WO2006062096A1

WO2006062096A1 - 露光装置及びデバイス製造方法

Info

Publication number: WO2006062096A1
Application number: PCT/JP2005/022371
Authority: WO
Inventors: Chiaki Nakagawa
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2004-12-07
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2006-06-15
Also published as: EP1833081A4; JPWO2006062096A1; KR20070100864A; CN101002303B; EP1833081A1; TW200632578A; CN101002303A; IL183628A0; US20080100811A1

Abstract

　装置の状態を把握でき、液体の流出や飛散を防止できる露光装置を提供する。露光装置（ＥＸ）は、露光光（ＥＬ）の光路空間（Ｋ１）を液体（ＬＱ）で満たすときの進行状況、及び光路空間（Ｋ１）から液体（ＬＱ）を除去するときの進行状況の少なくとも一方を表示する表示装置（Ｄ）を備えている。

Description

明細書

露光装置及びデバイス製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置に関するものである。

本願は、 2004年 12月 7日に出願された特願 2004— 353948号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフイエ程では、マスク上に形成されたパターンの像を感光性の基板上に投影する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンの像を投影光学系を介して基板に投影するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されて、る。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれており、その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献 1に開示されているような、露光光の光路空間を気体よりも屈折率の高、液体で満たした状態で露光処理を行う液浸露光装置が案出されて、る。特許文献 1：国際公開第 99Z49504号パンフレット

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 液浸露光装置にお!、ては、投影光学系の像面側の光路空間を液体で満たすとき、投影光学系と基板あるいは基板ステージ等の物体とを対向させた状態で、投影光学系と物体との間を液体で満たす動作が行われる。そのとき、例えばオペレータが投影光学系と対向している物体を退力してしまうと、液体が流出したり飛散したりする可能 '性がある。

[0004] 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、露光装置の状態をォペレータ等が把握できる露光装置、及びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することを目的とする。また本発明は、液体の流出や飛散を防止できる露光装置、及びその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0005] 上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

[0006] 本発明の第 1の態様に従えば、液体 (LQ)を介して露光光 (EL)を基板 (P)上に照射して、基板 (P)を露光する露光装置において、露光光 (EL)の光路空間 (K1)を液体 (LQ)で満たすときの進行状況、及び光路空間 (K1)から液体 (LQ)を回収するときの進行状況の少なくとも一方を表示する表示装置 (D)を備えた露光装置 (EX)が提供される。

[0007] 本発明の第 1の態様によれば、表示装置の表示によって、露光光の光路空間を液体で満たすときの進行状況、及び光路空間から液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方を把握することができる。

[0008] 本発明の第 2の態様に従えば、上記態様の露光装置 (EX)を用いるデバイス製造方法が提供される。

[0009] 本発明の第 2の態様によれば、露光光の光路空間を液体で満たすときの進行状況、及び光路空間から液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方をオペレータ等が把握できる露光装置を使って、デバイスを製造することができる。

発明の効果

[0010] 本発明によれば、露光装置の状態をオペレータ等が把握でき、液体の流出や飛散を防止することができる。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。

[図 2]図 1の要部拡大図である。

[図 3]基板ステージ上の基板を示す平面図である。

[図 4]露光手順の一例を説明するためのフローチャート図である。

[図 5]液体除去動作の一例を説明するための図である。 [図 6]液体除去動作の一例を説明するための図である。

[図 7]液体除去動作の一例を説明するための図である。

[図 8]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 9]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 10]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 11]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 12]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 13]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 14]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 15]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 16]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 17]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 18]表示装置の表示内容の一例を説明するための図である。

[図 19]マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

[0012] D…表示装置、 EL…露光光、 EX…露光装置、 LQ…液体、 P…基板

発明を実施するための最良の形態

[0013] 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。

[0014] 図 1は、本実施形態に係る露光装置 EXを示す概略構成図である。図 1において、露光装置 EXは、マスク Mを保持して移動可能なマスクステージ MSTと、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを有し、基板 Pを保持した基板ホルダ PHを移動可能な基板ステージ PSTと、マスクステージ MSTに保持されて!、るマスク Mを露光光 ELで照明する照明光学系 ILと、露光光 ELで照明されたマスク Mのパターンの像を基板 P上に投影する投影光学系 PLと、露光装置 EX全体の動作を統括制御する制御装置 CONT とを備えている。

[0015] 本実施形態の露光装置 EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、投影光学系 PLの像面側における露光光 ELの光路空間 Klを液体 LQで満たすための液浸機構 100を備えている。液浸機構 100は、投影光学系 PLの像面近傍に設けられ、液体 LQを供給する供給口 12及び液体 LQを回収する回収口 22を有するノズル部材 70と、ノズル部材 70に設けられた供給口 12を介して投影光学系 PLの像面側の空間に液体 LQを供給する液体供給機構 10と、ノズル部材 70に設けられた回収口 22を介して投影光学系 PLの像面側の空間の液体 LQを回収する液体回収機構 20とを備えている。ノズル部材 70は、基板 P (基板ステージ PST)の上方において、投影光学系 PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系 PLの像面に最も近 Vヽ第 1光学素子 LSIを囲むように環状に形成されて!、る。

