JP2011100863A - 液浸部材、液体回収システム、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑制できる液浸部材を提供する。
【解決手段】液浸部材は、物体に照射される露光光の光路が液体で満たされるように物体との間で液体を保持して液浸空間を形成する。液浸部材は、端部に回収口が配置され、回収口から回収される液体の少なくとも一部が流れる回収流路と、回収流路の少なくとも一部に配置され、液体中の異物を引き寄せる捕捉面と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、液浸部材、液体回収システム、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば下記特許文献に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が知られている。

米国特許出願公開第２００５／２５９２３４号明細書

液浸露光において、液体中に異物が存在すると、その異物が基板に付着してしまう可能性がある。基板に異物が付着した状態でその基板を露光してしまうと、例えば基板に形成されるパターンに欠陥が生じる等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる液浸部材、液体回収システム、露光装置、及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、物体に照射される露光光の光路が液体で満たされるように物体との間で液体を保持して液浸空間を形成する液浸部材であって、端部に回収口が配置され、回収口から回収される液体の少なくとも一部が流れる回収流路と、回収流路の少なくとも一部に配置され、液体中の異物を引き寄せる捕捉面と、を備える液浸部材が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置に使用される液体回収システムであって、端部に回収口が配置され、回収口から回収される液体の少なくとも一部が流れる回収流路と、回収流路の少なくとも一部に配置され、液体中の異物を引き寄せる捕捉面と、を備える液体回収システムが提供される。

本発明の第３の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、第１の態様の液浸部材を備える露光装置が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、第２の態様の液体回収システムを備える露光装置が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、第３、第４の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデイバス製造方法が提供される。

本発明の第６の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、光学部材の射出面と基板の表面との間の露光光の光路が液体で満たされるように液浸空間を形成することと、液浸空間の液体を介して射出面からの露光光で基板を露光することと、回収流路の端部に配置された回収口から基板上の液体の少なくとも一部を回収することと、回収流路の少なくとも一部に配置された捕捉面で、回収流路を流れる液体中の異物を引き寄せることと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第７の態様に従えば、第６の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係る液浸部材の一例を示す側断面図である。 第１実施形態に係る液浸部材の一例を示す側断面図である。 第２実施形態に係る液浸部材の一例を示す側断面図である。 第３実施形態に係る液体回収システムの一例を示す側断面図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、液体ＬＱを介して露光光ＥＬで基板Ｐを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。液浸空間は、液体で満たされた部分（空間、領域）である。基板Ｐは、液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して露光光ＥＬで露光される。本実施形態においては、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。

図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、基板Ｐに照射される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように基板Ｐとの間で液体ＬＱを保持して液浸空間ＬＳを形成する液浸部材３と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。

マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクＭは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクＭとして、反射型マスクを用いることもできる。

基板Ｐは、デバイスを製造するための基板である。基板Ｐは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。感光膜は、感光材（フォトレジスト）の膜である。また、基板Ｐが、感光膜に加えて別の膜を含んでもよい。例えば、基板Ｐが、反射防止膜を含んでもよいし、感光膜を保護する保護膜（トップコート膜）を含んでもよい。

照明系ＩＬは、所定の照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射する。照明領域ＩＲは、照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。照明系ＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとして、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。本実施形態においては、露光光ＥＬとして、紫外光（真空紫外光）であるＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。

マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲを含むベース部材５のガイド面５Ｇ上を移動可能である。マスクステージ１は、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような平面モータを含む駆動システムの作動により移動する。平面モータは、マスクステージ１に配置された可動子と、ベース部材５に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、マスクステージ１は、駆動システムの作動により、ガイド面５Ｇ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射する。投影領域ＰＲは、投影光学系ＰＬから射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの少なくとも一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面６を有する。射出面６は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子７に配置されている。投影領域ＰＲは、射出面６から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置を含む。本実施形態において、射出面６は、−Ｚ方向を向いており、ＸＹ平面と平行である。なお、−Ｚ方向を向いている射出面６は、凸面であってもよいし、凹面であってもよい。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材８のガイド面８Ｇ上を移動可能である。基板ステージ２は、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような平面モータを含む駆動システムの作動により移動する。平面モータは、基板ステージ２に配置された可動子と、ベース部材８に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、基板ステージ２は、駆動システムの作動により、ガイド面８Ｇ上において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

