JP2007207890A - 処理装置及び露光装置、並びに処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化・重量化を招くことなく、ウエハホルダの温度を安定化する。
【解決手段】 ウエハホルダＷＨにウエハＷが載置されていないとき、液体付着装置により、ウエハホルダの吸着部に、ノズルユニット１２から吐出された液滴が付着させられる。このとき、ウエハホルダＷＨが加熱されていると、その液滴が蒸発（気化）する際にウエハホルダから気化熱を奪い、ウエハホルダが冷却される。従って、液体を用いるにもかかわらず、液体を冷やすために他の部分に高温の部分を作る必要がなく、しかも保持装置も液体冷却系を載せる必要もないのでその大型化・重量化を招くことなく、ウエハホルダの温度を安定化することが可能になる。
【選択図】図４

Description

本発明は、処理装置及び露光装置、並びに処理方法に係り、更に詳しくは、エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置及び該処理装置を備える露光装置、並びにエネルギビームを照射して物体を処理する処理方法に関する。

半導体製造用リソグラフィ技術はMooreの法則に対応するために、微細化を続けてきた。微細化の流れの中で、リソグラフィにより転写されるパターンの線幅が縮小するにつれて、異なる層間の重ね合わせ精度も厳しくなっている。ＬＳＩなどの層間の良好な重ね合わせ精度を得るためには、露光時のウエハなどの感光物体（以下、「ウエハ」と呼ぶ）の温度を一定に維持してウエハの温度変化による伸縮を防ぐ必要がある。特に、超高圧水銀ランプを光源とする露光装置、例えばｉ線露光装置などでは、露光パワーが大きく、ウエハが加熱される。しかるに、ウエハは、交換されるので、大きな熱量が蓄積されるおそれはないが、このウエハを真空吸着等により移動ステージ上で保持するウエハホルダには、露光の進行と共に大きな熱量が蓄積されるおそれがあり、結果的にそのウエハホルダ上にロードされるウエハの熱膨張を招くおそれがある。従って、ウエハホルダの温度を安定化させる機構は、露光装置にとって必須である。

このような理由により、従来においても、ｉ線露光装置などでは、ウエハホルダに、温度安定化した液体を流して冷却することで、ウエハホルダの温度を安定化し、ウエハホルダと接触するウエハの温度を安定化することがなされていた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、 従来のｉ線露光装置などでは、ウエハホルダ又は該ウエハホルダが搭載されたステージなどの可動部に温度制御用の液体を流すための配管を接続する必要があったことから、その配管の張力などがステージの移動を妨げる外乱要因となり、ステージの精密な位置決めを妨害するおそれがあった。

また、液体冷却系をステージに載せたことにより、ウエハホルダを含むステージ可動部の重量が増し、該可動部の高速位置決めを行うのに不利な条件を作り出していた。すなわち、より大重量のステージ可動部を動かすために、より強いモータを必要とし、強いモータの可動部はより大重量になるのでより強力なモータを必要とするという負の連鎖が起こっていた。

また、従来の液体を用いたウエハホルダの冷却では、その液体を冷やすために他の部分に高温の部分を作り出す。この高温の部分を冷やすために更に別の冷却系を用いる必要があるので、装置が複雑になる。また、高温の部分が装置の他の部分に影響を与えるのを防ぐための対策も求められる。このように従来のｉ線露光装置では、ウエハホルダの冷却のため、液体を用いた温度安定化の系を使うことにより露光装置全体のエネルギ効率も低下していた。

上述と同様の問題は、程度の差こそあれ、ＡｒＦ又はＫｒＦエキシマレーザを光源とする露光装置などであっても生じ得る。

特開０８−１１５８６８号公報

本発明は、第１の観点からすると、エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置であって、物体が載置され、該載置された物体を吸着する吸着部を有する保持装置と；液滴吐出口が複数形成されたノズル部材を有し、前記物体が載置されていないとき、前記保持装置の前記吸着部に前記ノズル部材の少なくとも１つの液滴吐出口から吐出された液滴を付着させる液体付着装置と；を備える第１の処理装置である。

ここで、ノズル部材とは、一般的な意味のノズル、すなわち筒状の先端の細穴から流体を噴出させる装置に限らず、液滴吐出口が複数形成された部材であれば良く、液滴吐出口の形状はノズル状に限らず如何なる形状であっても良いし、ノズル部材そのものの形状も問わない。要は、ノズル部材は、複数の吐出口から液滴を個別に又は同時に吐出できるものであれば良い。本明細書では、このような意味でノズル部材という用語を用いるものとする。

これによれば、保持装置に物体が載置されていないとき、液体付着装置により、その保持装置の吸着部に、ノズル部材の少なくとも１つの液滴吐出口から吐出された液滴が付着させられる。このとき、保持装置が加熱されていると、その液滴が蒸発（気化）する際に保持装置から気化熱を奪い、保持装置が冷却される。従って、液体を用いるにもかかわらず、液体を冷やすために他の部分に高温の部分を作る必要がなく、しかも保持装置も液体冷却系を載せる必要もないのでその大型化・重量化を招くことなく、保持装置の温度を安定化することが可能になる。

この場合において、前記吸着部は、前記物体を真空吸着することとしても良い。かかる場合には、保持装置上に物体が載置され、吸着部によりその物体の真空吸着が開始されると、吸着部と物体との間の空間が真空状態となって、吸着部に付着した液滴の気化（蒸発）が促進される。より短時間に保持装置が冷却される。

本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームが照射される物体を保持する保持装置と；液滴吐出口が複数形成されたノズル部材を有し、前記保持装置に保持された前記物体に前記ノズル部材の少なくとも１つの液滴吐出口から吐出された液滴を付着させる液体付着装置とを備える第２の処理装置である。

これによれば、液体付着装置により、保持装置に保持された物体にノズル部材の少なくとも１つの液滴吐出口から吐出された液滴が付着させられる。このとき、物体が加熱されていると、その液滴が蒸発（気化）する際に物体から気化熱を奪い、物体が冷却される。従って、液体を用いるにもかかわらず、液体を冷やすために他の部分に高温の部分を作る必要がなく、しかも保持装置も液体冷却系を載せる必要もないのでその大型化・重量化を招くことなく、物体の温度を安定化することが可能になる。

本発明は、第３の観点からすると、本発明の第１及び第２の処理装置のいずれかを備え、前記エネルギビームを照射して前記物体を露光する露光装置である。

これによれば、保持装置の温度上昇に起因する物体の必要以上の温度上昇を防止することができるので、保持装置に保持された物体の熱膨張に起因する露光精度（重ね合わせ精度）の劣化を防止することが可能になる。

本発明は、第４の観点からすると、エネルギビームを照射して物体を処理する処理方法であって、吸着部を有する保持装置に物体が載置されていないとき、前記保持装置の前記吸着部に液滴を付着させる工程を含む処理方法である。

これによれば、保持装置に物体が載置されていないとき、その保持装置の吸着部に液滴が付着させられる。このとき、保持装置が加熱されていると、その液滴が蒸発（気化）する際に保持装置から気化熱を奪い、保持装置が冷却される。

《第1の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図９（Ｂ）に基づいて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）である。この露光装置１００は、照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルホルダＲＨ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷが搭載されるステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。

前記照明系１０は、例えば特開平２−５０４１７号公報（対応する米国特許第４，９３１，８３０号明細書）などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を含んで構成されている。この照明系１０では、回路パターン等が描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定された矩形、例えば正方形の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。

ここで、光源としては、超高圧水銀ランプが用いられ、該超高圧水銀ランプから出力される紫外域の輝線、具体的にはｉ線（波長３６５ｎｍ）が照明光ＩＬとして用いられる。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。