[0016] 露光装置 EXは、少なくともマスク Mのパターン像を基板 P上に投影している間、液体供給機構 10から供給した液体 LQにより投影光学系 PLの投影領域 ARを含む基板 P上の一部に、投影領域 ARよりも大きく且つ基板 Pよりも小さ、液体 LQの液浸領域 LRを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。具体的には、露光装置 E Xは、液浸機構 100を使って、投影光学系 PLの像面に最も近い第 1光学素子 LSI の下面 LSAと、投影光学系 PLの像面側に配置され、基板ステージ PSTに支持されて、る基板 P上面との間の露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たし、この投影光学系 PLと基板 Pとの間の液体 LQ及び投影光学系 PLを介してマスク Mを通過した露光光 ELを基板 Pに照射することによってマスク Mのパターンを基板 Pに投影露光する。制御装置 CONTは、液体供給機構 10を使って基板 P上に液体 LQを所定量供給するとともに、液体回収機構 20を使って基板 P上の液体 LQを所定量回収することで、基板 P上に液体 LQの液浸領域 LRを局所的に形成する。

[0017] また、制御装置 CONTには、露光装置 EXの状態及び動作に関する情報を表示する表示装置 Dが接続されている。本実施形態の表示装置 Dは、例えば液晶ディスプレイを含み、液浸機構 100が投影光学系 PLの像面側の露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たすときの進行状況、及び露光光 ELの光路空間 K1から液体 LQを除去するときの進行状況のそれぞれを表示する。

[0018] 本実施形態では、露光装置 EXとしてマスク Mと基板 Pとをそれぞれの走査方向に同期移動しつつマスク Mに形成されたパターンの像を基板 Pに投影する走査型露光装置 (所謂スキャニングステツパ)を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、水平面内においてマスク Mと基板 Pとの同期移動方向（走査方向）を X軸方向、水平面内において X軸方向と直交する方向を Y軸方向（非走査方向）、 X軸及ひ Ύ軸方向に垂直で投影光学系 PLの光軸 AXと一致する方向を Z軸方向とする。また、 X軸、 Y軸、及び Z軸まわりの回転 (傾斜）方向をそれぞれ、 0 Χ、 Θ Υ、ΆΧ Ζ 方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウェハ等の基材上に感光材 (レジスト）を塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。

[0019] 照明光学系 ILは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光 ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光 ELによるマスク Μ上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスク Μ上の所定の照明領域は照明光学系 I Lにより均一な照度分布の露光光 ELで照明される。照明光学系 IL力射出される露光光 ELとしては、例えば水銀ランプカゝら射出される輝線 (g線、 h線、 i線)及び KrFェキシマレーザ光（波長 248nm)等の遠紫外光（DUV光）や、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)及び Fレーザ光 (波長 157nm)等の真空紫外光 (VUV光)などが用

2

V、られる。本実施形態にぉ、ては ArFエキシマレーザ光が用いられる。

[0020] 本実施形態においては、液体 LQとして純水が用いられている。純水は、 ArFェキシマレーザ光のみならず、例えば、水銀ランプ力射出される輝線 (g線、 h線、 i線）及び KrFエキシマレーザ光 (波長 248nm)等の遠紫外光 (DUV光)も透過可能である。

[0021] マスクステージ MSTは、マスク Mを保持して移動可能である。マスクステージ MST は、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置 MSTDの駆動により、マスク Mを保持した状態で、投影光学系 PLの光軸 AXに垂直な平面内、すなわち XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微少回転可能である。マスクステージ MST上には移動鏡 91が設けられ、移動鏡 91に対向する位置にはレーザ干渉計 92が設けられて、る。マスクステージ MST上のマスク Mの 2次元方向の位置及び θ Z方向の回転角などはレーザ干渉計 92によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計 92の計測結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CO NTは、レーザ干渉計 92の計測結果に基づ、てマスクステージ駆動装置 MSTDを駆動し、マスクステージ MSTに保持されて!、るマスク Mの位置制御を行う。

[0022] 投影光学系 PLは、マスク Mのパターンを所定の投影倍率 13で基板 Pに投影露光するものであって、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒 PI C 保持されている。本実施形態において、投影光学系 PLは、投影倍率 j8が例えば 1 Z4、 1/5,あるいは 1Z8の縮小系である。なお、投影光学系 PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、本実施形態においては、投影光学系 PLを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系 PLの像面に最も近い第 1光学素子 LSIは、鏡筒 P Kより露出している。

[0023] 基板ステージ PSTは、基板 Pを保持する基板ホルダ PHを有し、投影光学系 PLの像面側において、ベース部材 BP上で移動可能である。基板ホルダ PHは、例えば真空吸着等により基板 Pを保持する。基板ステージ PST上には凹部 96が設けられており、基板 Pを保持するための基板ホルダ PHは凹部 96に配置されている。そして、基板ステージ PSTのうち凹部 96以外の上面 97は、基板ホルダ PHに保持された基板 P の上面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となって!/、る。

