JP2009065132A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投影光学系の下方の空間における液体の制御（例えば、液膜の形成または液膜の除去）をより確実に行う。
【解決手段】露光装置は、原版１のパターンを投影光学系４および液体ｆを介して基板９に投影して該基板９を露光する。露光装置は、投影光学系４の下方の空間に液体を供給する供給ユニット３０と、投影光学系４の下方の空間の流体を吸引する吸引ユニット５０と、吸引ユニット５０によって吸引される流体の種類の変化を検出する流体センサ２３とを備える。吸引ユニット５０によって吸引される流体の種類の変化を流体センサ２３が検出したことに応じて吸引ユニット５０の動作状態が変更される。
【選択図】図１

Description

本発明は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置およびそれを使用してデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。

ＬＳＩなどの極微細パターンで構成される半導体デバイスの製造工程において、原版のパターンを感光剤が塗布された基板に縮小投影して転写する縮小型投影露光装置が使用されている。半導体デバイスにおける集積密度の向上に伴い、基板に転写すべきパターンの更なる微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。

露光装置の解像力を向上させる方法としては、露光波長を短くする方法と、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくする方法とが一般的である。露光波長については、３６５ｎｍのｉ線から１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザ光に移行しつつある。更に、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ２）エキシマレーザの開発も行なわれている。

一方、これらとは全く別な解像力向上技術として液浸法を用いた投影露光方法が注目されている。従来は、投影光学系の下面と基板面との間の空間は気体で満たされていたが、液浸法では、この空間を液体で満たして基板を露光する。例えば、投影光学系と基板との間の空間に提供される液体を純水（屈折率１．３３）とする。基板に結像する光線の最大入射角が液浸法と従来法で等しいと仮定すると、同一波長の光源を用いても、液浸法の解像力が従来法の１．３３倍に向上する。これは従来法の投影光学系のＮＡを１．３３倍にすることと等価であり、液浸法によれば、従来法では不可能なＮＡ＝１以上の解像力を得ることが可能である。

この投影光学系の下面と基板面との間の空間を液体で満たす方法の一つとして、投影光学系の下面と基板面とで挟まれた空間だけに液体を満たすローカルフィル法があり、これが特許文献１、２に開示されている。

液膜の形成を判断する方法として、液体の供給を開始してからの時間をもって判断する方法や、供給する液体の流量と回収した流量を比較する方法が特許文献３に開示されている。
特開２００５−１９８６４号公報 特開２００５−１０１４８８号公報 国際公開２００５−０８１２９２号明細書

特許文献１、２には、基板の露光を開始するために投影光学系の下方の空間に液体が満たされたことを確認するための手段や、基板の全ショット領域の露光の終了後に投影光学系の下方の空間から液体が除去されたことを確認するための手段が何ら開示されていない。

特許文献３に供給流量と回収流量を比較する方法が開示されているが、これは液体の供給、回収のための構成が機能していることを確認する程度のものである。更に、回収流量を測定するためには、例えば、気液混合状態から気液分離器を用いて液体のみを取り出してその流量を測定することが必要になるであろう。気液分離器を投影光学系の近傍に配置することは難しいので、回収口から遠く離れた位置に気液分離器および流量計を配置することになる。これは流量計による流量の検出の遅れを生じさせる。

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、投影光学系の下方の空間における液体の制御（例えば、液膜の形成または液膜の除去）をより確実に行うことを目的とする。

本発明の第１の側面は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、前記投影光学系の下方の空間の流体を吸引する吸引ユニットと、前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を検出する流体センサとを備える。ここで、前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を前記流体センサが検出したことに応じて前記吸引ユニットの動作状態が変更される。

本発明の第２の側面は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、前記投影光学系の下方の空間から回収管を通して液体を回収する回収ユニットと、前記回収管を流れる流体の種類の変化を検出する流体センサとを備える。ここで、前記流体センサが流体の種類の変化を検出したことに応じて前記回収ユニットの動作が制御される。

