專(zhuān)利名稱(chēng)：制造器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于以液體充滿(mǎn)了投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間的至少一部分的狀態(tài)，用由投影光學(xué)系統(tǒng)而投影了的圖案像曝光襯底的曝光裝置和用該曝光裝置的器件制造方法。

背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件和液晶顯示器件是通過(guò)把掩模上所形成的圖案復(fù)制到感光性襯底上邊的所謂光刻方法而制造的。在這一光刻工序中使用的曝光裝置有支承掩模的掩模臺(tái)和支承襯底的襯底臺(tái)，通過(guò)投影光學(xué)系統(tǒng)一邊順序地移動(dòng)掩模臺(tái)和襯底臺(tái)一邊把掩模圖案復(fù)制到襯底上的裝置。近年來(lái)，為了與器件圖案的更進(jìn)一步高集成化相對(duì)應(yīng)，希望更加提高投影光學(xué)系統(tǒng)的圖像分辨率。投影光學(xué)系統(tǒng)的圖像分辨率是使用的曝光波長(zhǎng)越短，而且投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑提高越大。因此，在曝光裝置中射使用的曝光波長(zhǎng)逐年短波化，投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑也在增大。然而，現(xiàn)在主流曝光波長(zhǎng)是KrF準(zhǔn)分子激光器的248nm，然而也正在實(shí)際應(yīng)用更短波長(zhǎng)的ArF準(zhǔn)分子激光器的193nm。而且，在進(jìn)行曝光的時(shí)候，與圖像分辨率同樣聚焦深度(DOF)也很重要。分別以下式表示圖像分辨率R和聚焦深度δ。
R＝k1·λ/NA ...(1) δ＝±k2·λ/NA2...(2) 在這里，λ為曝光波長(zhǎng)，NA為投影光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑、k1、k2為工藝加工系數(shù)。由(1)式、(2)式可知，為了提高圖像分辨率R，縮短曝光波長(zhǎng)λ增大數(shù)值孔徑NA，就會(huì)使聚焦深度δ變狹。
聚焦深度δ變得過(guò)狹，就難以使襯底表面對(duì)投影光學(xué)系統(tǒng)的像面重合，有曝光動(dòng)作時(shí)余量不足的危險(xiǎn)。因此，作為實(shí)質(zhì)上縮短曝光波長(zhǎng)，而且擴(kuò)大聚焦深度的方法，提出例如在國(guó)際公開(kāi)第99/49504號(hào)的公報(bào)上揭示的浸液法。這種浸液法是以水和有機(jī)溶劑等液體充滿(mǎn)投影光學(xué)系統(tǒng)的下面和襯底表面之間，利用液體中的曝光光的波長(zhǎng)變?yōu)榭諝庵械?/n(n是液體的折射率，通常1.2～1.6左右)的折射率來(lái)提高圖像分辨率，同時(shí)使聚焦深度擴(kuò)大約n倍。
可是，在投影光學(xué)系統(tǒng)的下面和襯底表面之間充滿(mǎn)了液體的狀態(tài)下，在投影光學(xué)系統(tǒng)的下面和襯底表面附著氣泡等級(jí)，曝光中在投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間的液體中存在氣泡的話，就發(fā)生用于在襯底上邊形成圖像的光不能到達(dá)襯底上邊，或者用于在襯底上邊形成圖像的光不能到達(dá)襯底上希望的位置等的現(xiàn)象，使襯底上形成的圖案像惡化了。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這樣的場(chǎng)合而發(fā)明，其目的在于提供一種在投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間充滿(mǎn)液體進(jìn)行曝光處理的時(shí)候，能夠抑制起因于液體中氣泡的圖案像惡化的曝光裝置和使用該曝光裝置的器件制造方法。
為了解決上述的課題，本發(fā)明采用與表示實(shí)施方案的帶有圖1～圖7相應(yīng)的以下構(gòu)成。
按照本發(fā)明的第1方案，就是以規(guī)定圖案的像使襯底曝光的曝光裝置，提供曝光裝置具備 使上述規(guī)定圖案像投影到襯底上的投影光學(xué)系統(tǒng)(PL)； 向上述投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間供給液體的液體供給裝置(1)；和 用于除去包含在上述投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間所供給的液體中氣體成分的氣體除去裝置(21)。
在本發(fā)明的曝光裝置，因?yàn)榫邆錇榱藦囊后w中除去氣體成分的氣體除去裝置，就能將充分除去了氣體成分的液體供給投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間。還有，不僅投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間(曝光光的光路中)存在的液體，而且對(duì)于從氣體除去裝置到投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間的液體流路內(nèi)存在的液體中也抑制氣泡發(fā)生。氣體除去裝置從上述液體中除去氣體成分使得上述液體中的空氣濃度降到最好是0.016cm3/cm3以下。氣體除去裝置可用加熱裝置、減壓裝置或脫氣膜或者這些的組合。氣體除去裝置可以配置在液體供給裝置內(nèi)或其外部配置，也可以配置在曝光裝置室的外側(cè)。
液體供給裝置可以具有向投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間供給液體的多個(gè)供給管嘴和回收供給投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間液體的多個(gè)回收管嘴。通過(guò)用多個(gè)管嘴，可向投影區(qū)均勻地供應(yīng)液體。曝光裝置具備載置襯底并使其移動(dòng)的載物臺(tái)。載物臺(tái)在對(duì)投影光學(xué)系統(tǒng)投影的像移動(dòng)襯底期間能進(jìn)行曝光(掃描曝光)。這時(shí)，供給管嘴向襯底的移動(dòng)方向噴出液體的辦法降低供給液體的流入阻力，對(duì)載物臺(tái)的移動(dòng)沒(méi)有造成影響這一點(diǎn)是令人滿(mǎn)意的。
本發(fā)明的曝光裝置還有具備為了調(diào)整從上述液體供給裝置供給的液體溫度的溫度調(diào)整裝置。溫度調(diào)整裝置調(diào)整液體的溫度使其成為曝光裝置內(nèi)，例如收容曝光裝置室內(nèi)的氣氛溫度是最好的。這樣一來(lái)，通過(guò)向投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間供給溫度調(diào)整后的液體就能控制襯底的溫度。
按照本發(fā)明第2方案，是用投影光學(xué)系統(tǒng)(PL)把圖案像投影到襯底(P)上投影之后，曝光上述襯底的曝光裝置(EX)，提供曝光裝置(EX)具有 用于以液體(50)充滿(mǎn)上述投影光學(xué)系統(tǒng)(PL)和襯底(P)之間至少一部分的液體供給裝置(1)；和 抑制上述液體中發(fā)生氣泡的氣泡抑制裝置(21)。