[0024] 基板ステージ PSTは、制御装置 CONTにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置 PSTDの駆動により、基板 Pを基板ホルダ PHを介して保持した状態で、ベース部材 BP上で XY平面内で 2次元移動可能及び θ Z方向に微小回転可能である。更に基板ステージ PSTは、 Z軸方向、 0 X方向、及び Θ Y方向にも移動可能である。したがって、基板ステージ PSTに支持された基板 Pの上面は、 X軸、 Y 軸、 Z軸、 0 X、 θ Y,及び θ Z方向の 6自由度の方向に移動可能である。基板ステージ PSTの側面には移動鏡 93が設けられ、移動鏡 93に対向する位置にはレーザ干渉計 94が設けられて、る。基板ステージ PST上の基板 Pの 2次元方向の位置及び回転角はレーザ干渉計 94によりリアルタイムで計測される。また、露光装置 EXは、基板ステージ PSTに支持されている基板 Pの上面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス ·レべリング検出系（不図示）を備えて、る。フォーカス ·レベリング検出系は、基板 Pの上面の面位置情報 (Z軸方向の位置情報、及び Θ X及び Θ Y方向の傾斜情報）を検出する。レーザ干渉計 94の計測結果及びフォーカス'レベリング検出系の検出結果は制御装置 CONTに出力される。制御装置 CONTは、フォーカス' レベリング検出系の検出結果に基づ、て、基板ステージ駆動装置 PSTDを駆動し、基板 Pのフォーカス位置 (Z位置)及び傾斜角（ 0 X、 Θ Y)を制御して基板 Pの上面を投影光学系 PLの像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計 94の計測結果に基づいて、基板 Pの X軸方向、 Y軸方向、及び Θ Z方向における位置制御を行う。

[0025] 次に、液浸機構 100の液体供給機構 10及び液体回収機構 20について説明する。

液体供給機構 10は、液体 LQを投影光学系 PLの像面側の空間に供給するためのものであって、液体 LQを送出可能な液体供給部 11と、液体供給部 11にその一端部を接続する供給管 13とを備えてヽる。供給管 13の他端部はノズル部材 70に接続されている。ノズル部材 70の内部には、供給管 13の他端部と供給口 12とを接続する内部流路 (供給流路）が形成されている。液体供給部 11は、液体 LQを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体 LQの温度を調整する温度調整機構、及び液体 LQ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えている。

[0026] 液体回収機構 20は、投影光学系 PLの像面側の液体 LQを回収するためのものであって、液体 LQを回収可能な液体回収部 21と、液体回収部 21にその一端部を接続する回収管 23とを備えている。回収管 23の他端部はノズル部材 70に接続されている。ノズル部材 70の内部には、回収管 23の他端部と回収口 22とを接続する内部流路（回収流路）が形成されて!、る。液体回収部 21は例えば真空ポンプ等の真空系 (吸引装置)、回収された液体 LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体 LQを収容するタンク等を備えて、る。

[0027] 液体 LQを供給する供給口 12及び液体 LQを回収する回収口 22はノズル部材 70 の下面 70Aに形成されている。供給口 12は、ノズル部材 70の下面 70Aにおいて、投影光学系 PLの第 1光学素子 LSI (投影光学系 PLの光軸 AX)を囲むように複数設けられている。また、回収口 22は、ノズル部材 70の下面 70Aにおいて、第 1光学素子 LSIに対して供給口 12よりも外側に設けられており、第 1光学素子 LSI及び供給口 12を囲むように設けられている。

[0028] 液体 LQの液浸領域 LRを形成する際、制御装置 CONTは、液体供給部 11及び液体回収部 21のそれぞれを駆動する。制御装置 CONTの制御のもとで液体供給部 1 1から液体 LQが送出されると、液体供給部 11から送出された液体 LQは、供給管 13 を流れた後、ノズル部材 70の供給流路を介して、供給口 12より投影光学系 PLの像面側に供給される。また、制御装置 CONTのもとで液体回収部 21が駆動されると、投影光学系 PLの像面側の液体 LQは回収口 22を介してノズル部材 70の回収流路に流入し、回収管 23を流れた後、液体回収部 21に回収される。

[0029] 図 2は、ノズル部材 70近傍を示す図である。図 2において、投影光学系 PLの第 1光学素子 LSIの下面 LSAの所定位置には、液体 LQを検出可能な第 1センサ 31が設けられている。第 1センサ 31は、露光光 ELの照射を妨げないように、第 1光学素子 L S1の下面 LSAのうち露光光 ELの光路の外側に設けられている。また、ノズル部材 7 0の下面 70Aの複数の所定位置にも、液体 LQを検出可能な第 2、第 3、第 4センサ 3 2、 33、 34のそれぞれが設けられている。第 2センサ 32は、ノズル部材 70の下面 70 Aのうち、供給口 12よりも内側（投影領域 AR側）に設けられている。第 3センサ 33は、ノズル部材 70の下面 70Aのうち、供給口 12と回収口 22との間であって、回収口 22 近傍に設けられている。第 4センサ 34は、ノズル部材 70の下面 70Aのうち、投影領域 ARに対して回収口 22の外側に設けられている。第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果は制御装置 CONTに出力される。

[0030] 第 1〜第 4センサ 31〜34は、例えば下方 (基板 P側）に向かって検出光を投射することで液体 LQの有無を検出するものである。第 1〜第 4センサ 31〜34の下方に液体 LQが存在して、る場合と存在してゝな、場合とで、投射した検出光の反射光状態が変化するため、第 1〜第 4センサ 31〜34は、投射した検出光の反射光を受光することで、その第 1〜第 4センサ 31〜34のそれぞれの下方に液体 LQが存在する力否かを検出することができる。なお、センサとしては、光学式に限らず、静電容量式などの各種のセンサを採用することができる。

