JP2006013130A

JP2006013130A - 露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法

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Publication number: JP2006013130A
Application number: JP2004188111A
Authority: JP
Inventors: Akira Tanaka; 亮田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】液浸露光装置において、投影光学系下面と基板表面との間に配置された液体に発生した温度むらを迅速に解消させることができる露光装置等を提案する。
【解決手段】投影光学系３０と基板Ｗとの間に液浸領域ＡＲを形成し、液浸領域ＡＲを形成する液体Ｌと投影光学系３０とを介してパターン像を基板Ｗ上に投影して基板Ｗを露光する露光装置において、液浸領域ＡＲを形成する液体Ｌに対して電磁波Ｍを照射する液体加熱部９０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、高集積半導体回路素子の製造のためのリソグラフィ工程のうち、転写工程で用いられる露光装置に関する技術である。

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。
近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。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、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も実用化されつつある。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Ｒｅ、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
Ｒ＝ｋ_１・λ／ＮＡ … （１）
δ＝±ｋ_２・λ／ＮＡ^２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ_１、ｋ_２はプロセス係数である。式（１），（２）より、解像度Ｒｅ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が狭くなることが分かる。

焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、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、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献１に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や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（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ともに、焦点深度を約ｎ倍に拡大するというものである。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

ところで、投影光学系と基板との間に配置される液体は、予め温度が厳密に管理された上で供給され、更に回収されている。これにより、液体の温度を一定に維持して温度変化に伴う屈折率の変化が防止されている。
しかしながら、露光処理を行うと、露光光が液体を透過する際に液体を加熱してしまい、特に液体の上部側（投影光学系の下面側）が加熱されて、下部側（基板表面側）との間に温度差（温度むら）が発生してしまう。このため、液体の屈折率が局所的に変化して、ディストーションが悪化してしまうという問題がある。
このような問題を解決するために、液体の供給量及び回収量を増やすことも考えられるが、液体の移動に伴う振動により、露光精度が悪化してしまうので、限界がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、液浸露光装置において、投影光学系下面と基板表面との間に配置された液体に発生した温度むらを迅速に解消させることができる露光装置、露光方法等を提案することを目的とする。

本発明に係る露光装置、露光方法、及びデバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、投影光学系（３０）と基板（Ｗ）との間に液浸領域（ＡＲ）を形成し、液浸領域を形成する液体（Ｌ）と投影光学系とを介してパターン（ＰＡ）の像を基板上に投影して基板を露光する露光装置（ＥＸ）において、液浸領域を形成する液体に対して電磁波を照射する液体加熱部（９０）を備えるようにした。
この発明によれば、投影光学系と基板との間に配置された液体を電磁波により加熱することができる。特に液体が水の場合には、良好に加熱することができる。
また、液体加熱部（９０）から照射される電磁波がマイクロ波であるものでは、液体を迅速に加熱することができる。
また、液体加熱部（９０）が、発振器（９１）と導波管（９２）と反射板（９３）を備えるものでは、液浸領域の液体のうち、所定の領域に配置された液体に向けて電磁波を照射することができ、これにより、液体を局所的に加熱することができる。

第２の発明は、投影光学系（２０）と基板（Ｗ）との間に液浸領域（ＡＲ）を形成し、液浸領域を形成する液体（Ｌ）と投影光学系とを介してパターン（ＰＡ）の像を基板上に投影して基板を露光する露光方法において、液浸領域を形成する液体に対して電磁波を照射して、液浸領域を形成する液体を加熱するようにした。
この発明によれば、投影光学系と基板との間に配置された液体を電磁波により加熱することができる。特に液体が水の場合には、良好に加熱することができる。
また、液体加熱部（９０）から照射される電磁波が、マイクロ波であるものでは、液体を迅速に加熱することができる。
また、液浸領域（ＡＲ）を形成する液体（Ｌ）の温度を測定し、液体目標温度との差に基づいて、照射する電磁波の照射量を制御するものでは、液体の温度を確実に目標温度にすることができる。
また、液浸領域（ＡＲ）を形成する液体（Ｌ）の温度分布を測定し、得られた温度分布に対応させて、照射する電磁波の照射量に分布を発生させるものでは、液浸領域の液体に温度分布（温度むら）が発生した場合には、その温度分布を解消するように電磁波を照射できるので、これにより、液浸領域の液体の温度むらを解消することができる。

