JP2008060276A - 液浸露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 停電時に投影光学系の最終面とウエハ表面との間の空間から液体を残さず回収する液浸露光装置及びデバイス製造方法を提供する。
【解決手段】 投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間に液体１８０を供給するための液体供給機構１８２と、空間の液体１８０を回収するための第一の液体回収機構１９０とを有する液浸露光装置１００において、気体供給機構２００と第二の液体回収機構３００とを有し、気体供給機構２００に接続される気体供給ノズル２０２と、第二の液体回収機構３００に接続される第二の液体回収ノズル３０２とを、空間を挟み対向して配置する。気体供給機構２００と第二の液体回収機構３００は停電時に同時に動作し、空間から液体１８０を排除する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液浸露光装置及びこの液浸露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。

近年、半導体集積回路の高集積化に伴い、露光装置とりわけ投影光学系には、高い性能を求められている。
露光装置の解像度は投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることによって高めることができるが、ＮＡを大きくすることによって焦点深度は浅くなる。
このため、ある程度以上ＮＡを大きくすることはできず、解像度を高めるために露光波長を短波長化することが要求されてきた。
露光波長の短波長化を実現するためには、レジスト、ペリクル、レチクル、レンズなどの各種材料を開発する必要がある。

しかし、材料開発には、時間やコストがかかるため、短期間のうちに短波長化を実現することは困難であった。
このような材料開発の問題を解決するため、露光波長の短波長化をせずに解像度を向上させる液浸露光方式が提案されている。
また、液浸露光方式の一方式として、投影光学系の最終面（最終レンズ）とウエハの表面との空間に液体を局所的に充填するローカルフィル方式が提案されている。
屈折率ｎの液体中では波長が１／ｎになるため、見かけ上の露光光波長が短くなり、解像度を高めることができる。併せて、焦点深度をｎ倍程度拡大することも可能である。

ローカルフィル方式では、液体供給機構と液体回収機構を備え、ウエハの露光前に最終レンズとウエハ表面と間の開放空間に液体を満たす工程と、ウエハの露光後に該開放空間に満たされた液体を回収する工程が含まれる。
露光装置のスループットを落とさないためにウエハ交換時も前記開放空間に液体を保持する工夫が成される。
一方、ウエハチャックの交換や長期休止時等で前記開放空間に満たされた液体を回収する必要がある場合、露光装置の通常運転時では液体供給装置を停止し、残る液体を液体回収装置によって回収する。

また、停電等による電源異常によって液体回収機構が停止した場合、ウエハ上から液体が溢れウエハステージ等の故障を引き起こし、ウエハ上に残った液体によって光学部材が劣化する可能性がある。
このため、液体回収機構が停止する場合は、速やかにウエハ上に残った液体を回収する必要がある。
そこで、特開２００５−５７２７８号公報（特許文献１）により、緊急時に投影光学系とウエハとの間の液体を除去するための真空源を有する液浸露光装置が提案されている。
さらに、国際公開公報ＷＯ２００５／０２２６１５（特許文献２）により、露光装置の電源異常時に対応するため、補助電源若しくは無停電電源を備える方法が提案されている。
特開２００５−５７２７８号公報 国際公開公報ＷＯ２００５／０２２６１５

しかしながら、上記に示した液浸露光装置は、停電時に液体の回収を吸引のみによって行なっているため、回収の途中で液体の一部が千切れウエハ上や投影光学系の最終面に液体を残してしまう場合があった。
特に使用する液体の表面張力が小さい場合は液体が千切れやすく、残った液体は乾燥するまでにレジストからの溶出物や雰囲気中の不純物を溶かし込んでしまうので、液体が乾燥した後は不純物の薄い膜を形成してしまう。
この場合、ウエハに塗布されているレジストの劣化や光学レンズ表面の汚染による露光光の透過率むらを生じ、最終的に良好なデバイスを製造することができなくなる。

そこで、本発明は、停電時でも、投影光学系の最終面とウエハ表面との空間に供給された液体をウエハ表面や光学系の最終面にあまり残さずに回収できる液浸露光装置を提供することを例示的な目的とする。

上記課題を解決するために本発明の一側面としての液浸露光装置は、投影光学系の最終面とウエハ表面との間の空間に液体を供給するための液体供給機構と、前記空間の前記液体を回収するための第一の液体回収機構と、を有する液浸露光装置において、気体供給機構と第二の液体回収機構とを有し、前記気体供給機構に接続される気体供給ノズルと、前記第二の液体回収機構に接続される第二の液体回収ノズルとは前記空間を挟み対向して配置され、前記気体供給機構と前記第二の液体回収機構は停電時に動作し、前記空間から前記液体を排除することを特徴とする。

本発明の液浸露光装置によれば、停電時でも、投影光学系の最終面とウエハ表面との空間に供給された液体をウエハ表面や光学系の最終面にあまり残さずに回収できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

（実施例１における液浸露光装置の概要）
図１は、本発明の実施例１に係る液浸露光装置１００の構成を模式的に示す模式図である。
図１に示すように、本発明の実施例１の液浸露光装置１００は、照明装置１１０と、レチクル（マスク）１３０と、レチクルステージ１３２と、投影光学系１４０と、ウエハ１７０と、ウエハステージ１７４とを有する。
また、液浸露光装置１００は、媒質としての液体１８０と、液体供給機構１８２と、第一の液体回収機構１９０と、気体供給機構２００と、第二の液体回収機構３００とを有する。

