JP2009076520A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
液侵領域に発生する気泡を効果的に除去し、露光欠陥の発生を低減させた液侵露光装置を提供する。
【解決手段】
本発明の露光装置は、投影光学系の最終面の光学素子５と基板との間の領域に液体を流し、投影光学系を介して原版のパターンを基板に露光する露光装置であって、液侵領域に液体１８を供給する供給口１２と、液侵領域から液体１８を回収する回収口１３と、移動可能に配置された平面板２２と、平面板２２に設けられ、液体１８又は気体を吸引する吸引ポート２３と、吸引ポート２３が液体１８又は気体を吸引しているときに、平面板２２を平面板の表面と平行に駆動して吸引ポート２３の位置を移動させる駆動装置２７とを有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、原版のパターンを投影光学系を介して感光基板に照射する露光装置に係り、特に、投影光学系と感光基板の間を液体で満たした液浸型の露光装置に関する。

ＬＳＩあるいは超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、マスクに形成されたパターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して転写する縮小型投影露光装置が用いられる。露光装置は、半導体デバイスの集積密度の向上に伴い、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ともに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には、一般的に、露光波長を短くするか、又は、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることが必要である。

露光波長については、２４８ｎｍ付近の発振波長を有するＫｒＦエキシマレーザー光から１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザー光に移行しつつある。さらに、１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ_２）エキシマレーザーの開発も行なわれている。

一方、これらとは全く別の解像力向上技術として、液浸法が存在する。従来、投影光学系の最終面と露光対象基板（例えばウエハ）面との間の空間は気体で満たされていた。しかし液浸法では、この空間を液体で満たして投影露光を実施する。液浸法の利点は、解像力が向上することである。
例えば、液浸液体を純水（屈折率１．４４）とし、ウエハに結像する光線の最大入射角が液浸法と従来方法で等しいと仮定した場合、同一波長の光源を用いても、液浸法の解像力は従来の１．４４倍に向上する。これは、従来方法の投影光学系の開口数ＮＡを１．４４倍にすることと等価である。このため、液浸法によれば、従来方法では不可能なＮＡ＝１以上の解像力を得ることが可能となる。 この投影光学系の最終面とウエハ面との間の空間を液体で満たす方法として、大別して二つの方法が提案されている。一つの方法は、投影光学系の最終面とウエハ全体を液槽の中に配置する方法である。もう一つは、投影光学系の最終面の光学素子とウエハ面とで挟まれた空間だけに液体を流すローカルフィル法である。

液浸法を用いた露光装置では、基板を露光する前に投影光学系の最終面とウエハ面との間の空間を液体で満たすこと（液体の初期充填）が必要である。初期充填を行う方法として、液体を供給しながらウエハを保持するウエハステージを動かし、投影光学系の最終面とウエハ面との間の空間を液体で満たす構成が、特開２００６−０７４０６１号公報（特許文献１）に開示されている。

また、特許文献１には、ウエハと実質的に等しい高さの面を有する平面板に液体を吸引する吸引口を設け、投影光学系の最終面を吸引口に対向させた状態で初期充填を行う構成が開示されている。

また、投影光学系の最終面が凹面部を有する場合において、凹面部の内側の異物を除去する除去装置を配置した構成が特開２００６−１４０４５９号公報（特許文献２）に開示されている。
特開２００６−０７４０６１号公報 特開２００６−１４０４５９号公報

液浸法を用いる露光装置では、液体中の気泡の露光に対する影響を防止することが重要である。投影光学系の最終面と基板の間の露光領域に小さな気泡が進入すると、露光光を散乱する。また大きな気泡が進入すると、露光領域に液体が存在しない部分が発生する。そのため、転写されるパターンの線幅が許容できる範囲を超えて変動し、露光欠陥が発生するため、装置の生産性が悪化するという問題がある。

気泡は、特に液体の初期充填の工程を行っているときに発生しやすい。これは、液体で満たすべき空間に存在する段差や溝、隙間やエッジ部、或いは表面状態の違いに起因している。投影光学系の最終面とウエハの間の空間において、液体で充填されていない状態から、液体が充填された状態へと状態が変化する領域では、理想的には表面状態の変化がないことが好ましい。すなわち、段差や溝、隙間やエッジ部が存在せず、また表面粗さや液体に対する親水度など、全ての表面状態が同じであることが好ましい。このような状態であれば、スムーズに、気泡が発生することなく、投影光学系の最終面とウエハの間の空間を液体で満たすことができる。

