WO2006009064A1 - 光学部材の支持方法及び支持構造、光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

光学部材の支持方法及び支持構造、光学装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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WO2006009064A1
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optical
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spacer
liquid
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PCT/JP2005/013030
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Inventor
Yuichi Shibazaki
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Nikon Corporation
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    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports

Definitions

  • the present invention relates to an optical member support method and support structure, an optical device, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more specifically, suitable for supporting another optical member on an optical member such as a lens.
  • a mask (or reticle) pattern image is transferred to a resist (photosensitive agent) via a projection optical system.
  • a resist photosensitive agent
  • Is applied to each of a plurality of shot areas on a photosensitive object hereinafter referred to as a “wafer” such as a wafer or a glass plate coated with a.
  • a repeat type reduction projection exposure apparatus Loose steppers
  • step-and-scan type projection exposure apparatuses also called loose scanning steppers (also called scanners)
  • the exposure apparatus described in Patent Document 1 utilizes the fact that the wavelength power of exposure light in a liquid is lZn times that in air (where n is a refractive index of the liquid, usually about 1.2 to 1.6).
  • n is a refractive index of the liquid, usually about 1.2 to 1.6.
  • the depth of focus is increased by n times compared to a projection optical system that can achieve the same resolution without using the immersion method (assuming that such a projection optical system can be manufactured).
  • the focal depth can be increased substantially n times compared to the air.
  • the immersion exposure apparatus since the lower surface of the optical member at the end is in direct contact with the liquid (water, etc.), the adhesion of the resist to the lower surface of the optical member and the supply and recovery of the liquid are repeated. In order to prevent the exposure accuracy from being degraded due to the liquid traces that occur in the process, it is necessary to replace the terminal optical member relatively frequently.
  • a metal isotropic force is provided, and a mechanism for mechanically holding the terminal optical member is provided at the lower end of the lens barrel of the projection optical system. Was detachably attached to the lens barrel.
  • the central portion of the terminal optical member serves as an optical path, so that the outer edge of the optical member is inevitably held (held). Therefore, a part of the mechanism inevitably protrudes outside the terminal optical member and becomes larger than the terminal optical member. For this reason, for example, in the case of an immersion type exposure apparatus, a nozzle for forming an immersion region between the lower surface of the optical member at the end and the wafer surface is provided outside the holding mechanism of the optical member (that is, the projection optical system). Added to the outside). This means that the immersion area is widened.
  • This expansion of the immersion area means that an area that is almost flush with the wafer surface is required around the wafer, resulting in an increase in the size of the table that holds the wafer and, consequently, difficulty in controlling its position.
  • the sensor when the height position of the wafer surface in the projection area of the illumination light by the projection optical system is detected by, for example, an optical sensor, the sensor must be arranged at a position away from the projection optical system.
  • the use of a mechanism for mechanically gripping the optical member at the end is a cause of increasing the size of the exposure apparatus.
  • the terminal optical member may be deformed, and as a result, the imaging performance of the projection optical system may be deteriorated.
  • metal ions may elute into the liquid from the metal constituting the mechanical mechanism, and the exposure accuracy may be reduced.
  • Patent Document 1 Pamphlet of International Publication No. 99Z49504
  • the present invention has been made under the circumstances described above, and with the first viewpoint power, a spacer member is interposed between the first optical member and the second optical member.
  • the spacer member sucks at least one of the peripheral edge of the first optical member and at least one of the peripheral edge of the second optical member so that the spacer An optical member supporting method in which the first optical member supports the second optical member via a member.
  • At least a part of the peripheral part of the optical member means not only at least a part of the peripheral part of the optical element when the optical member is powered only by the optical element, but also the optical member and the optical element.
  • suction includes not only vacuum suction but also suction by magnetic force or suction by electrostatic force.
  • the first optical member and the second optical member are interposed, and at least a part of the peripheral portion of the first optical member and the peripheral portion of the second optical member are arranged.
  • the second optical member is supported by the first optical member via a spacer member that sucks one of them.
  • the spacer member can suck, for example, at least a part of the mutually opposing surfaces of the first optical member and the second optical member, so that the spacer member is the first optical member. It is possible not to overhang the member and the second optical member.
  • the second optical member is an optical member (terminal optical member) facing the wafer of the projection optical system described above
  • the terminal optical member that does not protrude outward is supported.
  • a space near the second optical member can be secured.
  • the support method uses vacuum or other suction force, it is possible to suppress deformation of the second optical member. Further, by releasing the suction force, the second optical member can be easily removed, and the replacement thereof is easy.
  • the present invention is interposed between the peripheral portion of the first optical member and the peripheral portion of the second optical member.
  • An optical member comprising a spacer member that sucks at least one of at least a part and at least a part of a peripheral edge of the second optical member, and causes the first optical member to support the second optical member. This is a support structure.
  • a spacer member is provided that sucks at least one of at least a part of the peripheral edge portion of the second optical member and causes the first optical member to support the second optical member.
  • the spacer member can suck, for example, at least a part of the mutually facing surfaces of the first optical member and the second optical member, so that the spacer member is the first optical member. It is possible not to project outside the member and the second optical member.
  • the second optical member is an optical member (terminal optical member) that faces the wafer of the projection optical system described above, it is possible to support the terminal optical member that protrudes outward. Become. In addition, a space near the second optical member can be secured. In addition, since the support structure uses a vacuum or other suction force, it is possible to suppress the deformation of the second optical member. Further, by releasing the suction force, the second optical member can be easily removed and can be easily replaced.
  • the present invention provides an optical device including a plurality of optical members. And being disposed between a peripheral portion of the first optical member and a peripheral portion of the second optical member of the plurality of optical members, and at least a part of the peripheral portion of the first optical member, and the An optical device comprising a spacer member that sucks at least one of the peripheral portions of the second optical member and causes the first optical member to support the second optical member.
  • the first optical member and the second optical member of the plurality of optical members are interposed, and at least a part of the peripheral edge of the first optical member and the first optical member
  • the second optical member is supported by the first optical member via a spacer member that absorbs at least one of at least a part of the peripheral edge of the second optical member.
  • the spacer member can suck, for example, at least a part of the mutually facing surfaces of the first optical member and the second optical member, so that the spacer member is the first optical member. It is possible not to project outside the member and the second optical member.
  • the second optical member is an optical member (terminal optical member) facing the wafer of the projection optical system described above, it is possible to support the terminal optical member that protrudes to the outside. Become. In addition, a space near the second optical member can be secured. In addition, since the support method uses a vacuum or other suction force, it is possible to suppress the deformation of the second optical member. Further, by releasing the suction force, the second optical member can be easily removed and can be easily replaced.
  • an exposure apparatus that projects an image of a predetermined pattern onto an object, the stage on which the object is placed; and an image of the pattern on the object; And an optical apparatus of the present invention for projecting.
  • the optical device of the present invention that projects the image of the pattern formed on the mask onto the object is provided, the deformation of the second optical member is suppressed and the replacement thereof is easy. Can be done. Therefore, the optical performance of the second optical member can be maintained satisfactorily over a long period of time, and consequently the exposure accuracy can be maintained with high accuracy. Further, for example, when the second optical member is an optical member (terminal optical member) facing the projection optical system wafer, a space near the second optical member is secured, so that the exposure of Necessary members can be disposed in the vicinity of the projection optical system, thereby reducing the overall size of the exposure apparatus.
  • a liquid filled with a liquid between the second optical member and the object A liquid immersion device for forming the immersion region may be further provided.
  • the liquid immersion device can be brought close to the vicinity of the second optical member, so that the liquid immersion area can be reduced.
  • the stage holding the object can be reduced in size, so that the position controllability of the stage is improved and the exposure accuracy can be improved from this point.
  • the device pattern is transferred onto the object using the exposure apparatus of the present invention, so that the fine pattern can be transferred onto the object with high accuracy. Therefore, from another point of view, the present invention can be said to be a device manufacturing method including a step of transferring a device pattern onto an object using the exposure apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an exposure apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view near the lower end of the projection optical system.
  • FIG. 3 (A) is a perspective view showing a state in which the spacer member is also viewed from above.
  • FIG. 3 (B) is a perspective view showing a state in which the spacer member is also viewed from below.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a spacer member.
  • FIG. 5 (A) is a diagram showing the internal structure of the annular member and the configuration of the liquid immersion device.
  • FIG. 5 (B) is a bottom view of the annular member.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the immersion apparatus.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment.
  • the exposure apparatus 100 is a projection exposure apparatus of a step “and” scan system, that is, a so-called scanning “stepper” (also called a scanner).
  • the exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST that holds a reticle R as a mask, a projection unit PU as an optical apparatus, a stage apparatus 50 having a wafer stage WST as a stage, and a control system thereof. ing.
  • the wafer W as an object is placed on the wafer stage WST.
  • the illumination system 10 includes a reticle blind (not shown) or the like (both not shown). Has been.
  • the illumination system 10 illuminates a slit-like illumination region extending in the X-axis direction on the reticle R defined by the reticle blind with illumination light (exposure light) IL as an energy beam with a substantially uniform illuminance.
  • illumination light IL for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used.
  • Reticle stage RST On reticle stage RST, reticle R on which a circuit pattern or the like is formed on its pattern surface (lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction.
  • Reticle stage RST is microscopically in the XY plane perpendicular to the optical axis of illumination system 10 (which coincides with optical axis AX of projection optical system PL described later) by reticle stage drive unit 11 including a linear motor, for example. In addition to being drivable, it can be driven at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction which is the left-right direction in FIG. 1).
  • the position of the reticle stage RST in the stage movement plane is, for example, 0 by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as "reticle interferometer") 16 via a movable mirror 15.
  • reticle interferometer reticle laser interferometer
  • 5 ⁇ always detected with a resolution of about Lnm.
  • the moving mirror 15 is actually provided with a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y axis direction and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X axis direction.
  • the measurement value of the reticle interferometer 16 is sent to the main controller 20, and the main controller 20 determines the X-axis direction, Y-axis direction, and 0 of the reticle stage RST based on the measurement value of the reticle interferometer 16. Calculate the position in the z direction (rotation direction around the Z axis) and control the reticle stage RST position (and speed) by controlling the reticle stage drive unit 11 based on the calculation result! To do.
  • the projection unit PU is arranged below the reticle stage RST in FIG.
  • the projection unit PU includes a lens barrel 40, a plurality of optical elements held in the lens barrel 40 in a predetermined positional relationship, and a parallel plate 94 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 2) facing the wafer.
  • a projection optical system PL for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis AX in the Z-axis direction and the parallel plate 94 is used.
  • the parallel plate 94 is positioned at the lowest end of the plurality of lenses inside the lens barrel 40 of the projection unit PU, as shown in FIG. It is supported below the lens 92 as the first optical member via a spacer member 93.
  • the space between the lens 92 and the parallel plate 94 is filled with a liquid Lq2 having a refractive index greater than 1 through which ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) is transmitted. It has become.
