JP2006332530A - 投影光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の光射出面側の空間に液浸領域が形成された際に、該液浸領域内の液体が液浸領域外に漏出することを抑制できる投影光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】投影光学系ＰＬは複数のレンズエレメントを備えており、各レンズエレメントのうち最も像面側の第１特定レンズエレメントＬＳ７以外のレンズエレメントは、鏡筒１３内に収容されている。また、第１特定レンズエレメントＬＳ７に露光光ＥＬの光軸方向において隣り合う第２特定レンズエレメントＬＳ６と、第２特定レンズエレメントＬＳ６の光射出面側の空間１６に純水ＬＱを供給する第２ノズル部材２１との間の隙間Ｓ１には、シール材２８が設けられている。同様に、第１特定レンズエレメントＬＳ７と、第１特定レンズエレメントＬＳ７の光射出面側の空間１５に純水ＬＱを供給する第１ノズル部材３０との間の隙間Ｓ２には、シール材３８が設けられている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、露光光の光軸方向に沿って形成される複数の光路空間のうち特定の光路空間に液浸領域が形成される投影光学系、該投影光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイスの製造方法に関するものである。

従来、この種の露光装置として、例えば特許文献１に記載の露光装置が提案されている。特許文献１の露光装置は、露光光源から出射された露光光をフォトマスク、レチクル等のマスクに照射させる照明光学系と、マスクにより形成された露光パターンを感光性材料（レジスト）の塗布されたウエハ、ガラスプレート等の基板に投影させる投影光学系とを備えている。照明光学系及び投影光学系は鏡筒をそれぞれ有しており、各鏡筒内にはそれぞれ少なくとも１つの光学素子（レンズなど）が収容されている。

また、特許文献１の露光装置においては、デバイスの高密度化及び基板上に形成されるパターンの微細化に対応すべく、投影光学系と基板との間の空間（「光路空間」ともいう）に気体よりも屈折率の高い液体（純水）を供給して、液浸領域を形成するようになっている。そのため、投影光学系を通過した露光光は、液浸領域内を通過した後に基板を照射するようになっている。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット

ところで、特許文献１の露光装置では、投影光学系において最も基板側に配置された光学素子の表面のうち、基板と相対する表面の大部分が液体と接触している。そのため、例えば露光装置（投影光学系）が振動した場合に、液浸領域内の液体の一部が、光学素子とその光学素子を鏡筒に保持するホルダ（保持部材）との間の隙間を通過して鏡筒内に浸入する可能性があった。すなわち、液浸領域内の液体の一部が、液浸領域外（鏡筒内の他の光路空間）に漏出してしまう可能性があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学素子の光出射面側の空間に液浸領域が形成された際に、該液浸領域内の液体が液浸領域外に漏出することを抑制できる投影光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成させるために、投影光学系に係る請求項１に記載の発明は、複数の光学素子を有し、該各光学素子のうち特定光学素子の光出射面側の第１空間に液浸領域を形成可能な投影光学系において、前記第１空間に形成された液浸領域の液体が前記特定光学素子の側面を介して前記特定光学素子の光入射面側の第２空間に流通することを規制する薄膜状のシール材を備えたことを要旨とする。

この請求項１に記載の発明によれば、薄膜状のシール材が設けられているため、特定光学素子の光出射面側の第１空間に形成された液浸領域の液体が、前記特定光学素子の側面を介して特定光学素子の光入射面側の第２空間側に流通することが規制される。したがって、特定光学素子の光出射面側の第１空間に液浸領域が形成された際に、該液浸領域内の液体が液浸領域外に漏出することを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の投影光学系において、前記シール材は、リング状に形成されており、その外縁部が前記特定光学素子の少なくとも一部を包囲する包囲部材に支持されると共に、その内縁部が前記特定光学素子の側面との間で撥水効果を発揮するように構成されていることを要旨とする。この請求項２に記載の発明によれば、シール材は、リング状に形成されると共に、その内縁部が特定光学素子の側面との間で撥水効果を発揮する。そのため、液浸領域を形成する液体が第１空間から第２空間へと流通することを良好に規制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の投影光学系において、前記シール材は、複数の薄膜片を組み合わせることにより、リング状に形成されていることを要旨とする。この請求項３に記載の発明によれば、特定光学素子が異なる大きさや形状をなす光学素子に変更されたとしても容易に対応することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記特定光学素子を通過する露光光の光軸方向に所定間隔離間して複数設けられていることを要旨とする。この請求項４に記載の発明によれば、複数のシール材を光軸方向に沿って配設することにより、第１空間に形成された液浸領域の液体が特定光学素子の側面を介して第２空間側に流通することを確実に規制できる。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜請求項４のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記シール材の内縁部は、前記特定光学素子の側面に接触するように配置されていることを要旨とする。この請求項５に記載の発明によれば、特定光学素子の側面とシール材との間には隙間が形成されなくなるため、液浸領域を形成する液体が第１空間から第２空間へと流通することを良好に規制できる。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項５のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記包囲部材は、前記特定光学素子を保持する保持部材及び前記第１空間に前記液浸領域を形成するノズル部材のうち少なくとも一方を含んでいることを要旨とする。この請求項６の発明によれば、シール材を保持するための部材を、保持部材及びノズル部材以外に別途設けることによる部品点数の増加を抑制できる。

