JP2009283485A - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
同面板の表面に液体が残留しない露光装置を提供する。
【解決手段】
投影光学系３０と被処理体４０の少なくとも一部との間に第１の液体Ｌ１を満たし、第１の液体Ｌ１を介して被処理体４０を露光する露光装置１であって、光源部１２からの光でレチクル２０を照明する照明光学系１４と、レチクル２０のパターンを被処理体４０に投影する投影光学系３０と、被処理体４０を保持して移動可能なウエハステージ４５と、ウエハステージ４５に設けられた同面板５０とを有し、同面板５０は多孔質体で構成され、露光装置１は、第１の液体Ｌ１とは混合しない第２の液体Ｌ２を同面板５０に含浸させて被処理体４０を露光する。
【選択図】図２

Description

本発明は、投影光学系の最終面と基板との間に満たされた液体を介して基板を露光する露光装置、及び、その露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。

従来から、フォトリソグラフィー（焼き付け）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には、縮小投影露光装置が用いられている。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を投影光学系によって基板（ウエハ等）に投影して回路パターンを転写する。

縮小投影露光装置で転写可能な最小の寸法（解像度）は、露光に用いられ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。従って、露光光の波長を短くし、また、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。近年の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）と用いられる紫外線の波長は短くなってきた。

このような中で、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、投影光学系の最終面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）ことで露光光の実効波長を短波長化し、投影光学系のＮＡを見掛け上大きくして解像度の向上を図るものである。投影光学系のＮＡは、媒質の屈折率をｎとすると、ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθで表される。このため、空気の屈折率より高い屈折率（ｎ＞１）の媒質を用いることにより、ＮＡを屈折率ｎまで大きくすることができる。

また、屈折率ｎが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続技術として、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（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−００４９６４号公報 特開２００６−３１３９０５号公報 特開２００５−１０１４８８号公報

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る以下のような課題を有する。

投影光学系とウエハ面とで挟まれた空間だけに液体を充填させるローカルフィル方式では、ウエハをウエハ周囲に配置されたウエハと同じ高さに設けられる同面板と共に移動させながら露光すると、同面板表面に液体が残留する。このため、ウエハ端部のショットを露光する際、気泡や乱流が発生してしまう。

純水を用いた液浸露光装置では、液体が同面板の表面に残留しないように、同面板の表面に撥水性の膜をコーティングするか、又は、同面板自体を撥水性の部材で構成し、同面板の表面に純水が残留しないようにする。しかし、高屈折率液体は、純水と比べて表面張力が極めて小さい。このため、高屈折率液体に対しては撥液性を示す膜がなく、同面板の表面に高屈折率液体が残留してしまう。

この対策として、高屈折率液体を用いた液浸露光装置において、高屈折率液体とは混合しない液体を更に供給し、その液体の体積を用いて高屈折率液体を閉じ込める手段が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、同面板の表面に残留した液体を、多孔質体を用いて回収する手段が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

しかし、特許文献２に開示された方法では、ウエハステージが高速に移動する際、高屈折率液体とともに、高屈折率液体に混合しない液体が同時に回収される。このため、高屈折率液体が汚染されることになる。また、高屈折率液体に混合しない液体が飛散するという問題もある。

また、特許文献３に開示された方法では、多孔質体を用いて同面板の表面に残留した液体を回収する際、気化熱が生じ、同面板の温度を低下させる。このため、ウエハの位置調整等に支障が生じ、露光性能を劣化させるという問題がある。

そこで、本発明は、同面板の表面に液体が残留しない露光装置及びそれを用いたデバイス製造方法を提供する。

本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系と基板の少なくとも一部との間に第１の液体を満たし、該第１の液体を介して該基板を露光する露光装置であって、光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルのパターンを前記基板に投影する投影光学系と、前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、前記基板ステージに設けられた同面板とを有し、前記同面板は多孔質体で構成され、前記露光装置は、前記第１の液体とは混合しない第２の液体を前記同面板に含浸させて前記基板を露光する。

本発明の他の側面としてのデバイス製造方法は、前記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。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、投影光学系の最終面と基板との間隙に満たされた液浸液を介して基板に露光する露光装置において、同面板表面に液体が残留しない新規な技術を提供することができる。