第３の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第１の発明の露光装置（ＥＸ）、或いは第２の発明の露光方法を用いるようにした。
この発明によれば、液浸領域の液体に温度むらがないので、微細なパターンを高精度に露光することができる。

本発明によれば以下の効果を得ることができる。
投影光学系と基板との間に配置された液体を電磁波により加熱することができるので、液体を所定の温度にすることができる。特に、液体が水の場合には、液体を迅速に加熱することができる。また、液体を局所的に加熱することにより、液体に発生した温度分布を解消して、ディストーションの悪化を防止することができる。これにより、微細なパターンを高精度に露光することができる。
また、微細なパターンを高精度に露光することにより、高機能、高品質なデバイスを得ることが可能となる。

以下、本発明の露光装置，露光方法、及びデバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の露光装置ＥＸの一実施形態を示す概略構成図である。
露光装置ＥＸは、レチクルＲとウエハ（基板）Ｗとを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルＲに形成されたパターンＰＡを投影光学系３０を介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。
そして、露光装置ＥＸは、露光光ＥＬによりレチクルＲを照明する照明光学系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージ２０、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に投射する投影光学系３０、ウエハＷを保持するウエハステージ４０、露光装置ＥＸを統括的に制御する制御装置５０等を備える。そして、これらの各装置は、本体フレーム１００或いは基礎フレーム２００上に防振ユニット３００，４００等を介して支持される。
なお、以下の説明において、投影光学系３０の光軸ＡＸと一致する方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でレチクルＲとウエハＷとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。更に、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわり方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

また、露光装置ＥＸは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、ウエハＷ上に水Ｌを供給する液体供給装置８１とウエハＷ上の液体を回収する液体回収装置８２とを備える。
なお、本実施形態において、水（液体）Ｌには純水が用いられる。純水は、例えば、水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）を透過可能である。

照明光学系１０は、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲを露光光ＥＬで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ＥＬによるレチクルＲ上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等（いずれ不図示）を有している。
そして、光源５から射出されたレーザビームは、照明光学系１０に入射され、レーザビームの断面形状がスリット状又は矩形状（多角形）に整形されるとともに照度分布がほぼ均一な照明光（露光光）ＥＬとなってレチクルＲ上に照射される。
なお、照明光学系１０から射出される露光光ＥＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
そして、この照明光学系１０は、本体フレーム１００を構成する第２支持盤１２０の上面に固定された照明系支持部材１２によって支持される。

レチクルステージ２０は、レチクルＲを支持しつつ、投影光学系３０の光軸ＡＸに垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内の２次元移動及びθＺ方向の微小回転を行うものであって、レチクルＲを保持するレチクル微動ステージと、レチクル微動ステージと一体に走査方向であるＹ軸方向に所定ストロークで移動するレチクル粗動ステージと、これらを移動させるリニアモータ等（いずれも不図示）を備える。そして、レチクル微動ステージには、矩形開口が形成されており、開口周辺部に設けられたレチクル吸着機構によりレチクルが真空吸着等により保持される。
レチクルステージ２０上には移動鏡２１が設けられ。また、移動鏡２１に対向する位置にはレーザ干渉計２２が設けられる。そして、レチクルステージ２０上のレチクルＲの２次元方向の位置及び回転角は、レーザ干渉計２２によりリアルタイムで計測され、その計測結果は制御装置５０に出力される。そして、制御装置５０がレーザ干渉計２２の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することで、レチクルステージ２０に支持されているレチクルＲの位置決め等が行われる。
このレチクルステージ２０は、本体フレーム１００を構成する第２支持盤１２０の上面に不図示の非接触ベアリング（例えば気体静圧軸受け）を介して浮上支持される。