請求項７に記載の発明は、請求項２〜請求項６のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記シール材は、前記内縁部から前記外縁部に向かって形成された複数の切込みを有していることを要旨とする。この請求項７に記載の発明によれば、特定光学素子の形状に対応して、この特定光学素子に余分な負荷をかけることなくシール材を曲げ変形させることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記シール材は、撥水材料にて形成されていることを要旨とする。この請求項８に記載の発明によれば、液浸領域を形成する液体がシール材の撥水性によりはじかれるため、液体が特定光学素子とシール材との間を通過することを規制できる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記シール材は、その表面に撥水処理が施されていることを要旨とする。この請求項９に記載の発明によれば、シール材自体が撥水材料でなくても、このシール材に撥水処理を施したことにより、液体がシール材にはじかれるため、液体が特定光学素子とシール材との間を通過することを規制できる。また、撥水性能を有しない材料にてシール材を形成することが可能となるため、シール材に使用できる材料の選択肢を増やすことができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記特定光学素子の側面には、撥水処理が施されていることを要旨とする。この請求項１０に記載の発明によれば、特定光学素子の側面に撥水処理を施すことにより、特定光学素子とシール材との間に液体が浸入したとしても、この液体が特定光学素子の側面にはじかれる。したがって、液体が特定光学素子とシール材との間を通過することを規制できる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記特定光学素子は、前記各光学素子のうち前記投影光学系の像面に最も近い光学素子であることを要旨とする。この請求項１１に記載の発明によれば、特定光学素子と投影光学系の像面との間に液浸領域が形成されるため、露光パターンの歪みなどを良好に抑制できる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の投影光学系において、前記特定光学素子は、前記各光学素子のうち前記投影光学系の像面に最も近い光学素子に次いで前記投影光学系の像面に近い光学素子であることを要旨とする。この請求項１２に記載の発明によれば、投影光学系の像面に２番目に近い光学素子が特定光学系であるため、液浸領域は、投影光学系の像面に比較的近い位置に形成されることになる。すなわち、露光パターンの歪みなどを良好に抑制できる。

一方、露光装置に係る請求項１３に記載の発明は、所定のパターンを介した露光光を基板に照射して、前記基板を露光する露光装置において、請求項１〜請求項１２のうち何れか一項に記載の投影光学系と、前記第１空間に液体を供給する液体供給装置と、前記第１空間から液体を回収する液体回収装置とを備えたことを要旨とする。この請求項１３に記載の発明によれば、液体供給装置から液浸領域を形成するために供給された液体の液浸領域から液浸領域外への漏出が抑制されるため、露光装置全体のメンテナンスが不要に増加することを抑制できる。

請求項１４に記載の発明は、投影光学系に設けられた複数の光学素子のうち特定光学素子の光射出面側の第１空間内に形成された液浸領域を介して露光光を基板に照射し、前記基板を露光する露光装置において、前記特定光学素子の側面の少なくとも一部を包囲する包囲部材と、該包囲部材に支持される外縁部と前記特定光学素子の側面との間で撥水効果を発揮する内縁部とを備え、前記第１空間に形成された液浸領域の液体が前記特定光学素子の側面を介して前記特定光学素子の光入射面側の第２空間に流通することを規制する薄膜状のシール材とを備えたことを要旨とする。

この請求項１４に記載の発明によれば、薄膜状のシール材が設けられているため、特定光学素子の光出射面側の第１空間に形成された液浸領域の液体が、前記特定光学素子の側面を介して特定光学素子の光入射面側の第２空間側に流通することが規制される。したがって、特定光学素子の光出射面側の第１空間に液浸領域が形成された際に、該液浸領域内の液体が液浸領域外に漏出することを抑制できる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の露光装置において、前記包囲部材は、前記特定光学素子を保持する保持部材及び前記第１空間に前記液浸領域を形成するノズル部材のうち少なくとも一方を含んでいることを要旨とする。この請求項１５に記載の発明によれば、特定光学素子の側面のうち少なくとも一部を包囲する包囲部材を、保持部材及びノズル部材以外に別途設けることによる部品点数の増加を抑制できる。

さらに、デバイスの製造方法にかかる請求項１６に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程で請求項１３〜請求項１５のうち何れか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うことを要旨とする。この請求項１６に記載の発明によれば、高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。

本発明によれば、光学素子の光出射面側の空間に液浸領域が形成された際に、該液浸領域内の液体が液浸領域外に漏出することを抑制できる。

以下に、本発明の投影光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法を、半導体素子を製造するための投影光学系、露光装置、及びデバイスの製造方法に具体化した一実施形態について図１〜図６に基づき説明する。

図１に示すように、本実施形態の露光装置１１は、マスクとしてのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを一次元方向（ここでは、図１における紙面内左右方向）に同期移動させつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に転写するようになっている。つまり、本実施形態の露光装置１１は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光措置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパである。