按照本發(fā)明，由于設(shè)置了抑制投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間的液體中發(fā)生氣泡的氣泡抑制裝置，由于可在曝光光光路上的液體中氣泡存在的狀態(tài)下進(jìn)行曝光處理，所以能夠防止起因于氣泡的圖案像惡化，能制作有高圖案精度的器件。例如，在向投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間供給液體的液體供給裝置中，設(shè)置了抑制液體中發(fā)生氣泡的氣泡抑制裝置的場(chǎng)合下，能充分地抑制液體中發(fā)生氣泡因而可把該液體送到投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間。所以，投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間充滿(mǎn)了液體后也沒(méi)有發(fā)生氣泡。而且，即使假設(shè)在投影光學(xué)系統(tǒng)的下面和襯底表面等液體流的流路中發(fā)生著氣泡，由于充分地抑制了發(fā)生氣泡的液體在液流路中流動(dòng)，液體也能吸收除去該液流路中發(fā)生了的氣泡。這樣，因?yàn)橐云毓夤夤饴飞系囊后w中沒(méi)有氣泡存在的狀態(tài)下進(jìn)行曝光處理，所以能防止起因于氣泡的圖案像惡化，制造有高圖案精度的器件。
在本發(fā)明的曝光裝置，上述氣泡抑制裝置含有除去液體中氣體的脫氣裝置是令人滿(mǎn)意的。而且，上述脫氣裝置含有加熱液體的加熱裝置是令人滿(mǎn)意的。上述加熱裝置能把液體的溫度設(shè)定為30℃＜T≤100℃。還有，上述脫氣裝置也可以包括使保持液體的裝置內(nèi)部減壓的減壓裝置。上述減壓裝置能夠根據(jù)液體的溫度設(shè)定壓力。而且，上述脫氣裝置根據(jù)上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述襯底之間液體的至少部分溫度變化決定脫氣程度使其沒(méi)有發(fā)生氣泡是令人滿(mǎn)意的。而且，上述脫氣裝置也可以根據(jù)對(duì)上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述襯底之間液體的壓力變化決定脫氣程度使其不發(fā)生氣泡。
還有，就本發(fā)明來(lái)說(shuō)，上述脫氣裝置為膜脫氣裝置是令人滿(mǎn)意的。而且，上述膜脫氣裝置有中空線部件是令人滿(mǎn)意。上述中空線部件只要是氣體透過(guò)性的，而且液體非透過(guò)性的就行。還有，上述液體供給裝置包括加熱供給上述膜脫氣裝置的液體，使上述膜脫氣裝置所供給液體中溶解存在的氣體的濃度降低的加熱裝置是令人滿(mǎn)意的。
在本發(fā)明的曝光裝置，用上述氣泡抑制裝置抑制了發(fā)生氣泡的液體，在沒(méi)有和氣體接觸下供給上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述襯底之間是令人滿(mǎn)意。
在本發(fā)明的曝光裝置，上述液體供給裝置具備過(guò)濾供給上述投影光學(xué)系統(tǒng)和上述襯底之間液體的過(guò)濾器裝置是令人滿(mǎn)意的。而且，上述液體供給裝置還具備用上述脫氣裝置脫氣后液體溫度的溫度調(diào)整裝置是令人滿(mǎn)意的。
在本發(fā)明的曝光裝置，上述液體供給裝置還具備調(diào)整用上述脫氣裝置脫氣后液體溫度的溫度調(diào)整裝置是令人滿(mǎn)意的。
在本發(fā)明方面，提供用本發(fā)明的第1或第2方案的曝光裝置作為特征的器件制造方法。



圖1是表示本發(fā)明曝光裝置-實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。
圖2是表示投影光學(xué)系統(tǒng)的頂端部和液體供給裝置及液體回收裝置的位置關(guān)系圖。
圖3是表示供給管嘴和回收管嘴的配置例圖。
圖4是表示液體供給裝置-實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。
圖5是表示液體供給裝置其他實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。
圖6是表示液體供給裝置又一不同實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。
圖7是表示膜脫氣裝置的概略構(gòu)成剖面圖。
圖8是表示供給管嘴和回收管嘴的配置例圖。
圖9是表示半導(dǎo)體器件制造工序的一個(gè)例子流程圖。

具體實(shí)施例方式 以下，邊參照附圖邊說(shuō)明本發(fā)明的曝光裝置和器件制造方法。圖1是表示本發(fā)明曝光裝置-實(shí)施例的概略構(gòu)成圖。
第1實(shí)施例 在圖1中，曝光裝置EX具備支承掩模M的掩模臺(tái)MST、支承襯底P的襯底臺(tái)PST、用曝光光EL照明掩模臺(tái)MST所支承的掩模M的照明光學(xué)系統(tǒng)IL、把用曝光光EL照明了的掩模M的圖案像投影到襯底臺(tái)PST支承的襯底P進(jìn)行曝光的投影光學(xué)系統(tǒng)PL、以及統(tǒng)括控制曝光裝置EX整體動(dòng)作的控制裝置CONT。
在這里，對(duì)本實(shí)施例而言，作為曝光裝置EX舉例說(shuō)明使用一面使掩模M和襯底P在對(duì)掃描方向的互相不同的方向(相反方向)同步移動(dòng)一面對(duì)襯底P曝光形成于掩模M上圖案的掃描型曝光裝置(所謂掃描步進(jìn)器)的場(chǎng)合。在以下說(shuō)明中，設(shè)定和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX一致的方向?yàn)閆軸方向，在和Z軸方向垂直的平面內(nèi)設(shè)掩模M和襯底P的同步移動(dòng)方向(掃描方向)為X軸方向，設(shè)和Z軸方向與Y軸方向垂直的方向(非掃描方向)為Y軸方向。而且，設(shè)X軸、Y軸和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向分別為θX、θY和θZ方向。還有，這里說(shuō)的「襯底」是包括在半導(dǎo)體晶片上邊涂布了抗蝕劑的，「掩模」是包括在襯底上形成了縮小投影的器件圖案的中間掩模。
照明光學(xué)系統(tǒng)IL是以曝光光EL照明被掩模臺(tái)MST所支承的掩模M的光學(xué)系統(tǒng)，它具有曝光用光源、使曝光用光源射出的光束照度均勻化的光積分器、聚集來(lái)自光積分器曝光光EL的聚光鏡、中繼透鏡系統(tǒng)、和呈狹縫狀設(shè)定由曝光光EL形成的掩模M上照明區(qū)的可變視野光闌等。掩模M上規(guī)定的照明區(qū)由照明光學(xué)系統(tǒng)IL以均勻的照度分布的曝光光EL照明。就從照明光學(xué)系統(tǒng)IL射出的曝光光EL來(lái)說(shuō)，例如，可以使用從水銀燈射出的紫外區(qū)的輝線(g線、h線、i線)和KrF準(zhǔn)分子激光器光(波長(zhǎng)248nm)等的遠(yuǎn)紫外光(DUV光)、ArF準(zhǔn)分子激光器光(波長(zhǎng)193nm)以及F2激光器光(波長(zhǎng)157nm)等的真空紫外光(VUV光)等。在本實(shí)施例中用ArF準(zhǔn)分子激光器光。
掩模臺(tái)MST就是支承掩模M的裝置，是在和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光軸AX垂直的平面內(nèi)，即在XY平面內(nèi)二維可移動(dòng)和在θZ方向可微小旋轉(zhuǎn)的。掩模臺(tái)MST由線性馬達(dá)等掩模臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置MSTD驅(qū)動(dòng)。掩模臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置MSTD由控制裝置CONT控制。掩模臺(tái)MST上掩模M的二維方向位置和旋轉(zhuǎn)角用激光干涉儀實(shí)時(shí)測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果送給控制裝置CONT?？刂蒲b置CONT根據(jù)激光干涉儀的測(cè)量結(jié)果驅(qū)動(dòng)掩模臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置MSTD，對(duì)掩模臺(tái)MST所支承的掩模M進(jìn)行定位。