  • a plurality of lenses inside the lens barrel 40 including the lens 92, the water Lq2, and the parallel plate 94 are included, and a predetermined projection magnification (for example, 1Z4 times or 1Z5 times) is obtained by bilateral telecentricity.
  • a projection optical system PL composed of a refractive optical system is substantially constituted.
  • the illumination light IL that has passed through the reticle R passes through the projection optical system PL (projection unit PU).
  • a reduced image of the circuit pattern in the illumination area is formed on the wafer having a resist (photosensitive agent) coated on the surface via the projection optical system PL and the liquid Lql. It is formed in the irradiation region of illumination light IL conjugate to the region.
  • the reticle side opening increases as the numerical aperture NA substantially increases.
  • a catadioptric system including a mirror and a lens may be used.
  • the stage device 50 includes a frame caster FC, a base board 12 provided on the frame caster FC via a vibration isolating mechanism (not shown), and an upper surface of the base board 12. And a stage driving unit 124 for driving the wafer stage WST.
  • the base board 12 is also a plate-like member called a surface plate, and the upper surface of the base board 12 is Flatness is extremely high, and it is used as a guide surface when moving the wafer stage WST.
  • the wafer stage WST is arranged on a base board 12 and can be moved in a two-dimensional plane by a reduction motor or the like, a stage main body 28, and the wafer stage main body 28.
  • a wafer table W ⁇ mounted on the upper side through a tilt drive mechanism (not shown) is provided.
  • ⁇ ⁇ Tilt drive mechanism actually includes three actuators (for example, voice coil motor or ⁇ core) that support the wafer table WTB on the wafer stage main body 28 at three points. Slightly drive in three degrees of freedom in the ⁇ axis direction, ⁇ X direction (rotation direction around the X axis), and ⁇ y direction (rotation direction around the Y axis).
  • Wafer holder 70 that holds the wafer W is provided on the wafer table WTB.
  • Wafer holder 70 includes a plate-like main body portion and an auxiliary plate fixed to the upper surface of the main body portion and having a circular opening having a diameter about 2 mm larger than the diameter of wafer W at the center thereof.
  • a large number of pins are arranged in the region of the main body inside the circular opening of the auxiliary plate, and the wafer W is vacuum-sucked while being supported by the large number of pins. In this case, in a state where the wafer W is vacuum-sucked, the height of the wafer W surface and the surface of the auxiliary plate are almost the same height.
  • the position of wafer table WTB is measured with a resolution of about 0.5 to Lnm by interferometer 18 arranged outside through movable mirror 17 provided on the upper end of the wafer table WTB.
  • an X moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the X axis at one end in the X axis direction (one X side end) is extended in the Y axis direction on the upper surface of the wafer table WTB.
  • a Y-moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the Y-axis is extended in the X-axis direction at one end (+ Y-side end).
  • Interferometer beams (measurement beams) from the X-axis interferometer and Y-axis interferometer are respectively projected onto the reflecting surfaces of these movable mirrors.
  • Each interferometer receives the reflected light, and Measure the displacement in the measurement direction from the reference position of the reflecting surface (generally, a fixed mirror is placed on the side of the projection unit PU or the side of the non-illustrated OFAXIS alignment system).
  • the Y-axis interferometer has a measuring axis parallel to the Y-axis that connects the projection center (optical axis AX) of the projection optical system PL and the detection center of the alignment system.
  • the measuring axis of the meter has a measuring axis that intersects perpendicularly at the projection center of the projection optical system PL.
  • the Y-axis interferometer is a multi-axis interferometer having at least three optical axes, and the output value of each optical axis can be measured independently.
  • the output value (measured value) of this Y-axis interferometer is supplied to the main controller 20, and based on the output value from the Y-axis interferometer, the main controller 20 determines the position of the wafer table WTB in the Y-axis direction (Y In addition to (position), it is also possible to measure the amount of rotation about the X axis (pitching amount) and the amount of rotation about the Z axis (chowing amount).
  • the X-axis interferometer is a multi-axis interferometer having at least two optical axes, and the output value of each optical axis can be measured independently.
  • the output value (measured value) of this X-axis interferometer is supplied to the main controller 20, and the main controller 20 determines the position of the wafer table WTB in the X-axis direction based on the output value from the X-axis interferometer ( Not only (X position) but also rotation amount (rolling amount) around Y axis can be measured.
  • an X-axis moving mirror and a Y-axis moving mirror are actually provided on the wafer table WTB, and an X-axis interferometer and a Y-axis interferometer are provided correspondingly.
  • these are typically shown as moving mirror 17 and interferometer 18.
  • the end surface of the wafer table WTB may be mirror-finished to form a reflecting surface (corresponding to the reflecting surface of the movable mirror 17).
  • the lowermost lens 92 inside the lens barrel 40 is made of quartz glass, fluorine-doped quartz, or fluoride crystal (for example, fluorite, lithium fluoride, etc.), and its lower end surface is flat.
  • a plano-convex lens whose upper surface is a spherical surface (or aspherical surface).
  • an inclined surface is formed over the entire circumference. Then, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the lens 92 is fixed in a state in which the inclined surface is supported by the taper portion at the lower end of the lens barrel 40.
  • a ring-shaped sealing member 43 is provided at the lower end of the lens barrel 40.
  • the spacer member 93 has a substantially trapezoidal cross section, as shown in FIG. 3 (A) which is a perspective view also showing an oblique upper force and FIG. 3 (B) which is a perspective view seen from obliquely below. It has an annular shape (see Fig. 2), and is made up of non-metal (eg, quartz glass, low thermal expansion ceramics, etc.) force that has a thermal expansion coefficient close to that of, for example, quartz glass that is a lens material.
  • the upper end surface of the spacer member 93 A first groove 93a having a concave groove force is formed over the circumference, and a second groove 93b similar to the first groove 93a is formed on the lower end surface thereof.
  • An air passage 193b having an L-shaped cross section is formed below the first groove 93a in the vicinity of the + Y side end of the spacer member 93, as shown in the cross-sectional view of FIG.
  • One end of the air passage 193b is open to the inner bottom surface of the first groove 93a.
  • the other end of the air passage 193b opens to the outer peripheral surface of the spacer member 93.
  • One end of a vacuum suction pipe 61b is connected to the other end of the air passage 193b.
  • the other end of the vacuum suction tube 61b is connected to the vacuum suction device 200.
  • An air passage 193a similar to the air passage 193b is also formed symmetrically below the first groove 93a in the vicinity of the Y-side end of the spacer member 93, and the air passage 193a One end is open to the inner bottom surface of the first groove 93a.
  • One end of a vacuum suction pipe 61a is connected to the open end on the other end side of the air passage 193a, and the other end of the vacuum suction pipe 61a is connected to the vacuum suction device 200 (see FIG. 4). ).
  • L-shaped air passages 193c, 193d similar to the air passage 193b described above are provided above. Are formed, and one end of each of these air passages 193c, 193d is opened to the inner bottom surface of the second groove 93b as shown in FIG. 3 (B).
  • One end of each of the vacuum suction pipes 61c and 61d is connected to the other end of each of the air passages 193c and 193d, and the other end of the vacuum suction pipes 61c and 61d is connected to the above-described vacuum suction apparatus 200.
  • the vacuum suction pipes 61a to 61d and the vacuum suction device 200 cause negative pressure in the air passages 193a to 193d and the first and second grooves 93a and 93b formed in the spacer member 93.
  • a vacuum suction mechanism capable of generating the above is configured.
  • the spacer member 93 is formed with a radial flow path 293b extending to the inner side of the inner peripheral surface of the outer force of the outer peripheral surface thereof. .
  • One end of the liquid supply pipe 62 is connected to one end of the flow path 293b, and the other end of the liquid supply pipe 62 is connected to the liquid supply device 88 (not shown in FIG. 4, see FIG. 5A). It is connected to the.
  • the liquid supply device 88 includes a liquid tank, a pressure pump, and a temperature control device. In the temperature control device, the temperature of the liquid in the liquid tank is stored in the exposure apparatus main body. Adjust the temperature to the same level as the temperature in the chamber (not shown).
  • a valve 51a for controlling supply / stop of the liquid is provided in a part of the supply pipe 62.
  • the valve 51a for example, it is desirable to use a flow rate control valve so that not only the liquid supply is stopped but also the flow rate can be adjusted.
  • the valve 5 la may be provided inside the liquid supply device 88.
  • a flow path 293a is formed at a position opposite to the flow path 293b of the spacer member 93 (a point-symmetric position).
  • the opening end of the flow path 293a is formed at a higher position in the direction of gravity than the opening end of the flow path 293b.
  • a liquid recovery pipe 63 is connected to one end of the flow path 293a, and the other end side of the liquid recovery pipe 63 includes a liquid recovery apparatus 99 (FIG. 3) including a liquid tank and a suction pump. (A) (not shown, see Fig. 5 (A)).
  • a part of the liquid recovery pipe 63 is provided with a valve 51b for controlling the recovery and stop of the liquid.
  • a valve 51b it is desirable to use a flow control valve corresponding to the valve on the liquid supply device side described above.
  • the valve 51b may be provided inside the liquid recovery apparatus 99.
  • ultrapure water (hereinafter, simply referred to as "water” unless otherwise required) that transmits ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) is used.
  • Water that transmits ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) is used.
  • UV excimer laser light light having a wavelength of 193 nm
  • Ultrapure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing plants and the like, and has no adverse effect on the photoresist, optical lenses, etc. on the wafer.
  • the parallel plate 94 is made of a fluoride crystal such as fluorite and lithium fluoride in the same manner as the lens 92 whose upper surface and lower surface are parallel planes. It is a disk-like member as a whole. An inclined portion (tapered portion) is formed on the outer edge portion of the lower surface of the parallel plate 94 over the entire circumferential direction (see FIG. 2 and the like).
  • the vacuum suction device 200 is connected to the spacer member 93 via the vacuum suction tubes 61a to 61d, as shown in FIG.
  • the spacer member 93 is interposed between the lower surface (plane) of 92 and the upper surface (plane) of the parallel plate 94, and the vacuum suction device 200 is operated to vent the spacer member 93.
  • Negative pressure is generated in the passages 193a to 93d and in the first and second grooves 93a and 93b, and the spacer member 93 is
  • the peripheral edge of the nozzle 92 and the peripheral edge of the parallel flat plate 94 can be sucked in vacuum, and the parallel flat plate 94 is supported by the lens 92 via the spacer member 93 in this way.
  • the spacer member 93 is an annular member, the space surrounded by the lens 92, the spacer member 93, and the parallel plate 94 is a closed space 21 (see FIG. 2). . Since liquid (water) is held in the closed space 21, the closed space 21 is hereinafter referred to as a liquid chamber 21. In the present embodiment, the liquid (water) Lq2 is held in the liquid chamber 21 as follows.
  • the main controller 20 opens the valve 51a connected to the liquid supply pipe 62 at a predetermined opening, and supplies water into the liquid chamber 21 via the flow path 293b.
  • the main controller 20 opens the valve 51b connected to the liquid recovery pipe 63 at a predetermined opening, and the liquid chamber 21 is connected via the flow path 293a. 21 starts collecting water into the liquid recovery unit 99 (liquid tank) (see Fig. 5).