投影光学系３０は、レチクルＲのパターンＰＡを所定の投影倍率βでウエハＷに投影露光するものであって、ウエハＷ側の先端（下端）部に設けられた光学素子３２を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子は鏡筒３１で支持される。本実施形態において、投影光学系３０は、投影倍率βが例えば１／４あるいは１／５の縮小系である。なお、投影光学系３０は等倍系及び拡大系のいずれでもよい。
投影光学系３０の下端に配置される光学素子３２は、螢石で形成される。螢石は水との親和性が高いので、光学素子３２の液体接触面３２ａ（図２参照）のほぼ全面に水Ｌを密着させることができる。すなわち、光学素子３２の液体接触面（接触面）３２ａとの親和性が高い水Ｌを供給するようにしているので、光学素子３２の液体接触面３２ａと水Ｌとの密着性が高く、光学素子３２とウエハＷとの間を水Ｌで確実に満たすことができる。なお、光学素子３２は水との親和性が高い石英であってもよい。また光学素子３２の液体接触面３２ａに親水化（親液化）処理を施して、水Ｌとの親和性をより高めるようにしてもよい。
そして、鏡筒３１の外壁にはフランジ３３が設けられ、フランジを有する円筒形のセンサ支持架台３５に挿入される。更に、鏡筒３１及びセンサ支持架台３５は、本体フレーム１００を構成する第１支持盤１１０に設けられた穴部１１３に挿入、支持される。そして、第１支持盤１１０は、防振ユニット３００を介して、基礎フレーム２００上にほぼ水平に支持される。
なお、センサ支持架台は、オートフォーカスセンサ等のセンサ類を支持する部材である。また、第１支持盤１１０とセンサ支持架台３５との間には、不図示のキネマティックマウントが設けられ、投影光学系３０のあおり角を調整することが可能である。

ウエハステージ４０は、ウエハＷを支持しつつ、ＸＹ平面内の２次元移動及びθＺ方向の微小回転を行うものであって、ウエハＷを保持するウエハホルダ４１、ウエハＷのレベリング及びフォーカシングを行うためにウエハホルダ４１をＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向の３自由度方向に微小駆動するＺテーブル４２、Ｚテーブル４２をＹ軸方向に連続移動するとともにＸ軸方向にステップ移動するＸＹテーブル４３、ＸＹテーブル４３をＸＹ平面内で移動可能に支持するウエハ定盤４４、Ｚテーブル４２及びＸＹテーブル４３を移動させるリニアモータ等（いずれも不図示）等を備える。
そして、Ｚテーブル４２を移動させることにより、Ｚテーブル４２に保持されているウエハＷのＺ軸方向における位置（フォーカス位置）、及びθＸ、θＹ方向における位置が制御される。また、ＸＹテーブル４３を移動させることにより、ウエハＷのＸＹ方向における位置（投影光学系３０の像面と実質的に平行な方向の位置）が制御される。すなわち、Ｚテーブル４２は、ウエハＷのフォーカス位置及び傾斜角を制御してウエハＷ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３０の像面に合わせ込み、ＸＹテーブル４３はウエハＷのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置決めを行う。なお、ＺステージとＸＹステージとを一体的に設けてもよい。
また、Ｚテーブル４２上には移動鏡４７が設けられ、これに対向する位置にはレーザ干渉計４８が設けられる。そして、ウエハステージ４０上のウエハＷの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計４８によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置５０に出力される。そして、制御装置５０がレーザ干渉計４８の計測結果に基づいてリニアモータ等を駆動することでウエハステージ４０に支持されているウエハＷの位置決めを行う。
そして、ＸＹテーブル４３の底面には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド）４５が固定されており、これらのエアベアリング４５によってＸＹテーブル４３がウエハ定盤４４上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持される。また、ウエハ定盤４４は、基礎フレーム２００の支持盤２１０上に、防振ユニット４００を介してほぼ水平に支持されている。

本体フレーム１００は、投影光学系３０を支持する第１支持盤１１０と、投影光学系３０の上方に配置されるレチクルステージ２０等を支持する第２支持盤１２０と、第１支持盤１１０と第２支持盤１２０との間に立設する複数の支柱１３０とから構成される。第１支持盤１１０は、上述したように、円筒状の投影光学系３０の外径よりもやや大きく形成された穴部１１３が形成される。なお、第１支持盤１１０或いは第２支持盤１２０と複数の支柱１３０とは、締結手段等で連結される構造としてもよいし、これらを一体に形成した構造としてもよい。
そして、上述したように、本体フレーム１００は、防振ユニット３００を介して基礎フレーム２００上に支持される。

