TWI471900B - Exposure method, exposure apparatus, exposure system, and device manufacturing method - Google Patents

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Description

曝光方法、曝光裝置、曝光系統及元件製造方法
本發明係關於曝光方法、曝光裝置、曝光系統以及元件製造方法，詳言之，係關於對同一感光物體進行複數次曝光之曝光方法、曝光裝置、曝光系統，以及使用該曝光裝置或該曝光系統之元件製造方法。
過去，已有使用一種投影曝光裝置，其係在製造半導體元件（積體電路）、液晶顯示元件等電子元件之微影製程中，將光罩或標線片（以下統稱「標線片」）之圖案影像透過投影光學系統轉印至塗布有光阻劑（感光劑）之晶圓或玻璃板等感光性基板（以下稱為「基板」或「晶圓」）上的各照射區域。過去雖然大多使用步進重覆方式之縮小投影曝光裝置（即所謂步進器）來作為此種投影曝光裝置，但近來，一邊使標線片與晶圓沿既定掃描方向同步移動，一邊進行曝光之步進掃描方式的投影曝光裝置（即所謂掃描步進器（亦稱掃描器））亦受到矚目。
通常，上述投影曝光裝置中，雖然所使用之曝光用光的波長（曝光波長）越短，或投影光學系統之數值孔徑(NA)越大，其解析度就越高，但焦深反而變窄。作為此種因解析度提高而使焦深變窄之對策，習知已有移相標線片法、變形照明法、雙重曝光法或組合該等方法來加以使用等，在不降低解析度之情況下實質放大焦深的種種方法（例如參照專利文獻1等）。然而，為因應積體電路之更加高積體化，曝光波長在將來勢必會變得更短，因此需要更新之對策來因應因波長變短而產生之焦深窄化。
在此種背景下，近來已有一種作為於實質上縮短曝光波長，且與在空氣中相較更加增大（放大）焦深之方法的液浸法。此液浸法，係利用以水或有機溶媒等液體浸滿投影光學系統下面與晶圓表面間之空間後，液體中之曝光用光的實質波長通常為在空氣中之1/n倍（n為液體折射率，通常係1.2~1.6倍左右）此點，來提高解析度，且與不使用液浸法卻能得到與該解析度相同解析度之投影光學系統（可進行此種投影光學系統之製造）相較，其能將焦深放大至n倍，亦即，與在空氣中相較能將焦深放大至n倍（例如參照專利文獻2等）。
如此，雖從曝光精度之觀點來看，如此種使用液浸法之曝光裝置般，藉由曝光用光之實質上較短波長來實現高解析度及寬廣焦深之曝光裝置，可說係最適當之曝光裝置，但一般來說此種曝光裝置之曝光所需時間較長。特別係欲以使用液浸法之曝光裝置進行上述雙重曝光時，有生產率降低之虞。
【專利文獻1】國際公開第99/65066號【專利文獻2】國際公開第99/49504號
本發明有鑑於上述情形，從第1觀點視之，係一種對同一感光物體進行複數次曝光之曝光方法，此第1曝光方法，其特徵在於，將曝光用光投射於該感光物體上之投影光學系統、與該感光物體間之空間中，該曝光用光之實質波長，在該複數次曝光中至少有一次曝光係與其他曝光相異。
本說明書中，所謂「曝光用光之實質波長」，係指實際到達感光物體時之曝光用光的波長。又，「感光物體」，亦包含塗布有感光劑之物體，所謂「對同一感光物體進行之複數次曝光」，係包含對形成於物體上之同一感光劑層進行的複數次曝光。
據此，在對同一感光物體進行複數次曝光時，複數次曝光中至少一次之曝光，在投射曝光用光於感光物體上之投影光學系統與感光物體間之空間中，使該曝光用光之實質波長，與複數次曝光中之另一次曝光在該空間之曝光用光的波長相異。藉此，能縮短例如要求高解析度之某一次曝光中、在投影光學系統與感光物體間之空間中曝光用光的實質波長，並能將解析度要求較低之某次曝光中、其曝光用光之實質波長增長至某一程度。藉此，在對同一感光物體進行複數次曝光時，能採用對應各次曝光所要求之解析度的波長，其結果，能實現兼具高精度以及高效率之曝光。
本發明從第2觀點視之，係一種對同一感光物體進行複數次曝光之曝光方法，其特徵在於，包含：在光學構件與該感光物體間之空間中、曝光用光之實質波長為第1波長的第1曝光條件下，藉由該第1波長之該曝光用光使該感光物體曝光的步驟；以及在該光學構件與該感光物體間之空間中、曝光用光之實質波長為異於第1波長之第2波長的第2曝光條件下，藉由該第2波長之該曝光用光使該感光物體曝光的步驟。
據此，對同一感光物體進行複數次曝光時，在光學構件與該感光物體間之空間中、曝光用光之實質波長為第1波長的第1曝光條件下，藉由曝光用光使感光物體曝光，又，在光學構件與該感光物體間之空間中、曝光用光之實質波長為異於第1波長之第2波長的第2曝光條件下，藉由曝光用光使該感光物體曝光。藉此，能縮短例如被要求高解析度之某一次曝光中、在投影光學系統與感光物體間之空間中曝光用光的實質波長，並將解析度要求較低之某次曝光中、曝光用光之實質波長加長至某一程度。亦即，在被要求高解析度之某次曝光中的第1波長及第2波長中其中一方波長較短之曝光條件下，藉由曝光用光將感光物體曝光，在解析度要求較低之某次曝光中的另一曝光條件下，藉由曝光用光使感光物體曝光。藉此，在對同一感光物體進行複數次曝光時，能採用對應各次曝光所要求之解析度的波長，其結果，能實現兼具高精度以及高效率之曝光。
本發明從第3觀點視之，係一種對同一感光物體進行複數次曝光之曝光裝置，其特徵在於，具備：載台，係保持該感光物體；投影光學系統，係將曝光用光投射於該感光物體上；調整裝置，係調整該投影光學系統與該感光物體間之空間中該曝光用光的實質波長；以及控制裝置，係控制該調整裝置，俾使該感光物體曝光複數次時，該複數次曝光中之至少一次曝光，在該空間之該曝光用光的實質波長與其他次曝光的該波長相異。
據此，由於具備上述調整裝置及控制裝置，因此在對同一感光物體進行複數次曝光時，複數次曝光中至少一次之曝光，在投射曝光用光於感光物體上之投影光學系統與該感光物體間之空間中，能使該曝光用光之實質波長，與複數次曝光中之另一次曝光在該空間之曝光用光的波長相異。藉此，能縮短例如被要求高解析度之某一次曝光中、在投影光學系統與感光物體間之空間之曝光用光的實質波長，並將解析度要求較低之某次曝光中該曝光用光之實質波長加長至某一程度。藉此，在對同一感光物體進行複數次曝光時，能採用對應各次曝光所要求之解析度的波長，其結果，能實現兼具高精度以及高效率之曝光。
本發明從第4觀點視之，係一種對同一感光物體進行複數次曝光之曝光系統，其特徵在於，具備：第1曝光裝置，在將曝光用光投射於該感光物體上之投影光學系統與該感光物體間的空間中，該曝光用光之實質波長係既定長度；以及第2曝光裝置，在將曝光用光投射於該感光物體上之投影光學系統與該感光物體間的空間中，該曝光用光之實質波長係較該既定長度長。
據此，由於具備在投影光學系統與感光物體間之空間中，曝光用光之實質波長相異的第1、第2曝光裝置，因此在使用第1、第2曝光裝置對同一感光物體進行複數次曝光時，例如欲要求高解析度時，即能使用該第1曝光裝置，縮短在投影光學系統與感光物體間之空間中曝光用光的實質波長來進行曝光，並在解析度要求較低之某次曝光中，使用該第2曝光裝置，將曝光用光之實質波長加長至某一程度來進行曝光。藉此，在對同一感光物體進行複數次曝光時，能採用對應各次曝光所要求之解析度並對時間有利的曝光方法，其結果，能實現兼具高精度以及高效率之曝光。
微影製程中，藉由執行本發明第1、第2曝光方法中的任一方法使感光物體曝光複數次，即能實現高精度且高效率之曝光，其結果，能增進高積體度之元件生產性。因此，本發明從其他觀點視之，係一種包含執行本發明之曝光方法，使感光物體曝光複數次之微影製程的元件製造方法。
又，微影製程中，藉由使用本發明之曝光裝置將元件圖案轉印至感光物體上，即能實現高精度且高效率之曝光，其結果，能增進高積體度之元件生產性。同樣地，藉由在微影製程中，使用本發明之曝光系統將元件圖案轉印至感光物體上，即能實現高精度且高效率之曝光，其結果，能增進高積體度之元件生產性。因此，本發明從其他觀點視之，亦能說係一種元件製造方法，其包含使用本發明之曝光裝置及曝光系統的任一種將元件圖案轉印至感光物體上之微影製程。
 《第1實施形態》
以下，雖係根據第1至第10圖說明本發明之第1實施形態，但本發明並不限定於此。
第1圖，係概略顯示作為本發明第1實施形態之曝光系統之微影系統110的構成。此微影系統110具備N台曝光裝置1001 ~100N 、終端機伺服器150以及主計算機系統160等。其中，各曝光裝置100i (i＝1, 2,…, j, j＋1,…, N)及終端機伺服器150係連接於區域網路(LAN)170，主計算機系統160係連接於終端機伺服器150。又，曝光裝置1001 ~100N 與主計算機系統（以下簡稱「主機」）160之間的通訊路徑係被確保，主機160與曝光裝置1001 ~100N 之間的通訊係使用此通訊路徑來進行。
各該曝光裝置1001 ~100N ，可以是步進重覆方式之投影曝光裝置，亦即所謂之步進器，亦可以是步進掃描方式之投影曝光裝置，亦即所謂之掃描步進器（亦稱為掃描器）。以下，為方便說明，係假設所有曝光裝置1001 ~100N 皆為掃描步進器。
第2圖，係顯示代表第1圖中該曝光裝置1001 ~100N 之曝光裝置1001 的概略構造。此曝光裝置1001 係具備：照明系統10、用以保持標線片R之標線片載台RST、投影單元PU、包含裝載有作為感光物體之晶圓W之晶圓載台WST的載台裝置50以及此等之控制系統等。
該照明系統10，例如日本特開2001－313250號公報以及與此相對應之美國專利申請案公開第2003/0025890號說明書等所揭示，係包含光源、含有光學積分器等之照度均一化光學系統、照明系統孔徑光闌、分束器、中繼透鏡、可變ND濾波器、標線片遮板（固定標線片遮板及可動標線片遮板）等（均未圖示）來構成。此照明系統10在主控制裝置20之控制下，藉由作為能量光束之曝光用光IL，以大致均一之照度照明描繪有電路圖案等之標線片R上、沿X軸方向（第2圖之紙面內左右方向）細長延伸的狹縫狀照明區域（以標線片遮板限定之區域）。此處，就一例子而言，可使用ArF（氬氟）準分子雷射光（波長193nm）來作為曝光用光IL。或亦可使用KrF（氪氟）準分子雷射光（波長248nm）等遠紫外線、或來自超高壓水銀燈之紫外線區域的發射譜線（g線、i線等）來作為曝光用光IL。又，亦可使用複眼透鏡、桿狀積分器（內面反射型積分器）或繞射光學元件等作為光學積分器。此外，亦能將照明系統10構成為與例如日本特開平6－349701號公報以及與此相對應之美國專利第5,534,970號等所揭示之照明系統相同。在本國際申請案所指定之指定國（或所選擇之選擇國）的國內法令許可範圍內，援用上述各公報及相對應之美國專利申請案公開說明書或美國專利之揭示內容作為本說明書所記載之一部分。
從此照明系統10發出之曝光用光IL的條件，亦即各種照明條件，能以主控制裝置20來加以設定。
該標線片載台RST上，例如以真空吸附方式固定有標線片R，。標線片載台RST，例如係藉由含線性馬達等之標線片載台驅動部11（第2圖未圖示，參照第5圖），而能在與照明系統10之光軸（與後述投影光學系統PL的光軸AX一致）垂直的XY平面內微幅驅動，且能以指定之掃描速度，沿既定掃描方向（此處為與第2圖之紙面正交方向的Y軸方向）驅動。
標線片載台RST之載台移動面內的位置，於平常係以標線片雷射干涉儀（以下稱之為「標線片干涉儀」）16透過移動鏡15例如以0.5~1nm左右之解析能力檢測。此處，實際上，雖於標線片載台RST上設有具有與Y軸方向正交之反射面的移動鏡，以及具有與X軸方向正交之反射面的移動鏡，並於對應此等移動鏡設有標線片Y軸干涉儀及標線片X軸干涉儀，但第2圖中，僅顯示有移動鏡15、標線片干涉儀16來作為代表。此處，標線片Y軸干涉儀及標線片X軸干涉儀之一方，例如標線片Y軸干涉儀係具有2測長軸之雙軸干涉儀，根據此標線片Y軸干涉儀之測量值，除了能測量標線片載台RST之Y軸方向的位置外（Y位置），亦能測量θz（繞Z軸旋轉）方向之旋轉。
以標線片干涉儀16進行測量之標線片載台RST的位置資訊，被供應至載台控制裝置19，以及透過此裝置供應至主控制裝置20。載台控制裝置19，回應來自主控制裝置20之指示，根據標線片載台RST之位置資訊，透過標線片載台驅動部11來驅動控制標線片載台RST。
該投影單元PU，係被配置於標線片載台RST之下方（第2圖中下方）。投影單元PU，具備：鏡筒40、以及由以既定位置關係保持於該鏡筒40內之複數光學元件構成的投影光學系統PL。使用例如折射光學系統來作為投影光學系統PL，折射光學系統，係由兩側遠心、具有Z軸方向之共通光軸AX的複數透鏡（透鏡元件）構成，其具有既定投影倍率（例如1/4倍、1/5倍或1/8倍）。藉此，當以來自照明系統10之曝光用光IL照明標線片R上的照明區域時，即藉由通過此標線片R之曝光用光IL，透過投影單元PU（投影光學系統PL）將該照明區域內標線片R之電路圖案的縮小影像（電路圖案的部分縮小影像），形成於表面塗布有光阻（感光劑）之晶圓W上。
此曝光裝置1001 ， 由於係如後述般進行液浸法之曝光，因此隨著數值孔徑NA的增大，標線片R側之孔徑亦變大。因此，僅以透鏡構成之折射光學系統係難以滿足珀茲伐條件(Petzval Condition)，使投影光學系統有大型化之傾向。為避免此投影光學系統之大型化，能採用包含反射鏡以及透鏡所構成之反射折射系統（catadioptric系統）來作為投影光學系統PL。又，亦可採用不含折射系統之反射系統來作為投影光學系統PL。