しかしながら、実際の露光装置では、液体で満たすべき空間には、段差や溝、隙間やエッジ部が存在し、また表面状態が異なる領域が存在する。そのため、液体の初期充填時に、これらの部分で気泡がトラップされてしまう。この様子を、図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は従来の液浸型露光装置の液体の初期充填を説明するための概略側面図であり、液体が充填される前の状態を示している。図１２は、図１１の露光装置において、ノズル１０４に設けられた供給口１０２と回収口１０３を用いて、最終レンズ１０１とウエハ１０５の間に液体が初期充填された状態を示している。図１３は、図１２において、ウエハ１０５と最終レンズ１０１の間で切断し、最終レンズ１０１とノズル１０４を下方から見上げた平面図である。

図１１に示すように、従来の露光装置では、最終レンズ１０１とノズル１０４の間に隙間とエッジ部が存在する。隙間とエッジ部が存在すると、その部分で気泡がトラップされ易くなる。そのため、図１２及び図１３に示すように、最終レンズ１０１とウエハ１０５の間に液体１０６を充填した後でも、気泡が液体１０６内に残留する場合がある。また、液体１０６は気泡の周りを流れるため、初期充填後に液体の連続的な供給と回収を行っても、トラップされた気泡は除去されることがない。さらに、エッジ部でトラップされた気泡はウエハ１０５を動かしても外側に追い出すことができず、気泡は液体１０６内に残留し続けることになる。そのため、露光欠陥が増大し、装置の生産性が悪化する。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、液体の初期充填時において、液侵領域に発生する気泡を効果的に除去する露光装置を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の露光装置のうち代表的な一つは、投影光学系の最終面の光学素子と基板との間の領域に液体を流し、該投影光学系を介して原版のパターンを該基板に露光する露光装置であって、前記領域に前記液体を供給する供給口と、前記領域から前記液体を回収する回収口と、移動可能に配置された平面板と、前記平面板に設けられ、前記液体又は気体を吸引する吸引管と、前記吸引管が前記液体又は前記気体を吸引しているときに、前記平面板を該平面板の表面と平行に駆動して前記吸引管の位置を移動させる駆動装置とを有する。

本発明の露光装置によれば、液侵領域に発生する気泡を効果的に除去して、露光欠陥の発生を低減させることができる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明を適用できるステップ・アンド・スキャン型の投影露光装置の模式的な側面図である。本実施例の露光装置は、液侵法を用いた露光装置であり、特に、投影光学系の最終面の光学素子と基板との間の空間（領域）に液体を流すローカルフィル法を用いた露光装置である。
図１において、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ_２エキシマレーザーなどの露光光源（不図示）から射出された光は、照明光学系１に提供される。照明光学系１は、露光光源から提供された光を用いて、レチクル（原版、マスク）２の一部をスリット光（スリットを通過したような断面形状を有する光）により照明する。スリット光でレチクル２を照明している間、レチクル２を保持しているレチクルステージ（原版ステージ）３とウエハ（基板）６を保持しているウエハステージ（基板ステージ）７は、一方が他方に同期しながらスキャン移動する。このような同期スキャンにより、レチクル２上のパターン全体が投影光学系４を介してウエハ６上に連続的に結像し、ウエハ６の表面に塗布されたレジストを感光させる。なお、ウエハステージ７は、ウエハステージ定盤８に搭載される。
図１において、１０はウエハステージ７に固定して設けられたＸ方向測長用ミラーである。１１はウエハステージ７のＸ方向の位置を計測するＸ方向レーザー干渉計である。同様に、ウエハステージ７に固定して設けられたＹ方向測長用ミラー（不図示）、及び、Ｙ方向の位置を計測するＹ方向レーザー干渉計（不図示）が設けられ、ウエハステージ７のＹ方向の位置が計測される。また、レチクルステージ３にも、測長用ミラー（不図示）が設けられ、レチクルステージ３の位置を計測するレーザー干渉計（不図示）によって、レチクルステージ３の位置が計測される。

レチクルステージ３やウエハステージ７の位置は、各レーザー干渉計によりリアルタイムに計測される。制御装置（付図示）は、得られた計測値に基づいて、レチクル２（レチクルステージ３）やウエハ６（ウエハステージ７）の位置決めや同期制御を行う。ウエハステージ７には、ウエハ６の上下方向（鉛直方向）の位置や回転方向、傾きを調整、変更或いは制御する駆動装置が内蔵されている。
駆動装置は、露光時において、ウエハ６上の露光領域が投影光学系４の焦点面に常に高精度に合致するように、ウエハステージ７を制御する。ここで、ウエハ６上の面の位置（上下方向の位置と傾き）は、不図示の光フォーカスセンサによって計測され、制御装置（不図示）に提供される。