基板ステージ２は、基板Ｐをリリース可能に保持する基板保持部９を有する。基板保持部９は、基板Ｐの表面が＋Ｚ方向を向くように基板Ｐを保持する。本実施形態において、基板保持部９に保持された基板Ｐの表面と、その基板Ｐの周囲に配置される基板ステージ２の上面１０とは、同一平面内に配置される（面一である）。上面１０は、平坦である。本実施形態において、基板保持部９に保持された基板Ｐの表面、及び基板ステージ２の上面１０は、ＸＹ平面とほぼ平行である。

また、本実施形態において、基板ステージ２は、例えば米国特許出願公開第２００７／０１７７１２５号明細書、及び米国特許出願公開第２００８／００４９２０９号明細書等に開示されているような、プレート部材Ｔをリリース可能に保持するプレート部材保持部１１を有する。本実施形態において、基板ステージ２の上面１０は、プレート部材保持部１１に保持されたプレート部材Ｔの上面を含む。

なお、プレート部材Ｔがリリース可能でなくてもよい。その場合、プレート部材保持部１１は省略可能である。また、基板保持部９に保持された基板Ｐの表面と上面１０とが同一平面内に配置されてなくてもよいし、基板Ｐの表面及び上面１０の少なくとも一方がＸＹ平面と非平行でもよい。

本実施形態において、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置が、レーザ干渉計ユニット１２Ａ、１２Ｂを含む干渉計システム１２によって計測される。レーザ干渉計ユニット１２Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラーを用いてマスクステージ１の位置を計測可能である。レーザ干渉計ユニット１２Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラーを用いて基板ステージ２の位置を計測可能である。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置４は、干渉計システム１２の計測結果に基づいて、マスクステージ１（マスクＭ）及び基板ステージ２（基板Ｐ）の位置制御を実行する。

本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＹ軸方向とする。制御装置４は、基板Ｐを投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬと基板Ｐ上の液浸空間ＬＳの液体ＬＱとを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。

液浸部材３は、投影領域ＰＲに配置される物体との間で液体ＬＱを保持して、その物体に照射される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成する。本実施形態において、投影領域ＰＲに配置可能な物体は、基板ステージ２、及び基板ステージ２に保持された基板Ｐの少なくとも一方を含む。基板Ｐの露光において、液浸部材３は、基板Ｐに照射される露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように基板Ｐとの間で液体ＬＱを保持して液浸空間ＬＳを形成する。

本実施形態において、液浸部材３は、環状の部材である。液浸部材３の少なくとも一部は、終端光学素子７及び射出面６から射出される露光光ＥＬの光路の周囲に配置される。液浸空間ＬＳは、終端光学素子７と、投影領域ＰＲに配置される物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように形成される。

なお、液浸部材３は、環状の部材でなくてもよい。例えば液浸部材３が終端光学素子７及び射出面６から射出される露光光ＥＬの光路の周囲の一部に配置されていてもよい。

液浸部材３は、投影領域ＰＲに配置される物体の表面（上面）が対向可能な下面１３を有する。液浸部材３の下面１３は、物体の表面との間で液体ＬＱを保持することができる。一方側の射出面６及び下面１３と、他方側の物体の表面（上面）との間に液体ＬＱが保持されることによって、終端光学素子７と物体との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳが形成される。

本実施形態においては、基板Ｐに露光光ＥＬが照射されているとき、投影領域ＰＲを含む基板Ｐの表面の一部の領域が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧの少なくとも一部は、液浸部材３の下面１３と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

図２は、本実施形態に係る液浸部材３及び基板ステージ２の一例を示す側断面図、図３は、図２の一部を拡大した図である。図２及び図３を用いる以下の説明においては、投影領域ＰＲに基板Ｐが配置される場合を例にして説明するが、上述のように基板ステージ２（プレート部材Ｔ）を配置することもできる。

図２及び図３に示すように、液浸部材３は、射出面６が面する位置に開口１４を有する。射出面６から射出された露光光ＥＬは、開口１４を通過して基板Ｐに照射可能である。また、液浸部材３は、開口１４の周囲に配置され、基板Ｐの表面が対向可能な平坦面１５を有する。平坦面１５は、基板Ｐの表面との間で液体ＬＱを保持する。液浸部材３の下面１３の少なくとも一部は、平坦面１５を含む。