投影光學(xué)系統(tǒng)PL是以規(guī)定的投影放大倍數(shù)β向襯底P投影曝光掩模M圖案的光學(xué)系統(tǒng)，它由多個(gè)光學(xué)元件(透鏡)構(gòu)成，這些光學(xué)元件用作為金屬部件的鏡筒PK來(lái)支承。在本實(shí)施例中，投影光學(xué)系統(tǒng)PL是投影放大倍數(shù)β例如為1/4或者1/5的縮小系統(tǒng)。還有，投影光學(xué)系統(tǒng)PL也可以是任何一個(gè)等倍系統(tǒng)和放大系統(tǒng)。而且，在本實(shí)施例投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端一側(cè)(襯底P側(cè))，光學(xué)元件(透鏡)60從鏡筒PK露出來(lái)。這個(gè)光學(xué)元件60被設(shè)置成對(duì)鏡筒PK可裝卸(更換)的方式。
襯底臺(tái)PST是支承襯底P的裝置，它具備通過(guò)襯底支架保持襯底P的Z載物臺(tái)51、支承Z載物臺(tái)51的XY載物臺(tái)52和支承XY載物臺(tái)52的基座53。襯底臺(tái)PST用線性馬達(dá)等襯底臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置PSTD驅(qū)動(dòng)。襯底臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置PSTD由控制裝置CONT控制。通過(guò)驅(qū)動(dòng)Z載物臺(tái)51控制在Z載物臺(tái)51上保持著的襯底P的Z軸方向的位置(焦點(diǎn)位置)、和在θX、θY方向的位置。而且，通過(guò)驅(qū)動(dòng)XY載物臺(tái)52控制襯底P在XY方向的位置(和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的圖像平面實(shí)質(zhì)上平行方向的位置)。即，Z載物臺(tái)51控制襯底P的焦點(diǎn)位置和傾斜角，以自動(dòng)聚焦方式和自動(dòng)調(diào)整方式而使襯底P的表面與投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面重疊，XY載物臺(tái)52對(duì)襯底P的X軸方向和Y軸方向進(jìn)行定位。還有，不用說(shuō)整體設(shè)置Z載物臺(tái)和XY載物臺(tái)也行。
在襯底臺(tái)PST(Z載物臺(tái)51)上邊，設(shè)置與襯底臺(tái)PST一起對(duì)投影光學(xué)系統(tǒng)PL移動(dòng)的移動(dòng)鏡54。而且，在與移動(dòng)鏡54相對(duì)的位置設(shè)有激光干涉儀55。用激光干涉儀55實(shí)時(shí)測(cè)量襯底臺(tái)PST上的襯底P二維方向的位置和旋轉(zhuǎn)角，并將測(cè)量結(jié)果向控制裝置CONT輸出?？刂蒲b置CONT根據(jù)激光干涉儀55的測(cè)量結(jié)果驅(qū)動(dòng)襯底臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置PSTD對(duì)襯底臺(tái)PST所支承的襯底P進(jìn)行定位。
對(duì)本實(shí)施例而言，因?yàn)閷?shí)質(zhì)上縮短曝光波長(zhǎng)提高圖像分辨率的同時(shí)，實(shí)質(zhì)上擴(kuò)大聚焦深度，所以應(yīng)用浸液法。為此，在至少把掩模M圖案像復(fù)制(投影)到襯底P上的期間，使規(guī)定的液體50充滿(mǎn)襯底P的表面和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的襯底P一側(cè)光學(xué)元件(透鏡)60的頂端面(下表面)7之間。如上述的一樣，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端一側(cè)露出透鏡60，液體50用后述的供給管嘴供給使之只和透鏡60接觸。因此，防止由金屬構(gòu)成的鏡筒PK被腐蝕等。在本實(shí)施例中，就液體50來(lái)說(shuō)可用純水。純水不僅在ArF準(zhǔn)分子激光器光，而且例如從水銀燈射出的紫外區(qū)的輝線(g線、h線、i線)和krF準(zhǔn)分子激光器光(波長(zhǎng)248nm)等的遠(yuǎn)紫外光(DUV光)作為曝光光EL時(shí)，都能透過(guò)這些曝光光EL。
曝光裝置EX具備向投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端面(透鏡60的頂端面)7和襯底P之間的空間56供給規(guī)定的液體50的液體供給裝置1和回收空間56的液體50的液體回收裝置2。液體供給裝置1是用于以液體50充滿(mǎn)投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間至少-部分的裝置，它具備收容液體50的貯液罐、和加壓泵等。將供給管3的-端部連接到液體供給裝置1，供給管3的另一端部連接供給管嘴4。液體供給裝置1通過(guò)供給管3和供給管嘴4向空間56供給液體50。
液體回收裝置2具備吸引泵、收容已回收的液體50的貯液罐等。將回收管6的-端部連接到液體回收裝置2，回收管嘴5連接到回收管6的另一端部。液體回收裝置2通過(guò)回收管嘴5和回收管6回收空間56的液體50。在空間56里充滿(mǎn)液體50的時(shí)候，控制裝置CONT驅(qū)動(dòng)液體供給裝置1通過(guò)供給管3和供給管嘴4對(duì)空間56以每單位時(shí)間供給規(guī)定量的液體50，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液體回收裝置2通過(guò)回收管嘴5和回收管6以每單位時(shí)間從空間56回收規(guī)定量的液體50。因此，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端面7和襯底P之間的空間56保持液體50。
圖2是表示曝光裝置EX的投影光學(xué)系統(tǒng)PL下部、液體供給裝置1和液體回收裝置2等的圖1部分放大圖。在圖2中，投影光學(xué)系統(tǒng)PL最下端的透鏡60，在頂端部60A只有掃描方向留下必要的部分并在Y軸方向(非掃描方向)形成細(xì)長(zhǎng)矩形狀。掃描曝光時(shí)，在頂端部60A正下方的矩形投影區(qū)投影掩模M的一部分圖案像，對(duì)投影光學(xué)系統(tǒng)PL雖然沿-X方向(或+X方向)以速度V移動(dòng)掩模M但是同步經(jīng)過(guò)XY載物臺(tái)52沿+X方向(或-X方向)以速度β·V(β為投影放大倍數(shù))移動(dòng)襯底P。然后，對(duì)1個(gè)照射區(qū)曝光結(jié)束后，隨著襯底P的步進(jìn)而使下一個(gè)照射區(qū)移動(dòng)到開(kāi)始掃描位置，以下，以步進(jìn)掃描方式順序地對(duì)各照射區(qū)進(jìn)行曝光處理。在本實(shí)施例中，設(shè)定在和襯底P移動(dòng)方向平行，使其在和襯底P的移動(dòng)方向同-方向流動(dòng)液體50。