  • the main controller 20 always ensures that the amount of water supplied into the liquid chamber 21 is equal to the amount of water recovered from the liquid chamber 21. Therefore, a certain amount of water Lq2 (see FIG. 2) is held in the liquid chamber 21.
  • the water Lq2 retained in the liquid chamber 21 is constantly replaced.
  • water is supplied from the vicinity of the lower end of the liquid chamber 21 and recovered from the vicinity of the upper end of the liquid chamber 21, so that the air in the liquid chamber 21 is recovered at the same time as the water is recovered. Therefore, it is possible to reliably fill the liquid chamber 21 with water.
  • annular member 95 is provided around the parallel flat plate 94 so as to surround the parallel flat plate 94 and the spacer member 93. More specifically, the annular member 95 is in a state where the tip portion (end portion on the inner peripheral side) is inserted between the tapered portion of the parallel plate 94 and the wafer W, and the bottom surface is XY. In a state parallel to the plane, it is supported by being suspended by, for example, a holding member that holds the projection unit PU via a support member (not shown). Thereby, the positional relationship between the projection optical system PL and the annular member 95 in the optical axis AX direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL is maintained constant.
  • the annular member 95 has a stepped portion that engages (engages) with a downward force in the vicinity of the outer peripheral edge of the spacer member 93 via a predetermined talarance. It is formed near the top surface.
  • an annular seal member 42 that is in pressure contact with the lower surface of the spacer member 93 is provided.
  • An annular seal member 41 that is in a downward force contact with the aforementioned tapered portion of the parallel plate 94 is provided.
  • annular member 95 On the bottom surface of the annular member 95, a circle is omitted in FIG. 2, but the circular member 95 is combined with the bottom view of the annular member 95 of FIG. 5 (B).
  • An annular water supply groove 70 and an annular drainage groove 72 are formed concentrically in order with the inner force also outward. 5A and 5B, the groove width of the water supply groove 70 out of the two grooves 70 and 72 is set larger than the groove width of the drainage groove 72.
  • a plurality of through-holes 78 force penetrating in the vertical direction are formed at approximately equal intervals.
  • the upper force is also connected to each.
  • the other end of each water supply pipe 80 is connected to the other end of a supply pipe line 90 connected to one end of the liquid supply device 88 described above via a valve 86a.
  • the temperature is about the same as the temperature in the chamber (not shown) in which the exposure apparatus 100 (the main body) is housed.
  • the immersion liquid temperature-controlled by the temperature control device is supplied into the water supply groove 70 of the annular member 95 through the supply pipe 90, the water supply pipe 80 and the through hole 78 in order.
  • the valves 86a provided in each water supply pipe 80 are collectively referred to as a valve group 86a.
  • the ultrapure water that transmits ArF excimer laser light (193.3 nm light) is used here, like the liquid Lq2.
  • the refractive index n of water is about 1.44.
  • ultrapure water has no adverse effects on the environment and has an extremely low impurity content. Therefore, it is expected to have an effect of cleaning the surface of the wafer and the surface of the parallel plate 94.
  • a plurality of through holes 74 penetrating in the vertical direction are formed at substantially equal intervals on the inner bottom surface of the drain groove 72 (inner upper surface in FIG. 5A). One end is connected to each other from the upper side.
  • the other ends of the drain pipes 76 are respectively connected via valves 86b. These are connected to the other end of the drainage channel 98, one end of which is connected to the liquid recovery device 99 described above.
  • the valves 86b provided in each drain pipe 76 are collectively described as a valve group 86b.
  • valves of the nozzle groups 86a, 86b in addition to opening and closing, adjustment valves (for example, flow control valves) capable of adjusting the opening are used.
  • main controller 20 starts water supply from liquid supply device 88 to annular member 95 with each valve of valve group 86a opened at a predetermined opening, and The operation of the liquid recovery device 99 is started with each valve opened at a predetermined opening.
  • water of a predetermined pressure positive pressure
  • water of a predetermined pressure is sent from the liquid supply device 88 into the water supply groove 70 of the annular member 95 through the water supply channel 90 and each water supply pipe 80, and a part of the supplied water.
  • the main controller 20 determines the opening degree of each valve of the nozzle groups 86a and 86b and the liquid so that the amount of water supplied to the annular member 95 is substantially the same as the amount drained from the drainage groove 72.
  • the pressure of water supplied from the supply device 88 and the negative pressure generated by the liquid recovery device 99 inside each water pipe 76 are set. In this way, a constant amount of water is always sent below the parallel plate 94, and the sent water is always collected by the liquid recovery device 99.
  • another drainage groove may be formed inside the water supply groove 70 on the bottom surface of the annular member 95, and the inside of this another drainage groove may be released to the atmosphere via a pipe line (not shown).
  • the main controller 20 controls the opening of each valve of the valve groups 86a and 86b, the liquid supply device so that the amount of water supplied to the annular member 95 is slightly larger than the amount drained from the drain groove 72. It is necessary to set the pressure of water supplied from 88 and the negative pressure generated by the liquid recovery device 99 in each distribution pipe 76. In this way, it is supplied to the annular member 95 and drained from the drain 72.
  • the remaining remaining water fills the lower surface of the annular member 95 and the space between the parallel plate 94 and the wafer W, and then is drained to the outside through another drainage groove and conduit.
  • the other drainage channel is a passive drainage channel that is open to the atmosphere, the parallel plate 94 is hardly subjected to water pressure, and no stress is generated. .
  • the wafer stage WST force moves in a predetermined direction, for example, the direction indicated by the arrow C in FIG. 6, the water as indicated by the arrow F in the figure below the parallel plate 94.
  • the flow of The flow indicated by the arrow F is an incompressible viscous fluid and the two-eutonic viscosity law holds-hydraulic force Ueno, which is a Eutonian fluid, shear force due to relative displacement between the W surface and the lower surface of the parallel plate 94 It is a laminar Couette flow that is caused by being subjected to.
  • each through hole 78 and water supply groove 70 formed in the annular member 95 function as a liquid supply nozzle, and are formed in the annular member 95.
  • Each through hole 74 and drainage groove 72 function as a liquid recovery nozzle.
  • the configuration of the present embodiment is merely an example.
  • International Publication No. 99Z49504 A supply nozzle and a recovery nozzle as disclosed in the pamphlet may be provided in place of the annular member 95.
  • the support structure of the present invention is adopted as the support structure of the parallel plate 94 constituting the projection unit PU. That is, among the plurality of lenses constituting the projection optical system PL, the lens 92 located at the lowest end inside the lens barrel 40 and the parallel plate 94 are interposed, and the peripheral edge of the lens 92 and the parallel plate 94 A parallel plate 94 is supported by the lens 92 via a spacer member 93 that sucks the peripheral edge. In this case, since the spacer member 93 sucks the mutually facing surfaces of the lens 92 and the parallel plate 94, the spacer member 93 is placed outside the lens 92 and the parallel plate 94. It is trying not to overhang. Accordingly, the parallel plate 94 can be supported by the spacer member 93 that does not protrude outward. Thereby, a space in the vicinity of the parallel plate 94 can be secured.
  • the method of supporting the parallel plate 94 by the spacer member 93 is a support method using a vacuum suction force, so that deformation of the parallel plate 94 can be suppressed. Further, by releasing the suction force, the parallel plate 94 can be easily removed and exchanged easily, so that the parallel plate 94 can be exchanged relatively frequently.
  • the pattern of the reticle R is transferred onto the wafer W using the projection optical system PL in which the imaging performance is well maintained. .
  • a member necessary for exposure for example, a nozzle forming member such as the annular member 95 described above can be arranged in the space.
  • the liquid immersion area can be reduced.
  • the wafer table WTB can be downsized, the position controllability of the wafer table WTB can be improved, and the exposure accuracy can also be improved in this respect.
  • the liquid chamber 21 formed between the lens 92 and the parallel plate 94 is supplied to the liquid chamber 21 via the projection optical system PL in a state where water (liquid) is supplied. Since exposure is performed with the immersion area formed between the parallel plate 94 and the wafer W, it is possible to perform exposure with high resolution and greater depth of focus (NA> 1) than in air.
  • the reticle scale The pattern can be accurately transferred onto the wafer. For example, as a device rule, transfer of a fine pattern of about 70 to: LOOnm can be realized.
  • the optical element closest to the image plane of the projection optical system PL is a parallel plate 94, positioning before and after the replacement is easy, and the imaging performance before and after the replacement is improved. Almost no change occurs. Therefore, in this respect as well, the good imaging performance of the projection optical system PL can be maintained.
  • a plurality of cells may be formed by partitioning the water supply groove 70 and the drainage groove 72 with partition walls.
  • the force for supporting the parallel flat plate 94 by the annular member 95 via the seal members 42 and 41 is also not necessarily required.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to a normal exposure apparatus.
  • the parallel flat plate 94 can prevent the resist applied on the surface of the wafer and W from adhering to the lens 92 when scattered.
  • the parallel plate 94 is used as the optical member disposed below the lens 92.
  • the present invention is not limited to this, and the lens is replaced with the parallel plate 94. May be adopted.
  • the vicinity of the peripheral edge of the upper surface of the lens may be processed into a flat surface, and the flat surface may be vacuum-sucked, or a holding member (flange) is provided on the lens, and the flange portion is subjected to a vacuum arch I. Also good.
  • the spacer member 93 is not limited to a single unit.
  • three spacer members are arranged at a predetermined distance from the periphery of the optical member, and the parallel plate 94 is suspended and supported at three points. Good to do!
  • the present invention is limited to the case where a vacuum suction force is applied between the spacer member 93 and the lens 92 and between the spacer member 93 and the parallel plate 94.
  • a vacuum suction force is applied between the spacer member 93 and the lens 92 and between the spacer member 93 and the parallel plate 94.
  • One of them for example, apply vacuum suction only to the parallel plate 94 and fix the other with screws etc. It is also good to do.
  • a flange may be provided around the lens 92, and the flange may be fixed with a screw or the like.
  • the vacuum suction force is used as the suction force.
  • the invention is not limited to the force of the present invention.
  • an electrostatic force or a magnetic force may be used.
  • the projection optical system PL is not limited to this.
  • a spacer member 93 is interposed between one lens in the projection optical system PL and another lens arranged below the one lens, so that one lens is formed. It is also good to support other lenses.
  • the support method of the present invention is not limited to the case where it is used for supporting the optical member constituting the projection optical system, and may be adopted for supporting the optical member constituting the illumination system.
  • ultrapure water water
  • a safe liquid that is chemically stable and has a high transmittance of the illumination light IL such as a fluorine-based inert liquid
  • a fluorinated inert liquid for example, Fluorinert (trade name of 3EM, USA) can be used.
  • This fluorine-based inert liquid is also excellent in terms of cooling effect.
  • use a liquid that is transparent to the illumination light IL and has a refractive index as high as possible, and that is stable to the photoresist applied to the surface of the projection optical system wafer for example, cedar oil). It can also be used. If F laser is used as the light source, select Fomblin oil.