露光装置１１は、露光光源（図示略）、照明光学系１２、レチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴなどを備えている。そして、レチクルステージＲＳＴはレチクルＲを保持すると共に、ウエハステージＷＳＴはウエハＷを保持するようになっている。また、本実施形態の露光光源としては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を露光光ＥＬとして発光する光源が用いられている。

照明光学系１２は、図示しないフライアイレンズやロッドレンズなどのオプティカルインテグレータ、リレーレンズ、及びコンデンサレンズなどの各種レンズ系及び開口絞りなどを含んで構成されている。そして、図示しない露光光源から出射された露光光ＥＬは、照明光学系１２を通過することにより、レチクルＲ上のパターンを均一に照明するように調整される。

レチクルステージＲＳＴは、照明光学系１２と投影光学系ＰＬとの間で、そのレチクルＲの載置面が光路と略直交するように配置されている。すなわち、レチクルステージＲＳＴは、投影光学系ＰＬの物体面側（露光光ＥＬの入射側であって、図１では上側）に配置されている。

投影光学系ＰＬは、複数（図１では７枚のみ図示）のレンズエレメントＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３，ＬＳ４，ＬＳ５，ＬＳ６，ＬＳ７を備えている。これら各レンズエレメントＬＳ１〜ＬＳ７のうち最もウエハＷ側のレンズエレメント（以下、「第１特定レンズエレメント」と示す。）ＬＳ７以外のレンズエレメントＬＳ１〜ＬＳ６は、鏡筒１３内に保持されている。そして、鏡筒１３内における各レンズエレメントＬＳ１〜ＬＳ６間は、パージガス（例えば窒素）が充填されている。また、鏡筒１３の下端部には、第１特定レンズエレメントＬＳ７を保持するためのレンズホルダ１４が配設されている。なお、各レンズエレメントＬＳ１〜ＬＳ７は、露光光ＥＬが入射する光入射面と、入射した露光光ＥＬが射出する光射出面とを有している。そして、各レンズエレメントＬＳ１〜ＬＳ７は、光軸が一致すると共に、それぞれの光入射面側及び光射出面側に光路空間（単に「空間」ともいう。）が形成されるように配置されている。

ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの像面側において、ウエハＷの載置面が露光光ＥＬの光路と交差するように配置されている。そして、露光光ＥＬにて照明されたレチクルＲ上のパターンの像が、投影光学系ＰＬを通して所定の縮小倍率に縮小された状態で、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷに投影転写される。

ちなみに、本実施形態の露光装置１１は、露光光ＥＬを実質的に短波長化して解像度を向上させると共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いわゆる液浸露光装置である。そのため、露光装置１１には、第１特定レンズエレメントＬＳ７の光射出面側の空間１５及び光入射面側の空間１６に純水ＬＱを個別に供給するための第１液体供給装置１７及び第２液体供給装置１８が設けられている。また、露光装置１１には、空間１５及び空間１６に供給された純水ＬＱを個別に回収するための第１液体回収装置１９及び第２液体回収装置２０が設けられている。

図２に示すように、第１特定レンズエレメントＬＳ７とウエハＷとの間の空間１５には、第１液体供給装置１７から純水ＬＱが供給されることにより、液浸領域ＬＴ１が形成されるようになっている。そして、この液浸領域ＬＴ１を形成する純水ＬＱは、第１液体回収装置１９の駆動に基づき空間１５から回収されるようになっている。また、第１特定レンズエレメントＬＳ７と、この第１特定レンズエレメントＬＳ７に対して投影光学系ＰＬの物体面側に配置されたレンズエレメントＬＳ６との間の空間１６には、第２液体供給装置１８から純水ＬＱが供給されることにより、液浸領域ＬＴ２が形成されるようになっている。すなわち、レンズエレメントＬＳ６は、第１特定レンズエレメントＬＳ７に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い第２特定レンズエレメントとして構成されている。そして、この液浸領域ＬＴ２を形成する純水ＬＱは、第２液体回収装置２０の駆動に基づき空間１６から回収されるようになっている。

したがって、本実施形態では、第１特定レンズエレメントＬＳ７から見た場合には、空間１５が光射出面側の第１空間に該当すると共に、空間１６が光入射面側の第２空間に該当する。また、第２特定レンズエレメントＬＳ６から見た場合には、空間１６が光射出面側の第１空間に該当すると共に、鏡筒１３内の空間ＳＰが光入射面側の第２空間に該当する。

ここで、第２特定レンズエレメントＬＳ６は、屈折力（レンズ作用）を有する光学素子であって、その下面ＬＳ６ｃは平面状であり、その上面ＬＳ６ｂは投影光学系ＰＬの物体面側に向かって凸状に形成され、正の屈折力を有している。また、第２特定レンズエレメントＬＳ６は、上面視略円形状をなしており、その上面ＬＳ６ｂの外径は下面ＬＳ６ｃの外径よりも大きく形成されている。すなわち、第２特定レンズエレメントＬＳ６は、その中央部分が露光光ＥＬを通過させる露光光通過部ＬＳ６Ａであると共に、その露光光通過部ＬＳ６Ａの外周側にフランジ部ＬＳ６Ｂが形成されている。そして、そのフランジ部ＬＳ６Ｂを介して第２特定レンズエレメントＬＳ６は鏡筒１３に支持されている。

