(57)【要約】【課題】  投影光学系の最終面の汚染を低減できる露光装置を提供する。【解決手段】  原版からの光を基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系の最終面と前記基板との間隙に炭化水素化合物を含む液体を供給する供給手段とを有し、前記間隙に満たされた前記液体を介して前記基板を露光する露光装置であって、前記供給手段は、前記液体に水を添加する添加手段を含む露光装置とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版からの光を基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系の最終面と前記基板との間隙に炭化水素化合物を含む液体を供給する供給手段とを有し、前記間隙に満たされた前記液体を介して前記基板を露光する露光装置であって、
前記供給手段は、前記液体に水を添加する添加手段を含む、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記間隙から液体を回収する回収手段と、前記回収手段により回収された液体を前記供給手段へ移送する移送手段とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記移送手段は、前記液体を再生する再生手段を含む、ことを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記再生手段は、前記液体中の不純物を除去する不純物除去手段および前記液体中の溶存酸素を除去する酸素除去手段の少なくとも一方を含む、ことを特徴とする請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記添加手段は、加湿された気体と前記液体とを接触させることによって前記液体に水を添加する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項６】
加湿された前記気体の酸素濃度が０．５重量％以下である、ことを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記添加手段は、水と前記液体とを接触させることによって前記液体に水を添加する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項８】
前記液体と接触させる水の溶存酸素濃度が０．２ｐｐｍ以下である、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記液体と接触させる水の溶存気体濃度が飽和気体濃度の７０％以下である、ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記液体中の水を除去する水除去手段を有する、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１１】
前記液体中の水分の濃度を計測する計測手段を有する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１２】
前記液体中の水分の濃度を計測する計測手段を有し、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記添加手段を制御して前記液体中の水分の濃度を調整する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１３】
前記液体中の水分の濃度を計測する計測手段を有し、前記計測手段の計測結果に基づいて、前記添加手段および前記水除去手段の少なくとも一方を制御して前記液体中の水分の濃度を調整する、ことを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記添加手段により水を添加された前記液体中の水の濃度が飽和濃度の１０％以上１００％以下の値である、ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１５】
前記供給手段は、脂環式炭化水素化合物を含む液体を供給する、ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１６】
前記供給手段は、前記間隙に前記液体を供給する供給口を含み、前記添加手段は、前記再生手段の下流かつ前記供給口の上流において液体に水を添加する、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の露光装置。
【請求項１７】
原版からの光を基板に投影する投影光学系の最終面と前記基板との間隙に満たされた、炭化水素化合物を含む液体を介して前記基板を露光する露光方法であって、
前記液体に水を添加し、
前記間隙に満たされた、水の添加された前記液体を介して前記基板を露光する、
ことを特徴とする露光方法。
【請求項１８】
水の添加された前記液体を前記間隙に供給し、
前記間隙から液体を回収し、
回収された液体を再生し、
再生された液体に水を添加し、