ウエハステージ７及び投影光学系４の最終レンズ（光学素子５）近傍を取り巻く空間は概密閉空間が形成され、この空間内に、空調装置（不図示）から所定の温度と湿度に制御された気体が吹き込まれる。これにより、ウエハステージ７及び最終レンズである光学素子５周りの空間は、所定の温度に保たれる。また、レチクルステージ３を取り巻く空間についても同様に、概密閉空間が形成され、空調された気体が吹き込まれる。これにより、レチクルステージ周りの空間は所定の温度に保たれる。
ノズル１９は、光学素子５を囲むように設けられている。ノズル１９には、光学素子５とウエハ６の間の空間（液侵領域）に液体１８を供給するための供給口１２（詳細は後述する）が設けられている。供給口１２は、光学素子５の外周を囲み、ウエハ６と対向するように配置されている。供給口１２の上方にはバッファ空間２０が設けられている。バッファ空間２０は、供給管１４より供給される液体が供給口１２の全周に行き渡るように設けられている。バッファ空間２０は、液体の供給管１４を介して液体の供給装置１６と接続されている。
また、ノズル１９には、液体及び気体を回収するための回収口１３（詳細は後述する）が設けられている。回収口１３は、供給口１２を囲み、ウエハ６と対向するように配置されている。回収口１３の上方には、供給口１２と同様にバッファ空間２１が設けられている。バッファ空間２１は、回収管１５を介して液体及び気体の回収装置１７と接続されている。
図１において、バッファ空間２０につながる供給管１４、及び、バッファ空間２１につながる回収管１５は、理解を容易にするため、同一平面（ウエハ６と垂直な平面）に描かれている。供給管１４及び回収管１５は、図１のように同一平面に配置されているもののみならず、ウエハ６と垂直な平面に対して、異なる平面内に配置してもよい。
供給口１２及び回収口１３は、単なる開口として構成することができる。ただし、液体１８の供給流量や回収流量の場所ムラがなく、面内の流速分布がほぼ均一な状態で供給又は回収がなされることが好ましい。このため、供給口１２や回収口１３には、小さな孔を円周上に複数個配置した多孔板を用いることがより好ましい。また、他に、微小な隙間からガスを吹き出すスリットを用いてもよく、フィルタ等に利用される金属や樹脂あるいは無機質からなる焼結材、発泡材、繊維材等の多孔質部材を用いてもよい。さらには、これらの部材を積層させてもよい。
液体の供給装置１６は、例えば、液体を貯めるタンク、液体を送り出す圧送装置、液体の供給流量の制御を行う流量制御装置を含んで構成される。液体の供給装置１６には、さらに、液体の供給温度を制御するための温度制御装置を含むことが好ましい。液体及び気体の回収装置１７は、例えば、回収した液体と気体を分離し、液体を一時的に貯めるタンク、液体及び気体を吸い取る吸引装置、液体及び気体の回収流量を制御するための流量制御装置を含んで構成される。

液浸用の液体は、露光光の吸収が少ないものから選択される。具体的には、液浸用の液体として、純水、機能水、フッ化液（例えば、フルオロカーボン）などが候補として掲げられる。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液体の供給装置１６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、真空脱気装置が好ましい。
ウエハ６の外側周囲には、ウエハ６と略同一の高さの同面板９が設けられている。同面板９により、ウエハ６の端部でも光学素子５とウエハ６の間の空間に液体１８を保持し、ウエハ６の端部での露光が可能となる。
平面板２２は、ウエハステージ７とは独立して設けられている。平面板２２には、液体或いは気体、又は、その両方を吸引する吸引ポート２３（吸引管）が配置されている。平面板２２は、駆動装置２７により、移動可能に配置されており、ウエハステージ７とは独立して駆動される。
平面板２２は、液体１８の初期充填時、光学素子５と対向する位置に配置される。液体１８の初期充填は、光学素子５と対向して配置された平面板２２上において行われる。初期充填時には、光学素子５とウエハ６の間の空間（液浸領域）を液体１８で満たすため、液体の供給口１２から液体１８が供給される。同時に、液体の回収口１３から液体１８が回収（除去）される。吸引ポート２３は、吸引ポンプやシリンダーなど、不図示の吸引装置に接続される。吸引ポート２３は、液体１８の初期充填時における所定のタイミングで、液体或いは気体、又はその両方の吸引を行う。

