JP2007234821A - 液浸露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影光学系の最終面と基板との間の空間からの液体の回収量を正確に計測する。
【解決手段】液浸露光装置は、投影光学系１４０と基板１７０との間の液浸空間に液体が満たされた状態で基板１７０を露光する。液浸露光装置は、液浸空間に液体を供給する供給部１８２と、液浸空間から液体を回収する回収部１９０と、空間からの液体の回収量を検知する検知部１９４ａを含む制御部１９４とを備える。回収部１９０は、液浸空間から回収された液体と気体とを分離するための容器１９２と、容器１９２内の液体の量を計測する液量センサ１９３とを含む。検知部１９４ａは、液量センサ１９３の出力に基づいて液浸空間からの液体の回収量を検知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液浸露光装置及びデバイス製造方法に係り、特に、投影光学系の最終面と基板との間の空間に液体が提供された状態で該基板を露光する液浸露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法に関する。

近年、半導体集積回路の高集積化に伴い、露光装置、特にその投影光学系には、高い性能が求められている。露光装置の解像度は投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることによって高めることができるが、ＮＡを大きくすることによって焦点深度は浅くなる。したがって、ＮＡを大きくすることには限界があり、解像度を高めるために露光波長を短波長化することが要求されてきた。

露光波長の短波長化を実現するためには、レジスト、ペリクル、レチクル、レンズなどの各種材料を開発する必要がある。しかし、材料開発には、時間やコストがかかるため、短期間のうちに短波長化を実現することは困難であった。このような材料開発の問題を解決するために、露光波長の短波長化をせずに解像度を向上させる液浸露光方式が提案されている。

液浸露光方式の一つとして、投影光学系の最終面（最終レンズ）とウエハの表面との間の空間に局所的に液体を充填するローカルフィル方式が提案されている（特許文献１）。屈折率ｎの液体中では波長が１／ｎになるため、見かけ上の露光波長が短くなり、解像度を高めることができる。併せて、焦点深度をｎ倍程度に拡大することも可能である。

ローカルフィル方式では、液体が最終レンズとウエハ表面との間の開放空間に供給された後に液体回収装置によって回収される。この回収の際に開放空間から液体が漏れ出さないように、液体回収装置の液体回収能力は、液体供給量を超えるように設定されうる。この場合、開放空間から回収される流体は液体だけではなく、雰囲気気体を含む気液混合流体となる。気体は液体に比較して圧力損失が小さいため、気液混合流体には気体が多く含まれることになる。

また、ウエハを搭載するステージの移動に伴って、開放空間に満たされた液体と雰囲気気体との界面の位置が動的に変化するため、気液混合流体における気体と液体との割合も動的に変化する。したがって、短時間で見た場合、液体供給量と液体回収量は必ずしも一致していない。ただし、当然に正常状態では、長時間で見て液体供給量と液体回収量は一致している。

しかしながら、不測の事態により液体供給量と液体回収量との間に継続的に差が生じる可能性がある。液体回収量が少ない状態が続いた場合、開放空間への液体の供給が過剰となり、開放空間だけでは液体を保持することができなくなる。この場合は、最終的にステージ外に液体が漏れ出すことになる。ステージ外に液体が漏れ出した場合は、装置・部材の故障、漏電、錆びの発生等のような不都合を引き起こす可能性がある。

特許文献２には、異常検出方法及び漏れ出した液体を回収する方法が開示されている。

前述のとおり、開放空間から回収した流体は雰囲気気体を含む気液混合流体となっているので、液体回収量を測定するためには該気液混合流体を気体と液体とに分離するための分離器が必要である。
国際公開第９９／４９５０４号パンフレット 特開２００５−１５９３２２号公報

特許文献２に開示されている液浸露光装置では、分離器から液体回収部へ流れる液体の流量を計測することによって液体回収量の計測する。しかしながら、分離器内に残っている液体の量が一定とは限らない。したがって、特許文献２に開示されている液浸露光装置では、分離器内の液体量の時間的な変化を把握することができず、正確な液体回収量を知ることができない。

