JP2009267200A - Exposure device and device manufacturing method - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device which suppresses the reduction of an operation rate due to washing process and is capable of maintaining stable optical characteristics. <P>SOLUTION: An immersion exposure device 200 which has a liquid 170 filled between a projection optical system 130 and a substrate 150 to be exposed and exposes the substrate 150 through the liquid 170 includes: a liquid supply line 172 for supplying the liquid 170 between the last face of the projection optical system and a stage 152 facing the last face; a washing station 190 for supplying gas 180 between a lens last face 138 and a substrate stage 152 to be exposed in a state that the liquid 170 is supplied by the liquid supply line 172; and an illuminating device 100 for irradiating the lens last face 138 by ultraviolet rays 198 during supply of gas 180 between the lens last face 138 and the substrate stage 152 to be exposed. The washing station 190 is provided on the substrate stage 152 to be exposed and has a gas supply port 191 and a gas recovery port 192. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関する。     The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method.

従来から、フォトリソグラフィー技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際、縮小投影露光装置が使用されている。縮小投影露光装置は、レチクル(マスク)に描画された回路パターンの像を投影光学系によってウエハ等の基板に投影して回路パターンを転写する。     Conventionally, a reduction projection exposure apparatus has been used when a fine semiconductor element such as a semiconductor memory or a logic circuit is manufactured by using a photolithography technique. The reduction projection exposure apparatus projects an image of a circuit pattern drawn on a reticle (mask) onto a substrate such as a wafer by a projection optical system to transfer the circuit pattern.

縮小投影露光装置で転写可能な最小の寸法(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。このため、光の波長を短くし、NAを上げることにより、解像度を向上させることができる。近年、半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、KrFエキシマレーザー(波長約248nm)からArFエキシマレーザー(波長約193nm)へと用いられる紫外線の波長は短くなっている。   The minimum dimension (resolution) that can be transferred by the reduction projection exposure apparatus is proportional to the wavelength of light used for exposure and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system. For this reason, the resolution can be improved by shortening the wavelength of light and increasing the NA. In recent years, with the demand for semiconductor device miniaturization, the wavelength of exposure light has been shortened, and the wavelength of ultraviolet rays used from an KrF excimer laser (wavelength of about 248 nm) to an ArF excimer laser (wavelength of about 193 nm) has become shorter. Yes.

このような状況で、ArFエキシマレーザーなどの光源を用いながら、更に解像度を向上させる技術として、液浸露光が注目されている。液浸露光とは、投影光学系の最もウエハ側に近い最終レンズとウエハとの間を液体で満たす(即ち、投影光学系のウエハ側の媒質を液体にする)ことにより露光するものである。液浸露光によれば、露光光の実効波長が短波長化し、投影光学系のNAが見掛け上大きくなるため、解像度を向上させることができる。   Under such circumstances, immersion exposure has attracted attention as a technique for further improving the resolution while using a light source such as an ArF excimer laser. In immersion exposure, exposure is performed by filling the space between the final lens closest to the wafer side of the projection optical system and the wafer with liquid (that is, making the medium on the wafer side of the projection optical system liquid). According to immersion exposure, the effective wavelength of exposure light is shortened and the NA of the projection optical system is apparently increased, so that the resolution can be improved.

投影光学系のNAは、媒質の屈折率をnとすると、NA=n×sinθである。このため、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。     The NA of the projection optical system is NA = n × sin θ where n is the refractive index of the medium. For this reason, NA can be increased to n by filling a medium having a refractive index higher than the refractive index of air (n> 1).

また、屈折率の高い液体ほど解像度が向上することから、純水を用いた液浸露光装置の後継技術として、高屈折率を有する液体(高屈折率液体)を用いた液浸露光装置が提案されている(特許文献1及び2参照)。   In addition, since the higher the refractive index, the higher the resolution, so an immersion exposure system that uses a liquid with a high refractive index (high refractive index liquid) has been proposed as a successor to the immersion exposure system that uses pure water. (See Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、高屈折率液体を用いた液浸露光装置は、純水を用いた液浸露光装置とは異なり、以下のような課題を有する。     However, an immersion exposure apparatus using a high refractive index liquid has the following problems, unlike an immersion exposure apparatus using pure water.

高屈折率液体を用いた液浸露光装置の第一の課題は、投影光学系の最終レンズの汚染である。ArFエキシマレーザーなどの露光光は、炭化水素化合物からなる高屈折率液の酸化、分解反応を引き起こし、生成した物質がレンズ表面に付着する。付着物は露光光の透過率を低下させ、照度ムラの原因となるため問題である。     The first problem of the immersion exposure apparatus using a high refractive index liquid is contamination of the final lens of the projection optical system. Exposure light such as an ArF excimer laser causes oxidation and decomposition reactions of a high refractive index liquid made of a hydrocarbon compound, and the generated substance adheres to the lens surface. Adherents are a problem because they reduce the transmittance of exposure light and cause uneven illumination.

また、高屈折率液体を用いた液浸露光装置の第二の課題は、洗浄工程導入による露光装置の稼働率低下である。最終レンズの洗浄方法として、レンズ表面を乾燥させた後、露光光を照射する洗浄方法が提案されている(非特許文献1参照)。
WO2005/114711号公報 WO2005/119371号公報 Proc.SPIE Vol.6520,652035(2007)
A second problem of the immersion exposure apparatus using a high refractive index liquid is a reduction in the operation rate of the exposure apparatus due to the introduction of a cleaning process. As a final lens cleaning method, there has been proposed a cleaning method in which the lens surface is dried and then irradiated with exposure light (see Non-Patent Document 1).
WO2005 / 114711 Publication WO2005 / 119371 Proc. SPIE Vol. 6520, 652035 (2007)

しかしながら、レンズ下の液浸液を回収し、洗浄後に液浸領域を再度形成する従来の方法は、液浸液の回収工程、レンズ表面の乾燥工程、液浸領域の再形成工程、液浸液の温度安定化工程など、数時間に及ぶダウンタイムが発生する。数日に1回といった洗浄頻度を考慮すると、洗浄工程導入による装置のダウンタイム増大は大きな問題である。     However, the conventional method of recovering the immersion liquid under the lens and re-forming the immersion area after cleaning includes an immersion liquid recovery process, a lens surface drying process, an immersion area re-formation process, and an immersion liquid. Several hours of downtime occur, such as the temperature stabilization process. Considering the frequency of cleaning such as once every few days, an increase in apparatus downtime due to the introduction of the cleaning process is a serious problem.

そこで、本発明は、洗浄工程の導入に伴う稼働率の低下を抑制し、安定した光学特性の維持が可能な露光装置を提供する。   Therefore, the present invention provides an exposure apparatus that can suppress a reduction in operating rate accompanying the introduction of a cleaning process and can maintain stable optical characteristics.

本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系と基板の少なくとも一部との間に液体を満たし、該液体を介して該基板を露光する露光装置であって、前記投影光学系の最終面と前記最終面に対向するステージとの間に前記液体を供給する液体供給手段と、前記液体供給手段により前記液体が供給された状態で、前記投影光学系の最終面と前記ステージとの間に気体を供給する気体供給手段と、前記投影光学系の最終面と前記ステージとの間に前記気体が供給されている間、前記投影光学系の最終面に紫外線を照射する照射手段とを有し、前記気体供給手段は、前記ステージに設けられ、前記気体を供給する気体供給口と、該気体供給口から供給された該気体を回収する気体回収口とを有する。   An exposure apparatus according to one aspect of the present invention is an exposure apparatus that fills a liquid between a projection optical system and at least a part of a substrate, and exposes the substrate through the liquid. A liquid supply means for supplying the liquid between a surface and a stage facing the final surface, and the liquid supply means supplies the liquid between the final surface of the projection optical system and the stage. Gas supply means for supplying a gas to the projection optical system, and irradiation means for irradiating the final surface of the projection optical system with ultraviolet rays while the gas is supplied between the final surface of the projection optical system and the stage. The gas supply means includes a gas supply port that is provided on the stage and supplies the gas, and a gas recovery port that recovers the gas supplied from the gas supply port.