なお、照明光ＩＬとしては、超高圧水銀ランプからの紫外域のその他の輝線（ｇ線など）は勿論、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光を用いても良い。

前記レチクルホルダＲＨ上には、レチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルホルダＲＨは、例えば不図示のボイスコイルモータ等によって、照明系１０の光軸（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能である。

レチクルホルダＲＨのＸＹ面内の位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。なお、例えば、レチクルホルダＲＨの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１５の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクル干渉計１６に代えて、エンコーダなどでレチクルホルダＲＨのＸＹ面内の位置を計測しても良い。

レチクル干渉計１６からのレチクルホルダＲＨの位置情報はステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給される。

前記投影光学系ＰＬは、レチクルホルダＲＨの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／５又は１／４）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域が照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲのパターン領域内の回路パターンの縮小像が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。

前記ステージ装置５０は、ウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴ上に設けられたウエハホルダＷＨ、これらウエハステージＷＳＴ及びウエハホルダＷＨを駆動するウエハステージ駆動系２４等を備えている。ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置され、その底面に設けられた気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって、不図示のベースの上面の上方に非接触で支持されている。このウエハステージＷＳＴは、リニアモータ及びボイスコイルモータなどを含むウエハステージ駆動系２４によってＸ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、ＸＹ面に直交するＺ軸方向及び回転方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）、Ｙ軸回りの回転方向（θｙ方向）及びＺ軸回りの回転方向（θｚ方向））に微小駆動される。

このように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴが６自由度で駆動可能な単一のステージであるものとしたが、これに限らず、ＸＹ面内で自在に移動可能なＸＹステージと、該ＸＹステージ上でＺ，θｘ，θｙの３自由度方向で駆動されるテーブルとによってウエハステージＷＳＴを構成しても勿論良い。

ウエハステージＷＳＴ上に搭載されたウエハホルダＷＨの構成については、後に詳述する。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、ウエハステージＷＳＴの上面に設けられた移動鏡１７を介して、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ここで、実際には、ウエハステージＷＳＴ上には、例えば図２の平面図に示されるように、Ｘ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７ＸとＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙとが設けられ、これに対応してウエハ干渉計もＸ移動鏡１７Ｘに垂直に干渉計ビームを照射するＸ干渉計と、Ｙ移動鏡１７Ｙに垂直に干渉計ビームを照射するＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１７、ウエハ干渉計１８として示されている。なお、ウエハＸ干渉計及びウエハＹ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、これらの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置の他、回転（ヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能となっている。なお、例えば、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。

ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御装置１９及びこれを介して主制御装置２０に供給される。ステージ制御装置１９では、主制御装置２０の指示に応じ、ウエハステージＷＳＴの上記位置情報（又は速度情報）に基づき、ウエハステージ駆動系２４を介してウエハステージＷＳＴを制御する。

前記ウエハホルダＷＨは、低熱膨張率の材料、例えばセラミックス（一例としてはショット社のゼロデュア（商品名））等によって構成されている。このウエハホルダＷＨは、例えばピンチャックホルダであり、図２に示されるように、その外観が所定肉厚の円形板状の本体部２６、該本体部２６の上面（図２における紙面手前側の面）の外周部近傍の所定幅の環状領域を除く中央部の所定面積の領域に所定の間隔で設けられた複数の突起状のピン部３２，３２，……、これら複数のピン部３２が配置された前記領域を取り囲む状態で外周縁近傍に設けられた環状の凸部（以下、「リム部」と称する）２８等を備えている。

ウエハホルダＷＨの本体部２６は、全体として円形板状のセラミックス材料の表面をエッチングすることによって、ベース部６４と、このベース部６４上面に凸設されたリム部２８及び複数のピン部３２が一体的に形成されている。

前記リム部２８は、その外径がウエハＷの外径よりも僅かに小さく、例えば１〜２ｍｍ程度小さく設定され、その上面は、ウエハＷが載置された際に、ウエハＷの裏面との間に隙間が生じないよう、水平且つ平坦に加工されている。リム部２８のベース部６４上面からの高さ寸法は、０．０１〜０．３ｍｍ程度とされている。

前記ピン部３２は、それぞれの先端部分がリム部２８とほぼ同一面上に位置するようにされた突起状の形状を有している。これらピン部３２は、図２に示されるように、Ｙ軸方向に対して±３０°を成す２軸方向に沿って一定間隔Ｌ（Ｌは例えば３ｍｍ）で配置されている。すなわち、ピン部３２は、近接する３本が、正三角形の頂点にそれぞれ位置する配置となっている。

このようにして構成されるウエハホルダＷＨの本体部２６では、その製造段階において、前述の如く、ベース部６４、ピン部３２及びリム部２８を一体成形した後に、最終的にウエハＷとの接触面となる、複数のピン部３２の上端面及びリム部２８の上面に、研磨装置、砥粒等を用いて、研磨加工が施されている。この結果、それらの複数のピン部３２の上端面とリム部２８の上面とはほぼ同一平面上に位置している。

本体部２６の中央部近傍には、図２に示されるように、ほぼ正三角形の各頂点の位置に上下方向（図２における紙面直交方向）の３つの貫通孔（図２では不図示）が、ピン部３２と機械的に干渉しない状態で形成されている。これらの貫通孔それぞれには、円柱形状を有する上下動ピン（センタアップ）３４ａ，３４ｂ，３４ｃがそれぞれ挿入され、これら３つのセンタアップ３４ａ〜３４ｃは、図１のウエハステージ駆動系２４を構成する不図示の上下動機構を介して、上下方向（Ｚ軸方向）に同時に同一量だけ、昇降自在となっている。後述するウエハロード、ウエハアンロード時には、センタアップ３４ａ〜３４ｃが上下動機構により駆動されることで、３本のセンタアップ３４ａ〜３４ｃによってウエハＷを下方から支持したり、ウエハＷを支持した状態で上下動させたりする。

また、本体部２６の上面には、図２に示されるように、複数の排気口３６が、本体部２６上面の中心部近傍から放射方向（ほぼ１２０°の中心角の間隔を有する３つの半径の方向）に沿って、所定間隔で形成されている。これらの排気口３６も、ピン部３２と機械的に干渉しない位置に形成されている。各排気口３６は、図２のＡ−Ａ線断面を示す図３に排気路３８Ａを代表的に採り上げて示されるように、本体部２６内部に形成された排気路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃのいずれかにそれぞれ連通している。また、図示は省略されているが、排気路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、相互に連通され、このうちの排気路３８Ａは本体部２６の外周面に接続された排気管４０の一端と連通し、該排気管４０の他端には真空排気機構９０が接続されている。

真空排気機構９０は、排気管４０の他端近傍に設けられた電磁弁Ｖ、該電磁弁Ｖを介して排気管４０の他端にその一側が接続された真空室４６Ａと、該真空室４６Ａの他側に接続された真空ポンプ４６Ｂとを含む。また、図２では図示が省略されているが、排気管４０の一部には、排気管４０内部の気圧を計測するための気圧計３０（図５参照）が接続されている。この気圧計３０による計測値は、主制御装置２０に供給されている（図５参照）。主制御装置２０は、気圧計による計測値とウエハのロード、アンロードの制御情報とに基づいて、電磁弁Ｖの開閉と、真空ポンプ４６Ｂの作動・停止とを制御する。例えば、電磁弁Ｖが開状態に設定され、かつ真空ポンプ４６Ｂが作動されると、排気管４０の内部が減圧され、これにより排気路３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ、排気口３６を介して、図３に示されるように、ウエハホルダＷＨ上に載置されたウエハＷとウエハホルダＷＨとの間の空間（ピン部３２が設けられた本体部２６上面のリム部２８で囲まれた空間）が大気圧に比べて負圧となり、複数のピン部３２及びリム部２８によって下方から支持されたウエハＷが、複数のピン部３２及びリム部２８それぞれの上端面（上端部）に対して吸着保持される。一方、電磁弁Ｖが閉じられる、あるいは真空ポンプの作動が停止されると、排気管４０の内部の減圧状態が解消され、結果的に上述のウエハＷの吸着が解除される。上述のように、本実施形態では、本体部２６上面のリム部２８で囲まれた空間及びその内部に設けられた多数のピン部によってウエハＷを真空吸着する吸着部としてのチャック部が構成されるので、以下では、便宜上そのチャック部をチャック部２６’と記述する（図２参照）。