基礎フレーム２００は、その上面に防振ユニット４００を介してウエハステージ４０を支持する支持盤２１０と、支持盤２１０上に立設するとともに防振ユニット３００を介して本体フレーム１００を支持する複数の支柱２２０とから構成される。支持盤２１０と支柱２２０とは、締結手段等で連結される構造であっても、一体に形成される構造であってもよい。
そして、基礎フレーム２００は、クリーンルームの床面Ｆ上に足部２１５を介して略水平に設置される。

制御装置５０は、露光装置ＥＸを統括的に制御するものであり、各種演算及び制御を行う演算部の他、各種情報を記録する記憶部や入出力部等を備える。
そして、例えば、レーザ干渉計２２，４８の検出結果に基づいてレチクルＲ及びウエハＷの位置を制御して、レチクルＲに形成されたパターンＰＡの像をウエハＷ上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。

図２は、投影光学系３０の下端周辺を示す拡大断面図である。図３は、投影光学系３０を下方から見た図である。
投影光学系３０の下端周辺には、液体供給装置８１が投影光学系３０の四方に配置される。また、その外側に、投影光学系３０を取り囲むように、液体回収装置８２が４方に配置される。
液体供給装置８１及び液体回収装置８２は、少なくともレチクルＲのパターンＰＡの像をウエハＷ上に転写している間、水Ｌにより投影光学系３０の投影領域を含むウエハＷ上の一部に液浸領域ＡＲを形成するものである。具体的には、液体供給装置８１により、投影光学系３０の先端部の光学素子３２とウエハＷの表面との間に水Ｌを満たし、この投影光学系３０とウエハＷとの間の水Ｌ及び投影光学系３０を介してレチクルＲのパターンＰＡの像をウエハＷ上に投影し、ウエハＷを露光する。同時に、液体回収装置８２により、液浸領域ＡＲの水Ｌを回収することにより、液浸領域ＡＲの水Ｌは常に循環されて、水Ｌの汚染防止が厳密に行われるとともに温度管理等も行われる。
なお、液体供給装置８１及び液体回収装置８２を構成する各部材のうち少なくとも水Ｌが流通する部材には、例えばポリ四フッ化エチレン等の合成樹脂により形成される。これにより、水Ｌに不純物が含まれることを抑制できる。
そして、液体供給装置８１及び液体回収装置８２によるウエハＷ上に対する単位時間あたりの液体供給量及び液体回収量は、制御装置５０により制御される。
本実施形態では、水Ｌとして純水が用いられ、その純水を製造する純水製造装置や純水を所定の温度に管理するための温調装置が設けられている。これら純水製造装置と温調装置の少なくとも一方或いは各装置の一部は、露光装置が設置される床下に配置されるようにしてもよい。例えば、露光光の光源であるレーザ光原とともにこれらの装置の少なくとも一部（または装置の一部）を床下に配置すれば、これらの装置が露光装置内に占めるスペースが減り、露光装置の設置面積（フットプリント）を低減させることができる。

