JP2006032750A - 液浸型投影露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影光学系の光学素子表面への汚れ付着による光学特性の劣化を防止し、良好な投影露光を行う液浸露光装置を提供すること。
【解決手段】この液浸型投影露光装置は、光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、投影光学系の最も基板近くに配置された光学素子の表面に液浸剤を供給する液浸剤供給部とを有し、パターンを基板に液浸剤を介して露光する露光装置であって、液浸剤とは異なる液体を光学素子の表面に供給する液体供給部をさらに有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般に基板を露光する露光装置に係り、特に、例えばレチクルに形成された回路パターンを液浸法を用いてウエハに露光し、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイス・ＣＣＤ等の撮像デバイス・液晶パネル等の表示デバイス・磁気ヘッド等の検出デバイス等の各種デバイスを製造するための液浸型投影露光装置に関する。

近年、半導体集積回路の高密度高速化に伴い、集積回路のパターンサイズはますます縮小され、半導体製造方法にも一層の高性能化が要求されてきている。特に、ウエハ上へのパターン転写における解像力の向上は最重要視されており、いろいろな転写方式の研究開発が進められている。一般に投影光学系の解像力（解像限界）Ｒはレイリーの式として
Ｒ ＝ ｋ１ × λ ／ ＮＡ （１）
で表される。ここでλは露光光の波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１はプロセスに関する係数である。式（１）からわかるように、解像力を向上させるためには、より短波長の光を露光光として用いる、開口数の大きい光学系を設計する、位相シフトマスクや変形照明などにより結果的にｋ１係数を小さくする、等の手法が考えられる。

一方、従来から液浸法と呼ばれる手法で実質的に露光光の波長を短くすることができることが知られている。液浸の原理を用いた液浸型投影露光とは、投影光学系の最終光学素子（投影光学系に備えられる光学素子のうち最もウエハに近い（すなわちウエハに面している）光学素子をいう。）とウエハ表面との対面する光路空間を空気の代わりに空気より高屈折率な（ここで屈折率ｎとする）液体で満たした状態で露光することにより、露光波長を実質的に１／ｎにするものである。上記の式（１）より、解像限界は大気中で同一の露光波長を用いて露光した場合に比べ１／ｎ倍にすることができる。また焦点深度はｎ倍大きくなる。さらに液浸型投影露光装置は、光源、レチクルを大きく変更する必要がなく、レジストも既存品の利用（改良）が期待でき、現実的な解像力向上手段として注目されている。
この液浸型投影露光装置の実施形態としては、ウエハチャックを含むウエハ全体を水槽内に満たされた液浸剤に浸すものや、投影光学系の最終光学素子としての最終レンズとそれに対向している部分のウエハ表面との間隔のみを局所的に液浸剤で満たすものなどが提案されている。例えば特許文献１には、ウエハ表面とそれに対向する投影光学系の最終レンズとの間隔のみを液体で満たし露光するステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が開示されている。また、液浸剤の供給・回収配管の配置、及び、露光処理時の液浸剤の供給方向、流量なども開示されている。さらに、この特許文献１の実施例に、液体中の不純物の付着などに起因して液体に接触する光学素子の表面が汚れた場合にその光学素子を定期的に交換する必要があること、コスト及び交換時間の観点から交換すべき光学素子を平行平面板にすること、純水が液浸剤に使用可能であり、かつ純水によるレンズ表面の洗浄作用も期待できることが記載されている。
国際公開第ＷＯ９９／４９５０４号パンフレット

しかしながら、例え交換作業が容易であったり作業コストが高くない場合でも、光学素子を交換する際には露光装置を含む生産ラインの運転効率やスケジュール調整に影響を与えることは避けられない。また、定期的な交換では実際の汚染度合いに依存した転写精度のバラツキが発生する場合がある。さらに、その転写精度バラツキの対策として汚染の度合いを検知するための手段を別途設けると、装置構成の複雑化、コスト高を招いてしまう。液浸剤に洗浄作用があっても、露光処理後（ウエハとの対向終了後）、レンズ表面に液浸剤が付着したまま放置すると、付着した液浸剤が蒸発する際にレンズ表面に水痕ができたり、周囲の物質が新たにコンタミとして付着しやすくなるなど、投影光学系の光学特性に悪影響を及ぼし、転写パターン精度の劣化を引き起こす原因となる。
本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、投影光学系の光学素子表面への汚れ付着による光学特性の劣化を防止し、良好な投影露光を行う液浸露光装置を提供することを例示的目的とする。さらに、光学素子表面に汚れが付着してしまった場合でも、その汚れを除去して光学特性を回復させ、良好な投影露光を行う液浸露光装置を提供することを他の例示的目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の例示的側面としての露光装置は、光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、投影光学系の最も基板近くに配置された光学素子の表面に液浸剤を供給する液浸剤供給部とを有し、パターンを基板に液浸剤を介して露光する露光装置であって、液浸剤とは異なる液体を光学素子の表面に供給する液体供給部をさらに有することを特徴とする。

