CN1637606A - 曝光方法和装置 - Google Patents

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CN1637606A CNA2004100114865A CN200410011486A CN1637606A CN 1637606 A CN1637606 A CN 1637606A CN A2004100114865 A CNA2004100114865 A CN A2004100114865A CN 200410011486 A CN200410011486 A CN 200410011486A CN 1637606 A CN1637606 A CN 1637606A
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Abstract

提供一种曝光方法，其特征在于：包括在被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间导入液体的步骤；使配置在所述被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间的所述液体的界面变位的步骤；把在掩膜上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上的步骤。

Description

曝光方法和装置
技术领域
本发明一般涉及IC、LSI等半导体芯片、液晶面板等的显示元件、磁头等的检测元件、CCD等摄像元件这样的各种器件、微型结构中使用的微细图案的制造中使用的曝光方法和曝光装置，特别涉及把投影光学系统的最终面和被曝光体的表面浸渍在液体中，通过该液体把被曝光体曝光的液浸型的曝光方法和装置。
背景技术
从以往就使用通过投影光学系统把由刻线(掩模)描画的电路图案投影到晶片上，复制电路图案的投影曝光装置，近年，对高析像度、高质量的曝光的要求越来越强烈。作为满足有关的要求的一个手段，着眼于液浸型曝光。液浸型曝光通过使投影光学系统的晶片一侧的媒质为液体，进一步推进高NA话。即如果媒质的折射率为n，则投影光学系统的NA为NA＝n·sinθ，所以通过满足比空气折射率还高的折射率(n＞1)的媒质，能把NA提高到n。
在液浸型曝光中，已经提出在被曝光体和最接近被曝光体的投影光学系统的光学元件之间填充液体的方法(例如参照国际公开99/49504号论文、International Symposium on 157nm Lithography，3-6 September 2002，Belgium，Bruce Smith et al.(Rochester Instituteof Technology)，Extreme-NA Water Immersion Lithography for35-65nm Technology)。这些公报如图9所示，在投影光学系统的最终透镜14的附近设置供给喷嘴18和回收喷嘴20，从供给喷嘴18向衬底W和最终透镜14之间供给液体16。此外，通过对液体16的外侧喷射压缩空气，形成气帘20，把液体16保持在衬底W和最终透镜14之间。这里，图9是用于说明以往的液浸型曝光装置的液体供给和回收方法的概略剖视图。从导入液体16时，衬底W和最终透镜14的间隔维持在曝光所必要的间隔，据此，导入后，曝光准备立刻就绪。从供给喷嘴18连续供给液体16，在从回收喷嘴20连续回收液体16的状态下，即在衬底W和最终透镜14之间液体16循环的状态下，进行曝光。
可是，图9所示的以往的液浸型曝光中，如果衬底W的端部位于比供给喷嘴18的外延更内侧，则从供给喷嘴18供给的液体落到下面，而因为回收喷嘴20回收液体16，所以在最终透镜14和衬底W之间没有液体或减少，至少混入气泡。有关的气泡把曝光光遮光，引起复制精度和成品率的下降，存在并一定能满足高质量的曝光的要求的问题。此后连续供给和回收液体16，也无法除去有关的气泡，如果该气泡混入曝光区域的液体中，则有时妨碍曝光光，曝光复制精度下降。
此外，在初始填充时，在被复制衬底和最终透镜之间存在液体，但是当该剩下的液体的液面和从液体供给喷嘴供给的液体的液面远离时，如果为了连续供给，使该液面彼此接触，就容易产生气泡。
发明内容
因此，本发明的目的在于：提供防止气泡的混入，用于进行高质量的液浸型曝光的曝光方法和装置。
作为本发明的一侧面的曝光方法的特征在于包括：在被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间导入液体的步骤；使配置在所述被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间的所述液体的界面变位的步骤；把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上的步骤。