また、本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、前記露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された前記基板を現像するステップとを有する。     According to another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a substrate using the exposure apparatus; and developing the exposed substrate.

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。   Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、洗浄工程の導入による稼働率の低下を抑制し、安定した光学特性の維持が可能な露光装置を提供することができる。また、本発明によれば、そのような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exposure apparatus which can suppress the fall of the operation rate by introduction of a washing | cleaning process, and can maintain the stable optical characteristic can be provided. Moreover, according to the present invention, a device manufacturing method using such an exposure apparatus can be provided.

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。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。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、本実施例における液浸露光装置の概略構成について説明する。図1は、本実施例における液浸露光装置の模式図である。液浸露光装置は、投影光学系と基板の少なくとも一部との間に液体を満たし、液体を介して基板を露光する。   First, the schematic configuration of the immersion exposure apparatus in the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of an immersion exposure apparatus in the present embodiment. The immersion exposure apparatus fills a liquid between the projection optical system and at least a part of the substrate, and exposes the substrate through the liquid.

図1に示されるように、液浸露光装置200は、光源としてのレーザー101を備えた照明装置100、パターンが形成されたレチクル120(マスク)、及び、レチクル120を搭載するためのレチクルステージ122を有する。また液浸露光装置200は、投影光学系130、投影光学系130によりレチクル120上のパターンが投影される被露光基板150(ウエハ)、及び、被露光基板150を搭載するための被露光基板ステージ152を有する。     As shown in FIG. 1, an immersion exposure apparatus 200 includes an illumination apparatus 100 including a laser 101 as a light source, a reticle 120 (mask) on which a pattern is formed, and a reticle stage 122 on which the reticle 120 is mounted. Have Further, the immersion exposure apparatus 200 includes a projection optical system 130, an exposure target substrate 150 (wafer) on which a pattern on the reticle 120 is projected by the projection optical system 130, and an exposure target substrate stage on which the exposure target substrate 150 is mounted. 152.

被露光基板ステージ152と投影光学系130の間には、媒質としての液体170が存在する。液体170は、液体供給ライン172を介して外部から供給される。液体供給ライン172から流れてきた液体170は、投影光学系の筐体135に設けられた液体供給口175を介して、投影光学系の最終面(レンズ最終面138)と被露光基板ステージ152との間に供給される。このように、液体供給ライン172は、投影光学系の最終面と被露光基板150を搭載する被露光基板ステージ152との間に液体170を供給する液体供給手段である。また、投影光学系の最終面と被露光基板ステージ152との間に供給された液体170は、投影光学系の筐体135に設けられた液体回収口171を介し、液体回収ライン173を通って排出される。     A liquid 170 as a medium exists between the substrate stage 152 to be exposed and the projection optical system 130. The liquid 170 is supplied from the outside via the liquid supply line 172. The liquid 170 flowing from the liquid supply line 172 passes through the liquid supply port 175 provided in the projection optical system casing 135, the final surface of the projection optical system (lens final surface 138), the substrate stage 152 to be exposed, and the like. Supplied during. As described above, the liquid supply line 172 is a liquid supply unit that supplies the liquid 170 between the final surface of the projection optical system and the exposure target substrate stage 152 on which the exposure target substrate 150 is mounted. Further, the liquid 170 supplied between the final surface of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed passes through the liquid recovery line 173 via the liquid recovery port 171 provided in the casing 135 of the projection optical system. Discharged.

なお、本実施例の液体供給手段は、投影光学系130の最終面と被露光基板ステージ152との間に液体170を供給するが、これに限定されるものではない。本実施例の洗浄は、基板(ウエハ)を搭載する被露光基板ステージ152とは別のステージ上で行うことも可能である。この場合、本実施例の液体供給手段は、投影光学系の最終面とこの最終面に対向するステージとの間に液体170を供給するように構成される。     The liquid supply unit of this embodiment supplies the liquid 170 between the final surface of the projection optical system 130 and the substrate stage 152 to be exposed, but is not limited to this. The cleaning in this embodiment can be performed on a stage different from the exposed substrate stage 152 on which the substrate (wafer) is mounted. In this case, the liquid supply means of the present embodiment is configured to supply the liquid 170 between the final surface of the projection optical system and the stage facing the final surface.

投影光学系のレンズ最終面138は、部分的又は全体的に液体170に接触している。液浸露光装置200は、露光時、ステージ駆動部160を用いて被露光基板ステージ152を駆動し、被露光基板150を投影光学系のレンズ最終面138の直下に移動させる。このように、液浸露光装置200は、レチクル120に形成されたパターンを、液体170を介して被露光基板150に露光する。     The lens final surface 138 of the projection optical system is in contact with the liquid 170 partially or entirely. During exposure, the immersion exposure apparatus 200 drives the substrate stage 152 to be exposed using the stage drive unit 160 to move the substrate to be exposed 150 directly below the lens final surface 138 of the projection optical system. In this manner, the immersion exposure apparatus 200 exposes the pattern formed on the reticle 120 onto the exposed substrate 150 via the liquid 170.

なお、本実施例の液浸露光装置200は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置であるが、特にこれに限定されるものではない。本実施例は、例えばステップ・アンド・リピート方式など、その他の方式の露光装置に適用することもできる。     The immersion exposure apparatus 200 of the present embodiment is a step-and-scan projection exposure apparatus, but is not particularly limited thereto. The present embodiment can also be applied to other types of exposure apparatuses such as a step-and-repeat method.

照明装置100は、光源としてのレーザー101とビーム整形光学系102とからなる光源部を有する。レーザー101は、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザー、又は、波長約157nmのFレーザーなどを使用することができる。本実施例において、レーザー101の種類や個数は限定されず、光源部の種類も限定されない。 The illumination device 100 includes a light source unit including a laser 101 as a light source and a beam shaping optical system 102. As the laser 101, an ArF excimer laser with a wavelength of about 193 nm, a KrF excimer laser with a wavelength of about 248 nm, or an F 2 laser with a wavelength of about 157 nm can be used. In this embodiment, the type and number of the lasers 101 are not limited, and the type of the light source unit is not limited.

液体170は、液体供給ライン172から液体供給口175を介して、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152の間に供給されている。液体170は、投影光学系のレンズ最終面138の周囲に配置された液体回収口171を介して、液体回収ライン173により回収される。これにより、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板150の間に液体170が満たされた液浸領域を形成することができる。   The liquid 170 is supplied from the liquid supply line 172 via the liquid supply port 175 between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed. The liquid 170 is recovered by the liquid recovery line 173 via the liquid recovery port 171 arranged around the lens final surface 138 of the projection optical system. Thereby, a liquid immersion region filled with the liquid 170 can be formed between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate to be exposed 150.

