JP2005236047A - 露光装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 液浸材として用いる液体中に存在する微小な気泡や有機物等の不純物を除去し、優れた結像性能を有する露光装置及び方法を提供する。
【解決手段】 レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、有機物に対して酸化作用を有する添加物を前記液体に添加する添加手段を有することを特徴とする露光装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般には、露光装置及び方法に係り、特に、ＩＣ、ＬＳＩなどの半導体チップ、液晶パネルなどの表示素子、磁気ヘッドなどの検出素子、ＣＣＤなどの撮像素子といった各種デバイス、マイクロメカニクスで用いる微細パターンの製造に用いられる露光装置及び方法に関する。本発明は、投影光学系の最終面と被処理体の表面を液体に浸漬して、かかる液体を介して被処理体を露光する、所謂、液浸型の露光装置に好適である。

フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子又は液晶表示素子を製造する際に、レチクル（マスク）に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する縮小投影露光装置が使用されている。

縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、ＮＡを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められ、ＫｒＦエキシマレーザー（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長約１９３ｎｍ）と用いられる紫外線光の波長は短くなってきた。現在は、次の光源としてＦ_２レーザー（波長約１５７ｎｍ）や極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光の実現に向けて開発が進められている。

このような中で、ＡｒＦエキシマレーザーやＦ_２レーザーの光源を用いながら、更に解像度を向上させる技術として、液浸露光が注目されている。液浸露光とは、投影光学系の最終レンズ面とウェハの像面との間を液体で満たす（即ち、投影光学系のウェハ側の媒質を液体にする）ことで露光光の実効波長を短波長化し、投影光学系の開口数を見掛け上大きくして解像度の向上を図るものである。

液浸露光では、最終レンズ面とウェハの像面との間に介在させた液体中に残存する微少な気泡によって露光光が散乱し、結像性能に影響を及ぼす場合がある。そこで、予め脱気処理を行った液体を液浸材として用いると共に、露光領域の周囲に拡張した液膜領域を設け、気泡が露光領域に進入する前に消滅させることで、液体中に残存する微少な気泡に起因する結像性能の劣化を防止する露光装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特開２００３−３８３７３２号公報 特開２００３−４２２９３２号公報

しかしながら、液体中に有機物等の不純物が存在すると、例えば、有機汚染物質が気泡の表面に膜を形成するために、気泡中の気体の液体に対する拡散作用を妨げ、気泡の寿命（発生した気泡が拡散により消滅するまでの時間）を延命させてしまうことが知られている。従って、液浸材として用いる液体中に有機物等の不純物が存在する場合、特許文献１及び２に提案されている露光装置では、露光領域に進入する前に気泡を消滅させることができず、結像性能の劣化を招いてしまう。なお、有機物等の不純物を完全に除去した液体を用いたとしても、ウェハ上に塗布されているフォトレジストなどから有機物が溶け出すなどして、結果的に不純物を含んでしまう。

そこで、本発明は、液浸材として用いる液体中に存在する微小な気泡や有機物等の不純物を除去し、優れた結像性能を有する露光装置及び方法を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、有機物に対して酸化作用を有する添加物を前記液体に添加する添加手段を有することを特徴とする。

本発明の別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを投影光学系を介して被処理体に転写する露光装置であって、
前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体と、前記液体に添加され、有機物に対して酸化作用を有する添加物とを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としての露光方法は、有機物に対して酸化作用を有する添加物を液体に添加するステップと、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に前記液体を導入するステップと、レチクルに形成されたパターンを、前記投影光学系及び前記液体を介して、前記被処理体上に投影するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、液浸材として用いる液体中に存在する微小な気泡や有機物等の不純物を除去し、優れた結像性能を有する露光装置及び方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の露光装置１の構成を示す概略ブロック図である。

露光装置１は、投影光学系４０の被処理体５０側にある最終面と被処理体５０との間の少なくとも一部に供給される液体ＬＷを介して、レチクル２０に形成された回路パターンをステップ・アンド・リピート方式やステップ・アンド・スキャン方式で被処理体５０に露光する液浸型の投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。また、「ステップ・アンド・リピート方式」とは、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。

露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、レチクル２０を載置するレチクルステージ３０と、投影光学系４０と、被処理体５０を載置するウェハステージ６０と、液体供給機構１００と、液体回収機構２００とを有する。

照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。

光源部１２は、例えば、光源としては、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約１５７ｎｍのＦ_２レーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。更に、スペックルを低減するために光路中に配置した図示しない光学系を直線的又は回動的に揺動させてもよい。また、光源部１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。