此外，雖省略圖示，構成投影光學系統PL之複數透鏡中的特定複數透鏡，係根據來自主控制裝置20的指令，藉由成像特定校正控制器181（參照第5圖）來加以控制，其能調整投影光學系統PL之光學特性（包含成像特性），例如倍率、畸變、彗形像差以及像面彎曲（包含像面傾斜）等。
又，曝光裝置1001 ，設有液體供排系統32，其用以將液體局部供應於構成投影光學系統PL之最像面側（晶圓側）的透鏡、亦即前透鏡（以下稱為「前端透鏡」）42與晶圓載台WST上之晶圓W之間，或前端透鏡42與晶圓載台WST之間。又，此液體供排系統32之構造等，留待後述。
該載台裝置50，具備晶圓載台WST、設於該晶圓載台WST上之晶圓保持具70、以及驅動晶圓載台WST之晶圓載台驅動部124等。該晶圓載台WST，具備：XY載台52，配置於投影光學系統PL下方（第2圖下方）未圖示之底座上，藉由構成晶圓載台驅動部124之未圖示的線性馬達等驅動於XY方向；以及Z傾斜載台51，係裝載於該XY載台52上，藉由構成晶圓載台驅動部124之未圖示Z傾斜驅動機構，向Z軸方向、相對於XY面之傾斜方向（繞X軸之旋轉方向（θx方向）及繞Y軸之旋轉方向（θy方向））微幅驅動。在此Z傾斜載台51上裝載有保持晶圓W之該晶圓保持具70。
此晶圓保持具70，如第3圖之立體圖所示，具備：特定形狀之本體部70A，係裝載晶圓W之區域（中央圓形區域）周圍部分中、位於正方形Z傾斜載台51之一對角線上的2個角緣部分分別突出，位於另一對角線上之2個角隅部分則分別形成較該圓形區域大一圈的1/4圓弧狀；以及4片輔助板72a~72d，係以大致重疊於此本體部70A之方式配置於裝載有晶圓W的區域周圍。此等輔助板72a~72d表面係作成大致與晶圓W表面相同高度（二者高度差在1mm以內）。此外，輔助板72a~72d，雖局部形成於晶圓載台WST上，但亦能形成為將晶圓載台WST上全體覆蓋，並將晶圓W上面作成大致相同高度（同一面）。此時，移動鏡17X、17Y上面亦可作成大致與輔助板相同高度。此外，輔助板72a~72d表面，未必係與晶圓W表面相同高度，只要能在前端透鏡42之像面側良好地維持液體Lq的話，輔助板72a~72d表面與晶圓W表面間亦可有段差。
此處，如第3圖所示，雖於各輔助板72a~72d與晶圓W之間存在有間隙D，但間隙D之尺寸係設定在0.1~1 mm以下。又，雖於晶圓W之一部分存在有凹口（V字形缺口），但由於此凹口之尺寸亦為1 mm左右，因此省略其圖示。
又，於輔助板72a之局部形成有凹形開口，於該開口內將基準標記板FM嵌入成無間隙。並將基準標記板FM表面作成與輔助板72a同平面（同一面）。於基準標記板FM表面形成有用於後述標線片對準或對準系統之基線測量等各種基準標記（均未圖示）。
回到第2圖，該XY載台52不僅移動於掃描方向（Y軸方向），亦可沿與掃描方向正交之非掃描方向（X軸方向）移動，俾使晶圓W上之複數照射區域能位於與該照明區域共軛的曝光區域IA（參照第4圖），並進行反覆對晶圓W上各照射區域進行掃描(Scan)曝光之動作、以及移動至次一曝光照射用加速開始位置（掃描開始位置）之動作（照射區域間移動動作）的步進掃描動作。
晶圓載台WST在XY平面內的位置（包含繞Z軸旋轉（θz旋轉）），係透過設於Z傾斜載台51上面之移動鏡17，並藉由晶圓雷射干涉儀（以下稱「晶圓干涉儀」）18以0.5~1nm左右的分解能力隨時加以測出。
此處，實際上，例如第3圖所示，於Z傾斜載台51上設有具有與掃描方向（Y軸方向）正交之反射面的Y移動鏡17Y，以及具有與非掃描方向（X軸方向）正交之反射面的X移動鏡17X，雖與此對應，晶圓干涉儀亦設有垂直照射干涉儀光束於X移動鏡17X的X軸干涉儀，以及垂直照射干涉儀光束於Y移動鏡17Y的Y軸干涉儀，但第2圖中，僅代表性的顯示移動鏡17、晶圓干涉儀18。此外，晶圓干涉儀18之X軸干涉儀及Y軸干涉儀均為具有複數測長軸之多軸干涉儀，藉由此等干涉儀，除了能測量晶圓載台WST（更正確而言，係Z傾斜載台51）之X、Y位置外，亦能測量旋轉（偏轉（繞Z軸旋轉之θz旋轉））、縱搖（繞X軸旋轉之θx旋轉）、以及橫搖（繞Y軸旋轉之θy方向）。又，例如亦可對Z傾斜載台51端面進行鏡面加工來形成反射面（相當於移動鏡17X、17Y之反射面）。又，多軸干涉儀，亦可透過以傾斜45°設於晶圓載台WST的反射面，對設在裝載有投影單元PU之架台（未圖示）的反射面照射雷射光束，以測出投影單元PU於光軸方向（Z軸方向）的相對位置資訊。
晶圓載台WST之位置資訊（或速度資訊），被供應至載台控制裝置19，以及透過此裝置供應至主控制裝置20。載台控制裝置19，回應主控制裝置20之指示，並根據晶圓載台WST之該位置資訊（或速度資訊），透過晶圓載台驅動部124來控制晶圓載台WST。
接著，根據第4圖說明該液體供排系統32。此液體供排系統32，係具備作為液體供應機構之液體供應裝置5、液體回收裝置6、連接於液體供應裝置5之供應管21, 22, 27, 28、以及連接於液體回收裝置6之回收管23, 24, 29, 30等。
該液體供應裝置5，係包含液體槽、加壓泵、溫度控制裝置、以及用來控制對各供應管21, 22, 27, 28之液體供應．停止的複數閥（未圖示）等。又，最好係使用例如不只能進行液體之供應．停止，且能調整流量之流量控制閥來作為各閥。該溫度控制裝置，係將液體槽內之液體溫度調整成例如與未圖示之處理室（收納有以投影單元PU等為中心的曝光裝置本體）內的溫度相同。
該供應管21一端係連接於液體供應裝置5，其另一端則分岐成3個，於各分岐端分別形成有（或設置）由前端較細之噴嘴構成的供應噴嘴21a, 21b, 21c。此等供應噴嘴21a, 21b, 21c前端係位於該前端透鏡42（參照第2圖）附近，並於X軸方向相距既定間隔且配置於接近曝光區域IA（與該狹縫上之照明區域共軛的像面上區域）之＋Y側。以供應噴嘴21a為中心，供應噴嘴21b, 21c係配置成大致左右對稱。
該供應管22一端係連接於液體供應裝置5，其另一端則分岐成3個，於各分岐端分別形成有（或設置）由前端較細之噴嘴構成的供應噴嘴22a, 22b, 22c。此等供應噴嘴22a, 22b, 22c前端係位於該前端透鏡42附近，並於X軸方向相距既定間隔且配置於接近曝光區域IA的－Y側。此時，供應噴嘴22a, 22b, 22c係配置成隔著曝光區域IA與供應噴嘴21a, 21b, 21c對向。
該供應管27一端係連接於液體供應裝置5，其另一端則形成有（或設置）由前端較細之噴嘴構成的供應噴嘴27a。此供應噴嘴27a前端係位於前端透鏡42附近，並配置於接近曝光區域IA之－X側。
該供應管28一端係連接於液體供應裝置5，其另一端則形成有（或設置）由前端較細之噴嘴構成的供應噴嘴28a。此供應噴嘴28a前端係位於前端透鏡42附近，配置成接近曝光區域IA的＋X側並隔著曝光區域IA與供應噴嘴27a對向。
此外，用以供應液體的槽、加壓泵、溫度控制裝置、閥等所有裝置不需全部裝備於曝光裝置1001 ，亦能以設置曝光裝置1001 之工廠等的設備替代其至少一部分。
該液體回收裝置6，包含液體槽；吸收泵；以及複數閥，用來控制透過各回收管23, 24, 29, 30之液體回收．停止等。又，最好係使用對應該液體供應裝置5側之閥的流量控制閥來作為各閥。
該回收管23一端係連接於液體回收裝置6，其另一端則分岐成兩股，於各分岐端分別形成有（或設置）由末端較粗之噴嘴構成的回收噴嘴23a, 23b。此時，回收噴嘴23a, 23b係交互配置於供應噴嘴22a~22c之間。各回收噴嘴23a, 23b前端以及各供應噴嘴22a, 22b, 22c前端係配置在大致沿平行於X軸的同一直線上。
該回收管24一端係連接於液體回收裝置6，其另一端則分岐成兩股，於各分岐端分別形成有（或設置）由末端較粗之噴嘴構成的回收噴嘴24a, 24b。此時，回收噴嘴24a, 24b係交互配置於供應噴嘴21a~21c之間，且隔著曝光區域IA分別與回收噴嘴23a, 23b對向。各回收噴嘴24a, 24b前端以及各供應噴嘴21a, 21b, 21c前端係配置在大致沿平行於X軸的同一直線上。
該回收管29一端係連接於液體回收裝置6，其另一端則分岐成兩股，於各分岐端分別形成有（或設置）由末端較粗之噴嘴構成的回收噴嘴29a, 29b。此等回收噴嘴29a, 29b係隔著供應噴嘴28a加以配置。各回收噴嘴29a, 29b以及供應噴嘴28a之前端係配置在大致沿平行於Y軸的同一直線上。
該回收管30一端係連接於液體回收裝置6，其另一端則分岐成兩股，於各分岐端分別形成有（或設置）由末端較粗之噴嘴構成的回收噴嘴30a, 30b。此等回收噴嘴30a, 30b係隔著供應噴嘴27a配置，且隔著曝光區域IA分別與回收噴嘴29a, 29b對向。各回收噴嘴30a, 30b以及供應噴嘴27a之前端係配置在大致沿平行於Y軸的同一直線上。
又，用以供應液體的槽、加壓泵、溫度控制裝置、閥等所有裝置不需全部裝備在曝光裝置1001 ，亦能以設置曝光裝置1001 之工廠等的設備替代其至少一部分。
曝光裝置1001 ，係使用能使ArF準分子雷射光（波長193nm的光）透射之超純水（以下除特別需要，皆簡述為「水」）來作為該液體。超純水，其優點為能容易地在半導體製造廠等處大量取得，且對塗布於晶圓W上之光阻（感光劑）或對光學透鏡等的不良影響較少。又由於超純水對環境無不良影響，且雜質之含量極低，因此亦能期待有洗淨晶圓W表面及前端透鏡表面之作用。
水對KrF準分子雷射光的折射率n大致為1.44。於此水中，曝光用光IL之空間波長係被縮短成193nm×1/n＝約134nm。
該液體供應裝置5及液體回收裝置6，分別具備控制器，該各控制器由主控制裝置20控制（參照第5圖）。例如，在沿第4圖中實線箭頭A所示方向（－Y方向）移動晶圓W時，液體供應裝置5之控制器，係根據來自主控制裝置20之指示，將連接於供應管21之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過設於供應管21之供應噴嘴21a~21c，將水朝向－Y方向供應至前端透鏡42與晶圓W之間。又，此時液體回收裝置6之控制器，係根據來自主控制裝置20的指示，將連接於回收管23之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過回收噴嘴23a, 23b，將水從前端透鏡42與晶圓W之間回收至回收液體回收裝置6內部。此時，主控制器20，係指示液體供應裝置5、液體回收裝置6，俾從供應噴嘴21a~21c朝向－Y方向供應至前端透鏡42與晶圓W之間的水量，與透過回收噴嘴23a, 23b回收之水量恆保持相等。藉此，雖然保持於前端透鏡42與晶圓W間的水Lq經常替換，但所保持之水的總量卻能恆保持固定。
又，在沿第4圖中實線箭頭A’所示方向（＋Y方向）移動晶圓W時，同樣地，液體供應裝置5之控制器，係根據來自主控制裝置20之指示，將連接於供應管22之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過設於供應管22之供應噴嘴22a~22c，將水朝向＋Y方向供應至前端透鏡42與晶圓W之間，同時，液體回收裝置6之控制器，根據來自主控制裝置20之指示，將連接於回收管24之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過回收噴嘴24a, 24b，將水從前端透鏡42與晶圓W之間回收至回收液體回收裝置6內部。
如此，曝光裝置1001 ，由於隔著曝光區域IA在Y軸方向之一側及另一側，分別設有彼此成組的供應噴嘴群與回收噴嘴群，因此不管將晶圓移動於＋Y方向或－Y方向中任一方向，皆能將水持續穩定地注滿晶圓W與前端透鏡42之間。
又，由於水於晶圓W上流動，因此即使有異物（包含來自光阻之飛散粒子）附著於晶圓上時，亦能以水沖去該異物。又，由於係以液體供應裝置5來供應調整至既定溫度的水，且此水經常替換，因此即使在曝光時曝光用光IL照射於晶圓W上，亦能在晶圓W與流動於該晶圓W上的水之間進行熱交換，來抑制晶圓W表面之溫度上昇。再者，曝光裝置1001 中，由於水係流動於與移動晶圓W之方向相同方向，因此能將吸收了異物或熱的水在不滯留於前端透鏡42正下方之曝光區域IA的情況下加以回收。
又，在沿第4圖中實線箭頭B所示方向（＋X方向）移動晶圓W時，同樣地，液體供應裝置5之控制器，係根據來自主控制裝置20之指示，將連接於供應管27之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過設於供應管27之供應噴嘴27a，將水朝向＋X方向供應至前端透鏡42與晶圓W之間，同時，液體回收裝置6之控制器係根據來自主控制裝置20的指示，將連接於回收管29之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過回收噴嘴29a, 29b，將水從前端透鏡42與晶圓W之間回收至回收液體回收裝置6內部。
又，在沿第4圖中實線箭頭B，所示方向（－X方向）移動晶圓W時，同樣地，液體供應裝置5之控制器，係根據來自主控制裝置20之指示，將連接於供應管28之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過設於供應管28之供應噴嘴28a，將水朝向－X方向供應至前端透鏡42與晶圓W之間，同時，液體回收裝置6之控制器係根據來自主控制裝置20的指示，將連接於回收管30之閥開啟既定開度，且使其他閥全部關閉，並透過回收噴嘴30a, 30b，將水從前端透鏡42與晶圓W之間回收至回收液體回收裝置6內部。
