JP2007266504A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液浸液による気化熱の影響で同面部材に発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光技術を提供する。
【解決手段】 投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で原版のパターンを基板に露光する露光装置は、基板ステージ上に保持されている基板と、基板の外周部の周辺領域とを略同一面にして基板の外周部に液体を保持する同面部材を備え、同面部材は、基板の外周部の周辺領域に構成され、基板の外周部に液体を保持する内側部材と、内側部材の外周部に構成され、基板ステージに取り付けられる外側部材と、内側部材と外側部材とを結合する結合部材とを有することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、デバイス（半導体デバイスや液晶表示デバイス等）を製造するためのリソグラフィー工程において使用される露光装置に関するものである。

原版としてのレチクルに描画された回路パターン像を、投影光学系によって感光基板としてのウエハやガラスプレート等に投影し、その感光基板を露光する装置として、従来から投影露光装置が使用されている。

近年では、投影光学系と感光基板との間に液体を介在させて、投影光学系の最終面と感光基板との間の媒質の屈折率を大きくすることにより高解像度を実現する液浸露光装置が注目されている。この液浸露光装置は、投影光学系と感光基板（以下、単に「基板」ともいう。）の間を液体で満たすことで、投影光学系の開口数（ＮＡ）を増加させるものである。投影光学系の開口数（ＮＡ）は、液体（媒質）の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ・ｓｉｎθで求めることができるので、空気の屈折率よりも高い屈折率（ｎ＞１）の媒質を満たすことでＮＡをｎまで大きくすることができる。この関係より、プロセス定数ｋ１と光源の波長λによって表される液浸露光装置の解像度Ｒ（Ｒ＝ｋ１（λ／ＮＡ））を小さくすることができる。

例えば、投影光学系の最終面と、ウエハの表面との間に局所的に液体を充填する所謂ローカルフィル方式の液浸露光装置が提案されている。ローカルフィル方式の液浸露光装置においては、ウエハ外周部を露光する際に投影光学系の最終面とウエハの表面との間に局所的に液体を保持するために、特別な機構が必要となる。例えば、特許文献１〜４には、ウエハ外周部に隣接し、ウエハの表面とほぼ同じ高さの同面部材（補助部材）をステージ天板上に有する液浸露光装置が提案されている。

特許文献３では、回収孔や多孔質部材をウエハステージ上に配置し、真空ポンプ等で負圧にしたラインに接続することで、基板外周部の溝に入り込んだ液浸水を吸引回収する構成を開示している。
特開２００４−２８９１２７号公報 特開２００２−１５８１５４号公報 特開２００５−１０１４８８号公報 特開２００５−７２１３２号公報

ステージ天板上にウエハとほぼ同じ高さの同面部材を設ける場合、ウエハをスキャンする際に投影光学系の最終面とウエハの表面との間に局所的に保持された液膜（ＬＷ）の一部が同面部材の表面上に薄く残ることとなる。同面部材の表面上に薄く残った液膜が気化すると同面部材の温度を低下させることになり、温度の低下により同面部材が熱変形（収縮）して同面部材を支持する天板が変形してしまうという問題が生じる。天板が変形することにより、天板近傍に設けられているレーザー干渉計の計測ミラーとウエハとの相対的な位置関係が変化してしまうことになり、ウエハの位置や姿勢の計測精度が悪化するという問題が生じる。

更に、残った液浸液を回収するために、ウエハステージに回収孔部材もしくは多孔質部材を設けて負圧による吸引を行う場合、吸引により液浸液周辺の気圧が下がることで、少なからず液浸液の気化が促進されることになる。つまり、液浸液周辺の圧力と液浸液の蒸気圧との相対関係で気化される量が変化し、周辺の圧力が下がる方向に推移する場合は通常気化量が増加する。それに伴い気化熱の影響で吸引部分である回収孔部材もしくは多孔質部材、更には真空ポンプまでの流路周辺が冷えやすくなってしまう。液浸液として代表的に使用される（純）水では、特に単位質量あたりの気化熱量（潜熱）が非常に大きく1ｇの水が気化する際に約２４００Ｊもの熱を奪うことが知られている。液浸水から発生する気化熱は部材表面から直接的かつ大きな熱量を奪い、また局所的であるため、分布も含めて高精度に同面部材全体の温調を行うのは難しい。そのため、現実的には温調を行っても、ある程度はウエハ同面部材の温度変化により熱変形が生じてしまい、露光精度が悪化してしまうという問題が生じる。

