JP4072543B2 - 液浸露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液浸露光装置に係り、特に、 投影光学系と基板との間の液浸空間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する露光装置に関する。

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基板上に縮小投影して転写する縮小型投影露光装置が使用されている。より微細なパターンの転写を可能とするために露光装置の解像力を向上させる方法として、露光光の波長を短くする方法と、投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくする方法が一般的である。投影光学系の開口数を大きくすると、焦点深度はますます浅くなる傾向にあり、これらの関係は次式で表すことができる。

（解像力）＝ｋ_１λ／ＮＡ
（焦点深度）＝±ｋ_２λ／ＮＡ^２
ここで、λは露光光の波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ_１，ｋ_２はプロセス係数である。

露光光の波長については、１９３ｎｍ付近の発振波長を有するＡｒＦエキシマレーザ、更に１５７ｎｍ付近の発振波長を有するフッ素（Ｆ_２）エキシマレーザの開発も行なわれている。一方で、これらとは全く別な解像力向上技術として液浸法が注目されている。従来は、投影光学系の最終面と基板との間の空間は気体で満たされていたが、液浸法では、この空間を液体で満たした状態で露光を実行する。

λを露光光の空気中での波長とし、ｎを液浸に使用する液体の空気に対する屈折率とすると、液浸法では、前述の解像力および焦点深度は次式のようになる。

（解像力）＝ｋ_１（λ／ｎ）／ＮＡ
（焦点深度）＝±ｋ_２（λ／ｎ）／ＮＡ^２
すなわち、液浸の効果は、波長が１／ｎの露光光を使用することと等価である。言い換えると、同じＮＡの投影光学系を設計した場合、液浸により、焦点深度をｎ倍にすることができる。これは、あらゆるパターンの形状に対して有効であり、更に、現在検討されている位相シフト法、変形照明法などと組み合わせることも可能である。

近年、液浸法を露光装置に適用する試みがなされている。液浸法を露光装置に適用した従来例として、特許文献１に開示されている露光装置があり、この露光装置では、液槽に液体を満たすことによって、投影光学系の最終面とウエハの間の空間が液体で満たされる。また、他の例として、特許文献２に開示されている露光装置があり、この露光装置では、投影光学系とウエハ面とで挟まれた空間だけに液体を満たす方法が開示されている。
特開平６−１２４８７３号公報 ＷＯ９９／０４９５０４号公報

露光装置では、１枚のウエハに対して所定のショットレイアウトで露光が終了すると、ウエハをウエハステージ上から搬出し、新たなウエハを搬入して再び露光動作を繰り返す。このとき、投影光学系と基板の間を液体で満たしながら露光をする液浸露光装置の液体供給方法では、ウエハの交換時には液体の供給を停止し、新たなウエハが投影光学系の下に搬入され、露光の準備ができると液体の供給を再開する。また、スキャンタイプの露光装置では、スキャン方向に応じて液体の供給方向を変更するかもしれない。このようなスキャンタイプの露光装置において、液体を供給するためのノズルをスキャン方向に応じて切り換えた場合には、それぞれのノズルからは液体を間欠的に供給することになるだろう。更に、スキャンタイプであると否とにかかわらず、ステップ駆動する度に液体の供給を停止する必要もあるかもしれない。その他にも、アライメントやフォーカスのための計測時など、液体の供給を一時的に停止する必要があるかもしれない。

液体を送出するためのポンプを制御することで液体の供給と停止を制御する場合、一時的に液体の供給を停止している間に、液体の供給ノズルなど液面が空間にさらされている部分を通して気体や塵埃が液体に混入していってしまう可能性がある。そのように気体や塵埃が混入した液体を露光に使用すると、液質均一性の悪化、気泡の発生、レジストの感光特性の変化、光路の遮光など像性能が悪化する要因となり、更に、液体と接触するレンズ面などの光学部品を汚染し、光量の低下をもたらすなどの問題が生じうる。すなわち、液浸露光装置における半導体デバイス製造工程においては、投影光学系と基板との間に供給される液体に空気などの気体が溶け込んだり塵埃が混入したりすることを防ぐ必要がある。