さらに、ウエハホルダＷＨの本体部２６の底面には、温度センサ２２が固定され、該温度センサ２２は、図３に示されるように、ウエハステージＷＳＴの上面に形成された所定深さの凹部１４内に収容されるようになっている。温度センサ２２の計測値は、主制御装置２０に供給されるようになっている（図５参照）。

本実施形態では、投影光学系ＰＬの位置から−Ｙ側（図１における紙面手前側）に所定距離隔てた位置に、ウエハの交換位置、すなわちウエハのアンロード位置かつウエハのロード位置が設けられている。

図４には、上記のウエハ交換位置にあるウエハステージＷＳＴとその周辺の部材が示されている。この図４において、ウエハ交換位置の上方の近傍には、アンロード部材４２が位置している。このアンロード部材は、Ｙ軸方向に沿って配置された搬送レール４４に沿って移動可能なスライダ４８の下端面に固定されている。このアンロード部材４２は、スライダ４８の下端面に固定されたブロック部と、該ブロック部の−Ｘ側（図４における紙面奥側）の面に突設されたＵ字状のアーム部材から成るアンロードアームとを有している。以下では、説明の便宜上、アンロードアームをアンロード部材４２と同一の符号を用いて、アンロードアーム４２と記述する。

上記スライダ４８には、Ｙ軸方向に貫通する矩形の開口が形成され、該開口の内部に断面矩形の搬送レール４４が挿入された状態で、スライダ４８が搬送レール４４に取り付けられている。スライダ４８の開口の内部には、複数の永久磁石がＹ軸方向に所定間隔で設けられ、該永久磁石とともにムービングマグネット型のリニアモータを構成する複数のコイルが、搬送レール４４にＹ軸方向に所定ピッチで設けられている。すなわち、そのムービングマグネット型のリニアモータによって、アンロードアーム４２が、図７に示される第１位置と図８に示される外部に対するウエハの受け渡し位置である第２位置との間で往復駆動される。以下では、上記のムービングマグネット型のリニアモータをその可動子を構成するスライダ４８と同一の符号を用いてリニアモータ４８と記述する。

アンロードアーム４２上面及びスライダ４８の＋Ｙ側の端面には、Ｙ軸方向に延びる取付部材２１が固定されており、該取付部材２１の先端には、カセット容器２３とノズルユニット１２とが一体的に固定されている。カセット容器２３内には、所定量の水を収容可能である。前記ノズルユニット１２は、Ｘ軸方向を長手方向と直方体状の外形を有し、その下面（−Ｚ側の面）には、複数の液滴吐出口（ノズルとも呼ばれる）がマトリクス状の配置で形成されている。このノズルユニット１２は、いわゆるインクジェット方式のプリンタで用いられている、ピエゾ方式のライン型インクジェットヘッドと同様に構成されている。本実施形態では、一例として、吐出幅（液滴吐出口が配置されている領域の全長）が約３００ｍｍ、液滴吐出口の数が７９６８個、液滴吐出口のピッチが０．０４２３ｍｍ、吐出最大繰り返し周波数２０ｋＨｚなどの仕様のノズルユニット１２が用いられている。

上記スライダ４８の−Ｙ側の端面には、エンコーダのヘッド６２が設けられ、該ヘッドとともにリニアエンコーダを構成するスケールが搬送レール４４に設けられている。以下では、このリニアエンコーダをヘッド６２と同じ符号を用いてリニアエンコーダ６２と記述する。このリニアエンコーダ６２の計測値は、主制御装置２０に供給されている（図５参照）。主制御装置２０は、このリニアエンコーダ６２の計測値に基づいて、リニアモータ４８を制御することで、アンロードアーム４２と一体的にノズルユニット１２の移動を制御する。

搬送レール４４の−Ｙ側の端部近傍には、外部へのウエハの受け渡しステーション５２が配置され、該受け渡しステーション５２の上方に、タンク５４が配置され、このタンク５４の内部には、冷却用の液体、本実施形態では水（純水）Ｌｑが貯められている。このタンク５４には、パイプを介して補給ユニット５６が接続されている。補給ユニット５６は、アンロードアーム４２が第２位置に来たとき、補給ユニット５６の直下に位置するカセット容器２３内の水Ｌｑの残量を計測する液量センサ６４（図４では不図示、図５参照）を有している。この液量センサ６４としては、例えば光電センサや超音波センサなどを用いることができる。この補給ユニット５６は、不図示の電磁バルブを内蔵しており、該バルブの開閉制御が、主制御装置２０によって液量センサ６４の計測値に基づいて行われるようになっている。但し、例えば、補給ユニット５６がコントローラを備える場合には、そのコントローラが液量センサ６４の計測値に基づいて電磁バルブの開閉を制御するようにしても良い。

補給ユニット５６下方の受け渡しステーション５２の＋Ｙ側の位置には、排水受け６６が配置されている。この排水受け６６は、アンロードアーム４２が第２位置に来たとき、ノズルユニット１２の直下に位置する位置に配置されている。この排水受け６６は、ドレイン配管６８を介してドレイン容器７２に接続されている。

図５には、本実施形態の露光装置１００におけるウエハホルダＷＨの冷却に関連する構成のブロック図が示されている。

次に、本実施形態の露光装置１００において、所定枚数、例えば１ロット（２５枚又は５０枚の）のウエハに対して一連の露光工程の処理を行う動作を、主制御装置２０の処理アルゴリズムを示す図６のフローチャートに沿って説明する。

まず、ステップ１０２において、露光対象のウエハがロット内の第ｎ枚目であることを示すカタンタのカウント値ｎを１に初期化する（ｎ←１）。

次のステップ１０４では、初期値として、気化水量補正係数ｋを１に設定する。

次のステップ１０６では、例えば特開平４−３２４９２３号公報（対応する米国特許第５，２４３，１９５号明細書）などに開示されるように、不図示のレチクルアライメント系及びウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板等を用いてレチクルアライメントを行うとともに、その基準マーク板及び不図示のウエハアライメント系等を用いて該ウエハアライメント系のベースライン計測などを行う。

次のステップ１０８では、ウエハステージＷＳＴをアンロード位置（本実施形態では前述のウエハ交換位置）へ移動させる。このウエハステージＷＳＴの移動は、主制御装置２０の指示に基づき、ステージ制御装置１９により、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいて、ウエハステージ駆動系２４を介して行われる。

次のステップ１１０では、第ｎ枚目（ここでは、第１枚目）のウエハの露光エネルギ情報、並びにショットサイズ及び配置に関する情報を、露光条件の設定ファイルからメモリ内に読み込む、すなわち上記各情報を取得する。

次のステップ１１２では、その取得した露光エネルギに対応した気化熱を奪う水量を計算し気化水量補正係数ｋ（初期状態ではｋ＝１）を掛け、その量を第ｎ枚目のウエハＷ上のショット領域が存在する領域に対応するウエハホルダＷＨ上の領域内に一様に分布させるべく、水の散布密度を計算して計算結果をメモリに記憶する。この計算に際して、水の気化熱は、例えば２５℃で約２４４０〔ｋＪ／ｋｇ〕とする。