本発明は、上記問題点を鑑みてなれたものであり、液浸液による気化熱の影響で同面部材に発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光技術の提供を目的するものである。

本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で原版のパターンを前記基板に露光する露光装置であって、基板ステージ上に保持されている前記基板と、前記基板の外周部の周辺領域とを略同一面にして前記基板の外周部に液体を保持する同面部材（補助部材）、を備え、前記同面部材は、前記基板の外周部の周辺領域に構成され、前記基板の外周部に液体を保持する内側部材と、前記内側部材の外周部に構成され、前記基板ステージに取り付けられる外側部材と、前記内側部材と前記外側部材とを結合する結合部材と、を有することを特徴とする。

本発明の別の一側面としての露光装置は、投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で原版のパターンを前記基板に露光する露光装置であって、基板ステージ上に保持されている前記基板と、前記基板の外周部の周辺領域とを略同一面にして前記基板の外周部に液体を保持する同面部材（補助部材）と、前記同面部材を前記基板ステージ上に取り付けるための取付部材と、を備え、前記取付部材は、前記同面部材に生じた変形を弾性変形により吸収し、前記基板ステージに伝達される変形を低減させることを特徴とする。

本発明によれば、液体による気化熱の影響で同面部材に発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光装置の提供が可能となる。

以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。尚、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略するものとする。

（第１実施形態）
（液浸露光装置の構成）
図１は本発明の第１実施形態に係る液浸型の露光装置１（以下、単に「露光装置」ともいう）の構成を示す図である。

露光装置１は、投影光学系３０のウエハ４０側にある最終面と、ウエハ４０との間に供給される液体（液浸液）ＬＷを介して、レチクル２０に形成された回路パターンをステップ・アンド・スキャン方式でウエハ４０に露光することが可能である。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクル２０に対してウエハ４０を連続的に走査してレチクルパターンをウエハの露光領域に露光すると共に、１ショットの露光終了後にウエハを次の露光領域にステップ移動させて露光する方法である。

尚、本発明の趣旨は、露光方法をステップ・アンド・スキャン方式に限定するものではなく、露光領域を一括して露光した後に、次の露光領域を露光する「ステップ・アンド・リピート方式」の液浸型の投影露光装置に適用することも可能である。

露光装置１は、照明装置１０、レチクル２０を載置するレチクルステージ２５、投影光学系３０、ウエハ４０を載置するウエハステージ４５を有する。また、露光装置１は、測距装置(５２、５６、５４、５８)、ステージ制御部６０、液体供給部７０、液浸制御部８０、液体回収部９０を有する。

照明装置１０は、照明装置１０は、光源部１２と、照明光学系１４とを有し、回路パターンが形成されたレチクル２０を照明する。

光源部１２は、光源として、波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを使用することが可能である。但し、光源部１２は、ＡｒＦエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーを使用してもよい。

照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系等を含む。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換することも可能である。

レチクル２０は、図示しないレチクル搬送系により露光装置１の外部から搬送され、レチクルステージ２５により保持され、所定の位置に位置決めされる。レチクル２０は、例えば、石英製で、レチクル２０上には転写されるべき回路パターンが形成されている。照明光学系１４から発せられた回折光は、レチクル２０を介して、投影光学系３０及び液膜ＬＷを通り、ウエハ４０上に投影される。

レチクル２０とウエハ４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、レチクル２０とウエハ４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル２０のパターンをウエハ４０上に転写することが可能である。

レチクルステージ２５は、レチクルステージ２５を固定するための定盤２７に取り付けられている。レチクルステージ２５は、不図示のレチクルチャックを介してレチクル２０を保持し、図示しない移動機構及びステージ制御部６０によって移動制御される。移動機構は、例えば、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向（紙面に垂直な方向）にレチクルステージ２５を駆動することでレチクル２０を所定の位置に移動することができる。

投影光学系３０は、レチクル２０に形成されたパターンを経た回折光をウエハ４０上に結像することが可能である。投影光学系３０には、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する反射屈折光学系等を使用することができる。

ウエハ４０は、図示しないウエハ搬送系により露光装置１の外部から搬送され、ウエハステージ４５により保持され、所定の位置に位置決めされる。ウエハ４０の表面にはフォトレジストが塗布されており、投影光学系３０を介した回折光の結像によりレチクル２０に形成されたパターンが露光される。尚、本発明の適用は、ウエハ４０に限定されるものではなく、例えば、液晶基板、その他の感光剤が塗布された基板を広く含むことが可能である。