液浸剤供給部と液体供給部とが別々に設けられていてもよい。液浸剤供給部の供給路と液体供給部の供給路とが少なくとも部分的に共用されていてもよい。共用された供給路から液浸剤と液体とのいずれを供給するかを選択可能な選択機構をさらに有してもよい。液浸剤を排出する液浸剤排出部と液体を排出する液体排出部とがさらに設けられていてもよい。液浸剤排出部の排出路と液体排出部の排出路とが少なくとも部分的に共用されていてもよい。

液体が、光学素子の表面を洗浄するための洗浄剤であってもよい。表面を洗浄するための洗浄槽をさらに有し、洗浄剤が洗浄槽に供給されるようになっていてもよい。洗浄増は、基板駆動系とともに移動可能とされていてもよい。洗浄槽に、超音波発生器が設けられていてもよい。

液体が、洗浄後の光学素子の表面をすすぐためのすすぎ液であってもよい。液浸剤が水であってもよい。液体が、液浸剤とは異なる特性を有する他の液浸剤であってもよい。その特性が、屈折率又は透過率の少なくともいずれか一方であってもよいし、基板上に形成されたレジストに対する溶出度であってもよい。基板上に形成されたレジストの種類又はパターンの投影寸法のうち少なくともいずれか一方に基づいて、液浸剤又は他の液浸剤のうちいずれを使用するかを判断する判断手段をさらに有してもよい。液浸剤と他の液浸剤とを混合する混合機構をさらに有してもよい。基板上に形成されたレジストの種類又はパターンの投影寸法のうち少なくともいずれか一方に基づいて、液浸剤と他の液浸剤との混合比を決定する混合比決定手段を有してもよい。

本発明の他の例示的側面としての露光方法は、光源からの光でレチクルを照明し、レチクルのパターンを投影光学系によって基板上に投影する露光装置であって、投影光学系の最も基板近くに配置された光学素子の表面に供給された液浸剤を介して基板にパターンを露光する露光装置の光学素子の表面を洗浄する方法であって、光学素子の表面に液浸剤とは異なる洗浄剤を供給する洗浄ステップを有することを特徴とする。

本発明のさらに他の例示的側面としてのデバイス製造方法は、上記の露光装置によって基板を露光する工程と、露光された基板に所定のプロセスを行う工程とを有することを特徴とする。

本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態により明らかにされるであろう。

本発明によれば、投影光学系の光学素子表面に液浸剤とは異なる液体を供給し洗浄することができるので、光学素子表面に汚れが付着するのを防止することができる。その結果、投影光学系の光学特性の劣化を防止することができ、ひいては投影光学系を使用する露光装置による露光を良好にかつ安定的に行うことができる。さらに、光学素子表面に汚れが付着してしまった場合であってもその汚れを除去することができるので、投影光学系の光学特性を回復させることができる。また、露光プロセスに応じてそれぞれに適した液浸剤を選択的に供給・混合することが可能となり、ウエハ表面のレジスト性能の劣化等に起因して露光性能が悪化するのを防止したり、解像度とスループットとのトレードオフを行うことにより、製造コストを低減することができる。

［実施の形態１］
図２は、本発明の実施の形態１に係る露光装置としての液浸型投影露光装置（以下、液浸露光装置という。）の概略構成図である。液浸露光装置本体１は、全体をチャンバ２で覆われており装置内部を一定の雰囲気に保っている。架台３は剛性の高い構造をしており、ウエハ（基板）２０及びレチクル１０の高精度な位置決めを可能としている。レチクル１０は不図示のレチクル搬送系により装置外部からレチクルステージ（レチクル駆動系）１１に搬送され、保持される。表面に感光レジストが塗布済みのウエハ２０も不図示のウエハ搬送系により装置外部からウエハステージ２２上のウエハチャック２１に搬送され、保持される。このウエハステージ２２とウエハチャック２１とは基板駆動系を構成する。