圖3是表示投影光學(xué)系統(tǒng)PL的透鏡60頂端部60A、沿X軸方向供給液體50的供給管嘴4(4A～4C)、和回收液體50的回收管嘴5(5A，5B)的位置關(guān)系圖。圖3中，透鏡60頂端部60A的形狀成了在Y軸方向細(xì)長(zhǎng)的矩形狀，而在X軸方向以?shī)A著投影光學(xué)系統(tǒng)PL透鏡60的頂端部60A的樣子，沿+X方向一側(cè)配置3個(gè)供給管嘴4A～4C，沿-X方向一側(cè)配置2個(gè)回收管嘴5A、5B。然后，經(jīng)過(guò)供給管3將供給管嘴4A～4C連接到液體供給裝置1，經(jīng)過(guò)回收管4將回收管嘴5A、5B連接到液體回收裝置2。而且，在供給管嘴4A～4C和回收管嘴5A、5B對(duì)頂端部60A的中心大約旋轉(zhuǎn)了180°的位置配置供給管嘴8A～8C和回收管嘴9A、9B。供給管嘴4A～4C和回收管嘴9A、9B為沿Y軸方向交替地排列，供給管嘴8A～8C和回收管嘴5A、5B則沿Y軸方向交替地排列，供給管嘴8A～8C經(jīng)過(guò)供給管10連接到液體供給裝置1，回收管嘴9A、9B經(jīng)過(guò)回收管11連接液體回收裝置2。進(jìn)行來(lái)自管嘴的液體供給，使得投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間沒(méi)有產(chǎn)生氣體部分。
圖4是液體供給裝置1的構(gòu)成圖。如圖4所示，液體供給裝置1具備脫氣裝置21作為抑制液體50中發(fā)生氣泡的氣泡抑制裝置。圖4中示出的脫氣裝置21具備加熱液體50的加熱裝置。在這里，在本實(shí)施例方面，液體50就是在液體供給裝置1和液體回收裝置2之間循環(huán)，從液體回收裝置2來(lái)的液體50就經(jīng)過(guò)循環(huán)管12返回液體供給裝置1。在液體供給裝置1，設(shè)有向其上游側(cè)送出液體的加壓泵15。
為了防止襯底P和投影光學(xué)系統(tǒng)PL受污染，或者為了防止投影到襯底P上的圖案像惡化，液體供給裝置1具備例如用于過(guò)濾用液體回收裝置2回收后的液體50，除去用液體回收裝置2回收后的50內(nèi)液體的異物等的過(guò)濾器20，把通過(guò)過(guò)濾器20后的液體50加熱到規(guī)定溫度(例如90℃)的加熱裝置21，將用加熱裝置21加熱了的液體50溫度調(diào)整到要求溫度的溫度調(diào)整裝置22。而且，在圖4中雖未圖示，但液體供給裝置1具備液體50可保持規(guī)定量的罐等容器。在這里，設(shè)于液體供給裝置1的溫度調(diào)整裝置22把空間56供給的液體50溫度，例如設(shè)定為與收容曝光裝置EX的室內(nèi)溫度(例如23℃)大致相同。將溫度調(diào)整裝置22同供給管3、10連接起來(lái)，用溫度調(diào)整裝置22調(diào)整了溫度的液體50，借助于加壓泵15通過(guò)供給管3(10)送給空間56。
加熱裝置21就是，通過(guò)在例如容器等的收容裝置內(nèi)部收容液體50，加熱該收容裝置加熱液體50，在該收容裝置上連接有構(gòu)成排氣裝置一部分的排氣管13。加熱裝置21的動(dòng)作應(yīng)該由控制裝置CONT控制。通過(guò)加熱裝置21把液體50加熱到規(guī)定溫度，從液體50除去(脫氣)溶解于該液體50里的氣體。取出的氣體成分從排氣管13排出裝置外部。液體50通過(guò)用加熱裝置21脫氣的辦法抑制氣泡的發(fā)生。加熱裝置21可采用，例如，在可保持液體50的不銹鋼容器外側(cè)纏繞電熱器，控制其電熱器的溫度，或者浸入控制了溫度的不銹鋼制的螺旋管的高溫液體中，在該螺旋管中流過(guò)液體50等辦法。
在這里，加熱裝置21把液體50的溫度設(shè)定為30℃以上而且100℃以下。即，將液體50加熱到比由溫度調(diào)整裝置22設(shè)定的溫度(是室內(nèi)溫度例如23℃)要高的溫度，而且液體沸點(diǎn)以下的溫度范圍內(nèi)。加熱裝置21是在上述溫度范圍內(nèi)加熱液體50使之脫氣，抑制供給空間56的液體50中發(fā)生氣泡。尤其是，加熱裝置21采用將液體50加熱到其沸點(diǎn)的辦法就能充分地脫氣。
還有，液體50是加熱裝置21方面設(shè)定為比室內(nèi)(空間56)的溫度要高而且沸點(diǎn)以下的溫度是令人滿(mǎn)意的，所以液體50是水以外的液體情況下，加熱裝置21加熱到和該液體沸點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度。
其次，說(shuō)明有關(guān)用上述的曝光裝置EX使掩模M的圖案對(duì)襯底P曝光的順序。
將掩模M裝在掩模臺(tái)MST上，同時(shí)將襯底P裝到襯底臺(tái)PST上以后，控制裝置CONT驅(qū)動(dòng)液體供給裝置1，開(kāi)始對(duì)空間56的液體供給動(dòng)作。在液體供給裝置1，液體50通過(guò)過(guò)濾器20以除去了異物等的總統(tǒng)送給加熱裝置21。送到加熱裝置21的液體50被加熱到規(guī)定的溫度。液體50通過(guò)用加熱裝置21加熱到規(guī)定溫度而脫氣。所除去的氣體成分經(jīng)過(guò)構(gòu)成排氣裝置一部分的排氣管13向裝置外部排出。已脫氣的液體50送給溫度調(diào)整裝置22，將溫度調(diào)整到例如與室內(nèi)溫度大致相等的溫度后，通過(guò)供給管3和供給管嘴4送到空間56。在這里，連接加熱裝置21和溫度調(diào)整裝置22的管路14、溫度調(diào)整裝置22和供給管3等的液體50的流路是密閉的，液體50在充分地充滿(mǎn)了這個(gè)流路的總統(tǒng)下流動(dòng)。即，就是流過(guò)該流路的液體50沒(méi)有和氣體接觸地送到空間56。而且，形成從加熱裝置21到供給空間56的流路的供給管3等內(nèi)壁面(與液體的接觸碼)是親水性的，抑制在從加熱裝置21到空間56的流路里液體中發(fā)生氣泡。這種情況下，例如作為供給管3，可用電解研磨過(guò)的不銹鋼導(dǎo)管。還有，也可以設(shè)法把已脫氣狀態(tài)的液體50事先保存在不與氣體接觸的儲(chǔ)藏容器和導(dǎo)管中，在要求的定時(shí)送給空間56。這時(shí)，除加熱裝置21以外，上述流路和上述儲(chǔ)藏容器，或者上述導(dǎo)管也起到氣泡抑制裝置一部分功能作用。
然后，沿箭頭Xa(圖3參照)表示的掃描方向(-X方向)移動(dòng)襯底P進(jìn)行掃描曝光的場(chǎng)合，用供給管3、供給管嘴4A～4C、回收管4和回收管嘴5A、5B，借助于液體供給裝置1和液體回收裝置2進(jìn)行液體50的供給和回收。即，襯底P沿-X方向移動(dòng)的時(shí)候時(shí)，經(jīng)過(guò)供給管3和供給管嘴4(4A～4C)液體供給抑制了發(fā)生氣泡的液體50供給投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P，同時(shí)經(jīng)過(guò)回收管嘴5(5A、5B)和回收管6將液體50液體送回回收裝置2，好像充滿(mǎn)透鏡60和襯底P之間一樣沿-X方向流著液體50。另一方面，沿箭頭XB表示的掃描方向(+X方向)移動(dòng)襯底P進(jìn)行掃描曝光的場(chǎng)合，用供給管10、供給管嘴8A～8C、回收管11和回收管嘴9A、9B，借助于液體供給裝置1和液體回收裝置2進(jìn)行液體50的供給和回收。即，襯底P沿+X方向移動(dòng)的時(shí)候，經(jīng)過(guò)供給管10和供給嘴8(8A～8C)用液體供給裝置1脫氣后的液體50送到投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間，同時(shí)經(jīng)過(guò)回收管嘴9(9A、9B)和回收管11的液體50就被液體回收裝置2回收，像充滿(mǎn)透鏡60和襯底P之間的那樣沿+Y方向流動(dòng)液體50。這樣，控制裝置CONT用液體供給裝置1和液體回收裝置2沿著襯底P的移動(dòng)方向流動(dòng)液體50。這時(shí)，例如從液體供給裝置1通過(guò)供給管嘴4供給的液體50應(yīng)該隨著向襯底P的-X方向的移動(dòng)引入空間56，所以即使液體供給裝置1的供給能量很小，也混容易把液體50送到空間56。而且，即使根據(jù)掃描方向轉(zhuǎn)換流動(dòng)液體50的方向，在+X方向，或-Y方向的哪個(gè)方向掃描襯底P的場(chǎng)合，也能以液體50充滿(mǎn)透鏡60的頂端面7和襯底P之間，能得到高解圖像分辨率和寬廣聚焦深度。