同面部材４４は、ウエハ４０の表面とウエハ４０が保持されている周辺部の面の高さとを略同一面にするための補助部材であり、同面部材４４の厚さは、ウエハ４０と略同の高さに設定されているものとする。同面部材４４は、投影光学系３０の最終面とウエハ４０の外周部表面との間に局所的に液浸液ＬＷを保持し、ウエハ４０の外周部と同面部材４４の内周部とにより形成される領域において液膜を形成して、液浸露光を可能にする。

ウエハステージ４５は、ウエハステージ定盤４７に取り付けられており、ウエハステージ４５上に設けられているウエハステージ天板４１及びウエハチャックを４２（図３）介してウエハ４０を保持することが可能である。ウエハステージ４５は、ウエハ４０の上下方向（Ｚ方向）の位置やＸＹＺ軸周りの回転方向及び傾きを調整する機能を有し、ステージ制御部６０はウエハステージ４５の位置、回転、傾斜を制御することが可能である。露光時は、ステージ制御部６０により投影光学系３０の焦点面にウエハ４０の表面が常に高精度に合致するようにウエハステージ４５が制御される。

測距装置は、レチクルステージ２５の位置及びウエハステージ４５の二次元的な位置を、計測ミラー５２及び５４、レーザー干渉計５６及び５８を介してリアルタイムに計測することが可能である。測距装置による測距結果は、ステージ制御部６０に伝達され、ステージ制御部６０は、測距結果に基づきレチクルステージ２５及びウエハステージ４５の駆動制御を行う。レチクルステージ２５及びウエハステージ４５は、位置決めや同期制御のために、ステージ制御部６０の制御の下で一定の速度比率で駆動される。

液体供給部７０は、投影光学系３０の最終面とウエハ４０との間に液体ＬＷ（図４等を参照）を供給することが可能であり、図示しない、液体ＬＷを生成する生成装置と、脱気装置と、温度制御装置と、液体供給配管７２とを有する。また、液体供給部７０は、例えば、液体ＬＷを貯めるタンク、液体ＬＷを送り出す圧送装置、液体ＬＷの供給流量の制御を行う流量制御装置を含むことも可能である。

液体供給部７０は、投影光学系３０の最終面の周囲に配置された液体供給配管７２を介して液体ＬＷを供給し、投影光学系３０とウエハ４０との間に液膜ＬＷを形成することが可能である。

投影光学系３０の最終面とウエハ４０との間の距離は、液膜ＬＷを安定に形成し、且つ、除去できる程度であることが好ましく、例えば、１．０ｍｍとするのが好適である。

液体ＬＷは、露光光の吸収が少ないものの中から選択され、更に、石英や蛍石などの屈折系光学素子とほぼ同程度の屈折率を有することが好ましい。具体的には、液体ＬＷとして、純水、機能水、フッ化液（例えば、フルオロカーボン）などが好適である。

生成装置は、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ＬＷを生成することが可能である。生成装置により生成された液体ＬＷは、脱気装置に供給される。液体ＬＷは、予め、図示しない脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものであることが好ましい。なぜなら、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体ＬＷ中に吸収できるからである。例えば、空気中に多く含まれる窒素、酸素を対象とし、液体ＬＷに溶存可能なガス量の８０％以上を除去すれば、十分に気泡の発生を抑制することができる。もちろん、不図示の脱気装置を露光装置に備えて、常に液体中の溶存ガスを取り除きながら液体供給部７０に液体ＬＷを供給してもよい。

脱気装置は、液体ＬＷに脱気処理を施し、液体ＬＷ中の溶存酸素及び溶存窒素を低減することが可能であり、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ＬＷを流し、他方を真空にして液体ＬＷ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ＬＷを所定の温度に制御することが可能である。液体供給配管７２は、液体ＬＷを汚染しないように、溶出物質が少ないテフロン（登録商標）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することが好ましい。液体ＬＷに純水以外の液体を用いる場合には、液体ＬＷに耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で液体供給配管７２を構成すればよい。