液体170の材料としては、露光波長の透過率が高く、レジストプロセスとのマッチングの良好な物質が選択される。液体170は、例えば、炭化水素化合物であり、例えば、デカリン、ビシクロヘキシル、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素化合物が用いられる。液体170として炭化水素化合物を用いると、レーザー101からの光と炭化水素化合物とが反応して形成された汚染物が投影光学系130の最終レンズに付着する。このため、後述の気体供給手段が特に必要とされる。     As the material of the liquid 170, a substance having a high exposure wavelength transmittance and a good matching with the resist process is selected. The liquid 170 is, for example, a hydrocarbon compound, and for example, an alicyclic hydrocarbon compound such as decalin, bicyclohexyl, or cyclohexane is used. When a hydrocarbon compound is used as the liquid 170, contaminants formed by the reaction between the light from the laser 101 and the hydrocarbon compound adhere to the final lens of the projection optical system 130. For this reason, a gas supply means described later is particularly required.

ただし、本実施例の液体170は、炭化水素化合物に限定されるものではなく、例えば純水を用いてもよい。液体170として純水を用いた場合、レーザー101からの光と反応することはない。しかし、被露光基板150上のレジストから生じた汚染物が投影光学系130の最終レンズに付着するおそれがある。このため、液体170として純水を用いた場合でも、後述の気体供給手段が必要とされる。     However, the liquid 170 of the present embodiment is not limited to the hydrocarbon compound, and pure water may be used, for example. When pure water is used as the liquid 170, it does not react with the light from the laser 101. However, contaminants generated from the resist on the exposed substrate 150 may adhere to the final lens of the projection optical system 130. For this reason, even when pure water is used as the liquid 170, a gas supply means described later is required.

洗浄ステーション190(気体供給手段)は、気体180を被露光基板ステージ152上に供給するための気体供給口191、及び、供給した気体180を回収するための気体回収口192を有する。洗浄ステーション190は、被露光基板ステージ152に設けられている。洗浄時、洗浄ステーション190は、ステージ駆動部160に駆動されることにより投影光学系のレンズ最終面138の直下に移動する。一例として、気体回収口192は、気体供給口191を囲むように配置されている。図1は断面図であるため、気体回収口192は、気体供給口191の左右に設けられているように示されている。     The cleaning station 190 (gas supply means) has a gas supply port 191 for supplying the gas 180 onto the substrate stage 152 to be exposed, and a gas recovery port 192 for recovering the supplied gas 180. The cleaning station 190 is provided on the substrate stage 152 to be exposed. At the time of cleaning, the cleaning station 190 is driven by the stage driving unit 160 to move immediately below the lens final surface 138 of the projection optical system. As an example, the gas recovery port 192 is disposed so as to surround the gas supply port 191. Since FIG. 1 is a sectional view, the gas recovery port 192 is shown as being provided on the left and right of the gas supply port 191.

ここで、気体回収口の側壁156をレンズ最終面138に向けて傾斜させることが好ましい。このような構成によれば、気体180をレンズ最終面138の直下の局所位置に供給しやすくなる。なお、気体供給口191及び気体回収口192は、上記配置方法に限定されるものではなく、他の配置方法でもよい。     Here, it is preferable to incline the side wall 156 of the gas recovery port toward the lens final surface 138. According to such a configuration, the gas 180 can be easily supplied to a local position directly below the lens final surface 138. Note that the gas supply port 191 and the gas recovery port 192 are not limited to the above arrangement method, and may be another arrangement method.

気体供給口191及び気体回収口192を用いることにより、液体170を投影光学系の筐体135と被露光基板ステージ152との間に保持した状態で、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152との間に気体180を形成することができる。このように、洗浄ステーション190は、液体供給ライン172により液体170が供給された状態で、投影光学系130のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152との間に気体180を供給する気体供給手段である。     By using the gas supply port 191 and the gas recovery port 192, the final lens surface 138 of the projection optical system and the exposure target are exposed while the liquid 170 is held between the casing 135 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed. A gas 180 can be formed between the substrate stage 152 and the substrate stage 152. As described above, the cleaning station 190 supplies the gas 180 between the lens final surface 138 of the projection optical system 130 and the substrate stage 152 to be exposed in a state where the liquid 170 is supplied from the liquid supply line 172. It is.

なお、洗浄ステーション190の配置は、被露光基板ステージ152上に限定されるものではない。洗浄ステーション190は、投影光学系130の最終レンズに対向して配置されていればよい。例えば、被露光基板150を搭載するための被露光基板ステージ152とは別のステージ上に洗浄ステーションを設けてもよい。     The arrangement of the cleaning station 190 is not limited to the substrate stage 152 to be exposed. The cleaning station 190 may be disposed so as to face the final lens of the projection optical system 130. For example, a cleaning station may be provided on a stage different from the exposed substrate stage 152 for mounting the exposed substrate 150.

気体供給口191から供給される気体180は、少なくとも、酸素又は水を含む。例えば、気体180は、1wt%以上の酸素を含んでいること、又は、温度23℃、1気圧において、相対湿度10%以上80%以下の水を含んでいることが好ましい。液浸露光装置200に供給される気体180の圧力や流量は、不図示の制御装置を用いて任意の値に制御することができる。また、気体供給口191の開口部は、スリット、複数のピンホール、又は、多孔質体などで構成される。     The gas 180 supplied from the gas supply port 191 includes at least oxygen or water. For example, the gas 180 preferably contains 1 wt% or more of oxygen, or contains water having a relative humidity of 10% or more and 80% or less at a temperature of 23 ° C. and 1 atm. The pressure and flow rate of the gas 180 supplied to the immersion exposure apparatus 200 can be controlled to an arbitrary value using a control device (not shown). Moreover, the opening part of the gas supply port 191 is comprised with a slit, several pinholes, or a porous body.

気体回収口192は、投影光学系の最終面と同等の大きさであることが好ましい。ただしこれに限定されるものではなく、液体供給口175より内側に配置できる大きさであれば、投影光学系の最終面より大きくても構わない。また、気体180の供給時、液体170の飛散を防止するため、気体回収口192と投影光学系の最終面との間に空間を設けることが好ましい。     The gas recovery port 192 is preferably the same size as the final surface of the projection optical system. However, the present invention is not limited to this, and it may be larger than the final surface of the projection optical system as long as it can be disposed inside the liquid supply port 175. Further, it is preferable to provide a space between the gas recovery port 192 and the final surface of the projection optical system in order to prevent the liquid 170 from scattering when the gas 180 is supplied.

また、気体180による気体領域を形成する際、液体170を保持することができるように、液体供給口175及び液体回収口171と被露光基板ステージ152の間に空間を設けることが好ましい。このため、被露光基板ステージ152の平面は、第一の平面157及び第一の平面157より低い第二の平面158からなり、第一の平面157と第二の平面158により段差が形成されている。被露光基板ステージ152には、洗浄ステーション190の周囲において、側壁155と第二の平面158からなる凹部が形成されている。このように、側壁155と第二の平面158からなる凹部により空間を設けることにより、気体180が供給されて液体170の圧力が変動した場合でも、液体170を安定して保持することができる。     Further, it is preferable to provide a space between the liquid supply port 175 and the liquid recovery port 171 and the exposed substrate stage 152 so that the liquid 170 can be held when the gas region is formed by the gas 180. For this reason, the plane of the substrate stage 152 to be exposed includes a first plane 157 and a second plane 158 lower than the first plane 157, and a step is formed by the first plane 157 and the second plane 158. Yes. In the substrate stage 152 to be exposed, a recess including a side wall 155 and a second flat surface 158 is formed around the cleaning station 190. As described above, by providing the space by the concave portion including the side wall 155 and the second flat surface 158, the liquid 170 can be stably held even when the gas 180 is supplied and the pressure of the liquid 170 fluctuates.