[0031] 制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、液浸領域 LRの状態を求めることができる。具体的には、制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、光路空間 K1に液体 LQが有る力否かを求めることができるとともに、液浸領域 LRの大きさ（液浸領域 LRの界面）を検知することができる。例えば、第 1〜第 4センサ 31〜34のそれぞれが液体 LQを検出していないとき、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと基板 Pとの間の光路空間 K1には液体 LQが無いと判断する。また、第 1、第 2センサ 31、 32のそれぞれが液体 LQを検出したとき、制御装置 CONTは、形成された液浸領域 LRの大きさは比較的小さぐ光路空間 K1 に液体 LQが十分に満たされてないと判断する。また、第 1、第 2、第 3センサ 31、 32 、 33のそれぞれが液体 LQを検出したとき、制御装置 CONTは、形成された液浸領域 LRの大きさは所望の大きさであり、光路空間 K1に液体 LQが良好に満たされていると判断する。また、第 1〜第 4センサ 31〜34のそれぞれが液体 LQを検出したとき、制御装置 CONTは、形成された液浸領域 LRの大きさは比較的大きヽと判断する。

[0032] 図 3は、基板 Pを支持した基板ステージ PSTを上方力も見た平面図である。基板ステージ PST (基板ホルダ PH)に保持された基板 Pの周囲を囲むように、基板ステージ PSTの上面 97が配置されて!、る。基板 Pのエッジと基板ステージ PSTの上面 97との間には所定のギャップ G1が設けられている。また、基板 P上には複数のショット領域 SHが設定されており、制御装置 CONTは、レーザ干渉計 94の出力をモニタしつつ基板ステージ PSTを XY方向に移動し、基板 P上に設定された複数のショット領域 S Hを順次露光する。

[0033] また、本実施形態においては、基板 Pには切欠部であるオリエンテーションフラット部 OFが形成されており、基板ステージ PSTのうち上面 97に接続する内側面にはォリエンテーシヨンフラット部 OFの形状に対応したフラット部が形成されて、る。そして、オリエンテーションフラット部 OFと上面 97との間にも所定のギャップ G2が形成されている。なお、基板 Pに切欠部としてノッチ部が形成されている場合には、基板ステージ PSTの上面 97に接続する凹部 96の内側面にはノッチ部の形状に対応した突起部が形成される。なお、ノッチ部の大きさ力ギャップ G1への液体 LQの浸入が抑えられるほど小さい場合には、凹部 96の内側面に突起部をもうけなくてもよい。

[0034] 次に、上述の露光装置を用いて基板 Pを露光する手順につ!、て、図 4のフローチヤ一ト図を参照しながら説明する。

[0035] 露光処理されるべき基板 Pが基板ステージ PSTにロードされた後、制御装置 CON Tは、基板ステージ駆動装置 PSTDを駆動し、投影光学系 PLと基板 Pと対向させる。そして、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと基板 Pとの間の光路空間 K1を液体 L Qで満たす動作を開始する (ステップ SA1)。具体的には、制御装置 CONTは、投影光学系 PLと基板 Pとを対向させた状態で、液浸機構 100の液体供給機構 10を使つて投影光学系 PLと基板 Pとの間に対する液体 LQの供給を開始する。

[0036] ここで、以下の説明にお、ては、光路空間 K1を液体 LQで満たすために、液浸機構 100の液体供給機構 10及び液体回収機構 20を使って液体 LQの供給及び回収を行う動作を適宜、「液体満たし動作」と称する。

[0037] ステップ SA1にお、て、液体満たし動作を開始した後、制御装置 CONTは、液浸機構 100の液体供給機構 10及び液体回収機構 20を使った液体満たし動作を所定時間継続する (ステップ SA2)。制御装置 CONTは、液体満たし動作を所定時間継続することにより、光路空間 K1を液体 LQで満たすことができる。制御装置 CONTは、光路空間 K1が液体 LQで満たされ、所望の状態 (大きさ）の液浸領域 LRが形成された時点で、液体満たし動作が完了したと判断する (ステップ SA3)。

[0038] 図 2を参照して説明したように、本実施形態においては、第 1光学素子 LSIの下面 LSA、およびノズル部材 70の下面 70Aには液浸領域 LRの状態（大きさ）を検出可能な第 1〜第 4センサ 31〜34が設けられているので、制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、液体満たし動作の進行状況を検知して、光路空間 K1が液体 LQで満たされるまでの時間 (液体満たし動作が完了するまでの時間）を予測することができ、液体満たし動作が完了した力どうかを判断することができる。

[0039] ここで、以下の説明にお、ては、光路空間 K1が液体 LQで満たされた状態を適宜、「ウエット状態」と称する。

[0040] なおここでは、投影光学系 PLと基板 Pとを対向させた状態で液体満たし動作が行われている力投影光学系 PLと基板ステージ PSTの上面 97とを対向させた状態で液体満たし動作が行われてもよい。その場合、投影光学系 PLと基板ステージ PSTの上面 97との間に液体 LQを満たした後、投影光学系 PLの下面 LSA側に液体 LQを保持した状態で基板ステージ PSTを XY方向に移動し、液体 LQの液浸領域 LRを基板 P上まで移動すればょ、。 [0041] 投影光学系 PLとその投影光学系 PLに対向する基板 Pとの間の光路空間 Klが液体 LQで満たされた後、制御装置 CONTは、照明光学系 ILより露光光 ELを射出し、マスクステージ MSTに保持されて!、るマスク Mを露光光 ELで照明する。マスク Mを通過した露光光 ELは、投影光学系 PL及び光路空間 K1の液体 LQを介して基板 P に照射される。これにより、基板 Pは液浸露光される (ステップ SA4)。