また、液体供給量及び液体回収のための回収圧力が変化すると、開放空間に満たされた液体の圧力が変化し、最終レンズやウエハに加わる力が変化する。これが位置決め誤差の原因となる。

分離器内に残っている気体と液体の割合が変化すると、開放空間から真空系に至る圧力損失が変化するため、液体回収のための回収圧力が一定とはならない。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、投影光学系の最終面と基板との間の空間からの液体の回収量を正確に計測することを目的とする。

本発明の第１の側面は、投影光学系と基板との間の空間に液体が満たされた状態で前記基板を露光する液浸露光装置に関する。前記液浸露光装置は、前記空間に液体を供給する供給部と、前記空間から液体を回収する回収部と、前記空間からの液体の回収量を検知する検知部を含む制御部とを備えうる。前記空間から液体を回収する際には、液体と共に気体も回収されうる。前記回収部は、前記空間から回収された液体と気体とを分離するための容器と、前記容器内の液体の量を計測する液量センサとを含みうる。前記検知部は、例えば、前記液量センサの出力に基づいて前記空間からの液体の回収量を検知するように構成されうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記回収部は、例えば、前記容器で分離された液体を排出する排出路と、前記排出路を通して排出される液体の流量を計測する流量センサとを更に含みうる。前記検知部は、前記液量センサの出力の他、前記流量センサの出力に基づいて前記空間からの液体の回収量を検知するように構成されうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記回収部は、前記排出路を通して排出される液体の流量を調整する調整バルブを更に含みうる。前記制御部は、前記容器内の液体の量がほぼ一定に維持されるように、前記液量センサの出力に基づいて前記調整バルブを制御するように構成されうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記回収部は、前記容器で分離された液体を排出する排出路と、前記排出路に設けられたバルブとを更に含みうる。前記制御部は、露光動作中は、前記容器から液体が排出されないように前記バルブを閉じ、前記検知部は、前記バルブが閉じられた状態で前記液量センサの出力に基づいて前記空間からの液体の回収量を検知するように構成されうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記回収部は、前記容器内の圧力をほぼ一定に維持する圧力調整部を更に含むことが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記制御部は、前記供給部による前記空間への液体の供給量と前記検知部によって検知された前記空間からの液体の回収量との差に基づいて前記供給部及び前記回収部の少なくとも一方を制御するように構成されうる。

本発明の好適な実施形態によれば、前記制御部は、前記供給部による前記空間への液体の供給量と前記検知部によって検知された前記空間からの液体の回収量との差が予め設定された許容範囲を超えた場合に、前記供給装置による前記空間への液体の供給を停止させるように構成されうる。

本発明の第２の側面は、デバイス製造方法に係り、前記デバイス製造方法は、感光剤が塗布された基板を上記の液浸露光装置によって露光する工程と、前記感光剤を現像する工程とを含みうる。

本発明によれば、例えば、投影光学系と基板との間の空間から液体と共に気体が回収される場合において、液体の回収量を正確に計測することができる。

以下に、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は、本発明の好適な実施形態としての液浸露光装置１００の模式図である。液浸露光装置１００は、照明装置１１０と、レチクルステージ（原版ステージ）１３２と、投影光学系１４０と、基板ステージ１７４と、液体供給装置１８２と、液体回収装置１９０とを備える。照明装置１１０は、レチクルステージ１３２によって保持されたレチクル（原版）１３０を照明する。投影光学系１４０の最終面（基板１７０に対向する面）と基板１７０との間の空間（以下では、液浸空間ともいう）に液体供給装置１８２によって液体１８０が供給される。液浸空間に供給された液体１８０は、液体回収装置１９０によって回収される。投影光学系１４０は、レチクル１３０のパターンを基板ステージ１７４の基板チャックによって保持された基板１７０に液体１８０を介して投影する。

