(57)【要約】【課題】  未回収の液体を低減させることによって結像性能のみならず保守性を向上させる露光装置を提供する。【解決手段】  レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、前記液体を供給及び回収する供給回収装置と、前記最終面と前記被露光体との間の前記液体が存在する領域を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給回収装置の供給及び回収を制御する制御部とを有することを特徴とする露光装置を提供する。【選択図】        図１
2007027435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、
前記液体を供給及び回収する供給回収装置と、
前記最終面と前記被露光体との間の前記液体が存在する領域を検出する検出装置と、
前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給回収装置の供給及び回収を制御する制御部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記液体が液体領域の範囲外に流出した場合に、前記液体を回収するように前記供給回収装置に対して指示することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記制御部は、液体領域の範囲内に前記液体が満たされていない場所が存在する場合、前記場所に前記液体を供給するように前記供給回収装置に対して指示することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記被露光体が載置されるステージの移動に基づいて前記供給回収装置を制御することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、
前記被露光体の特定の領域に前記液体を供給する供給装置と、
前記被露光体の特定の領域に供給された前記液体を回収する第１の回収装置と、
前記被露光体の外側に配置され、前記液体を回収する第２の回収装置とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
前記第２の回収装置は、前記最終面側に配置されることを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記第２の回収装置は、変位可能であると共に前記液体を回収する回収ノズルを有することを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記露光装置は、前記被露光体の外側において前記液体が存在する領域を検出する検出装置と、
前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給回収装置の供給及び回収を制御する制御部とを更に有することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記液体を回収するときに、前記被露光体を載置するステージを前記最終面方向に駆動することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記第２の回収装置は、複数の回収部から構成されることを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記検出装置が前記液体を検出した場合、前記液体が存在する位置に対応する前記回収部のみ稼動させることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、
前記液体を供給及び回収する供給回収装置と、
前記被露光体の各ショット位置に対して予め作成された供給回収量情報に基づいて前記供給回収装置を制御する制御部とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
当該露光された被露光体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、一般には露光装置に係り、特に、レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、投影光学系の最終面と被露光体との間の液体及び投影光学系を介して被露光体を露光するいわゆる液浸露光装置に関する。
【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ェハ等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、解像度及び保守性の高い露光装置がますます要求されている。高解像度の要請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（例えば、特許文献１を参照のこと）。液浸露光は、投影光学系のウェ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であるので、空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質を満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。この結果、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Ｒ（Ｒ＝ｋ１（λ／ＮＡ））を小さくしようとするものである。
【０００３】