次のステップ１１４では、前述した手順で電磁バルブＶ及び真空ポンプ４６Ｂを制御してウエハホルダＷＨによるウエハＷの真空吸着を解除するとともに、センタアップ３４ａ〜３４ｃを上昇駆動する。なお、このとき、ウエハホルダＷＨ上にウエハＷが搭載されていない場合には、センタアップ３４ａ〜３４ｃの駆動のみを行う。

次のステップ１１６では、前述のリニアエンコーダ６２の計測値をモニタしつつ、リニアモータ４８を駆動制御してアンロードアーム４２をセンタアップ３４ａ〜３４ｃに保持されたウエハＷの下方に挿入する。なお、上述したウエハホルダＷＨ上にウエハＷが搭載されていない場合には、センタアップ３４ａ〜３４ｃ上にウエハはないが、ウエハがある場合と同じ位置にアンロードアーム４２が位置決めされる。

次のステップ１１７では、センタアップ３４ａ〜３４ｃを少なくともアンロードアーム４２に干渉しなくなる高さまで下降駆動する。これにより、ウエハＷがセンタアップ３４ａ〜３４ｃからアンロードアーム４２に受け渡される。図７には、このウエハの受け渡しが完了した直後の状態が示されている。

次のステップ１１８では、アンロードアーム４２を外部に対するウエハの受け渡し場所（受け渡しステーション５２上方）に向かって移動しつつ、上記ステップ１１２で計算した水の散布密度に基づいて、ノズルユニット１２を制御しつつ、ウエハホルダＷＨに水を散布する。このとき、上記水の散布密度とリニアエンコーダ６２の計測値に基づいて、ノズルユニット１２のノズルを選択的に駆動して水滴（液滴）を吐出する。この場合において、露光時にウエハＷ上に照射される照明光ＩＬのエネルギ分布に比例した水量の分布で、ウエハホルダＷＨ上に水滴（液滴）を散布することが望ましい。この分布はショット領域の大きさと配列情報とから算出することができる。

但し、これに限らず、ウエハホルダＷＨの形状に合わせて、この形状からはみ出さない範囲内で一様分布となるように、ウエハホルダＷＨ上に水滴（液滴）を散布しても良い。

また、ウエハホルダＷＨ上面のピン部３２の上部に水滴が散布されると、この水滴に付着した空気中のゴミの粒子がピンの上部に付く危険性がある。ピンの上部はウエハに接触するので、ウエハが汚染される危険性がある。これを避けるために、ピンの位置を予め知っておき、この位置を除いた部分に水滴を撒くことが望ましい。

図９（Ａ）及び図９(Ｂ)には、このステップ１１８における水の散布動作の途中の状態が示されている。図９（Ａ）において、符号Ｌｑは散布されている水滴を示す。また、図９(Ｂ)において、色の濃い部分は、水滴が散布された領域を示す。この図９(Ｂ)から明らかなように、本実施形態では、ウエハホルダＷＨ上に搭載されるウエハ上のショット領域が存在する領域に対応するウエハホルダＷＨ上の領域に、該領域内で一様分布となるように水滴が散布されている。

そして、上述のようにして、水の散布の進行と共にウエハを保持したアンロードアーム４２が−Ｙ方向に移動し、水滴の散布が終了する。そして、この水滴の散布が終了してから所定時間経過後に、アンロードアーム４２が受け渡しステーション５２の上方の第２位置に到達する。このアンロードアームの４２の受け渡しステーション５２上方に向けての移動は、アンロードアーム４２がウエハを保持していない状態でも行われる。

図８には、ウエハＷを保持したアンロードアーム４２が受け渡しステーション５２の上方の第２位置へ到達した直後の状態が示されている。この図８から明らかなように、この第２位置にアンロードアーム４２があるときには、補給ユニット５６の直下にカセット容器２３及びノズルユニット１２が位置し、さらにノズルユニット１２の直下に排水受け６６が位置する。

そこで、次のステップ１１９では、前述の液量センサ６４の計測値に基づき、必要に応じてカセット容器２３内に補給ユニット５６から水を補給する。これとともに、ノズルユニット１２の全ての液滴吐出口（ノズル）から排水受け６６に水滴をテスト的に吐出する。これにより、ノズルユニット１２の各ノズルの乾燥が防止される。

上記の水の補給は、液量センサ６４によって計測されるカセット容器２３内部に残存する水量が、予め定めた所定量以下であるかどうかを判断し、その水量が所定量以下である場合にのみ、主制御装置２０が、補給ユニット５６に内蔵された不図示の電磁バルブを開くことで行われる。

次のステップ１２０では、第ｎ枚目（ここでは第１枚目）のウエハＷをウエハホルダＷＨ上にロードする。具体的には、不図示のロードアームを用いてウエハＷをウエハホルダＷＨの上方の所定位置まで搬送し、その状態でセンタアップ３４ａ〜３４ｃを上昇駆動する。これにより、ウエハＷがロードアームからセンタアップ３４ａ〜３４ｃに受け渡される。次いで、ロードアームをウエハホルダＷＨ上方から退避させ、センタアップ３４ａ〜３４ｃを下降駆動する。これにより、第ｎ枚目（ここでは、第１枚目）のウエハＷのウエハホルダＷＨ上へのロードが完了する。なお、ローディング位置とアンローディング位置とが異なる場合には、ロードアームによるウエハの搬送に先立って、あるいはこれと一部並行してウエハステージＷＳＴをローディング位置に移動させる動作が必要となる。

次のステップ１２２では、前述した手順で電磁バルブＶ及び真空ポンプ４６Ｂを制御してウエハホルダＷＨによるウエハＷの真空吸着を開始する。これにより、前述したチャック部２６’の内部空間（本体部２６上面のリム部２８とウエハとで囲まれた空間）が低圧になり、ウエハＷがウエハホルダＷＨに固定されると共に、ウエハホルダＷＨのチャック部２６’（但し、ピン部３２上面及びリム部２８上部を除く）に付着した水の気化（蒸発）速度が速まる。蒸発した水は真空排気系に水蒸気となって排気される。これと共に水によって気化熱が奪われ、ウエハホルダＷＨが急速に冷却され始める。なお、厳密に言うと、真空吸着の開始前にも水は僅かながら蒸発するが、減圧の開始後に比べるとその気化の速度は緩やかである。

次のステップ１２４では、第ｎ枚目（ここでは第１枚目）のウエハに対するウエハアライメント（例えばＥＧＡなど）及びステップ・アンド・リピート方式の露光を行う。このステップ１２４の処理は、通常のステッパと異なる所がないので、詳細説明は省略する。ここで、遅くとも上記のウエハアライメントが終了するまでに、ウエハホルダＷＨに付着した水は全て気化する。

そして、第ｎ枚目のウエハに対する露光が終了すると、ステップ１２６に進んで、カウント値ｎがＮ以上であるか否かを判断することで、予定枚数（ここでは１ロット）のウエハに対する露光が終了したか否かを判断する。この場合、カウント値ｎは１であるから、このステップ１２６における判断は否定され、ステップ１２８に移行する。

ステップ１２８では、温度センサ２２の出力Ｔ₀〔degree〕と温度設定目標値Ｔ₁〔degree〕との差より、気化水量補正係数ｋを算出し、更新する。具体的には、ウエハホルダＷＨとウエハＷとを合わせた熱容量をＣ〔Ｊ／degree〕、蓄積露光エネルギの計算値をＱ〔Ｊ〕として、以下の式により求める。