所述导入步骤使用用于导入所述液体的供给喷嘴，所述变位步骤使所述液体变位，从而在所述投影步骤中所述液体与使所述供给喷嘴的供给口连接。依存于所述投影步骤中的所述液体的界面和所述衬底的位置关系，进行所述变位步骤。所述投影步骤以分步扫描方式进行，依存于所述投影步骤中的扫描方向，进行所述变位步骤。
作为本发明的其它侧面的曝光方法的特征在于包括：在被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间通过供给喷嘴导入液体的步骤；在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的步骤；把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上的步骤。
作为本发明的其它侧面的曝光装置，把被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面浸渍在液体中，把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上，其特征在于包括：向所述被曝光体的表面以及所述投影光学系统的最终面之间导入液体的供给喷嘴；设置在该供给喷嘴中，使配置在所述被曝光体的表面以及所述投影光学系统的最终面之间的所述液体的界面变位的变位部。该曝光装置是分步扫描方式。
作为本发明的其它侧面的曝光装置，把被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面浸渍在液体中，把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上，其特征在于包括：向所述被曝光体的表面以及所述投影光学系统的最终面之间导入液体的供给喷嘴；设置在该供给喷嘴中，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部。此外，所述曝光装置还具有：用于控制是否进行基于所述气液分离部的气体除去的阀门。
所述供给喷嘴可以兼任回收所述液体的回收喷嘴。
具有：设置在所述供给喷嘴上，用于进行所述液体的供给的开闭动作的第一阀门；设置在所述变位部上，用于进行基于所述变位部的变位的开闭动作的第二阀门。还具有：在所述液体的回收时和供给时，控制所述第一和第二阀门的开闭的控制部。
还具有：连接在所述供给喷嘴上，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部；用于进行基于所述气液分离部的除去气体的开闭动作的第三阀门。此外，还具有：连接在所述变位部和所述供给喷嘴上的第一管道；设置在该第一管道上，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部；与所述第一流道并列连接在所述变位部和所述供给喷嘴上的第二管道；设置在该第二管道上，用于进行所述液体回收的开闭动作的第三阀门。此外，所述曝光装置还具有：在所述液体的回收时、供给时和气体的除去时，控制所述第一～第三阀门的开关的控制部。
作为本发明的另一侧面的器件制造方法具有：使用上述的曝光装置，把所述被曝光体曝光的步骤；把所述曝光的所述被曝光体显影的步骤。实现与上述的曝光装置的作用同样的作用的器件制造方法的方案的效力也波及中间和最终结果物即器件自身。此外，有关的器件包含LSI或VLSI等半导体芯片、CCD、LCD、磁传感器、薄膜磁头等。
根据参照附图说明的实施例，本发明的其它目的或其他特征会变得清楚。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是表示作为本发明一实施形态的曝光装置的概略框图。
图2是用于说明图1所示的曝光装置的曝光方法的程序流程图。
图3是用于说明图2所示的曝光方法的供给和回收步骤以及变位和气泡除去步骤的实施例1的图1所示的曝光装置的概略局部放大剖视图。
图4是用于说明图2所示的曝光方法的供给和回收步骤以及变位和气泡除去步骤的实施例1的图1所示的曝光装置的概略局部放大剖视图。
图5是用于说明图2所示的曝光方法的供给和回收步骤以及变位和气泡除去步骤的实施例1的图1所示的曝光装置的概略局部放大剖视图。
图6是用于说明图2所示的曝光方法的供给和回收步骤以及变位和气泡除去步骤的实施例1的图1所示的曝光装置的概略局部放大剖视图。