また、液体の供給と停止とを繰り返しは、例えば、液体供給装置内又はそこから供給ノズルまでの流路を流れる液体の流量が大きく変化させることになる。これにより、液体の温度を制御するヒーターや温度センサなどの温調機構を通過する液体の流量が大きく変化するため、投影光学系と基板との間に供給される液体の温度を制御することが困難になる。温度制御の不良は、供給する液体の屈折率の変化をもたらし、結像性能に悪影響を与える。

また、液体の供給と停止とを液体供給装置のポンプで制御する構成では、応答の遅れが大きく、また、流量の安定に長時間を要するので、生産性を阻害する原因となっていた。

本発明は、上記の課題の認識を基礎としてなされたものであり、例えば、液体の制御に伴う生産性の低下を抑制することを目的とする。

本発明の第１の側面は、投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する液浸露光装置に係り、前記液浸露光装置は、前記投影光学系と前記基板との間に前記液体を供給する供給ノズルと、前記投影光学系と前記基板との間から前記液体を回収する回収ノズルと、前記供給ノズルに前記液体を供給する供給流路と、前記供給流路から分岐した分岐路と、少なくとも前記供給ノズルに前記液体を供給しない状態において、前記供給流路を通して流れる前記液体を前記分岐路に向けて流す制御弁と、前記回収ノズルによって回収された液体を移送する回収流路とを備え、前記分岐路は、前記回収流路に合流している。
本発明の第２の側面は、投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する液浸露光装置に係り、前記液浸露光装置は、前記投影光学系と前記基板との間に前記液体を供給する供給ノズルと、前記供給ノズルに前記液体を供給する供給流路と、前記供給流路から分岐し、前記供給ノズルに前記液体を供給している状態および前記供給ノズルに前記液体を供給していない状態において前記液体が流れる分岐路と、前記分岐路に配置され、前記分岐路に流れる前記液体の温度を計測する温度センサと、前記温度センサによる計測結果に基づいて前記液体の温度を調節する温度調節器と備えている。
本発明の第３の側面は、投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する液浸露光装置に係り、前記液浸露光装置は、前記投影光学系と前記基板との間に前記液体を供給する供給ノズルと、前記供給ノズルに前記液体を供給する供給流路と、前記供給流路から分岐し、前記供給ノズルに前記液体を供給している状態および前記供給ノズルに前記液体を供給していない状態において前記液体が流れる分岐路と、前記分岐路に配置され、前記分岐路に流れる前記液体の特性を計測する液質センサとを備えている。
本発明の好適な実施形態の液浸露光装置は、投影光学系と基板との間の液浸空間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する露光装置として構成され、前記液浸空間に液体を供給する供給ノズルと、前記供給ノズルに液体を供給する供給流路と、前記供給流路から分岐した分岐路と、少なくとも前記供給ノズルを介して前記液浸空間に液体を供給しない状態において、前記供給流路を通して流れる液体を前記分岐路に向けて流す制御弁とを備える。

本発明の好適な実施形態によれば、前記制御弁は、前記供給ノズルを介して前記液浸空間に液体を供給しない状態においては、前記供給流路を通して流れる液体を前記分岐路に向けて流し、前記供給流路を通して流れる液体を前記分岐路に向けて流さない状態においては、前記前記供給流路を通して流れる液体を前記供給ノズルに供給するように構成されてもよい。
本発明の好適な実施形態によれば、前記液浸露光装置は、前記供給流路を通して流れる液体の流量をほぼ一定に維持する流量調節器を更に備えることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記制御弁は、前記液浸空間に液体を供給しない状態において、前記供給ノズルを閉鎖することが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記液浸露光装置は、前記液浸空間から液体を回収する回収ノズルを更に備えることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記液浸露光装置は、前記回収ノズルによって回収された液体を移送する回収流路を更に備え、前記分岐路は、前記回収流路に合流していることが好ましい。ここで、前記液浸露光装置は、前記分岐路と前記回収流路との合流部分に、液体の回収のための経路を制御する回収制御弁を更に備えることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記液浸露光装置は、液体の温度を計測する温度センサと、前記温度センサによる計測結果に基づいて液体の温度を調節する温調器とを更に備えることが好ましい。前記温度センサは、前記分岐路に配置されることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記液浸露光装置は、前記分岐路に配置され、液体の温度を計測する温度センサと、前記温度センサによる計測結果に基づいて液体の温度を調節する温調器とを更に備え、前記制御弁は、前記供給ノズルを介して前記液浸空間に液体を供給しているか否かに拘わらず、前記供給流路を通して流れる液体を前記分岐路に向けて流すことが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記液浸露光装置は、液体の特性を計測する液質センサを更に備え、前記制御弁は、前記液質センサによる計測結果に基づいて制御されることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記分岐路は、前記投影光学系の一部に沿って配置されていることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記分岐路は、前記供給ノズルの少なくとも一部に沿って配置されていることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記制御弁は、前記供給ノズルの近傍に配置されていることが好ましい。