液浸露光では、投影光学系の最終面とウェハ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（例えば、特許文献２乃至４を参照のこと）。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ウェハの表面との間に液体を供給し、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】特開平０６−１２４８７３号公報
【特許文献２】国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレット
【特許文献３】特開２００４−２８９１２６号公報
【特許文献４】特開２００４−２５９９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、露光時のウェハの移動に伴って液体も流動するため、液体の存在する領域が変化し、液体がちぎれる場合があった。また、ウェハ面上の濡れ性のむら（不均一な接触角）や露光パターンの変更などによっても液体がちぎれる場合もあった。特に、基板の端部分を露光する場合に、液体が、ウェハ面上から飛び出し、ちぎれる場合もある。それにより、液体間に空隙が発生することにより、透過率の変化や液体の振動などが起こり結像性能を低下させてしまう。また、液体の回収不良によりウェハステージ周辺の部材に錆などが発生し、装置を汚してしまう。そのため、装置のメンテナンスに時間がかかるので、保守性を低下させてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、未回収の液体を低減させることによって結像性能のみならず保守性を向上させる露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、前記液体を供給及び回収する供給回収装置と、前記最終面と前記被露光体との間の前記液体が存在する領域を検出する検出装置と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給回収装置の供給及び回収を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の別の側面としての露光装置は、レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、前記被露光体の特定の領域に前記液体を供給する供給装置と、前記被露光体の特定の領域に供給された前記液体を回収する第１の回収装置と、前記被露光体の外側に配置され、前記液体を回収する第２の回収装置とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の別の側面としての露光装置は、レチクルのパターン像を被露光体に投影する投影光学系を備え、前記投影光学系の最終面と前記被露光体との間の液体及び前記投影光学系を介して前記被露光体を露光する露光装置において、前記液体を供給及び回収する供給回収装置と、前記被露光体の各ショット位置に対して予め作成された供給回収量情報に基づいて前記供給回収装置を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上記露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、当該露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、未回収の液体を低減させることによって結像性能のみならず保守性を向上させる露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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について説明する。ここで、図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略断面図である。
【００１２】
露光装置１は、投影光学系３０のウェハ４０側にある最終面（最終光学素子）３０ａとウェハ４０との間に供給される液体（液浸液）ＬＷを介して、ウェハ４０を露光する液浸型の投影露光装置である。かかる露光装置は、レチクル２０に形成された回路パターンをステップ・アンド・スキャン方式又はステップ・アンド・リピート方式でウエハ４０に露光する。以下、本実施例では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。また、「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次の露光領域に移動する露光方法である。
【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２１と、投影光学系３０と、ウェハ４０を載置するウェハステージ４５と、液体保持部４６と、測距装置５０と、液体制御装置１００とを有する。
【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を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。
【００１５】
光源部１２は、本実施例では、光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを使用する。但し、光源部１２は、ＡｒＦエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーを使用してもよいし、光源の個数も限定されない。また、光源部１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００１６】