图7是用于说明使用图1所示的曝光装置，说明器件(IC或LSI等半导体器件、LCD、CCD等)的制造方法的程序流程图。
图8是图7所示的步骤4的详细程序流程图。
图9是以往的液浸型曝光装置的局部放大剖视图。
具体实施方式
下面，参照图1说明作为本发明一实施形态的曝光装置100。这里，图1是曝光装置100的概略框图。如图1所示，曝光装置100具有：照明装置110、掩模(刻线)130、刻线台132、投影光学系统140、主控制部件150、监视器和输入装置152、晶片170、晶片台174、供给作为媒质的液体181的供给回收机构180。曝光装置100是把位于投影光学系统140的晶片170一侧的最终光学元件的最终面局部或全体浸渍在液体181中，通过液体181把在掩模形成的图案在晶片W上曝光的液浸型的曝光装置。本实施例的曝光装置100是分步扫描方式的投影曝光装置，但是本发明也能使用分步重复方式等其它曝光方式。
曝光装置100照明形成复制用的电路图案的掩模130，具有光源部和照明光学系统。
光源部包含作为光源的激光器112、光束整形系统114。激光器112能使用来自波长约193nm的ArF受激准分子激光器、波长约248nm的KrF受激准分子激光器、波长约157nm的F2受激准分子激光器等脉冲激光器的光。并未限定激光器的种类、个数，也未限定光源部的种类。
光束整形系统114能使用具有多个柱面透镜的光束扩展器，把来自激光器112的平行光的截面形状的尺寸的纵横比率变换为所需的值(例如截面形状从长方形到正方形)，从而把光束形状成形为所需的形状。光束整形系统114形成具有照明后面描述的光学积分器118所必要的尺寸和发散角的光束。
照明光学系统是照明掩模130的光学系统，在本实施例中，包含：聚光光学系统116、光学积分器118、孔径光阑120、聚光透镜122、弯曲反射镜124、遮蔽板126、成像透镜128。照明光学系统能实现以往的照明、环形照明、四重极照明等各种照明模式。
聚光光学系统116由多个光学元件构成，以所需形状高效导入光学积分器118。例如聚光光学系统116包含变焦透镜系统，控制对光学积分器118的入射光束的形状和角度的分配。聚光光学系统116包含：能在每次照明中变更对掩模130的照明光的曝光量的曝光量调整部。
光学积分器118把照射到掩模130的照明光均匀化，在本实施例中，作为把入射光的角度分布变换为位置分布并出射的蝇眼透镜构成。蝇眼透镜在入射面和出射面维持傅立叶变换的关系，通过组合多个棒状透镜(即微小透镜元件)构成。可是，本发明能使用的光学积分器118并不局限于蝇眼透镜，包含光学棒、衍射光栅、各组配置为正交的多组柱面透镜阵列板。
在光学积分器118的出射面的后面设置形状和直径被固定的孔径光阑120。孔径光阑120配置在与投影光学系统140的光瞳面142上形成的有效光源几乎共轭的位置，孔径光阑120的孔径形状相当于投影光学系统140的光瞳面142的有效光源形状。孔径光阑120如后所述，控制有效光源的形状。孔径光阑120可以按照照明条件，通过未图示的光阑交换机构，进行切换，从而使各种孔径光阑位于光路中。
聚光透镜122把从光学积分器118的射出面附近的2次光源出射、透射孔径光阑120的多个光束聚光，由反射镜124反射，通过柯勒照明均匀照射作为被照斜面的遮蔽板126面。
遮蔽板126由多个可动遮光板构成，具有与投影光学系统140的有效面积对应的几乎矩形的任意孔径形状。透射遮蔽板126的孔径部的光束作为掩模130的照明光使用。遮蔽板126是孔径宽度自动可变的光阑，能变更复制区域。此外，曝光装置100还可以具有：能变更扫描方向的复制区域的与上述遮蔽板类似的扫描板。扫描板也是孔径宽度自动可变的光阑，设置在与掩模130在光学上几乎共轭的位置。曝光装置100通过使用这两个可变板，能配合进行曝光的曝光尺寸设定复制区域的尺寸。
成像透镜128对刻线130面上照射并复制遮蔽板126的孔径形状，把刻线130面上的图案缩小并投影到后面描述的保持部172上放置的晶片170面上。
掩模130在其上形成应该复制的图案，由掩模台132支撑和驱动。从掩模130发出的衍射光通过投影光学系统140投影到晶片170上。晶片170是被曝光体，在晶片170上涂敷有抗蚀剂172。掩模130和晶片170配置为光学共轭关系。曝光装置100是分步扫描方式的曝光装置100(即扫描仪)，所以通过扫描掩模130和晶片170，把掩模130的图案复制到晶片170上。须指出的是，如果是分步重复方式的曝光装置(即阶跃器)，则在使掩模130和晶片170静止的状态下进行曝光。
掩模台132支撑掩模130，连接在未图示的移动机构上。在安放在地面上的底座上通过阻尼器支撑的台镜筒底板上设置掩模台132和投影光学系统140。掩模台132也能应用业界公开的任意结构。未图示的移动机构由线性电机构成，通过在XY方向驱动掩模台132，能移动掩模130。