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。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。

まず、本発明の実施例における露光装置の構成について説明する。図１は、本実施例における露光装置の構成を示す概略断面図である。

露光装置１は、投影光学系３０の最終光学素子３０ａの被処理体４０側にある面（最終面）と被処理体４０（基板又はウエハともいう。）との間隙に第１の液体Ｌ１を供給する。ここで、最終光学素子３０ａの光軸をＡＸとする。露光装置１は、レチクル２０に形成された回路パターン、投影光学系３０、及び、第１の液体Ｌ１を介して被処理体４０を露光する。このように、露光装置１は、投影光学系３０と被処理体４０の少なくとも一部との間に第１の液体Ｌ１を満たし、第１の液体Ｌ１を介して被処理体４０を露光する液浸露光装置である。

露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式、又は、ステップ・アンド・リピート方式により、被処理体４０を露光する。露光装置１は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適である。以下、本実施例では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）を一例として説明する。

ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対して、ウエハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウエハに露光するとともに、１ショットの露光終了後、ウエハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。また、「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウエハの一括露光ごとにウエハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。

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、被処理体４０を載置するウエハステージ４５、同面板５０（天板ともいう）、及び、第１の液体供給回収機構６０を有する。同面板５０は、被処理体４０が配置される領域の周囲の高さを、被処理体４０の表面位置を同じ高さにするために、ウエハステージ４５に設けられている。

また、露光装置１は、図示しない測距手段、及び、図示しない制御部を有する。測距手段は、レチクルステージ２５の位置及びウエハステージ４５の２次元的な位置を、参照ミラーやレーザー干渉計を介して、リアルタイムに測定する。制御部は、ＣＰＵやメモリを有し、露光装置１の動作（特に、レチクルステージ２５及びウエハステージ４５の駆動）を制御する。

照明装置１０は、光源部１２及び照明光学系１４を有し、転写用の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、例えば、光源として、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_２レーザー等を使用することができる。但し、レーザーの種類及び個数は限定されない。また、光源部１２に使用可能な光源は、レーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。

また、光源部１２にレーザーが使用される場合、ビーム整形光学系を使用することが好ましい。ビーム整形光学系は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えたビームエクスパンダを使用する。ビーム整形光学系は、レーザーからの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所定の値に変換する（例えば、断面形状を長方形から正方形にするなど）ことにより、ビーム形状を所定の形状に整形する。

照明光学系１４は、光源部１２からの光でレチクル２０を照明する光学系である。照明光学系１４は、例えば、集光光学系、オプティカルインテグレーター、開口絞り、集光レンズ、マスキングブレード、及び、結像レンズを含む。照明光学系１４は、従来の照明、輪帯照明、四重極照明などの様々な照明モードを実現できる。

集光光学系は、複数の光学素子から構成され、オプティカルインテグレーターに所定の形状で効率よく光を導入する。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズ、光学ロッド、回折格子、及び、各組が直交するように配置された複数の組のシリンドリカルレンズアレイ板などを含み、レチクル２０を照明する照明光を均一化する。

開口絞りは、投影光学系３０の瞳に形成される有効光源と略共役な位置に配置され、有効光源の形状を制御する。集光レンズは、オプティカルインテグレーターの射出面近傍の２次光源から射出し、開口絞りを透過した複数の光束を集光し、マスキングブレードを均一にケーラー照明する。

マスキングブレードは、複数の可動遮光板より構成され、投影光学系３０の有効面積に対応する略矩形の任意の開口形状を有する。マスキングブレードの開口部を透過した光束は、レチクル２０に照明する照明光として使用される。結像レンズは、マスキングブレードの開口形状をレチクル２０に投影する。

レチクル２０は、例えば石英製であり、その上には転写されるべきパターンが形成され、レチクルステージ２５により保持及び駆動される。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系３０により、被処理体４０上に投影される。レチクル２０と被処理体４０とは、光学的に共役の関係になるように配置される。

露光装置１はスキャナーであるため、レチクル２０と被処理体４０とを走査させることにより、レチクル２０のパターンを被処理体４０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる）の場合、レチクル２０と被処理体４０とを静止させた状態で露光を行う。