  • the recovered liquid may be reused.
  • a filter that removes impurities from the recovered liquid is provided in the liquid recovery device, the recovery pipe, or the like. It is desirable to keep it.
  • the present invention is applied to the scanning exposure apparatus of the step “and-scan” method or the like, but it is needless to say that the scope of application of the present invention is not limited to this. It is. That is, a step and repeat projection exposure apparatus, a step-and-stitch exposure apparatus, or a proximity exposure apparatus.
  • the present invention is applicable.
  • the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing.
  • an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, and a thin film magnetic head
  • exposure devices for manufacturing image sensors (CCDs, etc.), micromachines, and DNA chips can also be widely applied to exposure devices for manufacturing image sensors (CCDs, etc.), micromachines, and DNA chips.
  • glass substrates, silicon wafers, etc. are used to manufacture reticles or masks used in light exposure equipment, EUV exposure equipment, X-ray exposure equipment, electron beam exposure equipment, etc. that can be used only with micro devices such as semiconductor devices.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
  • the illumination light IL is not limited to ArF excimer laser light, but KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), F laser light (wavelength 157 nm), Ar laser
  • Pulsed laser light such as light (wavelength 126 nm), Kr laser light (wavelength 146 nm), ultra-high pressure water
  • g-line wavelength 436 nm
  • i-line wavelength 365 nm
  • YAG laser harmonics or infrared or visible single wavelength laser light oscillated from DFB semiconductor lasers or fiber lasers, for example, fibers doped with erbium (or both erbium and ytterbium). Harmonics that are amplified by an amplifier and converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
  • the projection optical system can be shifted not only in the reduction system but also in the same magnification and enlargement system.
  • the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of lOOnm or more, and light having a wavelength of less than lOOnm may be used.
  • EUV Extreme Ultraviolet
  • SOR Spin-Reflection Reduction
  • a plasma laser as a light source
  • An EUV exposure system using an all-reflection reduction optical system designed under a wavelength (eg, 13.5 nm) and a reflective mask is being developed. In this system, it is conceivable to perform scanning exposure by scanning the mask and wafer synchronously using arc illumination.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
  • the electron beam exposure system is a pencil beam method, variable shaped beam method, cell projection method, blanking aperture 'array method, and mask projection method. Any of the formulas may be used.
  • an optical system including an electromagnetic lens is used in an exposure apparatus using an electron beam. This optical system constitutes an exposure optical system, and an exposure optical system unit is configured including a barrel of the exposure optical system. Is done.
  • the step of designing the function and performance of the device the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from silicon material, and the adjustment method described above
  • the device assembly step (including the dicing process, bonding process, and knocking process) for transferring the pattern formed on the mask onto the photosensitive object It is manufactured through inspection steps and the like.
  • the exposure apparatus of the above-described embodiment in which the pattern transfer characteristics are adjusted in the lithography step is used, a highly integrated device can be manufactured with a high yield.
  • the optical member supporting method and the supporting structure of the present invention are suitable for supporting an optical member.
  • the optical apparatus of the present invention is suitable for use as a projection optical system constituting an exposure apparatus.
  • the exposure apparatus of the present invention is suitable for transferring a pattern formed on a mask onto an object.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a microphone opening device.

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Abstract

　複数のレンズのうちの最下端のレンズ（９２）とその下方に配置された平行平板（９４）との間にスペーサ部材（９３）が配置され、レンズ（９２）及び平行平板の一部を吸引することで、レンズ（９２）に平行平板を吊り下げ支持させる。従って、スペーサ部材（９３）を平行平板（９４）よりも大きくする必要がなく、平行平板（９４）を把持により保持する保持機構を採用する場合と比べ、平行平板（９４）近傍のスペースを確保することができる。また、平行平板（９４）が把持されないため、平行平板（９４）の変形を回避することが可能であり、投影ユニット（ＰＵ）に収差が発生するのを抑制することができる。

Description

明 細 書
光学部材の支持方法及び支持構造、光学装置、露光装置、並びにデバ イス製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、光学部材の支持方法及び支持構造、光学装置、露光装置、並びにデ バイス製造方法に係り、更に詳しくは、レンズなどの光学部材に別の光学部材を支持 させるのに好適な光学部材の支持方法及び支持構造、該支持構造がその一部に採 用された光学装置、該光学装置を備える露光装置、並びに前記露光装置を用いて 物体上にデバイスパターンを転写するデバイス製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来より、半導体素子 (集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイスを製造する リソグラフイエ程では、マスク (又はレチクル)のパターンの像を投影光学系を介して、 レジスト (感光剤）が塗布されたウェハ又はガラスプレート等の感光性の物体 (以下、「 ウェハ」と呼ぶ）上の複数のショット領域の各々に転写するステップ.アンド ·リピート方 式の縮小投影露光装置 ( 、わゆるステツパ）や、ステップ ·アンド'スキャン方式の投影 露光装置 ( 、わゆるスキャニング'ステツパ (スキャナとも呼ばれる） )などが、主として 用いられている。
[0003] この種の投影露光装置では、集積回路の高集積ィヒによるパターンの微細化に伴つ て、より高い解像力（解像度）が年々要求されるようになり、そのために露光光の短波 長化及び投影光学系の開口数 (NA)の増大化 (大 NA化)が次第に進んできた。し かるに、露光光の短波長化及び投影光学系の大 NA化は、投影露光装置の解像力 を向上させる反面、焦点深度の狭小化を招く。また、露光波長は将来的に更に短波 長化することが確実視されており、このままでは焦点深度が狭くなり過ぎて、露光動 作時のフォーカスマージンが不足するおそれが生じていた。
[0004] そこで、実質的に露光波長を短くして、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく（広 く）する方法として、液浸法を利用した露光装置が、最近注目されるようになってきた 。この液浸法を利用した露光装置として、投影光学系の下端面、すなわちウェハに 対向する投影光学系の終端に位置する光学部材の下面とウェハ表面との間に液浸 領域 (水又は有機溶媒等の液体で満たされた局所領域)を形成した状態で露光を行 うものが知られている（例えば、下記特許文献 1参照)。この特許文献 1に記載の露光 装置では、液体中での露光光の波長力 空気中の lZn倍 (nは液体の屈折率で通 常 1. 2〜1. 6程度）になることを利用して解像度を向上すると共に、その解像度と同 一の解像度が液浸法によらず得られる投影光学系 (このような投影光学系の製造が 可能であるとして）に比べて焦点深度を n倍に拡大する、すなわち空気中に比べて焦 点深度を実質的に n倍に拡大することができる。
[0005] ところで、液浸露光装置では、終端の光学部材の下面が液体 (水等）に直接接触す ることから、その光学部材の下面に対するレジストの付着や、液体の供給及び回収を 繰り返すことで生じる液体の付着跡などによる露光精度の低下を防止するため、終端 の光学部材を比較的頻繁に交換する必要がある。力かる点に鑑み、従来の投影露 光装置では、例えば金属等力 成り、終端の光学部材を機械的に把持する機構を投 影光学系の鏡筒下端に設け、この機構により終端の光学部材を鏡筒に対して着脱 自在に保持していた。