本発明の第３の側面は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、前記投影光学系の下方の空間の流体を吸引する吸引ユニットと、前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を検出する流体センサとを備える。ここで、前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を前記流体センサが検出したことに応じて露光装置の露光動作が変更される。

本発明の第４の側面は、原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、前記投影光学系の下方の空間から回収管を通して液体を回収する回収ユニットと、前記回収管を流れる流体の種類の変化を検出する流体センサとを備える。ここで、前記流体センサが流体の種類の変化を検出したことに応じて露光装置の露光動作が制御される。

本発明によれば、例えば、投影光学系の下方の空間における液体の制御（例えば、液膜の形成または液膜の除去）をより確実に行うことができる。

本発明の露光装置は、原版（レチクル）のパターンを投影光学系および液体を介して基板（例えば、ウエハ）に投影して該基板を露光する。ここで、基板というときは、技術常識に反しない限り、感光剤が塗布された基板を意味するものとする。基板の露光のための露光光としては、紫外光が使用されうる。露光装置は、基板を静止させた状態で該基板を露光する露光装置（いわゆるステッパ）として構成されてもよいし、基板と原版とを同期走査しながら該基板を露光する露光装置（いわゆるスキャナ）として構成されてもよい。

図１は、本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。図２は、図１の一部を詳細に示す図である。この露光装置は、スキャナ（走査露光装置）として構成されている。図１において、ＡｒＦエキシマレーザやＦ２レーザなどの光源（不図示）から射出された光が照明光学系２に提供される。照明光学系２は、光源から提供された光を用いて、原版（レチクル）１の一部分をスリット光（スリットにより断面形状が規定された光）によって照明する。スリット光によって原版１を照明しながら原版１を保持している原版ステージ（レチクルステージ）３と基板（ウエハ）９を保持している基板ステージ（ウエハステージ）１０とが同期走査される。このような同期走査によって、結果として原版１のパターンの全体が投影光学系４および液体を介して基板９に転写される。

原版ステージ３は定盤１４によって支持され、基板ステージ１０は定盤１５によって支持される。原版ステージ３および基板ステージ１０の二次元的な位置は、参照ミラー１１およびレーザー干渉計１２を含む計測器によってリアルタイムに計測される。この計測値に基づいて、ステージ制御装置１３は、原版１（原版ステージ３）や基板９（基板ステージ１０）の位置決めや同期制御を行う。基板ステージ１０は、駆動機構によって駆動され、これにより、基板９の上下方向（鉛直方向）の位置や回転方向、傾きが制御されうる。露光時は、この駆動機構により、投影光学系４の焦点面に基板９の表面が一致するように基板ステージ１０が制御されうる。ここで、基板９の表面の位置（上下方向の位置と傾き）は、不図示の光フォーカスセンサーによって計測され、ステージ制御装置１３に提供される。

露光装置の本体部分は、不図示の環境チャンバの中に設置され、該本体部分を取り巻く環境が所定の温度に保たれうる。原版ステージ３、基板ステージ１０、レーザー干渉計１２等を取り巻く空間や、投影光学系４を取り巻く空間には、更に個別に温度制御された空気が吹き込まれて、環境温度が更に高精度に維持されうる。

露光装置は、投影光学系４の下方の空間に液体を供給する供給ユニット３０と、投影光学系４の下方の空間から液体を回収する回収ユニット４０とを備え、投影光学系４と基板９との間の空間が液体で満たされる。少なくとも、基板９を露光する間は、供給ユニット３０による液体の供給および回収ユニット４０による液体の回収がなされうる。露光装置は、更に、投影光学系４の下面４ｓの下方の空間に存在する流体を吸引する吸引ユニット５０、および、吸引ユニット５０によって吸引される流体の種類の変化を検出する流体センサ２３とを備える。吸引ユニット５０によって吸引される流体の種類の変化を流体センサ２３が検出すると、それに応じて吸引ユニット５０の動作状態が変更される。