一方、第１特定レンズエレメントＬＳ７は、露光光ＥＬを透過可能な無屈折力の平行平板であって、その下面ＬＳ７ｃと上面ＬＳ６ｂとは平行である。また、第１特定レンズエレメントＬＳ７は、上面視略円形状をなしており、その上面ＬＳ７ｂの外径は下面ＬＳ７ｃの外径よりも大きく形成されている。すなわち、第１特定レンズエレメントＬＳ７は、その中央部分が露光光ＥＬを通過させる露光光通過部ＬＳ７Ａであると共に、その露光光通過部ＬＳ７Ａの外周側にフランジ部ＬＳ７Ｂが形成されている。そして、そのフランジ部ＬＳ７Ｂを介して第１特定レンズエレメントＬＳ７はレンズホルダ１４に支持されている。

本実施形態の投影光学系ＰＬにおいて、鏡筒１３とレンズホルダ１４との間には、環状をなすノズル部材（以下、ウエハＷ側から２つ目の空間である空間１６に純水ＬＱを供給するものであるから「第２ノズル部材」と示す。）２１が露光光ＥＬの光路を囲むように配設されている。この第２ノズル部材２１は、鏡筒１３の下端部にねじ（図示略）によって固定されている。そして、この第２ノズル部材２１の下面側にレンズホルダ１４が複数本（図２では２本のみ図示）のねじＳＣによって固定されている。

また、第２ノズル部材２１は、図２に示すように、その内側面２１ｂが第２特定レンズエレメントＬＳ６の下面ＬＳ６ｃと下面ＬＳ６ｄとの間の側面ＬＳ６ａと対向すると共に、その上面２１ｃが第２特定レンズエレメントＬＳ６におけるフランジ部ＬＳ６Ｂの下面ＬＳ６ｄと対向するように配置されている。そして、第２ノズル部材２１は、その内側面２１ｂと第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａとの間に隙間Ｓ１を形成することにより、第２特定レンズエレメントＬＳ６と接触しないように配置される。したがって、本実施形態では、鏡筒１３及び第２ノズル部材２１が第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａを包囲する包囲部材として機能し、鏡筒１３及び第２ノズル部材２１のうち第２ノズル部材２１に後述するシール材２８が支持されている。なお、第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａ及びフランジ部ＬＳ６Ｂの下面ＬＳ６ｄには、フッ素樹脂コーティングなどの撥水処理が施されている。

第２ノズル部材２１は、液体供給管２２を介して第２液体供給装置１８に連結されている。第２ノズル部材２１内には液体供給管２２と連通する液体供給通路２３が形成されており、液体供給管２２及び液体供給通路２３を流動した純水ＬＱは、第２ノズル部材２１の内側面２１ｂ側に形成された供給用開口部２４を介して空間１６内に流入するようになっている。また、第２ノズル部材２１は、液体回収管２５を介して第２液体回収装置２０に連結されている。第２ノズル部材２１内には、液体回収管２５と連通する液体回収通路２６が形成されている。そして、空間１６内で液浸領域ＬＴ２を形成する純水ＬＱは、第２ノズル部材２１の内側面２１ｂ側において供給用開口部２４と対向する側に形成された回収用開口部２７を介して第２液体回収装置２０に回収されるようになっている。なお、回収用開口部２７は、液浸領域ＬＴ２よりも物体面側（図２では上方）に形成されている。

第２ノズル部材２１と第２特定レンズエレメントＬＳ６との間に形成された隙間Ｓ１内において、第２ノズル部材２１には、リング状をなす薄膜状のシール材２８が設けられている。このシール材２８は、その外縁部２８ａが固定部材２９によって第２ノズル部材２１の上面２１ｃのうち内縁側上面２１ａに支持されると共に、その内縁部２８ｂ側が第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａに接触している。

一方、レンズホルダ１４とウエハＷとの間には、環状をなすノズル部材（以下、ウエハＷ側から１つ目の空間である空間１５に純水ＬＱを供給するものであるから「第１ノズル部材」と示す。）３０が露光光ＥＬの光路を囲むように配設されている。そして、この第１ノズル部材３０は、図示しない支持部材によって第１特定レンズエレメントＬＳ７及びレンズホルダ１４に当接しないように支持されている。

また、第１ノズル部材３０は、その内側面３０ｂが第１特定レンズエレメントＬＳ７における下面ＬＳ７ｃと下面ＬＳ７ｄとの間の側面ＬＳ７ａと対向すると共に、その上面３０ｃが第１特定レンズエレメントＬＳ７におけるフランジ部ＬＳ７Ｂの下面ＬＳ７ｄと対向するように配置されている。そして、第１ノズル部材３０は、その内側面３０ｂと第１特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａとの間に隙間Ｓ２を形成することにより、第１特定レンズエレメントＬＳ７と接触しないように配置される。したがって、本実施形態では、レンズホルダ１４及び第１ノズル部材３０が第１特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａを包囲する包囲部材として機能し、レンズホルダ１４及び第１ノズル部材３０のうち第１ノズル部材３０に後述するシール材３８が支持されている。なお、第１特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａ及びフランジ部ＬＳ７Ｂの下面ＬＳ６ｄには、フッ素樹脂コーティングなどの撥水処理が施されている。

