曝光装置及元件制造方法
【专利摘要】本发明有关于一种曝光装置及元件制造方法，一曝光装置，根据液浸法而能高精度地进行曝光处理及测量处理。曝光装置(EX)，在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，透过投影光学系统(PL)与液浸区域(AR2)的液体(LQ)而使基板(P)曝光，其具备测量装置(60)，用以测量液浸区域(AR2)形成用的液体(LQ)的性质和/或成分。本发明还公开了元件制造方法及曝光装置的维护方法。
【专利说明】曝光装置及元件制造方法
[0001]本案是发明名称为“曝光装置及元件制造方法”，申请号为201010127802.0的发明专利的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种曝光装置及元件制造方法，透过投影光学系统与液体以使基板曝光。
[0003]本案，根据2004年6月9日所申请的日本特愿2004-171115号而主张优先权，在此援引其内容。
【背景技术】
[0004]半导体装置或液晶显示装置，将形成于光罩上的图案转印至感光性基板上，即所谓微影方法而制造。在此微影步骤所使用的曝光装置，具有用以支持光罩的光罩载台、与用以支持基板的基板载台，边逐次移动光罩载台与基板载台，边透过投影光学系统将光罩图案转印于基板上。近年来，为对应元件图案朝更高集积度发展，投影光学系统亦被期望具更高解析度。投影光学系统的解析度，随着使用的曝光波长愈短、以及投影光学系统的数值孔径愈大而愈高。因此，曝光装置所使用的曝光波长逐年朝更短波长进展，投影光学系统的数值孔径亦逐渐增大。又，现在主流的曝光波长是KrF准分子激光的248nm，然而，更短波长的ArF准分子激光的193nm亦进入实用化阶段。
[0005]又，在进行曝光时，焦点深度(DOF)与解析度同样重要。对解析度R及焦点深度δ分别以下式表示。
[0006]R=K1XAZNA..............(I)
[0007]δ=±Κ2Χλ/ΝΑ2.......(2)
[0008]此处，λ表示曝光波长，NA表示投影光学系统的数值孔径，K1, K2表示处理系数。由⑴式、(2)式可得知，若为了提高解析度R而缩短曝光波长λ、且加大数值孔径NA，则焦点深度δ愈小。
[0009]若是焦点深度δ过小，基板表面不易与投影光学系统的像面一致，而会有曝光动作时的焦点裕度(margin)不足之虞。此处，举例如下述专利文献I所揭示的液浸法，乃是可实质缩短曝光波长、且使焦点深度变大的方法。该液浸法，是在投影光学系统的下面与基板表面之间填满水或有机溶剂等液体以形成液浸区域，利用曝光用光在液体中的波长为空气中的l/n(n为液体的折射率，通常为1.2-1.6左右)的现象来提高解析度，同时增大焦点深度约η倍。
[0010]专利文献1:国际公开第99 / 49504号公报
[0011]此外，在液浸法中，为了要以高精度来透过液体施以曝光处理及测量处理，将液体维持在所要状态乃重要的事。因而，在液体有不良状况时，或是在透过液体所进行的曝光处理及测量处理有不良状况时，依照不良状况迅速施以适当处置是相当重要的。
【发明内容】
[0012]本发明有鉴于此，其目的在于提供曝光装置及元件制造方法，根据液浸法而可高精度进行曝光处理及测量处理。
[0013]为解决上述问题，本发明如图1-图9所示，采用以下的构成。
[0014]本发明的曝光装置(EX)，在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，透过投影光学系统(PL)与液浸区域(AR2)的液体(LQ)使基板(P)曝光，其特征在于具备:
[0015]测量装置(60)，用以测量液浸区域(AR2)形成用的液体(LQ)的性质和/或成分。
[0016]依此发明，因为以测量装置来测量液体的性质和/或成分，故可根据其测量结果，来判断液体是否是所要状态。又，当液体有不良状况时，可按照不良状况而迅速施以适当处置。因此，可透过液体高精度的进行曝光处理及测量处理。
[0017]此处，作为测量装置所测量的液体的性质或成分，其项目可举例如:液体的比电阻值、液体中的全有机碳(T0C:total organic carbon)、含于液体中的包含微粒子(particle)或气泡(bubble)的异物、含溶存氧(DO:dissolved oxygen)及溶存氮(DN:dissolved nitrogen)的溶存气体、以及液体中的二氧化娃浓度、生菌等。