レチクルステージ２５は、レチクル２０を保持して図示しない移動機構により移動可能に構成されている。レチクルステージ２５及び投影光学系３０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される鏡筒定盤上に設けられる。レチクルステージ２５は、当業者にとって周知のいかなる構成をも適用することが可能である。移動機構は、リニアモータなどで構成され、ＸＹ方向にレチクルステージ２５を駆動することで、レチクル２０を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被処理体４０上に結像（投影）する機能を有する。投影光学系３０は、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の反射鏡とを有する反射屈折光学系、又は、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系などを使用することができる。

本実施例では、投影光学系３０は、被処理体４０に最も近い最終光学素子３０ａ（即ち、最も被処理体４０側に配置される光学素子）として、パワーを有する平凸レンズを有する。平凸レンズは、平坦な射出面（下側（被処理体４０側）の面）を有する。このため、走査時における第１の液体Ｌ１の乱流及びかかる乱流による第１の液体Ｌ１への気泡の混入を防止することができる。平凸レンズの射出面には、第１の液体Ｌ１から保護するために保護膜を形成してもよい。なお、本実施例において、投影光学系３０の最終光学素子は平凸レンズに限定されるものではなく、他のレンズを用いることもできる。

第１の液体Ｌ１としては、露光光の波長に対する透過率がよく、投影光学系３０の最終光学素子３０ａに汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングのよい液体（物質）が用いられる。第１の液体Ｌ１は、例えば、飽和炭化水素系の高屈折率液体（有機液体）であり、被処理体４０に塗布されたフォトレジストや露光光の波長に応じて選択することができる。投影光学系３０の最終光学素子３０ａには、第１の液体Ｌ１からの影響を保護するため、コーティングを施すこともできる。

被処理体４０は、本実施例ではウエハであるが、これに限定されるものではない。被処理体４０は、例えば、液晶基板などその他の被処理体を広く含む。この被処理体４０には、フォトレジストが塗布されている。

ウエハステージ４５（基板ステージ）は、図示しないウエハチャックを介して被処理体４０を保持し、図示しない移動機構により移動可能に構成されている。ウエハステージ４５は、当業者にとって周知のいかなる構成をも適用可能であり、６つの運動の自由度（例えば、直交座標系を構成するＸＹＺ軸にそれぞれ平行な並進駆動、ＸＹＺ軸それぞれを回転軸とする回転運動の計６自由度）を有することが好ましい。

例えば、ウエハステージ４５は、リニアモータを利用してＸＹＺ方向に被処理体４０を移動する。レチクル２０と被処理体４０とは、例えば、同期走査され、レチクルステージ２５の位置とウエハステージ４５の位置とは、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウエハステージ４５は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。

ウエハステージ４５に設けられた同面板５０（天板）は、図１に示されるように、被処理体４０の周囲に配置されている。被処理体４０の端部から露光を開始するには、被処理体４０の端部が露光領域（露光光が照射される領域）に到達する前に、投影光学系３０の最終光学素子３０ａの最終面（下面）の下に第１の液体Ｌ１を満たす必要がある。そこで、被処理体４０の外側に、被処理体４０の表面と略同一高さの表面を有する同面板５０を設けることにより、被処理体４０の外側の領域においても液膜（第１の液体Ｌ１）を形成することが可能となる。

同面板５０は、環状に配置されている。同面板５０を形成する材料としては、例えば、セラミックス、石英、ガラス、金属等で、多孔質構造を有するもの（多孔質体）が用いられる。また、多孔質体であるスポンジ、又は、メッシュ状のシートを重ね合わせて形成した多孔質体が用いられる。このように、本実施例の同面板５０は、多孔質体で構成されている。

また、同面板５０の最内周部と最外周部には、第２の液体供給回収機構７０から供給された第２の液体Ｌ２の漏出を防止するため、漏出防止部５１が設けられている。漏出防止部５１としては、第２の液体Ｌ２が浸透しない材料、例えば、セラミックス、石英、ガラス、金属等の緻密構造を有するものが用いられる。