如以上說(shuō)過(guò)的一樣，在曝光裝置，尤其是，在向投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間供給液體50的液體供給裝置1中，設(shè)置了加熱液體50的加熱裝置21，因而能夠在充分使液體50脫氣后把該液體50送到投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間。所以，曝光處理中，能抑制投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間充滿(mǎn)了的液體50里面發(fā)生氣泡。而且，即使在加熱裝置(脫氣裝置)21和空間56之間的流路里、投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端面7、或者襯底P表面等因某種原因假設(shè)發(fā)生氣泡，由于已充分脫氣的液體50在流路和空間56里流動(dòng)，也能吸收除去液體50存在于該流路中的氣泡。而且送給投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的空間56的液體50因?yàn)闆](méi)有與其周?chē)鷼怏w(空氣)接觸，雖然有周?chē)臍怏w(空氣)溶入液體50里的危險(xiǎn)，但因?yàn)橄蛞后w50里溶解氣體(空氣)數(shù)量部分程度，由液體供給裝置1供給的液體50在失去其脫氣的性質(zhì)以前，被液體回收裝置2回收。所以，也不會(huì)因?yàn)橄蚩臻g56里的液體50溶解的氣體(空氣)而在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的液體50產(chǎn)生氣泡。這樣，就能夠在曝光光EL光路上的液體50里不存在氣泡的狀態(tài)進(jìn)行曝光處理，所以防止因氣泡而引起的圖案像惡化，能制作有高的圖案精度的器件。還有，加熱裝置21也可以不設(shè)在液體供給裝置1內(nèi)，而設(shè)在離開(kāi)液體供給裝置1的地方，也可以設(shè)在曝光裝置室內(nèi)部或外部。
而且，液體50是在用溫度調(diào)整裝置22調(diào)整了溫度的狀態(tài)供給空間56，所以進(jìn)行襯底P表面的溫度調(diào)整，能防止由于曝光時(shí)產(chǎn)生的熱引起襯底P熱膨脹而造成的對(duì)準(zhǔn)精度等降低。
如上述那樣，本實(shí)施例的液體50用了純水。在半導(dǎo)體制造廠等很容易地大量取得純水，同時(shí)有對(duì)襯底P上的光致抗蝕劑和光學(xué)元件(透鏡)等沒(méi)有不良影響的優(yōu)點(diǎn)。而且，純水對(duì)環(huán)境沒(méi)有不良影響，同時(shí)雜質(zhì)含量非常低，所以也能期待對(duì)襯底P的表面和設(shè)于投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端面的光學(xué)元件表面有清洗的作用。
然后，可以認(rèn)為純水(水)對(duì)波長(zhǎng)193nm左右曝光光EL的折射率n大約1.47～1.44左右，作為曝光光EL的光源用了ArF準(zhǔn)分子激光器光(波長(zhǎng)193nm)的場(chǎng)合，在襯底P上波長(zhǎng)縮短到1/n，即大約131～134nm左右能得到高的圖像分辨率。還有，聚焦深度和空氣中相比擴(kuò)大約n倍，即大約1.47～1.44倍左右，所以對(duì)能夠確保與空氣中使用的場(chǎng)合同等程度聚焦深度就行的場(chǎng)合，能進(jìn)一步增加投影光學(xué)系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑，即使這一點(diǎn)也提高圖像分辨率。
在本實(shí)施例中，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端安裝著透鏡60，然而作為安裝于投影光學(xué)系統(tǒng)PL頂端的光學(xué)元件，也可以是用于調(diào)整投影光學(xué)系統(tǒng)PL的光學(xué)特性，例如象差(球面象差，彗形象差等)的光學(xué)板?；蛘咭部梢允悄芡高^(guò)曝光光EL的平行平面板。由于把與液體50接觸的光學(xué)元件作為比透鏡廉價(jià)的平行平面板，在曝光裝置EX的搬運(yùn)，組裝，調(diào)整時(shí)等，使投影光學(xué)系統(tǒng)PL的透射率、襯底P上的曝光光EL的照度和照度分布的均勻性降低的物質(zhì)(例如硅系有機(jī)物)即使附著到該平行平面板上，也只要在供給液體50之前更換其平行平面板就行，與把液體50接觸的光學(xué)元件作為透鏡的場(chǎng)合相比有降低其更換成本的優(yōu)點(diǎn)。即，因?yàn)槠毓夤釫L的照射而由抗蝕劑發(fā)生的飛散粒子或液體50里帶有的雜質(zhì)等造成與液體50接觸的光學(xué)元件表面污染，必需定期更換該光學(xué)元件，然而由于這種光學(xué)元件為廉價(jià)的平行平面板，與透鏡相比更換構(gòu)件的成本低，而且能縮短更換使需的時(shí)間，能抑制維修成本(運(yùn)行成本)的上升和生產(chǎn)率的降低。
而且，由于液體50的流動(dòng)而產(chǎn)生的投影光學(xué)系統(tǒng)PL頂端的光學(xué)元件和襯底P之間的壓力很大場(chǎng)合下，不僅其光學(xué)元件成為可更換的，而且根據(jù)其壓力也可以堅(jiān)固地固定光學(xué)元件使之不動(dòng)。
還有，在本實(shí)施例中，雖然是投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P表面之間用液體50充滿(mǎn)的結(jié)構(gòu)，但是也可以是，例如在襯底P的表面安裝由平行平面板構(gòu)成的覆蓋玻璃狀態(tài)充滿(mǎn)液體50的結(jié)構(gòu)。
還有，本實(shí)施例的液體50是水，然而是水以外的液體也行。例如，曝光光EL的光源為F2激光的場(chǎng)合，該F2激光器光不能透過(guò)水，因而作為液體50，也可以是能透過(guò)F2激光器光，例如氟油系(氟系液體)和過(guò)氟聚乙烯乙醚(PFPE)。而且，作為液體50，在其他方面，使用對(duì)曝光光EL的透過(guò)性折射率盡可能地高，對(duì)投影光學(xué)系統(tǒng)PL和涂布到襯底P表面的光致抗蝕劑穩(wěn)定的液體(例如雪松油)也可以。
第2實(shí)施例 其次，邊參照?qǐng)D5邊說(shuō)明本發(fā)明曝光裝置EX的第2實(shí)施例。在這里，在以下的說(shuō)明方面，與上述的實(shí)施例相同或同等的構(gòu)成部給予相同的標(biāo)號(hào)，并簡(jiǎn)略或省略其說(shuō)明。有關(guān)本實(shí)施例的特征部分是設(shè)置減壓裝置23來(lái)替換向加熱裝置21這一點(diǎn)。
如圖5所示，為了防止對(duì)襯底P和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的污染，或者為了防止使襯底P上投影的圖案像惡化，液體供給裝置1具備；過(guò)濾例如用液體回收裝置2回收的液體50，除去液體50里異物的過(guò)濾器20、通過(guò)給由過(guò)濾器20除去了異物的液體50減壓使該液體50脫氣的減壓裝置23、把用減壓裝置23脫氣處理過(guò)的液體50調(diào)整到與室內(nèi)溫度大體相同溫度的溫度調(diào)整裝置22、以及加壓泵25。減壓裝置23具有保持液體50的貯液罐，就是將這個(gè)容器內(nèi)部減壓使液體50脫氣。這樣，借助于減壓的辦法而不用加熱液體50也能使液體50脫氣。減壓裝置50例如可由能定量保持液體50的貯液罐，和與容器連接，使該容器內(nèi)靠近液體50的氣體壓力減壓的真空泵而構(gòu)成。