ｋ＝１＋｛(Ｔ₀−Ｔ₁)／(Ｑ／Ｃ)｝ ……（１）
ここで、

である。

上式において、Ｅ（ｔ）は時刻ｔにおける露光パワー〔Ｗ〕、Ｔ_cはウエハホルダＷＨとウエハＷとを合わせた温度変化の時定数（sec）である。

次のステップ１３０では、前述のカウンタのカウント値ｎを１インクリメントした後、ステップ１０８に戻り、以降、ステップ１２６における判断が肯定されるまで、上記ステップ１２６以下の処理（判断を含む）を繰り返す。

そして、１ロットのウエハに対する露光処理が終了すると、ステップ１２６における判断が肯定され、本ルーチンの一連の処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、ウエハホルダＷＨにウエハＷが載置されていないとき、主制御装置２０によって、そのウエハホルダＷＨのチャック部２６’（ピン部３２が設けられた本体部２６上面のリム部２８で囲まれた領域部分）に、ノズルユニット１２の複数の液滴吐出口（ノズル）から吐出された液滴が付着させられる（図６のステップ１１８）。そして、ウエハホルダＷＨ上にウエハＷがロードされると（ステップ１２０）、ウエハホルダＷＨの上記チャック部２６’によるウエハＷの真空吸着が開始される（ステップ１２２）。これにより、チャック部２６’とウエハＷとの間の空間が真空状態となって、チャック部２６’に付着した水滴（液滴）の気化（蒸発）が促進され、ウエハホルダＷＨから水の気化熱が奪われウエハホルダＷＨが短時間に冷却される。

従って、液体（水）を用いるにもかかわらず、液体（水）を冷やすために他の部分に高温の部分を作る必要がなく、しかもウエハホルダＷＨに液体冷却系を載せる必要もないのでその大型化・重量化を招くことなく、ウエハホルダＷＨの温度を安定化することが可能である。

また、本実施形態では、第ｎ枚目のウエハに対する露光エネルギ情報を予め利用してウエハホルダに付着すべき水量を計算し、その計算結果を用いてウエハホルダに水滴を散布し、ウエハホルダから気化熱を奪う。このように、本実施形態では、定量的にウエハホルダから熱を奪うことで冷却がなされるので、エネルギ効率の良い冷却が可能である。

また、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、ウエハの露光終了後アンロードに先立って、温度センサ２２の出力に基づいて、気化水量補正係数ｋを算出して更新するので（ステップ１２８）、次のウエハに対しては更新された気化水量補正係数ｋを用いて露光エネルギに対応した水量（液体の分量）が算出される。すなわち、その水量（液体の分量）の計算値が温度センサ２２の出力（ウエハホルダＷＨの実際の温度）に基づいて補正されるので、ウエハホルダＷＨの温度をより一層安定化させることが可能である。

このように、本実施形態の露光装置１００によると、水の気化熱を利用してウエハホルダを冷却することにより、ウエハの温度を所定の範囲に維持できるので、大パワーの露光量を与えても重ね合わせ精度が良好に保たれるという効果がある。

なお、ｉ線露光装置において、ウエハ上に到達する時間平均した光の露光パワーが６Wの時、この露光パワーによる加熱を防ぐために気化熱を奪うには、１時間当たり、
６×３６００÷２４４０＝８．８５〔ｇ〕
の水を蒸発させれば良い。露光装置のスループットが例えば１００〔枚／時〕とすると、ウエハ１枚につき、０．０８８５〔ｇ〕の水をウエハホルダに付着させれば良い。従って、液体のタンクとノズルユニットとをホースなどで接続するような構成を採用しなくても、上記実施形態のように、ノズルユニット１２に水（液体）を供給するカセット容器２３をアンロードアーム４２に載置する構成などを採用しても特に支障は生じない。しかしながら、液体のタンクとノズルユニットとをホースなどで接続しても勿論構わない。

なお、上記実施形態では、ウエハホルダＷＨ裏面の温度を温度センサ２２を用いて検出する場合について説明したが、これに限らず、可能であればウエハホルダ上面に温度センサを配置してウエハの温度（ウエハホルダ上面の温度）を検出することとしても良い。

また、上記実施形態では、ステップ１１０及び１１２において、第ｎ枚目のウエハの露光エネルギ情報、すなわちこれから露光するウエハに対する露光エネルギ情報などに基づいて、露光エネルギに対応した水量などを算出したが、これに限らず、過去の露光情報、例えば第（ｎ−１）枚目以前のウエハに対する露光エネルギ情報に基づいて、露光エネルギに対応した水量を算出することとしても良い。

なお、上記実施形態では、アンロードアーム４２の第２位置への移動の度に、液量センサ６４の計測値の確認、ノズルユニット１２からのテスト的な水の吐出を行うものとしたが、これに限らず、その他のタイミング、例えば所定枚数のウエハの露光が終わった都度、これらの動作を行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、ノズルユニット１２がアンロードアーム４２に一体的に取り付けられ、アンロードアームと一体的にノズルユニット１２がリニアモータ４８によって駆動される場合について説明したが、これに限らず、ノズルユニット１２の駆動機構を、アンロードアームを駆動する機構（リニアモータ４８）とは別に設け、該駆動機構により、ノズルユニット１２を、アンロードアームに連動して駆動することとしても良い。

なお、上記実施形態では、アンロードアーム４２によりウエハＷを搬送している間に、ノズルユニット１２から水滴（液滴）がウエハホルダＷＨのチャック部に付着される場合について説明したが、これに限らず、ロードアーム４２によりウエハＷを搬送している間に、ノズルユニット１２から水滴（液滴）がウエハホルダＷＨのチャック部に付着される構成を採用しても勿論良い。

あるいは、次の変形例のように、ウエハＷの搬送とは無関係に、ノズルユニット１２から水滴（液滴）をウエハホルダＷＨのチャック部に付着するようにしても良い。

《変形例》
上記第１の実施形態では、ノズルユニット１２を移動させながら水滴（液滴）をウエハホルダＷＨのチャック部に散布したが、この変形例では、上記第１の実施形態のノズルユニット１２が所定の箇所に固定されており、その固定のノズルユニット１２の下方をウエハステージＷＳＴが移動する際に、ノズルユニット１２からウエハホルダＷＨのチャック部に水が散布される。

上記第１の実施形態では、アンロードアームの移動精度や移動中の位置計測精度を高精度に設定しておく必要があるが、この変形例では、ウエハステージＷＳＴの位置計測用のウエハ干渉計１８の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴを移動するので、アンロードアームの位置を計測する計測系に対する要求性能を抑えることができるとともに、装置構成を簡略化することができる。但し、この変形例では、水滴を散布する動作がウエハのアンロードの動きと並行してなされないので、僅かながら時間のロスが発生する可能性がある。

なお、上記変形例では、ノズルユニット１２の設置箇所を、例えばウエハＷの露光終了位置からアンロード位置までのウエハステージＷＳＴの移動時間が最短となる経路上又はその近傍に設定しても良い。

なお、上記第１の実施形態及び変形例では、ウエハホルダＷＨが真空吸着方式のチャック部を備えているものとしたが、これに限らず、静電チャックを備えたウエハホルダを用いても良い。かかる場合であっても、ウエハホルダが露光中に加熱されていると、ウエハホルダに液滴を付着させると、その液滴が蒸発（気化）し、その際にウエハホルダから気化熱を奪い、ウエハホルダが冷却される。あるいは、静電チャック備えたウエハホルダを用いる場合に、液滴の気化を促進するために、真空吸引機構をウエハホルダの一部に設けても良い。

なお、上記実施形態では、主制御装置２０が、アンロードアーム４２及びノズルユニット１２の駆動、並びにノズルユニット１２からの水滴（液滴）の吐出を制御する冷却制御装置、ウエハホルダＷＨによるウエハの真空吸着の開始及び解除を行う真空排気制御装置などを兼ねる場合について説明したが、これに限らず、冷却制御装置、真空排気制御装置などを別に設けても良いし、冷却制御装置、真空排気制御装置の少なくとも一方の役目を、ステージ制御装置１９に持たせても良い。