液浸部材３は、液体ＬＱを供給可能な供給口１６と、液体ＬＱを回収可能な回収口１７とを備えている。供給口１６は、基板Ｐの露光の少なくとも一部において、露光光ＥＬの光路に液体ＬＱを供給する。回収口１７は、基板Ｐの露光の少なくとも一部において、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する。供給口１６は、露光光ＥＬの光路の近傍において、その光路に面するように配置されている。回収口１７は、−Ｚ方向を向いている。基板Ｐの露光の少なくとも一部において、基板Ｐの表面は、回収口１７に面する。

液浸部材３は、回収口１７に接続される回収流路１８を備えている。回収流路１８の少なくとも一部は、液浸部材３の内部に形成されている。回収口１７は、回収流路１８の端部に配置された開口である。回収流路１８の一端に回収口１７が配置される。回収流路１８の他端は、回収管が形成する流路１９を介して液体回収装置２０に接続されている。

液浸部材３は、回収流路１８の少なくとも一部に配置され、液体ＬＱ中の異物を引き寄せる捕捉面３０を備えている。捕捉面３０の少なくとも一部は、−Ｚ方向を向いている。捕捉面３０は、基板Ｐの表面が対向可能である。本実施形態において、捕捉面３０の少なくとも一部は、ＸＹ平面とほぼ平行である。

本実施形態において、捕捉面３０は、液体ＬＱ中の異物を引き寄せる力（引力）を発生可能である。本実施形態において、捕捉面３０は、クーロン力（静電気力）で液体ＬＱ中の異物を引き寄せる。

本実施形態において、捕捉面３０は、クーロン力が発生しやすい膜Ｆの表面である。本実施形態において、液浸部材３の基材は、チタン製である。なお、液浸部材３の基材が、例えばステンレス製でもよい。

膜Ｆは、液浸部材３の基材よりも誘電率が低い材料で形成されている。すなわち、膜Ｆは、液浸部材３の基材よりも絶縁性である。膜Ｆは、液浸部材３の基材よりも帯電しやすい（静電気を帯びやすい）。

本実施形態において、膜Ｆは、フッ素系樹脂（フッ素を含む樹脂）製である。本実施形態において、膜Ｆは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）を含む。なお、膜Ｆが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んでもよい。また、膜Ｆは、ナイロンを含んでもよい。

本実施形態において、膜Ｆは、回収流路１８を形成する液浸部材３の基材の内面の少なくとも一部に形成されている。本実施形態において、捕捉面３０は、回収流路１８の内面の少なくとも一部である。

本実施形態において、回収口１７は、基板Ｐの表面に面するように、平坦面１５の周囲に配置されている。回収口１７は、基板Ｐの表面と対向する液浸部材３の所定位置に配置されている。液体回収装置２０は、回収口１７を真空システムに接続可能であり、回収口１７を介して液体ＬＱを吸引可能である。液体回収装置２０は、回収流路１８を負圧にすることができる。回収流路１８が負圧にされることによって、基板Ｐ上の液体ＬＱが回収口１７から回収される。基板Ｐ上の液体ＬＱは、回収口１７を介して、回収流路１８に流入する。回収口１７から回収される液体ＬＱの少なくとも一部は、回収流路１８を流れる。回収流路１８の液体ＬＱの少なくとも一部は、流路１９を介して、液体回収装置２０に吸引（回収）される。

本実施形態において、捕捉面３０は、回収流路１８を流れる液体ＬＱと接触する位置に配置されている。捕捉面３０は、液体ＬＱと接触された状態で、その液体ＬＱ中の異物を引き寄せることができる。

本実施形態において、液浸部材３は、回収口１７に配置され、液体ＬＱが流通可能な複数の孔２１を有する多孔部材２２を備えている。本実施形態において、多孔部材２２は、プレート状の部材である。多孔部材２２は、上面２２Ａ及び下面２２Ｂを有する。多孔部材２２が回収口１７に配置された状態において、多孔部材２２の上面２２Ａは、捕捉面３０と対向する。また、多孔部材２２の下面２２Ｂに、基板Ｐの表面が対向する。本実施形態において、多孔部材２２の下面２２Ｂは、平坦面１５の周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、液浸部材３の下面１３の少なくとも一部は、多孔部材２２の下面２２Ｂを含む。なお、多孔部材２２が、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタでもよい。

多孔部材２２の複数の孔２１のそれぞれは、上面２２Ａと下面２２Ｂとを結ぶように形成されている。捕捉面３０は、多孔部材２２の孔２１を介して、基板Ｐの表面と対向可能である。本実施形態において、基板Ｐ上の液体ＬＱは、多孔部材２２の孔２１を介して回収される。捕捉面３０は、多孔部材２２の孔２１から回収される液体ＬＱ中の一部を引き寄せる。