液浸露光装置１００は、例えば、ステップアンドスキャン方式、ステップアンドリピート方式として構成されうる。

照明装置１１０は、光源部と照明光学系とを含んで構成されうる。光源部は、光源としてのレーザー１１２と、ビーム整形光学系１１４とを含みうる。レーザー１１２としては、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーなどを使用することができる。

ビーム整形光学系１１４は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを含むビームエクスパンダ等を含むことができ、レーザー１１２からの光束の縦横比率を所望の値に変換することによりビーム形状を所望のものに成形する。ビーム成形光学系１１４は、後述するオプティカルインテグレーター１１８を照明するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。

照明光学系は、レチクル１３０を照明する光学系である。照明光学系は、例えば、集光光学系１１６と、オプティカルインテグレーター１１８と、開口絞り１２０と、集光レンズ１２２と、折り曲げミラー１２４と、マスキングブレード１２６と、結像レンズ１２８とを含む。

集光光学系１１６は、複数の光学素子を含んで構成され、オプティカルインテグレーター１１８に所望の形状で効率よく光を提供する。

オプティカルインテグレーター１１８は、レチクル１３０を照明する照明光を均一化し、入射光の角度分布を位置分布に変換して出射するハエの目レンズとして構成される。ハエの目レンズは、ロッドレンズ（即ち、微小レンズ素子）を多数組み合わせることによって構成されている。ただし、本発明が使用可能なオプティカルインテグレーター１１８は、ハエの目レンズに限定されず、光学ロッド、回折光学素子、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板などを含みうる。

オプティカルインテグレーター１１８の出射面の直後には、形状及び径が固定された開口絞り１２０が配置されている。開口絞り１２０は、投影光学系１４０の瞳１４２に形成される有効光源とほぼ共役な位置に配置される。開口絞り１２０の開口形状は、投影光学系１４０の瞳面１４２の有効光源形状に相当する。開口絞り１２０は、有効光源の形状を制御する。開口絞り１２０は、照明条件に応じて、図示しない絞り交換機構によって変更されうる。

集光レンズ１２２は、オプティカルインテグレーター１１８の射出面近傍の２次光源から射出して開口絞り１２０を透過した複数の光束を集光し、ミラー１２４で反射させてマスキングブレード１２６面を均一にケーラー照明によって照明する。

マスキングブレード１２６は、複数の可動遮光板より構成され、投影光学系１４０の有効面積に対応するほぼ矩形の任意の開口形状を有している。マスキングブレード１２６は、レチクル１３０面と光学的に共役な位置に設けられる。マスキングブレード１２６の開口部を透過した光束がレチクル１３０の照明光として使用される。また、露光装置１００は、スキャン方向における転写領域の幅の変更を可能にするスリット状の開口が設けられた絞りを更に備える。この絞りは、レチクル１３０面と光学的にほぼ共役な位置に設けられる。露光装置１００は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行なうショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定することができる。

結像レンズ１２８は、マスキングブレード１２６の開口形状をレチクル１３０面上に結像する。

レチクル１３０は、基板１７０上に転写されるべきパターンを有し、レチクルステージ１３２によって保持され駆動される。レチクル１３０のパターンは、投影光学系１４０により基板１７０上に投影される。基板１７０上には、レジストが塗布されている。レチクル１３０と基板１７０とは、光学的に共役の関係に配置される。

露光装置１００がステップアンドスキャン方式の露光装置として構成される場合は、レチクル１３０と基板１７０とを同期させて走査することによりレチクル１３０のパターンを基板１７０上に転写する。露光装置１００がステップアンドリピート方式の露光装置として構成される場合は、レチクル１３０と基板１７０とを静止させた状態で露光が実施される。