また、上記実施形態では、ウエハのロード位置とアンロード位置とが同一であるものとしたが、両位置が異なっていても良く、この場合にはロード位置にて水滴の散布を行うようにしても良い。さらに、上記実施形態では、ウエハＷの交換ごと、又は複数枚のウエハの露光が終わるたびにウエハホルダＷＨの冷却（水滴の散布）を行うものとしたが、例えばウエハホルダＷＨの温度又は温度分布、あるいはその変形量（熱膨張量）が所定の許容範囲を超えないように、それらウエハホルダの物理量の少なくとも１つ、あるいはウエハＷに照射される露光エネルギ情報に応じてウエハホルダの冷却を行うようにしても良い。また、上記実施形態では、温度センサや気化水量補正係数ｋなどを用いて水滴の散布を制御するものとしたが、例えば水滴の散布機構（ノズルユニットなど）のみを設け、ウエハＷに照射される露光エネルギ情報に応じて水滴の散布を行うだけでも良い。また、上記実施形態では、ウエハホルダＷＨがほぼ円形であるので、ウエハホルダＷＨの外側への水滴の散布が抑制されるように、ノズルユニット１２とウエハホルダＷＨとの相対的な位置関係に応じて、水滴を吐出するノズルの位置や数を制御しても良い。さらに、上記実施形態では、ノズルユニット１２の移動によってウエハホルダＷＨのほぼ全面に水滴を散布するものとしたが、例えばアンロード位置でウエハホルダのほぼ全面をカバーする多数のノズルを有するノズルユニットを用いることで、ノズルユニットとウエハホルダとを相対移動することなく水滴の散布を行うようにしても良い。

ところで、レチクルＲは合成石英より作られた場合、線膨張係数は０．４〔ｐｐｍ／度〕であり、１０℃程度の温度上昇により、４〔ｐｐｍ〕倍率変化を引き起こす。この伸びは３０ｍｍの長さのＬＳＩチップの周辺で６０ｎｍの位置シフトを引き起こす。最先端のＬＳＩではこのシフト量により重ね合わせの不良が発生することがあるので、許容できない。かかる点に鑑みてなされたのが、次の第２の実施形態である。
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１０に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用いるとともに、その説明を省略する。

図１０には、第２の実施形態に係る露光装置（ステッパ）の一部を構成するレチクルホルダＲＨ近傍の構成が示されている。この図１０において、レチクルホルダＲＨに真空吸着されたレチクルＲの上方には、そのパターン領域の外部の上方に、Ｙ軸方向に沿って搬送ガイドレール７４が設けられている。この搬送ガイドレール７４には、スライダ７６が取り付けられ、不図示のリニアモータによって搬送ガイドレール７４に沿って駆動されるようになっている。このリニアモータは、スライダ７６に内蔵された可動子と、搬送ガイドレール７４に内蔵された固定子とによって構成されている。以下では、このリニアモータを可動子を有するスライダ７６と同一の符号を用いてリニアモータ７６と適宜記述する。

スライダ７６の＋Ｙ側の端面には、前述したノズルユニット１２と同様の構成のノズルユニット１２’が、Ｘ軸方向を長手方向として取り付けられている。また、スライダ７６の−Ｙ側の端面には、ヘッド７８が設けられ、該ヘッド７８と共にリニアエンコーダを構成するスケールは、搬送ガイドレール７４に設けられている。以下では、便宜上このリニアエンコーダをヘッド７８と同一の符号を用いて、エンコーダ７８と記述する。このエンコーダ７８によって計測されるノズルユニット１２’のＹ位置情報は、主制御装置２０に供給される。

レチクルホルダＲＨの＋Ｙ側の上方には、送風機８０が配置され、該送風機８０からレチクルＲ上面の上方に空気が送風されるようになっている。この場合、空気の流れが層流となる程度の流速で、送風機８０から空気が送り出される。なお、送風機８０の代わりに、露光装置のチャンバ内部の空調を行う空調機を構成する送風ファンなどを用いても良い。

レチクルホルダＲＨの内側の面には、温度センサ８２が固定されている。この温度センサ８２は、レチクルホルダＲＨに吸着保持されたレチクルＲの下面のパターン領域外の一部に接するようになっている。温度センサ８２の出力は、主制御装置２０に供給される。なお、図１０において、符号８４は、レチクルＲにペリクルを取り付けるためのペリクルフレームを示す。

その他の部分の構成などは、前述の第１の実施形態の露光装置１００と同様になっている。

このようにして構成された本第２の実施形態の露光装置では、ウエハ交換と並行して、主制御装置２０が、エンコーダ７８の計測値をモニタしつつ、リニアモータ７６を制御して、ノズルユニット１２’を−Ｙ方向に向かって移動させつつ、ノズルユニット１２’からレチクルＲの上面（パターン面と反他側の面）に直接水滴Ｌｑを散布して気化熱をレチクルＲから奪うことで、レチクルＲを冷却する。これにより、レチクルＲの許容温度以上の温度上昇を防止し、レチクルＲの変形（熱膨張、非線形な温度分布など）に起因して生じる、投影光学系ＰＬによって形成されるパターン像の歪みなどを抑制することができる。

この場合、主制御装置２０は、水滴Ｌｑを散布する位置やその散布量を、露光条件の設定ファイルに基づいて、過去の露光情報より算出することもできるし、これから露光する露光エネルギやレチクルのブラインド位置情報、転写パターンの位置情報、転写パターンのレチクルによる吸収率分布の情報に基づいて算出することもできる。

本第２の実施形態では、気化（蒸発）して水蒸気となった水は上述の空気の流れにより装置の外部に排出される。

この場合において、露光時の照明ムラが発生することを防ぐために、次のウエハの露光開始までの間に水が全て気化することが望ましい。このために、水滴Ｌｑの大きさをできるだけ小さくして、気化する時間を短縮した方が良い。水滴Ｌｑの大きさを小さくし過ぎると水滴ＬｑがレチクルＲに到達する前に空気中で気化してしまう量が多くなって、空気の温度を下げることになるが、露光ムラが発生する状態よりは好ましい。また、レチクルＲ上の水滴の気化を早めるにはレチクルＲの上部を流す空気の速度が速い方が良い。

ところで、ウエハＷの素材である例えばシリコンの線膨張係数は４．２〔ｐｐｍ／度〕であるが、レチクルＲの素材である合成石英の線膨張係数は０．４〔ｐｐｍ〕であるので、同一の寸法変化を許容する場合、ウエハよりもレチクルの温度変化の許容値が約１０倍大きい。さらに、投影光学系ＰＬの縮小倍率（例えば１／４又は１／５）を考慮すると、レチクル側ではウエハ側に比べて温度制御誤差を約４０倍又は５０倍許せる。従って、前述した第１の実施形態と異なり、温度センサ８２は、必ずしも設けなくても良いが、本第２の実施形態では、温度センサ８２を設け、該温度センサ８２の計測値を、第１の実施形態と同様に、気化水量補正係数を算出するために用いている。これにより、上述した方法でレチクルＲの冷却を行った結果、ホルダ温度に目標温度との誤差が生じるような場合であっても、その誤差を補正することが可能になる。なお、温度センサは、レチクルホルダＲＨ及びレチクルＲの一方のみの温度を計測可能に取り付けても良い。