投影光学系统140具有把经过形成在掩模130上的图案的衍射光在晶片170上成像的功能。投影光学系统300能使用由多个透镜元件构成的光学系统、具有多个透镜元件和至少一个凹面镜的光学系统(反射折射光学系统)、具有多个透镜元件和至少一个基诺全息图等衍射光学元件的光学系统。当有必要修正色差时，使用由色散值(阿贝值)彼此不同的玻璃材料构成的多个透镜元件，或构成衍射光学元件，产生与透镜元件反向的分散。如果不这样，则通过缩小激光的频谱宽度，实现色差的补偿。
主控制部件150进行各部的驱动控制，但是根据从监视器和输入装置152的输入装置输入的信息、检测部190检测的信息、未图示的存储器中存储的程序，进行液体填充控制。更具体而言，主控制部件150控制供给回收机构180和后面描述的晶片台174，从而液体181在晶片170和投影光学系统140的最终光学元件之间不会混入气泡。基于主控制部件150的控制信息和其他信息在监视器和输入装置152的监视器上显示。
晶片170在其它实施形态中置换为液晶衬底等其它被曝光体。在晶片170中，光致抗蚀剂涂敷在衬底上。晶片170通过晶片夹具等保持部172支撑在晶片台174上。保持部能应用业界中公开的任意保持方法(例如真空保持和静电保持)，所以省略详细的构造和动作的说明。台174也能应用业界中公开的任意结构，希望具有6轴同轴。例如台174利用线性电极，在XYZ方向把晶片170移动。掩模130和晶片170同步扫描，由激光干涉仪监视掩模台132和晶片台174的位置，以一定的速度比率驱动两者。台174例如设置在通过阻尼器支撑在地上的台底板上，在安放在地面上的底座上通过阻尼器支撑的台镜筒底板上设置掩模台132和投影光学系统140。
供给回收机构180具有对投影光学系统140的最终面和晶片170之间供给和回收液体181，并且从液体181除去气体或气泡的功能。
投影光学系统140的对晶片170的最终面浸渍在液体181中，选择曝光波长的透射率好，在投影光学系统中不附着杂质，与抗蚀剂工艺的匹配好的物质。液体181是纯水和氟类化合物，能按照涂敷在晶片170上的抗蚀剂或曝光光的波长选定。为了保护来自液体181的影响，对投影光学系统140的最终面进行镀膜。
下面，参照图2说明作为本发明的一实施形态的曝光方法。这里，图2是有关的曝光方法的程序流程图。本实施形态的曝光方法在晶片170的表面和投影光学系统140的最接近晶片170的光学元件的最终面之间填充液体181后，连续供给和回收液体181(步骤1100)，使液体181的液面(界面)变位，并且除去气泡(步骤1200)，把形成在掩模130上的图案通过投影光学系统140和液体181投影到晶片170上(步骤1300)。在给定的时期或时常进行步骤1200。此外，主控制部件150控制液体181的供给、回收和除去气泡的各部分动作。图2所示的程序流程图作为软件或固件存储在未图示的存储器中，根据它，主控制部件150进行曝光。
下面，说明本发明的几个实施例的曝光方法。
[实施例1]
首先，参照图3和图4说明实施例1的步骤1100和1200。这里，图3和图4是实施例1的步骤1100以及1200的投影光学系统140的最接近晶片170的最终光学元件144、晶片170附近的概略放大剖视图。在初始状态下，晶片170的上表面171和最终光学元件144的下表面145之间填充有液体181。本实施例的供给回收机构180具有供给喷嘴182、回收喷嘴184、变位和气泡除去机构190。须指出的是，实际上在图3和图4的供给喷嘴和回收喷嘴的外侧形成气帘，但是为了作图上的方便，在图3和图4中省略。这在以下的说明中也是同样。
供给喷嘴182对光学元件144的下表面145和晶片170的上表面171之间连续或断续供给液体181。回收喷嘴184从光学元件144的下表面145和晶片170的上表面171之间连续或断续回收液体181。
变位和气泡除去机构190具有除去液体181中包含的气体或气泡，并且使液体181的液面(界面)变位的功能，具有泵191、管道192、阀门193、气液分离膜194。
泵191作为吸引排气部件起作用，排出透过气液分离膜194的气体(气泡)。本发明未限定泵的种类。管道192连接在泵191和供给喷嘴182上，材料和结构任意。因此，可以是金属性管道，也可以是由弹性材料构成的管道。阀门193和气液分离膜194按照该顺序设置在泵191和供给喷嘴182之间。气液分离膜194是气体透过、但是液体181不透过的多孔性膜，根据液体181的种类，能应用业界中公开的任意构造。