レチクルステージ１３２は、図示しない駆動機構によって駆動される。レチクルステージ１３２及び投影光学系１４０は、例えば、床等に載置されたベースフレームにダンパ等を介して支持されるステージ鏡筒定盤上に設けられる。レチクルステージを駆動する駆動機構は、例えば、リニアモータなどで構成され、ＸＹ方向にレチクルステージ１３２を駆動することでレチクル１３０を移動することができる。

投影光学系１４０は、レチクル１３０に形成されたパターンを基板１７０上に結像する。投影光学系３００は、複数のレンズのみからなる屈折光学系として構成されうる。或いは、投影光学系３００は、複数のレンズと少なくとも一枚の凹面鏡とを有する反射屈折光学系として構成されうる。なお、レンズの代わりに、回折光学素子を用いても良い。

基板１７０は、シリコンウエハ等のウエハ、又は、液晶モニタ用ガラス基板、又は他の基板を含みうる。基板１７０の表面にはレジストが塗布されており、基板１７０は基板チャック１７２を介して基板ステージ１７４によって保持される。基板チャック１７２は、種々の方式で構成されうるが、例えば、真空保持又は静電保持方式が好適である。

基板ステージ１７４は、種々の方式で構成されうるが、例えば、６軸駆動が可能であることが好ましい。例えば、基板ステージ１７４は、リニアモータを利用してＸ、Ｙ、Ｚ方向に基板１７０を移動させる。スキャナへの応用例において、レチクル１３０と基板１７０は、例えば、同期して走査され、レチクルステージ１３２と基板ステージ１７４の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。

ウエハステージ１７４は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられうる。レチクルステージ１３２及び投影光学系１４０は、例えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される鏡筒定盤上に設けられうる。

液体１８０は、液体供給装置１８２から供給路１８３及び供給ノズル１８４を介して、投影光学系１４０の最終面と基板１７０との間の空間に供給される。当該空間に供給された液体１８０は、回収ノズル１８６及び回収配管１９１を介して液体回収装置１９０によって回収される。

液体１８０の材料としては、露光波長の光の透過率がよく、投影光学系に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングが良好な物質が選択される。液体１８０は、例えば、水や有機系液体であり、基板１７０に塗布されるレジストや露光光の波長に応じて選定することができる。投影光学系１４０の最終面には、液体１８０からの影響を保護するためにコーティングを施すこともできる。

図２は、図１に示す液浸露光装置１００の一部を詳述した模式図である。液体供給装置１８２は、例えば、液体１８０を溜めるタンク、精製装置、脱気装置、温度制御装置、液体１８０を送り出す圧送装置、液体１８０の供給流量を制御する流量制御装置（例えば、流量制御バルブ）を含みうる。また、液体１８０は、タンクを介さずに、純水装置等の装置から直接提供されてもよい。

精製装置は、図示しない原料水供給源から供給される原料水中に含まれる金属イオン、微粒子及び有機物などの不純物を低減し、液体１８０を精製する。精製装置により精製された液体１８０は、脱気装置に供給される。

脱気装置は、液体１８０に脱気処理を施し、液体１８０の溶存酸素及び溶存窒素を低減する。脱気装置は、例えば、膜モジュールと真空ポンプによって構成される。脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて、一方に液体１８０を流し、他方を真空にして液体１８０中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す装置が好適である。

温度制御装置は、液体１８０を所定の温度に制御する機能を有する。供給路１８３は、脱気装置及び温度制御装置によって脱気処理及び温度制御が施された液体１８０を、供給ノズル１８４を介して投影光学系１４０の最終面と基板１７０との間の液浸空間に供給する。

供給路１８３は、液体１８０を汚染しないように、溶出物質が少ないテトラフルオロエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で構成されることが好ましい。液体１８０に純水以外の液体を用いる場合には、液体１８０に対して耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で供給路１８３を構成すればよい。