露光光５は、ＡｒＦエキシマレーザ（λ＝１９３ｎｍ）光源と照明光学系とを備えて構成される照明系４によってレチクル１０上に照射される。光源制御部４３からの制御指令に基づいてレチクル１０に照射された露光光５は、投影光学系６を介してウエハ２０表面に結像してレジストを感光させる。もちろん光源はＡｒＦエキシマレーザに限定されず、ＫｒＦレーザ（λ＝２４８ｎｍ）やＦ_２レーザ（λ＝１５７ｎｍ）を用いてもよい。

レチクルステージ１１は、架台３に取り付けられてＸ方向に駆動可能であり、レチクルステージ位置制御部４２からの制御指令に基づいて移動する。ウエハステージ２２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向及び各軸の回転方向（ωｘ，ωy，ωｚ）に駆動可能であり、ウエハチャック２１に保持したウエハ２０の所望のエリアを、ウエハステージ位置制御部４１からの制御指令に基づいて投影光学系６の直下へ移動したりウエハ２０の姿勢補正を行う。レチクルステージ１１とウエハステージ２２とはそれぞれレチクル側レーザ干渉計１２、とウエハ側レーザ干渉計２３（Ｙ方向のレーザ干渉計は不図示）により位置検出及び制御を行うことができる。さらに、レチクル１０とウエハ２０とを同時に走査移動しながらパターン転写を行う、いわゆるスキャン露光方式においても高精度な走査露光が可能とされている。

露光時には、光学素子としての最終光学素子７と対面するウエハ２０の表面との間隙が給排ノズル２５から供給される液浸剤２４で充たされている。液浸剤２４として例えば純水を用い、間隙寸法は１００μｍ程度である。なお、液浸剤２４、間隙ともこれに限定されるものではない。なお、ここで最終光学素子７とは、投影光学系６に備えられる光学素子のうち最もウエハ２０に近い（すなわちウエハ２０に面している）光学素子をいい、例えば本実施の形態では最終レンズのことである。また、間隙寸法とは、最終レンズ７とウエハ２０表面との距離をいう。

給排ノズル（液浸剤供給部、液浸剤排出部）２５は投影光学系の先端周辺に複数個配置される。図２においては２本の給排ノズル２５が記載されているが、本数はこれに限定されるものでない。各給排ノズル２５は、液浸剤２４のウエハ２０表面への供給と回収（排出）を兼用する構造になっており、液浸剤給排制御部４４による管理のもとで露光時のウエハステージ駆動方向等の条件に応じてそれぞれ供給、回収あるいは停止の切替えや液浸剤２４の給排量の制御を行う。

洗浄槽２６は、投影光学系６の最終端に配置される最終レンズ７の洗浄を行うためのものである。洗浄槽２６はウエハステージ２２上に配置されており、ウエハステージ２２とともに移動するように構成されている。洗浄剤給排制御部４５により制御管理されて、洗浄槽２６には洗浄剤供給ノズル（液体供給部）２９から液体としての洗浄剤が供給され、洗浄後の廃液が洗浄剤排出ノズル（液体排出部）３０から排出される。洗浄剤としては、例えば水素水やオゾン水等が考えられる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る液浸露光装置の最終レンズ７近傍を示す概略構成図である。図１は、露光処理後にウエハ２０を回収し、ウエハステージ２２をＸＹ方向に駆動することにより洗浄槽２６を投影光学系６の下に移動させ、その後ウエハステージ２２をＺ方向に駆動して最終レンズ７表面を洗浄槽２６内の洗浄剤２７に浸している様子を示している。洗浄剤２７は洗浄剤供給ノズル２９から洗浄槽２６内に供給される。洗浄槽２６内には洗浄剤２７に超音波振動を付与するための超音波発振器３１が設けられ、その振動エネルギーによって最終レンズ７の表面がより効果的に洗浄されるようになっている。さらに洗浄剤２７に浸した状態で露光光（レーザ光）５を照射することにより、付着物質の分解、排除を行なってもよい。
洗浄終了後、洗浄剤排出ノズル３０から洗浄液２７を排出し、ウエハステージ２２をＺ方向及びＸＹ方向に駆動して洗浄槽２６を投影光学系６から離間させ、所定位置（いわゆるアイドル位置）に戻す。このとき洗浄槽２６を投影光学系６から離間させる前に、給排ノズル２５ａ及び／又は給排ノズル２５ｂから液浸剤を供給すると、最終レンズ７表面に残余した洗浄剤２７を洗い流すことができ、光学特性を維持するのに効果的である。またその際の廃液回収は給排ノズル２５ａ，２５ｂを用いるよりも排出ノズル３０を用いる方が望ましい。さらに、予め洗浄剤給排制御部４５内に洗浄剤２７とは異なる液体としてのすすぎ液（不図示）を用意し、洗浄用供給ノズル２９からすすぎ液を供給、洗浄剤用排出ノズル３０から廃液の回収をしてすすぎ処理を行なえばより効果的である。すすぎ液としては、例えばアルコールや低ｐＨのＣＯ_２溶解液等が考えられる。