本発明のデバイス製造方法は、上記の液浸露光装置によって基板に原板のパターンを転写する工程を含む。

本発明によれば、例えば、液体の制御に伴う生産性の低下を抑制することができる。

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の好適な実施形態の液浸型露光装置の構成を模式的に示す図である。図２は、図１に示す液浸露光装置１００の制御系の構成を示す図である。照明光学系１は、不図示の露光光源から提供された光を用いてレチクル（原板）２を照明する。ここで、露光装置１００をスキャンタイプの露光装置として構成する場合には、照明光学系１は、典型的には、円弧状の断面形状を有する光でレチクル２を照明する。以下では、露光装置１００がスキャンタイプの露光装置（スキャナ）として構成されている例を説明するが、本発明は、非スキャンタイプの露光装置（ステッパ）としても構成されうる。

照明光学系１によってレチクル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３と、ウエハチャック１４を介してウエハ（基板）１３を保持しているウエハステージ１５は、互いに同期してスキャン移動する。同期スキャンによって、レチクル２上のパターン全体の像が投影光学系４を介してウエハ１３上に連続的に形成され、ウエハ１３表面に塗布されたフォトレジスト（感光剤）を感光させて潜像パターンを形成する。

投影光学系４の最終面とウエハ１３との間の空間（以下、液浸空間ともいう）に液体を供給する供給ノズル９は、供給流路７を介して液体供給装置５に接続されている。液体を回収する回収ノズル１２は、回収流路１０を介して液体回収装置６に接続されている。

液体供給装置５は、例えば、液体を貯留するタンク１０６、液体を浄化する浄化器１０１、液体を送出するポンプ１０２、液体の温度を調節する温調器１０３、液体の供給流量を調節する流量調節器１０４、及び、これらを主制御器２０から提供される命令及びデータ等に従って制御する液制御器１０５を含んで構成されうる。液体回収装置６は、主制御器２０から提供される命令に従って駆動されて液体を吸引するポンプ１１１を含んで構成されうる。

液浸用の液体としては、純水（好ましくは、超純水）、機能水、フッ化液などが好適である。液浸用の液体は、予め脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものが好ましい。これは、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収されるからである。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。脱気装置は、例えば、浄化器の一部として、又は、他の構成部品として配置されうる。
供給流路７は、供給ノズル８に向かう流路と、バイパス流路（分岐路）１６とに分岐されている。供給流路７の分岐部分には、供給制御弁８が設けられている。供給ノズル８に送り込まれる液体は、そこから放出されて投影光学系４の最終面とウエハ１３との間の液浸空間に供給され、回収ノズル１２及び回収流路１０を通して液体回収装置６によって回収される。一方、バイパス流路１６に送り込まれる液体は、バイパス流路１６及び回収流路１０を通して液体回収装置６によって回収される。
図１に示すように、回収ノズル１２で回収される液体及びバイパス流路１６を通る液体を共に回収流路１０を通して回収する場合には、バイパス流路１６と回収ノズル１２に通じる流路との合流部分に回収制御弁１１を設けることが好ましい。もちろん、回収ノズル１２で回収される液体を回収する装置と、バイパス流路１６を通る液体を回収する装置とを別個に設けてもよい。
回収制御弁１１を有しない構成においても、液体回収装置６が液体を吸引することによりバイパス流路１６内の液体を液体回収装置６が回収することはできる。しかしながら、回収経路にも回収制御弁１１を構成し、液浸空間への液体の供給中は図３に示すようにバイパス流路１６を閉じ、液浸空間へ液体を供給しない時は図４に示すように逆流を防止するように回収ノズル１２を閉じるように制御してもよい。