また、投影光学系３０の下端周辺であって、液体供給装置８１及び液体回収装置８２の間の四方には、光学素子３２とウエハＷの表面との間に満たされた水Ｌを高速加熱するマイクロウエイブ加熱装置９０が配置される。マイクロウエイブ加熱装置（液体加熱部）９０は、露光処理中に液浸領域ＡＲを形成する水Ｌをマイクロ波Ｍ（周波数が３００ＭＨｚ〜３０万ＭＨｚの電磁波）により迅速に加熱するものである。つまり、水Ｌにマイクロ波Ｍを照射することにより、マイクロ波Ｍの選択加熱性を利用して、水Ｌのみを加熱させる（投影光学系３０やウエハＷを加熱しない）ものである。
マイクロウエイブ加熱装置９０により、液浸領域ＡＲを形成する水Ｌを加熱するのは、露光処理中に透過する露光光ＥＬによって、特に投影光学系３０の下端に近接する水Ｌが加熱されてしまうので、ウエハＷに近接接する水Ｌとの間に温度差が生じ、液浸領域ＡＲ全体としては、温度むらが発生してしまう。このような温度むらは、露光精度に影響を与えるので、マイクロウエイブ加熱装置９０により、液浸領域ＡＲの水Ｌに生じた温度むらを解消するように、加熱することで、液浸領域ＡＲ全体として、均一な温度にする。
マイクロウエイブ加熱装置９０は、発振器９１と導波管９２と反射板９３を備える。発振器９１はマイクロ波Ｍを発生させるが、１台に限らず、複数台であってもよい。例えば、発振器９１毎にマイクロ波Ｍの周波数を変化させてもよい。また、複数台の発振器９１を備えることにより、駆動する発振器９１を選択することにより、マイクロ波Ｍの照射方向に任意に変更することも可能となる。そして、発振器９１により発生したマイクロ波Ｍは、金属性の導波管９２から反射板９３を介して、液浸領域ＡＲの水Ｌに向けて照射される。そして、反射板９３は、投影光学系３０を取り囲むように配置されるので、液浸領域ＡＲの水Ｌを側面方向からマイクロ波Ｍを効率よく照射して、加熱することができる。なお、導波管９２の代わりにマイクロ波を伝送可能な同軸ケーブルを使用してもよい。また、反射板９３は、マイクロ波Ｍを反射する一方で、水Ｌの移動の妨げとならないように、金網で形成してもよい。

マイクロウエイブ加熱装置９０から水Ｌに対して照射されるマイクロ波Ｍの照射時期、照射時間、照射量等は、制御装置５０により制御される。液浸領域ＡＲを形成する水Ｌの温度を計測し、その温度に基づいてマイクロウエイブ加熱装置９０に対して指令して、水Ｌを加熱する。水Ｌの温度は、投影光学系３０とウエハＷとの間に配置した複数の温度センサ９５により行われる。複数の触温度センサ９５は、少なくとも液浸領域ＡＲを形成する水Ｌの上部と下部の温度を計測するように、液浸領域ＡＲの水ＬのＺ方向の複数箇所を測定するように配置される。このように、温度計測点をＺ方向に複数箇所設定することにより、液浸領域ＡＲを形成する水Ｌに生じたＺ方向の温度分布（温度むら）を的確に把握することが可能となる。なお、温度センサ９５は、接触式に限らず、光学式等の非接触式であってもよい。また、液浸領域ＡＲの水Ｌの温度を計測することが困難な場合には、光学素子３２の液体接触面３２ａの温度、及びウエハＷの表面温度を測定することにより、液浸領域ＡＲの水Ｌの温度分布を推定してもよい。
そして、液浸領域ＡＲを形成する水Ｌに生じたＺ方向の温度分布が計測された場合には、この温度むらを解消するように、マイクロ波Ｍの照射量にも分布を発生させて照射する。すなわち、上部の水Ｌに対しては照射量を少なくし、下部の水Ｌに対しては照射量を多くするようにマイクロ波Ｍの照射量に分布を発生させる。このように、マイクロ波Ｍを液浸領域ＡＲの水Ｌに生じた温度むらに対応させて適切に照射することにより、液浸領域ＡＲに発生した温度むらを迅速かつ適切に解消することができる。なお、マイクロ波Ｍの照射量に分布を発生させることが困難な場合には、反射板９３をＺ方向に移動可能に構成し、反射板９３のＺ方向の位置に応じて照射量を変化させてもよい。

以上、説明したように、本実施形態の露光装置ＥＸでは、投影光学系３０とウエハＷとの間に形成される液浸領域ＡＲの水Ｌに対して電磁波（マイクロ波）を照射するマイクロウエイブ加熱装置９０を備えるようにしたので、液浸領域ＡＲの水Ｌに発生した温度むらを電磁波により加熱することにより、迅速に解消することができる。

なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。

上述した実施形態では、マイクロウエイブ加熱装置９０からマイクロ波Ｍを水Ｌに対して照射したが、周波数が３００ＭＨｚ以下、或いは３０万ＭＨｚ以上の電磁波であってもよい。