投影光学系６の最終レンズ７を洗浄する場合として、複数枚のウエハ２０に対してロット単位で指令される露光処理が完了した場合、すなわち露光装置がいわゆるアイドル状態に遷移した後に自動的に実施する場合がある。さらに、露光処理中に一時的に露光中断すべき状態が発生した際に、オペレータによる洗浄指示があった場合や主制御部４０からの指令に基づいて予め指定された時間以上の中断を検知したら自動的に洗浄する場合がある。最終レンズ７表面の汚れ状態を検出する別途不図示の汚れ検出センサを設け、その検出結果に基づいて主制御部４０からの指示により洗浄を行ってもよい。

［実施の形態２］
図３は、最終レンズ７洗浄機能を有する本発明の実施の形態２に係る液浸露光装置の概略構成図である。実施の形態１と同様の構成及び同様の機能を発揮する部位については、図中、同一符号を用いて示しその説明を省略する。本実施の形態２は、洗浄剤供給ノズル２９と洗浄剤排出ノズルが省略され、液浸剤２４の給排ノズル２５が洗浄剤２７の供給部・排出部を兼ねている点において実施の形態１と異なっている。したがって、液浸剤及び洗浄剤給排制御部４７による制御のもと、切替えバルブ４６により液浸剤２４と洗浄剤２７との切替えを行うように構成されている。

図４は、この実施の形態２に係る液浸露光装置の最終レンズ７近傍を示す概略構成図である。図４は、露光処理後にウエハ２０を回収し、ウエハステージ２２をＸＹ方向に駆動することにより洗浄槽２６を投影光学系６の下に移動させ、その後ウエハステージ２２をＺ方向に駆動して最終レンズ７表面を洗浄槽２６内の洗浄剤２７に浸している様子を示している。ここで、切替えバルブ４６は液浸剤及び洗浄剤給排制御部４７によって制御されて洗浄剤２７が供給されるように切り替えられ、給排ノズル２５ａから洗浄剤２７が洗浄槽２６内へと供給されている。

実施の形態１においては、洗浄剤供給ノズル２９と洗浄剤排出ノズル３０とが洗浄槽２６に取り付けられているため、ウエハステージ２２の駆動を考慮した配管引き回しが必要であり、そのため機構が複雑になっていた。しかし、本実施の形態２においては、投影光学系６近傍に配置した給排ノズル２５を用いて洗浄剤２７の供給や回収を行なうので、機構も簡略化することができる。

上記の構成は同一の給排ノズル２５から液浸剤２４と洗浄剤２７との供給を行なうものであるが、特に液浸剤２４の純度を考慮した場合は、図５に示すような構成とすることも有効である。図５は液浸剤２４の純度管理を考慮した給排ノズル２５の構造を示す概略構成図である。図５（ｂ）は投影光学系６をウエハ２０面側から見た図であり、給排ノズル２５はそれぞれ独立した液浸剤供給ノズル（液浸剤供給部）２５ｃ、洗浄剤供給ノズル（液体供給部）２５ｄ、排出ノズル（液浸剤排出部、液体排出部）２５ｅによって構成されている。排出ノズル２５ｄは、液浸剤、洗浄剤兼用である。切替えバルブ４６は液浸剤２４用又は洗浄剤２７用のいずれかの配管がオープン（あるいは排出用配管がオープン）となるよう切り替えられるので、供給配管内での液剤の混合を回避することができる。なお本実施の形態においても洗浄槽２６内に超音波発振器を備えればさらに洗浄効率が向上することはもちろんである。

［実施の形態３］
図６は、最終レンズ７洗浄機能を有する本発明の実施の形態３に係る液浸露光装置の概略構成図である。この液浸露光装置では、露光時と同様にウエハと投影光学系６とを対向させ、液浸剤２４の代わりに洗浄剤２７を最終レンズ７とウエハとの間に充填して最終レンズ７表面を洗浄する。したがって、本実施の形態３においては、洗浄槽２６が不要とされている。ただし、洗浄を行う際に用いるウエハとしては、露光用のウエハ２０とは異なる専用ウエハ２０ａを用いる。