藉此，與將晶圓W移動於Y軸方向之情形同樣地，在進行例如所謂步進時將晶圓W移動向＋Y方向或－X方向之情形下，皆能將水穩定地注滿晶圓W與前端透鏡42之間。
又，至目前為止，雖係說明了將水保持於晶圓W與前端透鏡42間之情形，但如前所述，由於晶圓W表面與晶圓保持具70表面為大致同一面，因此即使晶圓保持具70位於對應投影單元PU正下方之曝光區域IA的位置，仍與上述同樣地，水Lq會被保持於前端透鏡42與晶圓保持具70、亦即與該輔助板72a~72d之間。又，進行步進時，若能將水Lq保持於晶圓W與前端透鏡42之間的情形下，亦能停止水之供應與回收。
又，除了從X軸方向或Y軸方向進行水之供應及回收的噴嘴外，亦能設置例如用以從斜向進行水之供應及回收的噴嘴。
再者，液體供排系統32，只要係能以液體注滿構成投影光學系統PL最下端之光學構件（前端透鏡）42與晶圓W之間，即能為任何構造。例如國際公開第2004/053955號所揭示之液浸機構，或歐洲專利公開第1420298號公報所揭示之液浸機構，皆能適用於本實施形態之曝光裝置。
曝光裝置1001 中，於保持投影單元PU之未圖示保持構件進一步設置有多點焦點位置檢測系統，多點焦點位置檢測系統，係由照射系統90a（於第2圖未顯示，參照第5圖）以及光接收系統90b（於第2圖未顯示，參照第5圖）形成，例如與特開平6－283403號公報以及與此對應之美國專利第5,448,332號等所揭示者相同之斜向入射方式。
此多點焦點位置檢測系統(90a, 90b)之輸出的散焦訊號（離焦訊號），係被供應至載台控制裝置19以及透過此裝置被供應至主控制裝置20。主控制裝置20，係在進行後述之掃描曝光時等，根據來自光接收系統90b之散焦訊號（離焦訊號）例如S曲線訊號，來算出晶圓表面之Z位置以及θx,θy旋轉，且為使算出之晶圓表面的Z位置以及θx,θy旋轉相對該等目標值之差為零，亦即使散焦為零，係透過載台控制裝置19及晶圓載台驅動部124，來控制晶圓載台WST向Z軸方向之移動以及二維方向之傾斜（亦即θx,θy方向之旋轉），藉此執行在曝光用光IL之照射區域（與該照明區域共軛的區域）內使投影光學系統PL成像面與晶圓表面實質上一致的自動調焦（自動對焦）及自動調平。此外，在本國際申請案所指定之指定國（或所選擇之選擇國）的國內法令許可範圍內，援用上述特開平6－283403號公報以及對應美國專利揭示之內容作為本說明書記載之一部分。
第5圖，係顯示曝光裝置1001 之控制系統的主要構成。此控制系統，係以由統籌控制裝置全體之微電腦（或工作站）構成的主控制裝置20、以及作為其從屬裝置之載台控制裝置19等為中心加以構成。
又，本第1實施形態中，此主控制裝置20係連接於LAN170（參照第1圖）。亦即，在第1圖之主機160與主控制裝置20之間進行通訊。再者，主控制裝置20，亦控制併設於曝光裝置1001 之未圖示的塗布顯影機（下稱「C/D」）。又，此C/D亦具備進行顯影前烘乾(post－exposure bake：PEB)之烘乾裝置。作為此種烘乾裝置，可使用電阻加熱方式、紅外線加熱方式等裝置來。進行PEB之目的，係促進在化學增強型光阻曝光後之觸媒反應。
此微影系統110中，其他曝光裝置1002 , 1003 ,…, 100j 亦係與該曝光裝置1001 相同構成的曝光裝置，於各裝置併設有C/D，並與該曝光裝置1001 同樣地進行液浸法之曝光。然而，曝光裝置100j ＋ 1 , 100j ＋ 2 ,…, 100N 與曝光裝置1001 之相異處，係不具備液體供排系統32，其僅進行一般曝光（所謂乾式曝光）而不進行液浸曝光。又，此微影系統110中，進行液浸曝光之曝光裝置1001 , 1002 ,…, 100j 之台數較不進行液浸曝光之曝光裝置100j ＋ 1 , 100j ＋ 2 ,…, 100N 之台數多。此係因進行液浸曝光之曝光裝置，其曝光時間有較不進行液浸曝光之曝光裝置長的傾向，因此此微影系統110中，欲進行重疊曝光或多重曝光時，進行液浸曝光之曝光裝置數目較多時，在進行製程之排程上能縮短各曝光裝置1001 的閒置時間，從效率之觀點來看較佳。
回到第1圖，各曝光裝置1001 （該主控制裝置20），係透過LAN 170及終端機伺服器150來進行在主機160之間的通訊，並根據來自主機160之指示執行各種控制動作。
該終端機伺服器150係構成為閘道處理器，其用來吸收LAN 170之通訊協定與主機160之通訊協定的相異。藉由此終端機伺服器150之功能，使主機160與連接於LAN 170之曝光裝置1001 ~100N 之間能進行通訊。
該主機160，係包含大型電腦所構成的製造管理系統(MES：Manufacturing Execution System)。此處，所謂製造管理系統(MES)，係一種完全以電腦管理、分析在生產線流動之各製品的製程、設備、條件、以及作業資料，並藉此來支援提高品質、良率以及減低作業錯誤等高效率生產的系統。此外，主機160亦能使用MES以外之裝置，例如專用電腦。
雖然能採用匯流排型LAN及環型LAN 170之任一種來作為該LAN170，但本第1實施形態中，係使用IEEE802標準之載波感測多元存取/具碰撞偵測(CSMA/CD)方式的匯流排型LAN。
接著，說明對本第1實施形態之微影系統110之1批晶圓進行的曝光動作。此外，此處之1批晶圓的片數，係根據能維持以曝光裝置1001 之C/D內之塗布機塗布於各晶圓表面之感光劑（化學放大型光阻等）性能的時間來加以設定。亦即，設定1批晶圓之片數，俾使從對一片晶圓塗布感光劑後到進行顯影為止之所有動作（亦包含搬送動作）結束之時間，不超過能維持光阻性能之時間。作為本第1實施形態之一1批片數的一例為25片。
又，以下說明中，作為一具體例，說明藉由本第1實施形態之微影系統110的曝光動作，將包含第6圖所示之閘極圖案P1之電路圖案IP轉印形成的情形。如第6圖所示，此閘極圖案P1係一孤立線，其由沿Y軸方向細長延伸之寬度dY1的細線圖案，以及形成於其二端部、較dY1寬之寬度dY2的重疊用圖案構成。此外，於第6圖之電路圖案IP中，其閘極圖案P1係放大顯示，除此以外之圖案（例如配線圖案）則省略圖示。
細線圖案之寬度dY1，係不進行液浸曝光之曝光裝置100j ＋ 1 等投影光學系統PL的解析極限寬度，或較該解析極限略細之寬度。例如將曝光裝置100j ＋ 1 之曝光波長設為λ、將投影光學系統PL之數值孔徑設為NA時，投影光學系統PL之解析極限，由於係使用既定處理係數k1而成為約k1．λ/NA，因此細線圖案之寬度dY1約相當於此k1．λ/NA，或較其略細。另一方面，重疊用圖案於X軸方向的寬度dY2，係設定成較該解析極限大1.5倍左右。
此閘極圖案P1之細線圖案部分，例如係構成場效型電晶體之閘極電極的圖案。此種閘極圖案於實際元件形成有數千萬個以上。此閘極電極形成的越細，且於元件之所有部位其線寬越固定，該電子元件之動作就越為高速。
欲將此種閘極圖案P1形成於晶圓W上時，雖能例如將正型光阻塗布於晶圓W上，製成具有放大成與其相似之形狀之遮光圖案的標線片，並以曝光裝置100j ＋ 1 等將其縮小影像轉印於晶圓W上，但利用曝光裝置100j ＋ 1 等，係難以將較該解析極限細之圖案影像高精度且維持適當焦深來加以曝光。
因此，本第1實施形態中，係根據待形成之電路圖案IP，準備有如第7(A)圖、第7(B)圖所示之二個標線片9A, 9B。此外，雖實際標線片圖案之尺寸為晶圓W上之圖案尺寸乘以(1/β)倍的值，但以下為方便說明，係將標線片圖案各部尺寸換算成晶圓W上之尺寸的值來表示。第7(A)、第7(B)圖，係觀看標線片9A, 9B時的圖，且為標線片載台RST裝載有標線片9A, 9B時，從－Z側觀看各標線片時的圖。
如第7(A)圖所示，於標線片9A形成有圖案區域PA1。於該圖案區域PA1形成有由形狀與第6圖所示之閘極圖案P1相似（更正確而言，係1/β倍）之遮光膜構成的遮光圖案A1。此時，雖相當於遮光圖案A1中重疊用圖案之部分的寬度，與重疊用圖案的寬度相同，但相當於細線圖案之部分的寬度，係設定成與細線圖案之寬度相同或較其大。如此一來，即能藉由解析極限附近之影像的曝光，來防止細線圖案之線寬變成較所欲寬度更細。
如第7(B)圖所示，於標線片9B形成有圖案區域PA2。於該圖案區域PA2，相當於第6圖所示之閘極圖案P1之細線圖案的位置，係形成有以X軸方向為排列方向之線與空間（以下略稱為「L/S」）圖案B1。於第7(B)圖中，以虛線表示對應第6圖所示之閘極圖案P1的區域。如第7(B)圖所示，L/S圖案B1，係如將相當於第7(A)圖所示之遮光圖案A1中細線圖案的區域夾入（接觸）般，以大致2．dY1之間距，將寬度為dY1之四個透射型圖案配置於X軸方向（亦即與閘極圖案P1之長邊方向正交之方向）。各透射圖案之間，係構成相對透射圖案將透射光的相位移動180°、且透射率例如為3~10%左右的消光型（半色調）移相部。此外，當然亦可將此消光型相移部作成完全遮光圖案。又，L/S圖案B1之透射圖案數並不限定於四個，不論有幾個皆可。
又，本第1實施形態，雖因使用正型光阻的關係，而將對應閘極圖案之圖案作成第7(A)圖所示的遮光圖案，但若係使用負型光阻時，亦可將對應閘極圖案之圖案作成透射圖案。
第8圖，係顯示對1批晶圓進行使用標線片9A及標線片9B之雙重曝光時，其主機160之處理算法的流程圖。此外，以構成曝光對象之晶圓W已進行了1層以上之曝光為前提，將此次雙重曝光步驟稱之為「目前步驟」。於此第8圖所示，主機160之處理算法的開始時間，係在對應用以處理該批晶圓W之步驟程式的曝光處理準備開始後。
首先，第8圖之步驟201中，主機160係從曝光裝置1001 ~100N 中決定出使1批晶圓W曝光之曝光裝置。此外，目前步驟之曝光，係使用標線片9A及標線片9B的雙重曝光。微影系統110，雖亦能以1台曝光裝置進行此雙重曝光，但本第1實施形態中，係以2台曝光裝置進行雙重曝光。此時，由於能省略1台曝光裝置之標線片更換等作業，因此從效率之觀點看來亦較佳。又，此處，選擇1台作為進行液浸曝光之曝光裝置，並選擇剩下之1台作為不進行液浸曝光之曝光裝置。此處，係選擇曝光裝置100j ＋ 1 作為不進行液浸曝光之曝光裝置，並選擇曝光裝置1001 作為進行液浸曝光之曝光裝置。又，曝光裝置100j ＋ 1 之構成係如前述般，除了未具備液體供排系統32以外，其他部分係與第2圖所示之曝光裝置1001 的構成相同。
次一步驟203中，主機160係指示未圖示之搬送系統進行標線片的搬送。藉此，以工廠內未圖示之搬送系統將標線片9A搬送至曝光裝置100j ＋ 1 ，並將標線片9B搬送至曝光裝置1001 。被搬送至各曝光裝置的標線片，係藉由未圖示之標線片搬送系統搬送，並在高精度定位（預先對準）之狀態下分別被裝載於曝光裝置1001 及曝光裝置100j ＋ 1 之標線片載台RST上。
次一步驟205中，主機160係將曝光對象之1批晶圓W搬送至曝光裝置100j ＋ 1 。將此次曝光對象之1批晶圓W儲存於既定前開式統一收納槽（Front Opening Unified Pod：以下簡稱「FOUP」）。此FOUP係被未圖示之FOUP搬送裝置搬送至曝光裝置100j ＋ 1 後，固定於既定位置。藉由此固定，FOUP之開口部在門開啟的狀態下，係與曝光裝置100j ＋ 1 之未圖示之搬送系統室的開口連接，可於曝光裝置100j ＋ 1 內取出晶圓W。
次一步驟207中，主機160係對曝光裝置100j ＋ 1 指示進行晶圓W之曝光。藉此，使曝光裝置100j ＋ 1 之曝光開始進行。次一步驟209中，在曝光裝置100j ＋ 1 送來處理結束通知前係保持等待狀態。
第9圖，係顯示藉由進行曝光裝置100j ＋ 1 之曝光動作時的主控制裝置20，來進行之處理順序的流程圖。如第9圖所示，首先，步驟301中，係裝載1批內之第1片（批量前頭）晶圓。於進行此裝載前，在該晶圓W係已完成未圖示C/D內之塗布機的光阻塗布，該晶圓W，係在被未圖示之搬送系統搬送並進行預先對準後，被轉送至晶圓載台WST上之晶圓保持具70上。此外，該晶圓W，係在進行裝載前被未圖示之搬送系統從FOUP內取出，並被搬送至曝光裝置100j ＋ 1 之C/D的塗布機，藉由該塗布機，於其表面塗布例如正型化學增強型光阻。此化學增強型光阻，雖係由原料樹脂、光酸產生劑(PAG；Photo Acid Generator)等構成，但亦有進一步包含溶解抑制劑或交聯劑等者。又，此塗布機之光阻塗布處理，係獨立且與本流程中之曝光動作非同步地，依其曝光順序對FOUP內之晶圓W進行。
次一步驟303中，係進行使用未圖示之標線片對準系統與該基準標記板FM等的標線片對準、以及使用未圖示之對準系統等基線測量等的準備處理。
次一步驟305中，係進行例如日本特開昭61－44429號公報以及與此對應之美國專利第4,780,617等所揭示的EGA（加強型全晶圓對準）等的晶圓對準。且在本國際申請案所指定之指定國（或所選擇之選擇國）的國內法令許可範圍內，援用上述各公報以及對應之美國專利之揭示內容作為本說明書記載的一部分。
次一步驟307中，係根據主控制裝置20之指示，一邊使載台控制裝置19監視該晶圓干涉儀18及標線片干涉儀16的測量值，一邊根據晶圓對準之結果控制標線片載台驅動部11及晶圓載台驅動部124，藉此進行各照射區域之掃描曝光。主控制裝置20，係與一般掃描器同樣地，配合該載台控制裝置19之控制動作，來控制照明系統10之照明動作。