還有，為了使液體50脫氣，也可以同時(shí)進(jìn)行對(duì)液體50的加熱處理和減壓處理。即，可在具有容器能保持液體50的減壓裝置23里，成為設(shè)置加熱該容器的加熱裝置結(jié)構(gòu)。減壓裝置23在容器內(nèi)收容液體50，一邊使該容器減壓一邊用上述加熱裝置加熱液體50，就能使液體50脫氣。
這時(shí)，減壓裝置23，根據(jù)液體50的溫度設(shè)置壓力。即，采用將液體50加熱到沸點(diǎn)的辦法得到充分的脫氣效果，然而因?yàn)橐后w50的沸點(diǎn)取決于壓力，根據(jù)液體50的溫度設(shè)置壓力的辦法就能夠使液體50高效而且很好地脫氣。例如，作為液體50的水的沸點(diǎn)為100℃時(shí)的壓力(沸騰壓力)，是大氣壓(101325pa)。沸點(diǎn)為90℃的沸騰壓力是70121Pa。同樣，在沸點(diǎn)80℃下沸騰壓力47377Pa，在沸點(diǎn)50℃下沸騰壓力12345Pa，在沸點(diǎn)30℃下沸騰壓力4244.9Pa，在沸點(diǎn)20℃下沸騰壓力2338.1Pa。所以，減壓裝置23在液體50的溫度例如用加熱裝置設(shè)定為100℃的場(chǎng)合，可以不進(jìn)行減壓處理而在大氣壓下使液體50沸騰脫氣。另一方面，液體50的溫度是90℃的場(chǎng)合，減壓裝置23應(yīng)該把壓力設(shè)定在大氣壓～溫度90℃的沸騰壓力(70121Pa)的范圍，可使液體50沸騰脫氣。同樣，例如就液體50的溫度是30℃來(lái)說(shuō)，就是減壓裝置23把壓力設(shè)為大氣壓～沸騰壓力(4244.9Pa)，可使液體50沸騰脫氣。這樣，因?yàn)橐后w50的沸點(diǎn)隨壓力而變動(dòng)，所以減壓裝置23應(yīng)根據(jù)液體50的溫度設(shè)置壓力可使液體50良好地脫氣。
還有，供給投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的液體50的脫氣程度，即液體50的溶解氣體濃度，由液體50的使用條件(曝光條件等)決定就行。浸液曝光的場(chǎng)合，因?yàn)殡S曝光光EL的照射，或者隨曝光光EL的照射而溫暖了襯底P的熱，使投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的液體50溫度曝光中全體或者局部地上升。液體50的溫度上升隨曝光光EL的強(qiáng)度等也不同，大約是幾度(1～3℃)，然而如果液體50的脫氣程度低的，隨著液體50的溫度上升，液體50中溶解的氣體有發(fā)生成為氣泡的可能性。所以，必需設(shè)定液體50的脫氣程度，以至在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間液體50盡管發(fā)生溫度上升也不會(huì)產(chǎn)生氣泡。例如，如上述那樣，向投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間供給將液體溫度控制在溫度23℃的場(chǎng)合，估計(jì)安全，例如只要設(shè)置脫氣程度使得液體的溫度即使上升到30℃也不發(fā)生氣泡就行。具體點(diǎn)說(shuō)，設(shè)液體50，即水的脫氣程度為對(duì)30℃水的空氣溶解飽和量0.016cm3/cm3以下(如果以質(zhì)量比來(lái)說(shuō)的話，N2為13ppm以下，O2是7.8ppm以下)就好。還有，「cm3/cm3」是表示溶解于1cm3水中的空氣體積cm3。
而且，浸液曝光的場(chǎng)合，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的液體50發(fā)生流動(dòng)的話，就產(chǎn)生液體50的壓力變化。該壓力變化也隨液體的供給量、回收量、襯底P的移動(dòng)速度等而不同，為數(shù)百Pa(100～300Pa)左右，然而液體50的脫氣程度低時(shí)，就有可能對(duì)液體50的壓力變化而在液體50中發(fā)生氣泡的可能性。所以，要設(shè)定液體50的脫氣程度，使其即使因液體50壓力變化數(shù)百Pa也不會(huì)發(fā)生氣泡就行。
而且，提高脫氣程度很困難的情況下，也可以決定曝光條件以便不會(huì)在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的液體中引起發(fā)生氣泡的溫度變化或壓力變化。作為曝光條件，包括液體的供給量、回收量、襯底P的移動(dòng)速度、曝光光強(qiáng)度、曝光脈沖光的發(fā)射周期(脈沖間隔)、曝光脈沖光的脈沖寬度之中的至少-個(gè)條件。還有，考慮到液體的溫度變化和壓力變化決定曝光條件的場(chǎng)合，不僅防止發(fā)生氣泡，而且當(dāng)然也需要實(shí)地決定防止起因于液體折射率變化的圖案像成像惡化。
第3實(shí)施例 邊參照?qǐng)D6和7說(shuō)明本發(fā)明曝光裝置EX的第3實(shí)施例。在本實(shí)施例的曝光裝置中，代替第1實(shí)施例中液體供給裝置的加熱裝置而具備如圖6所示那樣的膜脫氣裝置24和加熱裝置25。在以下說(shuō)明中對(duì)與上述實(shí)施例相同或同等的構(gòu)成部分給予相同標(biāo)號(hào)，并簡(jiǎn)略或省略其說(shuō)明。
圖6是液體供給裝置1的構(gòu)成圖。如圖6所示，為了防止對(duì)襯底P和投影光學(xué)系統(tǒng)PL的污染，或者為了防止襯底P上投影的圖案像惡化，液體供給裝置1具備過(guò)濾例如用液體回收裝置2回收的液體50，用于除去由液體回收裝置2回收后的液體50內(nèi)異物等的過(guò)濾器20、把通過(guò)過(guò)濾器20的液體50加熱到規(guī)定溫度的加熱裝置25、除去用加熱裝置25加熱了的液體50里氣體的膜脫氣裝置24、把用膜脫氣裝置24脫氣處理后的液體50溫度調(diào)整到要求溫度的溫度調(diào)整裝置22、以及加壓泵15。借助于加熱裝置25使溶解存在氣體濃度降低了的液體50通過(guò)管路12供給膜脫氣裝置24。進(jìn)而用膜脫氣裝置24脫氣后的液體50通過(guò)管路14供給溫度調(diào)整裝置22。而且，將膜脫氣裝置24和排氣管13連接起來(lái)，排出由液體50中除去(脫氣)的氣體。而且，溫度調(diào)整裝置22把供給空間56的液體50溫度設(shè)定為例如與收容曝光裝置EX的室內(nèi)溫度(例如23℃)大約相同溫度。將供給管3、10連接到溫度調(diào)整裝置22，就將用溫度調(diào)整裝置22調(diào)整了溫度的液體50借助于加壓泵15經(jīng)過(guò)供給管3(10)供給空間56。還有，該膜脫氣裝置24的動(dòng)作也由控制裝置CONT來(lái)控制。
圖7是表示膜脫氣裝置24的概略構(gòu)成剖面圖。外殼71內(nèi)部介以規(guī)定空間73收容筒狀的中空線束72。中空線束72是多個(gè)麥桿狀中空線膜74平行成捆，各中空線腺74由疏水性高氣體透過(guò)性?xún)?yōu)良的材料(例如，聚四甲基戊烯1)形成。在外殼71的兩端固定真空間隙部件75a、75b，在外殼71的兩端外側(cè)形成封閉空間76a、76b。在真空間隙部件75a、75b設(shè)有連接到圖未示出的真空泵的脫氣口77a、77b。而且，只在外殼71的兩端形成密封部78a、78b使其封閉空間76a、76b，借助于連接哦脫氣口77a、77b的真空泵可分別使中空線膜74的里面成為減壓狀態(tài)。在中空線束79的內(nèi)部配置與管路12連接的管路79。在管路79設(shè)置多個(gè)液體供給洞孔80，從液體供給洞孔80向以密封部78a、78b和中空線束79包圍的空間81供給液體50。連續(xù)從液體供給洞孔80向空間81供給液體50，液體50就像橫跨平行成捆的中空線膜74的層那樣往外側(cè)流動(dòng)，液體50和中空線膜74的外表面接觸。如上述那樣中空線膜74分別由疏水性高氣體透過(guò)性?xún)?yōu)越的材料形成，所以液體50不會(huì)進(jìn)入中空線膜74內(nèi)側(cè)，而是通過(guò)各中空線膜74之間向中空線束72外側(cè)的空間73移動(dòng)。另一方面，液體50中溶解的氣體(分子)因?yàn)橹锌站€膜74內(nèi)側(cè)成了減壓狀態(tài)(20Torr左右)的結(jié)果，所以往各中空線膜74內(nèi)側(cè)移動(dòng)(被吸收)。這樣一來(lái)，在橫跨中空線膜74層期間從液體50中除去(脫氣)的氣體成分，就如箭頭83所示，從中空線束79的兩端通過(guò)封閉空間76a、76b從脫氣口77a、77b排出。而且，脫氣處理后的液體50從設(shè)于外殼51的液體出82通過(guò)管路14供給溫度調(diào)整裝置22。