図1では、投影光学系130の最終面に対向する被露光基板ステージ152上に、気体供給口191及び気体回収口192を設けた。ただしこの配置に限定されるものではない。投影光学系130の最終レンズの側面の空間や、液体供給口175に隣接した位置に配置してもよい。     In FIG. 1, a gas supply port 191 and a gas recovery port 192 are provided on the exposed substrate stage 152 facing the final surface of the projection optical system 130. However, it is not limited to this arrangement. You may arrange | position in the space of the side surface of the last lens of the projection optical system 130, or the position adjacent to the liquid supply port 175.

液体170の内部に気体180で気体領域を形成した後、投影光学系のレンズ最終面138に紫外線を照射することによって、投影光学系のレンズ最終面138を洗浄することができる。酸素や水を含む気体180の中で紫外線を照射することにより、以下の式(1)〜(4)に示されるように反応が進む。この結果、投影光学系130の最終面に付着していた高屈折率液(液体170)の酸化物を、一酸化炭素や二酸化炭素等に分解して除去することができる。以下の式の中において、O(D)は励起酸素原子を表している。 After the gas region is formed with the gas 180 inside the liquid 170, the final lens surface 138 of the projection optical system can be cleaned by irradiating the final lens surface 138 of the projection optical system with ultraviolet rays. By irradiating ultraviolet rays in a gas 180 containing oxygen or water, the reaction proceeds as shown in the following formulas (1) to (4). As a result, the oxide of the high refractive index liquid (liquid 170) adhering to the final surface of the projection optical system 130 can be decomposed and removed into carbon monoxide, carbon dioxide, or the like. In the following formula, O ( 1 D) represents an excited oxygen atom.

+紫外線 → O+O … (1)
+O → O … (2)
+紫外線 → O(D)+O … (3)
O+O(D) → 2OH … (4)
紫外線の照射方法としては、光源部のレーザー101からの露光光を洗浄用の紫外線として利用する方法、又は、レーザー101とは別の紫外線光源を照射する照射手段を別途用意する方法がある。レーザー101からの露光光を利用する方法によれば、レチクル120として散乱レチクルを用いることができる。散乱レチクルを用いることにより、投影光学系のレンズ最終面138の全面を均一に照射することが可能である。
O 2 + UV → O + O (1)
O 2 + O → O 3 (2)
O 3 + ultraviolet light → O ( 1 D) + O 2 (3)
H 2 O + O ( 1 D) → 2OH (4)
As the ultraviolet irradiation method, there are a method of using exposure light from the laser 101 of the light source unit as cleaning ultraviolet light, or a method of separately preparing an irradiation means for irradiating an ultraviolet light source different from the laser 101. According to the method using the exposure light from the laser 101, a scattering reticle can be used as the reticle 120. By using the scattering reticle, it is possible to uniformly irradiate the entire lens final surface 138 of the projection optical system.

一方、別の紫外線光源としては、低圧水銀ランプ、重水素ランプ、エキシマランプなどを使用することができる。特に、低圧水銀ランプは、185nmと254nmを放射し、下記の式(5)〜(8)で示されるように反応し、酸化力の強いオゾン、励起酸素、及び、OHラジカルを生成することができる。結果として、高屈折率液(液体170)の酸化物である付着物を、効率的に一酸化炭素や二酸化炭素等に分解し除去することができる。     On the other hand, as another ultraviolet light source, a low-pressure mercury lamp, a deuterium lamp, an excimer lamp, or the like can be used. In particular, the low-pressure mercury lamp emits 185 nm and 254 nm and reacts as shown by the following formulas (5) to (8) to generate ozone, excited oxygen, and OH radicals having strong oxidizing power. it can. As a result, the deposit that is an oxide of the high refractive index liquid (liquid 170) can be efficiently decomposed and removed into carbon monoxide, carbon dioxide, or the like.

+185nm → O+O … (5)
+O → O … (6)
+254nm → O(D)+O … (7)
O+O(D) → 2OH … (8)
このように、照明装置100は、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152との間に気体180が供給されている間、投影光学系のレンズ最終面138に紫外線198を照射する照射手段である。
O 2 +185 nm → O + O (5)
O 2 + O → O 3 (6)
O 3 +254 nm → O ( 1 D) + O 2 (7)
H 2 O + O ( 1 D) → 2OH (8)
As described above, the illumination apparatus 100 irradiates the lens final surface 138 of the projection optical system with the ultraviolet rays 198 while the gas 180 is supplied between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed. Irradiation means.

以下、各実施例に基づいて本発明の構成をより詳細に説明する。     Hereinafter, based on each Example, the structure of this invention is demonstrated in detail.

まず、本発明の実施例1における露光装置について説明する。本実施例の露光装置は、液浸領域の内部に気体を供給し、紫外線としてArFエキシマレーザーを照射することにより、投影光学系の最終面に付着した汚染物質を除去する液浸露光装置である。   First, an exposure apparatus in Embodiment 1 of the present invention will be described. The exposure apparatus of the present embodiment is an immersion exposure apparatus that removes contaminants attached to the final surface of the projection optical system by supplying a gas into the immersion area and irradiating an ArF excimer laser as ultraviolet rays. .

図2は、本実施例における液浸露光装置の部分的な模式図である。本図に示される液浸露光装置は、光源にArFエキシマレーザーを使用したステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152の間に供給される液体170(高屈折率液体)として、屈折率1.64のデカリンが用いられている。     FIG. 2 is a partial schematic view of the immersion exposure apparatus in the present embodiment. The immersion exposure apparatus shown in the figure is a step-and-scan exposure apparatus using an ArF excimer laser as a light source. Decalin having a refractive index of 1.64 is used as the liquid 170 (high refractive index liquid) supplied between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed.

液体170(デカリン)は、液体供給ライン172から液体供給口175を介して、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152の間に供給される。供給された液体170は、液体回収口171を介して液体回収ライン173により回収される。被露光基板ステージ152に搭載された被露光基板150を投影光学系のレンズ最終面138の直下に移動し、この被露光基板150を液体170を介してArFエキシマレーザーで露光する。これにより、レチクル120に形成されたパターンを高解像度で被露光基板150上に転写することができる。     The liquid 170 (decalin) is supplied from the liquid supply line 172 via the liquid supply port 175 between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed. The supplied liquid 170 is recovered by the liquid recovery line 173 via the liquid recovery port 171. The exposed substrate 150 mounted on the exposed substrate stage 152 is moved directly below the lens final surface 138 of the projection optical system, and the exposed substrate 150 is exposed with an ArF excimer laser through the liquid 170. Thereby, the pattern formed on the reticle 120 can be transferred onto the exposed substrate 150 with high resolution.

ところで、本実施例の液浸露光装置を5日間連続運転したところ、露光ムラと考えられる露光異常が検出された。なお、ArFエキシマレーザーの照度は、被露光基板150上において1パルス当たり1mJ/cm2の条件であった。投影光学系のレンズ最終面138をファイバスコープで観察したところ、パーティクル状の付着物が認められた。露光ムラの原因は、この付着物であると考えられる。     By the way, when the immersion exposure apparatus of this example was operated continuously for 5 days, an exposure abnormality considered to be exposure unevenness was detected. Note that the illuminance of the ArF excimer laser was 1 mJ / cm 2 per pulse on the exposed substrate 150. When the final lens surface 138 of the projection optical system was observed with a fiberscope, particle-like deposits were observed. The cause of uneven exposure is considered to be this deposit.

投影光学系のレンズ最終面138に付着した付着物を除去するため、本実施例の投影光学系のレンズ最終面138を、以下の手順にて洗浄する。     In order to remove the deposits attached to the final lens surface 138 of the projection optical system, the final lens surface 138 of the projection optical system of the present embodiment is cleaned by the following procedure.