載台控制裝置19係進行同步控制，俾於各照射區域之掃描曝光時，將標線片載台RST之Y軸方向移動速度Vr與晶圓載台WST之Y軸方向移動速度Vw，維持在對應投影光學系統PL之投影倍率β的速度比。藉此，將標線片9A之圖案（以遮光圖案A1為代表）透過投影光學系統PL依序縮小轉印於晶圓W上各鏡頭。
藉由此曝光動作，於以曝光用光IL曝光之晶圓W上的區域，從塗布於該部分之正型化學放大光阻所含的光酸產生劑產生酸。亦即，在晶圓W上，係僅從光阻（係位於對應以遮光圖案A1為代表之遮光圖案部分以外的部分）之光酸產生劑產生酸，此時，以曝光用光IL曝光之部分（遮光圖案以外之部分）的光阻尚未變化成可溶性。
於次一步驟309中卸下晶圓W。藉此，已完成曝光之晶圓載台WST上的晶圓W即被卸下，並被未圖示之搬送系統搬回FOUP。
次一步驟311中，係判斷對1批晶圓W之曝光是否結束。此時，由於僅結束第1片晶圓W之曝光，因此此處之判斷為否定，而進至步驟312。步驟312，係將次一曝光對象之晶圓W裝載至晶圓載台WST上。並在步驟312結束後，返回步驟305。
反覆進行步驟305→步驟307→步驟309→步驟311→步驟312之條件判斷、處理，直到此後之步驟311的判斷為肯定為止。藉此，將標線片9A之圖案區域PA1的圖案，分別轉印至FOUP內（批量內）第2片晶圓W之後的晶圓W照射區域。接著，當對批量內最後晶圓W之曝光結束，且步驟311之判斷為肯定時，即進至步驟313。
步驟313中，係對主機160發送處理結束通知。接著，在步驟313結束後，即結束處理。
回到第8圖，當主機160收到該處理結束通知時，即進至次一步驟211，並指示搬送系統將固定於曝光裝置100j ＋ 1 之FOUP搬送至曝光裝置1001 ，加以固定。
次一步驟213中，主機160係對曝光裝置1001 指示進行晶圓W之曝光。藉此，曝光裝置1001 之曝光即開始。藉由此指示，曝光裝置1001 之主控制裝置20，即進行對FOUP內所有晶圓W之液浸曝光。且主機160在曝光裝置1001 送來處理結束通知為止（步驟215），係保持等待狀態。
第10圖，係顯示在進行曝光裝置1001 之曝光動作時，以主控制裝置20進行之處理順序的流程圖。比較此第10圖與第9圖即可清楚得知，曝光裝置1001 之主控制裝置20的處理順序，與第9圖所示曝光裝置100j ＋ 1 的處理順序大致相同。不過，於曝光裝置1001 安裝有液體供排系統32，在進行曝光等時會以此液體供排系統32進行液體供應排放，此點與曝光裝置100j ＋ 1 之動作相異。
更具體而言，曝光裝置1001 之主控制裝置20，首先在第10圖之步驟351中，係與該步驟301同樣地，將FOUP內第1片（批量前頭）晶圓W裝載於晶圓載台WST上。其次，在進行步驟353中準備作業之一的標線片對準前，先進行液體供排系統32之液體供應裝置5以及液體回收裝置6的各閥開啟關閉控制，再開始對前端透鏡42與晶圓W間之空間進行水的供應及回收。藉此，即恆以穩定狀態將既定量的水Lq供應至該空間。亦即，步驟353之準備處理、步驟355之晶圓對準以及步驟357之曝光，係在水Lq被保持於前端透鏡42下之空間的狀態下進行。
此外，在進行步驟353中準備作業之一的基線測量與步驟355之晶圓對準時，可使前端透鏡42下之空間成無液體狀態。此係由於基線測量及晶圓對準之處理係以未圖示之離軸對準系統來進行之故。該步驟355結束後，主控制裝置20即開始步驟357之液浸曝光。
以此曝光裝置1001 進行之第2次曝光中，以曝光裝置100j ＋ 1 進行之第1次曝光與到達晶圓W之曝光用光IL的實質波長（亦即在投影光學系統PL（前端透鏡42）與晶圓W間之空間的波長）相異。亦即，曝光裝置100j ＋ 1 ，雖藉由乾式曝光，使從照明系統10發出而射入投影光學系統PL之曝光用光IL能維持其波長(193nm)到達晶圓W，但曝光裝置1001 ，則藉由液浸曝光，使從照明系統10發出而射入投影光學系統PL之曝光用光IL實質波長，被水轉換成134nm而到達晶圓W。亦即，曝光裝置1001 ，由於進行液浸曝光，因此能使投影光學系統之數值孔徑NA大於1，而能進行高解析度之圖案投影。藉此，曝光裝置1001 之解析度，能以良好精度轉印寬度dY1的圖案。又，曝光裝置1001 ，由於係進行液浸曝光，因此只要處理係數與投影光學系統之數值孔徑NA相同，其焦深即能較在空氣中之乾式曝光更為放大至n倍，就此點來看，亦能稱之為高精度曝光。
此步驟357結束後，即停止液體供排系統32之液體供應，並在前端透鏡42下之空間無液體的狀態下，進行步驟359之晶圓W的卸除。從晶圓載台WST卸下之晶圓W，被未圖示之搬送系統搬回FOUP。接著，於步驟311中，主控制裝置20判斷所卸下之晶圓W是否為1批的最後晶圓W，若非最後之晶圓時，即進至步驟362，並在保持前端透鏡42下之空間無液體的狀態下，將次一曝光之晶圓W裝載至晶圓載台WST上。
接著，在步驟361之判斷為肯定前，主控制裝置20係對各晶圓W持續進行步驟362之晶圓裝載、步驟355之晶圓對準、步驟357之液浸曝光以及步驟359的晶圓卸除。
藉此，將在曝光裝置1001 以液浸法將標線片9B上的圖案，轉印至在曝光裝置100j ＋ 1 被轉印有標線片9A上之圖案的晶圓W各照射區域。此外，曝光裝置1001 ，從晶圓載台WST卸下之晶圓W在回到FOUP之前，係被未圖示之搬送系統搬送至C/D，並以烘乾裝置施以PEB後以顯影機顯影，其後回到FOUP。藉由此PEB，晶圓W上之光阻，例如溶解抑制劑從原料樹脂脫離，所曝光之部位顯現鹼可溶性並形成轉印圖案之潛影於晶圓W上，其次藉由顯影除去構成此可溶性之部分，並於晶圓W上形成轉印圖形的顯影（例如第6圖所示之圖案影像）。曝光裝置1001 之主控制裝置20，當確認全部晶圓W已回到FOUP內時，步驟361之判斷即為肯定，並進至步驟362，對主機160發送處理結束通知。當主機160接收到處理結束通知時，即進至步驟217，進行目前步驟之蝕刻處理、光阻除去，接著，為準備次一層之曝光等，以未圖示之FOUP搬送裝置使該FOUP退至既定場所，並結束一系列之處理。
從到目前為止之說明可清楚得知，本第1實施形態中，係使用以主控制裝置20控制的液體供排系統32，將液體Lq注滿於投影光學系統PL與晶圓W間之空間，並藉此調整該光路空間之曝光用光的實質波長。
如以上之詳細說明，根據本第1實施形態之微影系統110，在對晶圓W之同一光阻層進行雙重曝光時，於該雙重曝光之一次曝光中，使對晶圓W投射曝光用光IL之投影光學系統PL與晶圓W間之空間內該曝光用光IL的實質波長，異於雙重曝光中另一次曝光之該空間內曝光用光IL的波長。藉此，能在例如要求較高轉印精度之某次曝光中，縮短投影光學系統PL與晶圓W間之空間內該曝光用光IL的實質波長，並將要求轉印精度較低之某次曝光中，將曝光用光IL之實質波長增長至某一程度。在縮短曝光用光IL之實質波長的曝光例如於液浸曝光中，藉由液體供應等作業所需之曝光時間通常會較一般曝光長。因此，由於若採用本第1實施形態之曝光方法，即使進行複數次曝光時，亦能採用對應各次曝光所要求之解析度、在時間上較有利之曝光方法，因此能實現兼具高精度以及高效率的曝光。特別是相較對雙重曝光之二者進行液浸曝光時，能縮短整體曝光時間。
又，使用化學增強型光阻作為感光劑進行液浸法之曝光時所擔心者，係從化學增強型光阻所含之光酸產生劑產生的酸，會溶解至用於液浸曝光之液體。當產生此溶解現象時，即有可能產生酸的鈍化、在光阻表面部分之酸濃度減少、原料樹脂之溶解抑制劑的脫離不充分、以及圖案輪廓劣化。又，亦有可能在晶圓W上之液浸時間不同處，產生原本應該相同之圖案的線寬卻不同等不當情形。
然而，本第1實施形態，係將雙重曝光之二次曝光中的液浸曝光設為一次。如此一來，即能將晶圓W上所塗布之化學增強型光阻浸泡於液浸曝光用液體（於本第1實施形態中為純水）的時間，較二次曝光皆以液浸法進行之情形更為縮短，因此能減低從化學增強型光阻中所含之光酸產生劑產生的酸溶解至水中的量。其結果，由於能提高晶圓W之相異處的線寬均一性，因此能實現高精度之曝光。
又，若考量此種酸之溶解，在進行液浸法之曝光時，最好是能以提高掃描速度之設定等方式，來縮短晶圓W表面浸泡於液體之時間。或最好選擇在液浸狀態時不會立即放出酸之化學增強型光阻。再者，亦可使用酸之溶解度較純水低的液體來作為從液體供排系統32供應的液體，或亦可將保護膜（表面塗布）塗布於光阻上。
又，該第1實施形態中，雖於第1次曝光使用曝光裝置100j ＋ 1 ，於第2次液浸曝光使用曝光裝置1001 ，但亦可於第1次曝光中選擇曝光裝置100j ＋ 2 ~100N 的任一個，於第2次液浸曝光中選擇曝光裝置1002 ~100j 的任一個。
又，該第1實施形態中，雖係以1批之單位來進行第1次曝光與第2次曝光，但亦能以1片之單位來進行雙重曝光。如此一來，由於能藉由在對每一片晶圓進行第1次曝光後迅速進行第2次曝光，並對該晶圓W施以PEB，來縮短從各晶圓之曝光到PEB為止之時間，因此相當有利。當以不同曝光裝置進行雙重曝光時，亦能不使用FOUP來進行曝光裝置間之晶圓搬送，而在曝光裝置間設置搬送每一片晶圓W之搬送系統，並以該搬送系統來搬送各晶圓W。
又，該第1實施形態之微影系統110中，雖將使用液浸法之曝光裝置台數設置成多於不使用液浸法之曝光裝置台數，但並不限定於此。實際上，使用液浸法之曝光裝置台數亦可較其他曝光裝置少，例如可為1台。
又，本第1實施形態中，係將雙重曝光之二次曝光中、進行PEB前所進行之曝光作為液浸曝光。如此一來，即能縮短處於液浸狀態之晶圓W處於該液浸狀態時到施以PEB為止的時間，因此可縮短到將更微細圖案曝光後之PEB為止的時間。藉此，能減少曝光後之污染等不良影響。且能防止液體回收裝置6未回收完而殘留於晶圓W之液體因乾燥而使異物附著於晶圓W等不當情形。又，亦能將雙重曝光之二次曝光中的第1次曝光作為液浸曝光，將第2次曝光作為非液浸曝光。此時，與如上述般在進行第1次曝光後（於晶圓W上發生之酸變得易於溶出後）進行第2次曝光之情形相較，由於在第1次進行了液浸曝光，因此能減少在晶圓W上產生之酸溶解至液體（水）。
液浸曝光究竟是在第1次或第2次進行，可與前述第1實施形態同樣地，根據是否較重視縮短在液浸曝光後（以實質上波長較短之曝光用光進行曝光後）到施以PEB為止的時間、或較重視液浸曝光時之酸溶出等的各種處理條件來決定即可。
又，該第1實施形態中，雖使用具有一晶圓載台之單一載台型曝光裝置，但亦可使用含有雙載台（二載台）型之曝光裝置。特別係進行液浸曝光的曝光裝置1001 等，由於使用雙載台型者較能提高效率，因此在防止上述酸之溶出方面亦較佳。
又，該第1實施形態中，雖藉由在投影光學系統（前端透鏡）與晶圓W間之空間內無液體之狀態下進行二次曝光中的一次曝光，並在保持液體於投影光學系統（前端透鏡）與晶圓W間之空間內的狀態下進行另一次曝光，而使投影光學系統（前端透鏡）與晶圓W間之空間內的實質波長，在雙重曝光之一次曝光與另一次曝光中相異，但亦能以雙重曝光之二曝光來進行液浸曝光。亦即，亦能將曝光裝置100j ＋ 1 ~100N 作為如曝光裝置1001 ~100j 般來進行液浸曝光的曝光裝置。此時，若在曝光裝置1001 ~100j 中使用純水作為液體，即能在曝光裝置100j ＋ 1 ~100N 中使用折射率較純水折射率(1.44)小之液體。又，相反地，若在曝光裝置100j ＋ 1 ~100N 中使用純水作為液體，即能在曝光裝置1001 ~100j 中使用對曝光用光（ArF光）之折射率較純水大的液體，例如異丙醇(Isopropanol)。如此一來，即能使曝光裝置1001 ~100j 與曝光裝置100j ＋ 1 ~100N 中到達晶圓W之曝光用光IL的實質波長相異。且在此情形下，由於曝光裝置100j ＋ 1 ~100N 之解析極限較曝光裝置1001 ~100j 低，因此在轉印較微細之圖案時，最好係使用曝光裝置1001 ~100j 。又，作為液體，除了例如異丙醇外，亦可係具有所謂甘油之C－H鍵或O－H鍵的液體，己烷、庚烷、癸烷等液體（有機溶劑）、或混合此等液體中任意2種以上之液體者、添加（混合）上述液體於純水者、添加（混合）H＋ 、Cs＋ 、K＋ 、Cl－ 、SO4 2 －、PO4 2 －等鹼基或酸者，添加Al氧化物等微粒子於純水者等能適當使用對曝光用光具有所欲折射率之液體。當然此等液體，其曝光用光之吸收係數較小（透射率高），最好係光學特性之溫度依存性較小者。又，最好係對投影光學系統PL或塗布於基板P表面之光阻的影響較小，且粘性亦較小者。
又，該第1實施形態中，雖然使用ArF準分子雷射光（波長193nm）來作為曝光用光IL，但在曝光裝置間，各光源之振盪波長亦可不同。例如，亦可將曝光裝置100j ＋ 1之光源設為KrF準分子雷射光源（波長248nm），將曝光裝置1001 之光源設為ArF準分子雷射光源。此時，亦能以二曝光裝置進行液浸曝光，或亦能以二曝光裝置進行乾式曝光。當然，亦能使用以F2 雷射光或i線作為曝光用光的曝光裝置，或亦能以光源振盪波長不同之二曝光裝置的一方來進行液浸曝光，並以另一方來進行乾式曝光。亦即，能在對複數曝光裝置間進行之同一晶圓W（同一感光層）進行複數次曝光時，使至少一次之曝光中，到達晶圓W之曝光用光的實質波長與另一次曝光相異。
又，該第1實施形態中，由於係以不同曝光裝置來進行雙重曝光，因此在實際上，因該曝光裝置100j 之投影光學系統PL的像差等而造成影像扭曲問題。因此，該第1實施形態之微影系統110中，亦可係以主機160等管理關於曝光裝置100j 之影像扭曲資訊，並以各成像特性校正控制器181（參照第5圖）來調整曝光裝置間之影像扭曲，以進行雙重曝光。