液浸制御部８０は、ウエハステージ４５の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向といった情報をステージ制御部６０から取得して、これらの情報に基づいて、液浸露光に係る制御を行うことが可能である。液浸制御部８０は、液体ＬＷの供給及び回収の切り換え、液体ＬＷの供給停止、供給及び回収する液体ＬＷの流量等を制御するため制御指令を、液体供給部７０や液体回収部９０に与える。

同面部材４４は、ウエハステージ４５上に保持されているウエハ４０と、ウエハ４０の外周部の周辺領域とを略同一面にしてウエハ４０の外周部に液浸液ＬＷを保持する。また、同面部材４４は、ウエハと同面部材４４との隙間に入り込んだ液浸液ＬＷを回収することが可能な回収機構を有する。液浸制御部８０は、同面部材４４に設けられている回収機構の動作を制御して、液浸液ＬＷの回収を行うことも可能である。また、同面部材４４には、液浸液ＬＷにより冷却される同面部材４４の温度を制御するために、温度制御された温調液４９を循環させるための循環流路が設けられている。液浸制御部８０は、液浸液ＬＷによる冷却で同面部材４４に生じた温度低下に起因した熱変形を抑制するために、低下した温度を補償するように、不図示の温度計測ユニットの計測結果に基づいて、温調液４９の温度制御を行う。また、液浸液ＬＷによる冷却量次第では、温度計測ユニットの結果を用いずに、単に一定温度の温調液４９を循環させるだけでも十分な効果が得られる。

液体回収部９０は、液体供給部７０によって供給された液体ＬＷを回収することが可能であり、液体回収配管９２を介して液体ＬＷを回収することが可能である。液体回収部９０は、例えば、回収した液体ＬＷを一時的に貯めるタンク、液体ＬＷを吸い取る吸引部、液体ＬＷの回収流量を制御するための流量制御装置などから構成される。液体回収配管９２は、液体ＬＷを汚染しないように、溶出物質が少ないテフロン（登録商標）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することが好ましい。液体ＬＷに純水以外の液体を用いる場合には、液体ＬＷに耐性を有し、且つ、溶出物質が少ない材料で液体回収配管９２を構成すればよい。

（同面部材の構造）
次に、本発明の実施形態に係る同面部材４４の構造を、図２〜図４の参照により説明する。図２は、ウエハ４０、同面部材４４、及びウエハステージ４５の天板４１と同面部材４４とを結合させる取付部材４３のＸＹ平面内における配置を示す図である。図３は図２の構成を側面（ＸＺ平面）から見た図であり、図４は図３の一部を拡大した図である。

同面部材４４には、図４に示すようにウエハ４０と同面部材４４との隙間に入り込んだ液浸液ＬＷを回収するための多孔質もしくは多数の微細孔で構成された吸引部材４８が構成されている。吸引部材４８に連通して形成されている吸引空間５０を不図示の真空ポンプなどの吸引装置で負圧に吸引することで、吸引部材４８の表面に接する液浸液ＬＷを吸引回収することが可能である。

吸引部材４８および吸引空間５０における液浸液ＬＷの気化熱（潜熱）の影響で、同面部材４４の温度が少しでも低下するのを抑制するために、同面部材４４には温調液４９を循環させる流路が設けられている。温調液４９により同面部材４４は加熱され、温調液４９による加熱で、液浸液ＬＷの気化熱（潜熱）による同面部材４４の温度低下を抑制することができる。

温調液４９を流して同面部材４４の温調を行っても、発生する気化熱（潜熱）によっては、例えば、０．１℃レベルの温度変化が生じてしまう場合がある。発生した温度変化により、同面部材４４は構成材料の線膨張係数に応じて熱変形が生じる。従来の同面部材４４はステージ天板４１と取付部材４３を介してネジ締結等により剛に締結されている。そのため、同面部材４４に熱変形が生じると、ステージ天板４１に取付部材４３を介して熱変形による応力が伝わり、ステージ天板４１が数ナノメートルレベルで変形することが確認されている。ステージ天板４１の変形により、ウエハステージ４５の位置計測を行うための計測ミラー５４とウエハ４０との相対位置関係が変化してしまい、露光精度の悪化が予測される。

同面部材４４の熱変形の影響を排除するために、本実施形態では、取付部材４３を弾性部材にして同面部材４４の熱変形による応力がステージ天板４１に伝達されないように構成している。取付部材４３としては、例えば、弾性ゴムや板バネなどが好適である。