以上説明したように、本第２の実施形態によると、ウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダＷＨ）上のウエハに対する露光、すなわちレチクルＲに形成されたパターンの転写が終了すると、ウエハホルダ上のウエハ交換が前述の手順で行われるが、これと並行して、主制御装置２０により、レチクルホルダＲＨに保持されたレチクルＲにノズルユニット１２’の少なくとも１つ、通常は複数の液滴吐出口（ノズル）から吐出された水滴（液滴）が付着させられる。このとき、レチクルＲは、直前の露光により、加熱されているので、その水滴（水）が蒸発（気化）する。その水の蒸発の際にレチクルＲから気化熱を奪い、レチクルＲが冷却される。従って、液体を用いるにもかかわらず、液体を冷やすために他の部分に高温の部分を作る必要がなく、しかもレチクルホルダＲＨに液体冷却系を載せる必要もないのでその大型化・重量化を招くことなく、レチクルＲの温度を安定化することが可能になる。

また、本第２の実施形態においても、前述と同様の理由により、定量的にレチクルＲを冷却することができるので、エネルギ効率の良い冷却が可能である。

また、本第２実施形態によると、ウエハホルダＷＨに加え、レチクルＲも冷却されるので、ウエハの熱膨張のみならず、レチクルＲの熱膨張も効果的に抑制することができ、結果的に、第１の実施形態に比べても、重ね合わせ精度が一層良好な露光を実現することができる。

なお、第２の実施形態では、レチクル表面に沿って空気（気体）の流れを生じさせる送風機８０（気流発生機構）を設けるものとしたが、レチクルが加熱されている場合には、水の気化は起こるので、気流発生機構は必ずしも設ける必要がない。また、第２の実施形態では、上記第１の実施形態と同様に温度センサや気化水量補正係数ｋなどを用いて水滴の散布を行っても良いが、前述の如く、レチクルＲはウエハＷに比べて温度制御精度が緩くても良いので、例えば水滴の散布機構（ノズルユニットなど）のみを設け、レチクルＲに照射される露光エネルギ情報に応じて水滴の散布を行うだけでも良い。さらに、第２の実施形態では、ウエハの交換時にレチクルの冷却を行うものとしたが、そのタイミングはこれに限られるものではなく、１枚のウエハの露光動作中、あるいは複数枚のウエハの露光が終わるたびに行うようにしても良い。例えば、レチクルの温度又は温度分布、あるいはその変形量（熱膨張量）が所定の許容範囲を超えないように、それらレチクルの物理量の少なくとも１つ、あるいはレチクルに照射される露光エネルギ情報に応じてレチクルの冷却を行えば良い。また、第２の実施形態では、ノズルユニット１２’をスライダ７６に設けてレチクルＲに対して相対移動するものとしたが、例えばレチクルの交換機構（一例としては、搬送装置のロードアーム又はアンロードアームなど）にノズルユニットを設けても良い。さらに、第２の実施形態では、ノズルユニット１２’の移動によってレチクルＲ（パターン領域）のほぼ全面に水滴を散布するものとしたが、例えば照明光ＩＬを遮らないように複数のノズルがレチクル（パターン領域）の周囲に配置されるノズルユニットを用いることで、ノズルユニットとレチクルとの相対移動を行うことなく水滴の散布を行うようにしても良い。また、本第２の実施形態では、レチクルＲとウエハホルダＷＨの両方を冷却するものとしたが、レチクルＲの冷却を行うだけでも良い。

なお、上記各実施形態では温度センサ（２２，８２）を、温度制御（冷却）すべき対象物（ウエハホルダ、レチクル）に設けてその温度を計測するものとしたが、例えば赤外線カメラなどを用いて非接触に対象物の温度を計測しても良い。また、上記各実施形態では、冷却すべき対象物のほぼ全面に水滴を散布するものとしたが、その一部に水滴を散布するだけでも良い。さらに、上記各実施形態では、冷却すべき対象物の温度分布に基づき、例えば対象物の位置に応じて水滴の吐出条件（水滴を吐出するノズルの位置や数、吐出量など）、あるいはノズルユニットと対象物との相対的な移動速度などを制御しても良い。

また、上記各実施形態の露光装置（ノズルユニットなどを含む）は、前述した構成に限られるものではなく、任意で構わない。例えばウエハホルダＷＨは、ウエハステージＷＳＴの一部（一例としては、Ｚ軸方向に微動可能かつ傾斜可能なテーブル）と一体に形成しても良いし、リム部２８の高さをピン部３２よりも僅かに低くする、あるいはリム部２８の上端面に、先端がピン部３２と同一平面に配置されるピンを設けても良い。また、レチクルホルダＲＨは真空吸着にてレチクルＲを保持するものとしたが、その代わりに静電吸着にてレチクルを保持しても良い。

なお、上記第１、第２の実施形態では、本発明がステッパに適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などの走査型露光装置などにも好適に適用できる。例えば、上記第２の実施形態と同様のレチクル冷却系を、走査型の露光装置に適用する場合には、走査型露光装置がレチクルＲを走査方向にスキャンするレチクルステージ及びその駆動系、並びにレチクルステージ位置を計測するステージ位置計測系（例えば干渉計）をもともと備えているので、これらを用いることが可能である。すなわち、ノズルユニット１２’を固定とし、この固定のノズルユニット１２’に対してレチクルステージを移動させることで、レチクルへの水滴の散布が可能である。従って、リニアモータ７６のようなノズルユニット１２’を駆動する駆動機構やリニアエンコーダ７８のようなノズルユニット１２’の位置を計測する位置計測系が不要となり、装置構成を簡略化することができる。このとき、ノズルユニットは照明光ＩＬを遮らず、かつレチクルステージの移動によってレチクル（少なくともパターン領域）の全面に水滴の散布が行われるように設けられる。例えば、レチクルの交換位置、あるいは照明光ＩＬの照射領域とその交換位置との間にノズルユニットが設けられる。特に後者では、例えば走査露光時のレチクルステージの移動中に水滴の散布を開始することも可能となる。また、走査露光時にレチクルＲが移動される走査方向に関して、照明光ＩＬの照射領域の両側にそれぞれノズルユニットを設けても良い。

なお、上記第１、第２の実施形態では、ノズルユニット１２，１２’として、単一のノズルユニットを用いるものとしたが、例えば、市販されているインクジェットプリンタのプリンタヘッドを用いる場合には、複数、例えば３つのプリンタヘッドを、全体の長手方向がリニアモータによる駆動方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）となるように相互に連結して、ノズルユニットを構成しても良い。

また、上記第１、第２の実施形態では、冷却用の液体として水を用いる場合について説明したが、これに限らず、液体として水に比べて沸点が低いＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などの他の液体を用いても良い。

なお、上記各実施形態において、照明光ＩＬとして、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

なお、上記各実施形態では、本発明がステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置は勿論、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも好適に適用することができる。

この他、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレットなどに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。また、遠紫外域又は真空紫外域などの露光用照明光を用いる露光装置だけでなく、例えばＥＵＶ光又はＸ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置などであっても、液体が気化した成分がチャンバ内に拡がらないような構成を採用すれば、本発明を適用することは可能である。

なお、上記各実施形態の露光装置は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報や国際公開第９８／４０７９１号パンフレットなどに開示されているように、２つのウエハステージを用いて露光動作と計測動作（例えば、アライメント系によるマーク検出など）とをほぼ並行して実行可能なツイン・ウエハステージタイプでも良い。さらに、上記実施形態の露光装置は、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているように、ウエハステージとは別に計測ステージを備えるものでも良い。

なお、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にデバイスパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

また、上記各実施形態の露光装置を用いて半導体デバイスを製造する場合、この半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の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転写するステップ、エッチング等の回路パターンを形成するステップ、デバイス組み立てステップ（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）、及び検査ステップ等を経て製造される。

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をリソグフィ工程を用いて製造する露光装置にも適用することができる。以上のように、上記各実施形態でエネルギビームが照射される物体は、シリコンウエハやガラスプレート（感応物体）あるいはレチクル（マスク）に限定されるものではない。