第１ノズル部材３０は、液体供給管３１を介して第１液体供給装置１７に連結されている。第１ノズル部材３０内には液体供給管３１と連通する液体供給通路３２が形成されると共に、第１ノズル部材３０の下面側には液体供給通路３２と連通する供給用開口部３３が環状をなすように形成されている。また、第１ノズル部材３０は、液体回収管３４を介して第１液体回収装置１９に連結されている。第１ノズル部材３０内には液体回収管３４と連通する液体回収通路３５が形成されると共に、第１ノズル部材３０の下面側には液体回収通路３５に連通する回収用開口部３６が環状をなすように形成されている。この回収用開口部３６は、供給用開口部３３の外側に供給用開口部３３を包囲するように形成されている。なお、回収用開口部３６には、多数の孔が形成されてなる多孔部材３７が設けられている。

第１ノズル部材３０と第１特定レンズエレメントＬＳ７との間に形成された隙間Ｓ２内において、第１ノズル部材３０には、第２ノズル部材２１に設けられたシール材２８と略同一形状をなすシール材３８が設けられている。このシール材３８は、その外縁部３８ａが固定部材３９によって第１ノズル部材３０の上面３０ｃのうち内縁側上面３０ａに支持されると共に、その内縁部３８ｂ側が第１特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａに接触している。

なお、シール材２８の外縁部２８ａを支持する第２ノズル部材２１及びシール材３８の外縁部３８ａを支持する第１ノズル部材３０は、金属材料にて構成されている。そのため、第２特定レンズエレメントＬＳ６と第２ノズル部材２１との間の隙間Ｓ１に流入した純水ＬＱが、毛細管現象に基づき、シール材２８の外縁部２８ａと第２ノズル部材２１との間に浸入する可能性がある。同様に、第１特定レンズエレメントＬＳ７と第１ノズル部材３０との間の隙間Ｓ２に流入した純水ＬＱが、毛細管現象に基づき、シール材３８の外縁部２８ａと第１ノズル部材３０との間に浸入する可能性がある。そこで、第２ノズル部材２１においてシール材２８を支持する部位である内縁側上面２１ａ、及び第１ノズル部材３０においてシール材３８を支持する部位である内縁側上面３０ａには、シール材２８，３８がそれぞれ固定される前に、フッ素樹脂コーティングなどの撥水処理を施すことが望ましい。

次に、本実施形態のシール材２８，３８について図３及び図４に基づき以下説明する。なお、上述したように、各シール材２８，３８は略同一構成であるため、以下においては、シール材２８について詳述する。

図３に示すように、本実施形態のシール材２８は、撥水材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シート）にてリング状をなすように形成されている。また、シール材２８は、薄膜状に形成されているため、可撓性を有している。さらに、シール材２８には、その内縁部（第２特定レンズエレメントＬＳ６側の部位）２８ｂから外縁部２８ａに向かって形成された複数の切込み４０を有している。具体的には、シール材２８の内周縁（第２特定レンズエレメントＬＳ６側の端部）２８ｃから放射方向に向けて線状をなす複数の切込み４０が周方向へ等間隔に形成されている。そのため、図４に示すように、シール材２８は、これら各切込み４０の形成箇所が開くことにより第２特定レンズエレメントＬＳ６の形状に対応して内縁部２８ｂ側が曲げ変形可能とされている。

すなわち、シール材２８を、図２に示すように、その内縁部２８ｂが第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａに下方から曲折して接触するように取り付けた場合には、シール材２８における切込み４０の形成箇所にクリアランス４１（図４参照）がそれぞれ形成されることになる。そして、空間１６（液浸領域ＬＴ２）内の純水ＬＱの一部が隙間Ｓ１内をシール材２８（内縁部２８ｂ）に接触する位置まで浸入した場合には、図４に示すように、その純水ＬＱの一部が各クリアランス４１内までさらに浸入する可能性がある。ここで、各クリアランス４１内においては、下記の各条件式（１），（２）を満たす純水ＬＱの圧力（水圧）が発生する。

ΔＰ＝γ／Ｒ…（１）
Ｒ＝−gap ／（ cosθ₁ ＋ cosθ₂ ）…（２）
ただし、ΔＰ：クリアランス４１内における純水ＬＱの圧力，γ：純水ＬＱの表面張力（＝７．２８×１０^-2（Ｎｍ^-1）），Ｒ：クリアランス４１内における純水ＬＱの曲率半径，gap …クリアランス４１の幅，θ₁ ，θ₂ ：純水ＬＱとシール材２８との接触角
すなわち、第２ノズル部材２１と第２特定レンズエレメントＬＳ６との間の隙間Ｓ１は、その幅がクリアランス４１内における純水ＬＱの圧力（ΔＰ）が隙間Ｓ１内の気圧よりも大きくならないように設計されている。その結果、シール材２８は、その内縁部２８ｂと第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａとの間で撥水効果を発揮するようになり、純水ＬＱがクリアランス４１を通過してシール材２８の上方側へ漏れ出ることを抑制するように構成されている。なお、図４においては、説明理解の便宜上、第２特定レンズエレメントＬＳ６を省略している。