在特征上，本实施例的供给回收机构180在供给喷嘴182上具有气液分离部件。有时在对供给喷嘴182供给液体181的上游的未图示的供给源中也设置气液分离部件，但是在本实施例中，具有另外的气液分离部件，能除去管道中的气泡。在本实施例中，气液分离部件190总工作，但是也可以只在给定时期中工作。此外，本实施例的供给回收机构180在供给喷嘴182上具有液面变位部件。
图3和图4在从气液分离膜194到泵191之间只表示阀门193，但是实际上具有节流孔、流量计。此外，阀门193在本实施例中连接在气液分离膜194和泵191之间，但是并不局限于此，在供给喷嘴182内，可以连接在从液体181的供给源、供给口183、气液分离膜194方向的分支到泵192之间。
当把液体181初始填充到晶片170和光学元件144之间，变为图3(a)的状态，或在周围曝光中变为图3(b)的状态，有时填充在晶片170和光学元件144之间的液体181的液面在供给喷嘴182的供给口中与液体181不连续。在该状态下，如果从供给喷嘴182供给液体181，但是填充在晶片170和光学元件144之间的液体181的液面和从供给喷嘴182供给的液体181的液面接触，在该接触的瞬间产生起跑，或如图3(a)和图3(b)中箭头所示，液体181超过未图示的气帘溢出。图3(a)和图4(a)是用于说明把变位和气泡除去机构190的阀门193关闭，使变位功能不工作时的问题点的概略扩大剖视图。
因此，如图3(a)和图4(a)所示，把变位和气泡除去机构190的阀门193打开，使变位功能工作，如箭头所示，使液体181的液面变位到供给喷嘴182的正下方，即拉向上游一侧，使供给喷嘴182的供给口183和液体181接触。据此，液体182几乎不会溢出。同时变位和气泡除去机构190的气泡除去功能工作，使液体181透过气液分离膜194，除去液体181中包含的气泡。气泡通过泵191向外部排出。
代替总执行步骤1200，希望主控制部件150在向晶片170和光学元件144之间填充液体181的初始填充后、或周围曝光后，在光学元件144与晶片170全面相对的定时实施步骤1200。
然后，向后面描述的步骤1300转移。
[实施例2]
下面，参照图5说明实施例2的步骤1100和1200。这里，图5(a)是实施例2的步骤1100和1200的投影光学系统140的光学元件144附近的气泡除去时的概略放大剖视图，图5(b)表示液体回收时的气液分离膜194A附近的状态。本实施例的供给回收机构190具有：供给喷嘴182A、供给一侧阀门185、泵一侧阀门186、变位和气泡除去机构190A。变位和气泡除去机构190A具有泵191、管道192、气液分离膜194A、阀体195、O形环196。须指出的是，在图5中，对于与图3以及图4相同的构成要素，付与相同的参照符号，省略重复说明。
实施例1在液体181的供给和回收中，分别设置专用的喷嘴(供给喷嘴182、回收喷嘴184)，而实施例2通过在比喷嘴182A的供给口183A更上游的位置上设置阀门185和186，共享在液体181的供给和回收中使用的喷嘴。供给喷嘴182A既作为供给喷嘴，也作为回收喷嘴起作用。液体供给一侧阀门185和泵一侧阀门186构成一个阀门，主控制部件150在步骤1100和1200中控制阀门185以及186的开关。气液分离膜194A能旋转，但是在功能上与气液分离膜194同样。O形环196安装在气液分离膜194A的外周上。阀体195是可自由旋转地支撑气液分离膜194A，与O形环196接触和不接触，进行管道192内的开闭的阀门。
下面，说明本实施例的步骤1100和1200。
在步骤1100的液体181的供给时，主控制部件150把阀门185打开，并且控制未图示的上游的供给源，对未图示的晶片170和光学元件144之间连续或断续供给液体181。然后主控制部件150可以关闭阀门186。
在步骤1100的液体181的回收时，主控制部件150把阀门185关闭，并且把阀门186打开。此外，主控制部件150旋转驱动气液分离膜194A，如图5(b)所示，使O形环196与阀体195的内壁不接触。据此，最终光学元件144和晶片170之间的液体181通过管道192上升到泵191，能进行液体181的回收。
在步骤1200的变位和除去气泡时，主控制部件150把阀门185关闭，并且把阀门186打开。此外，主控制部件150旋转驱动气液分离膜194A，如图5(a)所示，使O形环196与阀体195的内壁接触。据此，最终光学元件144和晶片170之间的液体181通过管道192上升到气液分离膜194A或其附近，通过气液分离膜194A能从泵191除去气泡。此外，这时虽然未图示，但是最终光学元件144和晶片170之间的液体181的界面变位，所以取得图3(b)和图4(b)中说明的效果。然后，如果阀门185打开，最终光学元件144和晶片170之间的液体181和从未图示的供给源通过喷嘴182A供给的液体181的液面接触，但是由于液面接触而产生的气泡通过气液分离膜194A向泵191排出。