ノズル１９や同面板９、平面板２２など、液体１８が接液する部材には、ステンレス鋼やフッ素樹脂、セラミック等の化学的に汚染されにくく清浄度を保ちやすい材質が用いられる。
次に、図２乃至図４を用いて、本実施例における液体１８の初期充填について説明する。ここで、図２は、光学素子５と対向する位置に吸引ポート２３が配置された場合の光学素子５近傍の概略構成を示す側面図である。なお、図２は、初期充填を行う前の状態を示している。図３は、従来の方法で初期充填を行った場合の光学素子５近傍の概略構成を示す側面図である。図４は、本実施例の効果を説明するための光学素子５近傍の概略構成を示す側面図である。図２乃至図４において、図１と同一の構成要素には同一符号を付し、これらの構成要素についての詳細な説明は省略する。 図２に示すように、本実施例の露光装置は、従来例の露光装置と同様に、ノズル１９と投影光学系４の間に、隙間及びエッジ部が存在する。したがって、従来の初期充填方法では、図３に示すように、気泡がトラップされてしまう場合がある。供給口１２から吸引ポート２３へと向かう液体１８の流れが存在しても、液体１８は気泡の周りを流れるため、トラップされた気泡は除去されない。さらに、エッジ部などでトラップされた気泡は、平面板２２を動かしても外側に追い出すことが困難である。一度トラップされた気泡は、液体１８内に残留し続ける。このため、基板の露光時において、露光欠陥が増大し、装置の生産性が悪化する。

なお、図３では隙間やエッジ部で気泡のトラップが発生している状態を示しているが、気泡のトラップの発生場所は、これらに限定されない。露光時において、ウエハ６に塗布されたレジスト膜やトップコート膜が液体１８中に溶解し、光学素子５の一部の表面に析出する可能性がある。このように、光学素子５の表面状態が局所的に変化している場合などは、この表面状態が変化している領域の境界部分で気泡のトラップが発生する。

前述のとおり、気泡のトラップは、段差や溝、隙間やエッジ部、又は、表面状態が異なる領域の界面で発生する傾向がある。これは、段差や溝、隙間やエッジ部、又は、表面状態が異なる領域を気泡が乗り越えるとき、大きな力（エネルギー）を気泡に加える必要があるからである。
一般的に、ある表面でトラップされた気泡が、段差などを乗り越えて他の表面に移動するとき、その形状が大きく変化し、気泡が持つ表面エネルギーが増加する。したがって、気泡を移動させようとすると、このエネルギー増加分よりも大きなエネルギーを気泡に与える必要がある。しかしながら、ステージ駆動などで気泡に外力を加えても、不十分であることが多い。そのため、気泡は段差や溝、隙間やエッジ部、又は、表面状態が異なる領域の界面を乗り越えることができず、トラップされ続けることになる。
本実施例の露光装置は、トラップされた気泡が動かないという状況を利用して、気泡の除去を行うものである。平面板２２をウエハ６の主面と平行な平面内で駆動させても気泡は動かない。このため、吸引ポート２３が気泡の直下に配置されるように、平面板２２を駆動させる。図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、吸引ポート２３を気泡の直下すなわち隙間、エッジ部の直下に移動させることにより、気泡を効果的に除去することができる。

図４では、理解を容易にするため、吸引ポート２３が気泡の直下に配置されるように、平面板２２を駆動させている。しかし実際には、気泡がトラップされる位置の予測は困難である。このため、あらゆる場所で気泡がトラップされることを想定する必要がある。そこで、吸引ポート２３を開放状態にし、液体１８を吸引しながら平面板２２を駆動させることが好ましい。液体１８を吸引しながら平面板２２を駆動させることで、あらゆる場所で気泡がトラップされても、トラップされた気泡を効果的に除去できる。この結果、液体１８の中に気泡が残留するリスクを低減させることが可能になる。

図５（ａ）乃至図５（ｄ）、及び、図１４を参照して、本実施例における液体１８の初期充填方法について詳細に説明する。
図５（ａ）乃至図５（ｄ）は、光学素子５と対向する位置に平面板２２が配置された場合の光学素子５近傍の概略構成を示す側面図であり、初期充填の工程を示している。図１４は、液体１８の初期充填時のフローチャートである。

液体１８の初期充填時には、初めに、光学素子５と対向する位置に吸引ポート２３が配置されるように、平面板２２を移動させる。これにより、吸引ポート２３は光学素子５の下に移動する（図１４：ステップＳ１０１）。この状態において、供給口１２から液体１８を液侵領域に供給し、回収口１３から液体１８を回収する（図５（ａ）、図１４：ステップＳ１０２）。