此外，該第1實施形態之微影系統110中，雖對使用標線片9A, 9B之晶圓W的同一光阻層進行雙重曝光，但亦可進行三重曝光以上之多重曝光。例如，亦可藉由標線片9A, 9B轉印閘極圖案，再進一步使用形成有配線圖案之標線片，來進行配線圖案之轉印。亦即，欲形成包含微細圖案之電路圖案時，亦可將該電路圖案分解成微細圖案及較不微細之圖案，並進行形成有各個圖案之複數標線片的多重曝光，對較不微細圖案之轉印進行無液體狀態的曝光（以第1波長之曝光用光的曝光），對微細圖案之轉印則進行液浸曝光（以實質上較第1波長短之波長之曝光用光的曝光）。
《第2實施形態》
接著，根據第11圖至第14圖說明本發明之第2實施形態。該第1實施形態雖以二台不同曝光裝置來進行雙重曝光，但本第2實施形態則係以一台曝光裝置來進行使用該標線片9A及標線片9B之雙重曝光。
第11圖，係顯示本發明第2實施形態之曝光裝置100的概略構成。此曝光裝置100，係所謂之步進掃描方式的曝光裝置（掃描步進器）。此曝光裝置100，與該第1實施形態之曝光裝置1001 同樣地，亦能藉由液浸法進行曝光之曝光裝置，其具備液體供排系統32。此曝光裝置100，除了分別具備取代投影光學系統PL之投影光學系統PL，（能以液浸曝光及乾式曝光來獲得既定成像結果）、取代標線片載台RST之標線片載台RST’、以及取代載台裝置50之載台裝置50’，又，由於除了進一步具備二對準系統ALG1, ALG2來作為離軸之對準系統，以及具備取代晶圓干涉儀18之後述晶圓干涉儀系統外，其他構成皆與該第1實施形態之曝光裝置1001 相同，因此與曝光裝置1001 共通部分省略其詳細說明。
如第12圖所示，能於標線片載台RST’上將2片標線片沿掃描方向（Y軸方向）設置成直列，此點係與標線片載台RST不同。第12圖中，顯示標線片9A, 9B被保持於標線片載台RST’上的情形。標線片載台RST’上之標線片9A, 9B，例如能在雙重曝光時選擇性地加以使用，且任一標線片皆能與晶圓側同步掃描。第12圖中，顯示選擇標線片9A，並能照射曝光用光IL（或照射曝光用光IL）於該標線片9A上對應虛線所示之照明區域IAR之部分時的情形。
此標線片載台RST’上，在X軸方向之一側端部，係沿Y軸方向延設有構成移動鏡15的移動鏡15X，於此移動鏡15X之X軸方向的一側面，係藉由鏡面加工形成有反射面。以側長軸BIRx （係來自構成第11圖之標線片干涉儀16的X軸干涉儀16X）所示之干涉儀光束係照射向此移動鏡15X反射面。干涉儀光束16X，係藉由接收該反射光，並測量相對基準面之相對變位，來取得標線片載台RST’於X軸方向的位置資訊等。
另一方面，於標線片載台RST’之掃描方向（Scan方向）的Y軸方向另一側（第12圖中紙面內下側）設置有構成移動鏡15之一對後向反射鏡15YL , 15YR 。從構成標線片干涉儀16之一對雙匯流排干涉儀16YL , 16YR ，分別對此等後向反射鏡15YL , 15YR 照射測長軸BIRL , BIRR 所示之干涉儀光束，且被形成於標線片底盤（未圖示）上之反射面的反射鏡39A, 39B反射，在該處反射之各反射光回到同一光路，並分別以各雙匯流排干涉儀16YL , 16YR 接收，再測量來自各後向反射鏡15YL , 15YR 之基準位置（於基準位置之該標線片底盤（未圖示）上的反射面）的相對位移。接著，將此等標線片干涉儀16YL , 16YR 之測量值供應至載台控制裝置19，並根據其平均值來測量標線片載台RST’之Y軸方向的位置資訊。此Y軸方向之位置資訊，係用於算出標線片載台RST，與後述晶圓載台WST1或WST2的相對位置，以及用於據此進行掃描曝光時之掃描方向（Y軸方向）的標線片9A, 9B與晶圓W1(W2)的同步控制。又，本第2實施形態之曝光裝置100，係根據雙匯流排干涉儀16YL , 16YR 之測量值彼此的差，來測量標線片載台RST’之θz旋轉。
亦即，曝光裝置100，係以X軸干涉儀16X以及一對雙匯流排干涉儀16YL , 16YR 構成標線片干涉儀16（參照第11圖），並以移動鏡15X以及後向反射鏡15YL , 15YR 構成移動鏡15（參照第11圖）。
接著，說明載台裝置50’。如第11圖所示，該載台裝置50’，具備：底盤BS；晶圓載台WST1, WST2，係配置於該底盤BS上方；干涉儀系統（將其稱之為晶圓干涉儀系統18’），係含有分別測量此等晶圓載台WST1, WST2位置的干涉儀18X1 , 18X2 等；以及晶圓載台驅動部124’（於第11圖中未顯示，參照第13圖），係驅動晶圓載台WST1, WST2。
晶圓載台WST1, WST2，係構成為能藉晶圓載台驅動部124’沿X軸方向（第11圖之紙面內左右方向）及Y軸方向（第11圖之紙面正交方向）獨立驅動於二維方向。
如第13圖的俯視圖所示，於底盤BS上，例如於Y軸方向相距既定間隔配置有延伸於X軸方向、由電樞單元構成之一對X軸線性導件861 , 862 ，。於此等X軸線性導件861 , 862 上方，例如將由磁極單元構成之各二個滑件821 , 841 及822 , 842 ，以非接觸方式設置成從上方包圍所對應之X軸線性導件861 , 862 的狀態。亦即，可動磁鐵型線性馬達係分別由滑件821 , 841 及X軸線性導件861 構成，另一可動磁鐵型線性馬達則分別由滑件822 , 842 及X軸線性導件862 構成。以下，係使用與構成各個可動件之滑件821 , 841 , 822 , 842 相同的符號，將其適當稱為X軸線性馬達821 、X軸線性馬達841 、X軸線性馬達822 及X軸線性馬達842 。
構成上述四個X軸線性馬達821 , 841 , 822 , 842 中，構成二個X軸線性馬達821 , 822 之滑件例如係由電樞單元構成，分別固定在延伸於Y軸方向之Y軸線性導件80長邊方向的一端及另一端。又，構成剩下的二個X軸線性馬達841 , 842 之滑件例如係由電樞單元構成，固定在延伸於Y軸方向之Y軸線性導件81的一端及另一端。因此，Y軸線性導件80, 81，係藉由各一對X軸線性馬達821 , 822 , 841 , 842 分別驅動於X軸。
晶圓載台WST1具備未圖示之磁極單元，藉由該磁極單元與由電樞單元構成之Y軸線性導件81，來構成使晶圓載台WST1驅動於Y軸方向之可動磁鐵型Y軸線性馬達。又，晶圓載台WST2係具備未圖示之磁極單元，藉由該磁極單元與Y軸線性導件80，來構成使晶圓載台WST2驅動於Y軸方向之可動磁鐵型Y軸線性馬達。以下，係使用構成與各固定件之線性導件81、80相同的符號，來將此等Y軸線性馬達適當稱之為Y軸線性馬達81、Y軸線性馬達80。
本第2實施形態，係以X軸線性馬達821 , 822 , 841 , 842 以及Y軸線性馬達80, 81來構成晶圓載台驅動部124’。構成此晶圓載台驅動部124’之該各線性馬達，係在主控制裝置20之控制下，被載台控制裝置19所控制。
本第2實施形態，各晶圓載台WST1, WST2之構成，大致與第1實施形態之晶圓載台WST的構成（參照第3圖）相同，對晶圓載台WST1(WST2)之各構成要素，於圖13中，係將用來顯示係哪一載台之構成要素的識別號碼（亦即1或2）以下標方式加以表示。
回到第11圖，於投影單元PU之＋X側、－X側相距相同距離之位置，分別配置有該離軸對準系統（以下簡稱「對準系統」）ALG1, ALG2。此等對準系統ALG1, ALG2實際上係安裝於保持投影單元PU之保持構件。作為此等對準系統ALG1, ALG2，可使用例如影像處理方式之FIA（Field Image Alignment（場像對準））系統感測器，其能將不會使晶圓上之光阻感光的寬頻檢測光束照射於對象標記，並以攝影元件（CCD（電荷耦合裝置）等）拍攝藉由來自該對象標記之反射光而成像於受光面的對象標記影像、以及未圖示之指標（設於對準系統ALG1, ALG2內之指標板上的指標圖案）影像，並輸出該等影像訊號。此外，作為對準系統ALG1, ALG2，並不限於FIA系統，亦能單獨或組合使用將同調檢測光照射於對象標記以檢測從此對象標記產生之散射光或繞射光的對準感測器，或是干涉從該對象標記產生之二繞射光（例如同階數之繞射光、或繞射於相同方向之繞射光）來加以檢測的對準感測器。
本第2實施形態中，對準系統ALG1，係用於測量形成在晶圓載台WST1上晶圓W1之對準標記位置、以及形成在基準標記板FM1 上之基準標記位置等。又，對準系統ALG2，係用於測量形成在晶圓載台WST2上晶圓W2之對準標記位置、以及形成在基準標記板FM2 之基準標記位置等。
來自此等對準系統ALG1, ALG2之資訊係供應至主控制裝置20。
其次，參照第13圖說明晶圓干涉儀18’之構成等。如此第13圖所示，晶圓干涉儀18’，具有：三個Y軸干涉儀18YM , 18YR , 18YL ，係分別具有通過投影光學系統PL之投影中心（光軸AX）及各對準系統ALG1, ALG2之檢測中心、平行於Y軸之測長軸BIYM, BIYR, BIYL；以及二個X軸干涉儀18X2 , 18X1 ，係分別具有連結投影光學系統PL之投影中心（光軸AX）及對準系統ALG1, ALG2之檢測中心、平行於X軸）之測長軸BI2X, BI1X。
此處，晶圓載台WST1，係位於投影光學系統PL之光軸正下方位置（第1位置）附近的區域（第1區域），當對此晶圓載台WST1上之晶圓進行曝光時，係以X軸干涉儀18X1 、Y軸干涉儀18YM 來管理晶圓載台WST1的位置。以下，將被此X軸干涉儀18X1 、Y軸干涉儀18M 之各測長軸所限定的座標系統稱為第1曝光座標系統。
又，晶圓載台WST2，係位於該第1區域，當對此晶圓載台WST2上之晶圓進行曝光時，係以X軸干涉儀18X2 、Y軸干涉儀18YM 來管理晶圓載台WST1之位置。以下，將被此X軸干涉儀18X2 、Y軸干涉儀18YM 之個別測長軸所限定的座標系統稱為第2曝光座標系統。
又，當晶圓載台WST1位於對準系統ALG1檢測中心之正下方位置附近的區域（第2區域），並進行形成於該晶圓載台WST1上之晶圓對準標記的檢測例如後述晶圓對準等時，係以X軸干涉儀18X1 、Y軸干涉儀18R 來管理晶圓載台WST1的位置。以下，將被此X軸干涉儀18X1 、Y軸干涉儀18R 之各測長軸所限定的座標系統稱為第1對準座標系統。
又，當晶圓載台WST2，於對準系統ALG2檢測中心之正下方位置附近的區域（第3區域），並進行形成於該晶圓載台WST2上之晶圓對準標記的檢測例如後述晶圓對準等時，係以X軸干涉儀18X2 、Y軸干涉儀18L 來管理晶圓載台WST2的位置。以下，將被此X軸干涉儀18X2 、Y軸干涉儀18L 之各測長軸所限定的座標系統稱為第2對準座標系統。
上述X軸干涉儀18X1 , 18X2 係具有複數光軸的多軸干涉儀，能獨立測量各光軸之輸出值。藉此，此等X軸干涉儀18X1 , 18X2 ，除了能測量晶圓載台WST1, WST2之X軸方向位置外，亦能測量繞Y軸之旋轉量（橫搖量）及繞Z軸之旋轉量（偏轉量）。
又，該Y軸干涉儀18YL , 18YM , 18YR ，例如係具有二光軸之雙軸干涉儀，能獨立測量各光軸之輸出值。藉此，此等Y軸干涉儀18YL , 18YM , 18YR ，除了能測量晶圓載台WST1或WST2之Y軸方向的位置外，還能測量繞X軸的旋轉量（俯仰量）。
又，該多軸干涉儀亦能透過傾斜45°設於晶圓載台WST1, WST2的反射面，並將雷射光束照射於設在裝載有投影光學系統PL之架台（未圖示）的反射面，來檢測投影光學系統PL於光軸方向（Z軸方向）的相對位置資訊。
接著，參照將曝光裝置本體（係以投影光學系統PL為中心）之動作以時間系列顯示的第14圖，並適當參照其他圖式來說明本第2實施形態之曝光裝置100中、對1批晶圓同時進行的處理動作（雙重曝光動作）。
又，以1批內之晶圓中的第1片晶圓W1被未圖示之搬送系統搬送至C/D，並以塗布機塗布感光劑（化學增強型光阻）來作為前提。其後，對第2片晶圓W2,第3片晶圓W3,…,第25片晶圓W25亦依照第14圖之流程圖所示處理，獨立以C/D之塗布機進行光阻的塗布。又，本第2實施形態中，所塗布之光阻仍為正型光阻。又，與該第1實施形態同樣地，曝光對象之晶圓W1~W25亦係形成有照射區域的晶圓W。
首先，第14圖的步驟401中，將第1片晶圓W1裝載於晶圓載台WST1上。此處，晶圓載台WST1係移動至右側裝載位置，並以未圖示之搬送系統進行晶圓W1的裝載。在此右側裝載位置附近之晶圓載台WST1的位置控制，係根據分別具有測長軸BI1X, BIYR之干涉儀18X1 , 18YR 的測量值來進行。
次一步驟403中，係將標線片9A, 9B裝載於標線片載台RST’上。藉由進行此裝載，將標線片9A, 9B配置成如第12圖所示。
本第2實施形態中，當晶圓載台WST1位於右側裝載位置時，係將右側裝載位置規定成使晶圓載台WST1之基準標記板FM1 位於對準系統ALG1正下方。在晶圓載台WST1移動至此右側裝載位置之前，於來自干涉儀18YR 之測長軸BIYR的干涉儀光束照射到移動鏡17Y1 的任一時間點，即開始進行干涉儀18YR 之晶圓載台WST1的位置測量。
晶圓載台WST1位於此右側裝載位置的狀態下，即藉由對準系統ALG1取得基準標記之影像，並將此影像訊號送至主控制裝置20。主控制裝置20，即對該影像訊號施以既定處理，並藉由解析該處理後之訊號，來測出以對準系統ALG1之指標中心為基準的基準標記位置。主控制裝置20，會根據該基準標記位置與分別具有測長軸BI1X, BIYR之干涉儀18X1 , 18YR 的測量結果，來算出第1對準座標系統中基準標記板FM1 上之基準標記的座標位置。