液浸空間に液体を供給すべき時（典型的には、露光時、すなわち、パターンの転写時）は、主制御器２０は、供給流路７を通して送られてくる液体が供給ノズル９に送り込まれるように供給制御弁８を制御し、また、液浸空間に供給された液体が回収ノズル１２を通して回収されるように回収制御弁１１を制御する。一方、液浸空間に液体を供給すべきでない時（典型的には、非露光時、例えば、アライメントやフォーカスのための計測時）は、主制御器２０は、供給流路７を通して送られてくる液体がバイパス流路１６に送り込まれるように供給制御弁８を制御し、また、バイパス流路１６を通る液体が回収流路１０に送り込まれるように回収制御弁１１を制御する。制御弁８、１１の制御は、主制御器２０が弁駆動器（制御弁を駆動するアクチュエータ）１２１、１２２を制御することによりなされる。
液浸空間への液体の供給を一時的に停止する際は、液体供給装置５のポンプ１０２を停止させる必要はなく、供給制御弁８を切り換えて液体をバイパス流路１６側に流せばよい。その際に供給ノズル９と供給制御弁８との間に滞留する液体の量が少なくなるように、供給ノズル９のすぐ手前に供給制御弁８が配置されることが好ましい。

バイパス流路１６は、供給ノズル９、液浸空間及び回収ノズル１２を通して流れる流体の流量と同一の流量で液体を流すために十分な断面積を有する。これにより、供給ノズル９、液浸空間及び回収ノズル１２を通して液体を流す時であるかバイパス流路１６を通して液体を流す時であるかに拘わらず、一定の流量で供給流路７を通して液体を流すことができる。このように供給流路７を通して流す液体の流量（すなわち、液体供給装置５から送り出す液体の流量）を一定に維持することにより、液体の温度制御が容易になり、液体の温度変化を抑制することができる。
液体が流れる経路、例えば、バイパス流路１６には、温度センサ２３が配置されうる。温度センサ２３は、温度制御用のフィードバックループの一部を構成する。図２に示す制御系の一例では、温度センサ２３による計測結果は、主制御器２０に提供され、更に、主制御器２０から液制御器１０５に提供され、液制御器１０５によって温調器１０３が制御されて、供給流路７に供給される液体の温度が一定に維持される。なお、温度センサ２３による計測結果は、液制御器１０５に直接提供されてもよいし、温調器１０３自体が制御器を有する場合には、温調器１０３に直接提供されてもよい。 温度センサ２３は、供給流路７に配置されてもよいし、供給ノズル９又はその近傍に配置されてもよいし、回収ノズル１２又はその近傍に配置されてもよいし、これらの全部又は一部に配置されてもよい。温度センサを供給流路７に配置する構成では、液浸空間とバイパス流路１６に対して排他的に液体を流す（すなわち、選択される一方にのみ液体を流す）場合においても、常に液体の温度を計測することができる。温度センサを回収ノズル１２又はその近傍に配置する場合には、液浸空間における液体の温度変動をフィードバックすることができる。温度センサを供給ノズル９又はその近傍及び回収ノズル１２又はその近傍に配置する場合には、両温度センサによる計測結果に基づいて液浸空間における液体の温度をより高精度に推定することができる。
切替弁９は、液浸空間とバイパス流路１６に対して排他的に液体を供給するのではなく、液浸空間に供給する液体とバイパス流路１６に供給する液体との比率を制御するように構成されてもよい。この場合、非露光時のほか、露光時においてもバイパス流路１６に液体を流すことができ、前述のように、温度センサ２３をバイパス流路１６に配置した場合においても、液体の温度を常時計測することができる。
ここで、供給経路７に温度センサ２３を配置すると、液浸空間に供給される前の液体が温度センサ２３によって汚染される可能性があるため、温度センサ２３として、例えばテフロン（登録商標）等の液体に対して不活性の材料でコーティングした温度センサを採用する必要がある。しかしながら、液浸空間に供給される液体の温度制御の応答性を高速化する上でコーティングは不利である。バイパス流路１６に温度センサ２３を配置する構成においては、温度センサ２３によって水質が悪化しても露光性能の低下を招かないので、温度センサ２３のコーティングは不要であり、良好な温度制御が可能になる。