[0006] しかしながら、上述のような機構を用いて終端の光学部材を保持する場合、終端の 光学部材の中央部は光路となるため、必然的にその光学部材の外縁部を把持 (保持 )することとなるため、その機構は必然的にその一部が終端の光学部材の外側に張り 出し、終端の光学部材に比べて大型化する。このため、例えば液浸型の露光装置の 場合、終端の光学部材下面とウェハ表面との間に液浸領域を形成するためのノズル が上記の光学部材の把持機構の外側 (すなわち投影光学系の外側)へ追 、やられ る。このことは、液浸領域が広くなることを意味する。この液浸領域の拡大は、ウェハ の周囲にウェハ表面とほぼ面一の領域が必要であることを意味し、結果的にウェハ を保持するテーブルの大型化、ひいてはその位置制御の困難ィ匕を招く。また、投影 光学系による照明光の投射領域におけるウェハ表面の高さ位置を、例えば光学式の センサで検出する場合には、そのセンサを投影光学系から離れた位置に配置せざる を得ない。このように、終端の光学部材を機械的に把持する機構を採用することは、 露光装置の大型化を引き起こす一因となっている。 [0007] また、終端の光学部材を機械的に把持する機構を採用した場合、終端の光学部材 の変形を招き、ひいては投影光学系の結像性能の劣化を招くおそれもある。更に、 その機械的な機構を構成する金属から金属イオンが液体中に溶出し露光精度を低 下させるおそれもある。
[0008] 上述のレジスト飛沫の終端の光学部材への付着は、液浸型でない投影露光装置 でも同様に生じるため、このような装置では、上述の終端の光学部材を機械的に把 持する機構を投影光学系の鏡筒下端に設け、この機構により終端の光学部材を鏡 筒に対して着脱自在に保持していた。従って、その終端の光学部材を機械的に把持 する機構を採用した際の問題は、液浸独自の問題を除き、通常の投影露光装置にも 存在している。
[0009] かかる理由により、終端の光学部材の外側に張り出すことなぐその光学部材を支 持することができる、新たな技術の出現が期待されていた。
[0010] 特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット
発明の開示
課題を解決するための手段
[0011] 本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第 1の観点力もすると、第 1の 光学部材と第 2の光学部材との間にスぺーサ部材を介装するとともに、前記スぺーサ 部材が前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の光学部材の周縁 部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸弓 Iすることで、前記スぺーサ部材を介して 前記第 1の光学部材に前記第 2の光学部材を支持させる光学部材の支持方法であ る。
[0012] 本明細書において、光学部材の周縁部の少なくとも一部とは、光学部材が光学素 子のみ力 成る場合のその光学素子の周縁部の少なくとも一部は勿論、光学部材が 光学素子とその周縁部に一体的に取り付けられた別部材とを有する場合にはその別 部材の一部をも含む概念である。また、本明細書において、吸引とは、真空吸引は 勿論、磁気力による吸引や静電気力による吸引なども含む。
[0013] これによれば、第 1の光学部材と第 2の光学部材との間に介装され、第 1の光学部 材の周縁部の少なくとも一部と第 2の光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なく とも一方を吸引するスぺーサ部材を介して第 1の光学部材に第 2の光学部材が支持 される。この場合、スぺーサ部材は、例えば、第 1の光学部材、第 2の光学部材の相 互の対向面の少なくとも一部を吸引するようにできるので、そのスぺーサ部材が第 1 の光学部材及び第 2の光学部材の外側に張り出さな 、ようにすることができる。従つ て、例えば第 2の光学部材が前述した投影光学系のウェハに対向する光学部材 (終 端の光学部材)である場合、その外側に張り出すことなぐ終端の光学部材を支持す ることが可能となる。また、第 2の光学部材近傍のスペースを確保することができる。ま た、真空その他の吸引力を利用した支持方法なので、第 2の光学部材の変形を抑制 することが可能である。また、吸引力を解除することで、第 2の光学部材を容易に取り 外すことができ、その交換が容易である。
[0014] 本発明は、第 2の観点力 すると、第 1の光学部材の周縁部と第 2の光学部材の周 縁部との間に介装され、前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の 光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸引して、前記第 1の光学 部材に前記第 2の光学部材を支持させるスぺーサ部材を備える光学部材の支持構 造である。
[0015] これによれば、第 1の光学部材の周縁部と第 2の光学部材の周縁部との間に介装さ れ、前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の光学部材の周縁部 の少なくとも一部との少なくとも一方を吸引して、前記第 1の光学部材に前記第 2の光 学部材を支持させるスぺーサ部材を備える。この場合、スぺーサ部材は、例えば、第 1の光学部材、第 2の光学部材の相互の対向面の少なくとも一部を吸引するようにで きるので、そのスぺーサ部材が第 1の光学部材及び第 2の光学部材の外側に張り出 さないようにすることができる。従って、例えば第 2の光学部材が前述した投影光学系 のウェハに対向する光学部材 (終端の光学部材)である場合、その外側に張り出すこ となぐ終端の光学部材を支持することが可能となる。また、第 2の光学部材近傍のス ペースを確保することができる。また、真空その他の吸引力を利用した支持構造なの で、第 2の光学部材の変形を抑制することが可能である。また、吸引力を解除すること で、第 2の光学部材を容易に取り外すことができ、その交換が容易である。
[0016] 本発明は、第 3の観点からすると、複数の光学部材を含んで構成される光学装置で あって、前記複数の光学部材のうちの第 1の光学部材の周縁部と第 2の光学部材の 周縁部との間に配置され、前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2 の光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸引して、前記第 1の光 学部材に前記第 2の光学部材を支持させるスぺーサ部材を備える光学装置である。
[0017] これによれば、複数の光学部材のうちの第 1の光学部材と第 2の光学部材との間に 介装され、前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の光学部材の 周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸弓 Iするスぺーサ部材を介して第 1の 光学部材に第 2の光学部材が支持される。この場合、スぺーサ部材は、例えば、第 1 の光学部材、第 2の光学部材の相互の対向面の少なくとも一部を吸引するようにでき るので、そのスぺーサ部材が第 1の光学部材及び第 2の光学部材の外側に張り出さ ないようにすることができる。従って、例えば第 2の光学部材を前述した投影光学系 のウェハに対向する光学部材 (終端の光学部材)とした場合、その外側に張り出すこ となぐ終端の光学部材を支持することが可能となる。また、第 2の光学部材近傍のス ペースを確保することができる。また、真空その他の吸引力を利用した支持方法なの で、第 2の光学部材の変形を抑制することが可能である。また、吸引力を解除すること で、第 2の光学部材を容易に取り外すことができ、その交換が容易である。
[0018] 本発明は、第 4の観点力 すると、所定のパターンの像を物体上に投影する露光装 置であって、前記物体が載置されるステージと;前記物体に前記パターンの像を投影 する本発明の光学装置と；を備える露光装置である。
[0019] これによれば、物体にマスクに形成されたパターンの像を投影する本発明の光学 装置を備えているので、第 2の光学部材の変形が抑制されるとともに、その交換を容 易に行うことができる。従って、この第 2の光学部材の光学性能を長期に渡って良好 に維持することができ、ひいては露光精度を高精度に維持することが可能となる。ま た、例えば第 2の光学部材を投影光学系のウェハに対向する光学部材 (終端の光学 部材）とした場合、その第 2の光学部材近傍のスペースが確保されていることから、露 光の際に必要な部材を投影光学系の近傍に配置することができ、これにより露光装 置全体の小型化を図ることができる。
[0020] この場合において、前記第 2の光学部材と前記物体との間に液体が満たされた液 浸領域を形成する液浸装置を更に備えることとすることができる。力かる場合には、第
2の光学部材近傍のスペースが確保されて 、ることから、液浸装置を第 2の光学部材 の近傍に近づけることができるので、液浸領域を小さくすることができる。これにより、 物体を保持するステージの小型ィ匕も図ることができるので、ステージの位置制御性が 向上し、この点からも露光精度を向上することが可能となる。
[0021] また、リソグラフイエ程において、本発明の露光装置を用いて物体上にデバイスパ ターンを転写するので、微細パターンを物体上に精度良く転写することができる。従 つて、本発明は別の観点からすると、本発明の露光装置を用いて、物体上にデバィ スパターンを転写する工程を含むデバイス製造方法であるとも言える。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
[図 2]投影光学系下端部近傍の縦断面図である。
[図 3(A)]スぺーサ部材を上方力も見た状態を示す斜視図である。
[図 3(B)]スぺーサ部材を下方力も見た状態を示す斜視図である。
[図 4]スぺーサ部材の縦断面図である。
[図 5(A)]環状部材の内部構造及び液浸装置の構成を示す図である。
[図 5(B)]環状部材の底面図である。
[図 6]液浸装置の作用を説明するための図である。
発明を実施するための最良の形態
[0023] 以下、本発明の一実施形態を図 1〜図 6に基づいて説明する。
[0024] 図 1には、一実施形態の露光装置 100の概略構成が示されている。この露光装置 1 00は、ステップ'アンド'スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキヤニン グ 'ステツパ (スキャナとも呼ばれる）である。この露光装置 100は、照明系 10、マスク としてのレチクル Rを保持するレチクルステージ RST、光学装置としての投影ユニット PU、ステージとしてのウェハステージ WSTを有するステージ装置 50、及びこれらの 制御系等を備えている。ウェハステージ WST上には、物体としてのウェハ Wが載置 されるようになつている。
[0025] 前記照明系 10は、不図示のレチクルブラインド等 (いずれも不図示)を含んで構成 されている。この照明系 10では、レチクルブラインドで規定されたレチクル R上で X軸 方向に延びるスリット状の照明領域をエネルギビームとしての照明光 (露光光) ILによ りほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光 ILとしては、一例として ArFエキシマレ 一ザ光 (波長 193nm)が用いられて 、る。
[0026] 前記レチクルステージ RST上には、回路パターンなどがそのパターン面（図 1にお ける下面）に形成されたレチクル Rが、例えば真空吸着により固定されている。レチク ルステージ RSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部 11によつ て、照明系 10の光軸 (後述する投影光学系 PLの光軸 AXに一致）に垂直な XY平面 内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図 1における紙面内左 右方向である Y軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
[0027] レチクルステージ RSTのステージ移動面内の位置（Z軸回りの回転を含む）は、レ チタルレーザ干渉計 (以下、「レチクル干渉計」という） 16によって、移動鏡 15を介し て、例えば 0. 5〜： Lnm程度の分解能で常時検出される。なお、移動鏡 15は、実際に は、 Y軸方向に直交する反射面を有する Y移動鏡と X軸方向に直交する反射面を有 する X移動鏡とが設けられている。このレチクル干渉計 16の計測値は、主制御装置 2 0に送られ、主制御装置 20では、このレチクル干渉計 16の計測値に基づいてレチク ルステージ RSTの X軸方向、 Y軸方向及び 0 z方向（Z軸回りの回転方向）の位置を 算出するとともに、この算出結果に基づ!/、てレチクルステージ駆動部 11を制御するこ とで、レチクルステージ RSTの位置 (及び速度）を制御する。
[0028] 前記投影ユニット PUは、レチクルステージ RSTの図 1における下方に配置されて いる。投影ユニット PUは、鏡筒 40と、該鏡筒 40内に所定の位置関係で保持された 複数の光学素子、及びウェハに対向する平行平板 94 (図 1では不図示、図 2参照） を含む投影光学系 PLとを含んで構成されている。本実施形態では、投影光学系 PL としては、例えば Z軸方向の共通の光軸 AXを有する複数のレンズ（レンズエレメント） 及び前記平行平板 94を含む屈折光学系が用いられて ヽる。
[0029] 前記平行平板 94は、投影ユニット PUの下端部近傍の断面図である図 2に示される ように、投影ユニット PUの鏡筒 40の内部の複数のレンズのうちの最下端に位置する 第 1の光学部材としてのレンズ 92の下方にスぺーサ部材 93を介して支持されている [0030] また、図 2からわかるように、レンズ 92と平行平板 94との間には、 ArFエキシマレー ザ光 (波長 193nmの光）が透過する屈折率が 1より大きい液体 Lq2が充填されるよう になっている。