水の添加された液体を前記間隙に供給する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の露光方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１６のいずれかに記載された露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２０】
請求項１７または１８に記載された露光方法を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
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、投影光学系の最終面と基板との間隙に満たされた液体を介して該基板を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際、縮小投影露光装置が従来から使用されている。縮小投影露光装置は、レチクルに描画された回路パターンの像を投影光学系によって投影してウエハ等の基板に回路パターンを転写する。
【０００３】
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像力）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）へと用いられる紫外線の波長は短くなってきた。
【０００４】
このような中で、ＡｒＦエキシマレーザーなどの光源を用いながら、更に解像力を向上させる技術として、液浸露光が注目されている。液浸露光とは、投影光学系の最もウエハに近い最終面とウエハとの間隙を液体で満たすことで投影光学系のＮＡを大きくして解像力の向上を図るものである。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）の媒質で前記間隙を満たすことによりＮＡをｎまで大きくすることができる。
【０００５】
また、屈折率の高い液体ほど解像力の向上が見込まれることから、純水を用いた液浸露光装置の後継技術として、純水より高い屈折率を有する液体（高屈折率液体）を用いた液浸露光装置が提案されている（国際公開第２００５／１１４７１１号パンフレット・国際公開第２００５／１１９３７１号パンフレット参照）。
【０００６】
さらに、非水溶液に水が添加されて成る溶液を液浸液として用いるパターン形成方法が提案されている（特許文献１参照）。パーフルオロポリエーテルのような撥水性の高い液浸液を用いた場合、レジスト膜の表面に撥水性を有する液浸液が残存し、現像不良の原因となる。そのため、液浸液に水を数ｗｔ％添加することにより、レジスト表面に親水性を付与し、現像不良を改善している。
【０００７】
しかしながら、脂環式炭化水素化合物（珪素原子を環構造中に含む脂環式炭化水素化合物を含む）からなる液浸液は撥水性を有する液体ではないため、現像不良の原因とはならない。したがって、現像不良を改善する目的での水添加は不要である。また、脂環式炭化水素化合物もしくは珪素原子を環構造中に含む環式炭化水素化合物からなる液浸液中には、水は数十ｐｐｍしか溶解しない。したがって、特許文献１に記載されている数％の水を添加した溶液を実現することはできない。
【０００８】
さらに、液浸露光装置は、高屈折率液体を液浸液として用いる場合、コストの観点から、汚れた液体を再生しつつ循環させて利用するのが好ましい（上記国際公開第２００５／１１９３７１号パンフレットや特許文献２参照）。液体再生は、不純物除去と酸素除去とを含みうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４０５４２８５号公報
【特許文献２】国際公開第２００６／０８０２５０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
高屈折率液体を用いた液浸露光装置は、純水を用いた液浸露光装置とは異なる課題を有する。すなわち、投影光学系の最終面の汚染である。ＡｒＦエキシマレーザーなどの露光光は、炭化水素化合物からなる高屈折率液の酸化、分解反応を引き起こし、生成した物質がレンズ表面に付着する。付着物は露光光の透過率を低下させ、照度ムラの原因となりうる。
【００１１】
また、上述した液体再生において、不純物除去は、極性の大きな物質を吸着し除去する場合、液浸液中の水も除去してしまう。また、酸素除去は、窒素バブリングにより酸素を除去する場合、液浸液中の水も除去してしまう。したがって、特許文献１のように予め水を添加した液浸液を用いても、液体再生によって脱水される場合、十分な水を含んだ液浸液を供給することができない。
【００１２】
そこで本発明は、投影光学系の最終面の汚染を低減でき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】
【００１３】
本発明の一側面としての露光装置は、原版からの光を基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系の最終面と前記基板との間隙に炭化水素化合物を含む液体を供給する供給手段とを有し、前記間隙に満たされた前記液体を介して前記基板を露光する露光装置であって、