第２の液体Ｌ２は、第１の液体Ｌ１とは混合しない性質を有する。第１の液体Ｌ１が有機液体である場合、第２の液体Ｌ２としては、例えば、超純水、純水、イオン水などの水が用いられる。ただし、第１の液体Ｌ１と第２の液体Ｌ２との組み合わせはこれに限定されるものではない。第１の液体Ｌ１と第２の液体Ｌ２とが実質的に混合しない性質あれば、他の液体の組み合わせであってもよい。

第１の液体供給回収機構６０は、液体供給ノズル６１を介して、投影光学系３０の最終光学素子３０ａと被処理体４０との間に第１の液体Ｌ１を供給する。また、第１の液体供給回収機構６０は、液体回収ノズル６２を介して、投影光学系３０の最終光学素子３０ａと被処理体４０の間に供給された第１の液体Ｌ１を回収する。

第１の液体供給回収機構６０は、被処理体４０の表面（上面）を含むウエハステージ４５の表面（上面）を部分的に液浸させるローカルフィル方式を採用する。第１の液体Ｌ１の周囲は、図示しないエアカーテンによってシールされてもよい。

第１の液体供給回収機構６０は、回収した第１の液体Ｌ１の純度を向上させる精製機構、及び、第１の液体Ｌ１の溶存酸素を除去する脱気機構（いずれも不図示）を有する。また、第１の液体供給回収機構６０は、第１の液体Ｌ１を移送するためのポンプ、及び、第１の液体Ｌ１の移送量を制御するための流量制御部（いずれも不図示）を有する。さらに、第１の液体供給回収機構６０は、第１の液体Ｌ１を温度調整するための温度調整部、及び、新しい液体と回収した後に精製した液体とを混合する混合機構（いずれも不図示）を有する。

第２の液体供給回収機構７０は、第１の液体供給口７１を介して、同面板５０に第２の液体Ｌ２を供給する液体供給部を備える。また、第２の液体供給回収機構７０は、第１の液体回収口７２を介して、同面板５０に供給された第２の液体Ｌ２を回収する液体回収部を備える。第２の液体供給回収機構７０は、液体Ｌ２を移送するためのポンプ、第２の液体Ｌ２の移送量を制御するための流量制御部、及び、第２の液体Ｌ２の温度調整のための温度調整部（いずれも不図示）を有する。温度調整部により温度調整された第２の液体Ｌ２は、第２の液体供給回収機構７０に含まれる液体供給部により同面板５０に供給される。

また、本実施例の液浸露光装置は、第１の液体Ｌ１として超純水などの水を用いることもできる。第１の液体Ｌ１として水を用いる場合、第２の液体Ｌ２としては、水とは混合しない液体、例えば飽和炭化水素系の高屈折率液体、油系の液体など（有機液体）が用いられる。

第１の液体Ｌ１として水を用いる場合、第１の液体供給回収機構６０は、第１の液体Ｌ１の溶存酸素を除去する脱気機構（不図示）を有する。さらに、第１の液体供給回収機構６０は、第１の液体Ｌ１を移送するためのポンプ、第１の液体Ｌ１の移送量を制御するための流量制御部、及び、第１の液体Ｌ１の温度調整のための温度調整部を有する。

第２の液体Ｌ２として有機液体を用いる場合、第２の液体供給回収機構７０は、回収した第２の液体Ｌ２の純度を向上させる精製機構、及び、第２の液体Ｌ２の溶存酸素を除去する脱気機構（いずれも不図示）を有する。また、第２の液体供給回収機構７０は、第２の液体Ｌ２を移送するためのポンプ、及び、第２の液体Ｌ２の移送量を制御するための流量制御部（いずれも不図示）を有する。さらに、第２の液体供給回収機構７０は、第２の液体Ｌ２を温度調整するための温度調整部、及び、新しい液体と回収した後に精製した液体とを混合する混合機構（いずれも不図示）を有する。

以下、同面板の表面における液体残りを低減するための構造について、詳細に説明する。

まず、本発明の実施例１について説明する。

実施例１における露光装置は、第１の液体Ｌ１として有機液体（高屈折率液体）を用い、第２の液体Ｌ２として水を用いた液浸露光装置であって、同面板５０の表面における液体残りを低減するように構成されたものである。また、実施例１における露光装置は、光源部１２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。