液浸部材３は、供給口１６に接続される供給流路２３を備えている。供給流路２３の少なくとも一部は、液浸部材３の内部に形成されている。供給口１６は、供給流路２３の端部に配置された開口である。供給流路２３の一端に供給口１６が配置される。供給流路２３の他端は、供給管が形成する流路２４を介して液体供給装置２５と接続される。

液体供給装置２５は、クリーンで温度調整された液体ＬＱを送出可能である。液体供給装置２５から送出された液体ＬＱは、流路２４及び供給流路２３を介して供給口１６に供給される。

本実施形態においては、制御装置４は、供給口１６からの液体ＬＱの供給動作と並行して、回収口１７からの液体ＬＱの回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子７及び液浸部材３と、他方側の基板Ｐ（物体）との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。

なお、液浸部材３として、例えば米国特許出願公開第２００７／０１３２９７６号明細書、欧州特許出願公開第１７６８１７０号明細書に開示されているような液浸部材（ノズル部材）を用いることができる。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。露光前の基板Ｐが基板保持部９に搬入（ロード）された後、制御装置４は、終端光学素子７と射出面６と基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路が液体ＬＱで満たされるように、液浸部材３の下面１３と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱを保持して液浸空間ＬＳを形成する。制御装置４は、基板Ｐの露光処理を開始する。制御装置４は、照明系ＩＬにより露光光ＥＬで照明されたマスクＭからの露光光ＥＬを投影光学系ＰＬ及び液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して基板Ｐに照射する。これにより、基板Ｐは、液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して射出面６からの露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

基板Ｐの露光中、基板Ｐから発生（溶出）した物質（例えば感光材等の有機物）が、異物（汚染物、パーティクル）として液浸空間ＬＳの液体ＬＱ中に混入する可能性がある。液浸空間ＬＳの液体ＬＱ中に異物が存在すると、その異物が基板Ｐに付着してしまう可能性がある。

本実施形態においては、露光光ＥＬの光路に対して供給口１６からクリーンな液体ＬＱが供給されるとともに、その供給口１６からの液体ＬＱの供給動作と並行して、回収口１７からの基板Ｐ上の液体ＬＱの少なくとも一部の回収動作が実行される。そのため、例えば基板Ｐから発生した異物は、液体ＬＱとともに回収口１７から回収される。したがって、例えば液体ＬＱ中の異物が基板Ｐに付着すること、及び露光光ＥＬの光路に異物が存在し続けることを抑制することができる。また、基板Ｐに異物が付着した状態でその基板Ｐが露光されてしまうこと、及び露光光ＥＬの光路に異物が存在する状態で基板Ｐが露光されてしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態においては、回収流路１８に、回収口１７から回収される液体ＬＱ中の異物を引き寄せる捕捉面３０が配置されているので、例えば回収口１７から回収流路１８に流入した液体ＬＱ中の異物が、液浸部材３と基板Ｐとの間の空間ＳＰに移動してしまうことを抑制することができる。

図３に示すように、回収口１７から回収され、回収流路１８を流れる液体ＬＱ中の異物は、捕捉面３０が発生するクーロン力（引力）によって、その捕捉面３０に引き寄せられる。すなわち、回収流路１８の液体ＬＱ中の異物は、捕捉面３０に向かって移動する。捕捉面３０に引き寄せられた異物は、捕捉面３０に保持される。あるいは、捕捉面３０に引き寄せられた異物は、液体ＬＱとともに、流路１９（液体回収装置２０）へ導かれる。

これにより、例えば回収流路１８の液体ＬＱの少なくとも一部が回収口１７を介して液浸部材３と基板Ｐとの間の空間ＳＰに流れる（逆流する）状況が発生した場合でも、捕捉面３０が回収流路１８の液体ＬＱ中の異物を引き寄せるので、回収流路１８の液体ＬＱ中の異物が液浸部材３と基板Ｐとの間の空間ＳＰに移動したり、露光光ＥＬの光路に移動したり、基板Ｐに付着したりすることが抑制される。

また、回収流路１８の液体ＬＱ中の異物が、例えば重力の作用によって、回収口１７（孔２１）を介して空間ＳＰに移動（落下）しようとしても、空間ＳＰよりも上方に配置されている捕捉面３０が発生するクーロン力（引力）によって、その移動（落下）を抑制することができる。すなわち、液体ＬＱ中の異物が基板Ｐに落下する前に、捕捉面３０が発生するクーロン力によって、その異物を流路１９（液体回収装置２０）へ導くことができる。