供給ユニット３０は、例えば、基板９の上方かつ投影光学系４の周囲に配置された供給ノズル５と、供給ノズル５に接続された供給管１６と、供給管１６に液体を供給する供給機７とを含みうる。回収ユニット４０は、供給ノズル５の外側に配置された回収ノズル６と、回収ノズル６に接続された回収管１７と、回収管１７を通して液体を回収する回収機２０とを含みうる。吸引ユニット５０は、例えば、基板ステージ１０に配置された吸引口２２と、吸引口２２に接続された吸引管１８と、吸引管１８を通して流体（気体および液体）を吸引する吸引機２１とを含みうる。

供給機７は、例えば、液体を貯めるタンク、液体を送り出すポンプ、液体の供給流量の制御を行う流量制御機等を含みうる。供給機７は、更に、液体の供給温度を制御するための温度制御機を含むことが好ましい。回収機２０は、例えば、回収した液体を一時的に貯めるタンク、液体を吸引するポンプ、液体の回収流量を制御するための流量制御機を含みうる。吸引機２１は、例えば、吸引した流体のうち液体を一時的に貯めるタンク、流体を吸引するポンプ等を含みうる。

制御装置１９は、例えば、基板ステージ１０の位置、速度、加速度、移動方向等を示す情報をステージ制御装置１３から受信するとともに、吸引ユニット５０によって吸引される流体の種類の変化を示す情報を流体センサ２３から受信する。制御装置１９は、これらの受信した情報に基づいて、供給ユニット３０、回収ユニット４０および吸引ユニット５０の動作を制御する。

液浸用の液体は、露光光の吸収が少ないものから選ばれることが好ましく、石英や蛍石などの屈折光学素子とほぼ同程度の屈折率を有するものが更に好ましい。具体的には、液浸用の液体としては、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。液浸用の液体は、予め脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものが好ましい。これは、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収できるからである。例えば、環境気体中に多く含まれる窒素、酸素を対象とし、液体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供給機７に液体を供給してもよい。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を流し、もう一方を真空にして液体中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す、真空脱気装置が好適である。

次に、図２を参照しながら投影光学系４と基板９との間の空間に液膜（液体）を形成する手順を例示的に説明する。まず、ステージ制御装置１３は、投影光学系４の下面（最終面）４ｓの外周を囲むように配置された環状に構成された供給ノズル５が占める領域のほぼ中央の直下に吸引口２２が位置するように、基板ステージ１０を移動させる。この状態において、環状の供給ノズル５の全周から液体ｆを基板ステージ１０の上に供給する（図２（ａ））。基板ステージ１０の上に供給された液体ｆは、供給ノズル５の配置に従った環状となり、その内側かつ投影光学系４の下面４ｓと基板ステージ１０との間に気体ｇが残る。このまま供給ノズル５から液体を供給し続けただけでは、液膜ｆの内側に気体ｇが閉じ込められたままとなる。したがって、投影光学系４の下面４ｓの下方の空間は、いつまで経っても液体で完全に満たされない。

そこで、供給ノズル５から液体ｆを環状に投影光学系４の下面４ｓの下方の空間（下面４ｓと基板ステージ１０との間の空間）に供給した状態で、吸引ユニット５０によって吸引口２２を通して気体ｇを該空間から吸引する。この吸引によって、気体ｇが存在した部分の圧力が外部環境の圧力よりも低くなり、外側に存在する環状の液膜ｆには、内側（吸引口２２側）に向かう力が働く。よって、液膜ｆは、吸引口２２に向かって速やかに広がり始める（図２（ｂ））。

更に、吸引ユニット５０によって吸引口２２を通して吸引を続けると、投影光学系４の下面４ｓの下方の空間（下面４ｓと基板ステージ１０との間の空間）が液体で満たされ、次いで、気体に代わって液体が吸引管１８の途中に配置された流体センサ２３を通過する。このとき、流体センサ２３は、吸引ユニット５０によって吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が気体から液体に変化したことを検出する。吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が気体から液体に変化したことが検出された時点で、投影光学系４の下面４ｓと基板ステージ１０との間の空間は、気体を含まず、液体ｆのみで満たされている（図２（ｃ））。

吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が気体から液体に変化したことが流体センサ２３によって検出されると、制御装置１９は、それに応じて、吸引ユニット５０の動作状態を変更する。動作状態の変更は、例えば、流体の吸引停止させること、または、吸引量を低下させることを含む。ここで、吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が気体から液体に変化したことが流体センサ２３によって検出された際に、その検出に応じて即座に吸引ユニット５０の動作状態を変更してもよい。一方、確実性を考慮して、当該検出がなされてから予め設定された時間が経過した後に吸引ユニット５０の動作状態を変更してもよい。

図２（ａ）〜（ｃ）の間は、回収ユニット４０の動作を停止しておいてもよいが、振動や、突発的な液体供給量の変動などにより外部に液体が飛び散るのを防ぐためには、回収ユニット４０を動作させておいてもよい。

基板ステージ１０が停止している間は供給ノズル５からの液体の供給を停止してもよい。しかしながら、液体が静止した状態では、周囲環境を構成する気体や不純物が絶えず液体の中に取り込まれうる。そこで、気泡や不純物の濃度が高くなり、発生した気泡が消失せずに露光時まで残ったり、露光によって微少な気泡が発生したり、更には取り込まれた不純物によって投影光学系４の下面４ｓが曇ったりしうる。このような不具合を避けるためには、基板ステージ１０が停止している間も、供給ユニット３０によって絶えず液体を供給し続け、この液体を供給している間は、少なくとも回収ユニット４０によって液体を回収することが好ましい。

最後に、ステージ制御装置１３は、供給ユニット３０による液体の供給と回収ユニット４０による液体の回収が続けられたまま、投影光学系４の下面４ｓの下方に基板９の露光対象領域が位置するように基板ステージ１０を移動させる（図２（ｄ））。これにより、投影光学系４の下面４ｓと基板９との間の空間に液体ｆが配置される。次いで、基板９の全ショット領域がステップアンドスキャン方式で露光される。

このように、吸引ユニット５０によって気体を吸引することによって、環状に形成された液膜を中央に向かって成長させれば、より迅速に気泡の無い液膜を形成することができる。吸引管１８を通る流体の種類が気体から液体に変化することを吸引管１８の途中に配置された流体センサ２３によって検出することによって、確実かつ短時間に液膜の形成の完了を確認することができる。これにより、露光装置のスループットを向上させることができる。

流体センサ２３としては、例えば、容量式流量センサを用いることも可能であるが、液体と気体の屈折率の差を利用した光学式センサを用いることが好ましい。光学式センサは、透明な管に外付けでき、特に３／４インチ以下の細い管では液と気体が分離した層流とならずに液体のみ又は気体のみ状態となりやすく、ＯＮ又はＯＦＦの信号として扱いやすい。容量式流量センサを用いた場合では、気体を多く含む流体を吸引したときには流量は多く、液体を多く含む媒体を吸引したときには流量が低くなることを利用し、所定の閾値をもって流体の種類を判断することができる。しかしながら、流量の検出では、管の長さと圧損による影響を受けるので、回収ノズル６から回収機２０までの距離が長くなるほど不利である。

次に、図３を参照しながら、基板９の全ショット領域の露光の終了後に投影光学系４の下面４ｓの下方の空間から液膜（液体）を除去する手順を例示的に説明する。まず、ステージ制御装置１３は、投影光学系４の下面（最終面）４ｓの外周を囲むように配置された環状に構成された供給ノズル５が占める領域のほぼ中央の直下に吸引口２２が位置するように、基板ステージ１０を移動させる。この状態において、制御装置１９は、供給ユニット３０による基板ステージ１０の上への液体の供給を停止させる（図３（ａ））。