照明光学系１４は、レチクル２０を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照明光学系１４は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。

レチクル２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ３０に支持及び駆動されている。レチクル２０から発せられた回折光は、投影光学系４０を通り、被処理体５０上に投影される。レチクル２０と被処理体５０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、スキャナーであるため、レチクル２０と被処理体５０を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル２０のパターンを被処理体５０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、レチクル２０と被処理体５０を静止させた状態で露光が行われる。

レチクルステージ３０は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ３０を駆動することでレチクル２０を移動することができる。ここで、レチクル２０又は被処理体５０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクル２０又は被処理体５０の面に垂直な方向をＺ軸とする。

投影光学系４０は、レチクル２０に形成されたパターンを経た回折光を被処理体５０上に結像する機能を有する。投影光学系４０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。

被処理体５０は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板その他の被処理体を広く含む。被処理体５０にはフォトレジストが塗布されている。

ウェハステージ６０は、図示しないウェハチャックによって被処理体５０を支持する。ウェハステージ６０は、レチクルステージ３０と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向に被処理体５０を移動する。また、レチクルステージ３０の位置とウェハステージ６０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ６０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ３０及び投影光学系４０は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。

液体供給機構１００は、投影光学系４０と被処理体５０との間に液体ＬＷを供給する。液体供給機構１００は、図２に示すように、生成機構１１０と、添加機構１２０と、配管１３０とを有する。ここで、図２は、液体供給機構１００の構成を示す概略ブロック図である。

生成機構１１０は、液浸材としての液体ＬＷを生成する機能を有する。本実施形態では、液体ＬＷとして純水を用いる。なお、液体ＬＷは、特に純水に限定するものではなく、露光光の波長に対して高い透過特性及び高い屈折率特性を有し、投影光学系４０や被処理体５０に塗布されているフォトレジストに対して化学的安定性の高い液体を使用することができる。例えば、フッ素系不活性液体を使用してもよい。

添加機構１２０は、添加物ＡＣを液体に添加する添加手段として機能する。添加機構１２０は、後述するように、添加物ＡＣの添加量を制御する機能も有する。本実施形態では、添加物ＡＣとしてオゾンを用いる。なお、本発明において添加物ＡＣとして使用される物質は、特にオゾンに限定するものではなく、有機物に対して酸化作用（又は分解作用）を有する物質であればよい。例えば、過酸化水素等を使用してもよい。

配管１３０は、生成機構１１０によって生成された液体ＬＷ及び添加機構１２０によって添加物ＡＣが添加された液体ＬＷを、例えば、図中矢印方向に流し、先端に取り付けられた供給ノズル１３２供給ノズル１３２を介して液体ＬＷを供給する。配管１３０の材質は、母材からの不純物の溶出が少なく、且つ、オゾンなどの添加物ＡＣに対して耐久性に優れた材質のものを使用する。例えば、フッ素系樹脂等が好ましい。

図３に生成機構１１０及び添加機構１２０の一例を示す。以下、図３を参照しながら、液体ＬＷに添加する添加物ＡＣの添加量の制御について説明する。生成機構１１０は、図３に示すように、超純水生成手段１１２と、脱気手段１１４と、制御手段１１６とを有する。

超純水生成手段１１２は、図示しない原料水供給源から供給される原料水中に含まれる金属イオン、微粒子及び有機物などの不純物を低減し、液体ＬＷを調整する。本実施形態の液体ＬＷは、例えば、比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上、粒径０．０５μｍ以上のパーティクルが数個／ｍＬ以下で総有機物量（ＴＯＣ）が１ｐｐｂ以下に調整された超純水（以下、超純水ＨＷとする）が好ましい。

超純水生成手段１１２により調整された超純水ＨＷは、配管１３０を介して、脱気手段１１４に供給される。脱気手段１１４は、液体ＬＷ中の溶存酸素及び溶存窒素を低減する。脱気手段１１４の性能としては、液体ＬＷ中での溶存酸素の飽和状態（約９ｐｐｍ）、及び溶存窒素の飽和状態（約１４ｐｐｍ）に対して８０％以上の脱気性能を有することが好ましい。

制御手段１１６は、脱気手段１１４を介して液体ＬＷ中の溶存酸素量及び溶存窒素量を制御する機能を有する。液体ＬＷ中の溶存酸素量及び溶存窒素量は、気泡を発生しないためにできるだけ少ない方がよいが、制御手段１１６は、少なくとも液体ＬＷ中の溶存酸素量を１．８ｐｐｍ以下、及び溶存窒素量を２．８ｐｐｍ以下に制御する。