同面部材４４の熱変形が天板４１に伝わりにくい構成としたことで、同面部材４４の熱変形に起因するステージ天板４１の変形はサブナノメートル以下となり、露光精度を良好に保つことが可能になる。また、本実施例では、更に、同面部材４４を温調しているので、より良好に露光精度を保つことが可能になる。

（取付部材の剛性及び配置）
取付部材４３を弾性部材にしたことで同面部材４４がステージ天板４１に対して振動しやすくなり、ステージの位置決め精度、最終的には露光精度に影響が及ぶ可能性がある。本実施形態では同面部材４４の熱変形を取付部材４３の弾性変形により吸収している。そして、ステージ天板４１に対する振動を抑制するために、熱変形が生じやすい方向の取付部材４３の剛性を低くし、その他の方向の剛性を高くするように取付部材４３の断面形状を決定し、ステージ天板４１上に配置している。

同面部材４４は主にウエハ４０の周辺部の温度変化により、ウエハ４０の中心方向に縮むように変形が生じるため、半径方向（ｒ）の変形量は円周方向（θ）方向の変形量より大きくなる。本実施形態では、熱変形が生じやすい半径方向の取付部材４３の剛性を低くし、円周方向の剛性を高くするように取付部材４３の断面形状を決定し、取付部材４３を配置している。

すなわち、図２に示すようにウエハ中心Ｇ１を中心とした略同心円の円周（２０１、２０２）上に取付部材４３を配置して、取付部材４３の断面形状を円周方向の長さ（ｈ）を半径方向の厚み（ｂ）に比べて大きく設定している。

この際、取付部材４３の重心Ｇ２は円周（２０１、２０２）上に配置され、円周方向の主軸Ｊ１は円周（２０１、２０２）に略接し、半径方向の主軸Ｊ２は円周（２０１、２０２）に略直交するように配置されるのが好ましい。

一般に、取付部材４３の弾性係数をＥ、変形する方向の断面２次モーメントをＩとすると、剛性はＥ・Ｉにより求めることができる。半径方向の剛性、円周方向の剛性は（１）、（２）式により求めることができる。

半径方向の剛性ＥＩｒ＝Ｅ・（ｈ・ｂ^３/１２）・・・（１）
円周方向の剛性ＥＩθ＝Ｅ・（ｂ・ｈ^３/１２）・・・（２）
（１）、（２）式を比較すると、ｈ＞ｂの関係より半径方向の剛性が、円周方向の剛性より低くなり、同一の応力が取付部材４３に作用した場合、円周方向よりも半径方向に変形し易い断面形状となる。

図２に示すように取付部材４３をウエハ４０の中心Ｇ１に対して、略同心円の円周上（２０１、２０２）に配置することで、同面部材４４の熱変形を吸収しつつ、ステージ天板４１に対する振動を抑制することが可能になる。

尚、取付部材の剛性に関して、異方性（熱変形が生じやすい方向の取付部材４３の剛性を低くし、その他の方向の剛性を高くする）を持たせるために複数の異なる属性の部材を用いて取付部材４３を構成してもよい。

ここまでは、主に、吸引部材４８付近での温度低下を例にして同面部材４４の特徴を説明しているが、例えば、液浸液ＬＷの残り方次第では、吸引部材４８付近以外の同面部材４４の表面でも気化による温度低下は起こり得る。この場合でも、同面部材４４の熱変形方向と、取付部材４３の剛性の低い方向とを合わせて配置することで、同様の効果を期待することは可能である。

本実施形態によれば、液浸液による気化熱の影響で同面部材に発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光装置の提供が可能になる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図５及び図６の参照により説明する。第１実施形態に係る構成と同一の部分に関しては、同一の参照番号を付し、共通の構成に関しては重複を避けるために説明は省略している。

図５は、ウエハ４０、同面部材１５４及びウエハステージ４５の天板４１と同面部材１５４とを結合する取付部材５３のＸＹ平面内における配置を示す図である。本実施形態に係る同面部材１５４は、第１実施形態に係る同面部材４４とは異なり、複数部材（部材１５４Ａ及び部材１５４Ｂ）から構成される点において相違する。同面部材１５４の詳細な構成は後に説明する。図６は図５の構成の一部を側面（ＸＺ平面）から見た拡大図である。