次いで、吸引ユニット５０によって、投影光学系４の下面４ｓと基板ステージ１０との間に存在する液体（液膜）ｆを吸引口２２を通して吸引する（図３（ｂ））。吸引を続けると、投影光学系４の下面４ｓの下方に存在していた液体ｆが完全に除去され、液体の代わりに気体が吸引口２２から吸引される。（図３（ｃ））。これにより、液体に代わって気体が吸引管１８の途中に配置された流体センサ２３を通過する。このとき、流体センサ２３は、吸引ユニット５０によって吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が液体から気体に変化したことを検出する。吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が液体から気体に変化したことが検出された時点で、投影光学系４の下面４ｓと基板ステージ１０との間の空間からは液体ｆが完全に除去されている。

吸引ユニット５０によって吸引管１８を通して吸引されている流体の種類が液体から気体に変化したことが流体センサ２３によって検出されると、制御装置１９は、それに応じて、吸引ユニット５０の動作状態を変更する。動作状態の変更は、典型的には、流体の吸引を停止させることである。しかし、液膜ｆを吸引口２２から吸引する過程で、投影光学系４の下面４ｓ、供給ノズル５、回収ノズル６および基板ステージ１０の接液面との間には、濡れ性の違いがあることが通常である。そのために、液膜ｆを吸引口２２から吸引する過程で、吸引口２２を中心とした同心円状に液体の収縮（回収）が進まないことがありうる。これにより、液体とともに気体が吸引されるショートパスが発生することがある。ショートパスが発生すると、液体の吸引速度は極端に落ち、多くは気体を吸引することとなる。この場合では、吸引管１８に流れる液体はわずかとなり、流体センサ２３により、吸引されている流体が液体から気体に変化したと検出されうる。そのため、液膜を除去する工程では、流体センサ２３によって流体の種類が液体から気体に変化したことが検出されてから予め設定された時間が経過した後に吸引ユニット５０の動作状態を変更することが好ましい。吸引ユニット５０による吸引の停止に合わせて、回収ユニット４０による回収も停止させてもよい。

本発明の上記に実施形態によれば、例えば、投影光学系の下面の下方に液体が満たされて液膜が形成されたことを確実に検出することができ、より短い時間に液膜の形成処理を終了することができる。よって、露光装置のスループットを向上させることができる。また、不完全な液膜による露光不良を未然に防ぐことができる。そして、投影光学系の下面の下方の空間の液体を取り除く過程では、該空間に液体がなくなったことをより確実に検出することができる。よって、液体を残したまま基板ステージを移動させて液体を基板ステージの外に漏らしてしまうことを防ぐことができ、露光装置の故障を予防できる。また、露光装置の構造を簡単化し、露光装置を小型化することができる。

以下、図４、図５を参照しながら他の実施形態を説明する。他の実施形態として、供給ノズル５と、回収ノズル６および流体センサ２４の構成および配置の例を提供する。この例では、吸引ユニットは、回収ユニットによって代用されている。図４は、図１の露光装置を投影光学系の下部で切断して見下ろした平面図である。投影光学系４の下面４ｓを挟んで、供給ノズル５（５ａ〜５ｈ）が配置され、それらの外側に回収ノズル６（６ａ〜６ｈ）が配置されている。

供給ノズル５は、その下面（下端）が投影光学系４の下面４ｓとほぼ同じ高さかそれよりも若干高くなるように配置されていることが好ましい。これによって、投影光学系４の下面４ｓに気体が進入することを抑制し該下面４ｓに液体が十分に密着した状態を維持しながら基板が移動することを可能にすることができる。回収ノズル６は、その下面（下端）が投影光学系４の下面４ｓとほぼ同じ高さかそれよりも若干低くなるように配置されることが好ましい。これにより液体の取りこぼし（完全に回収できないこと）を抑制しながら基板の上の液体を効率よく回収することができる。

図４に示す例では、供給ノズル５は、８個の分割供給ノズル５ａ〜５ｈに分割されている。供給ノズル５を複数個に分割することにより、基板ステージ１０の移動方向に応じて、液体を供給する分割供給ノズルを切り替えることができる。また、供給ノズル５を複数個に分割することは、広い領域に対して均一に液体を供給するために有利である。