液浸露光装置１００は、投影光学系１４０の最もウエハ１７０側のレンズ（最終レンズ）のウエハ１７０側の面（レンズ最終面）とウエハ１７０表面との間の空間に液体１８０が供給される。投影光学系１４０のレンズ最終面は、部分的又は全体的にウエハ１７０表面の液体１８０に接触される。
投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の空間に液体１８０を供給する液体供給機構１８２と、その液体１８０を回収する第一の液体回収機構１９０については後述する。
即ち、液浸露光装置１００は、液体１８０を介してレチクル１３０に形成されたパターンをウエハ１７０に露光する液浸式の露光装置であり、ステップアンドスキャン方式の投影露光装置を例示する。
ただし、本発明の実施例１の液浸露光装置１００は、ステップアンドリピート方式等の他、任意の露光方式を適用することができる。

一方、照明装置１１０は転写用の回路パターンが形成されたレチクル１３０を照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、光源としてのレーザー１１２と、ビーム整形光学系１１４とを含む。
レーザー１１２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、波長約１５７ｎｍのＦ_２エキシマレーザー等のパルスレーザー光を使用することができる。
レーザーの種類、個数は限定されず、光源部の種類も限定されない。
ビーム整形光学系１１４は、例えば、複数のシリンドリカルレンズを備えるビームエクスパンダ等を使用することができ、レーザー１１２からの光束の縦横比率を所望の値に変換する。

即ち、ビーム整形光学系１１４は、例えば、光束の断面形状を長方形から正方形に変換する等によりビーム形状を所望の形状に成形する。
ビーム成形光学系１１４は、後述するオプティカルインテグレーター１１８を照明するのに必要な大きさと発散角を持つ光束を形成する。
照明光学系は、レチクル１３０を照明する光学系であり、実施例１では、集光光学系１１６と、オプティカルインテグレーター１１８とを含む。
また、照明光学系は、開口絞り１２０と、集光レンズ１２２と、折り曲げミラー１２４と、マスキングブレード１２６と、結像レンズ１２８とを含む。
照明光学系は、輪帯照明、四重極照明等のような様々な照明モードを実現できる。

集光光学系１１６は、複数の光学素子から構成され、オプティカルインテグレーター１１８に所望の形状の光束を効率よく導入する。
集光光学系１１６は、例えば複数の光学素子としてのズームレンズシステムを含み、オプティカルインテグレーター１１８への入射ビームの形および角度の分配をコントロールする。
集光光学系１１６は、レチクル１３０への照明光の露光量を照明毎に変更可能な露光量調整部を含む。
一方、オプティカルインテグレーター１１８は、実施例１では、レチクル１３０に照明される照明光を均一化し、入射光の角度分布を位置分布に変換して出射するハエの目レンズとして構成される。

オプティカルインテグレーター１１８の出射面の直後には、形状及び径が固定された開口絞り１２０が設けられている。
開口絞り１２０は、投影光学系１４０の瞳１４２に形成される有効光源とほぼ共役な位置に配置され、開口絞り１２０の開口形状は投影光学系１４０の瞳面の有効光源形状に相当する。

開口絞り１２０は、後述するように、有効光源の形状を制御する。開口絞り１２０は、照明条件に応じて図示しない絞り交換機構によって、種々の開口絞りが光路中に位置するように切り替え可能となっていてもよい。
集光レンズ１２２は、オプティカルインテグレーター１１８の射出面近傍の２次光源から射出して、開口絞り１２０を透過した複数の光束を集光する。
集光レンズ１２２は、集光後の光束を、折り曲げミラー１２４で反射させて被照斜面としてのマスキングブレード１２６面をケーラー照明する。
マスキングブレード１２６は、複数の可動遮光板より構成され、ほぼ矩形の任意の開口を有している。マスキングブレード１２６は、レチクル１３０と光学的に共役な位置に配置される。
マスキングブレード１２６の開口部を透過した光束をレチクル１３０の照明光として使用する。マスキングブレード１２６は開口幅を自動可変可能な絞りであり、転写領域を変更できる。

また、液浸露光装置１００は、スキャン方向の転写領域を変更可能にする、上述のマスキングブレード１２６と類似した構造のスキャンブレードを更に有してもよい。
スキャンブレードも開口幅が自動可変可能である絞りであり、マスキングブレード１２６の近傍に設けられる。
液浸露光装置１００は、これら二つの可変ブレードを用いることによって露光を行なうショットの寸法に合わせて転写領域の寸法を設定することができる。
一方、結像レンズ１２８は、マスキングブレード１２６の開口形状をレチクル１３０面上に結像する。

レチクル１３０は、ウエハ１７０上に転写されるべきパターンが形成され、レチクルステージ１３２に支持及び駆動される。レチクル１３０から発せられた回折光は投影光学系１４０を通りウエハ１７０上に投影される。
ウエハ１７０上には、レジストが塗布されている。レチクル１３０とウエハ１７０とは光学的に共役の関係に配置される。

レチクルステージ１３２は、レチクル１３０を支持して図示しない移動機構に機械的に接続されている。
投影光学系１４０は、レチクル１３０に形成されたパターンを経た回折光をウエハ１７０上に結像する機能を有する。

投影光学系１４０は、複数のレンズ素子のみからなる屈折光学系、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反射屈折光学系等を使用できる。

ウエハ１７０は、シリコンウエハに限らず、液晶モニタ用ガラス基板、またはその他の基板を指す。
ウエハ１７０の表面にはレジストが塗布されており、ウエハ１７０はウエハチャック１７２を介してウエハステージ１７４に支持される。
ウエハステージ１７４は、例えばリニアモータを利用してＸＹＺ方向にウエハ１７０を移動する。

一方、液体供給機構１８２は、所定の圧力を発生して、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の空間に液体１８０を供給するものであり、液体供給配管１８３と液体供給ノズル１８４とを有する。
液体供給ノズル１８４の先端は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の上記空間領域の一方端（例えば図示右側の一方端）若しくはその付近に位置する。
液体供給機構１８２は、例えば図示しないが、液体１８０を溜めるタンク、精製装置、脱気装置、温度制御装置、液体１８０を送り出す圧送装置、液体１８０の供給流量を制御する流量制御装置を含む。
ただし前記タンクの代わりに、工場から直接供給される純水装置を使用することもできる。