露光時、液体170は、液体供給ライン172から液体供給口175を介して、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152上の被露光基板150との間に供給されている。供給された液体170は、液体回収口171を介して液体回収ライン173により回収される。このようにして、液体170は、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板150との間に保持され、液浸領域を形成する。     At the time of exposure, the liquid 170 is supplied from the liquid supply line 172 via the liquid supply port 175 between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate 150 to be exposed on the substrate stage 152 to be exposed. The supplied liquid 170 is recovered by the liquid recovery line 173 via the liquid recovery port 171. In this way, the liquid 170 is held between the final lens surface 138 of the projection optical system and the substrate to be exposed 150 to form an immersion area.

洗浄時には、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板150の間に液体170が供給された状態で、被露光基板ステージ152上に設けられた洗浄ステーション190aをレンズ最終面138の直下に移動する。このように、洗浄ステーション190aは、投影光学系のレンズ最終面138に対向して配置される。     During cleaning, the cleaning station 190a provided on the substrate stage 152 to be exposed is moved directly below the lens final surface 138 while the liquid 170 is supplied between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate 150 to be exposed. To do. In this way, the cleaning station 190a is arranged to face the lens final surface 138 of the projection optical system.

図2に示されるように、洗浄ステーション190aは、気体供給口191aと、気体供給口191a周辺に配置された気体回収口192aを有する。気体180は、気体供給ライン194を通って、気体供給口191aからレンズ最終面138に向かって供給される。気体供給ライン194は、被露光基板ステージ152の内部に気体の通る管が形成されており、外部の柔軟性のある管に接続されている。また、気体回収口192aから回収された気体180は、気体回収ライン196を通って外部に排出される。気体回収ライン196は、被露光基板ステージ152の内部に気体の通る管が形成されており、外部の柔軟性のある管に接続されている。     As shown in FIG. 2, the cleaning station 190a has a gas supply port 191a and a gas recovery port 192a disposed around the gas supply port 191a. The gas 180 is supplied from the gas supply port 191 a toward the lens final surface 138 through the gas supply line 194. The gas supply line 194 has a tube through which gas passes inside the substrate stage 152 to be exposed, and is connected to an external flexible tube. In addition, the gas 180 recovered from the gas recovery port 192a is discharged to the outside through the gas recovery line 196. The gas recovery line 196 has a tube through which gas passes inside the substrate stage 152 to be exposed, and is connected to an external flexible tube.

気体供給口の側壁159aは、内側に傾斜し、先端に近づくにつれて狭くなるように構成されている。このような構成により、レンズ最終面138に向かって局所的に気体180を供給することができる。また、気体回収口の側壁156a、156cは、レンズ最終面138の方向に向かうように傾斜している。特に、気体回収口の側壁156a(外側の側壁)は、その傾斜面が曲線になっている。このような構成により、レンズ最終面138に供給された気体180を効率的に回収し、気体180を局所的な位置に保持することができる。     The side wall 159a of the gas supply port is inclined inward and is configured to become narrower as it approaches the tip. With such a configuration, the gas 180 can be locally supplied toward the lens final surface 138. Further, the side walls 156a and 156c of the gas recovery port are inclined so as to be directed toward the lens final surface 138. In particular, the inclined surface of the side wall 156a (outer side wall) of the gas recovery port is curved. With such a configuration, the gas 180 supplied to the lens final surface 138 can be efficiently recovered, and the gas 180 can be held at a local position.

液浸領域が洗浄ステーション190a上に移動された後、気体供給口191aから気体180をレンズ最終面138に吹き付け、吹き付けた気体180を気体回収口192aから回収する。気体180の吹き付け動作を例えば2分以上実施することにより、レンズ最終面138の直下から液体170を除去することができる。     After the immersion area is moved onto the cleaning station 190a, the gas 180 is blown from the gas supply port 191a to the lens final surface 138, and the blown gas 180 is collected from the gas recovery port 192a. The liquid 170 can be removed from directly under the lens final surface 138 by performing the operation of blowing the gas 180 for 2 minutes or more, for example.

レンズ最終面138の直下から液体170を除去した後、ArFエキシマレーザーをレンズ最終面138に照射する。このとき、散乱レチクルをレチクル位置に設置することにより、露光光であるArFエキシマレーザーは、投影光学系130内のレンズ、特にレンズ最終面138を均一に照射することができる。     After removing the liquid 170 from directly under the lens final surface 138, the lens final surface 138 is irradiated with an ArF excimer laser. At this time, by setting the scattering reticle at the reticle position, the ArF excimer laser as the exposure light can uniformly irradiate the lens in the projection optical system 130, particularly the lens final surface 138.

気体供給口191aから酸素を含んだ気体180を供給し、かつ、ArFエキシマレーザーを照射することにより、式(1)〜(4)に表されるように反応が進む。その結果、投影光学系のレンズ最終面138に付着した液体170に起因する酸化物を、一酸化炭素や二酸化炭素等に分解し除去することができる。     By supplying a gas 180 containing oxygen from the gas supply port 191a and irradiating an ArF excimer laser, the reaction proceeds as represented by the formulas (1) to (4). As a result, the oxide resulting from the liquid 170 adhering to the lens final surface 138 of the projection optical system can be decomposed and removed into carbon monoxide, carbon dioxide, or the like.

例えば、気体供給口191aから供給される気体180中の酸素濃度を40wt%、ArFエキシマレーザーの照射時間を30分とすることにより、レンズ最終面138の付着物は除去される。実際にこの条件下で洗浄したところ、ファイバスコープによるレンズ最終面138の観察では、付着物は観察されなかった。また、被露光基板を露光しても、露光ムラによる露光異常は検出されなかった。ただし、この条件に限定されるものではなく、他の酸素濃度及び照射時間で付着物を効果的に除去することもできる。     For example, when the oxygen concentration in the gas 180 supplied from the gas supply port 191a is 40 wt% and the irradiation time of the ArF excimer laser is 30 minutes, the deposit on the lens final surface 138 is removed. When it was actually cleaned under these conditions, no deposit was observed in the observation of the final lens surface 138 with a fiberscope. Further, even when the substrate to be exposed was exposed, no exposure abnormality due to exposure unevenness was detected. However, the present invention is not limited to this condition, and deposits can be effectively removed at other oxygen concentrations and irradiation times.

気体供給口191aから供給される気体180中の酸素濃度と付着物の洗浄効果との間には相関がある。酸素濃度が1wt%以上であれば付着物の洗浄効果が得られることを確認したが、より短時間で洗浄するためには、酸素濃度を20wt%以上にすることがより好ましい。     There is a correlation between the oxygen concentration in the gas 180 supplied from the gas supply port 191a and the cleaning effect of the deposits. Although it has been confirmed that if the oxygen concentration is 1 wt% or more, a deposit cleaning effect can be obtained, it is more preferable to set the oxygen concentration to 20 wt% or more for cleaning in a shorter time.

また、水を気体に含ませることによっても酸素と同様の洗浄効果が得られる。実際に、温度23℃、1気圧において、相対湿度10%以上の気体をレンズ最終面138に供給し、紫外線198(ArFエキシマレーザー)を照射することによって、付着物を効果的に除去することができた。     Moreover, the same cleaning effect as oxygen can be obtained by including water in the gas. Actually, at a temperature of 23 ° C. and 1 atm, a gas having a relative humidity of 10% or more is supplied to the lens final surface 138 and irradiated with ultraviolet rays 198 (ArF excimer laser) to effectively remove the deposits. did it.

次に、本実施例における洗浄動作について説明する。図3は、本実施例における洗浄方法の動作を示すフローチャートである。     Next, the cleaning operation in this embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the cleaning method in this embodiment.