図２は、本実施例の露光装置における主要部の拡大図である。

図２に示されるように、第１の液体供給回収機構６０は、投影光学系３０の最終光学素子３０ａの最終面と被処理体４０との間隙に第１の液体Ｌ１を供給し、供給された第１の液体Ｌ１を回収する。また、第２の液体供給回収機構７０は、多孔質体で構成された同面板５０に第２の液体Ｌ２を供給し、供給された第２の液体Ｌ２を回収する。

本実施例では、第１の液体Ｌ１として、屈折率ｎ＝１．６４を有する飽和炭化水素系の高屈折率液体（有機液体）が用いられる。ただし、有機液体はこれに限定されるものではなく、他の有機液体を用いてもよい。また、第１液体Ｌ１（有機液体）と混合しない第２の液体Ｌ２として、水（超純水）が用いられる。本実施例の露光装置１は、第１の液体Ｌ１とは混合しない第２の液体Ｌ２を同面板５０に含浸させて被処理体４０を露光する。

図２に示される第１の液体供給回収機構６０は、投影光学系３０の最終光学素子３０ａの最終面と被処理体４０との間隙に、液体供給ノズル６１を介して第１の液体Ｌ１を供給し、第１の液体Ｌ１の液膜を形成する。また、第１の液体供給回収機構６０は、液体回収ノズル６２を介して第１の液体Ｌ１を回収し、精製機構、脱気機構、及び、温度調整部（いずれも不図示）を介して循環させる。

第２の液体供給回収機構７０は、第１の液体供給口７１を介して同面板５０に第２の液体Ｌ２を供給し、同面板５０を第２の液体Ｌ２で含浸させる。また、第２の液体供給回収機構７０は、第１の液体回収口７２を介して第２の液体Ｌ２を回収する。本実施例では、第２の液体Ｌ２は水であるため、工業排水として排水してもよいし、又は、第２の液体Ｌ２として利用した水を循環させて再利用してもよい。

同面板５０に温度変化が生じると、被処理体４０の位置調整等に支障が生じ、露光性能を劣化させる。また、第２の液体Ｌ２を含浸させた同面板５０は、第１の液体Ｌ１に接液するため、第１の液体Ｌ１の温度を変化させる可能性がある。このため、同面板５０には、第１の液体Ｌ１と同じ温度に温度調整された第２の液体Ｌ２を供給することが好ましい。第２の液体Ｌ２の温度調整は、第２の液体供給回収機構７０に設けられた温度調整部で行われる。

図３は、本実施例における露光装置の被処理体、同面板、及び、液体漏出防止部の位置関係を示す平面図である。図３に示されるように、同面板５０の最内周部と最外周部には、第２の液体Ｌ２の漏出防止部５１が設けられている。

本実施例では、同面板５０の材料として、セラミックスの多孔質体が用いられ、また、漏出防止部５１の材料として、セラミックスの緻密体が用いられている。また、同面板５０は、第２の液体Ｌ２を含浸させやすくするため、第２の液体Ｌ２に対して親液性を示すように処理されることが好ましい。

第１の液体Ｌ１（有機液体）は、水と比べて表面張力が極めて小さい。このため、第１の液体Ｌ１に対して撥液性を示す材料がなく、従来構造では、同面板５０の表面に第１の液体Ｌ１が残留してしまう。そこで本実施例では、第１の液体Ｌ１と第２の液体Ｌ２とが混合しないという性質を利用する。本実施例では、多孔質体で構成された同面板５０を用い、この同面板５０に第２の液体Ｌ２を含浸させる。このような構成により、同面板５０の表面に第１の液体Ｌ１を残留させることなく露光を行うことができる。

図４は、本実施例の露光装置における主要部の拡大図である。また、図５は、本実施例における露光装置の液体供給口及び液体回収口の位置を示す平面図である。

ウエハステージ４５が高速に移動する際、ウエハステージ４５の加速度により、同面板５０に含浸させた第２の液体Ｌ２が、ウエハステージ４５の進行方向に偏ることがある。第２の液体Ｌ２がウエハステージ４５の進行方向に偏ると、第２の液体Ｌ２が飛散し、又は、ウエハステージ４５の進行方向とは反対側において、同面板５０に含浸させた第２の液体Ｌ２が不足する。このように、ウエハステージ４５を移動させるとき、同面板５０全体に均一に第２の液体Ｌ２を含浸させることができなくなることがある。