図４に示す例では、回収ノズル６も、８個の分割回収ノズル６ａ〜６ｈに分割されている。回収ノズルを分割構造にしない場合には、基板ステージ１０を移動させた場合において、液体の粘性や慣性力などの作用により液膜が偏ると、回収ノズルの一部分は液体が接触し、回収ノズルの他の一部分には気体が接触した状態になりうる。この状態では、気体の吸引が増加するための回収ノズルへの吸引力（負圧）が低下し、液体の一部が回収ノズルの外側にはみ出し、さらには回収ノズルの外側に連続した連続部材２５からもはみ出し、基板９の上に液残りを発生させうる。回収ノズル６を複数の分割回収ノズル６ａ〜６ｈに分割することで、液膜の偏りによる吸引力の低下の抑制し、液体のはみ出しや、液残りの発生を防ぐことができる。基板ステージ１０の移動方向に応じて、利用する部分回収ノズルを選択してもよい。

図５は、回収ノズル６、回収管１７、流体センサ２４および回収機２０を模式的に示す図である。回収ノズル６は８個の分割回収ノズル６ａ〜６ｈに分割されていて、それぞれに接続された回収管１７ａ〜１７ｈが回収機２０に接続されている。回収機２０は、回収管１７ａ〜１７ｈによる回収を個別に制御する機能を有することが好ましい。回収管１７ａ〜１７ｈの途中には、流体センサ２４ａ〜２４ｈがそれぞれ配置されている。流体センサ２４ａ〜２４ｈは、前述の流体センサ２３と同様の機能を有する。

投影光学系４の下面４ｓの下方の空間からの液体の除去は、分割供給ノズル５ａ〜５ｈからの液体の供給を停止し、分割回収ノズル６ａ〜６ｈの全部又は一部から液体を吸引することによってなされうる。このとき、基板ステージ１０を移動させることで、投影光学系４の下面４ｓと基板９又は基板ステージ１０との間に残った液体を吸引のための分割回収ノズルへ導くことが望ましい。

液膜の除去の確認は、吸引している分割回収ノズルのために配置された流体センサの出力に基づいてなされる。しかしながら、気液混合状態での吸引となり、吸引されている流体が液体から気体に変化したことが流体センサによって検出された場合においても、投影光学系４の下面４ｓと基板９又は基板ステージ１０との間に液体が残るかもしれない。そこで、吸引されている流体が液体から気体に変化したことが流体センサによって検出されてから予め設定された時間が経過した後に吸引を停止してもよい。

流量センサ２４ａ〜２４ｈの全部又は一部の出力がいつまでたっても液体の検出を示している場合には、故障または異常といった不具合が発生している可能性がある。この場合には、不具合の発生を報知するなどのエラー処理を実行することが好ましい。

図５の例では、回収管１７ａ〜１７ｈの全てに流体センサが設けられているが、複数の回収管を途中で合流させ、合流後の回収管に流体センサを設けてもよい。

また、上述の実施形態では流体センサの出力に応じて吸引ユニットまたは回収ユニットの動作状態を変更しているが、流体センサの出力に応じて露光装置の動作状態（露光動作）を変更してもよい。露光装置の動作状態（露光動作）とは、例えば、液膜の形成、基板の各ショットの露光、液膜の除去、基板の各ショットの位置計測、およびこれらの動作を実行するための移動のことであり、露光装置の全体を制御する制御装置により制御される。

次に上記の露光装置を利用したデバイス製造方法を説明する。図６は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル作製）では設計した回路パターンに基づいてレチクル（原版またはマスクともいう）を作製する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ（基板ともいう）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、上記のレチクルとウエハを用いて、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。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製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）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ７）する。

図７は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。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）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。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する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（ＣＭＰ）ではＣＭＰ工程によって絶縁膜を平坦化する。ステップ１６（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ１７（露光）では上記の露光装置を用いて、回路パターンが形成されたマスクを介し感光剤が塗布されたウエハを露光してレジストに潜像パターンを形成する。ステップ１８（現像）ではウエハ上のレジストに形成された潜像パターンを現像してレジストパターンを形成する。ステップ１９（エッチング）ではレジストパターンが開口した部分を通してレジストパターンの下にある層又は基板をエッチングする。ステップ２０（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を形成する。