まず、洗浄を行う時期であるか否かを判断する(ステップS101)。本実施例の露光装置では、例えば1日に1回、紫外線198(ArFエキシマレーザー)を10分照射するなど、定期的に洗浄を行うように設定される。ただしこれに限定されるものではなく、一枚又は複数枚の被露光基板の露光が終了したとき、すなわち被露光基板の交換時に洗浄を行うように設定してもよい。     First, it is determined whether it is time to perform cleaning (step S101). In the exposure apparatus of this embodiment, the cleaning is set to be performed periodically, for example, by irradiating ultraviolet rays 198 (ArF excimer laser) for 10 minutes once a day. However, the present invention is not limited to this, and it may be set to perform cleaning when the exposure of one or a plurality of exposed substrates is completed, that is, when the exposed substrates are replaced.

図3に示されるように、洗浄時期でないと判断した場合(NO)には、ステップS101の判定を繰り返す。そして、洗浄時期であると判断した場合(YES)には、ステージ駆動部により被露光基板ステージ152を移動させ、洗浄ステーション190を投影光学系130の筐体の直下に配置する(ステップS102)。このとき、洗浄ステーション190(被露光基板ステージ152)と投影光学系130の筐体との間は液体170で満たされている。     As shown in FIG. 3, when it is determined that it is not the cleaning time (NO), the determination in step S101 is repeated. If it is determined that the cleaning time has come (YES), the stage drive unit 152 moves the substrate stage 152 to be exposed, and the cleaning station 190 is disposed directly below the housing of the projection optical system 130 (step S102). At this time, the space between the cleaning station 190 (exposed substrate stage 152) and the housing of the projection optical system 130 is filled with the liquid 170.

次に、洗浄ステーション190aを作動させる。具体的には、気体供給口191aから投影光学系のレンズ最終面138に向けて気体180を供給し始める(ステップS103)。気体180の供給開始から一定時間が経過したか否かを判断し(ステップS104)、一定時間が経過した場合、気体回収口192aを用いて気体180を回収し始める(ステップS105)。     Next, the cleaning station 190a is activated. Specifically, the gas 180 starts to be supplied from the gas supply port 191a toward the lens final surface 138 of the projection optical system (step S103). It is determined whether or not a certain time has elapsed from the start of supply of the gas 180 (step S104), and when the certain time has elapsed, the gas 180 is started to be recovered using the gas recovery port 192a (step S105).

次に、紫外線198(ArFエキシマレーザー)をレンズ最終面138に照射する(ステップS106)。紫外線198の照射により、レンズ最終面138の付着物を除去することができる。     Next, the last lens surface 138 is irradiated with ultraviolet rays 198 (ArF excimer laser) (step S106). By the irradiation with the ultraviolet rays 198, the deposits on the lens final surface 138 can be removed.

紫外線198の照射後、一定時間が経過したか否かを判断し(ステップS107)、一定時間が経過した場合には気体180の供給を停止する(ステップS108)。気体供給口191aから気体180の供給停止後も、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152との間には気体180が残存している。このため、気体180の供給停止後の一定時間は、気体回収口192aによる気体180の回収を継続する。     After the irradiation with the ultraviolet ray 198, it is determined whether or not a certain time has passed (step S107). When the certain time has passed, the supply of the gas 180 is stopped (step S108). Even after the supply of the gas 180 from the gas supply port 191 a is stopped, the gas 180 remains between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed. For this reason, the recovery of the gas 180 by the gas recovery port 192a is continued for a certain time after the supply of the gas 180 is stopped.

気体180の供給停止から一定時間が経過したか否かを判断し(ステップS109)、一定時間が経過した場合には気体回収口192aによる気体180の回収を停止する(ステップS110)。このとき、投影光学系130のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152との間には気体180は残存していない。すなわち、レンズ最終面138の直下を含め、投影光学系の筐体135と被露光基板ステージ152との間は液体170で満たされている。     It is determined whether or not a fixed time has passed since the supply of the gas 180 was stopped (step S109). When the fixed time has passed, the recovery of the gas 180 through the gas recovery port 192a is stopped (step S110). At this time, no gas 180 remains between the final lens surface 138 of the projection optical system 130 and the substrate stage 152 to be exposed. That is, the space between the housing 135 of the projection optical system and the exposed substrate stage 152 is filled with the liquid 170, including just below the lens final surface 138.

次に、被露光基板ステージ152を移動して、投影光学系のレンズ最終面138の直下に露光前の被露光基板150を配置する(ステップS111)。被露光基板150の配置が完了すると、この被露光基板150の露光を行う(ステップS112)。一枚の被露光基板150の露光が完了した毎に本実施例の洗浄方法を実行する場合には、ステップS112の露光が完了した後、図3に示されるステップを繰り返す。     Next, the substrate stage 152 to be exposed is moved, and the substrate to be exposed 150 before exposure is arranged immediately below the lens final surface 138 of the projection optical system (step S111). When the placement of the substrate to be exposed 150 is completed, the substrate to be exposed 150 is exposed (step S112). When the cleaning method of this embodiment is executed every time the exposure of one substrate to be exposed 150 is completed, the steps shown in FIG. 3 are repeated after the exposure in step S112 is completed.

以上のとおり、本実施例の液浸露光装置を用いて、定期的に投影光学系のレンズ最終面138を洗浄することにより、付着物が露光性能を阻害する前に付着物を除去することができる。結果として、安定した露光性能を維持することができる。また、本実施例によれば、液浸領域を保持したまま、レンズ最終面を洗浄することができるため、洗浄工程に伴う装置のダウンタイムが短くなり、生産性の低下を軽減することが可能である。     As described above, by periodically cleaning the lens final surface 138 of the projection optical system using the immersion exposure apparatus of this embodiment, the deposit can be removed before the deposit impedes the exposure performance. it can. As a result, stable exposure performance can be maintained. In addition, according to the present embodiment, since the lens final surface can be cleaned while maintaining the liquid immersion area, the downtime of the apparatus accompanying the cleaning process is shortened, and the reduction in productivity can be reduced. It is.

次に、本発明の実施例2における露光装置について説明する。本実施例は、液浸領域の内部に気体を供給し、低圧水銀灯を照射することによって、投影光学系のレンズ最終面に付着した汚染物質を除去する液浸露光装置である。     Next, an exposure apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The present embodiment is an immersion exposure apparatus that removes contaminants attached to the final lens surface of the projection optical system by supplying a gas into the immersion area and irradiating a low-pressure mercury lamp.

図4は、本実施例における液浸露光装置の部分的な模式図である。本実施例における液浸露光装置は、光源にArFエキシマレーザーを使用したステップ・アンド・スキャン方式の露光装置である。また、本実施例では、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152の間に供給する液体170(高屈折率液体)として、屈折率1.64のデカリンが用いられている。     FIG. 4 is a partial schematic diagram of the immersion exposure apparatus in the present embodiment. The immersion exposure apparatus in this embodiment is a step-and-scan exposure apparatus that uses an ArF excimer laser as a light source. In this embodiment, decalin having a refractive index of 1.64 is used as the liquid 170 (high refractive index liquid) supplied between the final lens surface 138 of the projection optical system and the substrate stage 152 to be exposed.

液体170(デカリン)は、液体供給ライン172から液体供給口175を介して、投影光学系のレンズ最終面138と被露光基板150の間に供給され、液体回収口171を介して液体回収ライン173により回収される。液体170を介して被露光基板をArFエキシマレーザーで露光することにより、レチクル120に形成されたパターンを高解像度で被露光基板150上に転写する。     The liquid 170 (decalin) is supplied from the liquid supply line 172 via the liquid supply port 175 between the lens final surface 138 of the projection optical system and the substrate 150 to be exposed, and the liquid recovery line 173 via the liquid recovery port 171. It is collected by. By exposing the substrate to be exposed with an ArF excimer laser through the liquid 170, the pattern formed on the reticle 120 is transferred onto the substrate 150 to be exposed with high resolution.