このため、図４及び図５に示されるように、第１の液体供給口７１に加えて、ステップ方向及びスキャン方向に対応した位置に、第２の液体Ｌ２を供給する第２の液体供給口７３と第２の液体Ｌ２を回収する第２の液体回収口７４を対で配置する。第２の液体供給口７３と第２の液体回収口７４の流路にはバルブ８０が配置され、図示しない制御機構によってバルブの開閉を制御する。

図６は、本実施例の露光装置において、ウエハステージ４５の移動時における第２の液体Ｌ２の供給及び回収動作を説明する図である。

図６に示されるように、第２の液体供給回収機構７０は、ウエハステージ４５の移動方向に従って、バルブ８０を用いて、第２の液体Ｌ２の供給と回収とを切り替える。バルブ８０の切り替えは、不図示の制御部により行われる。

例えば、図６に示されるように、ウエハステージ４５が左から右へ移動するとき、同面板５０に含浸された第２の液体Ｌ２は、ウエハステージ４５の移動方向である同面板５０の右側に偏り、反対側の同面板５０の左側で不足する。このため、第２の液体Ｌ２の飛散防止のために、同面板５０の右側から第２の液体Ｌ２を回収し、余剰となった第２の液体Ｌ２を回収する必要がある。また、同面板５０の左側から第２の液体Ｌ２を供給して、同面板５０の左側領域に含浸される第２の液体Ｌ２の量を増加させる必要がある。

そこで、本実施例では、同面板５０の左側に配置された第２の液体供給口７３から第２の液体Ｌ２を供給する。このとき、対に配置されている第２の液体回収口７４からは、第２の液体Ｌ２が回収されないように、バルブ８０を閉じる。

一方、同面板５０の移動方向である右側に配置された第２の液体回収口７４から、同面板５０の右側に偏った第２の液体Ｌ２を回収する。このとき、対に配置されている第２の液体回収口７４からは、第２の液体Ｌ２が供給されないように、バルブ８０を閉じる。

これにより、ウエハステージ４５が移動しても、同面板５０の全体に均一に第２の液体Ｌ２を含浸させることが可能となる。

なお、第２の液体供給口７３及び第２の液体回収口７４は、例えば、露光装置１のステップ方向又はスキャン方向に配置される。ただし、これらの配置場所はステップ方向又はスキャン方向に限定されるものではなく、ウエハステージ４５の移動方向である他の方向に配置してもよい。また、第２の液体供給口７３及び第２の液体回収口７４をウエハステージ４５の移動方向の全てに配置することも可能である。

次に、本発明の実施例２について説明する。

実施例２における露光装置は、第１の液体Ｌ１として水（純水）を用い、第２の液体Ｌ２として有機液体（高屈折率液体）を用いた液浸露光装置であって、同面板５０の表面における液体残りを低減するように構成されたものである。また、実施例２における露光装置は、実施例１と同様に、光源部１２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。

図７は、本実施例露光装置における主要部の拡大図である。

図７に示されるように、第１の液体供給回収機構６０は、投影光学系３０の最終光学素子３０ａの最終面と被処理体４０との間隙に第１の液体Ｌ１を供給し、供給された第１の液体Ｌ１を回収する。また、第２の液体供給回収機構７０は、同面板５０に第２の液体Ｌ２を供給し、供給した第２の液体Ｌ２を回収する。

本実施例では、前述のとおり、第１の液体Ｌ１として、水（純水、又は、超純水）が用いられ、第１の液体Ｌ１と混合しない第２の液体Ｌ２として、飽和炭化水素系の高屈折率液体（有機液体）が用いられる。本実施例の露光装置１は、第１の液体Ｌ１とは混合しない第２の液体Ｌ２を同面板５０に含浸させて被処理体４０を露光する。

図７に示される第１の液体供給回収機構６０は、投影光学系３０の最終光学素子３０ａの最終面と被処理体４０との間隙に、脱気機構及び温度調整部（いずれも不図示）を介して、液体供給ノズル６１によって第１の液体Ｌ１を供給する。また、第１の液体供給回収機構６０は、液体回収ノズル６２を介して、供給した第１の液体Ｌ１を回収する。