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ー、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。
【００１７】
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、図示しないレチクルステージ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、ウェハ４０上に投影される。レチクル２０とウェハ４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、スキャナーであるため、レチクル２０とウェハ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のパターンをウェハ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（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、レチクル２０とウェハ４０を静止させた状態で露光が行われる。
【００１８】
レチクルステージ２１は、レチクルステージ２１を固定するための定盤２３に取り付けられている。レチクルステージ２１は、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後述する制御部によって移動制御される。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向にレチクルステージを駆動することでレチクル２０を移動することができる。
【００１９】
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ェハ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光学系（カタディオプトリック光学系）とを有する光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。
【００２０】
ウェハ４０は、図示しないウェハ搬送系により露光装置１の外部から搬送され、ウェハステージ４５に支持及び駆動される。ウェハ４０は、本実施例ではウェハであるが、液晶基板、その他の被露光体を広く含む。ウェハ４０にはフォトレジストが塗布されている。
【００２１】
ウェハステージ４５は、ウェハステージ４５を固定するための定盤４７に取り付けられて、ウェハチャックを介してウェハ４０を支持する。ウェハステージ４５は、ウェハ４０の上下方向（鉛直方向）の位置や回転方向、傾きを調整する機能を有し、ステージ制御部によって制御される。露光時は、ステージ制御部により投影光学系３０の焦点面にウェハ４０の表面が常に高精度に合致するようにウェハステージ４５が制御される。
【００２２】
測距装置５０は、レチクルステージ２１の位置及びウェハステージ４５の二次元的な位置を、参照ミラー５１及び５２、レーザー干渉計５３及び５４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、後述する制御部１３０に伝達され、レチクルステージ２１及びウェハステージ４５は、位置決めや同期制御のために、制御部１３０の制御の下で一定の速度比率で駆動される。
【００２３】
液体保持部４６は、ウェハ４０との面を同一面にするための板であり、ウェハステージ４５上に配置され、ウェハ４０と略同一な高さである。
【００２４】
液体制御部１００は、液体ＬＷを供給するための後述する供給回収管１１１によってウェハ（被露光体）４０の表面と投影光学系の最終面３０ａとの間に液体ＬＷを満たし、液体ＬＷを回収するための後述する供給回収管１１３によって液体ＬＷを回収する。液体制御部１００は、図示しない生成装置、温度制御装置及び脱気装置と、供給回収装置１１０と、検出装置１２０と、制御部１３０とを有する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、出来るだけ高い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）、有機系液体などが使用される。また、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。また、液体ＬＷは、微量の添加物を加えた水を含む液体や炭化水素系の有機液体でも良い。
【００２９】
供給回収装置１１０は、供給回収管１１１及び１１３及びノズル１１５を介して、投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間に液体ＬＷを供給及び回収する。供給回収装置１１０は、液体ＬＷの供給と回収を兼用する構造を有し、後述する制御部１３０によって制御されている。つまり、液体供給回収装置１３０は、露光時の液体ＬＷの位置情報等に基づいて、液体ＬＷの供給と回収のタイミング並びに供給量及び回収量とが制御されている。また、供給回収装置１１０は、ウェハステージ４５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、液体供給装置１１０は、溶存ガス、或いは、不純物質の除去などが行えるので、液体ＬＷの状態を一定に維持することができる。
【００３０】
検出装置１２０は、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷが存在する領域（以下、液体領域とする）を検出し、後述する制御部１３０に液体領域を伝達する。検出装置１２０は、検出部１２２と、処理装置１２４とを有する。