第一の液体回収機構１９０は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の空間の液体１８０を回収するものであり、第一の液体回収配管１８９と第一の液体回収ノズル１８６とを有する。
第一の液体回収ノズル１８６の先端は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の上記空間領域の他方端（例えば図示左側の他方端）若しくはその付近に位置する。
液体供給機構１８２に機械的に接続された液体供給ノズル１８４と、第一の液体回収機構１９０に機械的に接続された第一の液体回収ノズル１８６とは前記空間を挟み対向して配置されている。
液体１８０は、液体供給機構１８２から液体供給配管１８３及び液体供給ノズル１８４を介して、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０との間の空間に所定の液体量分として供給される。

液体１８０は、第一の液体回収ノズル１８６及び第一の液体回収配管１８９を介して第一の液体回収機構１９０に回収される。
液体１８０の材料としては、露光波長の透過率がよく、投影光学系１４０に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングがよい液体が選択される。
液体１８０は、例えば、水や有機系液体であり、ウエハ１７０に塗布されたレジストや露光光の波長に応じて選定することができる。
投影光学系１４０のレンズ最終面には液体１８０からの影響を保護するためにコーティングを施すこともできる。

（本発明の実施例１の概要）
気体供給機構２００は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の空間に例えば空気等の気体を噴射して供給するものであり、気体供給配管２０１と気体供給ノズル２０２とを有する。
気体供給ノズル２０２の先端は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の上記空間領域の一方端（例えば図示右側の一方端）若しくはその付近に位置する。
気体供給機構２００の気体供給配管２０１及び気体供給ノズル２０２は、単数に限らず、複数を用いても良く、気体供給機構２００自体も複数を用いてもよい。

第二の液体回収機構３００は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の空間の液体１８０を回収するものであり、第二の液体回収配管３０１と第二の液体回収ノズル３０２を有する。
第二の液体回収ノズル３０２の先端は、投影光学系１４０のレンズ最終面とウエハ１７０表面との間の上記空間領域の他方端（例えば図示左側の他方端）若しくはその付近に位置する。
即ち気体供給機構２００に機械的に接続された気体供給ノズル２０２と、第二の液体回収機構３００に機械的に接続された第二の液体回収ノズル３０２とは前記空間を挟み対向して配置されている。
第二の液体回収機構３００の第二の液体回収配管３０１及び第二の液体回収ノズル３０２も、単数に限らず、複数を用いても良く、第二の液体回収機構３００自体も複数を用いてもよい。

（本発明の実施例１の詳細）
図２は、本発明の実施例１の気体供給機構２００及び第２の液体回収機構３００の構成の詳細を模式的に示す詳細模式図である。
気体供給機構２００は、図２に示すように、密閉加圧容器２０３と第一のノーマルオープンバルブ２０４と気体導入配管２０９と第一の逆止弁２０５と加圧手段２０６とを有する。
また、気体供給機構２００は、密閉加圧圧容器２０３内の圧力を検出するための第一の圧力計２０７と気体流速制御バルブ２０８とを有する。
第一のノーマルオープンバルブ２０４は、密閉加圧容器２０３の気体を気体供給ノズル２０２に導く気体供給配管２０１に設けられている。
第一のノーマルオープンバルブ２０４は、液浸露光装置１００が異常休止した時に開いて密閉加圧容器２０３の気体供給ノズル２０２からの気体噴射を行わせる。
第一のノーマルオープンバルブ２０４は、該バルブ２０４を開閉するための電磁力や電気力等の動力源が途切れた際に異常休止時の動作として開状態を保つ。
第一のノーマルオープンバルブ２０４の開状態の保持は、所定の復帰力を与えるスプリング等の部材や高圧空気等を用いることで可能となる。

異常休止とは、例えば、停電時（電源異常等）、レチクルステージ１３２の異常停止、ウエハステージ１７４の異常停止等の場合であり、所定のセンサや論理回路（不図示）等により検出できる。
また、異常休止には、液体供給機構１８２又は第一の液体回収機構１９０が異常停止した場合を含む。この点のみを検出する場合も、所定のセンサや論理回路（不図示）等を用いることで可能となる。
ただしセンサ等を用いる場合、本例では第一のノーマルオープンバルブ２０４を用いるため、異常休止の検出時に、第一のノーマルオープンバルブ２０４への電磁力若しくは電気力の供給を遮断するための所定の構成を含む。
即ち液浸露光装置１００の異常休止の検出時には、第一のノーマルオープンバルブ２０４への電磁力等の動力の出力が遮断されて、開状態が保たれるため、上記気体の噴射が可能となる。

一方、加圧手段２０６は、気体を気体導入配管２０９から密閉加圧容器２０３に圧入し、第一の圧力計２０７の指示値に基づいて通電時に密閉加圧容器２０３内の圧力を所定の圧力に維持する。
密閉加圧容器２０３内の圧力は、加圧手段２０６の通電時に例えば１気圧よりも高く維持されることが好ましい。
加圧手段２０６には、加圧ポンプや半導体製造工場の高圧空気設備等を使用することができる。
ここで加圧手段２０６とは、密閉加圧容器２０３内を所定の圧力に保つための圧力制御バルブ、圧力レギュレータ等を含み、また加圧手段の非動作時に密閉加圧容器２０３から気体が逆流するのを防止するための逆止弁を含む。
尚、逆止弁は、後述する第一の逆止弁２０５で兼用してもよい。
気体は、湿度調節器（不図示）によって低湿度にされた空気が使われる。また気体は、空気に限らず、液体１８０に対する飽和蒸気圧の高い気体を用いてもよい。