[0042] 基板 Pの液浸露光が完了した後、制御装置 CONTは、液体供給機構 10による液体 LQの供給動作を停止するとともに、液体回収機構 20を使って光路空間 K1の液体 LQを回収する動作を開始する (ステップ SA5)。すなわち、本実施形態においては、基板 Pに対する液浸露光が完了する毎に、光路空間 K1の液体 LQをほぼすベて回収する。

[0043] ここで、以下の説明において、液浸露光完了後、液体回収機構 20を使って光路空間 K1の液体 LQを回収する動作を適宜、「液体回収動作」と称する。

[0044] ステップ SA4にお、て、液体回収動作を開始した後、制御装置 CONTは、液浸機構 100の液体回収機構 20を使った液体回収動作を所定時間継続する (ステップ SA 6)。制御装置 CONTは、液体回収動作を所定時間継続することにより、光路空間 K 1の液体 LQをほぼ全て回収することができる。制御装置 CONTは、光路空間 K1の液体 LQがほぼ全て回収された時点で、液体回収動作が完了したと判断する (ステツプ SA7)。液体回収動作が完了することにより、光路空間 K1には液体 LQがほぼ無い状態となる。

[0045] 液体満たし動作時同様、液体回収動作時にお!、ても、制御装置 CONTは、第 1〜第 4センサ 31〜34の検出結果に基づいて、液体回収動作の進行状況を検知し、光路空間 K1から液体 LQが回収されるまでの時間（液体回収動作が完了するまでの時間）を求め、液体回収動作が完了した力どうかを判断することができる。

[0046] ここで、以下の説明にお、ては、光路空間 K1に液体 LQが無、状態を適宜、「ドラィ状態」と称する。

[0047] 液体回収動作が完了した後においても、基板 P上や基板ステージ PST上に液体 L Qが残留している可能性がある。そこで、制御装置 CONTは、ノズル部材 70の回収口 22に対して基板ステージ PSTを動かしつつ、基板 P上や基板ステージ PST上に残留している液体 LQを回収口 22を介して吸引回収することによって除去する動作を開始する（ステップ SA8)。

[0048] ここで、以下の説明において、液体回収動作完了後、液体回収機構 20を使って基板 P上や基板ステージ PST上に残留した液体 LQを除去する動作を適宜、「液体除去動作」と称する。

[0049] 図 5は、基板 P上及び基板ステージ PST上の液体除去動作が行われている状態を示す模式図である。制御装置 CONTは、液体回収機構 20の回収口 22と基板 Pとが、図 5の破線矢印 ylに沿って相対的に移動するように、レーザ干渉計 94の出力をモユタしつつ基板ステージ PSTを移動する。基板ステージ PSTの XY平面に沿った並進移動により、回収口 22は基板 P及び基板ステージ PST上面のほぼ全域を走査する。これにより、基板 P及び基板ステージ PST上に残留した液体 LQは、回収口 22を介して液体回収機構 20により吸引され、確実に除去される。

[0050] なお、図 5に示した例では、基板 P及び基板ステージ PSTは、回収口 22に対して X 軸方向への走査移動と Y軸方向へのステッピング移動とを繰り返すような移動軌跡を描いているが、その移動軌跡は任意に設定されてよぐ例えば図 6の破線矢印 y2に示すように、基板 Pの外側から内側（あるいは内側力も外側）に向力つて円を描くような螺旋状の移動軌跡を描くように移動してもよ!、し、複数の大きさの円軌跡を同心状に描くように移動してもよい。

[0051] あるいは、図 7の破線矢印 y3に示すように、回収口 22が基板ステージ PST上で基板 pのエッジと基板ステージ PSTの上面 97との間のギャップ G1に沿った移動軌跡を描くようにして、基板ステージ PSTを移動しながら回収口 22を介して液体除去動作を行うようにしてもよい。また、制御装置 CONTは、基板 Pのオリエンテーションフラット部 OFと液体回収機構 20の回収口 22とを対向するように配置し、ギャップ G2近傍の液体除去動作を重点的に行うようにしてもよ!、。

[0052] このように、制御装置 CONTは、基板ステージ PSTを動力しながら、液体回収機構 20による液体除去動作を所定時間継続する (ステップ SA9)。制御装置 CONTは、液体除去動作を所定時間継続することにより、基板 P上及び基板ステージ PST上に残留した液体 LQをほぼ全て除去することができる。制御装置 CONTは、基板 P上及び基板ステージ PST上に残留した液体 LQが除去された時点で、液体除去動作が完了したと判断する (ステップ SA10)。液体除去動作が完了することにより、光路空間 K1はもちろん、基板 P上及び基板ステージ PST上には液体 LQが無い状態となる。液体除去動作が完了した後、露光処理済みの基板 Pが基板ステージ PSTよりアンロードされる。