【００３１】
検出部１２２は、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷを検出する。つまり、検出部１２２は、投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷと気体との界面を撮影する。本実施例では、検出部１２２として高速カメラが使用される。ここで、高速カメラとは、例えば、毎秒１００００駒程度の撮影を行うカメラであり、それにより、撮影された連続写真から液体ＬＷの正確な現在位置を撮影することができる。検出部１２２は、投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間の直線状に配置され、図２に示すように、２台のカメラによって液体ＬＷをＸ方向及びＹ方向から撮影する。ここで、図２は、ウェハ４０及び検出部１２２の上面図である。検出部１２２は、高速カメラのＣＣＤ撮像素子の各画素に明暗情報として２次元データで記録され、その画像データ（明暗情報）を処理装置１２４に伝達する。
【００３２】
処理装置１２４は、検出部１２２からの画像データ（明暗情報）に基づいて液体領域を検出する。処理装置１２４は、電気的に検出部１２２及び制御部１３０に接続されている。また、処理装置１２４は、検出した液体領域の情報を制御部１３０へ伝達する。
【００３３】
制御部１３０は、図示しないＣＰＵと、メモリとを有し、露光装置１の動作を制御する。制御部１３０は、照明装置１０と、レチクルステージ２１の図示しない移動機構と、ウェハステージ４５の図示しない移動機構と、供給回収装置１１０と、検出装置１２０と電気的に接続されている。ＣＰＵは、ＭＰＵ等のいかなるプロフェッサも含み、各部の動作を制御する。メモリは、ＲＯＭ及びＲＡＭより構成され、露光装置１を動作するファームウェアを格納する。メモリは、本実施例では、予め液体ＬＷと気体との界面の位置に対する液体ＬＷの供給量及び回収量の関係が記録されている。
【００３４】
制御部１３０は、本実施例では、検出装置１２０からの液体領域の情報に基づいて、露光制御を行う。即ち、制御部１３０は、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え及び停止、液体ＬＷの供給量及び回収量の制御を供給回収装置１１０に指令する。
【００３５】
制御部１３０は、例えば、露光の際に、ウェハステージ４５に応じて、供給する液体ＬＷの流れる方向を切り替えて、液体ＬＷの供給及び回収を行うように制御してもよい。また、制御部１３０は、露光の際に、常に液体ＬＷの供給及び回収を制御してもよい。
【００３６】
液体ＬＷの液膜（液体領域）は、ウェハステージ４５を移動する際に、ウェハステージ４５の移動方向に摩擦力を受けるため、形状が変化する。また、ウェハ面上に塗布されたレジスト面の濡れ性のむら、あるいは、ショットパターンの変更などによっても液体領域が変化してしまう。この場合、液体ＬＷの形状変化が大きいと、液体ＬＷがちぎれる可能性が高くなる。従って、制御部１３０は、液体ＬＷの欠損及びちぎれを抑制し、投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間に液体ＬＷを安定して保持するように、液体ＬＷの供給及び回収の制御を行う必要がある。
【００３７】
特に、ウェハ４０の端部分を露光する場合は、液体ＬＷは、ウェハ４０とウェハステージ４５（または、同面板４６）との両方の面に跨ってしまう。この場合、ウェハ４０とウェハステージ４５との間の間隙又は段差並びにウェハ４０とウェハステージ４５の濡れ性の違いにより、液体ＬＷは欠損及びちぎれる可能性がある。このとき、回収できなかった液体ＬＷは、ウェハステージ４５周辺部分の錆などの装置汚れの原因となる。従って、液体ＬＷの欠損及びちぎれを防止することが重要である。また、液体のちぎれが発生した際には、制御部１３０は、確実に、液体ＬＷの供給及び回収の制御を行う必要がある。
【００３８】
そこで、制御部１３０は、検出装置１２０によりリアルタイムに検出された液体領域に基づいて、あるいは、予め作成されたテーブルデータを参照して、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え、停止、供給量及び回収量を制御している。その結果、制御部１３０は、ウェハステージ４５を移動する際並びにウェハ４０の端部分を露光する際にも投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間に液体ＬＷを安定して供給させることができる。
【００３９】
以下、図３を参照して、液体ＬＷの制御方法５００について説明する。ここで、図３は、液体ＬＷの制御方法を示すフローチャートである。
【００４０】
まず、液体ＬＷを供給及び回収する（ステップ５０２）。ここでは、供給回収装置１１０が投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間に液体ＬＷを供給及び回収する。この場合、供給回収装置１１０は、制御部１３０によって液体ＬＷの供給量及び回収量並びにタイミングが制御されている。
【００４１】
次に、投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷが存在する領域を検出する（ステップ５０４）。ここでは、検出部１２２として高速カメラによって液体ＬＷを撮影する。撮影された画像は、明暗情報として２次元データで記録され、処理装置１２４に伝達される。処理装置１２４は、各画素の明暗の濃淡変化から液体ＬＷの界面の位置を検出する。
【００４２】