ウエハステージ２２上に洗浄槽が設けられていないので、ウエハステージ２２全体としての重量を軽量化することができる上に、洗浄槽を投影光学系６の直下に移動するための移動ストロークも不要となり、高精度な位置決め制御を要求されるウエハステージ２２の設計、製造において、多大なメリットがある。

図７は、この実施の形態３に係る液浸露光装置の最終レンズ７の近傍を示す概略構成図である。図７は、露光処理後にウエハ２０を回収し、洗浄に用いる専用ウエハ２０ａを不図示のウエハ搬送系により搬入し、ウエハステージ２２をＸＹ方向に駆動することにより専用ウエハ２０ａ上の所定位置を投影光学系６の下に移動させ、その後洗浄剤２７を最終レンズ７と専用ウエハ２０ａとの間隙に充填した様子を示している。ここで、洗浄剤２７は、液浸剤及び洗浄剤給排制御部（選択機構の一部）４７によって切替えバルブ（選択機構の一部）４６が制御されて切り替えられ、給排ノズル２５ａから最終レンズ７と専用ウエハ２０ａとの間隙に供給される。また、供給された洗浄剤２７は、給排ノズル２５ｂから排出される。

なお、専用ウエハ２０ａはＳｉ基板に限定されるものでなく、ウエハ搬送系による搬送が可能で洗浄に適した基板であればよい。また最終レンズ７と専用ウエハ２０ａとの間隙も、露光時より大きくしたりチルトを持たせるなど洗浄効率に応じて設定してよい。

また、露光用ウエハ２０を回収した後に専用ウエハ２０ａを用いるのでなく、露光用のウエハ２０を回収せずにそのまま用いて最終レンズ７の表面を洗浄することも可能である。液浸剤によっては給排ノズル２５で排出しきれずにウエハ２０表面に付着してしまう場合がある。その状態でウエハ２０を回収すると、レジストへの悪影響や装置内汚染の危険も考えられ好ましくない。このような場合、液浸剤及び洗浄剤供給制御部４７による指令に基づいて給排ノズル２５からの供給を液浸剤２４から洗浄剤２７へと切替え、ウエハステージ２２を移動させつつウエハ２０をスキャンする。なお、この場合のウエハステージ２２駆動はショット配置を考慮する必要はなく、ウエハ２０全面がスキャンできればよい。

［実施の形態４］
上記実施の形態１〜３においては、液浸露光装置の最終レンズ７表面を洗浄するために液浸剤、洗浄剤、及びすすぎ液を必要に応じて使用していた。一方、本実施の形態４においては、複数種類の液浸剤を液浸剤給排制御部４４の制御に基づいて切り替えて使用し、露光を行う。

図８は、本発明の実施の形態４に係る液浸露光装置の概略構成図である。装置構成は実施の形態３に係る液浸露光装置と大略同様であるが、実施の形態３においては液浸剤２４と洗浄剤２７との切替えを液浸剤及び洗浄剤給排制御部４７が行っていたのに対し、本実施の形態４においては、異なる特性を有する複数の液浸剤の切替えを液浸剤給排制御部（選択機構の一部）４４が行っている。その他、同様の構成及び同様の機能を発揮する部位については、図中、同一符号を用いて示しその説明を省略する。

図９は、この実施の形態４に係る液浸露光装置の最終レンズ７近傍を示す概略構成図である。給排ノズル２５から供給された液浸剤２４は、ウエハ２０表面に塗布されたレジスト１９と直接接触している。レジスト１９は一般に高分子材料から構成され、このレジスト１９に求められる特性としては、解像度、感度、エッチング耐性、除去性などが挙げられる。このレジスト１９が液浸剤２４と直接接触することに関して考慮すべき課題は、レジスト１９の特性が変化することによる露光精度の劣化や、液浸剤２４中にレジスト１９が溶出してしまうことによるウエハ２０を含む装置内汚染である。

またレジスト１９には例えばネガ／ポジのような基本的な相違を含み、異なる複数種のものが実プロセスに応じて使用される。つまり、露光プロセスが異なる場合は、同一の液浸露光装置内に異なる特性を有するレジスト１９が塗布されたウエハ２０が搬入され、液浸剤２４に対する溶出度等もレジスト１９の種類によって異なることが考えられる。