液侵領域に供給された液体１８は、光学素子５と平面板２２の間の中央部に気体を残したまま、供給口１２の配置に従い環状形状を形成する（図５（ｂ））。そして、吸引ポート２３を開放することにより、液体１８又は内部に残留している気体（気泡）を吸引する（図１４：ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０３の開放タイミングは、タイマ回路を設けて、液体１８の供給を開始したときから所定時間が経過した後に吸引ポート２３を開放するように設定することができる。また、液侵領域における液体１８の液量を検知する液量検知手段を設け、液量検知手段により検知された液量が所定値を超えた場合に、吸引ポート２３を開放するように設定することもできる。
この吸引により、吸引ポート２３に引き寄せられる力が液体１８に働き、液体１８は吸引ポート２３に向かって速やかに流れ始める。時間の経過とともに、光学素子５の下方の大部分は液体１８で満たされる。しかし、図５（ｃ）に示すように、エッジ部などで気泡(気体)がトラップされる場合がある。
そこで、吸引ポート２３が液体１８又は気泡を吸引しているときに、平面板２２を平面板の表面と平行に駆動して吸引ポート２３の位置を移動させる（図１４：ステップＳ１０４）。このとき、吸引ポート２３は開放状態に保持されており、吸引ポート２３からの吸引は継続しつつ、吸引ポート２３が気泡の直下を通過する。
平面板２２は、この表面に平行に移動するように、駆動装置２７にて駆動される。平面板２２がこの表面と平行に移動するため、平面板２２に設けられた吸引ポート２３は液侵領域を移動し、液侵領域に形成された気泡の直下を通過する。これにより、気泡は吸引ポート２３を介して除去される（図５（ｄ））。したがって、光学素子５と平面板２２の間の液体１８中に生成された気泡を効果的に除去することができ、気泡の残留リスクを低減させることが可能になる。
ステップＳ１０４の駆動タイミングとしては、タイマ回路を設けて、吸引ポート２３を開放状態にしてから所定時間が経過した後に平面板２２を駆動するように設定することができる。また、液侵領域における液体１８の液量を検知する液量検知手段を設け、液量検知手段により検知された液量が所定値を超えた場合に、吸引ポート２３を開放するように設定することもできる。

なお、本実施例では、吸引ポート２３を開放状態にした後に、平面板２２（吸引ポート２３）を駆動させている（図１４：ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、吸引ポート２３を開放すると同時に、平面板２２の駆動を開始することも可能である。図１４のステップＳ１０２乃至ステップＳ１０４の順番はこれに限定されない。これらの順番は、他の順番でもよく、また、同時に行うこともできる。

駆動装置２７は、気泡を除去するのに十分な時間だけ平面板２２を駆動させると、平面板２２の駆動を停止する（図１４：ステップＳ１０５）。駆動装置２７は、例えば、平面板２２（吸引ポート２３）が液侵領域内を２往復したときに、平面板２２の駆動を停止する。ただしこれに限られず、液侵領域内を１往復した場合や３往復以上した場合に停止してもよい。また、平面板２２の駆動時間を計測するためのタイマ回路を設けることもできる。タイマ回路は、計測された駆動時間に従い、駆動装置２７による平面板２２の駆動を停止させる。このようなタイマ回路を設ければ、駆動装置２７が例えば３０秒間だけ平面板２２を駆動した後に駆動を停止するように制御することが可能である。平面板２２の停止条件は、気泡を除去するのに必要な時間や吸引ポート２３の移動距離などにより決定される。

平面板２２の駆動が停止されることにより、液体１８の初期充填の期間は終了する。図１４のステップＳ１０１からステップＳ１０５までの初期充填のステップが終了すると、ウエハ６を搭載したウエハステージ７を光学素子５の下に移動させる（図１４：ステップＳ１０６）。ウエハステージ７が移動すると、露光装置は順次ウエハ６を露光する（図１４：ステップＳ１０７）。

なお、光学素子５の下方の露光領域での気泡が残留するリスクをより確実に低減させるには、吸引ポート２３の動く移動領域が、露光領域と同じか、それよりも広範囲であるように、平面板２２を駆動させることが望ましい。
気泡は、隙間やエッジ部でトラップされやすい。このため、さらに確実に液体１８中に気泡が残留するリスクを低減させるには、吸引ポート２３の動く領域は、光学素子５の接液部と同じ大きさか、それよりも広範囲に渡るように、平面板２２を駆動させることが望ましい。これにより、光学素子５の周囲の隙間やエッジ部でトラップされた気泡を、より確実に除去することが可能になる。

本実施例では、図５に示すように、従来の初期充填方法で液体１８を充填した後、すなわち、図５（ａ）から図５（ｃ）の工程終了後、吸引ポート２３を開放状態にして平面板２２を駆動させる構成とした。しかしながら、平面板２２の駆動方法はこれに限定されることはない。従来の初期充填方法で液体１８の充填中に、例えば図５（ｂ）の工程が終了し、図５（ｃ）の工程が始まると同時に、吸引ポート２３を開放状態にして平面板２２を駆動させてもよい。このようにすると、従来と同じ時間で液体１８の初期充填を行うことができるため、スループットを悪化させることなく、液体１８の中の気泡を効果的に除去することが可能になる。