供給ノズル１８４及び回収ノズル１８８は、図３に例示的に示すように同心円状に配置されうる。ここで、内側に供給ノズル１８４、外側に回収ノズル１８８が配置されることが好ましい。供給ノズル１８４及び回収ノズル１８８の配置については、同心円状に限定されるものではなく、例えば、基板のスキャン方向に対向して配置されてもよいし、更にステップ方向に配置されてもよい。ここで、図３は図２の断面ＡＡ’を下方から見た図である。

供給ノズル１８４及び回収ノズル１８８は、供給路１８３と同様に、テトラフルオロエチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂で構成されうる。

供給ノズル１８４は、投影光学系１４０の最終面と基板１７０表面との間の液浸空間へ一様に液体１８０を供給するために供給路１８３に比べ圧力損失の大きい構造を有する。例えば、供給ノズル１８４は、多孔質体を含み、又は、スリット形状を有する。

回収ノズル１８８についても、投影光学系１４０の最終面と基板１７０表面との間の空間から一様に液体１８０を回収するために、回収路１９１に比べ圧力損失の大きい構造を有する。例えば、回収ノズル１８８は、多孔質体を含み、又は、スリット形状を有する。

回収ノズル１８８は、液体１８０と雰囲気気体１８１に接しているため、回収ノズル１８８を介して回収される流体は、液体１８０と気体１８１とが混合された気液混合流体となっている。

液体回収装置１９０は、回収路１９１に連結された密閉容器１９２と、密閉容器１９２内の気体を排気するための排気装置２０４と、密閉容器１９２内の圧力を制御するための圧力制御装置２０２を備えうる。液体回収装置１９０はまた、密閉容器１９２内の液体を排出するための排液装置１９５と、密閉容器１９２内の液体の量を計測するための液量センサ１９３を備えうる。

密閉容器１９２内の液体量は、設定された範囲内に維持される。例えば、密閉容器１９２内の液体量は、ほぼ一定に維持されうる。排気装置２０４は、例えば、真空ポンプ、又は、露光装置１００が設置される工場の設けられた排気設備等の真空源で構成されうる。

圧力制御装置２０２は、圧力センサ２０１によって密閉容器１９２内の圧力を検出し、密閉容器１９２内の圧力が予め設定された圧力になるように圧力調整バルブ２０３を制御する。当該圧力は、密閉容器１９２が液体供給装置１８２の液体供給量に比べて十分な液体回収能力を持つように決定される。

回収ノズル１８８を介して回収された気液混合流体は、一時的に密閉容器１９２内に蓄えられ、重力によって気体と液体とに分離される。分離された気体は、排気装置２０４によって外部に排出され、分離された液体は、排液装置１９５によって排液部２１０に排出される。

排液部２１０は、例えば、露光装置１００が設置された工場の廃液施設であってもよいし、廃液を供給液体として再利用するための再利用施設であってもよい。

流量センサ１９７は、排液路１９８を流れる液体の流量を計測し、その計測結果を制御装置１９４に提供する。制御装置１９４は、流量調整バルブ１９６を調整することによって、廃液路１９８を流れる液体の流量を制御する。

制御装置１９４は、検知部１９４ａを含む。検知部１９４ａは、密閉容器１９２内の液体量Ｖ_Ｃと、排液路１９８内の流量Ｑ_Ｅとに基づいて、回収ノズル１８８を介して回収される気液混合流体中の液体のみの回収量Ｖ_Ｒ（＝Ｖ_Ｃ＋∫Ｑ_Ｅ・ｄｔ；ｔは時間。）をリアルタイムで検知することができる。ここで、密閉容器１９２内の液体量Ｖ_Ｃは、液量センサ１９３によって計測されて検知部１９４ａに提供される。排液路１９８内の流量Ｑは、流量センサ１９７によって計測されて検知部１９４ａに提供される。