しかし酸素を含まない気体の場合は、ウエハステージ空間は独立空間とされる。
ただし第一の圧力計２０７は必ずしも必要ではなく、例えば加圧手段２０６が圧力レギュレータ（不図示）を含む場合は圧力レギュレータによって圧力が決定される。
第一の逆止弁２０５は、加圧手段２０６が停止した場合、密閉加圧容器２０３内の気体が加圧手段２０６側へ流れるのを防止する。
また、気体供給配管２０１には、気体流速制御バルブ２０８が設けられているため、該気体供給配管２０１を通る気体の流速を所定の値以下に制御することが可能である。
ここで気体流速制御バルブ２０８とは、定流量バルブ、定圧弁バルブ等を含み、第一のノーマルオープンオープンバルブ２０４が閉状態から開状態へ切り換わる際に気体供給ノズル２０２から吹き出される気体の流速を所定流速以内に収めるためのバルブである。

一方、第二の液体回収機構３００は、図２に示すように、密閉減圧容器３０３と第二のノーマルオープンバルブ３０４と気体排出配管３０９と第二の逆止弁３０５と減圧手段３０６とを有する。
また、第二の液体回収機構３００は、密閉減圧容器３０３内の圧力を検出する第二の圧力計３０７と液体流速制御バルブ３０８とを有する。
第二のノーマルオープンバルブ３０４は、液体回収ノズル３０２の液体を密閉減圧容器３０３に導く第二の液体回収配管３０１に設けられている。
第二のノーマルオープンバルブ３０４も、本例の液浸露光装置１００が異常休止した時に開いて密閉減圧容器３０３内へ第二の液体回収ノズル３０２を介して上記液体１８０及び上記気体の吸引を可能にする。
第二のノーマルオープンバルブ３０４は、該バルブ３０４を開閉するための電磁力や電気力等の動力源が途切れた際に異常休止時の動作として開状態を保つ。
第二のノーマルオープンバルブ３０４の開状態の保持も、例えば所定の復帰力を与えるスプリング等の部材や高圧空気等を用いることで可能となる。

異常休止とは、同じく、停電時（電源異常等）、レチクルステージ１３の異常停止、ウエハステージ１７４の異常停止等の場合であり、所定のセンサや論理回路（不図示）等により検出できる。
また、同じく異常休止には、液体供給機構１８２又は第一の液体回収機構１９０が異常停止した場合を含む。この点のみを検出する場合も、所定のセンサや論理回路（不図示）等を用いることで可能となる。
ただしセンサ等を用いる場合、本例では第二のノーマルオープンバルブ３０４を用いるため、異常休止の検出時に、第二のノーマルオープンバルブ３０４への電磁力若しくは電気力の供給を遮断するための構成を含む。

即ち、液浸露光装置１００の異常休止の検出時には、第二のノーマルオープンバルブ３０４への電磁力等の動力の出力が遮断されて、開状態が保たれるため、上記気体及び上記液体１８０の吸引が可能となる。
この点の動作タイミングは、気体供給機構２００の第一のノーマルオープンバルブ２０４の場合も上述の如く同一であり、したがって気体供給機構２００及び第二の液体回収機構３００は、同一のタイミングで同時に作動する。
特に、気体供給機構２００及び第二の液体回収機構３００は、停電時の非通電による第一及び第二のノーマルオープンバルブ２０４，３０４の同時作動により、上記空間に残る液体１８０を効率よく排除する。
ここで同時とは、気体供給機構２００と第二の液体回収機構３００とが同時に動作する以外に、どちらかが断続運転、もう一方が連続運転といった動作や、どちらも断続運転といった動作も含まれる。
尚、気体供給機構２００及び第二の液体回収機構３００は、一つのスイッチ操作に伴う例えば充電器からの電源投入で同時に作動させるという態様もある。

一方、減圧手段３０６は、例えば真空ポンプ等を用いて密閉減圧容器３０３内の気体を気体排出配管３０９から外部へ排出し第二の圧力計３０７の指示値に基づいて密閉減圧容器３０３内の圧力を所定の圧力に維持する。
密閉減圧容器３０３内の圧力は、減圧手段３０６の通電時に例えば１気圧よりも低く維持されることが好ましい。
ここで減圧手段とは、前記密閉減圧容器３０３内を所定の圧力に保つための圧力制御バルブ、圧力レギュレータ等を含み、また減圧手段の非動作時に該密閉減圧容器３０３へ気体が逆流するのを防止するための逆止弁を含む。
尚、逆止弁は、後述する第二の逆止弁３０５で兼用してもよい。
一方、気体排出配管３０９は密閉減圧容器３０３内の気体のみを排出するため密閉減圧容器３０３の上部に連結されている。
第二の圧力計３０７は、必ずしも必要でなく、減圧手段３０６の減圧能力で決定される真空度まで密閉減圧容器３０３を減圧してもよい。

第二の逆止弁３０５は、減圧手段３０６が停止した場合、減圧手段３０６側から密閉減圧容器３０３内に気体が流れるのを防止する。
減圧手段３０６は、例えばターボ分子ポンプやその他任意の真空ポンプや半導体製造工場の真空設備等を使用することができる。
第二の液体回収配管３０１には液体流速制御バルブ３０８が設けられているため、第二の液体回収配管３０１を通る液体の流速を所定の値以下に制御することができる。