[0031] 本実施形態では、レンズ 92を含む鏡筒 40の内部の複数のレンズと水 Lq2と平行平 板 94とを含んで、両側テレセントリックで所定の投影倍率 (例えば 1Z4倍又は 1Z5 倍)を有する屈折光学系から成る投影光学系 PLが実質的に構成されている。
[0032] また、平行平板 94とウェハ Wとの間には ArFエキシマレーザ光が透過する屈折率 力 より大きい液体、前述の液体 Lq2と同一の液体 Lqlが供給されるようになってい る。
[0033] このため、照明系 10からの照明光 ILによってレチクル R上の照明領域が照明され ると、このレチクノレ Rを通過した照明光 ILにより、投影光学系 PL (投影ユニット PU)を 介してその照明領域内の回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像)が 、上記投影光学系 PL及び液体 Lqlを介して、表面にレジスト (感光剤）が塗布された ウェハ上の前記照明領域に共役な照明光 ILの照射領域に形成される。
[0034] なお、本実施形態の露光装置 100では、液浸法を適用した露光が行われるため、 開口数 NAが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなる。このため 、レンズのみで構成する屈折光学系においては、ペッツヴァルの条件を満足すること が困難となり、投影光学系が大型化する傾向にある。かかる投影光学系の大型化を 避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系（カタディ 'ォプトリック 系）を用いても良い。
[0035] なお、スぺーサ部材 93などを含む投影光学系 PLの下端部近傍の構成や、液体し ql, Lq2の供給等を行う液浸装置の構成等については、後に詳述する。
[0036] 図 1〖こ戻り、前記ステージ装置 50は、フレームキャスタ FC、該フレームキャスタ FC 上に不図示の防振機構を介して設けられたベース盤 12、該ベース盤 12の上面の上 方に配置されたウェハステージ WST、及び該ウェハステージ WSTを駆動するステ ージ駆動部 124等を備えて 、る。
[0037] 前記ベース盤 12は、定盤とも呼ばれる板状部材カもなり、該ベース盤 12の上面は 平坦度が非常に高く仕上げられ、ウェハステージ WSTの移動の際のガイド面とされ ている。
[0038] 前記ウェハステージ WSTは、図 1に示されるように、ベース盤 12上に配置され、リ ユアモータ等により 2次元面内を移動可能なウエノ、ステージ本体 28と、該ウェハステ ージ本体 28上に不図示の Ζ·チルト駆動機構を介して搭載されたウェハテーブル W ΤΒとを備えている。 Ζ·チルト駆動機構は、実際には、ウェハステージ本体 28上でゥ ェハテーブル WTBを 3点で支持する 3つのァクチユエータ（例えば、ボイスコイルモ ータ又は ΕΙコア)等を含んで構成され、ウェハテーブル WTBを Ζ軸方向、 θ X方向（ X軸回りの回転方向）、 Θ y方向（Y軸回りの回転方向）の 3自由度方向に微小駆動す る。
[0039] 前記ウェハテーブル WTB上には、ウェハ Wを保持するウェハホルダ 70が設けられ ている。ウェハホルダ 70は、板状の本体部と、該本体部の上面に固定されその中央 にウェハ Wの直径より 2mm程度直径が大きな円形開口が形成された補助プレートと を備えている。この補助プレートの円形開口内部の本体部の領域には、多数のピン が配置されており、その多数のピンによってウェハ Wが支持された状態で真空吸着さ れている。この場合、ウェハ Wが真空吸着された状態では、そのウェハ W表面と補助 プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるようになつている。
[0040] また、ウェハテーブル WTBの位置は、その上面端部に設けられた移動鏡 17を介し て外部に配置された干渉計 18によって、 0. 5〜： Lnm程度の分解能で計測されてい る。ここで、実際には、ウェハテーブル WTB上面には、 X軸方向の一端（一 X側端） に X軸に直交する反射面を有する X移動鏡が Y軸方向に延設され、 Y軸方向の一端 ( + Y側端）に Y軸に直交する反射面を有する Y移動鏡が X軸方向に延設されて ヽる 。これらの移動鏡の各反射面には、 X軸干渉計、 Y軸干渉計からの干渉計ビーム (測 長ビーム）がそれぞれ投射され、各干渉計ではそれぞれの反射光を受光することで、 各反射面の基準位置（一般には投影ユニット PU側面や、不図示のオファクシス'ァ ライメント系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの計測方向の変 位を計測する。 Y軸干渉計は、投影光学系 PLの投影中心 (光軸 AX)及びァライメン ト系の検出中心を結ぶ Y軸に平行な測長軸を有しており、 X軸干渉計は、 Y軸干渉 計の測長軸と投影光学系 PLの投影中心で垂直に交差する測長軸を有している。
[0041] 前記 Y軸干渉計は、少なくとも 3本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出 力値は独立に計測できるようになつている。この Y軸干渉計の出力値 (計測値）は、主 制御装置 20に供給され、主制御装置 20では Y軸干渉計からの出力値に基づいて、 ウェハテーブル WTBの Y軸方向の位置 ( Y位置）のみならず、 X軸回りの回転量（ピ ツチング量)及び Z軸回りの回転量 (ョーイング量）をも計測できるようになって 、る。ま た、 X軸干渉計は、少なくとも 2本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力 値は独立に計測できるようになつている。この X軸干渉計の出力値 (計測値）は、主制 御装置 20に供給され、主制御装置 20では X軸干渉計からの出力値に基づいて、ゥ ェハテーブル WTBの X軸方向の位置（X位置）のみならず、 Y軸回りの回転量（ロー リング量)をも計測できるようになつている。
[0042] 上述のように、ウェハテーブル WTB上には、実際には、 X軸移動鏡、 Y軸移動鏡が 設けられ、これに対応して X軸干渉計、 Y軸干渉計が設けられている力 図 1ではこ れらが代表的に移動鏡 17、干渉計 18として示されている。なお、例えば、ウェハテ 一ブル WTBの端面を鏡面加工して反射面 (移動鏡 17の反射面に相当）を形成して も良い。
[0043] 次に投影ユニット PUの下端部近傍の構成について説明する。
[0044] 前述の鏡筒 40内部の最下端のレンズ 92は、石英ガラス、フッ素ドープ石英、又は フッ化物結晶（例えば、ホタル石、フッ化リチウム等)から成り、その下端面が平面とさ れ、上側が球面 (又は非球面）とされた平凸レンズである。このレンズ 92の外縁近傍 には、全周に渡って傾斜面が形成されている。そして、この傾斜面が、図 2の断面図 に示されるように、鏡筒 40の下端部のテーパ部に下方力 支持される状態で、レンズ 92が固定されている。鏡筒 40の下端には、リング状のシール部材 43が設けられてい る。
[0045] 前記スぺーサ部材 93は、斜め上力も見た斜視図である図 3 (A)及び斜め下から見 た斜視図である図 3 (B)に示されるように、断面略台形状（図 2参照)で円環状の形状 を有し、例えばレンズ材料である石英ガラス等の熱膨張率に近い非金属（例えば石 英ガラスや低熱膨張セラミックス等)力ら成る。このスぺーサ部材 93の上端面には全 周に渡り凹溝力も成る第 1の溝 93aが形成され、その下端面には、第 1の溝 93aと同 様の第 2の溝 93bが形成されて 、る。
[0046] スぺーサ部材 93の +Y側の端部近傍の前記第 1の溝 93aの下方には、図 4の断面 図に示されるように、断面 L字状の通気路 193bが形成され、該通気路 193bの一端 が第 1の溝 93aの内部底面に開口している。通気路 193bの他端は、スぺーサ部材 9 3の外周面に開口している。この通気路 193bの他端には、真空吸引管 61bの一端 が接続されている。真空吸引管 61bの他端は、真空吸引装置 200に接続されている
[0047] スぺーサ部材 93の Y側の端部近傍の前記第 1の溝 93aの下方にも、前述の通気 路 193bと同様の通気路 193aが左右対称に形成され、この通気路 193aの一端が第 1の溝 93aの内部底面に開口している。この通気路 193aの他端側の開口端には、真 空吸引管 61aの一端が接続され、この真空吸引管 61aの他端は、前述の真空吸引 装置 200に接続されている（図 4参照)。
[0048] スぺーサ部材 93の +X側、—X側の端部近傍の前記第 2の溝 93bの上方には、前 述の通気路 193bと同様の L字状の通気路 193c, 193dがそれぞれ形成され、これら の通気路 193c, 193dの一端が図 3 (B)に示されるように前記第 2の溝 93bの内部底 面にそれぞれ開口している。これら通気路 193c, 193dそれぞれの他端には、真空 吸引管 61c、 61dの一端が接続され、真空吸引管 61c, 61dの他端は、前述の真空 吸引装置 200に接続さている。
[0049] 本実施形態では、真空吸引管 61a〜61d及び真空吸引装置 200により、スぺーサ 部材 93に形成された通気路 193a〜193d及び第 1、第 2の溝 93a, 93b内に負圧を 生じさせることが可能な真空吸引機構が構成されている。
[0050] 前記スぺーサ部材 93には、図 3 (A)及び図 4に示されるように、その外周面の外側 力 内周面の内側に至る半径方向の流路 293bが形成されている。この流路 293bの 一端には、液体供給管 62の一端が接続されており、該液体供給管 62の他端側は、 液体供給装置 88 (図 4では不図示、図 5 (A)参照）に接続されている。この液体供給 装置 88は、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置を含んで構成されている。前 記温度制御装置は、液体タンク内の液体の温度を、露光装置本体が収納されている チャンバ (不図示）内の温度と同程度の温度に調整する。また、供給管 62の一部に は液体の供給'停止を制御するためのバルブ 51aが設けられている。なお、このバル ブ 51aとしては、例えば液体の供給 '停止のみならず、流量の調整も可能となるように 、流量制御弁を用いることが望ましい。また、バルブ 5 laは液体供給装置 88の内部 に設けることとしても良い。
[0051] 一方、図 3 (A)に示されるように、スぺーサ部材 93の流路 293bに対して反対側の 位置（点対称な位置）には、流路 293aが形成されている。この場合、図 3 (A)からわ かるように、流路 293aの開口端は、前述した流路 293bの開口端よりも重力方向に関 して高い位置に形成されている。この流路 293aの一端には、液体回収管 63が接続 されており、該液体回収管 63の他端側は、液体のタンク及び吸引ポンプを含んで構 成される液体回収装置 99 (図 3 (A)では不図示、図 5 (A)参照）に接続されている。 液体回収管 63の一部には、液体の回収.停止を制御するためのバルブ 51bが設け られている。このバルブ 51bとしては、前述した液体供給装置側のバルブに対応して 流量制御弁を用いることが望ましい。なお、バルブ 51bは液体回収装置 99内部に設 けることとしても良い。
[0052] ここで、前記液体としては、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nmの光）が透過する 超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。 超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウェハ上のフォト レジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。
[0053] 前記平行平板 94は、図 3 (A)に示されるように、その上面と下面とが平行な平面と された、レンズ 92と同様、ホタル石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶から成る、全体 として円板状の部材である。この平行平板 94の下面の外縁部には、周方向全体に 渡って傾斜部 (テーパ部）が形成されている（図 2等参照)。
[0054] 本実施形態では、前述したように、スぺーサ部材 93に真空吸引管 61a〜61dを介 して真空吸引装置 200が接続されていることから、図 2に示されるように、レンズ 92の 下面 (平面）と平行平板 94の上面 (平面）との間にスぺーサ部材 93を介装させた状 態とし、真空吸引装置 200を作動させることで、スぺーサ部材 93の通気路 193a〜l 93d内部及び第 1、第 2の溝 93a, 93b内部に負圧を生じさせ、スぺーサ部材 93にレ ンズ 92の周縁部及び平行平板 94の周縁部を真空吸引させることができ、このように して、平行平板 94がスぺーサ部材 93を介してレンズ 92に支持されて!、る。
[0055] また、スぺーサ部材 93は円環状の部材であることから、レンズ 92とスぺーサ部材 9 3と平行平板 94とで囲まれる空間は、閉空間 21となる（図 2参照）。この閉空間 21内 に液体 (水）が保持されるので、以下ではこの閉空間 21を液体室 21と呼ぶ。本実施 形態では、この液体室 21内に、次のようにして液体 (水） Lq2が保持されている。
[0056] すなわち、主制御装置 20 (図 1参照）が、液体供給管 62に接続されたバルブ 51aを 所定開度で開き、流路 293bを介して前記液体室 21内への水の供給を開始する。そ して、液体室 21内が水で満たされるのに先立って、主制御装置 20は、液体回収管 6 3に接続されたバルブ 51bを所定開度で開き、流路 293aを介して液体室 21から液 体回収装置 99 (液体のタンク）の内部への水の回収を開始する（図 5参照）。このとき 、主制御装置 20は、液体室 21内へ供給される水の量と、液体室 21から回収される 水の量とが常に等しくなるようにする。従って、液体室 21内に、一定量の水 Lq2 (図 2 参照）が保持される。この場合、液体室 21内で保持された水 Lq2は、常に入れ替わ つている。また、本実施形態では、水が液体室 21の下端部近傍から供給され、液体 室 21の上端部近傍から回収されるので、液体室 21内の空気が水の回収の際に同 時に回収されるので、液体室 21内を水で確実に満たすことが可能となっている。