前記供給手段は、前記液体に水を添加する添加手段を含む、
ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一側面としての露光方法は、原版からの光を基板に投影する投影光学系の最終面と前記基板との間隙に満たされた、炭化水素化合物を含む液体を介して前記基板を露光する露光方法であって、
前記液体に水を添加し、
前記間隙に満たされた、水の添加された前記液体を介して前記基板を露光する、
ことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一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基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の一側面としてのデバイス製造方法は、
上記露光方法を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えば、投影光学系の最終面の汚染を低減できる露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】液浸露光装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】実施例１の液浸露光装置の模式図である。
【図３】効果を説明する図である。
【図４】実施例２の液浸露光装置の模式図である。
【図５】実施例３の水添加手段の模式図である。
【図６】実施例３の別の水添加手段の模式図である。
【図７】実施例４の水添加手段の模式図である。
【図８】実施例５の液浸露光装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に関わる液浸露光装置（単に露光装置ともいう）の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に関わる液浸露光装置の模式図である。液浸露光装置は、照明装置１００と、レチクル１２０を保持するレチクルステージ１２２と、投影光学系１３０と、被露光基板１５０を保持する被露光基板ステージ１４０と、液浸液１７０を供給する液体供給手段１７１と、水添加手段１７４とを有する。なお、ここでレチクルは、原版またはマスクとも呼ばれるものである。このように、液浸露光装置は、投影光学系１３０の最終面と基板１５０との間隙に満たされた液浸液（単に液体ともいう）１７０を介してレチクル１２０に形成されたパターンを被露光基板１５０に投影する液浸方式の露光装置である。本発明の液浸露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置であるが、ステップ・アンド・リピート方式その他の露光方式に適用することができる。
【００２２】
光源部は、光源としてのレーザー１０１と、ビーム整形光学系１０２とを含む。レーザー１０１は、波長約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、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーなどを使用することができる。
【００２３】
液浸液１７０は、液体供給手段１７１から、投影光学系１３０の最終面と被露光基板１５０との間に供給され、投影光学系１３０の最終面周辺に配置された回収口を介して液体回収手段１７２に回収される。これによって、最終面と被露光基板１５０との間に液浸液１７０を満たした状態、いわゆる液浸状態を形成することができる。回収された液浸液１７０の露光光の透過率は、露光光の照射や被露光基板１５０との接触、あるいは被露光基板１５０周辺の大気との接触により低下している。回収した液浸液１７０を液体再生手段１７３で処理することによって、液浸液１７０の露光光の透過率は回復する。なお、液体再生手段１７３は、不純物除去手段１７５および酸素除去手段１７６の少なくとも一方を含んで構成されうる。更に、液体再生手段１７３で処理された液浸液１７０を水添加手段１７４で処理することにより、適量の水を含んだ液浸液１７０を再び最終面と被露光基板１５０との間に供給することができる。液浸液１７０に水を添加することにより、最終面への異物の付着を抑制することができる。
【００２４】
液浸液１７０の材料としては、露光波長における透過率が高く、レジストプロセスとのマッチングのよい物質が選択される。液浸液１７０は、例えば炭化水素化合物を含みうる。より具体的には、デカリン、ビシクロヘキシル、シクロヘキサン、ｎ−ヘプタンなどの脂環式炭化水素化合物もしくは珪素原子を環構造中に含む脂環式炭化水素化合物を含みうる。
【００２５】
なお、水添加手段１７４により水が添加された液浸液１７０中の水の濃度は、液浸液を構成する炭化水素化合物における飽和濃度（飽和水分濃度）の１０％以上１００％以下の値にするのが好ましい。
【００２６】
（実施例）
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００２７】