図３は、液体供給ノズル１８４及び液体回収ノズル１８６の一つの配置例として図２のＡ―Ａ’に沿って図示下方から見上げた状態を模式的に示す部分的模式図である。
従来の技術に関係する液体供給ノズル１８４及び第一の液体回収ノズル１８６は、図３に示すように異なる同心円状に配置されている。
即ち、図３に示す例では、内側の同心円状部分ａが液体供給ノズル１８４の配置領域であり、外側の同心円状部分ｂが第１の液体回収ノズル１８６の配置領域である。
ただし液体供給ノズル１８４及び第一の液体回収ノズル１８６は、液体１８０の空間において互いに対向する配置であることが好ましい。

この場合、気体供給機構２００の気体供給ノズル２０２の配置領域は、内側の同心円状部分ａに設定し、第二の液体回収機構３００の第二の液体回収ノズル３０２は、外側の同心円状部分ｂに設定するという態様がある。
即ち液体供給ノズル１８４及び気体供給ノズル２０２は、互いに例えば交互に存在させ、かつ第一の液体回収ノズル１８６及び第二の液体回収ノズル３０２も互いに例えば交互に存在させるという一つの配置例である。
しかし液体供給ノズル１８４及び気体供給ノズル２０２は、内側の同心円状部分ａで互いに直交させ、かつ第一の液体回収ノズル１８６及び第二の液体回収ノズル３０２も外側の同心円状部分ｂで互いに直交させてもよい。
尚、上記各ノズル１８４，１８６，２０２，３０２の配置例については同心円状に限定されるものではなく、例えばウエハのスキャン方向に対向して配置してもよい。
若しくは上記各ノズル１８４，１８６，２０２，３０２の配置例については更に例えばウエハのステップ方向に配置しても良く、即ちその配置の仕方は任意である。

ところで、図２は本発明の実施例１の液浸露光装置１００が正常に運転されている状態を示す。
液体１８０は、液体供給機構１８２から液体供給ノズル１８４を介して投影光学系１４０の最終面（最終レンズ面）とウエハ１７０表面との間の空間に供給され、第一の液体回収ノズル１８６を介して第一の液体回収機構１９０に回収される。
この時、液体１８０の液体供給量と液体回収量は等しく、投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間には液体１８０が保たれた状態でウエハスキャン及び露光処理が行なわれる。
一方、正常運転時は、第一及び第二のノーマルオープンバルブ２０４，３０４は閉じており、密閉加圧容器２０３は加圧手段２０６によって所定の圧力に加圧され、密閉減圧容器３０３は減圧手段３０６によって所定の圧力に減圧されている。

（本発明の実施例１の気体供給機構と第二の液体回収機構の動作の概要）。
図４から図７は本発明の実施例１の液浸露光装置１００に電源異常が発生した後、液体１８０が第二の液体回収機構３００に回収されていく様子を時系列的に示す動作説明図である。
特に図４は電源異常が発生し液体供給機構１８２と第一の液体回収機構１９０が停止した直後の状態を示す。
電源異常が発生して電力の供給が停止すると第一及び第二のノーマルオープンバルブ２０４，３０４は同時に開状態となる。
このため、一方では密閉加圧容器２０３が気体供給ノズル２０２を介して気体４００を上記空間に供給し、上記空間に残る液体１８０を、その気体４００の動圧によって第二の液体回収ノズル３０２の方向へ押し出す。
また同時に、他方では密閉減圧容器３０３が第二の液体回収ノズル３０２を介して上記空間から押し出される液体１８０の回収を開始する（図５）。

密閉減圧容器３０３が気体供給ノズル３０２を介する上記空間の液体１８０の回収が進み、最後の部分の液体１８０の回収（図６）の後、密閉減圧容器３０３が第二の液体回収ノズル３０２を介する上記空間の液体１８０の回収を終える（図７参照）。
この間の液体１８０の回収効率を決定する一要因である気体４００の風量及び風速は、液体１８０を上記空間から外へ吹き飛ばしてしまうことがない限り任意であり、もう一つの要因である吸引の負圧も弊害がない限り１気圧よりも低い任意の負圧を用いてよい。
一方、密閉減圧容器３０３が第二の液体回収ノズル３０２を介して上記空間の液体１８０の回収を終えたとしても、図７に示すように、密閉加圧容器２０３は、気体供給ノズル２０２を介して気体４００を上記空間に供給し続ける。
また同時に、密閉減圧容器３０３は、気体供給ノズル２０２から噴出される気体４００を吸引し続ける。

密閉減圧容器３０３が、気体供給ノズル２０２からの気体４００を吸引し続けることによって、投影光学系１４０の最終面やウエハ１７０表面に液体１８０が微小に残るとしてもその液体１８０を速やかに乾燥させることができる。
気体４００を上記空間に供給し続ける時間、及び上記気体４００を吸引し続ける時間は、任意の同時間に設定してよいが、投影光学系１４０の最終面やウエハ１７０表面の液体１８０が完全に乾燥するまでに要する時間以上の時間に設定することが好ましい。
気体供給ノズル２０２と第二の液体回収ノズル３０２は、１対に限らず、液体１８０用の上記空間の液浸領域によって例えば図１１（図２の断面Ａ−Ａ’’方向から見下ろした図）に示すように放射状の複数対の配列構成にしてもよい。
気体供給ノズル２０２を複数設けることによって液体１８０を広がることなく第二の液体回収ノズル３０２に導くことが可能である。
また、第二の液体回収ノズル３０２を複数設けることによって液体１８０を効率良く回収することができる。