[0053] 上述の液体回収動作 (ステップ SA5〜SA7)は、ノズル部材 70と基板ステージ PS Tとの相対的な位置関係をほぼ維持した状態で行われる。すなわち、液体回収動作は、ノズル部材 70に対して基板ステージ PSTをほぼ静止した状態で、液体回収機構 20の回収口 22より液体 LQを吸引回収する動作であり、その動作は短時間で完了する。一方、液体除去動作 (ステップ SA8〜SA10)は、ノズル部材 70と基板ステージ P STとを相対的に移動しながら行われる。すなわち、液体除去動作は、ノズル部材 70 に対して基板ステージ PSTを動力しながら、液体回収機構 20の回収口 22を使って液体 LQを除去する動作であり、液体回収動作に比べて長時間を要する。

[0054] 次に、上述のステップ SA1〜SA10の処理中における表示装置 Dの動作（表示内容）について説明する。なお、以下の説明においては、表示装置 Dは制御装置 CON Tの指令に基づいて表示を行うものとする。

[0055] 本実施形態における表示装置 Dは、露光装置 EXが行っている処理内容を含む露光装置 EXの状態及び動作に関する情報や、露光処理に関する各種情報を表示する機能を有している。具体的には、表示装置 Dは、液浸機構 100が露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たすときの進行状況、及び光路空間 K1から液体 LQを除去するときの進行状況を表示する機能を有している。また、表示装置 Dは、過去に行われた処理内容を含む露光装置 EXの状態 (動作)に関する情報や各種計測装置の計測結果を含む情報 (ログ情報)を表示する機能も有して!/ヽる。

[0056] また、表示装置 Dは、液浸領域 LRの状態を表示する機能、基板 Pの状態を表示する機能、基板 Pに関する情報 (使用されているレジストに関する情報、ロット情報など）を表示する機能、露光条件 (走査速度、露光光の照射量など)を表示する機能なども有している。また、表示装置 Dは、露光装置 EXを操作する操作部としての機能も有している。具体的には、本実施形態の表示装置 Dは、表示画面上に種々のボタン (アイコン)を備えており、オペレータ等は、マウスやキーボード等の操作入力部を使ってボタンを操作することにより、露光装置 EXに対して操作入力可能となっている。また、表示装置 Dが所謂タツチパネルである場合には、オペレータ等は、表示装置 Dの画面上の所定位置に触れることによって露光装置 EXに対して操作入力可能である。

[0057] 図 8は、上述のステップ SA1、すなわち液体満たし動作開始時における表示装置 D の表示内容の一例を模式的に示した図である。表示装置 Dは、液体満たし動作、液体回収動作、及び液体除去動作などを含む露光装置 EXが行って、る処理内容の進行状況を表示可能であって、表示画面の第 1領域 D1には、液体満たし動作が開始されたことが「液体満たし開始」という文字によって表示されている。また、表示装置 Dの表示画面の第 2領域 D2には、基板 Pの状態が画像によって示されている。また、表示装置 Dの表示画面の第 3領域 D3には、ノズル部材 70の状態が文字によって表示されている。

[0058] 図 9は、上述のステップ SA2、すなわち液体満たし動作中における表示装置 Dの表示内容の一例を示す図である。図 9に示すように、表示装置 Dの表示画面には、液体満たし動作の進行状況として、液体満たし動作中であることが表示される。液体満たし動作中の進行状況を表示するために、表示装置 Dの表示画面の第 4領域 D4にはウィンドウが表示され、進行状況が文字、数字、及び図（プログレッシブバー）によつて表示される。液体満たし動作が開始されて力完了するまでには所定時間を要するが、本実施形態の表示装置 Dは、液体満たし動作が完了するまでの時間を文字、数字、及び図（プログレッシブバー）によって表示する。また、液体満たし動作開始後、ノズル部材 70は乾いた状態力も濡れた状態に変わるため、そのノズル部材 70の状態を表示するために、第 3領域 D3の表示内容が変更される。

[0059] 図 10は、上述のステップ SA3、すなわち液体満たし動作完了時における表示装置 Dの表示内容の一例を示した図である。ここでは、表示装置 Dは、液体満たし動作が完了したときに、光路空間 K1が液体 LQで満たされた状態 (ウエット状態)であることを表示する。表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、光路空間 K1が液体 LQで満たされた状態であることが「ウエット状態」と、う文字によって表示される。

[0060] 図 11は、上述のステップ SA4、すなわち液浸露光中における表示装置 Dの表示内容の一例を示した図である。図 11に示すように、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には液浸露光中であることが「液浸露光中」 t 、う文字によって表示されて、る。また、表示装置 Dの表示画面の第 2領域 D2には、基板 Pの状態が画像によって表示されており、複数のショット領域 SHのうち、露光が終わったショット領域が、未だ露光を終えてな、ショット領域に対して異なるように表示される。

[0061] 図 12は、上述のステップ SA5、すなわち液体回収動作開始時における表示装置 D の表示内容の一例を示した図である。図 12に示すように、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、液体回収動作が開始されたことが「液体回収開始」という文字によつて表示されている。また、液体回収動作が開始されることに伴い、ノズル部材 70の状態が変わるため、ノズル部材の状態を表示する第 3領域 D3の表示内容が変更される。