[0018]本发明的曝光装置(EX)，在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，并透过投影光学系统(PL)与液浸区域(AR2)的液体(LQ)使基板(P)曝光，其特征在于具备:
[0019]功能液供应装置(120)，用以对与液体(LQ)接触的预定构件(2、13、23、33、51、70等)，供应具有预定功能的功能液。
[0020]依此发明，藉由功能液供应装置，将功能液供应至与液体接触的预定构件，可使预定构件对液体成为所要状态。因此，就算预定构件或与预定构件接触的液体具有不良状况，可按照不良状况而供应功能液，藉此可使与预定构件接触的液体维持或变换成所要状态。因此，可透过液体高精度的进行曝光处理及测量处理。
[0021]本发明的曝光装置(EX)，在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，并透过投影光学系统(PL)与液浸区域(AR2)的液体(LQ)，使设定在基板(P)上的多个照射(shot)区域(S1-S24)依序曝光，其特征在于具备:
[0022]液体供应机构(10)，用以供应液体(LQ)；
[0023]第I液体回收机构(20)，用以回收液体(LQ)；
[0024]第2液体回收机构(30)，用以回收第I液体回收机构(20)未能完全回收的液体(LQ)；
[0025]检测装置(90)，用以检测第2液体回收机构(30)是否已回收液体(LQ);及
[0026]记忆装置(MRY)，使检测装置(90)的检测结果与照射区域(S1-S24)建立对应关系而予以记忆。
[0027]依此发明，使用检测装置来检测第2液体回收机构是否已回收液体，将其检测结果与基板上的照射区域建立对应关系，而以记忆装置加以记忆，藉此可使用记忆装置的记忆资讯，来解析照射区域上所发生的不良状况的发生原因。亦即，就第2液体回收机构有回收液体时经曝光的照射区域而言，照射区域的曝光精度有可能发生劣化等不良状况，但在此状况时，可使用记忆资讯来指定不良状况的发生原因。因此，可按照所指定的不良状况的发生原因，迅速施以适当处置，而可透过液体高精度的进行曝光处理及测量处理。
[0028]本发明的元件制造方法，其特征在于，使用上述的曝光装置(EX)来制造元件。依此发明，能在维持良好曝光精度及测量精度的状态下来制造元件，故能制得具有所要性能的元件。
[0029]本发明的曝光装置(EX)的维护方法，该曝光装置(EX)在投影光学系统(PL)的像面侧形成液体(LQ)的液浸区域(AR2)，并透过投影光学系统与液浸区域的液体来使基板(P)曝光；其特征在于具有以下阶段:
[0030]将液浸区域形成用的液体与具备预定功能的功能液(LK)置换。依此发明，与形成液浸区域的液体接触的部分，可根据功能液的预定功能而维持。[0031 ] 依此发明，可透过液体高精度的进行曝光处理及测量处理。
[0032]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是本发明的曝光装置的一实施形态的概略构成图。
[0034]图2是图1的重要部位放大图。
[0035]图3是液体供应部的概略构成图。
[0036]图4是由上方俯视基板载台PST图。
[0037]图5是用以说明本发明的曝光方法的流程图。
[0038]图6A是用以说明第I及第2液体回收机构的液体回收动作的示意图。
[0039]图6B是用以说明第I及第2液体回收机构的液体回收动作的示意图。
[0040]图7是本发明的曝光装置的另一实施形态的重要部位放大图。
[0041]图8是使用功能液的维护方法的一例的流程图。
[0042]图9是半导体元件的制程的一例的流程图。
[0043]2:光学元件2A:液体接触面
[0044]10:液体供应机构11:液体供应部
[0045]12:供应口
[0046]13:供应管(供应流路、流路形成构件)
[0047]13T:计时器16:纯水制造装置
[0048]17:调温装置20:第I液体回收机构
[0049]21:第I液体回收部22:第I回收口
[0050]23:回收管(回收流路、流路形成构件)30:第2液体回收机构
[0051]31:第2液体回收部32:第2回收口