液体が流れる経路、例えば、バイパス流路１６には、液質センサ２２が配置され、液質センサ２２により液質がモニターされうる。例えば比抵抗計を含み、主制御器２０は、液質センサ２２による測定結果に基づいて、液体の特性が規格内に入るまでは液浸空間に液体が供給されないように供給制御弁８等を制御することができる。これによって、液体の特性不良による露光不良を減らすことが可能となる。

供給流路７には、流量計２１が配置されうる。主制御器２０は、流量系２１による測定結果に基づいて、供給流路７を液体が一定流量で流れるように液制御器１０５を介して流量調節器１０４を制御する。 以下、本発明の好適な実施形態の液浸露光装置１００の具体的な動作例を説明する。液浸空間に供給する液体としては、純水を使用することができる。純水は、フィルタ等によって浄化された後に液体供給装置５に提供され、タンク１０６に一次的に貯留され、その後、浄化器１０１で更に浄化されうる。純水は、半導体工場では利用頻度が高く一般的なものであるので、典型的には、工場設備より供給される。純水の温度は、温調器１０３によって一定となるように制御される。純水は、真空脱気装置等により脱気されうる。

ポンプ１０２を動作させると、タンク１０６内の純水が浄化器１０１を通して温調器１０３に提供される。温調器１０３で温調された純水は、流量調節器１０４を通して供給流路７に送り出される。この段階では、供給制御弁８がバイパス流路１６側に設定されていて、液体は液体回収部６に送られる。

この状態で、所定時間の経過を待つか、液質センサ２２による計測値（例えば、比抵抗値）によって液質を監視しながら液質が安定するまで待つ。これにより、液体の供給開始直後における露光性能を改善することができる。 次いで、感光剤を塗布したウエハ１３をウエハステージ１５のチャック１４上へ搬送し、アライメントなどの計測をおこなった後、露光第１ショットのスキャン駆動開始位置へウエハステージ１５を移動させる。

次いで、供給制御弁８を供給ノズル９側へ切り換えて、供給ノズル９より純水を投影光学系４とウエハ１３との間の液浸空間を満たすように供給する。ここで、液体供給装置５による液体供給を停止させることなく一定の流量で液体をバイパス流路１６側に流していたため、供給制御弁８を制御するだけで純度（液質）や温度が安定した純水を瞬時に液浸空間に供給することができる。

液浸空間に液体が満たされたところでウエハステージ１５とレチクルステージ３のスキャン駆動を伴う露光を開始する。液浸空間に供給された液体は、回収ノズル１２を通して回収される。１ショットの露光が完了すると、ウエハステージ１５とレチクルステージ３のスキャン動作を停止し、ウエハステージ１５は次のショットのスキャン駆動開始位置へステップ移動する。ここで、上はステージ１５がステップ移動している間は、供給ノズル９から液浸空間への液体の供給を止める場合には、供給制御弁８を供給ノズル９側からバイパス流路１６側へ切り替える。

ウエハ全面の露光が終わったら、供給制御弁８をバイパス流路１６側へ切り換え、ウエハステージ１５をウエハ交換位置へ移動させ、露光が終了したウエハを次のウエハに交換する。

バイパス流路１６は、例えば、投影光学系４の一部及び／又は供給ノズル９の少なくとも一部に沿って、例えば、それらの周囲を取り囲むように配置される。このような構成は、投影光学系４の温調に寄与しうる。

供給ノズル９と供給制御弁８を可能な限り近接させて配置することにより、供給制御弁８をバイパス流路１６側に切り換えている時に供給ノズル９に滞留する液体を微量にすることができ、仮に液体に空気や塵埃等の異物が溶け込んで汚染されたとしても露光性能に与える影響は少ない。