このように、本実施形態においては、供給口１６からの液体ＬＱの供給動作及び回収口１７からの液体ＬＱの回収動作によって生成される液体ＬＱの流れによって、異物が基板Ｐに付着することが抑制され、捕捉面３０が発生する引力によって、異物が基板Ｐに付着することがより確実に抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、回収流路１８に、液体ＬＱ中の異物を引き寄せる捕捉面３０を配置したので、その異物が基板Ｐに付着したり、露光光ＥＬの光路に移動したりすることを抑制することができる。したがって、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図４は、第２実施形態に係る液浸部材３Ｂの一部を示す側断面図である。第２実施形態の特徴的な部分は、回収流路１８に配置される捕捉面３０Ｂが、印加される電圧に応じてクーロン力を発生する電極４０の表面の少なくとも一部である点である。

図４において、液浸部材３Ｂは、回収流路１８の少なくとも一部に配置され、液体ＬＱ中の異物を引き寄せる捕捉面３０Ｂを備えている。捕捉面３０Ｂは、電極４０の表面の少なくとも一部である。電極４０には、電源４１が接続される。制御装置４は、電源４１を制御して、電極４０に電圧を印加する。これにより、電極４０は、クーロン力を発生する。

電極４０が発生するクーロン力は、印加される電圧に応じて変化する。制御装置４は、電源４１を制御して、捕捉面３０Ｂが発生するクーロン力を発生可能である。また、制御装置４は、電源４１を制御して、電極４０が発生するクーロン力の極性（正極及び負極）を制御可能である。

本実施形態においても、液体ＬＱの異物を捕捉面３０Ｂに引き寄せることができ、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、捕捉面３０（３０Ｂ）が、回収流路１８の内面の少なくとも一部であることとしたが、例えば捕捉面３０（３０Ｂ）を有する部材が、回収流路１８の内面から離れて配置されてもよい。例えば、第２実施形態で説明した電極４０が、回収流路１８の内面から離れて配置されてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図５は、第３実施形態に係る基板ステージ２Ｃの一例を示す側断面図である。図５示すように、基板ステージ２Ｃは、液体ＬＱを回収可能な回収口５０を備えている。本実施形態において、回収口５０は、基板保持部９とプレート部材保持部１１との間に配置されている。回収口５０は、例えば基板Ｐと、その周囲に配置されたプレート部材Ｔとの間の間隙Ｇから流入した液体ＬＱを回収可能である。

また、基板ステージ２Ｃは、回収口５０に接続された回収流路５１を備えている。回収流路５１の端部に回収口５０が配置されている。回収口５０から回収される液体ＬＱの少なくとも一部は、回収流路５１を流れる。回収流路５１は、液体回収装置５２と接続される。回収流路５１を流れる液体ＬＱは、液体回収装置５２に回収される。

本実施形態においては、基板ステージ２Ｃの内部に形成された回収流路５１の少なくとも一部に、液体ＬＱの異物を引き寄せる捕捉面３０Ｃが配置される。捕捉面３０Ｃは、回収流路５１を流れる液体ＬＱ中の異物を引き寄せる。

本実施形態によれば、基板Ｐとプレート部材Ｔとの間の間隙Ｇに流入した液体ＬＱ中に異物が存在していても、その液体ＬＱ中の異物を捕捉面３０Ｃに引き寄せることができる。また、間隙Ｇに流入した液体ＬＱの少なくとも一部が、基板Ｐの表面及びプレート部材Ｔの上面の少なくとも一方が面する空間ＵＰに逆流しても、異物がその空間ＵＰに移動することを抑制することができる。したがって、例えば基板Ｐの表面及びプレート部材Ｔの上面の少なくとも一方に異物が付着することが抑制され、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を発生することができる。

なお、上述の第１〜第３実施形態においては、異物が基板Ｐから発生する物質であることとしたが、例えば空中を浮遊する異物が、液浸空間ＬＳの液体ＬＱに混入する可能性もある。そのような異物であっても、捕捉面３０（３０Ｂ、３０Ｃ）に引き寄せることができる。また、異物が、液体ＬＱの気泡（気体部分）である可能性もある。捕捉面３０（３０Ｂ、３０Ｃ）は、液体ＬＱ中の気泡を引き寄せることができる。