そして、検出装置１２０によって検出された液体領域に基づいて、液体ＬＷの供給量及び回収量並びにタイミングを制御する（ステップ５０６）。この場合、制御部１３０は、予め液体ＬＷの界面の位置に対する液体ＬＷの供給量及び回収量の関係を記憶しており、その関係に基づいて処理装置１２４より送られてきた液体ＬＷの界面位置から必要な供給量及び回収量を決定する。
【００４３】
以下、図４を参照して、液体ＬＷの供給及び回収について詳述する。ここで、図４は、液体ＬＷ、ノズル１１５及びウェハ４０の上面図である。尚、説明を簡潔にするために、図４では、最終光学系３０が省略されているが、実際には、露光領域ＥＲ上に投影光学系３０が配置されている。
【００４４】
液体ＬＷは、ウェハステージ４５の移動によって受ける摩擦力若しくはウェハ４０の濡れ性のむらにより、所望の状態から液体領域が変化する。その場合、制御部１３０は、液体ＬＷが所望の液体領域の範囲外に流出した場合に、液体ＬＷを回収するように供給回収装置１１０に対して指示する。また、制御部１３０は、所望の液体領域の範囲内に前記液体が満たされていない場所が存在する場合、その場所に液体ＬＷを供給するように供給回収装置１１０に指示する。例えば、ウェハ４０のＹ方向が他の方向に比べて相対的に親水性である場合、各ノズル１１５ａ乃至１１５ｄから同量の液体ＬＷを供給及び回収を行うと、液体ＬＷは、Ｙ方向に偏って分布してしまう。それにより、気相（気体）ＧＡが露光領域ＥＲに侵入する可能性がある。気相ＧＡが露光領域ＥＲに侵入すると露光不良を引き起こすため、露光領域ＥＲにおいては、液体ＬＷを安定して保持する必要がある。この場合、制御部１３０は、ノズル１１５ａによって液体ＬＷを回収させ、ノズル１１５ｃによって液体ＬＷを供給させる。それにより、気相ＧＡが露光領域ＥＲに侵入することを防ぐことができる。その結果、常に液体ＬＷを露光領域ＥＲに保持することができるので、露光装置１の結像性能を向上させることができる。
【実施例１】
【００４５】
以下、図５を参照して、別の実施例である液体制御部１００Ａについて説明する。ここで、図５は、別の実施例である液体制御部１００Ａを説明するための上面図である。
【００４６】
液体制御部１００Ａは、液体ＬＷを供給するための供給回収管１１１によってウェハ４０の表面と投影光学系の最終面３０ａとの間に液体ＬＷを満たし、液体ＬＷを回収するための供給回収管１１３によって液体ＬＷを回収する。液体制御部１００Ａは、上述した液体制御部１００とは、検出装置１２０Ａ及び制御部１３０Ａのみ異なるため、その他の説明は省略する。
【００４７】
検出装置１２０Ａは、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷが存在する領域を検出し、後述する制御部１３０Ａに液体領域の情報を伝達する。検出装置１２０Ａは、検出部１２２Ａと、処理装置１２４Ａとを有する。
【００４８】
検出部１２２Ａは、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷを検出する。本実施例では、検出部１２２Ａとして超音波センサが使用される。液体領域の検出は、露光中にリアルタイムに行われ、検出データは、処理装置１２４Ａに伝達される。検出部１２２Ａは、発信部１２２ａＡ及び１２２ｂＡと、受信部１２２ｃＡ及び１２２ｄＡとを有する。
【００４９】
発信部１２２ａＡ及び１２２ｂＡは、後述する受信部１２２ｃＡ及び１２２ｄＡに超音波を発信する。また、発信部１２２ａＡ及び１２２ｂＡは、複数の発信素子から形成され、後述する受信素子と対向する位置に設置される。発信部１２２ａＡ及び１２２ｂＡから発信された超音波は、受信部１２２ｃＡ及び１２２ｄＡで受信され、強度あるいは伝達時間が計測される。
【００５０】
受信部１２２ｃＡ及び１２２ｄＡは、発信部１２２ａＡ及び１２２ｂＡからの超音波を受信する。また、受信部１２２ｃＡ及び１２２ｄＡは、複数の受信素子から形成され、発信素子と対向する位置に設置される。受信部１２２ｃＡ及び１２２ｄＡで計測された強度あるいは伝達時間は、後述する処理装置１２４Ａに伝達される。
【００５１】
処理装置１２４Ａは、検出部１２２からの計測された強度あるいは伝達時間に基づいて液体領域を検出する。この場合、処理装置１２４Ａは、強度あるいは伝達時間が変化した場所を特定することで、液体領域を検出することができる。処理装置１２４Ａは、電気的に検出部１２２Ａ及び制御部１３０Ａに接続されている。また、処理装置１２４Ａは、検出した液体領域の情報を制御部１３０Ａへ伝達する。
【００５２】
制御部１３０Ａは、本実施例では、検出装置１２０Ａからの液体領域の情報に基づいて、露光制御を行う。即ち、制御部１３０Ａは、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え及び停止、液体ＬＷの供給量及び回収量の制御を供給回収装置１１０に指令する。
【００５３】
制御部１３０Ａは、例えば、露光の際に、ウェハステージ４５に応じて、供給する液体ＬＷの流れる方向を切り替えて、液体ＬＷの供給及び回収を行うように制御してもよい。また、制御部１３０は、露光の際に、常に液体ＬＷの供給及び回収を制御してもよい。
【００５４】
その結果、常に液体ＬＷを露光領域ＥＲに保持することができるので、露光装置１の結像性能を向上させることができる。
【００５５】
以上、本実施例では、超音波計測によって液体領域を検出したが、光強度計測、例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザセンサを用いても同様の構成で上述した効果を得ることができる。
【実施例２】
【００５６】