図１０（ａ）に、２種類のレジストＡ，Ｂと、２種類の液浸剤Ｐ，Ｑ（液浸剤Ｑは液体としての他の液浸剤である。）とを組み合わせた場合の、レジストに対する液浸剤の溶出度特性の大小を相対的に示す。溶出度の小さい組合せの方が露光処理に適している。溶出度以外の特性に大きな差がないものとすると、図１０（ａ）より、レジストＡが塗布されたウエハには液浸剤Ｑを使用した液浸露光処理が適しており、逆にレジストＢが塗布されたウエハには液浸剤Ｐを使用した液浸露光処理が適しているということがわかる。

露光処理においては、オペレータにより又はコンソール（不図示）から主制御部４０に入力された露光ジョブ情報からレジスト情報を読み取り、液浸剤給排制御部４４に対して供給すべき液浸剤（この例では、レジスト情報がレジストＡを示す場合は液浸剤Ｑ、レジスト情報がレジストＢを示す場合は液浸剤Ｐ）を指示する。なお、このような溶出特性を示すレジストＡ，Ｂ及び液浸剤Ｐ，Ｑの組み合わせとして、例えばレジストＡに吸水膨潤しにくいアクリル系ポリマー、レジストＢにエッチング耐性の良好なオレフィン系ポリマー、液浸剤Ｐに純水、液浸剤Ｑに有機系溶剤のような組み合わせが考えられる。

図１０（ｂ）を用いて、液浸剤の選択に関する他の例について説明する。図１０（ｂ）は光学特性が互いに異なる２種類の液浸剤Ｒ，Ｓの屈折率と透過率とを表にして示したものである。ここで、液浸剤の屈折率は露光の解像度に影響し、液浸剤の透過率は露光時間に影響する。液浸露光は、見かけの露光波長を短波長化する（解像度を上げる）ために、高屈折率特性を有する液浸剤２４を最終レンズ７とウエハ２０（具体的にはウエハ２０の表面に塗布されたレジスト）間に介在させるものである。図１０（ｂ）に示すように屈折率と透過率の特性が異なる２種類の液浸剤Ｒ，Ｓ（液浸剤Ｓは液体としての他の液浸剤である。）がある場合において、露光すべき最小パターンサイズが液浸剤Ｒ（の有する屈折率）を使用する必要なく転写可能であるなら、露光するデバイスの製造コストを考慮して短時間で露光処理が完了する液浸剤Ｓを使用した方が有利である。また、異なる屈折率の液浸剤を利用するために、投影光学系が、その液浸剤の屈折率の変化に応じて、投影光学系の光学特性を調整する機能を持つ調整機構を備えることが望ましい。その調整機構としては、特開平２−８１０１９号公報に詳しく記載されているような投影光学系のレンズ間の空気部の圧力を調整する機構や、特開平４−３０４１２号公報に詳しく記載されているような投影光学系のレンズ間隔を変えるレンズ駆動機構を用いてもよい。

露光処理においては、オペレータにより又はコンソール（不図示）から主制御部４０に入力する露光ジョブ情報から最小パターンサイズ情報を読み取り、液浸剤給排制御部４４に対して供給すべき液浸剤（この例では、あまり高精度が要求されず微細化が厳しくないジョブなら液浸剤Ｓ、非常に高精度が要求されクリティカルレイヤのように超微細化を含むジョブには液浸剤Ｒ）を指示する。なお、このような屈折率及び透過率の関係を呈する液浸剤Ｒ，Ｓの組み合わせとして、例えば液浸剤Ｒにフッ素系化合物、液浸剤Ｓに超純水のような組み合わせが考えられる。

また、この液浸露光装置は、液浸剤給排制御部（混合比決定手段）４４によって複数の液浸剤を切り替えるように切替えバルブ４６’を制御するのみならず、複数種の液浸剤を混合するように切替えバルブ（混合機構の一部）４６’を制御することも可能である。図１０（ｂ）に示す２種類の液浸剤Ｒ，Ｓを混合して用いることにより、解像度、スループットとも中間的な特性を有する液浸剤で露光プロセスを行うことができる。このように本実施の形態４に係る液浸露光装置によれば、液浸剤の供給切替え又は供給量の調整を行うことで解像度とスループットとのトレードオフを達成することができる。

［実施の形態５］
上記実施の形態１〜４においては、洗浄液の切替えか液浸剤の切替えかのいずれか一方が切り替えられる構成について説明したが、本実施の形態５においては、洗浄液と液浸剤との両方の切替えが可能な構成について説明する。本実施の形態５に係る液浸露光装置の概略構成は図６に示す実施の形態３に係る液浸露光装置の概略構成と略同様である。

