５３】
図６（ｂ）、（ｃ）を参照しながら気体の流量制御について説明する。なお、ここでは、充填空間を挟むように一対の供給ノズルが配置され、該一対の供給ノズルの外側の一対の回収ノズル１１４が配置されているものとする。
【００５４】
図６（ｂ）において、ステージ４１は右方向に移動していて、基板４０から受ける摩擦力により液体ＬＷも右方向に移動する。そのため、右側に配置された図示の回収ノズル１１４から回収される液体ＬＷが多くなるので、液体ＬＷを細分化或いは微小液滴化するために気体流量を増加させる。一方、図６（ｃ）において、ステージ４１は左方向に移動しており、それにともない液体ＬＷも左方向に移動する。このとき、右側に配置された図示の回収ノズル１１４の下には液体ＬＷが存在しておらず、液体ＬＷは回収されないので、気体の噴射を停止させるか、噴射流量を低下させる。また、気体の流量を動的に制御することで、気体の無駄を削減して、コストを削減する効果もある。
【００５５】
気体供給部６５０は、気体噴射部６０１、６０２から噴射させる気体の温度及び／又は湿度を制御する制御器を含むことが好ましい。気体噴射部６０１、６０２から室温及び高湿度ガスを噴射させることで、液体ＬＷの気化を抑制することができる。ここで、前述のように、液体ＬＷの気化は、周囲から気化熱を奪い温度低下を招く。これは、鏡筒などが熱収縮を起こしてアライメント精度を低下させて露光不良を誘発しうる。したがって、液体ＬＷの気化を抑制するために、気体噴射部６０１、６０２から噴射させる気体の温度及び／又は湿度を制御することが好ましい。
【００５６】
以上のように、本実施形態では、回収ノズル１１４に気体を吹き込む気体噴射部６０１、６０２を配置することによってスプレーノズルを構成し、このスプレーノズルで液体ＬＷを微小液滴化している。このような構成とすることによって、液体ＬＷの回収に伴う振動を抑制し、高い精度で露光を行うことができる。
【００５７】
[第３実施形態]
図７を参照しながら本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は、細分化機構としてのスプレーノズル７００の構成が第１、第２実施形態と相違する。なお、ここで特に言及しない事項は、第１、第２実施形態に従いうる。
【００５８】
この実施形態では、気体噴射部７０１は、回収ノズル１１４の動径方向外側に配置されている。液体ＬＷは、回収ノズル１１４に吸引され、圧力均一室３０２に導入される。このとき、気体噴射部７０１は、圧力均一室３０２に圧縮気体を導入して、液体ＬＷを気体と均一に混合して液体ＬＷを微小液滴７０３にする。これにより、液体ＬＷの回収に伴う振動を抑制し、高い精度で露光を行うことができる。また、この実施形態では、気体噴射部７０１は、動径方向の外側のみに配置されているため、気体噴射部７０１を狭い空間内に配置することができ、露光装置の設計が容易になるという効果もある。
【００５９】
気体噴射部７０１は、動径方向の外側ではなく、動径方向の内側に配置されてもよい。
【００６０】
[第４実施形態]
図８を参照しながら本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は、細分化機構としてのスプレーノズルの構成が第１〜第３実施形態と相違する。なお、ここで特に言及しない事項は、第１〜第３実施形態に従いうる。
【００６１】
図８は、本発明の第４実施形態のスプレーノズル及びその周辺の構成を模式的に示す図である。スプレーノズル８００は、圧力均一室３０２の下流側に配置されている。スプレーノズル８００は、回収管１１２の周囲に１又は複数の気体噴射部８０１、８０２を配置して構成されている。液体ＬＷは、圧力均一室３０２を通過した後に回収管１１２において気体噴射部８０１、８０２から噴射される気体により微小液滴化される。これによって、回収管１１２の振動を抑制することができる。また、回収管１１２を扱い良い柔らかい樹脂系材料、例えば、ナイロンチューブで構成することにより更に振動を抑制することができる。
【００６２】
また、スプレーノズル８００を圧力均一室３０２の下流側（又は上方）に配置することで、設計上の利点が得られる。つまり、スプレーノズル８００を圧力均一室３０２の下流側（又は上方）に配置した方が、圧力均一室３０２の上流側（又は下方）に配置する場合に比較して、設計が容易になる。また、回収ノズル１１４及び／又は圧力均一室３０２を硬度の高い材料、例えば、ＳＵＳあるいは硬質樹脂で構成することで、回収ノズル１１４及び／又は圧力均一室３０２の振動を抑制することができる。
【００６３】
気体噴射部は、回収ノズル１１４の周囲の両側に配置されてもよいし、動径方向の内側又は外側にのみ配置されてもよい。
【００６４】
[第５実施形態]
図９を参照しながら本発明の第５実施形態を説明する。なお、ここで特に言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。この実施形態では、水流ポンプによって充填空間の液体を回収する。
【００６５】