また、第２の液体供給回収機構７０は、同面板５０に第１の液体供給口７１を介して第２の液体Ｌ２を供給し、第２の液体Ｌ２を同面板５０に含浸させる。また、第１の液体回収口７２を介して第２の液体Ｌ２を回収し、精製機構、脱気装置及び温度調整部（いずれも不図示）を介して第２の液体Ｌ２を循環させる。

実施例２の露光装置は、実施例１における第１の液体Ｌ１と第２の液体Ｌ２を入れ替えたものであり、露光装置の構成は、実施例１と略同一である。実施例１と異なる点は、第１の液体供給回収機構６０は、第１の液体Ｌ１が水（超純水）であるため、第１の液体Ｌ１を循環させることなく、工業排水として排水することができるという点である。一方、第２の液体供給回収機構７０は、第２の液体Ｌ２が高屈折率液体（有機液体）であるため、精製機構、脱気機構及び温度調整部（いずれも不図示）を介して第２の液体Ｌ２を循環させるという点で、実施例１とは異なる。

また、同面板５０の温度が変化すると、被処理体４０の位置調整等に支障が生じ、露光性能を劣化させる。また、第２の液体Ｌ２を含浸させた同面板５０は、第１の液体Ｌ１に接液するため、第１の液体Ｌ１の温度を変化させるおそれがある。このため、同面板５０には、第１の液体Ｌ１と同じ温度に温度調整された第２の液体Ｌ２を供給することが好ましい。第２の液体Ｌ２は、不図示の温度調整部により第１の液体Ｌ１と同じ温度に温度調整される。

図８は、本実施例における露光装置の被処理体、同面板、及び、液体漏出防止部の位置関係を示す平面図である。図８に示されるように、同面板５０の最内周部と最外周部には、第２の液体Ｌ２の漏出防止部５１が設けられている。

本実施例では、同面板５０の材料として、セラミックスの多孔質体、漏出防止部５１の部材として、セラミックスの緻密体が用いられる。また、同面板５０は、第２の液体Ｌ２を含浸させやすくするため、第２の液体Ｌ２に対して親液性を示すように処理されることが好ましい。

従来から、液浸液として純水を用いた液浸露光装置では、同面板５０の表面にフッ素系材料などの撥水性を示す材料をコーティングし、同面板５０の表面に液体（純水）が残らないように構成されている。しかし、ウエハ端部を露光する際、同面板５０の表面にも露光光が照射される。特にフッ素系材料は、露光光の照射によって劣化しやすく、同面板５０の撥水性を維持できる期間はわずかな期間である。従って、フッ素系材料をコーティングした同面板５０は、短期間で交換する必要があり、露光装置の生産性を低下させていた。

これに対し、実施例２では、第１の液体Ｌ１と第２の液体Ｌ２が実質的に混合しない性質を利用し、また、多孔質体の同面板５０に第２の液体Ｌ２を含浸させる。これにより、本実施例では、同面板５０の表面に第１の液体Ｌ１が残留することなく露光を行うことができる。

また、同面板５０には、第２の液体供給回収機構７０から常に新しい第２の液体Ｌ２が供給されている。このため、同面板５０は露光光の照射によっても劣化せず、長期間にわたって使用可能となり、露光装置の生産性を向上させることができる。

図９は、本実施例の露光装置における主要部の拡大図である。また、図１０は、本実施例における露光装置の液体供給口及び液体回収口の位置を示す平面図である。

ウエハステージ４５が高速で移動する際、ウエハステージ４５の加速度により、同面板５０に含浸させた第２の液体Ｌ２がウエハステージ４５の進行方向に偏ることがある。このとき、第２の液体Ｌ２が飛散し、また、ウエハステージ４５の進行方向とは反対側において第２の液体Ｌ２が不足し、同面板５０に均一に第２の液体Ｌ２を含浸させることができなくなる場合がある。

このため、図９及び図１０に示されるように、第１の液体供給口７１に加えて、ステップ方向又はスキャン方向に対応した第２の液体Ｌ２を供給する第２の液体供給口７３、及び、第２の液体Ｌ２を回収する第２の液体回収口７４を対で配置する。第２の液体供給口７３及び第２の液体回収口７４の流路にはバルブ８０が配置される。バルブ８０は、図示しない制御機構によって開閉制御される。