本実施例では、初期充填時における液体１８中に残留する気泡の除去について説明したが、光学素子５の下方から液体１８を除去する場合も同様である。液体１８を除去する場合も、段差や溝、隙間やエッジ部、或いは表面状態が異なる領域の界面で液体１８が残留し易くなる。このため、液体１８の初期充填時と同様に、吸引ポート２３を開放状態にして平面板２２を駆動させることで、残留した液体を効果的に除去することができる。この結果、液体１８除去後の漏水のリスクを低減させることが可能となる。 また、本実施例の露光装置を用いて基板を露光するステップを有するデバイス製造方法によれば、良好な露光パターンを形成したデバイスを製造することが可能になる。

次に、実施例２の露光装置について、図６及び図７を用いて説明する。
図６及び図７は、本実施例の露光装置における光学素子５近傍の概略構成を示す側面図である。図６及び図７において、実施例１の露光装置と同様の構成要素には同一符号を付し、同一の構成要素に関する説明は省略する。
本実施例の露光装置は、平面板２２に露光光を受光するセンサ２４を設けた点で、実施例１の露光装置とは異なる。
本実施例の露光装置は、図６に示すように、センサ２４を用いて気泡の有無について測定を行い、気泡（気体）の残留位置を特定する。その後、図７に示すように、センサ２４の測定結果から特定される気泡の位置に吸引ポート２３（吸引管）が配置されるように、平面板２２を移動させる。このように、本実施例では、センサ２４により気泡の残留位置を特定することができるため、より確実かつ効果的に気泡を除去することが可能になる。
センサ２４は、例えば、露光光の照度を計測するための照度センサが用いられる。気泡が存在すると、気泡に照射された露光光は散乱される。このため、液体１８中において、気泡の存在位置での露光光の照度は悪化する。すなわち、気泡の存在位置での照度は、液体１８で満たされた場所（気泡がない場所）の照度より小さくなる。このため、照度が周囲より小さいと計測された位置に吸引ポート２３が配置するように、平面板２２を移動させる。
本実施例の露光装置では、センサ２４を用いて気泡の有無を計測するため、気泡の位置を容易に特定することができる。このため、吸引ポート２３が適切な位置に移動するように平面板２２を駆動させることにより、液体１８中に発生した気泡を効果的に除去することができる。
なお、センサ２４として、照度センサに代えて、フォーカスセンサや収差計測を行うセンサを用いることもできる。気泡の残留位置では、デフォーカスが発生し、また収差が悪化する。このため、フォーカスセンサや収差計測を行うセンサを用いた場合でも、気泡の残留場所を特定することができる。

本実施例の露光装置では、平面板２２をウエハステージ７とは独立して駆動させる構成としている。平面板２２は、駆動装置２７により駆動される。また、平面板２２には気泡の位置を特定するためのセンサ２４が設けられている。ただし、センサ２４は平面板２２以外の箇所に設けることもできる。例えば、センサ２４を駆動装置２７上に設けることができる。この場合でも、液体１８中の気泡位置を特定することが可能であり、気泡を効果的に除去することができる。
本実施例又は実施例１の露光装置では、平面板２２は駆動装置２７にて、ウエハステージ７とは独立して駆動させる構成としている。しかし、駆動装置としてウエハステージ７を用いることもできる。この場合、同面板９が平面板２２の機能を有することになる。このように構成することにより、装置の大型化を抑制できるという利点がある。
また、上記構成は、以下に説明する実施例３にも適用できる。なお、同面板９に平面板２２の機能を持たせる場合、センサ２４は、必ずしも同面板９に設けられる必要はない。同面板９に代えて、ウエハステージ７上にセンサ２４を設けてもよい。
本実施例又は実施例１の露光装置では、ウエハステージ７は１つ（シングルステージ）である。ただし、ウエハステージ７を２つ（ツインステージ）設けた場合でも、本実施例又は実施例１の構成を適用することが可能である。
ツインステージを採用した場合、ツインステージとは独立して平面板２２を構成してもよいし、２つのステージの少なくとも一方の同面板９に、平面板２２の機能を持たせてもよい。全てのステージに平面板２２の機能を設ければ、より生産性を向上させることが可能である。なお、上記構成は、以下に説明する実施例３にも適用することができる。
本実施例又は実施例１の露光装置では、気泡除去のための平面板２２の駆動は初期充填時に行っているが、初期充填後に適宜行ってもよい。例えば、光学素子５とウエハ６の間の空間（液侵領域）に、液体１８が常に保持されている構成（常時液浸状態）が採用されている露光装置では、液体１８の初期充填後に連続してウエハ６の処理が行われる。この場合、例えばロット終了時などに、気泡除去のための平面板２２の駆動を行ってもよい。このような構成により、常時液浸状態が採用された露光装置でも、安定して、液体１８中に発生した気泡を効果的に除去することができる。