步骤1100的供给和回收由在图5中未图示的晶片台174的扫描方向S1以及S2决定。当晶片台174的扫描方向为S1时，实施液体181的供给，当S2时，实施液体181的回收。此外，主控制部件150在初始填充紧后或周围曝光时进行步骤1200，主控制部件150根据晶片170的位置信息，决定是否在周围曝光时进行。
须指出的是，在本实施例中，气液分离膜194A的动作用蝴蝶阀的工作原理说明，但是并不局限于此，也能在本实施例中应用闸式阀。
然后转移到后面描述的步骤1300。
[实施例3]
下面参照图6说明实施例3的步骤1100和1200。这里，图6是实施例3的步骤1100和1200中的投影光学系统140的光学元件144附近的概略放大剖视图。在图6中，对于与图5相同的构成要素，付与相同的参照符号，省略重复说明。本实施例与实施例同样，通过在比喷嘴182A的供给口183A更上游的位置上设置阀门185和186，共享在液体181的供给和回收中使用的喷嘴182A。可是，在实施例2中，气液分离膜194A自身为阀门构造，但是本实施例把气液分离膜194固定，设置与它并列的管道197，在管道197上设置阀门198。
下面，说明本实施例的步骤1100和1200。
在步骤1100和1200的液体181的供给时，主控制部件150把阀门185打开，并且控制未图示的上游的供给源，对未图示的晶片170和光学元件144之间连续或断续供给液体181。然后主控制部件150可以关闭阀门186，也可以关闭阀门186并把阀门198打开。须指出的是，主控制部件150在关闭阀门186并把阀门198打开时，使泵191工作。
在在步骤1100的液体181的回收时，主控制部件150把阀门185关闭，并且把阀门186和198打开。据此，最终光学元件144和晶片170之间的液体181通过管道192和197上升到泵191，能进行液体181的回收。
在步骤1200的变位和除去气泡时，主控制部件150把阀门185和198关闭，并且把阀门186打开，据此，能把最终光学元件144和晶片170之间的液体181通过管道192吸引到气液分离膜194或其附近，通过气液分离膜194能从泵191除去气泡。此外，这时虽然未图示，但是最终光学元件144和晶片170之间的液体181的界面变位，所以取得图3(b)和图4(b)中说明的效果。然后，如果阀门185打开，最终光学元件144和晶片170之间的液体181和从未图示的供给源通过喷嘴182A供给的液体181的液面接触，但是由于液面接触而产生的气泡通过气液分离膜194A向泵191排出。
步骤1100的供给和回收由在图5中未图示的晶片台174的扫描方向S1以及S2决定。当晶片台174的扫描方向为S1时，实施液体181的供给，当S2时，实施液体181的回收。此外，主控制部件150在初始填充紧后或周围曝光时进行步骤1200，主控制部件150根据晶片170的位置信息，决定是否在周围曝光时进行。
以下，再回到图1，说明步骤1300。在投影曝光步骤1300中，从激光器112发出的光束通过光束整形系统114把该光束形状成形为所需形状后，入射照明光学系统。聚光光学系统116把光束高效导入到光学积分器118。这时，曝光量调节部调节照明光的曝光量。此外，主控制部件150选择作为适合于掩模图案的照明条件的孔径形状和偏振光状态。光学积分器118把照明光均匀化，孔径光阑120设定所需的有效光源形状。有关的照明光通过聚光透镜122、弯曲反射镜124、遮蔽板126、成像透镜128，以最佳的照明条件照射掩模200。
通过掩模130的光束由投影光学系统140以给定倍率缩小投影到晶片170上。如果是分步扫描方式的曝光装置，则光源112和投影光学系统140固定，同步扫描投影光学系统140和晶片170，把全体曝光。使晶片台174步进，转移到下一拍照，进行新的扫描操作。重复扫描和步进，在晶片170上曝光复制多个拍照(shot)。须指出的是，曝光装置如果采用分步重复方式，在使掩模130和晶片170静止的状态下，进行曝光。
投影光学系统140的对晶片170的最终面浸渍在比空气折射率还高的液体181中，所以投影光学系统140的NA提高，形成在晶片170上的析像度也变得微细。填充步骤防止气泡的混入，所以能进行高质量的曝光。据此，曝光装置100以高精度把图案对抗蚀剂复制，能提供高质量的器件(半导体元件、LCD元件、摄像元件(CCD等)、薄膜磁头)。