バイパス流路１６を通った液体については、液浸空間を通った液体と別個に回収し再利用してもよい。すなわち、バイパス流路１６を通った液体は、ウエハ上の感光剤等によって汚染されず、比較的清浄な状態であるので、タンク１０６に戻して再利用してもよい。

以上のように本発明の好適な実施形態の液浸露光装置によれば、結像性能向上のために供給される液体の特性を悪化させず、微細なパターンを良好に投影することができ、また、生産性を向上させることができる。
［第２実施形態］
この実施形態は、第１実施形態の変形例を提供する。ここで、特に言及しない事項、例えば、構成、原理、思想は、第１実施形態に従いうる。

図５〜図７は、本発明の第１実施形態の液浸露光装置の構成を模式的に示す図である。この実施形態の液浸露光装置は、供給流路、供給ノズル、制御弁、回収ノズル、回収流路を含む液経路を複数組備えている。第１組の液経路は、供給配管７ｆ、供給ノズル９ｆ、制御弁８ｆ、回収ノズル１２ｆ、回収配管１０ｆを含み、第２組の液経路は、供給配管７ｂ、供給ノズル９ｂ、制御弁８ｂ、回収ノズル１２ｂ、回収配管１０ｂを含む。第１組の供給ノズルから液浸空間に供給された液体を第２組の回収ノズルを通して回収し、又は、第２組の供給ノズルから液浸空間に巨給された液体を第１組の回収ノズルを通して回収することができる。１つの組の供給ノズルと回収ノズルを近接させて配置した場合には、供給ノズル及び回収ノズルを連通させることによりバイパス流路を形成することができる。
例えば、図４に示すように、２つのノズル９ｆ、１２ｆを投影光学系４の半径方向に並べて配置した場合、液体供給装置５より送り出された液体は、供給流路７ｆを経由して供給ノズル９ｆから液浸空間に供給される。このとき、制御弁８ｆは、バイパス流路１６ｆを閉じ、供給ノズル９ｆ側を開くように制御される。液浸空間に供給された液体１７は、回収ノズル１２ｂを通して回収され、回収流路１０ｂを経由して液体回収装置６によって回収される。このとき、制御弁８ｂは、供給ノズル９ｂ側を閉じ、バイパス流路１６ｂを開くように制御される。したがって、供給流路７ｆを通して液浸空間に供給される液体のほか、供給流路７ｂを通る液体も回収流路１０ｂを通して回収される。

液浸空間に液体を供給する供給ノズルを変更した場合は、図６に示すように、供給ノズル９ｂを通して液浸空間に液体を供給し、液浸空間に供給された液体を回収ノズル１２ｆを通して回収する。このとき、制御弁８ｆは、供給ノズル９ｆ側を閉じ、バイパス流路１６ｆを開くように制御される。したがって、供給流路７ｂを通して液浸空間に供給される液体のほか、供給流路７ｆを通る液体も回収流路１０ｆを通して回収される。

液浸空間への液体の供給を停止するときは、図７に示すように、制御弁８ｆで供給ノズル９ｆを閉じて、液体を回収流路１０ｆへ導入し、また、供給制御弁８ｂで供給ノズル９ｂを閉じて、液体を回収流路１０ｂへ導入する。

以上のように本発明の好適な実施形態の液浸露光装置によれば、結像性能向上のために供給される液体の特性を悪化させず、微細なパターンを良好に投影することができ、また、生産性を向上させることができる。
[第３実施形態]
次に上記の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図８は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ3（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組立て工程を含む。ステップ6（検査）ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ7）する。

図９は、上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。ステップ11（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を成膜する。ステップ13（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16（露光）では上記の露光装置によって回路パターンをウエハに転写する。ステップ17（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ18（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

本発明の第１実施形態の液浸露光装置の構成を模式的に示す図である。 図１に示す液浸露光装置の制御系の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態の液体の流れを模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の液体の流れを模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態の液浸露光装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態の液浸露光装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態の液浸露光装置の構成を模式的に示す図である。 半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。 ウエハプロセスの詳細なフローを示す図である。