本実施形態の同面部材１５４は、同面部材１５４を液浸液ＬＷの気化熱の影響を受けやすいウエハ周辺領域（以下、「同面部材内側部材１５４Ａ」）と、気化熱の影響を相対的に受けにくい領域（以下、「同面部材外側部材１５４Ｂ」）とに分割している。結合部材４６が分割された同面部材内側部材１５４Ａと同面部材外側部材１５４Ｂとを結合して同面部材１５４が構成される。

結合部材４６は同面部材１５４に対し相対的に剛性に低い弾性部材であることが好ましい。弾性部材にすることで、液浸液ＬＷにより冷却される同面部材内側部材１５４Ａに生じた熱変形を弾性変形により吸収し、同面部材外側部材１５４Ｂに伝達される熱変形を低減させることが可能になる。

例えば、結合部材４６はウエハ４０の中心Ｇ１に対する半径方向の剛性のみ低くした板バネなどで構成することも可能である。気化熱による温度変化を受けやすい、すなわち熱変形が最も大きい同面部材内側部材１５４Ａを結合部材４６により保持することで、同面部材内側部材１５４Ａに生じる熱変形の大部分を結合部材４６により吸収することが可能になる。すなわち、同面部材内側部材１５４Ａの熱変形が結合部材４６により吸収されることで、同面部材外側部材１５４Ｂに熱変形の影響が及ぶことを防止することが可能になる。

更に、接着材などの樹脂を結合部材４６に適用すれば、部材間（同面部材内側部材１５４Ａと同面部材外側部材１５４Ｂ）の断熱効果も期待することができる。

この構成において、同面部材内側部材１５４Ａは、マイクロメータレベルの変形が生じる可能性があるが、この変形量のレベルは露光精度には全く影響しない。また、同面部材内側部材１５４Ａが熱変形しても、結合部材４６がその変形量を吸収するため、同面部材外側部材１５４Ｂに熱変形による応力は伝わらず、同面部材１５４全体としての変形量をナノメートルレベルに抑制することが可能になる。そのため、同面部材外側部材１５４Ｂとステージ天板４１とが取付部材５３で剛に締結されていても、ステージ天板４１に熱変形の影響は伝わらず、ステージ天板４１の変形量はサブナノメートル以下に抑制することができる。

本実施形態によれば、液浸液による気化熱の影響で同面部材に発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光装置の提供が可能になる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図７及び図８の参照により説明する。第１及び第２実施形態に係る構成と同一の部分に関しては、同一の参照番号を付し、共通の構成に関しては重複を避けるために説明は省略している。

図７は、ウエハ４０、同面部材１７４、及びウエハステージ４５の天板４１と同面部材１７４とを結合する取付部材５３のＸＹ平面内における配置を示す図である。本実施形態に係る同面部材１７４は、第２実施形態に係る同面部材１５４とは異なり、複数部材（部材１７４Ａ及び部材１７４Ｂ）の間に離間部５１が設けられている点において相違する。同面部材１７４の詳細な構成は後に説明する。図８は図７の構成の一部を側面（ＸＺ平面）から見た拡大図である。

本実施形態では、第２実施形態と同様に同面版１７４を液浸液ＬＷの気化熱の影響を受けやすいウエハ周辺領域（以下、「同面部材内側部材１７４Ａ」）と、気化熱の影響を相対的に受けにくい領域（以下、「同面部材外側部材１７４Ｂ」）とに分割している。結合部材７６が分割された同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂとを結合して同面部材１７４が構成される。

同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂとの間に離間部５１を設けたことにより、同面部材内側部材１７４Ａで発生した熱変形を離間部５１で解放することが可能になる。離間部５１で大きな熱変形を解放することで、結合部材７６に作用する熱変形の影響を小さくすることができる。結合部材７６の熱変形は、第２実施形態における結合部材４６に作用する熱変形に比べて小さくなるため、結合部材７６としては弾性材の他、剛な状態で同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂとを結合する部材を利用することも可能である。さらに、本実施形態では、離間部５１を設けることが一番の趣旨である。従って、同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂと結合部材７６とを別部材で構成せず、一体構成としても良く、例えば、一つの板から離間部５１を繰り抜いて構成しても良い。

本実施形態では、同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂを４つの結合部材７６で結合しているが、本発明の趣旨はこの構成に限定されるものではない。すなわち、結合部材７６の大きさや個数は、同面部材内側部材１７４Ａに生じる熱変形やウエハステージ４５の加速度などの影響を考慮して決定することが好ましい。