下面，参照图7和图8，说明利用上述曝光装置的器件制造方法的实施例。图7是用于说明器件(LC或LSI等半导体芯片、LCD元件、CCD等)的制造的程序流程图。在步骤1(电路设计)中，进行器件的电路设计。在步骤2(掩模的制作)中，制作形成设计的电路图案的掩模。在步骤3(晶片的制造)中，使用硅等材料，制造晶片。步骤4(晶片工艺)称作前步骤，使用掩模和晶片，通过本发明的光刻技术，在晶片上形成实际的电路。步骤5(组装)称作后步骤，是使用由步骤4形成的晶片，形成半导体芯片的步骤，包含装配步骤(切片、接合)、包装步骤(封入芯片)等步骤。在步骤6(检查)中，进行步骤5中制作的半导体器件的动作确认测试、耐久性测试等检查。经过这样的步骤，半导体器件完成，出厂(步骤7)。
图8是步骤4的晶片工艺的详细的程序流程图。在步骤11(氧化)中，使晶片的表面氧化。在步骤12(CVD)中，在晶片表面形成绝缘膜。在步骤13(形成电极)中，通过蒸镀在晶片上形成电极。在步骤14(离子注入)中，对晶片注入离子。在步骤15(抗蚀剂处理)中，在晶片上涂敷感光剂。在步骤16(曝光)中，通过曝光装置在晶片上把掩模的电路曝光。在步骤17(显影)中，把曝光的晶片显影。在步骤18(蚀刻)中，切去显影的抗蚀剂像以外的部分。在步骤(抗蚀剂剥离)中，剥离蚀刻后不要的抗蚀剂。通过重复进行这些步骤，在晶片上多重形成电路图案。根据本发明的器件制造方法，能制造比以往更高质量的器件。使用本发明的光刻技术的器件制造方法、作为产物的器件也构成本发明的一侧面。此外，本发明也覆盖有关的器件制造方法的中间以及最终产物即器件自身。此外，有关的器件例如包含LSI或VLSI等半导体芯片、CCD、LCD、磁传感器、薄膜磁头等。
以上，根据本实施例，在液浸型曝光装置中，能维持被曝光体和投影光学系统之间的液体与从喷嘴供给的液体的连续性，除去液体内的气泡。根据本实施形态，在喷嘴附近除去供给液体的管道中残留的气体，所以能防止气泡混入曝光区域的液体中。根据本实施形态，能防止气泡引起的复制精度的下降，所以能实现高质量的曝光。此外，迅速的填充能提高生产能力和器件构造的生产性。
根据本发明，能提供防止气泡的混入，用于进行高质量的液浸型曝光的曝光方法和装置。
以上说明了本发明的实施形态，但是本发明并不限定于这些实施形态，在其宗旨的范围中能进行各种变形和变更。例如存储本发明的曝光方法的程序也构成本发明的一侧面。此外，最终光学元件144的下表面145并不限定于平面。

Claims (23)

1.一种曝光方法，其特征在于包括：
在被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间导入液体的步骤；
使配置在所述被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间的所述液体的界面变位的步骤；
把在掩模形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上的步骤。
2.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
所述导入步骤使用用于导入所述液体的供给喷嘴；
所述变位步骤使所述液体变位，从而在所述投影步骤中使所述液体与所述供给喷嘴的供给口连接。
3.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
依存于所述投影步骤中的所述液体的界面和所述衬底的位置关系，进行所述变位步骤。
4.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：
所述投影步骤以分步扫描方式进行，
依存于所述投影步骤中的扫描方向，进行所述变位步骤。
5.一种曝光方法，其特征在于包括：
在被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面之间通过供给喷嘴导入液体的步骤；
在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的步骤；
把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上的步骤。
6.一种曝光装置，把被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面浸渍在液体中，把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上，其特征在于包括：
向所述被曝光体的表面以及所述投影光学系统的最终面之间导入液体的供给喷嘴；
设置在该供给喷嘴中，使配置在所述被曝光体的表面以及所述投影光学系统的最终面之间的所述液体的界面变位的变位部。