次に、本実施形態の露光装置１１の作用について、各空間１５，１６に純水ＬＱを供給した際の作用を中心に以下説明する。
さて、ウエハステージＷＳＴに載置されたウエハＷが露光光ＥＬの光路上に配置されると、第１液体供給装置１７及び第２液体供給装置１８が駆動を開始する。すると、第１液体供給装置１７からは純水ＬＱが供給され、この純水ＬＱは、液体供給管２２及び液体供給通路２３内を流動して、供給用開口部２４を介して空間１５内に供給される。同時に、第２液体供給装置１８からは純水ＬＱが供給され、この純水ＬＱは、液体供給管３１及び液体供給通路３２内を流動して、供給用開口部３３を介して空間１６内に供給される。

そして、第１液体供給装置１７は、所定容量の純水ＬＱを空間１５内に供給すると、その駆動を停止する。その結果、空間１５内には、純水ＬＱからなる液浸領域ＬＴ１が形成される。また、第２液体供給装置１８は、所定容量の純水ＬＱを空間１６内に供給すると、その駆動を停止する。その結果、空間１６内には、純水ＬＱからなる液浸領域ＬＴ２が形成される。

この際に、空間１６内における純水ＬＱの一部が、第２特定レンズエレメントＬＳ６と第２ノズル部材２１との間の隙間Ｓ１内に浸入し、この隙間Ｓ１内に設けられたシール材２８に下方から接触する（図２参照）。すると、シール材２８に接触した純水ＬＱは、シール材２８と第２特定レンズエレメントＬＳ６との間の撥水効果により、さらに上方側に浸入することが規制される。また、純水ＬＱは、シール材２８に下方から接触した際、シール材２８における各切込み４０の形成箇所である各クリアランス４１内に浸入する（図４参照）。しかし、各クリアランス４１内における純水ＬＱの圧力（ΔＰ）は、隙間Ｓ１内における気圧と略同一となるため、純水ＬＱは、各クリアランス４１を通過して、第２特定レンズエレメントＬＳ６における光入射面側の空間（すなわち、鏡筒１３内）に漏入することはない。

一方、空間１５（液浸領域ＬＴ１）内の純水ＬＱは、隙間Ｓ２内に浸入したとしても、空間１６内の純水ＬＱが隙間Ｓ１内に浸入した場合と同様に、シール材３８と第１特定レンズエレメントＬＳ７との間の撥水効果によって空間１６側への漏出が規制される。そのため、空間１５から空間１６へ純水ＬＱが流通することはない。

次に、上述した露光装置１１をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図５は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

図５に示すように、まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、デバイス（マイクロデバイス）の機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レクチルＲ、フォトマスク等）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス等の材料を用いて基板（ウエハＷ、ガラスプレート等）を製造する。

次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

図６は、半導体デバイスの場合における、図５のステップＳ１０４の詳細なフローの一例を示す図である。図６において、ステップＳ１１１（酸化ステップ）では、ウエハＷ（基板）の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハＷ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）では、ウエハＷ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）では、ウエハＷにイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜Ｓ１１４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷにフォトレジスト等の感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラフィシステム（露光装置１１）によってレチクルＲの回路パターンをウエハＷ上に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）では露光されたウエハＷを現像し、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハＷ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ１１６）において上記の露光装置１１が用いられ、真空紫外域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、しかも露光量制御を高精度に行うことができる。したがって、結果的に最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留まりよく生産することができる。

本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）各空間１５，１６には、純水ＬＱが供給されることにより液浸領域ＬＴ１，ＬＴ２がそれぞれ形成される。そして、第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａを包囲するように配置されたシール材２８は、液浸領域ＬＴ２を形成する純水ＬＱが第２特定レンズエレメントＬＳ６の光入射面側の空間である鏡筒１３内の空間ＳＰに漏入することを規制する。また、第１特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａを包囲するように配置されたシール材３８は、液浸領域ＬＴ１を形成する純水ＬＱが、特定レンズエレメントＬＳ７の光射出面側から特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａを伝わることを規制する。したがって、液浸領域ＬＴ２又は液浸領域ＬＴ１を形成する純水ＬＱが液浸領域ＬＴ２又は液浸領域ＬＴ１外に漏出することを抑制できる。

（２）各シール材２８，３８は、リング状に形成されると共に、それらの各内縁部２８ｂ，３８ｂが特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７との間で撥水効果を発揮する。そのため、液浸領域ＬＴ２又は液浸領域ＬＴ１を形成する純水ＬＱが液浸領域ＬＴ２又は液浸領域ＬＴ１外に漏出することを確実に規制できる。

（３）シール材２８，３８を支持するための部材をレンズホルダ１４や鏡筒１３以外に別途設けることによる部品点数の増加を、良好に回避できる。
（４）シール材２８，３８の内縁部２８ｂ，３８ｂには複数の切込み４０が形成されているため、特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７の形状に対応して、シール材２８，３８を、特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７に余分な負荷をかけることなく曲げ変形させることができる。