在進行晶圓裝載、標線片裝載及基準標記之位置測量之後，第14圖之步驟504，係進行例如特開昭61－44429號公報以及與此對應之美國專利第4,780,617號等所揭示的EGA方式晶圓對準，來求出晶圓W1上各照射區域之排列。具體而言，係一邊以干涉儀18X1 , 18YR （測長軸BI1X、BIYR）管理晶圓載台WST1之位置，一邊根據設計上之照射排列資料（對準標記位置資料），來依序移動晶圓載台WST1，且以對準系統ALG1測量晶圓W1上之既定取樣照射區域的對準標記（取樣標記）位置，根據此測量結果、各取樣標記測量時之干涉儀18X1 , 18YR 的測量值以及照射排列之設計座標資料，進行利用最小平方法之統計運算，藉此來運算所有照射排列資料。並藉此算出上述第1對準座標系統上各照射區域之座標位置。此外，進行此EGA時，各部位動作係在主控制裝置20下被載台控制裝置19所控制。上述運算係藉由主控制裝置20進行。
接著，主控制裝置20，即藉由從各照射區域之座標位置減去該基本標記的座標位置，來算出相對基本標記之各照射區域的相對位置關係。
晶圓載台WST1側，在進行上述晶圓更換（此時為晶圓W1之裝載）、對準動作的期間內，晶圓載台WST2側係呈待機狀態。
此待機狀態之晶圓載台WST2，係定位於左側裝載位置。又，此左側裝載位置，為基準標記板FM2 定位於對準系統ALG2下之位置。在晶圓載台WST2移動至此左側裝載位置之前，於來自干涉儀18YL 之測長軸BIYL的干涉儀光束照射到移動鏡17Y2 的任一時間點，即開始進行干涉儀18YL 之晶圓載台WST2的位置測量。
其次，第14圖的步驟506，係將晶圓載台WST1從右側裝載位置，移動至第13圖所示投影光學系統PL之光軸AX中心（投影中心）正下方、基準標記板FM1 上之基準標記所處位置（以下為方便說明，稱之為「第1曝光基準位置」）。於此移動途中，來自干涉儀18YR 之測長軸BIYR的干涉儀光束從移動鏡17Y1 脫離，來自干涉儀18YM 之測長軸BIYM的干涉儀光束則照射到移動鏡17Y1 。藉此，在晶圓載台WST1到達該第1曝光基準位置之前，於來自干涉儀18YM 之測長軸BIYM的干涉儀光束照射到移動鏡17Y1 的任一時間點，即開始進行干涉儀18YM 之晶圓載台WST1的位置測量。此外，以下為簡化說明，除了特別必要場合以外，省略隨晶圓載台WST1, WST2移動而產生之干涉儀動作的說明。
接著，當晶圓載台WST1朝向該第1曝光基準位置移動時，主控制裝置20，即在投影光學系統PL，之像面側沒有水Lq的狀態下，藉由一對標線片對準系統（圖示省略）並使用曝光用光IL，檢測基準標記板FM1 上之基準標記位置以及與其對應之標線片9A上標線片對準標記之晶圓面上投影像的相對位置。
主控制裝置20，在進行上述相對位置檢測（利用標線片對準系統取得該各標記影像之影像訊號）之前，先以具有測長軸BIYM之干涉儀18YM 開始進行晶圓載台WST1位置之監視。
藉此，求出使用測長軸BI1X、BIYM之座標系統（第1曝光座標系統）中在乾燥狀態下的曝光位置（投影光學系統PL’之圖案投影位置）與基準標記板FM1 上基準標記座標位置的相對位置關係。
主控制裝置20，根據相對先前求出之基準標記板FM1 上基準標記的各鏡頭相對位置關係，以及曝光位置與基準標記板FM1 上基準標記座標位置之相對關係，最後算出曝光位置與各照射相對位置關係。根據該結果，來進行晶圓W1上各鏡頭之乾式曝光。
接著，第14圖之步驟508中，係如下述般，對晶圓台WST1上之晶圓W1上各照射區域使用標線片9A，進行在投影光學系統PL’之像面側無液體狀態下的步進掃描方式乾式曝光。
亦即，主控制裝置20，係一邊監視Y軸干涉儀18YM 及X軸干涉儀18X1 各測長軸之測量值，一邊根據在步驟506算出之曝光位置與各照射位置關係來給與載台控制裝置19指令，以控制構成標線片載台驅動部11及晶圓載台驅動部124’之各線性馬達。
載台控制裝置19，特別是在進行晶圓W1上各照射區域之掃描曝光時，係進行標線片載台RST，與晶圓載台WST1之同步控制，俾使標線片載台RST’之Y軸方向移動速度Vr與晶圓載台WST1之Y軸方向移動速度Vw，維持於對應投影光學系統PL之投影倍率（1/4倍或1/5倍）的速度比。主控制裝置20，與一般掃描器同樣地，配合該標線片載台RST’及晶圓載台WST1之控制，來控制照明系統10之照明動作。
次一步驟509中，係在主控制裝置20之管理下進行對使用標線片9B之晶圓W1的液浸曝光。首先，主控制裝置20，係透過載台控制裝置19移動標線片載台RST’，俾使標線片載台RST’上之標線片9B對應照明區域IAR。接著，主控制裝置20，係不進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6各閥的開啟關閉控制，而是開始對前端透鏡42與晶圓W1間之空間進行水的供應及回收。藉此，恆以穩定之狀態將既定量的水Lq供應至該空間。
又，主控制裝置20，係藉由一對標線片對準系統（圖示省略），使用曝光用光IL並透過水Lq來檢測基準標記板FM1 上之基準標記以及與其對應之標線片9A上標線片對準標記的相對位置。藉此，求出使用測長軸BI1X, BIYM之座標系統中在液浸狀態下的曝光位置（透過投影光學系統PL’之水Lq的圖案投影位置）與基準標記板FM1 上基準標記之座標位置的相對位置關係。此外，亦可設置校正機構，俾使標線片對準系統在具有水Lq之狀態（液浸狀態）下，或無水Lq之狀態（乾燥狀態）下，均能以所欲精度進行標記檢測。又，亦可分別將標線片對準系統設成用於液浸狀態之測量及用於乾燥狀態之測量。
接著，主控制裝置20，根據相對先前求出之基準標記板FM1 上基準標記的各照射區域之相對位置關係，以及基準標記板FM1 上基準標記與液浸狀態之曝光位置的關係，算出在液浸狀態之曝光位置與晶圓W1上各照射區域的相對位置關係。
接著，進行與步驟508相同之載台控制動作及照明系統10之照明動作的控制，並根據先前算出之液浸狀態的曝光位置與晶圓W1上各照射區域的相對位置關係，一邊控制標線片載台RST’及晶圓載台WST1的移動，一邊透過水Lq進行對晶圓W1各照射區域之掃描曝光。且為了以所欲成像性能進行使用投影光學系統PL，之各種液浸曝光及乾式曝光，亦可進行利用成像特性校正控制器181等之投影光學系統PL’的成像特性（焦點等）來加以校正，且亦能以液浸曝光及乾式曝光更換投影光學系統PL’之一部分光學構件。
藉此，曝光裝置100，利用液浸法，即能將標線片9B上圖案區域PA2的圖案高精度轉印至轉印有標線片9A上之圖案的晶圓W1上各照射區域。藉由投影光學系統PL與晶圓W1間的水Lq，使曝光用光IL之波長在實質上變短，標線片9B係以較標線片9A更高解析度轉印至晶圓W1上。且以液體供排系統32對前端透鏡42與晶圓W間之空間的液體供應，係與該第1實施形態同樣地一併受到晶圓W1之XY平面的動作所控制。亦即，對晶圓W1各照射區域之步進掃描方式的曝光動作中，係視晶圓W1之移動方向的變化，藉由主控制裝置20，與該第1實施形態同樣地進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6各閥的開啟關閉控制，在對晶圓W1之步進掃描方式的曝光動作中，前端透鏡42與晶圓W間恆為一定量之水Lq係呈穩定保持的狀態。又，當晶圓W1上各照射區域之液浸曝光結束時，主控制裝置20，在停止液體供排系統32之供水的同時，即完全回收注滿投影光學系統PL’之像面側空間的水Lq。
如此，第14圖之步驟508、步驟509中，係在進行對晶圓載台WST上晶圓W1之曝光（使用標線片9A, 9B之曝光）期間內，在晶圓載台WST2側，於步驟602, 604中，進行第2片晶圓W2之裝載及對準。
此時之晶圓載台WST2的位置控制，係根據分別具有測長軸BI2X, BIYL之干涉儀18X2 , 18YL 的測量值，亦即在第2對準座標系統上進行。
接著，同時在二晶圓載台WSTl、WST2上進行之曝光動作以及晶圓更換．對準動作，係先前結束之晶圓載台呈等待狀態，並在二方之動作結束後進至步驟510及步驟606，晶圓載台WST1移動至右側裝載位置，晶圓載台WST2則移動至曝光位置（更正確而言係第2曝光基準位置）。
接著，在上述步驟510結束移動的晶圓載台WST1，於步驟512中，係在右側裝載位置進行晶圓更換（晶圓W1→晶圓W3），與該步驟508同樣地，該步驟608中，係對在上述步驟604結束對準動作的晶圓載台WST2上晶圓W2的各照射區域，在投影光學系統PL下進行以乾燥狀態之曝光動作。此時，標線片載台RST’進行移動，俾使標線片9A對應於照明區域IAR，晶圓載台WST2之位置控制，係根據分別具有測長軸BI2X, BIYM之干涉儀18X2 , 18YM 的測量值，亦即在第2曝光座標系統上進行。接著，次一步驟609中，與該步驟509同樣地，進行對晶圓W2各照射區域的液浸曝光。此時，標線片載台RST’進行移動，俾使標線片9B對應照明區域IAR，並進行液體供排系統32之液體供應。
此處，步驟512中，從晶圓載台WST1卸下之晶圓W1，係被未圖示之搬送系統搬送至C/D，並以烘乾裝置進行PEB，其後藉由顯影機顯影。藉由進行此PEB，晶圓W1上之光阻中，在例如溶解抑制劑從原料樹脂脫離，於曝光處顯現鹼可溶性並形成轉印圖案之潛影於晶圓W1上，其次藉由顯影除去此可溶性部分，並於晶圓W1上形成轉印圖案之顯影（例如第6圖所示圖案影像）。
此後，步驟608、步驟609中，在進行對晶圓載台WST2上晶圓W2之曝光動作的期間內，另一晶圓載台WST1，在步驟514中，係進行對晶圓W3之晶圓對準。
接著，當晶圓載台WST2之曝光動作結束時，即在步驟516及步驟610中，進行二晶圓載台WST1、WST2之移動（切換），接著，同時進行對使用標線片9A之晶圓W3的乾式曝光動作（步驟518）、使用標線片9B之液浸曝光動作（步驟519）、以及晶圓載台WST2之晶圓更換(W2→W4)、晶圓對準（步驟612，步驟614）。此時，從晶圓載台WST2上卸下之晶圓W2亦被未圖示之搬送系統搬送至C/D，並以烘乾裝置進行PEB，其後藉由顯影機顯影。
之後，反覆進行使用二晶圓載台WST1, WST2之同時處理。接著，在晶圓載台WST1上進行曝光之奇數晶圓被未圖示之搬送系統搬送至C/D，並以烘乾裝置進行PEB，其後藉由顯影機顯影，晶圓載台WST2上進行曝光之偶數晶圓被未圖示之搬送系統搬送至C/D，並以烘乾裝置進行PEB，其後藉由顯影機來顯影。
接著，反覆進行上述動作，晶圓載台WST2側在步驟616中，係使用標線片9A來進行對晶圓W24之曝光，在步驟617中則使用標線片9B來進行對晶圓W24之曝光，此期間內，晶圓載台WST1側在步驟520，522中，將晶圓W23換成晶圓W25，且進行晶圓W25之晶圓對準。
進一步地，於步驟524及步驟618進行晶圓載台WST1, WST2之移動，亦即進行切換，在晶圓載台WST2處於左側裝載位置之階段，於步驟620中從晶圓載台WST2卸下晶圓W24（其後進行PEB及顯影）。此後，晶圓載台WST2係待機。
另一方面，於晶圓載台WST1側，則係在步驟526及步驟527中，對1批之最後晶圓W25的曝光動作（標線片9A之圖案轉印）及液浸曝光動作（標線片9B之圖案轉印）係如同到目前為止般進行。且在曝光結束後，於步驟528中，晶圓載台WST1即移動至右側裝載位置，並於步驟530中將晶圓W25卸下（其後進行PEB及顯影）。
以上述方式，在對1批（＝25片）晶圓進行之一般曝光的標線片9A上圖案轉印、以液浸曝光之標線片9B上的圖案轉印、以及PEB與顯影結束後，處理即結束。
如以上之詳細說明，根據本第2實施形態之微影系統100，在對晶圓W1~W25之同一光阻層進行雙重曝光時，該雙重曝光之一次曝光中，係將水供應至對晶圓W1~W25投射曝光用光IL之投影光學系統PL與晶圓W1~W25間之空間內，使該曝光用光IL之實質波長異於另一次曝光之該空間中曝光用光IL的波長。如此一來，能在例如要求較高解析度之某次曝光中，例如使用標線片9B之曝光，縮短投影光學系統PL與晶圓W1~W25間之空間中該曝光用光IL的實質波長，並在解析度要求較低之某次曝光（使用標線片9A之曝光）中，將曝光用光IL之實質波長增長至某一程度。在縮短曝光用光IL之實質波長的曝光例如於液浸曝光中，藉由液體供應等作業所需之曝光時間通常會較一般曝光長。因此，若採用本第2實施形態之曝光方法的話，由於即使在進行複數次曝光時，亦能進行根據各次曝光所要求之解析度、於時間上較有利之曝光方法，因此能實現兼具高精度以及高效率的曝光。又，由於能減少酸的溶出，因此在可實現高精度曝光這點而言，亦與第1實施形態相同。
此外，該第2實施形態中，雖係對同一晶圓連續進行乾式曝光及液浸曝光，但並不限於此。例如，亦能以1批單位進行乾式曝光曝光，其後再進行液浸曝光。又，例如亦能在對晶圓載台WST1上之晶圓進行乾式曝光後，暫時使晶圓載台WST1離開，並對晶圓載台WST2上之晶圓進行乾式曝光，其後再使晶圓載台WST1移動至投影光學系統PL下方，並對此載台上之晶圓進行液浸曝光，之後再對晶圓載台WST2上之晶圓進行液浸曝光。
又，該第2實施形態中，該曝光裝置雖係具有二晶圓載台WST1, WST2之雙載台（二載台）型，但亦可為單一載台型之曝光裝置。又，亦可使用具備3個以上晶圓載台的曝光裝置，或如特表2000－511704號公報以及與此對應之美國專利第6,262,796等所揭示，使用分別具備1個投影光學系統及對準系統且具備2個以上之晶圓載台的曝光裝置。或者，亦可例如依特開2000－164504號（與美國申請案第09/593,800號對應）所揭示，使用與用以保持晶圓之晶圓載台不同的曝光裝置，其具備裝載測量用構件或感測器、在投影光學系統之像面側進行移動的測定載台。