[0062] 図 13は、上述のステップ SA6、すなわち液体回収動作中における表示装置 Dの表示内容の一例を示す図である。図 13に示すように、表示装置 Dの表示画面には、液体回収動作の進行状況として、液体回収動作中であることが表示されている。液体回収動作中の進行状況を表示するために、表示装置 Dの表示画面の第 4領域 D4にウィンドウが表示され、その進行状況が文字、数字、及び図（プログレッシブバー）によって表示されている。また、液体回収動作開始後、ノズル部材 70は濡れた状態から乾、た状態に変わるため、ノズル部材の状態を表示する第 3領域 D3の表示内容が変更される。なお上述のように、液体回収動作が開始されて力完了するまでの時間は比較的短時間であるため、図 13に示すようなプログレッシブバー等の表示を省略してちよい。

[0063] 図 14は、上述のステップ SA7、すなわち液体回収動作完了時における表示装置 D の表示内容の一例を示した図である。図 14に示すように、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、液体回収動作が完了したことが「液体回収完了」という文字によつて表示されている。また表示装置 Dは、液体回収動作が完了したときに、光路空間 K 1に液体 LQが無い状態 (ドライ状態)であることを表示する。図 14において、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、光路空間 K1に液体 LQが無、状態であることが「ドライ状態」と、う文字によって表示される。 [0064] 図 15は、上述のステップ SA8、すなわち液体除去動作開始時における表示装置 D の表示内容の一例を示した図である。図 15に示すように、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、液体除去動作が開始されたことが「液体除去開始」という文字によつて表示されている。

[0065] 図 16は、上述のステップ SA9、すなわち液体除去動作中における表示装置 Dの表示内容の一例を示す図である。図 16に示すように、表示装置 Dの表示画面には、液体除去動作の進行状況として、液体除去動作中であることが表示されている。液体除去動作中の進行状況を表示するために、表示装置 Dの表示画面の第 4領域 D4にウィンドウが表示され、進行状況が文字、数字、及び図（プログレッシブバー）によつて表示される。また、液体除去動作開始後、ノズル部材 70が液体除去動作を行って V、る状態を表示するために、第 3領域 D3の表示内容が変更される。

[0066] 図 17は、上述のステップ SA10、すなわち液体除去動作完了時における表示装置 Dの表示内容の一例を示した図である。図 17に示すように、表示装置 Dの表示画面の第 1領域 D1には、液体除去動作が完了したことが「液体除去完了」という文字によつて表示されている。また表示装置 Dは、液体除去動作が完了したときに、光路空間 K1に液体 LQが無、状態 (ドライ状態)であることを「ドライ状態」と!、う文字によって表示する。また、ノズル部材 70が液体除去動作を完了した状態であることを表示するために、第 3領域 D3の表示内容が変更される。

[0067] また、図 18に示すように、表示装置 Dは、露光装置 EXにエラーなどが生じたことを表示することができる。図 18に示す例では、エラーなどが生じて、光路空間 K1に液体 LQが有る力否かが不明のときの表示内容の一例が示されている。

[0068] 以上説明したように、表示装置 Dの表示によって、オペレータなどは、露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たすときの進行状況、及び光路空間 K1から液体 LQを除去するときの進行状況を把握することができる。したがって、液体満たし動作中、液体回収動作中、あるいは液体除去動作中において、例えばオペレータが投影光学系 PLと対向している基板 Pや基板ステージ PSTを動力して投影光学系 PLの直下から退力してしまうと、液体 LQの流出、飛散等が生じるが、表示装置 Dの表示によって、液体満たし動作、液体回収動作、あるいは液体除去動作の進行状況を把握できるので、上述の液体 LQの流出、飛散を防止することができる。したがって、流出、飛散した液体 LQに起因する露光装置 EXの置かれて、る環境変動や、露光装置 EXを構成する各種機器'部材の鲭びや故障などの発生を防止することができ、露光装置 EX を使って基板 Pを精度良く露光することができる。

[0069] なお上述の実施形態においては、表示装置 Dは、露光光 ELの光路空間 K1を液体 LQで満たすときの進行状況、及び光路空間 K1から液体 LQを除去するときの進行状況のそれぞれを表示しているが、どちらか一方の進行状況のみを表示する構成であってもよい。

[0070] なお、上述の実施形態においては、第 1〜第 4センサ 31〜34を用いて、液体満たし動作の進行状況、および液体回収動作の進行状況を検知し、その結果に基づいて、表示装置 Dの表示を行うようにしている力これらのセンサを配置せずに、例えば実験やシミュレーションなどによって、液体満たし動作を開始して力光路空間 K1が液体 LQで満たされるまでの時間を予め求めておき、その求めた時間に関する情報を制御装置 CONTに記憶して、その記憶情報に基づ!/、て液体満たし動作の進行状況を把握したり、液体満たし動作が完了するまでの時間を求めたり、表示装置 Dに進行状況を表示したり、液体満たし動作が完了したかどうかを判断してもよい。液体回収動作についでも同様にして、記憶された時間に関する情報に基づいて、液体回収動作が完了するまでの時間を求めたり、表示装置 Dに進行状況を表示したり、液体回収動作が完了したかどうかを判断してもよい。