第二の液体回収ノズル３０２の材質としては、液体１８０に直接触れるため不純物の溶出の少ないテフロン（登録商標）樹脂等が望ましい。
しかしながら、例えばテフロン（登録商標）樹脂の場合、使用する液体１８０が水だとすると撥水性が大きいため、図１３に示すように、第二の液体回収ノズル３０２の先端に水が接していても水をはじいて気体４００のみを吸引し水を回収できない場合もあり得ると考える。
この場合、第二の液体回収ノズル３０２の内壁を親水処理することで図１４、図１５に示すように第二の液体回収ノズル３０２が液体１８０に接する際の水の表面張力により第二の液体回収ノズル３０２の液体１８０の回収能力を高めることができる。
また第二の液体回収ノズル３０２の内壁を親水処理する以外に、使用する液体に対して親水性の材料からなる多孔質体を第二の液体回収ノズル３０２に嵌め込んでも同様の効果を得ることができる。

加圧手段２０６及び減圧手段３０６の動力源は通常の商用電源、又は無停電電源を使用することができる。
通常の商用電源等を使用した場合、停電等の電源異常が発生した時点で電力の供給が停止されるが、電力投与がなくても密閉加圧容器２０３内に蓄えられた加圧気体によって密閉加圧容器２０３内の圧力が環境圧力に等しくなるまで気体４００を供給できる。
また密閉減圧容器３０３内も電力の供給が停止するまで減圧状態に保たれているため、最大密閉減圧容器の体積まで液体１８０及び気体４００を回収することができる。
更に密閉容器と機械的なバルブによってのみ構成されるので、商用電源を用いる場合、無停電電源を使用する場合に比べて、コストや信頼性の面で有利となる。

本発明の実施例１の液浸露光装置１００によれば、停電等の電源異常時に作動する気体供給機構２００及び第二の液体回収機構３００を備える。
しかも、気体供給機構２００に機械的に接続された気体供給ノズル２０２と、第二の液体回収機構３００に機械的に接続された第二の液体回収ノズル３０２とを液体１８０を供給する上記空間を挟み対向して配置した。
このため、電源異常（停電時等）が発生した際でも、投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間の液体１８０が途切れることなく、かつ確実に液体１８０を残さず回収することができる。
したがって、従来において停電時に発生し易かった吸引し切れない液体の乾燥した後に残る不純物等の悪影響を完全に防止することができ、しかも、液体の蒸発を考える必要がなく、液浸露光装置１００の各機器の腐食発生の原因をも排除できる。
その結果、本発明の実施例１の液浸露光装置１００は、停電時においても動作上及び高機能性の信頼性を確実に高めることができる。

次に、本発明の実施例２を説明する。
図８は、本発明の実施例２に係る液浸露光装置１００の構成の要部を模式的に示す部分的模式図である。
本例の液浸露光装置１００は、図８に示すように、気体供給機構２００ａ及び第二の液体回収機構３００ａを備える。
気体供給機構２００ａは、加圧手段２０６と気体供給配管２０１と気体供給ノズル２０２と気体流速制御バルブ２０８とを有する。加圧手段２０６には、一般的な電動性の気体用ポンプを使用することができる。
第二の液体回収機構３００ａは、減圧手段３０６と第二の液体回収配管３０１と第二の液体回収ノズル３０２と液体流速制御バルブ３０８とを有する。減圧手段３０６には、一般的な電動性の気体液体兼用ポンプを使用することができる。
また、気体供給機構２００ａ及び第二の液体回収機構３００ａは、無停電電源５００を共有する。

無停電電源５００は、液浸露光装置１００の主電源（不図示）に異常が発生した場合に作動し、気体供給機構２００ａ及び第二の液体回収機構３００ａに電源を供給する。
具体的には、無停電電源５００は、主電源（不図示）の停電等の異常発生時に、気体供給機構２００ａの加圧手段２０６、及び第二の液体回収機構３００ａの減圧手段３０６に対し駆動電力を与え、双方の機構２００ａ，３００ａを同時に駆動させる。
本例では、密閉加圧容器、及び密閉減圧容器を使用しないため、それらの容量に制限されず、無停電電源５００の電源容量の範囲で、投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間に気体４００を供給し、該空間の液体１８０を残さず回収できる。
本発明の実施例２の液浸露光装置１００のその他の構成は実施例１で説明した構成と同様である。このため、本例の液浸露光装置１００は、詳しく説明しないが、実施例１の場合と同様の効果を発揮する。

次に、本発明の実施例３を説明する。
図９は、本発明の実施例３に係る液浸露光装置１００の第二の液体回収機構３００ｂの構成の要部を模式的に示す部分的模式図である。
本例の第二の液体回収ノズル３０２ｂは、図９に示すように、電磁クランプ６０１とバネ６０２を用いて第二の液体回収ノズル３０２ｂを上下動させる上下機構を備える。
液浸露光装置１００が正常運転している場合、第二の液体回収ノズル３０２ｂの先端は第一の液体回収ノズル１８６の水平面Bより高い場所に電磁クランプ６０１によって保持される。
液浸露光装置１００の電源異常時には、図１０に示すように、電磁クランプ６０１が外れるため、第二の液体回収ノズル３０２ｂの先端は、水平面Bよりも低い位置に移動されて保持される。

このため、第二の液体回収ノズル３０２ｂの先端は、投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間で、該空間の液体１８０の上面よりも低い位置に位置することが可能である。
本発明の実施例３においては、正常露光時の第二の液体回収ノズル３０２ｂは、液体１８０の供給及び回収の動作を阻害することはない。
しかし、液浸露光装置１００の電源異常時には、第一の液体回収ノズル１８６よりも第二の液体回収ノズル３０２ｂの先端をウエハ１７０の表面に近づけることができるため、より効率良く液体１８０を残さず回収することができる。
尚、液浸露光装置１００が正常に回復した場合は、バネ６０２等により第二の液体回収ノズル３０２ｂの先端は、初期の元の位置に復帰することが可能である。
本発明の実施例３の液浸露光装置１００のその他の構成は実施例１又は実施例２で説明した構成と同様である。このため、本例の液浸露光装置１００も、詳しく説明しないが、実施例１の場合と同様の効果を発揮する。