つまり、露光動作で主に発生する加速度の向き（図５のＸ、Ｙ方向）を考慮して、ウエハステージ４５の加速度に起因して発生する力を支持することが可能なように、結合部材７６が有すべき剛性を実現する大きさ（断面形状等）や個数を決めることが好ましい。

また、気化熱の影響を受けやすい同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂとの間を空隙とした離間部５１を設けることで、同面部材内側部材１７４Ａと同面部材外側部材１７４Ｂとの間での断熱効果が期待できる。そのため、気化熱の影響を受けて同面部材内側部材１７４Ａの温度が低下しても、離間部５１の断熱効果により同面部材内側部材１７４Ｂに同面部材内側部材１７４Ａの温度変化を伝わりにくくする（断熱する）ことが可能になる。すなわち、同面部材内側部材１７４Ａの温度低下、温度低下に起因した熱変形の影響が同面部材外側部材１７４Ｂに及ぶのを防止して、気化熱の影響で発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光装置の提供が可能となる。

第２及び第３実施形態において、同面部材１５４、１７４は取付部材５３によりステージ天板４１に締結されているが、第１実施形態で説明した取付部材４３を第２及び第３実施形態に係る同面部材１５４、１７４と組み合わせることも可能である。

本実施形態によれば、液浸液による気化熱の影響で同面部材に発生する熱変形の影響を受けない、露光精度に優れた露光装置の提供が可能になる。

（第４実施形態）
次に、図９及び図１０を参照して、上述の各実施形態に係る露光装置１を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図９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１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて本発明のリソグラフィー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５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４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６（検査）では、ステップ５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７）される。

図１０は、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。ステップ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（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１４（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１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１によってマスクパターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１８（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１９（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。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

本発明の実施形態に係る液浸型の露光装置の構成を示す図である。 第１実施形態に係る同面部材を示す図である。 図２の同面部材の構成を側面（ＸＺ平面）から見た図である。 図３の一部を拡大した図である。 第２実施形態に係る同面部材を示す図である。 図５の同面部材の構成を側面（ＸＺ平面）から見た拡大図である。 第３実施形態に係る同面部材を示す図である。 図７の同面部材の構成を側面（ＸＺ平面）から見た拡大図である。 第４実施形態に係るデバイス（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。 図９に示すステップ４のウエハプロセスの詳細な処理を説明するフローチャートである。

Claims (9)

1. 投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で原版のパターンを前記基板に露光する露光装置であって、
   基板ステージ上に保持されている前記基板と、前記基板の外周部の周辺領域とを略同一面にして前記基板の外周部に液体を保持する同面部材を備え、
   前記同面部材は、
   前記基板の外周部の周辺領域に構成され、前記基板の外周部に液体を保持する内側部材と、
   前記内側部材の外周部に構成され、前記基板ステージに取り付けられる外側部材と、
   前記内側部材と前記外側部材とを結合する結合部材と、
   を有することを特徴とする露光装置。
2. 投影光学系と基板との間を液体で満たした状態で原版のパターンを前記基板に露光する露光装置であって、
   基板ステージ上に保持されている前記基板と、前記基板の外周部の周辺領域とを略同一面にして前記基板の外周部に液体を保持する同面部材と、
   前記同面部材を前記基板ステージ上に取り付けるための取付部材と、
   を備え、
   前記取付部材は、前記同面部材に生じた変形を弾性変形により吸収し、前記基板ステージに伝達される変形を低減させることを特徴とする露光装置。
3. 前記液体により冷却される前記同面部材の温度を制御するための温度制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記同面部材は、前記保持した液体を回収することが可能な回収機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
5. 前記結合部材は、前記液体により冷却される前記内側部材に生じた変形を弾性変形により吸収し、前記外側部材に伝達される変形力を低減させることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
6. 前記内側部材と前記外側部材との間を空隙にした離間部を更に備え、
   前記離間部は、前記外側部材に対して、前記液体により冷却される前記内側部材に生じる温度変化を断熱することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
7. 前記内側部材、前記外側部材、及び前記結合部材は、一体構成されていることを特徴とする請求項１又は６に記載の露光装置。
8. 前記同面部材を前記基板ステージ上に取り付けるための取付部材を更に備え、
   前記取付部材は、前記同面部材に生じた変形を弾性変形により吸収し、前記基板ステージに伝達される変形を低減させることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記露光された基板を現像する工程と、
   を有することを特徴とするデバイス製造方法。

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