[0057] 前記平行平板 94の周囲には、図 2に示されるように、その平行平板 94及びスぺー サ部材 93を取り囲む状態で環状部材 95が設けられている。これを更に詳述すると、 環状部材 95は、平行平板 94の前述したテーパ部とウェハ Wとの間にその先端部（ 内周側の端部）が挿入された状態で、かつその底面が XY平面に平行になる状態で 、不図示の支持部材を介して、例えば投影ユニット PUを保持する保持部材に吊り下 げ支持されている。これにより、投影光学系 PLと環状部材 95との投影光学系 PLの 光軸 AX方向（Z軸方向）に関する位置関係が一定に維持されている。
[0058] また、環状部材 95は、図 2の状態で、スぺーサ部材 93の外周縁近傍に所定のタリ ァランスを介して下方力 嵌合 (係合)する段部がその内周側の上端面近傍に形成さ れている。この環状部材 95の段部上面には、スぺーサ部材 93の下面に圧接する環 状のシール部材 42が設けられている。また、この環状部材 95上面の段部の内周側 には、平行平板 94の前述のテーパ部に下方力 圧接する環状のシール部材 41が 設けられている。この場合、スぺーサ部材 93による真空吸引力が解除された場合、 環状部材 95によって、シール部材 42, 41をそれぞれ介してスぺーサ部材 93、平行 平板 94が下方力も支持されるようになって 、る。
[0059] 環状部材 95の底面には、図 2では省略されているが、図 5 (A)と、図 5 (B)の環状 部材 95の底面図とを総合するとわ力るように、円環状の給水溝 70、及び円環状の排 水溝 72が、内側力も外側に順次、かつ同心円状に形成されている。なお、図 5 (A)、 図 5 (B)においては、 2つの溝 70, 72の内、給水溝 70の溝幅が排水溝 72の溝幅より 大きく設定されている。
[0060] 給水溝 70の内部底面（図 5 (A)の内部上面）には、上下方向に貫通する貫通孔 78 力 ほぼ等間隔で複数形成され、各貫通孔 78に給水管 80の一端がそれぞれ上方 力も接続されている。各給水管 80の他端は、バルブ 86aをそれぞれ介して、前述し た液体供給装置 88にその一端が接続された供給管路 90の他端にそれぞれ接続さ れている。この場合、対応するバルブ 86aが開状態のとき、液体供給装置 88が作動 されると、例えば露光装置 100 (の本体）が収納されているチャンバ（図示省略）内の 温度と同程度の温度に温度制御装置によって温調された液浸用の液体が、供給管 路 90、給水管 80及び貫通孔 78を順次介して、環状部材 95の給水溝 70内部に供 給される。なお、以下では、各給水管 80に設けられたバルブ 86aを纏めて、バルブ 群 86aとも記述する。
[0061] 上記の液浸用の液体としては、前述した液体 Lq2と同様、ここでは、 ArFエキシマ レーザ光（193. 3nmの光）が透過する超純水を用いるものとする。水の屈折率 nは、 ほぼ 1. 44である。この水の中では、照明光 ILの波長は、 193nm X lZn=約 134η mに短波長化される。また、超純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の 含有量が極めて低いため、ウェハの表面、及び平行平板 94の表面を洗浄する作用 ち期待でさる。
[0062] 前記排水溝 72の内部底面（図 5 (A)の内部上面）には、上下方向に貫通する貫通 孔 74が、ほぼ等間隔で複数形成され、各貫通孔 74に排水管 76の一端がそれぞれ 上方カゝら接続されている。前記各排水管 76の他端は、バルブ 86bをそれぞれ介して 、前述した液体回収装置 99にその一端が接続された排水路 98の他端にそれぞれ 接続されている。この場合、対応するバルブ 86bが開状態のとき、環状部材 95の下 面とウェハ W表面との間の、排水溝 72近傍に存在する水が排水管 76を介して液体 回収装置 99によって回収される。なお、以下では、各排水管 76に設けられたバルブ 86bを纏めて、バルブ群 86bとも記述するものとする。
[0063] ここで、ノ レブ群 86a、 86bの各バルブとしては、前述と同様に、開閉の他、その開 度の調整が可能な調整弁 (例えば流量制御弁)などが用いられている。
[0064] 次に、液浸用の水の給排動作について説明する。ここでは、ウエノ、ステージ WST は、静止しているものとする。
[0065] まず、主制御装置 20は、バルブ群 86aの各バルブを所定の開度で開 、た状態で、 液体供給装置 88から環状部材 95に対して給水を開始するとともに、バルブ群 86bの 各バルブを所定の開度で開いた状態で、液体回収装置 99の作動を開始させる。こ れにより、液体供給装置 88から給水路 90及び各給水管 80を介して環状部材 95の 給水溝 70内部に所定の圧力（陽圧）の水が送り込まれ、この送り込まれた水の一部 が環状部材 95の給水溝 70内部及び環状部材 95の下面とウェハ Wとの間の空間、 並びに平行平板 94とウェハ Wとの間の空間に行き渡った後、排水溝 72、各貫通孔 7 4を介して液体回収装置 99に回収される。
[0066] このとき、主制御装置 20は、環状部材 95に対する給水量が、排水溝 72から排水さ れる量とほぼ同じになるように、ノ レブ群 86a, 86bの各バルブの開度、液体供給装 置 88から供給される水の圧力、液体回収装置 99が各配水管 76の内部に生じさせる 負圧などを設定している。このようにして、常時一定量の水が平行平板 94下方に送り 込まれ、この送り込まれた水が液体回収装置 99によって常時回収されている。
[0067] なお、環状部材 95の底面の給水溝 70の内側に別の排水溝を形成し、この別の排 水溝の内部を不図示の管路を介して大気に解放しても良い。この場合には、主制御 装置 20は、環状部材 95に対する給水量が、排水溝 72から排水される量より僅かに 多くなるように、バルブ群 86a, 86bの各バルブの開度、液体供給装置 88から供給さ れる水の圧力、液体回収装置 99が各配水管 76の内部に生じさせる負圧などを設定 する必要がある。このようにすると、環状部材 95に供給され、排水溝 72から排水され な力つた残りの水は、環状部材 95の下面及び平行平板 94とウェハ Wとの間の空間 を満たした後、別の排水溝及び管路を介して外部に排水される。この場合、別の排 水溝は、大気開放された受動的な排水溝となっているので、平行平板 94には、殆ど 水圧がかからず、ストレス (応力）が発生しな 、ようになる。
[0068] いずれにしても、ウェハステージ WST力 所定方向、例えば図 6中に矢印 Cで示さ れる方向に移動する際には、平行平板 94の下方に同図に矢印 Fで示されるような水 の流れが生じる。この矢印 Fで示される流れは、非圧縮性の粘性流体であり、かつ二 ユートンの粘性の法則が成り立つ-ユートン流体である水力 ウエノ、 W表面と平行平 板 94下面との相対変位によりせん断力を受けることに起因して生じる、層流クエツト（ Couette)流れである。
[0069] 本実施形態の露光装置 100では、ウェハステージ WST及びウェハ Wが駆動される とき、例えばウェハステージ WST (及びウェハ W)のショット間ステッピング時及びス キャン露光時などには、その駆動方向に応じた向きの層流クエツト流れが生じるので 、平行平板 94下方の水が入れ替わるようになって 、る。
[0070] 上述のようにして構成された本実施形態の露光装置 100では、通常のスキャニング
'ステツパと同様に、不図示のレチクルァライメント系、ァライメント検出系等を用いた、 レチクルァライメント、ァライメント検出系のベースライン計測、並びに EGA (ェンハン スト.グローバル.ァライメント)等のウェハァライメントなどの所定の準備作業が行われ た後、ステップ ·アンド'スキャン方式の露光動作が行われ、ウェハ W上の各ショット領 域にレチクル Rのパターンが転写される。なお、これらの各動作は、前述したようにし て液体室 21内に液体 Lq2を保持し、かつ平行平板 94とウェハ Wとの間に液体 Lql を保持した状態で、レチクルァライメント及び露光動作が行われる点を除き、通常の スキャニング'ステツバの場合と特に異なる点はな 、ので、詳細説明につ 、ては省略 する。
[0071] これまでの説明からわ力るように、本実施形態では、環状部材 95に形成された各貫 通孔 78及び給水溝 70が液体供給ノズルの機能を果たし、環状部材 95に形成され た各貫通孔 74及び排水溝 72が液体回収ノズルとしての機能を果たして 、る。しかし ながら、本実施形態の構成は、一例に過ぎず、例えば、国際公開第 99Z49504号 パンフレットに開示されるような供給ノズル及び回収ノズルを、環状部材 95に代えて 設けることとしても良い。
[0072] 以上説明したように、本実施形態に係る投影ユニット PUによると、該投影ユニット P Uを構成する平行平板 94の支持構造として、本発明の支持構造が採用されている。 すなわち、投影光学系 PLを構成する複数のレンズのうちの鏡筒 40内部の最下端に 位置するレンズ 92と平行平板 94との間に介装され、レンズ 92の周縁部と平行平板 9 4の周縁部とを吸引するスぺーサ部材 93を介してレンズ 92に平行平板 94が支持さ れる。この場合、スぺーサ部材 93は、レンズ 92、平行平板 94の相互の対向面をそれ ぞれ吸引するようになっているので、そのスぺーサ部材 93がレンズ 92及び平行平板 94の外側に張り出さないようになつている。従って、平行平板 94を、その外側に張り 出すことなぐスぺーサ部材 93によって支持できるようになつている。これにより、平行 平板 94近傍のスペースを確保することができる。
[0073] また、スぺーサ部材 93による平行平板 94の支持方法は、真空吸引力を利用した支 持方法なので、平行平板 94の変形を抑制することが可能である。また、吸引力を解 除することで、平行平板 94を容易に取り外すことができ、その交換が容易であるので 、比較的頻繁に平行平板 94を交換することができる。
[0074] 従って、本実施形態の露光装置 100によると、上述のような理由により、結像性能 が良好に維持された投影光学系 PLを用いてウェハ W上にレチクル Rのパターンが 転写される。
[0075] また、平行平板 94近傍のスペースが確保されていることから、そのスペースに露光 のために必要な部材、例えば上述した環状部材 95などのノズル形成部材を配置す ることができ、これにより、液浸領域を小さくすることができる。これにより、ウェハテー ブル WTBの小型化を図ることができ、ウェハテーブル WTBの位置制御性が向上し 、この点においても露光精度を向上することが可能となる。
[0076] 更に、本実施形態の露光装置によると、レンズ 92と平行平板 94との間に形成され た液体室 21に、水 (液体)が供給された状態の投影光学系 PLを介して、平行平板 9 4とウェハ Wとの間に液浸領域を形成した状態で露光が行われるので、高解像度か つ空気中と比べて大焦点深度 (NA> 1)の露光を行うことが可能となり、レチクル尺の パターンを精度良くウェハ上に転写することができ、例えばデバイスルールとして 70 〜： LOOnm程度の微細パターンの転写を実現することができる。
[0077] また、本実施形態では、投影光学系 PLの最も像面側の光学素子が、平行平板 94 になっているので、交換前後の位置決めが簡単であるとともに、交換前後における結 像性能の変化が殆ど生じない。従って、この点においても、投影光学系 PLの良好な 結像性能を維持することができる。
[0078] なお、上記実施形態において、前述の給水溝 70及び排水溝 72を隔壁で仕切り、 複数のセルを形成しても良い。このようにすると、ウェハのエッジ部分に環状部材 95 がかかった際に、エッジ部分に対応するセルの圧力変化が生じる場合であっても、該 圧力変化の影響がその他のセルに及ばないようにすることができる。
[0079] なお、上記実施形態では、環状部材 95によりシール部材 42, 41を介して平行平 板 94を下方力も支持するものとした力 必ずしもこのようにしなくても良い。
[0080] なお、上記実施形態では、本発明が液浸露光装置に採用された場合について説 明したが、これに限らず、通常の露光装置に採用することもできる。この場合、平行平 板 94により、ウエノ、 W表面に塗布されたレジストが飛散した場合に、レンズ 92に付着 するのを防止することができる。
[0081] なお、上記実施形態では、レンズ 92の下側に配置される光学部材として、平行平 板 94を採用したが、本発明がこれに限られるものではなぐ平行平板 94に代えてレ ンズを採用しても良い。この場合、レンズの上面の周縁部近傍を平面に加工し、該平 面を真空吸引することとしても良いし、レンズに保持部材 (フランジ)を設け、該フラン ジ部分を真空吸弓 Iしても良 ヽ。
[0082] なお、上記実施形態では、スぺーサ部材 93を環状とする場合にっ 、て説明したが 、本発明がこれに限られるものではない。スぺーサ部材 93としては、単体の場合に限 らず、例えば 3つのスぺーサ部材を光学部材の周縁部に対して所定距離離して配置 し、平行平板 94を 3点にて吊り下げ支持することとしても良!、。
[0083] 更に、上記実施形態のようにスぺーサ部材 93とレンズ 92との間、及びスぺーサ部 材 93と平行平板 94との間の両方に、真空吸引力を作用させる場合に限らず、いず れか一方、例えば平行平板 94にのみ真空吸引力を作用させ、他方をねじ等で固定 することとしても良い。この場合、レンズ 92の周囲にフランジを設け、該フランジをねじ 等で固定することとしても良い。