又，亦可在使用一投影光學系統進行包含液浸曝光與乾式曝光的多重曝光時，在液浸曝光時及乾式曝光時更換投影光學系統之一部分。
再者，該第2實施形態中，雖相對一投影光學系統使用具備二晶圓載台之曝光裝置，但亦可使用具備二個以上投影光學系統的曝光裝置。此時，晶圓載台亦可係一個，或係具備二個以上亦可。
又，該第2實施形態中，亦可與該第1實施形態同樣地，在進行不適用液浸法之一般曝光後，進行使用液浸法之曝光，由於能縮短在將更微細圖案曝光後到PEB為止的時間，因此能降低曝光後之污染等的不良影響，反之亦可。此時，與上述在進行第1次曝光後（在晶圓上產生之酸變得易於溶出後）進行第2次曝光之情形相較，由於在第1次進行液浸曝光，因此能減少在晶圓上產生之酸溶解於液體（水）中。
液浸曝光究竟是在第1次或第2次進行，可與前述第1實施形態同樣地，根據是否較重視縮短在液浸曝光後（以實質上波長較短之曝光用光進行曝光後）到施以PEB為止的時間、或較重視液浸曝光時之酸溶出等的各種處理條件來決定即可。
又，前述第2實施形態中，雖藉由在投影光學系統（前端透鏡）與晶圓等間之空間內無液體之狀態下進行二次曝光中的一次曝光，並在保持液體於投影光學系統（前端透鏡）與晶圓間之空間內的狀態下進行另一次曝光，而使投影光學系統（前端透鏡）與晶圓W間之空間內的實質波長，在雙重曝光之一次曝光與另一次曝光中相異，但亦能以雙重曝光之二曝光來進行液浸曝光。亦即，亦可將液體供排系統構成為能供應複數種之液體（當然其中亦可包含純水），藉由主控制裝置20之控制來選擇複數種液體中之任一種液體。此種液體供排系統中，係於每一種液體設置液體供應裝置及液體回收裝置，亦分別設置各噴嘴。且在此情形下，必須選擇對曝光用光IL之折射率彼此相異者來作為複數種液體。又，例如於第2次曝光時所供應之液體，最好係選擇酸溶解度低之液體。
又，如前述第1實施形態中之說明，藉由使光源之振盪波長相異，來使投影光學系統（前端透鏡）與晶圓間之空間內曝光用光的實質波長，在雙重曝光之一次曝光與另一次曝光中相異。此時，亦能在乾燥狀態下或在液浸狀態下進行雙重曝光之二曝光，亦能將一次曝光在乾燥狀態下進行，而將另一次曝光在液浸狀態下進行。
又，前述各實施形態中，雖提供了能極力降低從光阻所含之光酸產生劑產生之酸溶出的曝光方法，但並不限定於此，本發明，當然亦能有效減低例如化學增強型光阻所含之原料樹脂、溶解抑制劑、以及如交聯劑之光阻中所含特定物質的溶出。又，在使用非化學增強型之光阻時，亦能有效減低此光阻所含物質的溶離。
又，前述各實施形態中，在進行包含乾式曝光（係在投影光學系統與晶圓等間之空間內無液體的狀態下進行）以及液浸曝光（係在保持液體於投影光學系統與晶圓等間之空間內的狀態下進行）之雙重曝光（多重曝光）時，最好係使用液浸曝光用之光阻。
又，前述各實施形態中，係使用作為半色調移相光罩之標線片來進行使用相移法之雙重曝光。其原因在於，藉此即能將L/S圖案B1高精度轉印至晶圓。然而並不限定於此，標線片9B之L/S圖案B1的移相部，亦可係遮光圖案。亦即，該各實施形態中，雖使用移相法來進行閘極圖案之轉印，但並不限定於此，亦能使用一般光罩之曝光。扼要言之，只要係對如L/S圖案B1之微細圖案，能以將該圖案以良好精度轉印之高解析度來轉印即可。亦即，在L/S圖案之線寬係dY1時，能將曝光用光IL之實質波長，設定成對應能將該圖案以良好精度轉印之高解析度的波長即可。又，該各實施形態中，例如亦可使用如雷文生(Levenson)型光罩之其他類型移相光罩來作為標線片9B。
又，本發明亦能適用於三重曝光以上之多重曝光。例如，除了標線片9A、9B外，能使用形成有配線圖案之標線片來進行三重曝光。此時，只要使至少一次曝光中到達晶圓之實質曝光波長異於另一次曝光即可。且在此情形，下只要根據能維持感光劑性能之時間來設定1批的片數，即可獲得與到目前為止之說明者相同的效果。又，於該各實施形態之多重（雙重）曝光中，雖然將標線片9A之圖案的投影像與標線片9B之圖案的投影像投影至晶圓上相同位置（相同照射區域），但亦可將標線片9A之圖案的投影像與標線片9B之圖案的投影像投影至晶圓W上不同位置，例如投射成僅有一部分重疊。
又，亦能組合如該各實施形態之多重曝光與所謂之變形照明法（例如SHRINC：Super Resolution by Illumination control,利用照明控制之超高解析方法）來加以使用。例如在轉印有如標線片9B上L/S圖案B1般之週期性的圖案時，照明系統10中，只要使用對應L/S圖案B1之排列方向配置有各光闌的雙極照明光闌等來作為照明系統孔徑光闌，即能更進一步地提升解析度及焦深。又，電路圖案中，雖通常存在有無數個有如L/S圖案B1般之週期性的圖案，但亦可製作分解此等週期性圖案、形成沿X軸方向排列之週期性圖案的標線片，以及形成有沿Y軸方向排列之週期性圖案的標線片，再於該等標線片上進行該多重曝光。此時，各次曝光中，只要能將沿週期性圖案排列方向之雙極照明光闌作為照明系統孔徑光闌即可。且當係排列方向相同之週期性圖案，卻有所要求之解析度不同（亦即尺寸不同）的圖案時，可進一步地將該尺寸不同之圖案形成於個別標線片，以一般曝光以及例如像液浸曝光般曝光用光之實質波長不同的曝光，來進行各標線片上圖案之轉印。
又，如前所述，使用化學增強型光阻之圖案形成（顯影處理前之潛影形成），係以藉由曝光產生酸與PEB時之酸觸媒反應的二階段進行。因此，作為觸媒之酸的穩定性是很大的問題。該各實施形態中，雖提出減低在多重曝光之液浸曝光中酸之溶出的方法，但此外，潔淨室之環境氣氛中的氨等鹼基性物質吸附於光阻表面，與表面層之酸起中和反應，即所謂酸鈍化現象亦為問題之一。亦即，曝光步驟中，須有盡可能使鹼基性物質不附著於光阻的結構。作為此結構，雖考量有例如將可除去鹼基性物質之過濾器設置於曝光裝置內，或於光阻表面進一步塗布相對鹼基性物質的保護膜等方法，但如該各實施形態般，在進行液浸曝光時，可考慮以鹼基性物質難以溶入的液體等來作為用於液浸曝光之液體。
又，前述各實施形態中，雖使用超純水（水）作為液體，但如前所述，本發明並不限定於此。亦可使用化學性質穩定、曝光用光IL之透射率高的安全液體來作為液體，例如氟系惰性液體。作為氟系惰性液體，例如能使用氟洛黎納特（Fluorinert,美國3M公司之商品名稱）。此氟系惰性液體亦具優異冷卻效果。又，作為液體，亦能使用具有對曝光用光IL之透射性、且折射率儘可能較高者，或使用對塗布於投影光學系統或晶圓表面之光阻穩定者（例如杉木油、cedar oil）來作為液體。在使用F2 雷射作為光源時，能使用氟系液體（例如全氟聚醚油,Fomblin Oil）來作為液體。
又，前述各實施形態中，亦可再利用回收之液體，此時，最好將用以從所回收液體除去雜質的過濾器設置於液體回收裝置或回收管等。
此外，前述各實施形態中，雖投影光學系統PL之最像面側的光學元件係前端透鏡42，但該光學元件並不限定於透鏡，亦可係用於調整投影光學系統PL之光學特性，例如係調整像差（球面像差、彗形像差等）的光學板（平行平面板等），亦可係單純之玻璃蓋。投影光學系統PL之最像面側的光學元件（前述各實施形態中為前端透鏡42），藉由曝光用光IL之照射，有時會因從光阻產生之飛散粒子或液體中雜質的附著等接觸液體（前述各實施形態中為水），而使其表面變髒。因此，亦能將該光學元件在鏡筒40最下部固定成能裝卸（更換）自如，且定期更換。
此種情形下，當接觸液體之光學元件係透鏡時，其更換元件之成本較高，且更換所需時間變長，導致維修成本（運轉成本）上昇或效率降低。因此，亦可將例如較前端透鏡42廉價之平行平面板作為與液體接觸之光學元件。
又，適用該液浸法之曝光裝置，雖係以液體（純水）注滿投影光學系統PL之前端透鏡42的光射出側光路空間，並使晶圓曝光之構造，但亦可如國際公開第2004/019128號所揭示般，將液體（純水）注滿投影光學系統PL之前端透鏡42的光射入側光路空間。
又，前述各實施形態中，使液體（水）流動之範圍雖能設定成涵蓋標線片之圖案影像的全投影區域（曝光用光IL之照射區域），且其大小能任意設定，但在控制流速、流量等方面最好係較照射區域稍大，且盡可能縮小其範圍。
又，該各實施形態中，雖於周圍設置輔助板72a~72d，但於本發明中，曝光裝置，亦能不將輔助板或具有與其同等功能的平面板設於晶圓載台上。然而在此情形下，為使所供應之液體不會從晶圓載台上溢出，最好預先將回收液體之配管進一步設於此晶圓載台上。又，前述各實施形態中，雖採用以液體局部注滿投影光學系統PL與晶圓之間的曝光裝置，但本發明亦能適用於，特開平6－124873號公報所揭示般使保持曝光對象之基板的載台在液槽中移動的液浸曝光裝置，或如特開平10－303114號公報或特開平10－154659號公報以及與此對應的美國專利第5,825,043號等所揭示般，於載台上形成既定深度之液體槽、並將晶圓保持於其中的液浸曝光裝置。在本國際申請案所指定之指定國（或所選擇之選擇國）的國內法令許可範圍內，援用上述各公報及相對應之美國專利的揭示作為本說明書記載之一部分。
此外，將由複數透鏡構成之投影光學系統、投影單元PU裝入曝光裝置本體，再進一步將液體供排系統安裝於投影單元PU。之後，能在進行光學調整之同時，將由多數機械元件構成之標線片載台或晶圓載台安裝於曝光裝置本體，並連接配線或配管，進一步地進行統合調整（電氣調整、動作確認等），藉此來製造該各實施形態之曝光裝置。又，曝光裝置之製造最好係在溫度及潔淨度受到管理的無塵室中進行。
又，前述各實施形態中，雖說明了將本發明適用於步進掃描方式等掃描型曝光裝置之情形，但本發明之適用範圍當然不限定於此。亦即，本發明亦可適用於步進重覆方式的縮小投影曝光裝置。又，本發明亦能適用於將照射區域與照射區域接合之步進接合方式縮小投影曝光裝置中對晶圓W之同一光阻層的曝光。
再者，亦能使用不具投影光學系統之類型的曝光裝置，例如近接型曝光裝置，或藉由形成干涉紋於晶圓上、將晶圓曝光之二光束干涉型曝光裝置。
曝光裝置用途並不限定於半導體製造用之曝光裝置，亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉印於方型玻璃板之液晶用曝光裝置，或製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件（CCD等）、微型機器及DNA晶片等。又，除了製造半導體元件等微型元件以外，為了製造用於光曝光裝置、EUV（極遠紫外線）曝光裝置、X射線曝光裝置及電子光束曝光裝置等的標線片或光罩，本發明亦能適用於將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
又，該各實施形態之曝光裝置的光源，不限於ArF準分子雷射光源，亦能使用KrF準分子雷射光源、F2 雷射光源等脈衝雷射光源，或發出g線（波長436 nm）、i線（波長365nm）等發射亮線之超高壓水銀燈等。又，可使用例如諧波，其係以塗布有鉺（或鉺及鐿兩者）之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或纖維雷射射出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光放大，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光。又，投影光學系統之倍率可不僅為縮小系統的等倍，亦可為放大系統的任一種。如此，使各曝光裝置之光源多樣化，即可因應所要求之解析度，實現具豐富組合性之複數次曝光。
《元件製造方法》
接著，說明將該曝光裝置100和微影系統110以及該等曝光方法在微影步驟使用之元件製造方法。
第15圖，係顯示元件（IC（積體電路）或LSI（大型積體）等半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微型機器等）的製造例流程圖。如第15圖所示，首先，步驟801（設計步驟）中，係進行元件之功能．性能設計（例如半導體元件之電路設計等），並進行用以實現其功能之圖案設計。接著，步驟802（光罩製作步驟）中，係製作形成有所設計電路圖案之光罩。另一方面，步驟803（晶圓製造步驟）中，係使用矽等材料來製造晶圓。
其次，步驟804（晶圓處理步驟）中，係使用在步驟801~步驟803所準備的光罩及晶圓，如後述般，藉由微影技術等將實際電路等形成於晶圓上。其次，步驟805（元件組裝步驟）中，使用在步驟804所處理之晶圓進行元件組裝。於此步驟805中，係視需要而包含切割製程、接合製程及封裝製程（晶片封入）等製程。
最後，步驟806（檢查步驟），係進行在步驟805製成之元件的動作確認測試、耐久測試等檢查。在經過此等步驟後元件即告完成，並將之出貨。
第16圖，係顯示半導體元件中該步驟804之詳細流程例。第16圖中，步驟811（氧化步驟），係使晶圓表面氧化。步驟812（CVD（化學汽相沉積）步驟），係於晶圓表面形成絕緣膜。步驟813（電極形成步驟），係藉由蒸鍍將電極形成於晶圓上。步驟814（離子注入步驟），係將離子注入晶圓。以上步驟811~步驟814之各步驟，係構成晶圓處理之各階段的前置處理步驟，並視各階段所需處理加以選擇並執行。