生成機構１１０により生成された液浸材としての脱気された超純水ＨＷは、配管１３０を介して添加機構１２０に供給される。添加機構１２０は、図３に示すように、添加物生成手段１２２と、検出手段１２４と、制御機構１２６と、添加量検出手段１２８とを有する。

添加機構１２０は、生成機構１１０により生成された脱気された超純水ＨＷに対して、添加物生成手段１２２で生成した添加物ＡＣ（本実施形態では、オゾンＯＣ）を添加した液体ＬＷを生成する際に、添加物ＡＣの添加量を制御する制御機構１２６を基本構成とする。具体的には、制御機構１２６は、液体ＬＷに溶存する添加物ＡＣの添加量を液体ＬＷに対する添加物ＡＣの飽和濃度の２０％以下に制御する。

添加物生成手段１２２は、本実施形態では、オゾンＯＣを生成するためのものであれば限定されず、空気や酸素を無声放電の中に通してオゾンＯＣを発生させる無声放電方式、純水を加水分解することでオゾンＯＣを発生させる加水分解方式及び紫外線照射方式などを利用することができる。

検出手段１２４は、添加物生成手段１２２が生成した添加物ＡＣの量を検出する。本実施形態では、検出手段１２４は、添加物生成手段１２２が生成したオゾンＯＣの量を検出する。

制御機構１２６は、例えば、添加物生成手段１２２により生成したオゾンＯＣを加圧条件下で超純水ＨＷに溶解させるための圧力調整部１２６ａを有する。圧力調整部１２６ａは、添加物生成手段１２２で発生させたオゾンＯＣの圧力を常圧よりも高く加圧する、或いは、超純水ＨＷ自体の圧力を加圧することで、オゾンＯＣの添加量を制御する。圧力調整部１２６ａは、耐オゾン材料を用いた加圧ポンプが好ましい。

また、制御機構１２６は、添加物生成手段１２２により生成したオゾンＯＣを温度制御条件下で超純水ＨＷに溶解させるための温度調整部１２６ｂを有してもよい。温度調整部１２６ｂは、添加物生成手段１２２で発生させたオゾンＯＣの温度、或いは、超純水ＨＷの温度を調整することで、オゾンＯＣの添加量を制御する。

制御機構１２６は、超純水ＨＷにオゾンＯＣを添加した後のオゾン水の濃度を被処理体５０に塗布されているフォトレジストが化学反応を起こさない濃度、且つ溶存気体濃度に対する気泡の寿命（発生した気泡が拡散により消滅するまでの時間）への影響が小さい濃度を上限値とし、有機物などの不純物を分解する能力を示す濃度を下限値とする。即ち、超純水ＨＷに添加されるオゾンＯＣの添加量（オゾン濃度）は、制御機構１２６において最適な濃度に調整される。

添加量検出手段１２８は、制御機構１２６で添加した添加物ＡＣの添加量を検出する。本実施形態では、添加量検出手段１２８は、超純水ＨＷに添加されたオゾンＯＣの添加量（オゾン濃度）を検出する。添加量検出手段１２８が検出した添加量を基に、制御機構１２６は添加物ＡＣの添加量のフィードバック制御を行うことができる。

液体回収機構２００は、投影光学系４０の最終面と被処理体５０との間に供給された添加物ＡＣの添加量及び温度が制御された液体ＬＷを、回収ノズル２３２を介して回収する。

上述の構成によって、露光装置１は、露光中、投影光学系４０の最終面と被処理体５０との間を常に液体ＬＷとしてのオゾン水で浸漬されている状態を保つ。ここで、オゾン水は、生成機構１１０により高純度化及び脱気処理を施した超純水ＨＷに対して、添加機構１２０により添加物ＡＣとしてのオゾンＯＣの量を制御し、所望の濃度及び温度に調整された状態に保たれている。

液体ＬＷとしてのオゾン水は、オゾンＯＣの酸化作用を利用して、有機物等の不純物を分解する作用を有することを特徴とする。従って、露光領域中に存在する液体ＬＷ中の気泡の表面に膜化した有機物等の不純物を分解及び除去することができる。これにより、気泡中の気体の液体ＬＷに対する拡散作用を促進させることで気泡の寿命（発生した気泡が拡散により消滅するまでの時間）の延命を防ぎ、露光装置１の結像性能に対する気泡に起因した露光光の散乱の影響を低減することができる。