なお、上述の各実施形態においては、捕捉面３０（３０Ｂ、３０Ｃ）がクーロン力を用いて異物を引き寄せることとしたが、例えば磁力で引き寄せてもよい。例えば、異物が金属を含む場合、捕捉面３０（３０Ｂ、３０Ｃ）が磁力を発生することによって、その異物を引き寄せることができる。

なお、上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬの終端光学素子７の射出側（像面側）の光路が液体ＬＱで満たされているが、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、終端光学素子７の入射側（物体面側）の光路も液体ＬＱで満たされる投影光学系ＰＬを採用することができる。

なお、上述の各実施形態においては、液体ＬＱとして水を用いているが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、露光光ＥＬに対して透過性であり、露光光ＥＬに対して高い屈折率を有し、投影光学系ＰＬあるいは基板Ｐの表面を形成する感光材（フォトレジスト）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、ハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フォンブリンオイル等のフッ素系液体を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、露光装置ＥＸが、例えば米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置でもよい。この場合、端部に回収口が配置され、捕捉面を有する回収流路が、複数の基板ステージのそれぞれに設けられていてもよいし、一部の基板ステージに設けられていてもよい。

また、露光装置ＥＸが、例えば米国特許第６８９７９６３号明細書、米国特許出願公開第２００７／０１２７００６号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載し、露光対象の基板を保持しない計測ステージとを備えた露光装置でもよい。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。この場合、端部に回収口が配置され、捕捉面を有する回収流路が、計測ステージに配置されていてもよい。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。

なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射することができる。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

上述の実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図６に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、上述の実施形態に従って、マスクのパターンからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

２…基板ステージ、３…液浸部材、１７…回収口、１８…回収流路、２１…孔、２２…多孔部材、３０…捕捉面、４０…電極、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、ＬＳ…液浸空間、Ｐ…基板、Ｔ…プレート部材

Claims (15)

1. 物体に照射される露光光の光路が液体で満たされるように前記物体との間で液体を保持して液浸空間を形成する液浸部材であって、
   端部に回収口が配置され、前記回収口から回収される液体の少なくとも一部が流れる回収流路と、
   前記回収流路の少なくとも一部に配置され、前記液体中の異物を引き寄せる捕捉面と、を備える液浸部材。
2. 前記回収口に配置され、前記液体が流通可能な複数の孔を有する多孔部材を備え、
   前記捕捉面は、前記多孔部材の孔から回収される前記液体中の異物を引き寄せる請求項１記載の液浸部材。
3. 前記回収口に前記物体の表面が面し、
   前記捕捉面は、前記物体の表面が対向する請求項１又は２記載の液浸部材。
4. 前記捕捉面は、前記回収流路を流れる前記液体と接触する請求項１〜３のいずれか一項記載の液浸部材。
5. 前記捕捉面は、前記回収流路の内面の少なくとも一部である請求項１〜４のいずれか一項記載の液浸部材。
6. 前記捕捉面は、クーロン力で前記異物を引き寄せる請求項１〜５のいずれか一項記載の液浸部材。
7. 印加される電圧に応じてクーロン力を発生する電極を備え、
   前記捕捉面は、前記電極の表面の少なくとも一部を含む請求項１〜６のいずれか一項記載の液浸部材。
8. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置に使用される液体回収システムであって、
   端部に回収口が配置され、前記回収口から回収される液体の少なくとも一部が流れる回収流路と、
   前記回収流路の少なくとも一部に配置され、前記液体中の異物を引き寄せる捕捉面と、を備える液体回収システム。
9. 前記回収口は、前記基板上の液体を回収する請求項８記載の液体回収システム。
10. 前記捕捉面は、クーロン力で前記異物を引き寄せる請求項８又は９記載の液体回収システム。
11. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
    請求項１〜７のいずれか一項記載の液浸部材を備える露光装置。
12. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
    請求項８〜１０のいずれか一項記載の液体回収システムを備える露光装置。
13. 請求項１１又は１２記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデイバス製造方法。
14. 液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、
    光学部材の射出面と前記基板の表面との間の前記露光光の光路が前記液体で満たされるように液浸空間を形成することと、
    前記液浸空間の液体を介して前記射出面からの前記露光光で前記基板を露光することと、
    回収流路の端部に配置された回収口から前記基板上の液体の少なくとも一部を回収することと、
    前記回収流路の少なくとも一部に配置された捕捉面で、前記回収流路を流れる液体中の異物を引き寄せることと、を含む露光方法。
15. 請求項１４記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

Images