如以上說(shuō)過(guò)的一樣，在向投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間供給液體50的液體供給裝置1中，設(shè)置除去(脫氣)液體50里氣體的膜脫氣裝置24，因而可使液體50充分脫氣后把該液體50供給投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間。所以，曝光處理中能抑制充滿(mǎn)投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的液體50里發(fā)生氣泡。而且，在膜脫氣裝置24和空間56之間的流路中，投影光學(xué)系統(tǒng)PL的頂端面7或襯底P表面等假設(shè)由于某種原因即使發(fā)生氣泡，因?yàn)橐殉浞置摎獾囊后w50在流路和空間56流動(dòng)，能夠吸收除去液體50在流路中存在的氣泡。這樣，因?yàn)榭稍谄毓夤釫L光路上的液體50中不存在氣泡的狀態(tài)下曝光處理，所以能防止起因于氣泡的圖案像惡化，制作有高圖案精度的器件。
在本實(shí)施例中，用加熱裝置25加熱液體，降低溶解氣體濃度之后向膜脫氣裝置24供給液體，設(shè)法提高供給空間56的液體脫氣程度，然而也可以用減壓裝置代替加熱裝置25使溶解氣體濃度降低之后向膜脫氣裝置24供給液體。而且，膜脫氣裝置24的脫氣能力足夠高的場(chǎng)合，不用經(jīng)過(guò)加熱裝置和減壓裝置而把通過(guò)了過(guò)濾器20的液體引入膜脫氣裝置24也可以。
在上述各實(shí)施例中，上述的管嘴形狀并沒(méi)有特別限定，例如也可以設(shè)法在頂端部60A的長(zhǎng)邊用兩對(duì)管嘴進(jìn)行液體50的供給或回收。還有，這時(shí)，為了要從+X方向，或-X方向的任一個(gè)方向也都進(jìn)行液體50的供給和回收，所以上下并排配置供給管嘴和回收管嘴也行。
而且，如圖8所示，也能夾著頂端部60A在Y軸方向兩側(cè)分別設(shè)置供給管嘴31、32和回收管嘴33、34。借助于這些供給管嘴和回收管嘴，即使在步進(jìn)移動(dòng)時(shí)向襯底P的非掃描方向(Y軸方向)移動(dòng)時(shí)，也能對(duì)投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間穩(wěn)定地供給液體50。
在上述的實(shí)施例中，雖然構(gòu)成是使得用氣體除去裝置(加熱裝置21、減壓裝置23、膜脫氣裝置24)進(jìn)行了氣體除去的液體不與氣體接觸就供給投影光學(xué)線PL和襯底P之間的空間56，但是都知道充分地進(jìn)行氣體除去，液體中溶解的氣體量就很少，在一部分或全部的流路中觸及氣體也可以。即，做到在氣體除去裝置和空間56之間不觸及液體，就不需要用于抑制氣泡的結(jié)構(gòu)。
在上述的實(shí)施例中，由液體回收裝置2回收的液體成了返回液體供給裝置1的機(jī)構(gòu)，然而這不一定需要，也可以向液體供給裝置1送新的純水，廢棄用液體回收裝置2回收的液體。
在上述的實(shí)施例中，說(shuō)明了有關(guān)對(duì)襯底P曝光時(shí)在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面一側(cè)形成浸液區(qū)的情況，然而不但對(duì)襯底P曝光時(shí)而且有時(shí)在襯底臺(tái)PST(Z載物臺(tái)51)上設(shè)有的各種測(cè)量部件和測(cè)量傳感器情況下在投影光學(xué)系統(tǒng)PL的像面一側(cè)也配置液體，介以該液體進(jìn)行各種測(cè)量。在進(jìn)行這樣的測(cè)量場(chǎng)合，也和上述同樣采用抑制液體中發(fā)生氣泡的辦法防止起因于氣泡的測(cè)量誤差等。
上述實(shí)施例中的液體供給裝置和液體回收裝置是，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL投影區(qū)兩側(cè)有供給管嘴和回收管嘴，根據(jù)襯底P的掃描方向，從投影區(qū)的-方側(cè)面供給液體，從另一方側(cè)面回收液體的結(jié)構(gòu)，然而液體供給裝置和液體回收裝置的結(jié)構(gòu)，并不只限于此，在投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間能局部地保持液體就行。
還有，就上述各實(shí)施例的襯底P來(lái)說(shuō)，不僅半導(dǎo)體器件制造用的半導(dǎo)體晶片，而且應(yīng)用顯示器件用的玻璃襯底、薄膜磁頭用的陶瓷片或者曝光裝置中用的掩?；蛑虚g掩模的原版(合成水晶片，硅晶片)等。
而且，在上述的實(shí)施例中，采用局部以液體充滿(mǎn)投影光學(xué)系統(tǒng)PL和襯底P之間的曝光裝置，然而對(duì)在液槽里使保持曝光對(duì)象的襯底載物臺(tái)移動(dòng)的浸液曝光裝置，和載物臺(tái)上形成規(guī)定深度的液體槽，其中保持襯底的浸液曝光裝置也能應(yīng)用本發(fā)明。在液槽里使保持曝光對(duì)象的襯底載物臺(tái)移動(dòng)的浸液曝光裝置的構(gòu)造和曝光動(dòng)作，例如在特開(kāi)平6-124873號(hào)公報(bào)上有詳細(xì)記載，而且，在載物臺(tái)上形成規(guī)定深度的液體槽，其中保持襯底的浸液曝光裝置的構(gòu)造和曝光動(dòng)作，例如在特開(kāi)平10-303114號(hào)公報(bào)和美國(guó)專(zhuān)利5825043上有詳細(xì)記載，分別在本國(guó)際申請(qǐng)指定或選定國(guó)法律允許的范圍內(nèi)，引用這些文獻(xiàn)的記載內(nèi)容作為本文記載的一部分。
就曝光裝置EX來(lái)說(shuō)，除使掩模M和襯底P同步移動(dòng)掃描曝光掩模M的圖案的步進(jìn)掃描方式掃描型曝光裝置(掃瞄步進(jìn)器)外，也能應(yīng)用于在掩模M和襯底P靜止?fàn)顟B(tài)對(duì)掩模M的圖案-并曝光，順序步進(jìn)移動(dòng)襯底P的步進(jìn)重復(fù)方式投影曝光裝置(步進(jìn)器)。而且，本發(fā)明也能應(yīng)用于在襯底P上局部地重疊復(fù)制至少2個(gè)圖案的步進(jìn)開(kāi)關(guān)方式曝光裝置。
而且，本發(fā)明也能應(yīng)用于成對(duì)載物臺(tái)式的曝光裝置。成對(duì)載物臺(tái)式曝光裝置的構(gòu)造和曝光動(dòng)作，例如公開(kāi)在特開(kāi)平10-163099號(hào)和特開(kāi)平10-214783號(hào)(對(duì)應(yīng)美國(guó)專(zhuān)利6341007、6400441、65499269和6590634)，特表2000-505958號(hào)(對(duì)應(yīng)美國(guó)專(zhuān)利5969441)或者在美國(guó)專(zhuān)利6208407上，分別在本國(guó)際申請(qǐng)指定或選定國(guó)法律允許范圍內(nèi)，引用這些文獻(xiàn)的記載內(nèi)容作為本文記載的一部分。