図１１（ａ）は、本発明実施の形態５に係る液浸露光装置を用いた露光処理と洗浄処理とを説明するためのフローチャートである。Ｓ１１−０１でコンソール（不図示）等から入力したジョブデータを主制御部４０が処理して液浸露光装置の各パラメータを初期設定する。Ｓ１１−０２では、図１０（ａ）の表を参照してＳ１１−０１で処理した情報のうち今回のジョブでの使用レジストデータから最適な液浸剤を選択する。レジストＢを使用している場合はＳ１１−０３に進み、液浸剤給排制御部４４に液浸剤Ｐを供給するよう指令を出し、レジストＡを使用している場合はＳ１１−０４に進み、液浸剤給排制御部４４に液浸剤Ｑを供給するよう指令を出す。Ｓ１１−０５ではジョブ条件にしたがって液浸露光処理を行う。露光処理が完了したら、Ｓ１１−０６で液浸剤給排制御部４４に洗浄剤供給指令を出し、最終レンズ７の洗浄準備を行う。Ｓ１１−０７で、専用ウエハ２０ａを搬入し、所定の位置までウエハステージ２２駆動、洗浄剤の供給、すすぎ及び廃液回収など一連の洗浄処理を主制御部４０からの指令により行う。

［実施の形態６］
図１１（ｂ）は、本発明の実施の形態６に係る液浸露光装置を用いた露光処理と洗浄処理とを説明するためのフローチャートである。Ｓ１１−１１でコンソール（不図示）等から入力したジョブデータを主制御部４０が処理して液浸露光装置の各パラメータを初期設定する。Ｓ１１−１２では、使用するレチクルデータや描画データなどの情報から今回のジョブの要求される解像度を判断し，Ｓ１１−１３で、図１０（ｂ）の表を参照して必要な解像度を満足する液浸剤ＲとＳとの混合比を計算し、液浸剤がその混合比になるよう液浸剤給排制御部４４に切替えバルブ４６の制御データを指令する。Ｓ１１−１４ではジョブで指定した条件にしたがって一連の液浸露光処理を行う。露光処理が完了したら、Ｓ１１−１５で洗浄が必要か否かの判断を行う。ここで判断基準としては、例えば累積処理枚数や累積照射量が所定量に達したか、オペレータからの指示があったか、又は不図示の液浸剤純度センサによる液浸剤の汚染度が許容値を超えたかなどがある。この判断の結果、洗浄の必要がなければ以下の処理をスキップして露光処理は終了する。洗浄が必要と判断したら、Ｓ１１−１６で液浸剤給排制御部４４に洗浄剤供給指令を出し、最終レンズ７の洗浄準備を行う。Ｓ１１−１７で、専用ウエハ２０ａを搬入し、所定の位置までステージ２２駆動、洗浄剤の供給、すすぎ及び廃液回収など一連の洗浄処理を主制御部４０からの指令により行う。

［実施の形態７］
次に、図１２及び図１３を参照して、上述の液浸露光装置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１０１（回路設計）ではデバイスの回路設計を行う。ステップ１０２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ１０３（ウエハ製造）ではシリコンなどの材料を用いてウエハ（基板）を製造する。ステップ１０４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ１０５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ１０４によって作成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）等の工程を含む。ステップ１０６（検査）では、ステップ１０５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１０７）される。

図１３は、ステップ１０４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ１１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１１６（露光）では、液浸露光装置によってレチクルの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１１８（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１１９（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が形成される。本実施の形態の製造方法によれば従来よりも高品位かつ高集積度のデバイスを低コストに製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。

本発明の実施の形態１に係る液浸露光装置の最終レンズ近傍を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係る液浸露光装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態２に係る液浸露光装置の概略構成図である。 図３に示す液浸露光装置の最終レンズ近傍を示す概略構成図である。 液浸剤の純度管理を考慮した給排ノズルの構造を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態３に係る液浸露光装置の最終レンズ近傍を示す概略構成図である。 図６に示す液浸露光装置の最終レンズ近傍を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態４に係る液浸露光装置の最終レンズ近傍を示す概略構成図である。 図８に示す液浸露光装置の最終レンズ近傍を示す概略構成図である。 （ａ）は、２種類のレジストと、２種類の液浸剤とを組み合わせた場合の、レジストに対する液浸剤の溶出度特性の大小を相対的に示す表であり、（ｂ）は、光学特性が互いに異なる２種類の液浸剤の屈折率と透過率とを示す表である。 （ａ）は、本発明の実施の形態５に係る液浸露光装置を用いた露光処理と洗浄処理とを説明するためのフローチャートであり、（ｂ）本発明の実施の形態６に係る液浸露光装置を用いた露光処理と洗浄処理とを説明するためのフローチャートである。 本発明に係る液浸露光装置によるデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。 図１２に示すステップ１０４の詳細なフローチャートである。