更に、液体制御装置１９４は、検知された液体の回収量Ｖ_Ｒと液体供給装置１８２による液浸空間への液体の供給量とを監視することによって、液体供給装置１８２及び液体供給装置１９０の異常を検知することができる。より具体的には、制御装置１９４は、液体供給装置１８２による液浸空間への液体の供給量と検知された液体の回収量Ｖ_Ｒとの差に基づいて、液体供給装置１８２及び液体供給装置１９０の異常を検知することができる。

或いは、液体制御装置１９４は、回収ノズル１８８を介して回収される気液混合流体中の液体のみの量を流量Ｑ_Ｒ（＝ｄＶ_Ｒ／ｄｔ＝ｄＶ_Ｃ／ｄｔ＋Ｑ_Ｅ）としてリアルタイムで検知することができる。ここで、Ｖ_Ｃが一定になるように制御装置１９４が流量調整バルブ１９６を制御すると、回収ノズル１８８を介して回収される気液混合流体中の液体のみの流量Ｑ_ＲとＱ_Ｅとが一致（Ｑ_Ｒ＝Ｑ_Ｅ）する。

液体制御装置１９４は、検知された液体の流量Ｑ_Ｒと液体供給装置１８２による液体の供給流量とを監視することによって、液体供給装置１８２及び液体供給装置１９０の異常を検知することができる。より具体的には、制御装置１９４は、液体供給装置１８２による液浸空間への液体の供給流量と検知された液体の回収流量Ｑ_Ｒとの差に基づいて、液体供給装置１８２及び液体供給装置１９０の異常を検知することができる。

制御装置１９４は、上記のようにして異常の発生が検知された場合に、異常状態を解消するように又は異常に伴う不具合が発生しないように、液体供給装置１８２及び液体供給装置１９０の少なくとも一方を制御することができる。例えば、制御装置１９４は、液体供給装置１８２による液浸空間への液体の供給量が検知された液体の回収量よりも許容値を超えて大きい場合には、供給路１８３に設けられた停止バルブ１８５を動作させて液体供給を停止させることができる。制御装置１９４は、異常が検知された場合に、そのことを報知する報知装置を含むことが好ましい。

更に、制御装置１９４は、露光動作中は排液装置１９５を停止させて、液量センサ１９３から提供される計測結果に基づいて密閉容器１９２内の水位を監視してもよい。この場合、密閉容器１９２の水位は液体の回収とともに徐々に上がるので、回収された液体の流量は、密閉容器１９２内の水位の時間変化から得ることができる。

［実施例］
以下、上記の実施形態をより具体化した実施例を例示する。露光装置１００をステップアンドスキャン方式の露光装置として構成し、光源としてＡｒＦエキシマレーザーを使用した。投影光学系１４０の最終面と基板１７０との間に供給する液体１８０として純水を採用した。

供給ノズル１８４及び回収ノズル１８８の材質としてテトラフルオロエチレンの多孔質体を用いた。ここで、多孔質体の厚みを２ｍｍ、幅を４ｍｍとし、供給ノズル１８４の直径を８０ｍｍ、回収ノズル１８８の直径を９２ｍｍとした。

供給路１８３及び回収路１９１は、テトラフルオロエチレン製とした。

密閉容器１９２は、ステンレス製の容器の内面をテトラフルオロエチレンでコーティングたして構成した。密閉容器１９２の直径は１０ｃｍ、高さは３０ｃｍで、容量は約２Ｌ（リットル）である。

密閉容器１９２内の液体量を計測するための液量センサ１９３として、高精度の磁歪式の水位センサを採用した。水位センサとしては、磁歪式のほか、超音波式、静電容量式等が好適である。密閉容器１９２の直径が小さいほど液体量計測装置１９３の計測感度を上げることができる。密閉容器１９２の形状に関しては、重力方向の断面積が一定であることが好ましいが、液体量計測装置１９３によって密閉容器１９２内の水位と液体量との関係を校正することによって任意の形状が使用可能である。