以下、本発明の実施例４について説明する。
本発明の実施例４の液浸露光装置は、一例として、光源に、ＡｒＦエキシマレーザーを使用したステップアンドスキャン方式の液浸露光装置を用いた。
投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間に供給する液体としては純水を用いた。
液体供給ノズル１８４及び第一の液体回収ノズル１８６の材質としてテフロン（登録商標）の多孔質体を用いた。
多孔質体の形状はリング状とし、その大きさは、厚み２ｍｍ、幅４ｍｍとし、液体供給ノズル１８４の中心部の直径を８０ｍｍ、第一の液体回収ノズル１８６の中心部の直径を９２ｍｍとした。

また、投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の距離を１ｍｍに設定し、液体供給量を０．３L／ｍｉｎに設定した。
供給気体は乾燥空気とし、密閉加圧容器２０３は、ステンレス製で容量３Ｌの物を用い設定圧力を０．９ＭＰａとした。
気体導入配管２０９には第一のノーマルオープンバルブ２０４を設置した。
気体供給ノズル２０２は、先端形状を０．５ｍｍ×４ｍｍの矩形断面とし、個数を５本とした。
気体供給ノズル２０２から供給される空気の流速は気体流速制御バルブ２０８によって２ｍ／ｓ以下とした。

したがって本例の気体供給機構２００は、式１のとおり、流速２ｍ／ｓの空気を約２０分供給することができる。
３×１０^６×（９−１）÷（０．５×４×５×２０００）÷６０＝２０分 …式１
一方、密閉減圧容器３０３は、ステンレス製で容量３Ｌの物を用い設定圧力を１００Ｐａとした。
第二の液体回収機構３００の気体排出配管３０９には第二のノーマルオープンバルブ３０４を設置した。
第二の液体回収ノズル３０２は、先端形状を０．２ｍｍ×４ｍｍの矩形断面とし、個数を５本とした。

第二の液体回収ノズル３０２から回収される液体の流速は液体流速制御バルブ３０８によって０．２ｍ／ｓ以下とした。
電源異常発生直後、投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０表面との間の空間に残っている水は、式２のとおり約７８５０ｍｍ３なので実施例４の第二の液体回収機構３００は約１０秒（式３）で液体を回収できる。
５０×５０×３．１４×１＝７８５０ｍｍ^３ …式２
７８５０÷（０．２×４×５×２００）≒１０ｓ …式３
以上の構成で、液浸露光装置の主電源を強制的に停止し、気体供給機構２００と第二の液体回収機構３００を動作させ、約５分後投影光学系１４０の最終面及びウエハ１７０表面を観察したところ、液体及び水分はほぼ完全に回収されていた。
一方、比較例として、実施例１の構成から、気体供給機構２００と液体流速制御バルブ３０８を取り除き、実施例１と同様に液浸露光装置１００の主電源を強制的に停止し、約５分後投影光学系１４０の最終面及びウエハ１７０表面を観察した。
その結果、図１２に示すように投影光学系１４０の最終面及びウエハ１７０表面には、部分的に水残り７００があることが観察された。

（本発明のデバイス製造方法の実施例）
次に、上述の液浸露光装置を用いた場合のデバイスとしての半導体装置（半導体素子）の製造方法を説明する。
図１６は、上述の液浸露光装置を用いた場合のデバイスとしての半導体装置（半導体素子：ＩＣ）の製造方法を示すフローチャートである。
まず、ステップ１（回路設計）では、ＩＣ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。

一方、シリコン等からなる被露光基板を用意し、ステップ３（ウエハプロセス）において前記用意したマスクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次いでステップ４（組立）において、ステップ３によって製作されたＩＣの回路が形成されたウエハを半導体チップ化し、次いでアッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）を行い、パッケージング（チップ封入）を行う。
一方、ステップ５（検査）においては、ステップ4で製作されたＩＣチップの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。

図１７は、上記ＩＣチップ製造における上記ステップ３のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
まず、ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。次いでステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。
ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウエハにイオン打ち込みを行う。ステップ１５（レジスト処理）ではＣＭＰ（化学材機研磨）装置によってウエハ表面を平坦に研磨する。
ステップ１６（レジスト処理）では、平坦化されたウエハ表面にレジストを塗布する。ステップ１７（露光）では上述の液浸露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼き付け露光する。

即ち、はじめにマスクを搬送し、マスクチャックにチャッキングし、次にレジストが塗布されたシリコンウエハ基板を上述の液浸露光装置内にローディングする。
アライメントユニットでグローバルアライメント用のデータを読みとり、計測結果に基づいてウエハステージを駆動して所定の位置に次々に露光を行う。
一方、ステップ１８（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップ１９（エッチング）では、現像後にレジストが除去された部分をエッチングする。
ステップ２０（レジスト剥離）では、レジストを剥離する。これらのステップを繰り返し行なうことによってウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
上記ウエハプロセスに本実施例のデバイスの製造方法を用いれば、従来の製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。特に停電時にも水分の弊害がなく、動作上及び高機能性の信頼性を確実に高め、製造するデバイスの信頼性も増す。