（５）液浸領域ＬＴ２又は液浸領域ＬＴ１を形成する純水ＬＱがシール材３８に下方から接触しても、純水ＬＱはシール材３８の撥水性によりはじかれる。そのため、純水ＬＱが特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７とシール材２８，３８との間を通過することを規制できる。

（６）特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７の側面ＬＳ６ａ，ＬＳ７ａには、撥水処理が施されている。そのため、特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７とシール材２８，３８との間の隙間Ｓ１，Ｓ２に純水ＬＱが浸入しても、この純水ＬＱは特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７の側面ＬＳ６ａ，ＬＳ７ａにはじかれる。したがって、純水ＬＱが特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７とシール材２８，３８との間を通過することを規制できる。

（７）特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７に接触するように薄膜状のシール材２８，３８をそれぞれ配置した場合に、これら各シール材２８，３８が撓むことにより、特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７に傷が付くことを良好に回避できる。

なお、本実施形態は以下のような別の実施形態（別例）に変更してもよい。
・実施形態において、第１特定レンズエレメントＬＳ７における光射出面側の空間１５のみに、液浸領域を形成するようにしてもよい。

・実施形態において、各シール材２８，３８には、切込み４０が形成されてなくてもよい。
・実施形態において、各特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７の側面ＬＳ６ａ，ＬＳ７ａには、撥水処理を施さなくてもよい。

・実施形態において、各シール材２８，３８は、撥水材料ではなく、撥水性を有しない材料からなるシートにて形成してもよい。この場合、各シール材２８，３８には、それらの表面にフッ素樹脂コーティングなどの撥水処理を施すことが望ましい。

・実施形態において、各シール材２８，３８は、他の任意の撥水材料からなるシートにて形成してもよい。すなわち、各シール材２８，３８は、ポリエーテル（ＰＥＥＫ）やテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマ（ＰＦＡ）などのシートにて形成してもよい。

・また、各シール材２８，３８は、ポリテトラフルオロエチレン以外の他の可撓性を有する合成樹脂にて形成してもよい。
・実施形態において、シール材３８の外縁部３８ａを、第１特定レンズエレメントＬＳ７を保持するレンズホルダ１４に固定してもよい。

・実施形態において、第２ノズル部材２１に固定されるシール材は、図７に示すように、その内縁部が第２特定レンズエレメントＬＳ６に接触しないシール材５０であってもよい。すなわち、シール材５０と第２特定レンズエレメントＬＳ６との間には、微小クリアランス５１が形成されてもよい。このように構成した場合、シール材５０と第２特定レンズエレメントＬＳ６との間に形成された微小クリアランス５１を純水ＬＱが流動しようとしても、シール材５０と第２特定レンズエレメントＬＳ６との間の撥水効果によって、微小クリアランス５１内を純水ＬＱが通過することを良好に抑制できる。

また、第１ノズル部材３０に固定されるシール材も、シール材５０と同様に、その内縁部が第１特定レンズエレメントＬＳ７に接触せず、第１特定レンズエレメントＬＳ７との間に微小クリアランスを形成するものであってもよい。

・実施形態において、シール材２８は、第２ノズル部材２１と共に包囲部材を構成する鏡筒１３に支持される構成であってもよい。同様に、シール材３８は、第１ノズル部材３０と共に包囲部材を構成するレンズホルダ１４に支持される構成であってもよい。

・実施形態において、第２特定レンズエレメントＬＳ６の側面ＬＳ６ａと第２ノズル部材２１の内側面２１ｂとの間の隙間Ｓ１には、光軸方向に所定間隔離間させて複数（例えば３つなど）のシール材２８を配設してもよい。同様に、第１特定レンズエレメントＬＳ７の側面ＬＳ７ａと第１ノズル部材３０の内側面３０ｂとの間の隙間Ｓ２には、光軸方向に所定間隔離間させて複数のシール材３８を配設してもよい。

・実施形態において、シール材は、図８に示すように、複数（例えば４つ）の薄膜片５２を、リング状をなすように連続して配置することにより構成されたシール材５３であってもよい。このように構成しても、上記実施形態と同等の効果を得ることができると共に、特定レンズエレメントＬＳ６，ＬＳ７の大きさや形状が変更された場合にも、容易に対応できる。

・実施形態において、露光光源としては、Ｆ₂ レーザ（１５７ｎｍ）の他、例えばＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｋｒ₂ レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ₂ レーザ（１２６ｎｍ）等を用いてもよい。

・実施形態において、液体は、純水ＬＱ以外のものであってもよい。例えば、露光光源がＦ₂ レーザである場合には、Ｆ₂ レーザ光が純水ＬＱを透過しないことから、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイルなどのフッ素系液体であることが望ましい。

・実施形態では、本発明を半導体素子製造用の走査露光型の露光装置に具体化したが、例えばステップ・アンド・リピート方式により一括露光を行う露光装置に具体化してもよい。

・また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては、石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置などでは、透過型マスク（ステンシルマスク、メンバレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。