また、マイクロウエイブ加熱装置９０は、露光処理中の液浸領域ＡＲの水Ｌを加熱する場合に用いる場合に限らない。例えば、露光処理が完了して液浸領域ＡＲの水Ｌを回収した後に、光学素子３２の液体接触面３２ａ及びウエハＷの表面に残った水Ｌに対してマイクロ波Ｍを照射して、蒸発させてもよい。

また、反射板９３の形状、配置、数も適宜変更可能である。同様に、液体供給装置８１の供給ノズル及び液体回収装置８２の回収ノズルの形状は、図２に示した形状に限らず、先細り型の供給ノズル、扇型の回収ノズル、スリット状のノズル形状としてもよい。また、供給ノズル及び回収ノズルの配置、数も適宜変更可能である。

上述した実施形態では、投影光学系３０の先端に光学素子３２としてレンズが取り付けられており、このレンズにより投影光学系３０の光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができるが、光学素子３２としてはレンズより安価な平行平面板とすることも可能である。
光学素子３２を平行平面板とすることにより、露光装置ＥＸの運搬、組立、調整時等において投影光学系３０の透過率、ウエハＷ上での露光光ＥＬの照度、及び照度分布の均一性を低下させる物質（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、水Ｌ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、水Ｌ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がある。すなわち、露光光ＥＬの照射によりレジストから発生する飛散粒子、または水Ｌ中の不純物の付着などに起因して水Ｌ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が、この光学素子を安価な平行平面板とすることにより、レンズに比べて交換部品のコストが低く、且つ交換に要する時間を短くすることができ、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抑えることができる。

また、水Ｌの流れによって生じる投影光学系３０の先端の光学素子３２とウエハＷとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子３２を交換可能とするのではなく、光学素子３２がその圧力によって動かないように堅固に固定してもよい。

また、上述した実施形態では、液体として水（純水）を用いた場合について説明したが、水以外の液体であってもよいが、液体加熱装置から照射される電磁波により迅速に加熱される必要がある。したがって、水分子を含む液体が好ましい。

また、ウエハＷとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、レチクルとウエハとを同期移動してレチクルのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、レチクルとウエハとを静止した状態でレチクルのパターンを一括露光し、ウエハを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウエハ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。

露光装置ＥＸの種類としては、ウエハに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

また、ウエハステージやレチクルステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。さらに、ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。

ウエハステージの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数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、投影光学系とウエハ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号に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法（特にダイポール照明法）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、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ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。

また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作する工程、シリコン材料からウエハを製造する工程、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ウエハに露光するウエハ処理工程、デバイス組み立て工程（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）、検査工程等を経て製造される。

本発明の露光装置ＥＸの一実施形態を示す概略構成図である。投影光学系３０の下端周辺を示す拡大断面図である。投影光学系３０を下方から見た図である。

符号の説明

３０投影光学系
９０マイクロウエイブ加熱装置（液体加熱部）
９１発振器
９２導波管
９３反射板
ＡＲ液浸領域
ＥＸ露光装置
Ｌ水（液体）
ＰＡパターン
Ｗウエハ（基板）

Claims

投影光学系と基板との間に液浸領域を形成し、前記液浸領域を形成する液体と前記投影光学系とを介してパターン像を前記基板上に投影して前記基板を露光する露光装置において、
前記液浸領域を形成する液体に対して電磁波を照射する液体加熱部を備えることを特徴とする露光装置。
前記液体加熱部から照射される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記液体加熱部は、発振器と導波管と反射板を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
投影光学系と基板との間に液浸領域を形成し、前記液浸領域を形成する液体と前記投影光学系とを介してパターン像を前記基板上に投影して前記基板を露光する露光方法において、
前記液浸領域を形成する液体に対して電磁波を照射して、前記液浸領域を形成する液体を加熱することを特徴とする露光方法。
前記液体加熱部から照射される電磁波は、マイクロ波であることを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
前記液浸領域を形成する液体の温度を測定し、液体目標温度との差に基づいて、照射する電磁波の照射量を制御することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光方法。
前記液浸領域を形成する液体の温度分布を測定し、得られた温度分布に対応させて、照射する電磁波の照射量に分布を発生させることを特徴とする請求項４から請求項６のうちいずれか一項に記載の露光方法。
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の露光装置、或いは請求項４から請求項７のうちいずれか一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。