本発明の実施例１に係る液浸露光装置の構成を模式的に示す模式図である。 実施例１の気体供給機構及び第２の液体回収機構の構成の詳細を模式的に示す詳細模式図である。 実施例１の液体供給ノズル及び液体回収ノズルの一つの配置例として図２のＡ―Ａ’に沿って図示下方から見上げた状態を模式的に示す部分的模式図である。 実施例１の電源異常が発生し液体供給機構と第一の液体回収機構が停止した直後の状態を示す第１段回の動作説明図である。 実施例１の液浸露光装置に電源異常が発生した後、液体が第二の液体回収機構に回収されていく様子を時系列的に示す第２段階の動作説明図である。 実施例１の液浸露光装置に電源異常が発生した後、液体が第二の液体回収機構に回収されていく様子を時系列的に示す第３段階の動作説明図である。 実施例１の液浸露光装置に電源異常が発生した後、液体が第二の液体回収機構に回収されていく様子を時系列的に示す第４段階の動作説明図である。 本発明の実施例２に係る液浸露光装置の構成の要部を模式的に示す部分的模式図である。 本発明の実施例３に係る液浸露光装置の第二の液体回収機構の構成の要部を模式的に示す部分的模式図である。 実施例３に係る液浸露光装置の第二の液体回収機構の動作時の状態を示す動作説明図である。 図２の断面Ａ−Ａ’’方向から見下ろした気体供給ノズル及び第二の液体回収ノズルの配置の一例を示す配置説明図である。 投影光学系の最終面及びウエハ表面に、部分的に水残りが発生した比較例を模式的に示す比較模式図である。 撥水性の第二の液体回収ノズルが気体のみを吸引する場合の例を模式的に示す気体吸引模式図である。 第二の液体回収ノズルの吸水性を高め、第二の液体回収ノズル内に液体がその水の表面張力により進入する際の様子を模式的に示す液体進入模式図である。 第二の液体回収ノズルの吸水性を高め、続いて、第二の液体回収ノズル内に液体が吸引されていく様子を模式的に示す液体吸引模式図である。 ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等のデバイス製造方法の実施例を説明するフローチャートである。 図１６に示すステップ４のウェハプロセスの詳細を説明するフローチャートである。

符号の説明

１００ 液浸露光装置 １１０ 照明装置
１１２ レーザー １１４ ビーム成形光学系
１１６ 集光光学系 １１８ オプティカルインテグレータ
１２０ 開口絞り １２２ 集光レンズ
１２４ 折り曲げミラー １２６ マスキングブレード
１２８ 結像レンズ １３０ レチクル
１３２ レチクルステージ １４０ 投影光学系
１４２ 瞳 １７０ ウエハ
１７２ ウエハチャック １７４ ウエハステージ
１８０ 液体 １８２ 液体供給機構
１８３ 液体供給配管 １８４ 液体供給ノズル
１８６ 第一の液体回収ノズル １８９ 第一の液体回収配管
１９０ 第一の液体回収機構 ２００，２００ａ 気体供給機構
２０２ 気体供給ノズル ２０３ 密閉加圧容器
２０４ 第一のノーマルオープンバルブ ２０５ 第一の逆止弁
２０６ 加圧手段 ２０７ 第一の圧力計
２０８ 気体流速制御バルブ ２０９ 気体導入配管
３００，３００ａ 第二の液体回収機構
３０１ 第二の液体回収配管
３０２，３０２ｂ 第２の液体回収ノズル
３０３ 密閉加圧容器 ３０４ 第二のノーマルオープンバルブ
３０５ 第二の逆止弁 ３０６ 減圧手段
３０７ 第二の圧力計 ３０８ 液体流速制御バルブ
３０９ 気体排出配管 ５００ 無停電電源
６０１ 電磁クランプ ６０２ バネ
ａ、ｂ 同心円状部分

Claims (9)

1. 投影光学系の最終面とウエハ表面との間の空間に液体を供給するための液体供給機構と、
   前記空間の前記液体を回収するための第一の液体回収機構と、を有する液浸露光装置において、
   気体供給機構と第二の液体回収機構とを有し、
   前記気体供給機構に接続される気体供給ノズルと、前記第二の液体回収機構に接続される第二の液体回収ノズルとは前記空間を挟み対向して配置され、
   前記気体供給機構と前記第二の液体回収機構は停電時に動作し、前記空間から前記液体を排除することを特徴とする液浸露光装置。
2. 前記気体供給機構と前記第二の液体回収機構は、停電時に同時に動作することを特徴とする請求項１記載の液浸露光装置。
3. 前記気体供給機構は、密閉加圧容器と、
   前記密閉加圧容器に気体を圧入するための加圧手段と、
   前記空間に前記気体を供給するための前記気体供給ノズルと、
   前記密閉加圧容器の前記気体を前記気体供給ノズルに導く気体供給配管と、
   前記気体供給配管に設けられ、通電時には閉まり、停電時に開く第一のノーマルオープンバルブと、を有することを特徴とする請求項１または２記載の液浸露光装置。
4. 前記気体供給機構は、前記気体供給配管に気体流速制御バルブを設けることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液浸露光装置。
5. 前記第二の液体回収機構は、密閉減圧容器と、
   前記密閉減圧容器内の圧力を減圧にするための減圧手段と、
   前記空間から前記液体を回収するための第二の液体回収ノズルと、
   前記液体回収ノズルにより回収された前記液体を前記密閉減圧容器に導く液体回収配管と、
   前記液体回収配管に設けられ、通電時には閉まり、停電時に開く第二のノーマルオープンバルブと、を有することを特徴とする請求項１または２記載の液浸露光装置。
6. 前記第二の液体回収機構は、前記液体回収配管に液体流速制御バルブを設けたことを特徴とする請求項１，２，５のいずれかに記載の液浸露光装置。
7. 前記密閉加圧容器は、通電時に１気圧より高く維持され、
   前記密閉減圧容器は、通電時に１気圧より低く維持されることを特徴とする請求項３または５記載の液浸露光装置。
8. 前記第二の液体回収機構に接続される前記第二の液体回収ノズルを上下動する上下機構を有することを特徴とする請求項１，２，５，６，７のいずれかに記載の液浸露光装置。
9. 請求項１から８のいずれか記載の液浸露光装置を用いてウエハを露光するステップと、露光された前記ウエハ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。

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