次に、実施例３の露光装置について、図８を用いて説明する。
図８は、本実施例の露光装置における光学素子５近傍の概略構成を示す側面図である。図８において、実施例１の露光装置と同様の構成要素には同一符号を付し、同一箇所の説明は省略する。
本実施例の露光装置は、平面板２２に吸引部材２５が設けられている点で、実施例１の露光装置とは異なる。吸引部材２５は、露光領域より広く、かつ、光学素子５の接液部（光学素子５が液体１８と接する部分）より広く形成されることが好ましい。
図８において、吸引部材２５の下方には、吸引部材２５のほぼ全領域から液体１８あるいは気体（気泡）を均一に吸引できるように、バッファ空間２６が設けられている。
吸引部材２５には、吸引流量の場所ムラがなく、面内の流速分布がほぼ均一な状態で、液体１８又は気体（気泡）を吸引することが要求される。このため、吸引部材２５には、小さな貫通孔を複数個配置した多孔板を用いることが好ましい。また、これに代えて、フィルタ等に利用されている金属や樹脂、又は、無機質からなる焼結材、発泡材、繊維材等の多孔質部材を用いてもよい。さらには、これらの部材を積層させてもよい。

本実施例の露光装置では、吸引部材２５は、光学素子５の接液部より広くなるように形成されている。このため、光学素子５の周辺の段差や溝、隙間やエッジ部、又は、表面状態が異なる領域の界面で、気泡がトラップされたとしても、直ちに吸引部材２５で気泡を除去することができる。したがって、光学素子５の下における液体１８中の気泡を効果的に除去し、液体１８中に気泡が残留するリスクを低減させることができる。

上記のとおり、本実施例の露光装置では、吸引部材２５が光学素子５の接液部より広くなるように形成されている。ただし、吸引部材２５の大きさはこれに限定されない。装置内のスペースの配置次第では、吸引部材２５を光学素子５の接液部より広く形成することが困難な場合もある。この場合には、吸引部材２５を露光領域より広くなるように形成すればよい。このような構成でも、液体１８中の気泡を効果的に除去することができるため、露光欠陥の発生を低減することが可能である。
本実施例の露光装置には、露光領域より広い吸引部材２５が設けられている。このため、吸引部材２５を開放状態にして、吸引ポート２３（吸引管）から気泡を吸引すれば、平面板２２を駆動させなくても、気泡を効果的に除去することが可能である。ただし、実施例１と同様に、平面板２２を駆動させてもよい。平面板２２を駆動させれば、より確実に液体１８中の気泡を除去することが可能になる。

本実施例の露光装置において、吸引部材２５は大きいほうがより好ましい。具体的には、本実施例のように、吸引部材２５は光学素子５の接液部の面積より大きいことが好ましい。さらに好ましくは、液体１８の液侵領域より大きくすることである。このような構成により、光学素子５の下方の液体１８中の気泡を確実に除去することができる。

吸引部材２５を備えた本実施例の露光装置では、平面板２２を駆動させることなく、又は、小さい駆動量で気泡を効果的に除去することができる。このため、実施例１及び実施例２の露光装置よりスループットを向上させることが可能になる。

次に、図９及び図１０を用いて、実施例４の露光装置について説明する。
図９は、本実施例の露光装置の光学素子５近傍の概略構成を示す側面図である。図１０は、図９において、平面板２２と光学素子５の間の領域を切断し、上方から見下ろした平面図である。図９及び図１０において、実施例１と同様の構成要素には同一符号を付し、同一箇所の説明は省略する。

図９及び図１０の露光装置は、実施例３の吸引部材２５に代えて、吸引ポート２３（吸引管）が光学素子５の接液部の面積より広い範囲に複数個配置されている点で、実施例３の露光装置と異なる。なお、図１０では、１つの吸引ポートのみを符号で示している。吸引ポート２３を複数個配置することにより、実施例３の露光装置のように、液体１８中の気泡をより確実に除去することができ、液体１８中に気泡が残留するリスクを低減させることができる。

なお、図１０に示すように、吸引ポート２３は、液体１８の形状に合わせて円形形状に配置されている。ただし、円形形状に限定されるものではなく、例えば矩形形状に配置してもよい。液体１８の形状や光学素子５の形状に合わせて、吸引ポート２３の配置を適宜変更することができる。
図９及び図１０の露光装置では、吸引ポート２３を３７個配置しているが、吸引ポートの個数はこれに限定されない。また配置される位置も限定されることはない。これらは任意に設定できる。例えば、露光領域と同じ大きさに配置してもよく、また、液体１８の領域より広い範囲に配置してもよい。
また、本実施例の露光装置には、複数の吸引ポート２３が設けられている。このため、複数の吸引ポート２３を開放状態にして、複数の吸引ポート２３から気泡を吸引すれば、平面板２２を駆動させなくても、気泡を効果的に除去することが可能である。ただし、実施例１と同様に、平面板２２を駆動させてもよい。平面板２２を駆動させれば、より確実に液体１８中の気泡を除去することが可能になる。 以上、上記実施例によれば、投影光学系と基板の間の空間（液侵領域）に液体を流す液浸型露光装置において、液侵領域に発生する気泡を効果的に除去して、露光欠陥の発生を低減させることができる。また、本実施例の露光装置を用いて基板を露光するステップを有するデバイス製造方法によれば、良好な露光パターンを形成したデバイスを製造することが可能になる。