[0052]33:回收管(回收流路、流路形成构件)51:上面
[0053]60:测量装置61-64:测量器(测量装置)
[0054]61K-64K:分歧管(分支流路)70:第I嘴构件
[0055]70A:液体接触面80:第2嘴构件
[0056]80A:液体接触面90:检测装置[0057]120:功能液供应装置(洗净装置)161:纯水制造器(调整装置)
[0058]162:超纯水制造器(调整装置)173:脱气装置(调整装置)
[0059]174:过滤器(调整装置)300:测量构件(基准构件)
[0060]400,500,600:光测量部ARl:投影区域
[0061]AR2:液浸区域EX:曝光装置
[0062]INF:告知装置MRY:记忆装置
[0063]LK:功能液LQ:液体
[0064]P:基板PL:投影光学系统
[0065]PST:基板载台S1-S24:照射区域
[0066]SB1-SB5:步骤
【具体实施方式】
[0067]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的曝光装置及元件制造方法其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0068]图1是本发明的曝光装置的一实施形态的概略构成图。
[0069]图1中的曝光装置EX包含:光罩载台MST，以可移动的方式保持光罩M而移动；基板载台PST，以可移动的方式保持基板P而移动；照明光学系统IL，用以将曝光用光EL照明于光罩载台MST所支持的光罩M ;投影光学系统PL，用以将被曝光用光EL所照明的光罩M的图案像，投影曝光于基板载台PST所支持的基板P上；控制装置C0NT，用以综合控制曝光装置EX整体的动作。控制装置C0NT，与用以告知曝光处理的相关资讯的告知装置INF相连接。告知装置INF包含:显示装置(显示器)、及使用声音或光以发出警报(警告)的警报装置等。又，控制装置C0NT，与用以记忆曝光处理相关资讯的记忆装置MRY相连接。曝光装置EX整体，由电力公司所供应的商用电源(第I驱动源)100A的电力来驱动。
[0070]本实施形态的曝光装置EX，适用实质缩短曝光波长以提高解析度并扩大焦点深度的液浸法的液浸曝光装置，其具备:液体供应机构10，用以将液体LQ供应至基板P上；以及第1液体回收机构20与第2液体回收机构30，用以回收液体LQ。曝光装置EX，至少在将光罩M的图案像转印至基板P上的期间，由液体供应机构10所供应的液体LQ，在基板P上至少一部分(包含投影光学系统PL的投影区域ARl)，局部形成较投影区域ARl为大但较基板P为小的液浸区域AR2。具体而言，曝光装置EX所采用的液浸方式，局部性地将液体填满投影光学系统PL的像面侧端部的光学元件2、与配置在像面侧的基板P表面之间，并透过投影光学系统PL与基板P两者间的液体LQ及投影光学系统PL，使通过光罩M的曝光用光EL照射在基板P，藉以将光罩M的图案投影曝光至基板P上。控制装置CONT使用液体供应机构10以将预定量的液体LQ供应至基板P上，且使用第I液体回收机构20以回收基板P上的预定量的液体LQ，藉以在基板P上局部形成液体LQ的液浸区域AR2。又，第2液体回收机构30，用以回收由液体供应机构10所供应、且未能被第I液体回收机构20完全回收的液体LQ。
[0071 ] 又，曝光装置EX具备测量装置60，用以测量液浸区域AR2形成用的液体LQ的性质和/或成分。本实施形态中的测量装置60，测量由液体供应机构10所供应的液体LQ。液体供应机构10包含功能液供应装置120，其可供应与液浸区域AR2形成用的液体LQ具有不同功能的功能液。又，曝光装置EX具备检测装置90，用以检测第2液体回收机构30是否已回收液体LQ。
[0072]在投影光学系统PL的像面侧附近，具体而言是投影光学系统PL的像面侧端部的光学元件2附近，配置有详述于后的第I嘴构件70。第I嘴构件70是环状构件，以在基板P(基板载台PST)的上方围绕光学元件2的周缘的方式设置。又，在以投影光学系统PL的投影区域ARl为基准第I嘴构件70的外侧，配置有不同于第I嘴构件70的第2嘴构件80。第2嘴构件80是环状构件，以在基板P (基板载台PST)的上方围绕第I嘴构件70的周缘的方式设置。本实施形态中的第I嘴构件70，构成各液体供应机构10及第I液体回收机构20的一部分。另一方面，第2嘴构件80构成第2液体回收机构30的一部分。