[0071] また、上述の実施形態においては、液体回収動作が完了した後に、液体除去動作を行うようにしてヽるが、液体 LQの残留が少なヽ場合や液体 LQの残留が許容される場合には、液体除去動作 (ステップ SA8〜SA10)を省略してもよい。

また、表示装置 Dの表示画面中の第 2領域 D2に、液浸領域 LRを加えて、基板 Pと液浸領域 LRとの位置関係を表示するようにしてもょ、。

[0072] 上述したように、本実施形態における液体 LQは純水である。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板 P上のフォトレジストや光学素子（レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板 Pの表面、及び投影光学系 PL の先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等力供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。

[0073] そして、波長が 193nm程度の露光光 ELに対する純水（水）の屈折率 nはほぼ 1. 4 4程度と言われており、露光光 ELの光源として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm) を用いた場合、基板 P上では lZn、すなわち約 134nmに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約 n倍、すなわち約 1. 44倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系 PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。

[0074] 本実施形態では、投影光学系 PLの先端に光学素子 LSIが取り付けられており、このレンズにより投影光学系 PLの光学特性、例えば収差 (球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系 PLの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系 PLの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光 ELを透過可能な平行平面板であってもよヽ。

[0075] また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第 2004Z019128号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。この場合、マスク側の光路空間の液体満たし動作の進行状況と液体回収動作の進行状況との少なくともどちらか一方を表示装置 Dで表示するようにしてもよい。

[0076] なお、本実施形態の液体 LQは水である力水以外の液体であってもよ、、例えば、露光光 ELの光源が Fレーザである場合、この Fレーザ光は水を透過しないので、

2 2

液体 LQとしては Fレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル (PFPE)や

2

フッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体 LQと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さ！ヽ分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体 LQとしては、その他にも、露光光 ELに対する透過性があつてできるだけ屈折率が高ぐ投影光学系 PLや基板 P表面に塗布されているフオトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体 LQの極性に応じて行われる。

[0077] なお、上記各実施形態の基板 Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウェハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウェハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、シリコンウェハ）等が適用される。

[0078] 露光装置 EXとしては、マスク Mと基板 Pとを同期移動してマスク Mのパターンを走查露光するステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置 (スキャニングステツパ）の他に、マスク Mと基板 Pとを静止した状態でマスク Mのパターンを一括露光し、基板 Pを順次ステップ移動させるステップ ·アンド ·リピート方式の投影露光装置 (ステツノ）にも適用することができる。

[0079] また、本発明は、例えば特開平 10— 163099号公報、特開平 10— 214783号公報、特表 2000— 505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。

[0080] また、本発明は、例えば特開平 11— 135400号公報に開示されている基板ステージと計測ステージとの備えた露光装置にも適用できる。この場合、投影光学系 PLが計測ステージと対向している状態で、上述の液満たし動作と液体回収動作の少なくとも一方を行ってもよい。

[0081] また、上述の実施形態においては、投影光学系 PLと基板 Pとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平 6— 124873号公報、特開平 10— 303114号公報、米国特許第 5, 825, 043号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸力つて、る状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。

[0082] 露光装置 EXの種類としては、基板 Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

[0083] 本実施形態の露光装置 EXは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系につ、ては機械的精度を達成するための調整、各種電気系につ、ては電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム力露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステム力露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 19に示すように、マイクロデバイスの機能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル)を製作するステップ 202、デバイスの基材である基板を製造するステップ 203、前述した実施形態の露光装置 EXによりマスクのパターンを基板に露光する処理を含む基板処理ステップ 204、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、ノッケージ工程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。

Claims

請求の範囲

[1] 液体を介して露光光を基板上に照射して、前記基板を露光する露光装置において前記露光光の光路空間を前記液体で満たすときの進行状況、及び前記光路空間力前記液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方を表示する表示装置を備えた露光装置。

[2] 前記表示装置は、前記光路空間を液体で満たす動作が完了したときに、前記光路空間が液体で満たされた状態であることを表示する請求項 1記載の露光装置。

[3] 前記表示装置は、前記光路空間から液体を回収する動作が完了したときに、前記光路空間に液体が無い状態であることを表示する請求項 1又は 2記載の露光装置。

[4] 前記光路空間の液体で形成される液浸領域の大きさを見知するセンサを有し、前記センサの検出結果に基づいて、前記液体で満たすときの進行状況、及び前記液体を回収するときの進行状況の少なくとも一方が前記表示装置に表示される請求項 1〜請求項 3のいずれか一項記載の露光装置。

[5] 前記表示装置は、前記光路空間から前記液体を回収する動作が完了した後に行われる、前記基板上に残留した液体の除去動作の進行状況を表示する請求項 1〜請求項 4の、ずれか一項記載の露光装置。

[6] 前記露光光を射出する投影光学系をさらに備え、

前記光路空間は、前記投影光学系に対向する物体と前記投影光学系との間の空間を含む請求項 1〜請求項 5のいずれか一項記載の露光装置。

[7] 前記表示装置は、前記投影光学系と前記物体との間の空間が液体で満たされて

V、るか否かを表示する請求項 6記載の露光装置。

[8] 前記表示装置は、前記投影光学系と前記物体との間の空間が液体で満たされて

V、るか否かが判別できな、ことも表示する請求項 7記載の露光装置。

[9] 請求項 1〜請求項 8の、ずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。