[0084] なお、上記実施形態では、吸引力として真空吸引力を用いることとしたが、本発明 力 れに限られるものではなぐ例えば、静電気力や磁気力を用いることとしても良い
[0085] なお、上記実施形態では、スぺーサ部材 93を介装して、投影光学系 PLを構成す る最下端のレンズ 92に平行平板 94を保持させる場合について説明したが、本発明 がこれに限られるものではなぐ投影光学系 PL内の一のレンズと、該一のレンズの下 方に配置された他のレンズとの間にスぺーサ部材 93を介装し、一のレンズに他のレ ンズを支持させることとしても良 、。
[0086] また、本発明の支持方法は、投影光学系を構成する光学部材の支持に採用する 場合に限られず、照明系を構成する光学部材の支持に採用することとしても良い。
[0087] なお、上記実施形態では、液体として超純水（水）を用いるものとしたが、本発明が これに限定されないことは勿論である。液体としては、化学的に安定で、照明光 ILの 透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素 系不活性液体としては、例えばフロリナート (米国スリーェム社の商品名）が使用でき る。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、照 明光 ILに対する透過性があってできるだけ屈折率が高ぐまた、投影光学系ゃゥェ ハ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油等）を使 用することもできる。また、 Fレーザを光源とする場合は、フォンブリンオイルを選択す
2
れば良い。
[0088] また、上記実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良ぐこの場合は 回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設 けておくことが望ましい。
[0089] また、上記実施形態では、ステップ'アンド'スキャン方式等の走査型露光装置に本 発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されな いことは勿論である。すなわちステップ'アンド'リピート方式の投影露光装置、さらに 、ステップ ·アンド'スティツチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置な どにも、本発明は適用できる。
[0090] 露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなぐ例えば、 角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有 機 EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD等）、マイクロマシン及び DNAチップなどを 製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバ イスだけでなぐ光露光装置、 EUV露光装置、 X線露光装置、及び電子線露光装置 などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンゥェ ハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
[0091] なお、上記実施形態の露光装置では、照明光 ILとして ArFエキシマレーザ光に限 らず、 KrFエキシマレーザ光（波長 248nm)、 Fレーザ光（波長 157nm)、 Arレーザ
2 2 光（波長 126nm)、 Krレーザ光（波長 146nm)などのパルスレーザ光や、超高圧水
2
銀ランプからの g線（波長 436nm)、 i線（波長 365nm)などの輝線などを用いることも 可能である。また、 YAGレーザの高調波や、 DFB半導体レーザ又はファイバーレー ザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム (又 はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非 線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光 学系は縮小系のみならず等倍および拡大系の 、ずれでも良 、。
[0092] また、上記実施形態では、露光装置の照明光 ILとしては波長 lOOnm以上の光に 限らず、波長 lOOnm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、 70nm以下のパターンを露光するために、 SORやプラズマレーザを光源として、軟 X 線領域（例えば 5〜 15nmの波長域）の EUV (Extreme Ultraviolet)光を発生させると ともに、その露光波長（例えば 13. 5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系 、及び反射型マスクを用いた EUV露光装置の開発が行われている。この装置にお いては、円弧照明を用いてマスクとウェハを同期走査してスキャン露光する構成が考 えられる。
[0093] また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は 適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、 セルプロジェクシヨン方式、ブランキング ·アパーチャ 'アレイ方式、及びマスク投影方 式のいずれであっても良い。例えば、電子線を用いる露光装置では、電磁レンズを 備えた光学系が用いられるが、この光学系が露光光学系を構成し、この露光光学系 の鏡筒などを含んで露光光学系ユニットが構成される。
[0094] なお、半導体デバイスは、デバイスの機能 ·性能設計を行うステップ、この設計ステ ップに基づ 、たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハを製作するステ ップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露 光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ 、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、ノ ッケージ工程を 含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、パター ンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度 のデバイスを歩留り良く製造することができる。
産業上の利用可能性
[0095] 以上説明したように、本発明の光学部材の支持方法及び支持構造は、光学部材の 支持に適している。また、本発明の光学装置は、露光装置を構成する投影光学系と して用いるのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパター ンを物体上に転写するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイク 口デバイスの製造に適して 、る。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の光学部材と第 2の光学部材との間にスぺーサ部材を介装するとともに、前記 スぺーサ部材が前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の光学部 材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸引することで、前記スぺーサ部 材を介して前記第 1の光学部材に前記第 2の光学部材を支持させる光学部材の支 持方法。
[2] 請求項 1に記載の光学部材の支持方法にお!、て、
前記スぺーサ部材が前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と、前記第 2の 光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を真空吸引することを特徴と する光学部材の支持方法。
[3] 請求項 1に記載の光学部材の支持方法にお!、て、
前記スぺーサ部材が前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と、前記第 2の 光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を静電気力又は磁気力により 吸引することを特徴とする光学部材の支持方法。
[4] 第 1の光学部材の周縁部と第 2の光学部材の周縁部との間に介装され、前記第 1 の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の光学部材の周縁部の少なくとも 一部との少なくとも一方を吸引して、前記第 1の光学部材に前記第 2の光学部材を支 持させるスぺーサ部材を備える光学部材の支持構造。
[5] 請求項 4に記載の光学部材の支持構造において、
前記スぺーサ部材が前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と、前記第 2の 光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を真空吸引することを特徴と する光学部材の支持構造。
[6] 請求項 4に記載の光学部材の支持構造において、
前記スぺーサ部材が前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と、前記第 2の 光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を静電気力又は磁気力により 吸引することを特徴とする光学部材の支持構造。
[7] 複数の光学部材を含んで構成される光学装置であって、
前記複数の光学部材のうちの第 1の光学部材の周縁部と第 2の光学部材の周縁部 との間に配置され、前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前記第 2の光学 部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸引して、前記第 1の光学部材 に前記第 2の光学部材を支持させるスぺーサ部材を備える光学装置。
[8] 請求項 7に記載の光学装置において、
前記スぺーサ部材に接続され、前記スぺーサ部材に形成された通気路内に負圧を 生じさせ、前記スぺーサ部材に前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前 記第 2の光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を吸引する真空吸引 機構を更に備える光学装置。
[9] 請求項 7に記載の光学装置において、
前記スぺーサ部材に設けられ、前記第 1の光学部材の周縁部の少なくとも一部と前 記第 2の光学部材の周縁部の少なくとも一部との少なくとも一方を静電気力又は磁気 力で吸引する吸引機構を更に備える光学装置。
[10] 所定のパターンの像を物体上に投影する露光装置であって、
前記物体が載置されるステージと；
前記物体に前記パターンの像を投影する請求項 7〜9のいずれか一項に記載の光 学装置と;を備える露光装置。
[11] 請求項 10に記載の露光装置において、
前記第 2の光学部材は、前記複数の光学部材のうち、最も像面側に位置する光学 部材であることを特徴とする露光装置。
[12] 請求項 11に記載の露光装置において、
前記第 2の光学部材と前記物体との間に液体が満たされた液浸領域を形成する液 浸装置を更に備える露光装置。
[13] 請求項 12に記載の露光装置において、
前記第 2の光学部材は、平行平板であることを特徴とする露光装置。
[14] 請求項 12に記載の露光装置において、
前記液浸装置は、前記第 2の光学部材と前記物体との間に前記液体を供給する供 給ノズルと、前記第 2の光学部材と前記物体との間から液体を回収する回収ノズルと を有する露光装置。
[15] 請求項 14に記載の露光装置において、
前記供給ノズル及び前記回収ノズルの少なくとも一方は、その先端部が、前記第 2 の光学部材と前記物体との間に挿入されていることを特徴とする露光装置。
[16] 請求項 14に記載の露光装置において、
前記スぺーサ部材は、環状であり、
前記第 1の光学部材と前記第 2の光学部材と前記スぺーサ部材とで区画される空 間が、液体で満たされることを特徴とする露光装置。
[17] 請求項 16に記載の露光装置において、
前記液体を外部から前記空間に供給するための流路が前記スぺーサ部材に形成 されて ヽることを特徴とする露光装置。
[18] 請求項 16に記載の露光装置において、
前記液体を外部から前記空間に供給するための供給流路と、前記液体を前記空 間から回収するための回収流路とが、前記スぺーサ部材に形成され、
前記供給流路の開口端の方が、前記回収流路の開口端よりも、重力方向下側に設 けられて ヽることを特徴とする露光装置。
[19] 請求項 16に記載の露光装置において、
前記供給ノズル及び前記回収ノズルは、前記第 2の光学部材と前記物体との間に その内周側の端部が挿入された環状部材にそれぞれ形成され、該環状部材と前記 第 2の光学部材及び前記スぺーサ部材の少なくとも一方との間には、前記空間と外 部とを隔離する環状のシール部材が設けられていることを特徴とする露光装置。
[20] 請求項 19に記載の露光装置において、
前記環状部材は、前記スぺーサ部材による前記第 1の光学部材及び前記第 2の光 学部材の少なくとも一方の吸引が解除されたときに、前記第 2の光学部材及び前記 スぺーサ部材の少なくとも一方を、前記シール部材を介して支持することを特徴とす る露光装置。
[21] 請求項 10に記載の露光装置を用いて、物体上にデバイスパターンを転写するリソ グラフイエ程を含むデバイス製造方法。
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