図１１は、本実施例の露光装置において、ウエハステージ４５の移動時における第２の液体Ｌ２の供給動作及び回収動作を説明する図である。

図１１に示されるように、第２の液体供給回収機構７０は、ウエハステージ４５の移動方向に従って、バルブ８０を用いて、第２の液体Ｌ２の供給動作と回収動作とを切り替える。バルブ８０の切り替えは、不図示の制御部により行われる。これにより、ウエハステージ４５が移動しても、同面板５０の全体に均一に第２の液体Ｌ２を含浸させることが可能となる。具体的には、バルブ８０を切り替える制御部は、実施例１と同様の動作を行う。

なお、第２の液体供給口７３及び第２の液体回収口７４は、例えば、露光装置１のステップ方向又はスキャン方向に配置される。ただし、これらの配置場所はステップ方向又はスキャン方向に限定されるものではなく、ウエハステージ４５の移動方向である他の方向に配置してもよい。また、第２の液体供給口７３及び第２の液体回収口７４をウエハステージ４５の移動方向の全てに配置することも可能である。

露光の際には、光源部１２から発せされた光束は、照明光学系１４によりレチクル２０を、例えばケーラー照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系３０により、第１の液体Ｌ１を介して被処理体４０に結像される。第１の液体Ｌ１に対しては、上述のとおり、光学性能に影響を与えるパーティクルの混入及び発生が抑制されており、配線構造の断線や部分的な低コントラストの発生が防止される。従って、上記各実施例の露光装置１は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。

デバイスは、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。

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。

本発明の実施例における露光装置の構成を示す概略断面図である。 実施例１における露光装置の主要部の拡大図である。 実施例１における露光装置の被処理体、同面板、及び、液体漏出防止部の位置関係を示す平面図である。 実施例１における露光装置の主要部の拡大図である。 実施例１における露光装置の液体供給口及び液体回収口の位置を示す平面図である。 実施例１の露光装置において、ウエハステージの移動時における第２の液体の供給及び回収動作の説明図である。 実施例２における露光装置の主要部の拡大図である。 実施例２における露光装置の被処理体、同面板、及び、液体漏出防止部の位置関係を示す平面図である。 実施例２における露光装置の主要部の拡大図である。 実施例２における露光装置の液体供給口及び液体回収口の位置を示す平面図である。 実施例２の露光装置において、ウエハステージの移動時における第２の液体の供給及び回収動作の説明図である。

符号の説明

１ 露光装置
２０ レチクル
２５ レチクルステージ
３０ 投影光学系
３０ａ 最終光学素子
４０ 被処理体
４５ ウエハステージ
５０ 同面板
５１ 漏出防止部
６０ 第１の液体供給回収機構
６１ 液体供給ノズル
６２ 液体回収ノズル
７０ 第２の液体供給回収機構
７１ 第１の液体供給口
７２ 第１の液体回収口
７３ 第２の液体供給口
７４ 第２の液体回収口
８０ バルブ
Ｌ１ 第１の液体
Ｌ２ 第２の液体

Claims (6)

1. 投影光学系と基板の少なくとも一部との間に第１の液体を満たし、該第１の液体を介して該基板を露光する露光装置であって、
   光源からの光でレチクルを照明する照明光学系と、
   前記レチクルのパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
   前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
   前記基板ステージに設けられた同面板とを有し、
   前記同面板は、多孔質体で構成され、
   前記露光装置は、前記第１の液体とは混合しない第２の液体を前記同面板に含浸させて前記基板を露光することを特徴とする露光装置。
2. 前記第１の液体は有機液体であり、前記第２の液体は水であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記第１の液体は水であり、前記第２の液体は有機液体であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
4. さらに、前記第２の液体の温度調整を行う温度調整部と、
   前記温度調整部により温度調整された前記第２の液体を前記同面板に供給する液体供給部とを有す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. さらに、前記同面板に供給された前記第２の液体を回収する液体回収部と、
   前記基板ステージの移動方向に従って、前記液体供給部による前記第２の液体の供給動作、及び、前記液体回収部による該第２の液体の回収動作を切り替える制御部とを有することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
6. 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。