なお、上記各実施形態では、本発明が露光装置に適用された場合について説明したが、露光装置以外の装置であっても、保持装置に保持された物体に対してエネルギビームが照射される装置であれば、本発明を適用することができる。

以上説明したように、本発明の処理装置及び処理方法は、保持装置に保持された物体を冷却するのに適している。

第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。 真空吸引系とともに示すウエハステージの平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面を示す図である。 ウエハ交換位置にあるウエハステージとその周辺の部材を示す図である。 第１実施形態の露光装置におけるウエハホルダの冷却に関連する構成を示すブロック図である。 所定枚数のウエハに対して一連の露光工程の処理を行う際の、主制御装置の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。 ウエハがセンタアップからアンロードアームに受け渡された直後の状態を示す図である。 ウエハを保持したアンロードアームが受け渡しステーションの上方の第２位置へ到達した直後の状態を示す図である。 図９（Ａ）及び図９(Ｂ)は、水の散布動作の途中の状態を示す図である。 第２の実施形態に係る露光装置（ステッパ）の一部を構成するレチクルホルダ近傍の構成を示す図である。

符号の説明

１２…ノズルユニット、１２’…ノズルユニット、２０…主制御装置、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、１００…露光装置、２２…温度センサ、２３…カセット容器、２６…チャック部、４２…搬送アーム、４６Ａ…真空室、４６Ｂ…真空ポンプ、４８…リニアモータ、５４…排水受け、５６…補給ユニット、６４…液量センサ、７６…リニアモータ、８０…送風機、８２…温度センサ、ＷＨ…ウエハホルダ、Ｖ…電磁バルブ、Ｒ…レチクル、ＲＨ…レチクルホルダ、Ｌｑ…水滴。

Claims (28)

1. エネルギビームを照射して物体を処理する処理装置であって、
   物体が載置され、該載置された物体を吸着する吸着部を有する保持装置と；
   液滴吐出口が複数形成されたノズル部材を有し、前記物体が載置されていないとき、前記保持装置の前記吸着部に前記ノズル部材の少なくとも１つの液滴吐出口から吐出された液滴を付着させる液体付着装置と；を備える処理装置。
2. 請求項１に記載の処理装置において、
   前記吸着部は、前記物体を真空吸着することを特徴とする処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の処理装置において、
   前記液体付着装置は、前記保持装置に次の処理対象の物体が載置される前に、その物体に対する処理情報に基づいて、該物体に照射されるエネルギビームのエネルギ量に対応する熱量の気化熱を奪う液体の分量を計算し、その計算結果に基づいて前記ノズル部材からの液滴の吐出を制御する制御装置をさらに有することを特徴とする処理装置。
4. 請求項３に記載の処理装置において、
   前記処理情報は、次の処理対象の物体に対して照射される予定のエネルギビームのエネルギ分布の情報を含み、前記制御装置は、そのエネルギ分布に対応する液滴の分布が前記保持装置の前記吸着部に与えられるように、前記ノズル部材からの液滴の吐出を制御することを特徴とする処理装置。
5. 請求項３又は４に記載の処理装置において、
   前記保持装置及び該保持装置に保持された物体の一方の温度を計測する温度センサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記温度センサの出力に基づいて、前記液体の分量の計算値を補正することを特徴とする処理装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理装置において、
   前記物体を搬送する搬送部材と；
   前記ノズル部材を、前記搬送部材に連動して駆動する駆動機構と；をさらに備える処理装置。
7. 請求項６に記載の処理装置において、
   前記液体付着装置は、全体の長手方向が前記駆動機構による駆動方向に直交する方向となるように相互に連結された複数のノズル部材を有することを特徴とする処理装置。
8. 前記６又は７に記載の処理装置において、
   前記搬送部材により前記物体を搬送している間に、前記ノズル部材から液滴が前記吸着部に付着されることを特徴とする処理装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の処理装置において、
   前記搬送部材に載置され、前記ノズル部材に液体を供給する容器をさらに備える処理装置。
10. 請求項９に記載の処理装置において、
    前記ノズル部材が所定位置に移動したとき、前記容器内に液体を補給する補給機構をさらに備える処理装置。
11. 請求項１０に記載の処理装置において、
    前記補給機構は、前記容器内の液体の量を検出する液量センサを有し、該液量センサにより検出された液体の量が所定の量以下になると前記容器内に液体を補給することを特徴とする処理装置。
12. 請求項１０又は１１に記載の処理装置において、
    前記所定位置に移動した前記ノズル部材の下方に位置する排水受けをさらに備え、
    前記液体付着装置は、前記ノズル部材が前記所定位置に移動したとき、前記ノズル部材の各液滴吐出口から液滴を排出させることを特徴とする処理装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の処理装置において、
    前記物体は、半導体ウエハであることを特徴とする処理装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の処理装置において、
    前記エネルギビームは前記物体を露光する露光用照明光であることを特徴とする処理装置。
15. エネルギビームが照射される物体を保持する保持装置と；
    液滴吐出口が複数形成されたノズル部材を有し、前記保持装置に保持された前記物体に前記ノズル部材の少なくとも１つの液滴吐出口から吐出された液滴を付着させる液体付着装置と；を備える処理装置。
16. 請求項１５に記載の処理装置において、
    前記物体表面に沿って気体の流れを生じさせる気流発生機構をさらに備える処理装置。
17. 請求項１５又は１６に記載の処理装置において、
    前記ノズル部材を、所定方向に駆動する駆動機構をさらに備える処理装置。
18. 請求項１７に記載の処理装置において、
    前記液体付着装置は、全体の長手方向が前記駆動機構による駆動方向に直交する方向となるように相互に連結された複数のノズル部材を有することを特徴とする処理装置。
19. 請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の処理装置において、
    前記液体付着装置は、前記物体に照射されるエネルギビームの情報に基づいて、前記物体に付着させる前記液滴の量と分布を計算し、その計算結果に基づいて前記ノズル部材からの液滴の吐出を制御する制御装置をさらに有することを特徴とする処理装置。
20. 請求項１９に記載の処理装置において、
    前記保持装置及び該保持装置に保持された前記物体の少なくとも一方の温度を計測する温度センサをさらに備え、
    前記制御装置は、前記温度センサの出力に基づいて、前記液滴の量と分布の計算結果を補正することを特徴とする処理装置。
21. 請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の処理装置において、
    前記物体は、一方の面にパターンが形成されたレチクルであることを特徴とする処理装置。
22. 請求項２１に記載の処理装置において、
    液体付着装置は、前記液滴を前記レチクルのパターン面とは反対側の面に付着させることを特徴とする処理装置。
23. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の処理装置を備え、
    前記エネルギビームを照射して前記物体を露光する露光装置。
24. 請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の処理装置を備え、
    前記物体を介して前記エネルギビームで感応物体を露光する露光装置。
25. エネルギビームを照射して物体を処理する処理方法であって、
    吸着部を有する保持装置に物体が載置されていないとき、前記保持装置の前記吸着部に液滴を付着させる工程を含む処理方法。
26. 請求項２５に記載の処理方法において、
    前記液滴を付着させる工程では、前記エネルギビームが照射された前記物体を前記保持装置から搬出する際に、前記保持装置の前記吸着部に液滴を付着させることを特徴とする処理方法。
27. 請求項２５又は２６に記載の処理方法において、
    前記付着させる工程の後に、
    前記前記吸着部に前記物体を真空吸着する工程をさらに含む処理方法。
28. 請求項２７に記載の処理方法において、
    前記保持装置に保持された物体に前記エネルギビームを照射して露光する工程をさらに含む処理方法。

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