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：液体供給装置
６：液体回収装置
７、７ｆ、７ｂ：供給流路
８、８ｆ、８ｂ：制御弁
９、９ｆ、９ｂ：供給ノズル
１０、１０ｆ、１０ｂ：回収流路
１１：制御弁
１２、１２ｆ、１２ｂ：回収ノズル
１３：ウエハ
１４：ウエハチャック
１５：ウエハステージ
１６：バイパス経路
１７：液体
２１ 流量計
２２ 液質センサ
２３ 温度センサ

Claims (12)

1. 投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する液浸露光装置であって、
   前記投影光学系と前記基板との間に前記液体を供給する供給ノズルと、
   前記投影光学系と前記基板との間から前記液体を回収する回収ノズルと、
   前記供給ノズルに前記液体を供給する供給流路と、
   前記供給流路から分岐した分岐路と、
   少なくとも前記供給ノズルに前記液体を供給しない状態において、前記供給流路を通して流れる前記液体を前記分岐路に向けて流す制御弁と、
   前記回収ノズルによって回収された液体を移送する回収流路と、
   を備え、
   前記分岐路は、前記回収流路に合流していることを特徴とする液浸露光装置。
2. 前記制御弁は、前記供給ノズルに前記液体を供給しない状態においては、前記供給流路を通して流れる前記液体を前記分岐路に向けて流し、前記供給流路を通して流れる前記液体を前記分岐路に向けて流さない状態においては、前記供給流路を通して流れる前記液体を前記供給ノズルに供給することを特徴とする請求項１に記載の液浸露光装置。
3. 前記供給流路を通して流れる前記液体の流量が一定になるようにする流量調節器を更に備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液浸露光装置。
4. 前記制御弁は、前記供給ノズルに前記液体を供給しない状態において、前記供給ノズルを閉鎖することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
5. 前記分岐路と前記回収流路との合流部分に、前記液体の回収のための経路を制御する回収制御弁を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
6. 投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する液浸露光装置であって、
   前記投影光学系と前記基板との間に前記液体を供給する供給ノズルと、
   前記供給ノズルに前記液体を供給する供給流路と、
   前記供給流路から分岐し、前記供給ノズルに前記液体を供給している状態および前記供給ノズルに前記液体を供給していない状態において前記液体が流れる分岐路と、
   前記分岐路に配置され、前記分岐路に流れる前記液体の温度を計測する温度センサと、
   前記温度センサによる計測結果に基づいて前記液体の温度を調節する温度調節器と、
   を備えたことを特徴とする液浸露光装置。
7. 投影光学系と基板との間に液体を満たした状態で前記投影光学系を介して原板のパターンを前記基板に投影する液浸露光装置であって、
   前記投影光学系と前記基板との間に前記液体を供給する供給ノズルと、
   前記供給ノズルに前記液体を供給する供給流路と、
   前記供給流路から分岐し、前記供給ノズルに前記液体を供給している状態および前記供給ノズルに前記液体を供給していない状態において前記液体が流れる分岐路と、
   前記分岐路に配置され、前記分岐路に流れる前記液体の特性を計測する液質センサと、
   を備えたことを特徴とする液浸露光装置。
8. 少なくとも前記供給ノズルに前記液体を供給しない状態において、前記供給流路を通して流れる前記液体を前記分岐路に向けて流す制御弁をさらに備え、前記液質センサによる計測結果に基づいて前記制御弁を制御し、前記液体の特性が規格外の場合には前記供給流路を通して流れる前記液体を前記供給ノズルに供給せずに前記分岐路に向けて流すことを特徴とする請求項７に記載の液浸露光装置。
9. 前記分岐路は、前記投影光学系の一部に沿って配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
10. 前記分岐路は、前記供給ノズルの少なくとも一部に沿って配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
11. 前記制御弁は、前記供給ノズルの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の液浸露光装置。
12. デバイス製造方法であって、
    請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の液浸露光装置によって原板のパターンを基板に転写する工程と、
    前記工程で前記原板のパターンが転写された基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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