液体ＬＷとしてのオゾン水は、液体ＬＷ中の気泡表面に付着した有機物等の不純物の除去に効果を発揮することを特徴とするが、気泡表面に付着した有機物等の不純物の除去に限らず、投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面に付着した有機物等の不純物の除去等にも適用される。投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面に付着した有機物等の不純物を分解及び除去することにより、露光装置１の結像性能に対する像面照度分布の不均一化の影響を低減することができる。

液体ＬＷとしてのオゾン水は、オゾンの酸化還元電位が高いことを利用して、金属不純物が投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面への吸着を防ぐ効果もある。

露光において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１４によりレチクル２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系４０により、液体ＬＷを介して被処理体５０に結像される。露光装置１が用いる液体ＬＷは、液体ＬＷ中に残存する気泡に起因する露光光の散乱や、投影光学系４０のレンズ面等の汚染による像面照度分布の不均一化による結像性能の劣化を抑えることができ、極めて高い解像力でレチクル２０のパターンを投影露光することが可能となる。

図４は、添加機構１２０の変形例である添加機構１２０Ａの構成を示す概略ブロック図である。添加機構１２０Ａは、添加機構１２０と同様であるが、照射手段１２３Ａを付加していることが異なる。添加機構１２０Ａは、図４に示すように、添加物生成手段１２２と、照射手段１２３Ａと、検出手段１２４と、制御機構１２６と、添加量検出手段１２８とを有する。

照射手段１２３Ａは、添加物生成手段１２２が生成したオゾンＯＣに対して紫外光を照射する。なお、図４において、実線の矢印は、紫外光の照射方向を示している。照射手段１２３Ａは、本実施形態では紫外光源であるが、オゾンＯＣや酸素から活性酸素原子を生成させることができるものであれば限定されず、低圧水銀ランプ（波長約２５４ｎｍ、波長約１８５ｎｍ）やキセノンエキシマランプ光源（波長約１７２ｎｍ）等を用いることができる。なお、１７５ｎｍより短い波長を有する光は、酸素を直接分解し、活性酸素原子を生成することができる。従って、低圧水銀ランプより短い波長の光を照射することができるキセノンエキシマランプの方が好ましい。但し、波長１７２ｎｍのエキシマ光は、大気中では８ｍｍ進むだけで約９０％の光が吸収されてしまう。そのため、エキシマ光をより効果的に用いるには、大気に接触する部分を窒素等の不活性気体で置換することが好ましい。また、紫外光を効率よくオゾンＯＣに照射するために、照射手段１２３Ａと添加物生成手段１２２とを接続する窓材等は、紫外域における透過特性の高い石英等が好ましい。

本実施形態の添加手段１２０Ａは、照射手段１２３Ａを用いて添加物生成手段１２２が生成したオゾンＯＣに対して紫外光を照射することにより、オゾンＯＣ又は酸素から活性酸素原子を生成し、制御機構１２６により活性酸素原子を液体ＬＷに添加する。活性酸素原子は、オゾンＯＣよりも酸化力が大きく、有機物等の分解及び除去効果を向上させることができる。また、図４に示すように、照射手段１２３Ａは、制御機構１２６に対して付加してもよく、制御機構１２６によってオゾンＯＣを添加した液体ＬＷに対して紫外光を照射することにより、液体ＬＷ中のオゾンＯＣや溶存酸素から活性酸素原子を生成してもよい。

本実施形態の液体ＬＷは、オゾンＯＣ及び活性酸素原子の酸化作用を利用して、有機物等の不純物を分解する作用を有することを特徴とする。従って、露光領域中に存在する液体ＬＷ中の気泡の表面に膜化した有機物等の不純物を分解及び除去することができる。これにより、気泡中の気体の液体ＬＷに対する拡散作用を促進させることで気泡の寿命（発生した気泡が拡散により消滅するまでの時間）の延命を防ぎ、露光装置１の結像性能に対する気泡に起因した露光光の散乱の影響を低減することができる。

本実施形態の液体ＬＷは、液体ＬＷ中の気泡表面に付着した有機物等の不純物の除去に効果を発揮することを特徴とするが、気泡表面に付着した有機物等の不純物の除去に限らず、投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面に付着した有機物等の不純物の除去等にも適用される。投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面に付着した有機物等の不純物を分解及び除去することにより、露光装置１の結像性能に対する像面照度分布の不均一化の影響を低減することができる。