本発明の実施例１に係る投影露光装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例１に係る投影露光装置の光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 従来の投影露光装置で液体の初期充填を行ったときの光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例１に係る投影露光装置の効果を説明するための光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例１に係る投影露光装置において、初期充填の工程を説明するための光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例２に係る投影露光装置の効果を説明するための光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例２に係る投影露光装置の効果を説明するための光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例３に係る投影露光装置の光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例４に係る投影露光装置の光学素子近傍の概略構成を示す側面図である。 本発明の実施例４に係る投影露光装置の平面板を上方より見下ろした平面図である。 従来の液侵型露光装置の概略側面図及び平面図である。 従来の液侵型露光装置における液体の初期体充填を説明するための概略側面図である。 従来の液侵型露光装置における液体の初期体充填を説明するための概略平面図である。 本発明の実施例１に係る露光装置における液体の初期充填時のフローチャートである。

符号の説明

１：照明光学系
２：レチクル
３：レチクルステージ
４：投影光学系
５：光学素子
６：ウエハ
７：ウエハステージ
８：ウエハステージ定盤
９：同面板
１０：Ｘ方向測長用ミラー
１１：Ｘ方向レーザー干渉計
１２：供給口
１３：回収口
１４：供給管
１５：回収管
１６：供給装置
１７：回収装置
１８：液体
１９：ノズル
２０、２１、２６：バッファ空間
２２：平面板
２３：吸引ポート

２４：センサ
２５：吸引部材
２７：駆動装置

Claims (10)

1. 投影光学系の最終面の光学素子と基板との間の領域に液体を流し、該投影光学系を介して原版のパターンを該基板に露光する露光装置であって、
   前記領域に前記液体を供給する供給口と、
   前記領域から前記液体を回収する回収口と、
   移動可能に配置された平面板と、
   前記平面板に設けられ、前記液体又は気体を吸引する吸引管と、
   前記吸引管が前記液体又は前記気体を吸引しているときに、前記平面板を該平面板の表面と平行に駆動して前記吸引管の位置を移動させる駆動装置と、を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記駆動装置は、前記平面板を駆動して露光領域より広い範囲で前記吸引管を移動させることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記駆動装置は、前記平面板を駆動して前記光学素子の接液部より広い範囲で前記吸引管を移動させることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. 前記露光装置は、前記駆動装置による前記平面板の駆動時間を計測するタイマ回路を有し、
   前記タイマ回路は、計測された前記駆動時間に従い、前記駆動装置による前記平面板の駆動を停止させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の露光装置。
5. 前記露光装置は、露光光を受光することにより気体の位置を特定するセンサを有し、
   前記駆動装置は、前記平面板を駆動して、前記センサにより特定された前記気体の位置に前記吸引管を移動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の露光装置。
6. 投影光学系の最終面の光学素子と基板との間の領域に液体を流し、該投影光学系を介して原版のパターンを該基板に露光する露光装置であって、
   前記領域に前記液体を供給する供給口と、
   前記領域から前記液体を回収する回収口と、
   前記光学素子と対向して配置される平面板と、
   前記平面板に設けられ、前記液体又は気体を吸引する吸引管と、
   前記平面板に設けられ、露光領域より広い開口を備えた吸引部材と、を有し、
   前記液体又は前記気体は、前記吸引部材を介して前記吸引管に吸引されることを特徴とする露光装置。
7. 前記吸引部材は、複数の貫通孔が形成された多孔板であることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
8. 前記吸引部材は、多孔質部材からなることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
9. 投影光学系の最終面の光学素子と基板との間の領域に液体を流し、該投影光学系を介して原版のパターンを該基板に露光する露光装置であって、
   前記領域に前記液体を供給する供給口と、
   前記領域から前記液体を回収する回収口と、
   前記光学素子と対向して配置される平面板と、
   前記平面板に設けられ、前記液体又は気体を吸引する複数の吸引管と、を有し、
   前記複数の吸引管は、露光領域より広い範囲に配置されていることを特徴とする露光装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一に記載の露光装置を用いて前記基板を露光するステップを有することを特徴とするデバイス製造方法。