就曝光裝置EX的種類(lèi)來(lái)說(shuō)，不只限于在襯底P上曝光半導(dǎo)體元件圖案的半導(dǎo)體元件制造用的曝光裝置，也能廣泛地應(yīng)用于液晶顯示元件制造用或顯示器件制造用的曝光裝置和用于制造薄膜磁頭、攝像元件(CCD)或者中間掩?；蜓谀５鹊钠毓庋b置等。
將線性馬達(dá)用在襯底臺(tái)PST和掩模臺(tái)MST的場(chǎng)合，也可以使用哪種用了空氣軸承的氣浮式和洛倫茲力或電抗力的磁浮式的載物臺(tái)。而且，各載物臺(tái)PST、MST也可以沿著導(dǎo)軌移動(dòng)的類(lèi)型，也可以是不設(shè)導(dǎo)軌的無(wú)軌類(lèi)型。載物臺(tái)上使用線性馬達(dá)的例子公開(kāi)在美國(guó)專(zhuān)利5623853和5528118上，分別在本國(guó)際申請(qǐng)指定或選定國(guó)法律允許范圍內(nèi)，引用這些文獻(xiàn)的記載內(nèi)容作為本文記載的一部分。
就各載物臺(tái)PST、MST的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，也可以使用二維配置磁鐵的磁鐵單元和二維配置線圈的電樞單元對(duì)置借助電磁力驅(qū)動(dòng)各載物臺(tái)PST、MST的平面馬達(dá)。這時(shí)，把磁鐵單元和電樞單元的任一方連接到載物臺(tái)PST、MST，把磁鐵單元和電樞單元的另一方設(shè)在載物臺(tái)PST、MST的移動(dòng)面一側(cè)就行。
隨襯底臺(tái)PST的移動(dòng)而發(fā)生的反作用力，也可以用支座部件機(jī)械式地向地面(大地)釋放使其不會(huì)傳給投影光學(xué)系統(tǒng)PL。該反作用力的處理方法，例如在特開(kāi)平8-166475號(hào)公報(bào)(對(duì)應(yīng)美國(guó)專(zhuān)利5528118)上有詳細(xì)披露，分別在本國(guó)際申請(qǐng)指定或選定國(guó)法律允許范圍內(nèi)，引用這些文獻(xiàn)的記載內(nèi)容作為本文記載的一部分。
隨掩模臺(tái)MST的移動(dòng)而發(fā)生的反作用力，也可以用支座部件機(jī)械式地向地面(大地)釋放使其不會(huì)傳給投影光學(xué)系統(tǒng)PL。該反作用力的處理方法，例如在特平8-330224號(hào)公報(bào)(對(duì)應(yīng)美國(guó)專(zhuān)利5874820)上有詳細(xì)披露，分別在本國(guó)際申請(qǐng)指定或選定國(guó)法律允許范圍內(nèi)，引用這些文獻(xiàn)的記載內(nèi)容作為本文記載的一部分。
如以上那樣，本申請(qǐng)實(shí)施例的曝光裝置EX是通過(guò)裝配包括本申請(qǐng)專(zhuān)利要求范圍內(nèi)舉出的各構(gòu)成要素的各種子系統(tǒng)制造的，以便具有規(guī)定的機(jī)械精度、電精度、和光學(xué)精度。為了這些確保各種精度，在該裝配的前后，進(jìn)行為了達(dá)成有關(guān)各種光學(xué)系的光學(xué)精度的調(diào)整，為了達(dá)成有關(guān)各種機(jī)械系的機(jī)械精度的調(diào)整，以及為了達(dá)成各種電氣系的電精度的調(diào)整。由各種子系統(tǒng)裝配曝光裝置的工序包括各種子系統(tǒng)系統(tǒng)互相的機(jī)械連接、電路布線連接、以及氣壓回路的配管連接等。在由各種子系統(tǒng)裝配曝光裝置的工序以前，不用說(shuō)也有各自裝配各子系統(tǒng)的工序。各種子系統(tǒng)裝配曝光裝置的工序結(jié)束以后，進(jìn)行綜合調(diào)整，確保作為曝光裝置整體的各種精度。還有，在管理溫度和潔凈度等的潔凈室里進(jìn)行曝光裝置的制造是理想的。
半導(dǎo)體器件等微器件，如圖9所示，經(jīng)過(guò)進(jìn)行微器件的功能·性能設(shè)計(jì)的步驟201、制作基于該設(shè)計(jì)步驟的掩模(中間掩模)的步驟202、制造襯底作為器件基本材料的步驟203、用上述實(shí)施例的曝光裝置EX把掩模的圖案對(duì)襯底曝光的曝光處理步驟204、器件裝配步驟(包括劃片工序、焊接工序、封裝工序)205、以及檢測(cè)工序206等而制成。
按照本發(fā)明，因?yàn)樵O(shè)置了抑制投影光學(xué)系統(tǒng)和襯底之間的液體中發(fā)生氣泡的氣泡抑制裝置，因?yàn)榭稍谄毓夤夤饴飞系囊后w中不存在氣泡的狀態(tài)進(jìn)行曝光處理，所以能防止起因于氣泡的圖案像惡化，能夠制造有高圖案精度的器件。
權(quán)利要求
1.一種制造器件的方法，包括液體浸入曝光襯底，
其特征在于包括步驟
除去液體中的氣體；
將除去氣體的液體供給到一個(gè)空間；
使曝光光束通過(guò)提供給該空間的液體照射到襯底對(duì)所述襯底進(jìn)行液體浸入曝光。
2.按照權(quán)利要求1所述的制造器件的方法，其特征在于上述除去液體中的氣體的步驟包括除去上述液體中的溶解的氣體。
3.按照權(quán)利要求1所述的制造器件的方法，其特征在于上述除去液體中的氣體的步驟包括對(duì)上述液體脫氣。
4.按照權(quán)利要求3所述的制造器件的方法，其特征在于上述脫氣是利用膜脫氣裝置進(jìn)行。
5.按照權(quán)利要求4所述的制造器件的方法，其特征在于上述膜脫氣裝置具有中空纖維部件。
6.按照權(quán)利要求3所述的制造器件的方法，其特征在于上述液體脫氣使用可滲透氣體不滲透液體的脫氣部件進(jìn)行。
7.按照權(quán)利要求2所述的制造器件的方法，其特征在于上述除去液體中的氣體包括加熱液體。
8.按照權(quán)利要求2所述的制造器件的方法，其特征在于上述除去液體中的氣體包括降低液體的壓力。
9.按照權(quán)利要求1所述的制造器件的方法，其特征在于還包括在除去液體中的氣體后調(diào)整液體溫度
其中將調(diào)整溫度后的液體供給上述空間。
10.按照權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的制造器件的方法，其特征在于上述氣體包括氮。
11.按照權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的制造器件的方法，其特征在于上述氣體包括氧。
12.按照權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的制造器件的方法，其特征在于這樣進(jìn)行上述除去液體中的氣體，使上述液體中溶解的氣體不大于預(yù)定量。
13.按照權(quán)利要求12所述的制造器件的方法，其特征在于上述溶解的氣體包括氮。
14.按照權(quán)利要求13所述的制造器件的方法，其特征在于供給上述空間的液體中溶解的氮含量不大于13ppm。
15.按照權(quán)利要求12所述的制造器件的方法，其特征在于上述溶解的氣體包括氧。
16.按照權(quán)利要求15所述的制造器件的方法，其特征在于要供給上述空間的液體中溶解的氧含量不大于7.8ppm。
全文摘要
提供一種制造器件的方法，包括液體浸入曝光襯底，其特征在于包括步驟除去液體中的氣體；將除去氣體的液體供給到一個(gè)空間；使曝光光束通過(guò)提供給該空間的液體照射到襯底對(duì)所述襯底進(jìn)行液體浸入曝光。
文檔編號(hào)G03F7/00GK101101455SQ20071013834
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2003年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月10日
發(fā)明者大和壯一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康