以下、図６を参照して、別の実施例である液体制御部１００Ｂについて説明する。ここで、図６は、別の実施例である液体制御部１００Ｂを説明するための底面図である。
【００５７】
液体制御部１００Ｂは、液体ＬＷを供給するための供給回収管１１１によってウェハ４０の表面と投影光学系の最終面３０ａとの間に液体ＬＷを満たし、液体ＬＷを回収するための供給回収管１１３によって液体ＬＷを回収する。液体制御部１００Ｂは、上述した液体制御部１００とは検出装置１２０Ｂ及び制御部１３０Ｂのみ異なるため、その他の説明は省略する。
【００５８】
検出装置１２０Ｂは、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体領域を検出し、後述する制御部１３０Ｂに液体領域の情報を伝達する。検出装置１２０Ｂは、検出部１２２Ｂと、処理装置１２４Ｂとを有する。
【００５９】
検出部１２２Ｂは、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷを検出する。本実施例では、検出部１２２Ｂとして変位センサが使用される。変位センサとしては、非接触形式のＣＣＤレーザ式変位センサを使用することができる。検出部１２２Ｂは、複数の測定素子（プローブ）１２２ａＢ及び１２２ｂＢから構成されている。プローブ１２２ａＢ及び１２２ｂＢは、ウェハ４０と対向する面、即ち、投影光学系３０の最終面３０ａ側に、ノズル１１５を囲むように配置されている。また、プローブ１２２ａＢ及び１２２ｂＢは、図７に示すように、被測定物との距離Ｄを計測する。計測結果は、処理装置１２４Ｂへ伝達される。ここで、図７は、検出部１２２Ｂとウェハ４０との間の断面図である。尚、本実施例では、プローブ１２２ｂＢは、投影光学系３０の最終面３０ａとノズル１１５との間にも形成されているが、最終面３０ａのサイズに合わせて適宜、数及び位置を変更してもよい。
【００６０】
処理装置１２４Ｂは、検出部１２２Ｂで測定された距離Ｄに基づいて液体領域を検出する。この場合、プローブ１２２ａＢ及び１２２ｂＢとウェハ４０との間に液体ＬＷが存在すると距離Ｄが変化するため、処理装置１２４Ｂは、液体領域を把握することができる。処理装置１２４Ｂは、電気的に検出部１２２Ｂ及び制御部１３０Ｂに接続されている。また、処理装置１２４Ｂは、検出した液体領域の情報を制御部１３０Ｂへ伝達する。
【００６１】
制御部１３０Ｂは、本実施例では、検出装置１２０Ｂからの液体領域の情報に基づいて、露光制御を行う。即ち、制御部１３０Ｂは、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え及び停止、液体ＬＷの供給量及び回収量の制御を供給回収装置１１０に指令する。
【００６２】
制御部１３０Ｂは、例えば、露光の際に、ウェハステージ４５に応じて、供給する液体ＬＷの流れる方向を切り替えて、液体ＬＷの供給及び回収を行うように制御してもよい。また、制御部１３０Ｂは、露光の際に、常に液体ＬＷの供給及び回収を制御してもよい。
【００６３】
その結果、常に液体ＬＷを露光領域ＥＲに保持することができるので、露光装置１の結像性能を向上させることができる。尚、本実施例では、液体領域の検出に変位センサを用いたが、漏水センサを用いても同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００６４】
以下、図８を参照して、別の実施例である液体制御部１００Ｃについて説明する。ここで、図８は、別の実施例である液体制御部１００Ｃを説明するための断面図である。
【００６５】
液体制御部１００Ｃは、液体ＬＷを供給するための供給回収管１１１によってウェハ４０の表面と投影光学系の最終面３０ａとの間に液体ＬＷを満たし、液体ＬＷを回収するための供給回収管１１３によって液体ＬＷを回収する。液体制御部１００Ｃは、上述した液体制御部１００とは、検出装置１２０Ｃ及び制御部１３０Ｃのみ異なるため、その他の説明は省略する。
【００６６】
検出装置１２０Ｃは、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷが存在する領域を検出し、後述する制御部１３０Ｃに液体領域の情報を伝達する。検出装置１２０Ｃは、検出部１２２Ｃと、処理装置１２４Ｃとを有する。
【００６７】
検出部１２２Ｃは、最終面３０ａとウェハ４０との間の液体ＬＷを検出する。本実施例では、液体領域の検出は、液体ＬＷの重心位置を計測することによって算出される。この場合、検出部１２２Ｃとしては、ウェハステージと一体型の微動ステージが使用される。尚、ウェハステージ４５の説明は、上述したため省略する。検出部１２２Ｃは、不図示の複数のリニアモータを介して粗動ステージ４８及び定盤４７により支持される。また、検出部１２２Ｃは、液体ＬＷによって加わえられるＺ方向の力に比例した電流値の電流をリニアモータに伝達する。
【００６８】
処理装置１２４Ｃは、リニアモータから伝達される電流に基づいて液体領域を検出する。この場合、処理装置１２４Ｃは、液体ＬＷによって加えられる力の偏りを特定することで、液体領域を検出することができる。処理装置１２４Ｃは、電気的に検出部１２２Ｃ及び制御部１３０Ｃに接続されている。また、処理装置１２４Ｃは、検出した液体領域の情報を制御部１３０Ｃへ伝達する。
【００６９】
制御部１３０Ｃは、本実施例では、検出装置１２０Ｃからの液体領域の情報に基づいて、露光制御並びに微動ステージ（計測装置）１２２Ｃの位置及び傾きの制御を行う。この場合、制御部１３０Ｃは、液体ＬＷの重心位置が露光領域ＥＲの中心になるように制御する。また、制御部１３０Ｃは、液体ＬＷの供給及び回収の切り替え及び停止、液体ＬＷの供給量及び回収量の制御を供給回収装置１１０に指令することもできる。
【００７０】