本実施例では、投影光学系と被露光基板との間に液浸液を供給する液体供給手段を有し、液体供給手段は液浸液に水を添加する水添加手段を有することを特徴とする液浸露光装置について説明する。本実施例の液浸露光装置は、更に投影光学系と被露光基板の間から液浸液を回収する液体回収手段と、回収した液浸液を再び液体供給手段へ移送する液体循環手段を有する。本実施例の液浸露光装置の部分的な模式図を図２に示した。
【００２８】
本実施例の液浸露光装置は、光源にＡｒＦエキシマレーザーを使用したステップアンドスキャン方式の露光装置である。投影光学系１３０の最終面と被露光基板１５０との間に供給する液浸液１７０として屈折率１．６４の高屈折率液を使用した。
【００２９】
液浸液１７０（高屈折率液）は、液体供給手段１７１（液体供給口１６０を含む）により、水添加手段１７４を経た後、液体供給口１６０を介して、投影光学系１３０の最終面と被露光基板１５０との間に供給される。供給された液浸液１７０は、例えば減圧吸引などの手法を用いて液体回収手段１７２により液体回収口１６１を介して回収される。回収された液浸液１７０は、液体循環手段１７７を介して再び液体供給手段１７１に移送される。液浸液１７０を介して被露光基板をＡｒＦエキシマレーザーで露光することによって、高い解像力で有したパターンを被露光基板上に転写する。
【００３０】
この液浸露光装置を稼動し、稼動時間に対する投影光学系１３０の最終面の異物付着量を測定したところ、図３の結果が得られた。水添加手段のない場合と比較して、水添加手段１７４のある場合の付着量（吸光度の上昇量）は非常に少ないことがわかる。図３の結果より、水添加手段を有する本実施例の液浸露光装置は、投影光学系１３０の最終面の異物付着量を低減し、安定した露光性能を提供できることが確認された。
【００３１】
本実施例では、液体循環手段１７７を用いることによって、液浸液１７０を循環、再利用した。しかし、投影光学系１３０のレンズ最終面の付着量を低減するためには、必ずしも液浸液１７０を循環する必要はなく、液体循環手段１７７を設けずに回収した液浸液１７０を装置外へ排出してもよい。ただし、液浸液１７０は水と比較して材料自体のコストが高く、また環境に対する影響も大きい。したがって、露光プロセスのコスト低減を考慮するならば、液浸液を循環、再利用する方法の方が好ましい。
【実施例２】
【００３２】
本実施例では、更に、液体循環手段は液浸液の露光光（例えば波長１９３ｎｍ）の透過率を回復させる液体再生手段を有する。液体再生手段は液浸液中（液体中）の不純物を除去する不純物除去手段および液浸液中（液体中）の溶存酸素を除去する酸素除去手段の少なくとも一方を有する。本実施例の液浸露光装置の部分的な模式図を図４に示した。
【００３３】
本実施例の液浸露光装置は、光源にＡｒＦエキシマレーザーを使用したステップアンドスキャン方式の露光装置である。投影光学系１３０の最終面と被露光基板１５０との間に供給する液浸液１７０として屈折率１．６４の高屈折率液を使用した。
【００３４】
液浸液１７０（高屈折率液）は、液体供給手段１７１から水添加手段１７４を経た後、液体供給口１６０を介して、投影光学系１３０のレンズ最終面と被露光基板１５０の間に供給される。供給された液浸液は、例えば減圧吸引などの手法を用いて液体回収手段１７２により液体回収口１６１を介して回収される。回収された液浸液の露光光の透過率は、露光光の照射および被露光基板１５０表面のレジストとの接触、あるいは被露光基板１５０周辺の大気との接触により低下している。露光光の照射は、液浸液の分解や酸化を引き起こし、生成した物質は液浸液の透過率を低下させる。レジストから液浸液中への溶出物質は、液浸液の透過率を低下させる場合がある。また、大気中の酸素が液浸液中に溶け込んだ場合、溶存酸素によって液浸液の透過率は低下する。様々な要因により低下した液浸液の透過率は、液体再生手段１７３における不純物除去手段１７５および酸素除去手段１７６を経ることにより回復する。不純物除去手段としては、極性の大きな物質を吸着し除去する手段が用いられるが、粒子状の物質を除去するフィルタなども利用できる。酸素除去手段としては、酸素濃度の低い窒素ガスやヘリウムガスを液浸液と混合する方式、脱気膜を用いる方式などが利用できる。液体再生手段１７３を経た液浸液は、液体供給手段１７１に移送され、水添加手段１７４を介した後に投影光学系１３０と被露光基板１５０との間に供給される。液浸液１７０を介して被露光基板をＡｒＦエキシマレーザーで露光することによって、高い解像力でパターンを被露光基板上に転写する。
【００３５】
この液浸露光装置を稼動し、稼動時間に対する投影光学系１３０の最終面の異物付着量を測定したところ、図３の結果と比較して、更に付着量（吸光度の上昇量）が少なくなった。液体再生手段１７３を用いることによって、液浸液中の不純物や溶存酸素を効果的に除去することが可能なため、異物付着を更に抑制できたと考えられる。水添加手段および液体再生手段を有する本実施例の液浸露光装置は、投影光学系１３０の最終面の異物付着量を低減し、安定した露光性能を提供できることが確認された。
【００３６】