7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于：
是分步扫描方式的曝光装置。
8.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：用于进行基于所述气液分离部的除去气体的开闭动作的阀门。
9.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于：
所述供给喷嘴兼任回收所述液体的回收喷嘴。
10.根据权利要求8所述的曝光装置，其特征在于：
具有：设置在所述供给喷嘴上，用于进行所述液体的供给的开闭动作的第一阀门；
设置在所述变位部上，用于进行基于所述变位部的变位的开闭动作的第二阀门。
11.根据权利要求10所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：在所述液体的回收时和供给时，控制所述第一和第二阀门的开闭的控制部。
12.根据权利要求10所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：连接在所述供给喷嘴上，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部；
用于进行基于所述气液分离部的除去气体的开闭动作的第三阀门。
13.根据权利要求12所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：连接在所述变位部和所述供给喷嘴上的第一管道；
设置在该第一管道上，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部；
与所述第一管道并列连接在所述变位部和所述供给喷嘴上的第二管道；
设置在该第二管道上，用于进行所述液体回收的开闭动作的第三阀门。
14.根据权利要求10所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：在所述液体的回收时、供给时和除去气体时，控制所述第一～第三阀门的开闭的控制部。
15.一种曝光装置，把被曝光体的表面以及投影光学系统的最终面浸渍在液体中，把在掩模上形成的图案通过所述投影光学系统以及所述液体投影到所述被曝光体上，其特征在于包括：
向所述被曝光体的表面以及所述投影光学系统的最终面之间导入液体的供给喷嘴；
设置在该供给喷嘴中，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部。
16.根据权利要求15所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：用于进行基于所述气液分离部的除去气体的开闭动作的阀门。
17.根据权利要求13所述的曝光装置，其特征在于：
具有：设置在所述供给喷嘴上，用于进行所述液体的供给的开闭动作的第一阀门；
设置在所述变位部上，用于进行基于所述变位部的变位的开闭动作的第二阀门。
18.根据权利要求17所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：在所述液体的回收时和供给时，控制所述第一和第二阀门的开闭的控制部。
19.根据权利要求15所述的曝光装置，其特征在于还具有：
连接在所述供给喷嘴上，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部；
用于进行基于所述气液分离部的除去气体的开闭动作的第三阀门。
20.根据权利要求19所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：连接在所述变位部和所述供给喷嘴上的第一管道；
设置在该第一管道上，在所述供给喷嘴中从所述液体除去气体的气液分离部；
与所述第一管道并列连接在所述变位部和所述供给喷嘴上的第二管道；
设置在该第二管道上，用于进行所述液体回收的开闭动作的第三阀门。
21.根据权利要求19所述的曝光装置，其特征在于：
还具有：在所述液体的回收时、供给时和除去气体时，控制所述第一～第三阀门的开闭的控制部。
22.一种器件制造方法，其特征在于包括：
使用所述权利要求6所述的曝光装置把所述被曝光体曝光的步骤；
把曝光的所述被曝光体显影的步骤。
23.一种器件制造方法，其特征在于包括：
使用所述权利要求15所述的曝光装置把所述被曝光体曝光的步骤；
把曝光的所述被曝光体显影的步骤。
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