圧力制御装置２０２及び圧力調整バルブ２０３としては、気体用マスフローコントローラを採用した。

流量調整バルブ１９６及び流量計１９７としては、液体用マスフローコントローラを採用した。

上記の構成において、投影光学系１４０の最終面と基板１７０表面との間の距離を１ｍｍ、密閉容器１９２内の圧力を−２０ｋＰａ、液体供給装置１８２の液体供給量を０．３Ｌ／ｍｉｎに設定した。

密閉容器１９２の水位を一定に保ちながら密閉容器１９２から液体を排出し、基板１７０を通常の露光時と同じ動作をさせた場合の流量計１９７の出力を図４に示す。図４において、縦軸は流量、横軸は時間であり、実線は流量計１９７の出力（排液量）を表し、破線は液体供給装置１８２の液体供給量を表す。周期Ｓは、１スキャン１ステップの動作時間であり、正常動作では周期Ｓの波形が繰り返された。

ここで、液体回収装置１９０の異常を模擬するため、故意に回収路１９１を潰し液体回収量を０とした場合の流量計１９７の出力を図５に示す。時刻Ｂは異常発生時間であり、横軸のスケールは図４と同じである。

図５の波形は、明らかに図４の正常動作とは異なり、本発明によれば液体回収装置１９０の異常を即座に検知することが出来た。

なお、この実施例では密閉容器１９２の水位を一定として排液量の計測を行なったが、これに代えて、排液量を液体供給量とを等しくして、密閉容器１９２の水位を監視しても同様の検知を行なうことができた。

更に、上記の実施例に代えて、露光動作中は排液装置１９５を停止し、密閉容器１９２内の水位を監視しても同様の検知を行なうことができた。この場合、密閉容器１９２の水位は液体回収とともに徐々に上がるので、流量の検出は、密閉容器１９２の水位の時間変化によって行なった。

また、非露光中に排液を行なえばよいので、高価な液体用マスフローコントローラ等の流量制御装置の必要がない。

ただし、密閉容器１９２の容量は、液体供給量と露光動作時間によって定まる容量以上にする必要がある。

［比較例］
上記実施例と同様の構成において、密閉容器１９２内の液体量を監視せず、液体供給装置１８２による液体供給量と同量を排液装置１９５によって密閉容器１９２から排液し、上記実施例と同様に異常を発生させた。この時の流量計１９７の出力を図６に示す。この比較例では、異常発生から密閉容器１９２内の液体が無くなる時刻Ｃまで異常を検出することができなかった。

[応用例]
本発明の露光装置を適用した半導体装置（半導体素子）の製造方法を説明する。

図７は、本発明の好適な実施形態のデバイス製造ププロセスのフローチャートである。ステップ１（回路設計）では、デバイス（例えば、ＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ等の半導体チップ、ＬＣＤ等の表示装置）の回路設計を行なう。ステップ２（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。一方、シリコン等からなるウエハを用意し、ステップ３（ウエハプロセス）において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した。

次のステップ４（組立）において、ステップ３によって製作されたＩＣの回路が形成されたウエハを半導体チップ化し、次いでアッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）を行ない、パッケージング（チップ封入）を行なった。

ステップ５（検査）においてステップ４で製作されたＩＣチップの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なった。

図８は、図７のステップ３のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。まず、ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させた。次いでステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成した。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成した。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオン打ち込みを行なった。ステップ１５（レジスト処理）ではＣＭＰ（化学材機研磨）装置によってウエハ表面を平坦に研磨した。

ステップ１６（レジスト処理）では、平坦化されたウエハ表面にレジストを塗布した。ステップ１７（露光）では本発明の露光装置によってレチクルの回路パターンをウエハに焼き付け露光した。はじめにレチクルを搬送し、レチクルチャックにチャッキングし、次にレジストが塗布されたシリコンウエハ基板を露光装置内にローディングした。アライメントユニットでグローバルアライメント用のデータを読みとり、計測結果に基づいてウエハステージを駆動して所定の位置に次々に露光を行なった。