本実施例では、不純物除去手段および酸素除去手段を用いることによって、液浸液中の不純物や溶存酸素を除去した。ただし、投影光学系１３０の最終面の異物付着量を低減するためには、必ずしも不純物除去手段及び酸素除去手段を併用する必要はない。例えば、液浸液の交換頻度を高めることや液浸液の容量を増やすことにより、不純物除去手段を用いない場合でも異物付着量を低減することが可能である。また、被露光基板周辺の酸素濃度を窒素パージ等で低減することにより、酸素除去手段を省くことも可能である。ただし、液浸液は水と比較して材料自体のコストが高く、また環境に対する影響も大きい。また、窒素パージにもコストを伴う。したがって、液浸液の使用量を抑制するためには、本実施例に記載したような、不純物除去手段及び酸素除去手段の少なくとも一方を併用する方法が好ましい。
【００３７】
なお、本実施例の液浸露光装置は不純物除去手段及び酸素除去手段の少なくとも一方を含む再生手段の下流に水添加手段を有する。すなわち、投影光学系と被露光基板との間隙から回収された液浸液は、再生手段で処理された後に水添加手段で処理され、その後、投影光学系と被露光基板との間隙に再び供給される。不純物除去手段は、極性の大きな物質を吸着し除去する、例えばシリカゲルなどを用いた手段である場合、液浸液中の水も除去してしまう。また、酸素除去は、窒素バブリングにより酸素を除去する場合、液浸液中の水も除去してしまう。したがって、液浸液に十分な水を添加するためには、再生手段の下流に水添加手段を設けるのが好ましい。すなわち、水添加手段１７４は、液体再生手段１７３の下流かつ液体供給口１６０の上流において液体に水を添加するのが好ましい。
【実施例３】
【００３８】
本実施例では、加湿した気体と液浸液を接触させることによって液浸液に水を添加する水添加手段を有することを特徴とする液浸露光装置について説明する。本実施例の液浸露光装置に設けられた水添加手段の模式図を図５に示した。
【００３９】
本実施例の水添加手段は、気体を加湿する加湿手段と、加湿した気体と液浸液を混合する混合手段から構成される。加湿手段は、気体供給手段２１１、加湿容器２１２および水２１３から構成され、気体と水とを接触させることによって気体を加湿する。気体供給手段２１１で供給する気体は、窒素やヘリウムなどの紫外波長域に吸収をもたない気体であることが望ましい。例えば酸素は紫外波長域に吸収を持つため、前記気体中の酸素濃度は０．５重量％以下であることが望ましい。加湿した気体と液浸液とを混合する混合手段は、加湿した気体を液浸液２１６中に細かい気泡として供給するためのバブラー２１７と、容器２１５と、流路２１４および２１８とから構成される。加湿した気体を細かい気泡として液浸液中に加えることにより、加湿した気体と液浸液の接触面積が増えるため、液浸液中に水を効率よく添加することができる。また、加湿する気体として酸素濃度の低い気体を用いることにより、酸素除去手段の能力も兼ねることができる。
【００４０】
図６に、本実施例に関わる別の水添加手段の模式図を示した。本実施例の別の水添加手段も、気体を加湿する加湿手段と、加湿した気体と液浸液とを混合する混合手段とから構成される。加湿手段は、気体供給手段２１１、水供給手段２２１および混合手段２２２から構成され、気体と水とを混合手段２２２で混合することによって、気体を加湿する。気体と水との混合比を制御することにより、予め決められた湿度の気体を得ることができる。そのため、液浸液中への水の添加量を制御できる点がこの方法の優れた点である。加湿した気体と液浸液とを混合する混合手段は、気液混合手段２２３、容器２１５、流路２１４および２１８から構成される。加湿した気体と液浸液とを容器２１５の前段で混合することにより、効果的に加湿した気体と液浸液とを混合することができる。容器２１５内で気体と液浸液２１６とを分離した後、水の添加された液浸液は流路２１８から移送される。なお、加湿する気体として酸素濃度の低い気体を用いることにより、酸素除去手段の能力も兼ねることができる。
【００４１】
図５または図６に記載した水添加手段を液浸露光装置に用いることにより、実施例１または実施例２と同様に、最終面への異物付着量を低減する効果を得ることができる。
【実施例４】
【００４２】
本実施例では、水と液浸液とを接触させることによって液浸液に水を添加する別の水添加手段を有することを特徴とする液浸露光装置について説明する。本実施例の液浸露光装置に設けられた水添加手段の模式図を図７に示した。
【００４３】
本実施例の水添加手段２３３は、多孔性のメンブレン２３５を介して水２３２と液浸液２１６を接触させることによって、液浸液に水を添加する。図７において、水２３２は流路２３１から流路２３６へ、液浸液２１６は流路２１４から流路２１８へ流れるように記載されているが、流れの方向は図７記載の方向に規定されるものではない。水添加手段２３３として、多孔性の中空糸を多数用いたメンブレンコンタクター、例えばＥｎｔｅｇｒｉｓ社製ｐＨａｓｏｒ ＩＩなどを用いることができる。水と液浸液の接触面積を大きくすることにより、水の添加効率を向上させることができる。
【００４４】