制御部１３０Ｃは、例えば、露光の際に、微動ステージ１２２Ｃに応じて、供給する液体ＬＷの流れる方向を切り替えて、液体ＬＷの供給及び回収を行うように制御してもよい。また、制御部１３０は、露光の際に、常に液体ＬＷの供給及び回収を制御してもよい。
【００７１】
その結果、常に液体ＬＷを露光領域ＥＲに保持することができるので、露光装置１の結像性能を向上させることができる。
【実施例４】
【００７２】
以下、図９を参照して、別の実施例である液体制御部１００Ｄについて説明する。ここで、図９は、別の実施例である液体制御部１００Ｄを説明するための断面図である。
【００７３】
上述したこれらの実施例において、ウェハ４０の端部が露光される場合、液体ＬＷは、図９（ａ）に示すように、ウェハ４０とウェハステージ４５との両面を跨ぐ場合がある。この場合、液体ＬＷは、ウェハ４０とウェハステージ４５との間隙あるいはウェハ４０とウェハステージ４５との濡れ性の違いにより、図９（ｂ）に示すように、損失及びちぎれが発生する可能性がある。この場合、ちぎれた液体ＬＷ２は、錆などの装置汚れの原因となる。
【００７４】
そこで、本実施例では、液体制御部１００Ｄは、ウェハ４０の外側に配置されるとともにウェハ４０の外周部分の液体ＬＷ２を回収する回収部（第２の回収装置）１１６を有している。この場合、回収部１１６は、投影光学系３０の最終面３０ａ側に配置されている。回収部１１６は、例えば、多孔質体あるいはスリット式のノズルが用いられ、図示しない管を介して真空ポンプと接続されている。また、回収部１１６は、制御部１３０によって制御されている。回収部１１６は、図９（ｃ）に示すように、制御部１３０がウェハステージ４５をＺ方向に動作させることで液体ＬＷ２を回収する。この場合、回収部１１６がウェハ４０の露光終了後に動作することにより、液体ＬＷ２の回収に伴う振動の影響を与えずに液体ＬＷを回収することができる。また、ウェハ４０が図示しないウェハ搬送系により外部に搬送され、次のウェハ４０がウェハステージ４５に搬送される間に、液体ＬＷ２を回収してもよい。更に、ウェハステージ４５を移動させずに、回収部１１６の図示しないノズルを延伸させて回収する構造にしてもよい。その結果、未回収の液体を低減させることによって露光装置１のメンテナンスを容易にすることができ、結像性能のみならず生産性を向上させることができる。ここで、図９は、回収部１１６と液体ＬＷとを示す断面図である。
【００７５】
また、液体制御部１００Ｄは、図１０に示すように、回収部１１６のウェハステージ４５側に検出装置１２０Ｄを有してもよい。ここで、図１０は、別の実施例である液体制御部１００Ｄを説明するための図であり、図１０（ａ）は、その断面図であり、図１０（ｂ）は、上面図である。
【００７６】
検出装置１２０Ｄは、ウェハ４０周辺の液体ＬＷ２が存在する領域を検出し、後述する制御部１３０Ｄに液体領域を伝達する。検出装置１２０Ｄは、検出部１２２Ｄと、処理装置１２４Ｄとを有する。
【００７７】
検出部１２２Ｄは、ウェハ４０周辺の液体ＬＷ２を検出する。検出部１２２Ｄは、ウェハ４０との境界部分、すなわち、ウェハ４０周辺を囲むようにウェハステージ４５に配置されている。本実施例では、検出部１２２Ｄとして漏水センサが使用される。漏水センサは、液体が接触すると検知信号を発する。つまり、検出部１２２Ｄは、処理装置１２４Ｄと電気的に接続されており、液体ＬＷ２が漏水センサに接すると、検知信号を処理装置１２４Ｄに伝達する。検出部１２２Ｄは、複数のセンサ１２２ａＤ乃至１２２ｈＤから構成されている。
【００７８】
処理装置１２４Ｄは、検出部１２２Ｄからの検知信号に基づいて液体領域を検出する。処理装置１２４Ｄは、電気的に検出部１２２Ｄ及び制御部１３０Ｄに接続されている。また、処理装置１２４Ｄは、検出した液体領域の情報を制御部１３０Ｄへ伝達する。
【００７９】
制御部１３０Ｄは、本実施例では、検出装置１２０Ｄからの液体領域の情報に基づいて、露光制御を行う。即ち、制御部１３０Ｄは、液体ＬＷ２の回収の制御を回収部１１６に指令する。この場合、液体が残存している場合にのみ、制御部１３０Ｄは、回収部１１６を動作させればよいので、効率的に残存した液体ＬＷ２を回収することができる。例えば、図１０（ｂ）に示すように、センサ１２２ｃＤ上に液体ＬＷ２が存在する場合、制御部１３０Ｄは、センサ１２２ｃＤ上の供給回収装置１１０のみ駆動させればよい。尚、本実施例において、検出部１２２Ｄは、ウェハステージ４５上に配置されたが、第３の実施例のように変位センサを投影光学系３０側の面に配置しても良い。その結果、未回収の液体を低減させることによって露光装置１のメンテナンスを容易にすることができ、結像性能のみならず生産性を向上させることができる。
【実施例５】
【００８０】
以上、上述した実施例は、ウェハステージ４５の移動の際に、液体領域をリアルタイムに検出し、その液体領域の情報によって液体ＬＷを制御していた。しかし、予め、ウェハステージ４５が移動する際の液体領域の変化が予想できる場合には、液体ＬＷの供給量及び回収量の制御方法をテーブルとして制御部１３０に登録されていてもよい。これにより、液体制御装置１００は、リアルタイムに液体領域を検出することなく、液体ＬＷを所望の状態に維持することができる。例えば、図１１に示しように、ウェハ４０の端部近傍の露光領域ＥＲを露光する際に、液体ＬＷのちぎれが再現性よく起きる。これは、ウェハ４０とウェハステージ４５の濡れ性の違いにより、液体ＬＷの受ける力が境界ＢＤにおいて不連続に変化するためである。特に、ウェハ４０の露光領域ＥＲにおいては、スキャン方向（Ｙ方向）と境界ＢＤが直行しているために、液体ＬＷの受ける力は、境界ＢＤで大きく変化し、液体ＬＷがちぎれ易くなる。また、不連続な力の変化は、ウェハ４０に塗布されるレジストに依存するために、同一のレジストを塗布したウェハ４０においては、露光領域ＥＲを露光する際に再現性よく液体ＬＷのちぎれが発生する。このとき、予め露光領域ＥＲの露光においては、ちぎれた液体を補填するために液体ＬＷの供給量の増加を制御部１３０に登録することで、液体ＬＷを所望の状態（液量）で保持することができる。ここで、図１１は、ウェハ４０とウェハステージ４５の上面図である。