符号の説明

１：液浸露光装置本体
４：照明系
５：露光光
６：投影光学系
７：最終光学素子（最終レンズ）
１０：レチクル
１１：レチクルステージ（レチクル駆動系）
１９，Ａ，Ｂ：レジスト
２０：ウエハ（基板）
２０ａ：専用ウエハ
２１：ウエハチャック（ウエハ駆動系の一部）
２２：ウエハステージ（ウエハ駆動系の一部）
２４，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ：液浸剤
２５，２５ａ，２５ｂ：給排ノズル（液浸剤供給部、液浸剤排出部）
２５ｃ：液浸剤供給ノズル（液浸剤供給部）
２５ｄ：洗浄剤供給ノズル（液体供給部）
２５ｅ：排出ノズル
２６：洗浄槽
２７：洗浄剤
２９：洗浄剤供給ノズル（液体供給部）
３０：洗浄剤排出ノズル（液体排出部）
３１：超音波発振器
４０：主制御部
４４：液浸剤給排制御部（選択機構の一部、混合比決定手段）
４５：洗浄剤給排制御部
４６：切替えバルブ（選択機構の一部）
４６’：切替えバルブ（混合機構の一部）
４７：液浸剤及び洗浄剤給排制御部（選択機構の一部）

Claims (20)

1. 光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、
   前記レチクルのパターンを基板上に投影する投影光学系と、
   前記投影光学系の最も前記基板近くに配置された光学素子の表面に液浸剤を供給する液浸剤供給部とを有し、前記パターンを前記基板に前記液浸剤を介して露光する露光装置であって、
   前記液浸剤とは異なる液体を前記光学素子の表面に供給する液体供給部をさらに有することを特徴とする露光装置。
2. 前記液浸剤供給部と前記液体供給部とが別々に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記液浸剤供給部の供給路と前記液体供給部の供給路とが少なくとも部分的に共用されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記共用された供給路から前記液浸剤と前記液体とのいずれを供給するかを選択可能な選択機構をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記液浸剤を排出する液浸剤排出部と前記液体を排出する液体排出部とがさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
6. 前記液浸剤排出部の排出路と前記液体排出部の排出路とが少なくとも部分的に共用されていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記液体が、前記光学素子の表面を洗浄するための洗浄剤であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
8. 前記表面を洗浄するための洗浄槽をさらに有し、前記洗浄剤が該洗浄槽に供給されるようになっていることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
9. 前記洗浄増は、前記基板駆動系とともに移動可能とされていることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
10. 前記洗浄槽に、超音波発生器が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
11. 前記液体が、洗浄後の前記光学素子の表面をすすぐためのすすぎ液であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
12. 前記液浸剤が水であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
13. 前記液体が、前記液浸剤とは異なる特性を有する他の液浸剤であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
14. 前記特性が、屈折率又は透過率の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
15. 前記特性が、前記基板上に形成されたレジストに対する溶出度であることを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
16. 前記基板上に形成されたレジストの種類又は前記パターンの投影寸法のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記液浸剤又は前記他の液浸剤のうちいずれを使用するかを判断する判断手段をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
17. 前記液浸剤と前記他の液浸剤とを混合する混合機構をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の露光装置。
18. 前記基板上に形成されたレジストの種類又は前記パターンの投影寸法のうち少なくともいずれか一方に基づいて、前記液浸剤と前記他の液浸剤との混合比を決定する混合比決定手段を有することを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。
19. 光源からの光でレチクルを照明し、該レチクルのパターンを投影光学系によって基板上に投影する露光装置であって、該投影光学系の最も前記基板近くに配置された光学素子の表面に供給された液浸剤を介して前記基板に前記パターンを露光する露光装置の前記光学素子の表面を洗浄する方法であって、
    前記光学素子の表面に前記液浸剤とは異なる洗浄剤を供給する洗浄ステップを有することを特徴とする表面の洗浄方法。
20. 請求項１から請求項１８のうちいずれか１項に記載の露光装置によって基板を露光する工程と、
    露光された前記基板に所定のプロセスを行う工程とを有するデバイスの製造方法。