流路２３１から水添加手段２３３の中に供給される水２３２の純度は高い方が好ましく、特に紫外波長域に吸収を持つ物質の濃度は低く抑える必要がある。例えば、水２３２の中の溶存酸素濃度は０．２ｐｐｍ以下であることが望ましい。水２３２の中の不純物を低く抑えることにより、液浸液２１６の中への不純物の拡散を抑制し、液浸液２１６の紫外波長域における透過率や液浸液の品質を保持することが可能である。
【００４５】
また、水２３２中の溶存気体を脱気することにより、液浸液中の溶存気体を脱気することが可能である。液浸液中の溶存気体を脱気することにより、液浸液中で発生した気泡を短時間のうちに消滅させることが可能である。水２３２中の溶存気体濃度を飽和気体濃度の７０％以下に保つことにより、気泡の寿命を十分短くすることができる。結果として、気泡による露光光の散乱を抑制し、露光時の欠陥を低減することが可能である。
【００４６】
図７に記載した水添加手段を液浸露光装置に用いることにより、実施例１または実施例２と同様に、最終面への異物の付着量を低減する効果を得ることができる。なお、本実施例の水添加手段は、図示しない不純物除去手段、酸素除去手段および脱気手段の少なくとも一つを水供給流路２３１の上流に有してもよい。
【実施例５】
【００４７】
本実施例では、投影光学系と被露光基板との間に液浸液を供給する液体供給手段を有し、液体供給手段は液浸液に水を添加する水添加手段を有することを特徴とする液浸露光装置について説明する。本実施例の液浸露光装置は、更に投影光学系と被露光基板との間から液浸液を回収する液体回収手段と、回収した液浸液を再び液体供給手段へ移送する液体循環手段と、液浸液中の水を除去する水除去手段と、液浸液中の水分濃度を計測する水分計測手段とを有する。水分計測手段の計測結果に応じて水添加手段および水除去手段を制御し、液浸液中の水分濃度を制御することを特徴とする。本実施例の液浸露光装置の部分的な模式図を図８に示した。
【００４８】
本実施例の液浸露光装置は、光源にＡｒＦエキシマレーザーを使用したステップアンドスキャン方式の露光装置である。投影光学系１３０の最終面と被露光基板１５０との間に供給する液浸液１７０として屈折率１．６４の高屈折率液を使用した。
【００４９】
液浸液１７０（高屈折率液）は、液体供給手段１７１から水添加手段１７４および水分計測手段１８１を経た後、液体供給口１６０を介して、投影光学系１３０のレンズ最終面と被露光基板１５０との間に供給される。供給された液浸液１７０は、例えば減圧吸引などの手法を用いて液体回収手段１７２により液体回収口１６１を介して回収される。回収された液浸液１７０は、水除去手段１８２を含む液体循環手段１７７を介して再び液体供給手段１７１に移送される。水分計測手段１８１の計測結果に応じて、水添加手段１７４および水除去手段１８２を制御することによって、液浸液中の水分濃度を安定化させることが可能である。水分濃度を安定化することによって、液浸液の屈折率安定性を高めることができる。屈折率の安定した液浸液１７０を介して被露光基板をＡｒＦエキシマレーザーで露光することによって、安定した高い解像力でパターンを被露光基板上に転写することができる。なお、水分計測手段１８１としては、一般的な液体プロセス用水分計を用いることができる。また水分除去手段１８２としては、液体を加熱して水分を除去する方法、又は乾燥気体でバブリングして水分を除去する方法等が用いられる。
【００５０】
この液浸露光装置を稼動し、稼動時間に対する投影光学系１３０の最終面の異物付着量を測定したところ、図３の水添加手段のある場合と同様の結果が得られた。また液浸液１７０の屈折率安定性が高まったため、被露光基板内の線幅均一性が向上した。
【００５１】
本実施例では、水添加手段に加え、水除去手段と水計測手段とを併用することによって液浸液中の水分濃度を制御した。ただし、水除去手段及び水計測手段の何れか一方を含む場合でも、液浸液中の水分濃度を管理（調整）できる。例えば、図６の水添加手段を用いた場合には、水除去手段を用いなくとも水添加手段および水計測手段のみで液浸液中の水分濃度を制御することが可能である。また、水分計測手段を用いず、水添加手段および水除去手段のみを用いる場合でも、安定した水分濃度を実現することは可能である。
【実施例６】
【００５２】
上述した露光装置および露光方法のいずれかを利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。ここで、デバイスは、半導体デバイス、液晶デバイス等により例示されるものである。デバイスは、上述した露光装置および露光方法のいずれかを用いて、感光剤が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、該工程で露光された基板を現像する工程と、他の周知の工程とを実施することにより製造する。
【００５３】
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。
【符号の説明】
【００５４】
１３０  投影光学系
１７１  液体供給手段
１７４  水添加手段
【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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