ステップ１８（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１９（エッチング）では、現像後にレジストが除去された部分をエッチングした。ステップ２０（レジスト剥離）では、レジストを剥離した。これらのステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パターンを形成した。

上記ウエハプロセスに本発明の製造方法を用いれば、従来の製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。

以上、本発明の好適な実施形態及び実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の好適な実施形態としての液浸露光装置の模式図である。 図１に示す液浸露光装置の一部を詳述した模式図である。 供給ノズル及び回収ノズルの配置の一例を示す図である。 本発明の好適な実施形態の液浸露光装置における正常状態時の排液量を表す図である。 本発明の好適な実施形態の液浸露光装置における異常発生時の排液量を表す図である。 比較例における異常発生時の排液量を表す図である。 デバイス製造プロセスを説明するためのフローチャートである。 図７に示すフローチャートにおけるステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１００ 液浸露光装置
１１０ 照明光学系
１３０ レチクル
１３２ レチクルステージ
１４０ 投影光学系
１７０ 基板
１７２ 基板チャック
１７４ 基板ステージ
１８０ 液体
１８２ 液体供給装置
１８３ 供給路
１８４ 供給ノズル
１８８ 回収ノズル
１９０ 液体回収装置
１９１ 回収路
１９２ 密閉容器
１９３ 液量センサ
１９４ 制御装置
１９４ａ 検知部
１９５ 排液装置
１９６ 流量調整バルブ
１９７ 流量センサ
１９８ 排液路
２０１ 圧力センサ
２０２ 圧力制御装置
２０３ 圧力調整バルブ
２０４ 排気装置
２１０ 排液部

Claims (8)

1. 投影光学系と基板との間の空間に液体が満たされた状態で前記基板を露光する液浸露光装置であって、
   前記空間に液体を供給する供給部と、
   前記空間から液体を回収する回収部と、
   前記空間からの液体の回収量を検知する検知部を含む制御部とを備え、
   前記空間から液体を回収する際に液体と共に気体も回収され、
   前記回収部は、前記空間から回収された液体と気体とを分離するための容器と、前記容器内の液体の量を計測する液量センサとを含み、
   前記検知部は、前記液量センサの出力に基づいて前記空間からの液体の回収量を検知することを特徴とする液浸露光装置。
2. 前記回収部は、前記容器で分離された液体を排出する排出路と、前記排出路を通して排出される液体の流量を計測する流量センサとを更に含み、
   前記検知部は、前記液量センサの出力の他、前記流量センサの出力に基づいて前記空間からの液体の回収量を検知することを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
3. 前記回収部は、前記排出路を通して排出される液体の流量を調整する調整バルブを更に含み、
   前記制御部は、前記容器内の液体の量がほぼ一定に維持されるように、前記液量センサの出力に基づいて前記調整バルブを制御することを特徴とする請求項２に記載の液浸露光装置。
4. 前記回収部は、前記容器で分離された液体を排出する排出路と、前記排出路に設けられたバルブとを更に含み、
   前記制御部は、露光動作中は、前記容器から液体が排出されないように前記バルブを閉じ、前記検知部は、前記バルブが閉じられた状態で前記液量センサの出力に基づいて前記空間からの液体の回収量を検知することを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
5. 前記回収部は、前記容器内の圧力をほぼ一定に維持する圧力調整部を更に含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載の液浸露光装置。
6. 前記制御部は、前記供給部による前記空間への液体の供給量と前記検知部によって検知された前記空間からの液体の回収量との差に基づいて前記供給部及び前記回収部の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
7. 前記制御部は、前記供給部による前記空間への液体の供給量と前記検知部によって検知された前記空間からの液体の回収量との差が予め設定された許容範囲を超えた場合に、前記供給装置による前記空間への液体の供給を停止させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
8. デバイス製造方法であって、
   感光剤が塗布された基板を請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液浸露光装置によって露光する工程と、
   前記感光剤を現像する工程と、
   を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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