図９は、液体回収ノズル及びその周辺の拡大断面図である。この実施形態では、不図示のポンプ、例えばダイヤフラムポンプから送られてくる液体ＬＷＰを液体導入管９０１及び細管９０２を介して回収管１１２に流す。液体ＬＷＰとしては、例えば、液体ＬＷと同じ液体、或いは、高密度の液体を使用しうる。液体ＬＷＰは、細管９０２において流速９０３が１〜数１０ｍ／ｓとなるように液体導入管９０１から導入される。
【００６６】
細管９０２において液体ＬＷＰの流速９０２が速くなり静圧が低くなることで、水流ポンプの原理により、液体ＬＷが回収ノズル１１４を介して回収される。回収された液体ＬＷは、回収管１１２を介して供給回収装置１１０に輸送される。回収管１１２は、液体ＬＷＰで満たされているために、回収された液体ＬＷが気化することが抑制される。
【００６７】
比較のために、図８において、水流ポンプの替わりに、ドライ真空ポンプを用いた場合を説明する。図８で回収管１１２の先にドライ真空ポンプを用いて液体ＬＷを回収する場合、回収管１１２の大部分は雰囲気ガスとなる。そのため、回収された液体ＬＷは気化される可能性がある。液体ＬＷの気化は、周囲の構成要素、例えば鏡筒から熱を奪い熱収縮を引き起こして、露光精度を劣化させる。
【００６８】
以上のように、充填空間の液体を回収するために水流ポンプを利用することにより、回収された液体ＬＷの気化を抑止し、液体の気化に伴う部材の熱収縮を防止し、高い精度で露光を行うことができる。
【００６９】
[デバイス製造方法]
次に上記の露光装置を利用したデバイスの製造プロセスを説明する。図１０は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。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（レチクル作製）では設計した回路パターンに基づいてレチクルを作製する。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、上記のレチクルとウエハを用いて、リソグラフィー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、これを出荷（ステップ７）する。
【００７０】
図１１は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では上記の露光装置によって回路パターンを感光剤が塗布されたウエハに転写して潜像パターンを形成する。ステップ１７（現像）ではウエハに転写された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ１８（エッチング）ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。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】
【００７１】
【図１】本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】供給ノズル及び回収ノズルの配置例を示す図である。
【図３】供給ノズル及び回収ノズルを拡大した断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ’線から下方を見た図である。
【図５】本発明の第１実施形態のスプレーノズル及びその周辺を拡大した断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態のスプレーノズル及びその周辺の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態のスプレーノズル及びその周辺の構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の第４実施形態のスプレーノズル及びその周辺の構成を模式的に示す図である。
【図９】本発明の第５実施形態の水流ポンプによる液体回収機構の構成を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法の示すフローチャートである。
【図１１】本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法の示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１  露光装置
１０  照明装置
２０  レチクル（原版）
３０  投影光学系
４０  基板
４１  基板ステージ
１１０  供給回収装置
１１１  供給管
１１２  回収管
１１３  供給ノズル
１１４  回収ノズル
３０１  バッファ空間
３０２  圧力均一室（減圧空間）
５００、６００、７００  スプレーノズル（細分化機構）
ＬＷ  液体
【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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