ところで、本実施例の液浸露光装置を5日間連続運転したところ、露光量ムラと考えられる露光異常が検出された。なお、ArFエキシマレーザーの照度は、被露光基板150上において1パルス当たり1mJ/cm2の条件であった。投影光学系のレンズ最終面138をファイバスコープで観察したところ、パーティクル状の付着物が認められた。このため、露光ムラの原因はレンズ最終面138に付着した付着物であると考えられる。     By the way, when the immersion exposure apparatus of this example was operated continuously for 5 days, an exposure abnormality considered to be uneven exposure amount was detected. Note that the illuminance of the ArF excimer laser was 1 mJ / cm 2 per pulse on the exposed substrate 150. When the final lens surface 138 of the projection optical system was observed with a fiberscope, particle-like deposits were observed. For this reason, it is considered that the cause of the exposure unevenness is a deposit adhered to the lens final surface 138.

投影光学系のレンズ最終面138に付着した付着物を除去するため、本実施例の投影光学系のレンズ最終面138を、以下の手順にて洗浄する。     In order to remove the deposits attached to the final lens surface 138 of the projection optical system, the final lens surface 138 of the projection optical system of the present embodiment is cleaned by the following procedure.

液体170は、液体供給ライン172から液体供給口175を介して、投影光学系130のレンズ最終面138と被露光基板ステージ152上の被露光基板150との間に供給される。供給された液体170は、液体回収口171を介して液体回収ライン173により回収される。     The liquid 170 is supplied from the liquid supply line 172 through the liquid supply port 175 between the lens final surface 138 of the projection optical system 130 and the substrate to be exposed 150 on the substrate stage 152 to be exposed. The supplied liquid 170 is recovered by the liquid recovery line 173 via the liquid recovery port 171.

このように、液体170は、レンズ最終面138と被露光基板150との間に保持され、液浸領域を形成する。この液浸領域を被露光基板ステージ152上に保持したまま、被露光基板ステージ152を移動し、液体170で形成される液浸領域を、被露光基板150上から被露光基板ステージ152に設けられた洗浄ステーション190b上に移動する。     As described above, the liquid 170 is held between the lens final surface 138 and the substrate to be exposed 150 to form a liquid immersion region. While the immersion area is held on the substrate stage 152 to be exposed, the substrate stage 152 is moved, and an immersion area formed by the liquid 170 is provided from the substrate 150 to the substrate stage 152 to be exposed. Move to the cleaning station 190b.

洗浄ステーション190bは、気体回収口192b、気体回収口192b周辺に配置された気体供給口191b、及び、不図示の低圧水銀灯を有する。本実施例の露光装置では、実施例1とは異なり、気体回収口192bの周辺に気体供給口191bが設けられている。図4は断面図であるため、気体供給口191bは、気体回収口192bの左右に設けられているように示される。本実施例の気体供給口191bは、レンズ最終面138の照射領域外を含めて気体180を吹き付ける。     The cleaning station 190b includes a gas recovery port 192b, a gas supply port 191b disposed around the gas recovery port 192b, and a low-pressure mercury lamp (not shown). In the exposure apparatus of this embodiment, unlike the first embodiment, a gas supply port 191b is provided around the gas recovery port 192b. Since FIG. 4 is a cross-sectional view, the gas supply port 191b is shown as being provided on the left and right of the gas recovery port 192b. The gas supply port 191b of this embodiment blows the gas 180 including the outside of the irradiation region of the lens final surface 138.

気体供給口の側壁159bは、レンズ最終面138の方向に向かって傾斜している。このような構成により、気体供給口191bは、レンズ最終面138に向かって、局所的に気体180を供給することができる。また、気体回収口の側壁156bは、先端が広がるように傾斜している。このような構成により、レンズ最終面138に供給された気体180を効率的に回収することができる。     The side wall 159 b of the gas supply port is inclined toward the lens final surface 138. With such a configuration, the gas supply port 191 b can locally supply the gas 180 toward the lens final surface 138. Further, the side wall 156b of the gas recovery port is inclined so that the tip is widened. With such a configuration, the gas 180 supplied to the lens final surface 138 can be efficiently recovered.

本実施例の洗浄ステーション190bの配置は、液体170に起因する付着物だけでなく、被露光基板150上に形成されたレジストに起因する付着物の除去にも効果的である。レジストに起因する付着物は、露光光の照射領域外にも付着する。このため、レンズ最終面138の照射領域外にも気体を吹き付ける本実施例の構成によれば、レジストに起因する付着物を効果的に除去することができる。     The arrangement of the cleaning station 190b of this embodiment is effective not only for removing deposits caused by the liquid 170 but also for removing deposits caused by the resist formed on the substrate to be exposed 150. Deposits resulting from the resist also adhere outside the exposure light irradiation area. For this reason, according to the structure of the present embodiment in which gas is blown also outside the irradiation region of the lens final surface 138, the deposits caused by the resist can be effectively removed.

洗浄ステーション190b上に液浸領域を移動した後、気体供給口191bから気体180をレンズ最終面138に吹き付け、吹き付けた気体180を気体回収口192bから回収する。実際に、この吹き付け動作を2分以上実施することにより、レンズ最終面138から液体170を除去することができた。ただし、これに限定されるものではなく、他の条件に応じて吹き付け時間を変更することができる。     After the immersion area is moved onto the cleaning station 190b, the gas 180 is sprayed from the gas supply port 191b to the lens final surface 138, and the sprayed gas 180 is recovered from the gas recovery port 192b. Actually, the liquid 170 could be removed from the final lens surface 138 by performing this spraying operation for 2 minutes or more. However, it is not limited to this, and spraying time can be changed according to other conditions.

レンズ最終面138から液体170を除去した後、低圧水銀灯をレンズ最終面138に照射する。低圧水銀灯は、レンズ下面から照射できるように配置してもよいし、投影光学系130を介して照射できるように配置してもよい。気体供給口191bから供給する気体180が酸素や水を含み、かつ、低圧水銀灯を照射することにより、式(5)〜式(8)に表されるように反応が進む。その結果、投影光学系のレンズ最終面138に付着していた液体170に起因する酸化物を、一酸化炭素や二酸化炭素等に分解し除去することができる。     After the liquid 170 is removed from the lens final surface 138, the lens final surface 138 is irradiated with a low-pressure mercury lamp. The low-pressure mercury lamp may be arranged so that it can be irradiated from the lower surface of the lens, or may be arranged so that it can be irradiated via the projection optical system 130. When the gas 180 supplied from the gas supply port 191b contains oxygen and water and is irradiated with a low-pressure mercury lamp, the reaction proceeds as expressed in the equations (5) to (8). As a result, the oxide resulting from the liquid 170 adhering to the lens final surface 138 of the projection optical system can be decomposed and removed into carbon monoxide, carbon dioxide, or the like.

実際に、気体供給口191bから供給する気体中の酸素濃度を21wt%、低圧水銀灯の照射時間を60分とすることにより、レンズ最終面138の付着物は除去された。このとき、ファイバスコープによるレンズ最終面138の観察では、付着物は観察されなかった。また、被露光基板を露光しても、露光ムラによる露光異常は検出されなかった。ただし、気体180の酸素濃度や低圧水銀灯の照射時間は適宜変更することが可能である。     Actually, the deposit on the lens final surface 138 was removed by setting the oxygen concentration in the gas supplied from the gas supply port 191b to 21 wt% and the irradiation time of the low-pressure mercury lamp to 60 minutes. At this time, in the observation of the lens final surface 138 with a fiberscope, no deposit was observed. Further, even when the substrate to be exposed was exposed, no exposure abnormality due to exposure unevenness was detected. However, the oxygen concentration of the gas 180 and the irradiation time of the low-pressure mercury lamp can be appropriately changed.