・もちろん、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置にも、本発明を適用することができる。また、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用することができる。

本実施形態における露光装置を示す概略構成図。 本実施形態における露光装置の一部を拡大した概略構成図。 本実施形態におけるシール材を示す平面図。 本実施形態におけるシール材の一部を拡大した概略斜視図。 マイクロデバイスの製造例のフローチャート。 半導体素子の場合における図５の基板処理に関する詳細なフローチャート。 別例のシール材を示す概略構成図。 他の別例のシール材を示す概略平面図。

符号の説明

１１…露光装置、１３…鏡筒（保持部材、包囲部材）、１４…レンズホルダ（保持部材、包囲部材）、１５…空間（第１空間）、１６…空間（第１空間、第２空間）、１７…第１液体供給装置、１８…第２液体供給装置、１９…第１液体回収装置、２０…第２液体回収装置、２１…第２ノズル部材（包囲部材）、３０…第１ノズル部材（包囲部材）、２８，３８，５０，５３…シール材、２８ａ，３８ａ…外縁部、２８ｂ，３８ｂ…内縁部、４０…切込み、５１…微小クリアランス、５２…薄膜片、ＥＬ…露光光、ＬＳ１〜ＬＳ５…レンズエレメント（光学素子）、ＬＳ６…第２特定レンズエレメント（特定光学素子）、ＬＳ７…第１特定レンズエレメント（特定光学素子）、ＬＳ６ａ，ＬＳ７ａ…側面、ＬＴ１，ＬＴ２…液浸領域、ＬＱ…純水（液体）、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル（マスク）、ＳＰ…鏡筒内の空間（第２空間）、Ｗ…ウエハ（基板）。

Claims (16)

1. 複数の光学素子を有し、該各光学素子のうち特定光学素子の光出射面側の第１空間に液浸領域を形成可能な投影光学系において、
   前記第１空間に形成された液浸領域の液体が前記特定光学素子の側面を介して前記特定光学素子の光入射面側の第２空間に流通することを規制する薄膜状のシール材を備えた投影光学系。
2. 前記シール材は、リング状に形成されており、その外縁部が前記特定光学素子の少なくとも一部を包囲する包囲部材に支持されると共に、その内縁部が前記特定光学素子の側面との間で撥水効果を発揮するように構成されている請求項１に記載の投影光学系。
3. 前記シール材は、複数の薄膜片を組み合わせることにより、リング状に形成されている請求項２に記載の投影光学系。
4. 前記シール材は、前記特定光学素子を通過する露光光の光軸方向に所定間隔離間して複数設けられている請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の投影光学系。
5. 前記シール材の内縁部は、前記特定光学素子の側面に接触する請求項２〜請求項４のうち何れか一項に記載の投影光学系。
6. 前記包囲部材は、前記特定光学素子を保持する保持部材及び前記第１空間に前記液浸領域を形成するノズル部材のうち少なくとも一方を含んでいる請求項２〜請求項５のうち何れか一項に記載の投影光学系。
7. 前記シール材は、前記内縁部から前記外縁部に向かって形成された複数の切込みを有している請求項２〜請求項６のうち何れか一項に記載の投影光学系。
8. 前記シール材は、撥水材料にて形成されている請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の投影光学系。
9. 前記シール材は、その表面に撥水処理が施されている請求項１〜請求項７のうち何れか一項に記載の投影光学系。
10. 前記特定光学素子の側面には、撥水処理が施されている請求項１〜請求項９のうち何れか一項に記載の投影光学系。
11. 前記特定光学素子は、前記各光学素子のうち前記投影光学系の像面に最も近い光学素子である請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の投影光学系。
12. 前記特定光学素子は、前記各光学素子のうち前記投影光学系の像面に最も近い光学素子に次いで前記投影光学系の像面に近い光学素子である請求項１〜請求項１０のうち何れか一項に記載の投影光学系。
13. 所定のパターンを介した露光光を基板に照射して、前記基板を露光する露光装置において、
    請求項１〜請求項１２のうち何れか一項に記載の投影光学系と、
    前記第１空間に液体を供給する液体供給装置と、
    前記第１空間から液体を回収する液体回収装置とを備えた露光装置。
14. 投影光学系に設けられた複数の光学素子のうち特定光学素子の光射出面側の第１空間内に形成された液浸領域を介して露光光を基板に照射し、前記基板を露光する露光装置において、
    前記特定光学素子の少なくとも一部を包囲する包囲部材と、
    該包囲部材に支持される外縁部と前記特定光学素子の側面との間で撥水効果を発揮する内縁部とを備え、前記第１空間に形成された液浸領域の液体が前記特定光学素子の側面を介して前記特定光学素子の光入射面側の第２空間に流通することを規制する薄膜状のシール材とを備えた露光装置。
15. 前記包囲部材は、前記特定光学素子を保持する保持部材及び前記第１空間に前記液浸領域を形成するノズル部材のうち少なくとも一方を含んでいる請求項１４に記載の露光装置。
16. 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で請求項１３〜請求項１５のうち何れか一項に記載の露光装置を用いて露光を行うデバイスの製造方法。

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