晶圓處理的各階段中，當結束該前置處理步驟時，即如以下進行後續處理步驟。此後續處理步驟中，首先，步驟815（光阻形成步驟），如該各實施形態所示，將感光劑塗布於晶圓。接著，步驟816（曝光步驟）中，使用該實施形態之曝光裝置100i （或100），將光罩之電路圖案轉印於晶圓。其次，步驟817（顯影步驟）中，係進行上述之PEB，將在曝光裝置100i （或100）之C/D中曝光的晶圓顯影，步驟818（蝕刻步驟）中，藉由蝕刻，除去光阻殘存部分以外部分之露出構件。接著，步驟819（光阻除去步驟）中，除去結束蝕刻後不需要之光阻。
藉由反覆進行此等前置處理步驟及後續處理步驟，於晶圓上多重形成電路圖案。
由於若使用以上說明之本實施形態的元件製造方法，即會在曝光步驟（步驟816）中，使用具備該實施形態之曝光裝置100i 的微影系統110或曝光裝置100及曝光方法，因此能提高效率，並實現高精度之曝光。其結果，可提升高積體元件之生產性（包含良率）。
如以上說明，本發明之曝光方法、曝光裝置及曝光系統，係適用於用來製造半導體元件、液晶顯示元件等的微影步驟，本發明之元件製造方法，係適用於微型元件之生產。
5．．．液體供應裝置
6．．．液體回收裝置
9A,9B．．．標線片
10．．．照明系統
11．．．標線片載台驅動部
15,15X,17X,17Y,17Y1．．．移動鏡
15YL ,15YR ．．．後向反射鏡
16,16X,16YL ,16YR ．．．標線片干涉儀
18,18’．．．晶圓干涉儀
18X2 ,18X1 ．．．X軸干涉儀
18YM ,18YR ,18YL ．．．Y軸干涉儀
19．．．載台控制裝置
20．．．主控制裝置
21a,21b,21c,22a,22b,22c,27a,28a．．．供應噴嘴
23,24,29,30．．．回收管
23a,23b,24a,24b,29a,29b,30a,30b．．．回收噴嘴
32．．．液體供排系統
39A,39B．．．反射鏡
40．．．鏡筒
42．．．前端透鏡
50,50’．．．載台裝置
51．．．Z傾斜載台
52．．．XY載台
70．．．晶圓保持具
72a~72d．．．輔助板
80．．．Y軸線性馬達
81．．．Y軸線性導件
821 ,841 ,822 ,842 ．．．滑件
861 ,862 ．．．X軸線性導件
90a．．．照射系統
90b．．．光接收系統
100,1001 ,1001 ~100N ．．．曝光裝置
110．．．微影系統
124,124’．．．晶圓載台驅動部
150．．．終端機伺服器
160．．．主計算機系統
170．．．區域網路(LAN)
181．．．成像特性校正控制器
A1．．．遮光圖案
ALG1,ALG2．．．對準系統
AX．．．共通光軸
B1．．．L/S圖案
BIRL ,BIRR ．．．測長軸
BIYM,BIYR,BIYL．．．測長軸
BI2X,BI1X．．．測長軸
BS．．．底盤
dY1,dY2．．．寬度
FM1 ,FM2 ．．．基準標記板
IA．．．曝光區域
IAR．．．明區域
IL．．．曝光用光
Lq．．．水
NA．．．數值孔徑
P1．．．閘極圖案
PA1,PA2．．．圖案區域
PL,PL’．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
R．．．標線片
RST,RST’．．．標線片載台
W,W1~W25．．．晶圓
WST,WST1,WST2．．．晶圓載台
第1圖，係概略顯示本發明第1實施形態之微影系統之構成的圖。
第2圖，係概略顯示本發明第1實施形態之曝光裝置之構成的圖。
第3圖，係顯示Z傾斜載台及晶圓保持具的立體圖。
第4圖，係顯示液體供排系統之概略俯視圖。
第5圖，係顯示第1實施形態之曝光裝置控制系統之主要構成的方塊圖。
第6圖，係顯示藉由雙重曝光形成於晶圓上之圖案之一例的圖。
第7(A)圖，係顯示用於雙重曝光之標線片之一例的圖。
第7(B)圖，係顯示用於雙重曝光之標線片之另一例的圖。
第8圖，係顯示構成第1實施形態之曝光系統之主計算機系統之處理算法的流程圖。
第9圖，係顯示根據第8圖之步驟207的指示，以接受指示之曝光裝置之主控制裝置來執行處理算法的流程圖。
第10圖，係顯示根據第8圖之步驟213的指示，以接受指示之曝光裝置之主控制裝置來執行處理算法的流程圖。
第11圖，係概略顯示本發明第2實施形態之曝光裝置之構成的圖。
第12圖，係顯示標線片載台之一例的概略俯視圖。
第13圖，係顯示第2實施形態之載台裝置的俯視圖。
第14圖，係顯示第2實施形態之曝光裝置之曝光動作時處理算法的流程圖。
第15圖，係用以說明本發明元件製造方法之實施形態的流程圖。
第16圖，係顯示第15圖之步驟804之詳細情形的流程圖。
9A．．．標線片
10．．．照明系統
15．．．移動鏡
16．．．標線片干涉儀
17X2 ,17X1 ．．．移動鏡
18X2 ,18X1 ．．．X軸干涉儀
32．．．液體供排系統
42．．．前端透鏡
50’．．．載台裝置
702 ,701 ．．．晶圓保持具
100．．．曝光裝置
ALG1,ALG2．．．對準系統
AX．．．共通光軸
BS．．．底盤
IL．．．曝光用光
Lq．．．水
PL’．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
RST’．．．標線片載台
W1,W2．．．晶圓
WST1,WST2．．．晶圓載台

Claims (31)

  1. 一種曝光方法，係對同一感光物體進行複數次曝光，其特徵在於：將曝光用光投射於該感光物體上之投影光學系統與該感光物體間之空間在該複數次曝光中之至少一次曝光係被既定液體注滿、在其他次曝光中則被種類異於該既定液體之另一液體注滿，該空間中之該曝光用光之實質波長，在該至少一次曝光與該其他次曝光係相異；在該複數次曝光中該感光物體之複數個區域分別被曝光，藉由該至少一次曝光與該其他次曝光中之一方使該複數個區域曝光後，藉由該至少一次曝光與該其他次曝光中之另一方使該複數個區域曝光；該複數次曝光中該至少一次曝光與該其他次曝光係使用相同之曝光裝置進行，在該至少一次曝光與該其他次曝光，該感光物體係在一個照明區域被曝光。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該既定液體之折射率大於該另一液體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之曝光方法，其中，該感光物體之感光劑中所含特定物質的溶解度，在該另一液體中係低於該既定液體。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之曝光方法，其中，在該至少一次曝光中，射入該投影光學系統之曝光用光的波長，係異於該其他次曝光中曝光用光的波長。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之曝光方法，其中，該 至少一次曝光係使用移相法。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之曝光方法，其中，該複數次曝光之期間中，該感光物體係在一個該照明區域被曝光。
  7. 一種元件製造方法，其特徵在於：包含執行如申請專利範圍第1至第6項中任一項之曝光方法，將感光物體曝光複數次之微影步驟。
  8. 一種曝光方法，係對同一感光物體進行複數次曝光，其特徵在於，包含：在光學構件與該感光物體間之空間被既定液體注滿、曝光用光之實質波長為第1波長的第1曝光條件下，藉由該第1波長之該曝光用光使該感光物體曝光的步驟；以及在該光學構件與該感光物體間之空間被與該既定液體不同之另一液體注滿、該曝光用光之實質波長為異於該第1波長之第2波長的第2曝光條件下，藉由該第2波長之該曝光用光使該感光物體曝光的步驟；在該複數次曝光中該感光物體之複數個區域分別被曝光，藉由在該第1曝光條件下之曝光與在該第2曝光條件下之曝光中之一方使該複數個區域曝光後，藉由在該第1曝光條件下之曝光與在該第2曝光條件下之曝光中之另一方使該複數個區域曝光；在該第1曝光條件下之曝光及在該第2曝光條件下之曝光，該感光物體係於相同之曝光裝置在一個照明區域被曝光。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光方法，其中，該既定液體之折射率與該另一液體不同。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中，該既定液體之折射率係大於該另一液體。
  11. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之曝光方法，其中，該感光物體之感光劑中所含特定物質的溶解度，於該另一液體與該既定液體中不同。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光方法，其中，該感光物體之感光劑中所含特定物質的溶解度，在該另一液體中係低於該既定液體。
  13. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之曝光方法，其中，該第1曝光條件下之曝光與該第2曝光條件下之曝光，其射入該光學構件之曝光用光的波長不同。
  14. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之曝光方法，其中，該第1曝光條件下之曝光係使用移相法。
  15. 如申請專利範圍第8至10項中任一項之曝光方法，其中，該複數次曝光之期間中，該感光物體係在一個該照明區域被曝光。
  16. 一種元件製造方法，其特徵在於，包含：執行如申請專利範圍第8至第15項中任一項之曝光方法，將感光物體曝光複數次之微影步驟。
  17. 一種曝光裝置，係對同一感光物體進行複數次曝光，其特徵在於，具備：載台，係保持該感光物體； 投影光學系統，係將曝光用光投射於該感光物體上；調整裝置，具有用來供應液體俾使該投影光學系統與該載台間之第1空間中至少於該投影光學系統與該載台上之該感光物體間之第2空間被複數種類液體中之任一液體注滿的液體供應機構，且調整在該第2空間中該曝光用光的實質波長；以及控制裝置，係控制該調整裝置，俾在使該感光物體曝光複數次時，該複數次曝光中之至少一次曝光，在該第2空間之該曝光用光的實質波長與其他次曝光的其波長相異；該控制裝置，係控制該調整裝置，俾於該至少一次曝光中，以該液體供應機構將該複數種類液體中之既定液體供應至該第2空間，且於該其他次曝光中，以該液體供應機構將異於該既定液體之液體供應至該第2空間，在該至少一次曝光與該其他次曝光，該感光物體係在一個照明區域被曝光。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，該複數次曝光之期間中，該感光物體係在該一個照明區域被曝光。
  19. 一種元件製造方法，其特徵在於：包含使用如申請專利範圍第17或18項之曝光裝置，將元件圖案轉印至感光物體上的微影製程。
  20. 一種元件製造方法，其包含：準備具有感光光阻膜與覆蓋該感光光阻膜之保護膜的 基板的動作；進行第1曝光動作之動作，該第1曝光動作係以透過該保護膜使該感光光阻膜曝光之方式透過液浸液將第1圖案像投影至該基板之目標區域；以及進行第2曝光動作之動作，該第2曝光動作係以透過該保護膜使該感光光阻膜曝光之方式將第2圖案像投影至該基板之該目標區域。
  21. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其進一步包含使在該第1、第2曝光動作後曝光之該基板顯影的動作。
  22. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其中，該第1曝光動作與該第2曝光動作係使用單一曝光裝置進行。
  23. 如申請專利範圍第22項之元件製造方法，其中，在該第1曝光動作與該第2曝光動作中，該基板上之該感光光阻膜係在同一照明區域被曝光。
  24. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其中，該第1曝光動作與該第2曝光動作係使用不同曝光裝置進行。
  25. 如申請專利範圍第24項之元件製造方法，其中，在該第1曝光動作與該第2曝光動作中，係以實質波長彼此不同之曝光用光透過該保護膜使該感光光阻膜被曝光。
  26. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其中，在該第2曝光動作中，該第2圖案像係不透過液浸液而透 過光學系統被投影至該基板之目標區域。
  27. 如申請專利範圍第26項之元件製造方法，其中，該第1曝光動作係在該第2曝光動作之前進行。
  28. 如申請專利範圍第26項之元件製造方法，其中，該第1曝光動作係在進行該第2曝光動作之後進行。
  29. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其中，在該第2曝光動作中，該第2圖案像係透過光學系統與種類異於該液浸液之另一液浸液而被投影至該基板之目標區域。
  30. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其中，在該第1曝光動作係使用移相法。
  31. 如申請專利範圍第20項之元件製造方法，其中，該感光光阻膜之材料係使用化學放大型光阻。
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