また、本実施例における洗浄時の動作は、気体の供給と回収とをそれぞれ気体供給口191bと気体回収口192bとが用いられる点、及び、紫外線198として低圧水銀灯を用いる点を除いて、図3を参照して実施例1で説明した内容と同様である。     Further, the operation at the time of cleaning in this embodiment is the same as that shown in FIG. 3 except that the gas supply port 191b and the gas recovery port 192b are used for supplying and recovering the gas, respectively, and the low-pressure mercury lamp is used as the ultraviolet ray 198. 3 is the same as that described in the first embodiment.

以上のとおり、本実施例の液浸露光装置を用いて、定期的に投影光学系のレンズ最終面138を洗浄することにより、付着物が露光性能を阻害する前に、付着物を効果的に除去することができる。結果として、安定した露光性能を維持することができる。     As described above, by periodically cleaning the lens final surface 138 of the projection optical system using the immersion exposure apparatus of the present embodiment, the deposit is effectively removed before the deposit impedes the exposure performance. Can be removed. As a result, stable exposure performance can be maintained.

なお、本実施例では、例えば1日に1回、低圧水銀灯を20分照射する定期的な洗浄が行われる。ただしこれに限定されるものではなく、一枚又は複数枚の被露光基板の露光毎に洗浄を行うように設定することもできる。本実施例の露光装置によれば、液浸領域を保持状態でレンズ最終面138を洗浄することができるため、洗浄工程に伴う装置のダウンタイムが短くなり、生産性の低下を軽減することが可能である。     In this embodiment, for example, periodic cleaning is performed once a day by irradiating a low-pressure mercury lamp for 20 minutes. However, the present invention is not limited to this, and it may be set so that cleaning is performed for each exposure of one or a plurality of exposed substrates. According to the exposure apparatus of the present embodiment, since the lens final surface 138 can be cleaned while the immersion area is held, the apparatus downtime associated with the cleaning process is shortened, and the reduction in productivity can be reduced. Is possible.

デバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板(ウエハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより製造される。     A device (semiconductor integrated circuit element, liquid crystal display element, etc.) includes a step of exposing a substrate (wafer, glass plate, etc.) coated with a photosensitive agent using the exposure apparatus of any one of the embodiments described above, and the substrate It is manufactured by undergoing a development step and other known steps.

上記各実施例によれば、液浸領域を形成したまま、投影光学系のレンズ最終面の洗浄を実施することが可能である。その結果、洗浄工程の時間を短縮することができ、高屈折率液を使いながらも高い稼働率を有する液浸露光装置を提供することができる。     According to each of the above embodiments, the final lens surface of the projection optical system can be cleaned while the liquid immersion area is formed. As a result, it is possible to shorten the time of the cleaning process, and it is possible to provide an immersion exposure apparatus having a high operation rate while using a high refractive index liquid.

したがって、上記各実施例によれば、洗浄工程の導入に伴う稼働率の低下を抑制し、安定した光学特性の維持が可能な露光装置を提供することができる。また、そのような露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することができる。     Therefore, according to each of the above-described embodiments, it is possible to provide an exposure apparatus that can suppress a reduction in operating rate accompanying the introduction of a cleaning process and can maintain stable optical characteristics. In addition, a device manufacturing method using such an exposure apparatus can be provided.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。     The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

本実施例における液浸露光装置の模式図である。It is a schematic diagram of the immersion exposure apparatus in a present Example. 実施例1における液浸露光装置の部分的な模式図である。1 is a partial schematic diagram of an immersion exposure apparatus in Embodiment 1. FIG. 実施例1における洗浄方法の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the cleaning method in Embodiment 1. 実施例2における液浸露光装置の部分的な模式図である。5 is a partial schematic diagram of an immersion exposure apparatus in Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100:照明装置
101:レーザー
102:ビーム整形光学系
120:レチクル
122:レチクルステージ
130:投影光学系
135:投影光学系の筐体
150:被露光基板
152:被露光基板ステージ
155:側壁
156、156a、156b、156c:気体回収口の側壁
157:第一の平面
158:第二の平面
159a、159b:気体供給口の側壁
160:ステージ駆動部
170:液体
171:液体回収口
172:液体供給ライン
173:液体回収ライン
175:液体供給口
180:気体
190、190a、190b:洗浄ステーション(気体供給手段)
191、191a、191b:気体供給口
192、192a、192b:気体回収口
194:気体供給ライン
196:気体回収ライン
198:紫外線
200:液浸露光装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Illuminating device 101: Laser 102: Beam shaping optical system 120: Reticle 122: Reticle stage 130: Projection optical system 135: Projection optical system housing 150: Exposed substrate 152: Exposed substrate stage 155: Side walls 156, 156a 156b, 156c: gas recovery port side wall 157: first plane 158: second plane 159a, 159b: gas supply port side wall 160: stage drive unit 170: liquid 171: liquid recovery port 172: liquid supply line 173 : Liquid recovery line 175: Liquid supply port 180: Gas 190, 190a, 190b: Cleaning station (gas supply means)
191, 191 a, 191 b: gas supply port 192, 192 a, 192 b: gas recovery port 194: gas supply line 196: gas recovery line 198: ultraviolet ray 200: immersion exposure apparatus

Claims (6)

投影光学系と基板の少なくとも一部との間に液体を満たし、該液体を介して該基板を露光する露光装置であって、
前記投影光学系の最終面と前記最終面に対向するステージとの間に前記液体を供給する液体供給手段と、
前記液体供給手段により前記液体が供給された状態で、前記投影光学系の最終面と前記ステージとの間に気体を供給する気体供給手段と、
前記投影光学系の最終面と前記ステージとの間に前記気体が供給されている間、前記投影光学系の最終面に紫外線を照射する照射手段とを有し、
前記気体供給手段は、前記ステージに設けられ、前記気体を供給する気体供給口と、該気体供給口から供給された該気体を回収する気体回収口とを有することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that fills a liquid between a projection optical system and at least a part of a substrate and exposes the substrate through the liquid,
Liquid supply means for supplying the liquid between a final surface of the projection optical system and a stage facing the final surface;
A gas supply means for supplying a gas between the final surface of the projection optical system and the stage in a state where the liquid is supplied by the liquid supply means;
Irradiation means for irradiating the final surface of the projection optical system with ultraviolet rays while the gas is supplied between the final surface of the projection optical system and the stage,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit includes a gas supply port that supplies the gas and a gas recovery port that recovers the gas supplied from the gas supply port.
前記気体は、1wt%以上の酸素を含むことを特徴とする請求項1記載の露光装置。     The exposure apparatus according to claim 1, wherein the gas contains 1 wt% or more of oxygen. 前記気体は、温度23℃、1気圧において、相対湿度が10%以上であることを特徴とする請求項1記載の露光装置。     2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the gas has a relative humidity of 10% or more at a temperature of 23 [deg.] C. and 1 atm. 前記紫外線は露光光であ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。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the ultraviolet light is exposure light. 前記液体は炭化水素化合物であ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。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the liquid is a hydrocarbon compound. 請求項1乃至5のいずれか一に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 5;
And developing the exposed substrate. A device manufacturing method comprising:
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