本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 投影光学系と基板との間の空間に液膜（液体）を形成する手順を例示的に説明する。 投影光学系の下面の下方の空間から液膜（液体）を除去する手順を例示的に説明する。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 デバイス製造方法を示す図である。 デバイス製造方法を示す図である。

符号の説明

１：原版
２：照明光学系
３：原版ステージ
４：投影光学系
４ｓ：投影光学系の下面
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｇ，５ｈ：供給ノズル
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ：回収ノズル
７：供給機
８：連続部材
９：基板
１０：基板ステージ
１１：参照ミラー
１２：レーザー干渉計
１３：ステージ制御装置、
１４，１５：定盤
１６：供給管
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ，１７ｇ，１７ｈ：回収管
１８：吸引管
１９：制御装置
２０：回収機
２１：吸引機
２２：吸引口
２３，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２４ｈ：流体センサｆ：液体（液膜）
ｇ：気体

Claims (12)

1. 原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、
   前記投影光学系の下方の空間の流体を吸引する吸引ユニットと、
   前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を検出する流体センサとを備え、
   前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を前記流体センサが検出したことに応じて前記吸引ユニットの動作状態が変更される、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記投影光学系の下方の空間に液体を満たす際に、前記吸引ユニットによって吸引される流体が気体から液体に変化したことが前記流体センサによって検出されたことに応じて、前記吸引ユニットによる吸引が停止される、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記投影光学系の下方の空間に液体を満たす際に、前記吸引ユニットによって吸引される流体が気体から液体に変化したことが前記流体センサによって検出されてから予め設定された時間が経過した後に前記吸引ユニットによる吸引が停止される、ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記投影光学系の下方の空間から液体を除去する際に、前記吸引ユニットによって吸引される流体が液体から気体に変化したことが前記流体センサによって検出されたことに応じて、前記吸引ユニットによる吸引が停止される、ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
5. 前記投影光学系の下方の空間から液体を除去する際に、前記吸引ユニットによって吸引される流体が液体から気体に変化したことが前記流体センサによって検出されてから予め設定された時間が経過した後に前記吸引ユニットによる吸引が停止される、ことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記投影光学系の下方の空間から液体を回収する回収ユニットを更に備え、少なくとも、基板を露光する間は、前記供給ユニットによる液体の供給および前記回収ユニットによる液体の回収がなされる、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
7. 前記回収ユニットは、前記投影光学系の周囲に配置された回収ノズルを含み、前記回収ノズルを通して前記投影光学系の下方の空間から液体を回収する、ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
8. 前記吸引ユニットは、基板を保持するステージに配置された吸引口を含み、前記吸引口を通して前記投影光学系の下方の空間から流体を吸引する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光装置。
9. 原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
   前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、
   前記投影光学系の下方の空間から回収管を通して液体を回収する回収ユニットと、
   前記回収管を流れる流体の種類の変化を検出する流体センサとを備え、
   前記流体センサが流体の種類の変化を検出したことに応じて前記回収ユニットの動作が制御される、
   ことを特徴とする露光装置。
10. 原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
    前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、
    前記投影光学系の下方の空間の流体を吸引する吸引ユニットと、
    前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を検出する流体センサとを備え、
    前記吸引ユニットによって吸引される流体の種類の変化を前記流体センサが検出したことに応じて露光装置の露光動作が変更される、
    ことを特徴とする露光装置。
11. 原版のパターンを投影光学系および液体を介して基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
    前記投影光学系の下方の空間に液体を供給する供給ユニットと、
    前記投影光学系の下方の空間から回収管を通して液体を回収する回収ユニットと、
    前記回収管を流れる流体の種類の変化を検出する流体センサとを備え、
    前記流体センサが流体の種類の変化を検出したことに応じて露光装置の露光動作が変更される、
    ことを特徴とする露光装置。
12. デバイス製造方法であって、
    請求項１乃至１１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、
    前記基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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