【００８１】
以上、例示的に説明したように、各場所（ショット）において液体領域の変化が予測できる場合には、予め各ショット位置に対して最適な液体ＬＷの供給及び回収方法をテーブルとして制御部１３０に登録する。それにより検出装置１２０がリアルタイムに液体領域の状態を検出せずに、液体ＬＷを所望の状態に保持することができる。
【００８２】
尚、本実施例と上述した実施例と組み合わせることで、より確実に安定して液体ＬＷを投影光学系３０の最終面３０ａとウェハ４０との間に保持することができる。また、各ショット位置において液体領域の変化が予測できない場合でも、露光領域ＥＲのように予測できるショット位置のみをテーブルに登録することは、液体ＬＷを安定に保持することに効果的である。
【００８３】
その結果、常に液体ＬＷを露光領域ＥＲに保持することができるので、露光装置１の結像性能を向上させることができる。
【００８４】
露光においては、光源部１２からの露光光は、照明光学系１４を介してレチクルに入射し、投影光学系３０を介してウェハ４０へ照射される。この場合、露光光が本実施例の液体制御装置１００により安定に保持された液体ＬＷを介することで、結像性能を向上させることができる。
【００８５】
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図１２は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェ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）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００８６】
図１３は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、上述の露光装置１によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。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ェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の露光装置を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す露光装置のウェハステージ及び検出部の概略上面図である。
【図３】図１に示す露光装置の液体の制御方法を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す露光装置の液体、ノズル及びウェハの概略上面図である。
【図５】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略上面図である。
【図６】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略底面図である。
【図７】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略断面図である。
【図８】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略断面図である。
【図９】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略断面図である。
【図１０】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略断面図である。
【図１１】図２に示す液体制御部の別の実施例を説明するための概略断面図である。
【図１２】図１に示す本発明のＥＵＶ露光装置を使用したデバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１２に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１              露光装置
１０            照明装置
２０            レチクル
３０            投影光学系
４０            ウェハ
４５            ウェハステージ
１００          液体制御部
１１０          供給回収装置
１２０          検出装置
１３０          制御装置
【図２】
2007027435.tif 000003
【図１】
2007027435.tif 000004
【図３】
2007027435.tif 000005
【図４】
2007027435.tif 000006
【図５】
2007027435.tif 000007
【図６】
2007027435.tif 000008
【図７】
2007027435.tif 000009
【図８】
2007027435.tif 000010
【図９】
2007027435.tif 000011
【図１０】
2007027435.tif 000012
【図１１】
2007027435.tif 000013
【図１２】
2007027435.tif 000014
【図１３】
2007027435.tif 000015