本実施形態の液体ＬＷは、オゾンＯＣの酸化還元電位が高いことを利用して、金属不純物が投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面への吸着を防ぐ効果もある。

図５は、露光装置１の変形例である露光装置１Ａの構成を示す概略ブロック図である。露光装置１Ａは、露光装置１と同様であるが、照射手段３００を付加していることが異なる。なお、図５では、照射手段３００の周囲のみを示している。

照射手段３００は、投影光学系４０と被処理体５０との間に介在させる液体ＬＷに対して紫外光を照射する機能を有する。照射手段３００は、図５に示すように、紫外光源３０２と、光束成形手段３０４と、遮光板３０６とを有する。

紫外光源３０２は、投影光学系４０と被処理体５０との間に介在させる液体ＬＷに対して照射する紫外光を発光する。紫外光源３０２は、オゾンＯＣや酸素から活性酸素原子を生成させることができるものであれば限定されず、低圧水銀ランプ（波長約２５４ｎｍ、波長約１８５ｎｍ）やキセノンエキシマランプ光源（波長約１７２ｎｍ）等を用いることができる。なお、１７５ｎｍより短い波長を有する光は、酸素を直接分解し、活性酸素原子を生成することができる。従って、低圧水銀ランプより短い波長の光を照射することができるキセノンエキシマランプの方が好ましい。但し、波長１７２ｎｍのエキシマ光は、大気中では８ｍｍ進むだけで約９０％の光が吸収されてしまう。そのため、エキシマ光をより効果的に用いるには、大気に接触する部分を窒素等の不活性気体で置換することが好ましい。

光束成形手段３０４は、紫外光源３０２から射出された光束を所望の形状に成形する。光束成形手段３０４は、少なくとも１つの光学素子から構成され、入射光束の形状を所望の形状に成形する。射出光束の形状は、投影光学系４０と被処理体５０との間に介在させる液体ＬＷにおける露光領域を均一に照明することができる形状であれば限定されない。但し、被処理体５０に塗布されるフォトレジストの種類によっては、入射する紫外光の発散光によって感光してしまう。そこで、紫外光によるフォトレジストの感光を防ぐために、紫外光の形状をシート状に成形することが好ましい。

遮光板３０６は、紫外光源３０２から射出され、液体ＬＷを通過した紫外光を遮光する。なお、遮光板３０６は、紫外光を検出する光検出器に置換されてもよい。かかる光検出器により、例えば、露光中において、紫外光源３０２から射出される光束の散乱強度を検出することで、液体ＬＷ中の気泡等による影響をリアルタイムに検出して、制御機構１２６にフィードバックをかけることが可能となる。

露光装置１Ａは、紫外光源３０２から射出される紫外光を、光束成形手段３０４を介して、投影光学系４０と被処理体５０との間に介在させる液体ＬＷに照射することで、液体ＬＷ中に含有するオゾンＯＣや溶存酸素から活性酸素原子を生成することができる。露光装置１Ａは、特に、露光領域の液体ＬＷに対して直接紫外光を照射することにより活性酸素原子を局所的に生成することが可能であるため、露光領域に存在する有機物などの不純物の除去に効果的である。

露光装置１Ａは、液体ＬＷ中に存在するオゾンＯＣ及び活性酸素原子の酸化作用を利用して、有機物等の不純物を分解する作用を有することを特徴とする。従って、露光領域中に存在する液体ＬＷ中の気泡の表面に膜化した有機物等の不純物を分解及び除去することができる。これにより、気泡中の気体の液体ＬＷに対する拡散作用を促進させることで気泡の寿命（発生した気泡が拡散により消滅するまでの時間）の延命を防ぎ、露光装置１Ａの結像性能に対する気泡に起因した露光光の散乱の影響を低減することができる。

露光装置１Ａが用いる液体ＬＷは、液体ＬＷ中の気泡表面に付着した有機物等の不純物の除去に効果を発揮することを特徴とするが、気泡表面に付着した有機物等の不純物の除去に限らず、投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面に付着した有機物等の不純物の除去等にも適用される。投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面に付着した有機物等の不純物を分解及び除去することにより、露光装置１Ａの結像性能に対する像面照度分布の不均一化の影響を低減することができる。

露光装置１Ａが用いる液体ＬＷは、液体ＬＷ中に存在するオゾンＯＣの酸化還元電位が高いことを利用して、金属不純物が投影光学系４０のレンズ表面や被処理体５０の表面への吸着を防ぐ効果もある。

露光装置１及び１Ａによれば、液浸材として用いる液体ＬＷに酸化作用を有する添加物ＡＣが添加されている。従って、液体ＬＷ中に残存する気泡表面に膜化した有機物などの不純物を分解及び除去することで、気泡の寿命（発生した気泡が拡散により消滅するまでの時間）の延命を防ぐことができ、気泡に起因した露光光の散乱等による像面照度分布の不均一化等による結像性能の劣化を防止することができる。また、液体ＬＷ中に残存する有機物等の不純物が投影光学系のレンズ表面や被処理体表面に付着した場合の不純物の除去にも適用できる。従って、露光装置１及び１Ａは、気泡の影響や有機物などの不純物による汚染による結像性能の劣化のない高品位なデバイスを提供することができる。

次に、図６及び図７を参照して、上述の露光装置１又は１Ａを利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図６は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

図７は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１又は１Ａによってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置１又は１Ａを使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す液体供給機構の構成の一例を示す概略ブロック図である。 図２に示す生成機構及び添加機構の一例を示す概略ブロック図である。 図３に示す添加機構の変形例である添加機構の構成を示す概略ブロック図である。 図１に示す露光装置の変形例である露光装置の構成を示す概略ブロック図である。 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。 図６に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。

符号の説明

１ 露光装置
１０ 照明装置
２０ レチクル
３０ レチクルステージ
４０ 投影光学系
５０ 被処理体
６０ ウェハステージ
１００ 液体供給機構
１１０ 生成機構
１１２ 超純水生成手段
１１４ 脱気手段
１１６ 制御手段
１２０ 添加機構
１２２ 添加物生成手段
１２４ 検出手段
１２６ 制御機構
１２６ａ 圧力調整部
１２６ｂ 温度調整部
１２８ 添加量検出手段
１３０ 配管
１３２ 供給ノズル
２００ 液体回収機構
２３２ 回収ノズル
１２０Ａ 添加機構
１２３Ａ 照射手段
１Ａ 露光装置
３００ 照射手段
３０２ 紫外光源
３０４ 光束成形手段
３０６ 遮光板
ＬＷ 液体
ＨＷ 超純水
ＡＣ 添加物
ＯＣ オゾン

Claims (16)

1. レチクルのパターンを被処理体に投影する投影光学系を有し、前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体を介して前記被処理体を露光する露光装置であって、
   有機物に対して酸化作用を有する添加物を前記液体に添加する添加手段を有することを特徴とする露光装置。
2. 前記添加手段は、前記液体に対する前記添加物の添加量を制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 前記制御機構は、前記添加物の圧力又は前記液体の圧力を調整することで前記添加量を制御する圧力調整部を有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
4. 前記制御機構は、前記液体の温度を調整することで前記添加量を制御する温度調整部を有することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
5. 前記制御機構は、前記液体に溶存する前記添加量を前記液体の飽和濃度に対する２０％以下に制御することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
6. 前記添加物は、オゾンであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
7. 前記オゾンに対して紫外光を照射する照射手段を更に有することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
8. 前記液体に対して紫外光を照射する照射手段を更に有することを特徴とする請求項６記載の露光装置。
9. 前記紫外光は、エキシマレーザーであることを特徴とする請求項７又は８記載の露光装置。
10. 前記液体は、純水又はフッ素系不活性液体であることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
11. 前記液体を脱気する脱気手段と、
    前記脱気手段を介して前記液体中の溶存酸素量及び溶存窒素量を制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
12. レチクルのパターンを投影光学系を介して被処理体に転写する露光装置であって、
    前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に供給される液体と、
    前記液体に添加され、有機物に対して酸化作用を有する添加物とを有することを特徴とする露光装置。
13. 有機物に対して酸化作用を有する添加物を液体に添加するステップと、
    前記投影光学系と前記被処理体との間の少なくとも一部に前記液体を導入するステップと、
    レチクルに形成されたパターンを、前記投影光学系及び前記液体を介して、前記被処理体上に投影するステップとを有することを特徴とする露光方法。
14. 前記添加ステップは、
    前記液体の圧力に基づいて、前記添加物の添加量を制御するステップを有することを特徴とする請求項１３記載の露光方法。
15. 前記添加ステップは、
    前記液体の温度に基づいて、前記添加物の添加量を制御するステップを有することを特徴とする請求項１３記載の露光方法。
16. 請求項１乃至１２のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
    露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。