[0073]本实施形态的曝光装置EX，以使用扫描型曝光装置(即扫描步进机)为例的情形来说明，其使光罩M与基板P于扫描方向彼此朝不同方向(逆向)进行同步移动，并将光罩M所形成的图案曝光于基板P上。在以下的说明中，与投影光学系统PL的光轴AX —致的方向设为Z轴方向,在垂直于Z轴方向的平面内的光罩M与基板P进行同步移动的方向(扫描方向)设为X轴方向，与X轴方向及X轴方向垂直的方向设为Y轴方向(非扫描方向)。又，绕X轴、Y轴及Z轴旋转(倾斜)的方向，分别设为θχ、ΘΥ、及ΘΖ方向。
[0074]曝光装置EX具备:设置在地面上的底座(base)BP、及设置在底座BP上的主柱架(main columnU。在主柱架1，形成有朝内侧突出的上侧段部7及下侧段部8。照明光学系统IL，用以将曝光用光EL照明于由光罩载台MST所支持的光罩M，其被固定在主柱架I的上部的柱架3所支持。
[0075]照明光学系统IL具备:曝光用光源、使曝光用光源射出的光束的照度均一化的光学积分器、使来自光学积分器的曝光用光EL会聚的聚光镜、中继透镜系统、以及将曝光用光EL对光罩M上的照明区域设定成狭缝状的可变视野光圈等。光罩M上的预定照明区域，由照明光学系统IL以照度均匀分布的曝光用光EL来照明。自照明光学系统IL射出的曝光用光EL，可举例为，由水银灯所射出的紫外域光(g线、h线、i线)及KrF准分子激光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)、或ArF准分子激光(波长193nm)及F2激光(波长157nm)等真空紫外光(VUV光)。本实施形态使用ArF准分子激光。
[0076]本实施形态的液体LQ使用纯水。纯水不仅可使ArF准分子激光透过，例如水银灯所射出的紫外域光线(g线、h线、i线)以及KrF准分子激光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)，亦可透过纯水。
[0077]光罩载台MST，以可移动的方式来保持光罩M而移动。光罩载台MST，以真空吸附(或静电吸附)方式来保持光罩M。在光罩载台MST的下面，设有多个作为非接触式轴承的空气轴承(air bearing)45。光罩载台MST藉由空气轴承45，以非接触方式被支持于光罩定盘4的上面(导引面)。在光罩载台MST及光罩定盘4的中央部，分别设有供光罩M的图案像通过的开口部MK1、MK2。光罩定盘4透过防振装置46而由主柱架I的上侧段部7所支持。亦即，光罩载台MST透过防振装置46及光罩定盘4而由主柱架I (上侧段部7)所支持。又，光罩定盘4与主柱架I藉防振装置46来分隔振动，避免主柱架I的振动传达至用来支持光罩载台MST的定盘4。
[0078]光罩载台MST，由控制装置CONT所控制的包含线性马达等的光罩载台驱动装置MSTD来驱动，以在保持光罩M的状态下，在光罩定盘4上的与投影光学系统PL的光轴AX垂直的平面内，亦即是XY平面内，进行2维移动及绕Θ Z方向的微旋转。光罩载台MST能以指定的扫描速度朝X轴方向移动，光罩M的全面至少具有能仅横切于投影光学系统PL的光轴AX的X轴方向的移动行程(stroke)。
[0079]在光罩载台MST上,设置有移动镜41。又,在对向于移动镜41的位置设有激光干涉计42。在光罩载台MST上的光罩M，其在2维方向的位置以及ΘΖ旋转角(视情况而有包含ΘΧ、Θ Y方向的旋转角)，藉由激光干涉计42作即时测量。将激光干涉计42的测量结果输出至控制装置C0NT。控制装置CONT根据激光干涉计42的测量结果来驱动光罩载台驱动装置MSTD，以进行光罩载台MST所支持的光罩M的位置控制。
[0080]投影光学系统PL以预定投影倍率β将光罩M的图案投影曝光至基板P上，其包含设置在基板P侧的前端部的光学元件2的多个光学元件，等光学元件以镜筒PK支持。本实施形态中的投影光学系统PL，投影倍率β例如为1/4、1/5或1/8的缩小系统。再者，投影光学系统PL亦可为等倍系统或放大系统的任一种。又，本实施形态中的投影光学系统PL的前端部光学兀件2,自镜筒PK露出，液浸区域AR2的液体LQ接触于光学兀件2。
[0081]在保持投影光学系统PL的镜筒PK的外周，设有凸缘PF，投影光学系统PL透过凸缘PF而由镜筒定盘5所支持。镜筒定盘5透过防振装置47而由主柱架I的下侧段部8所支持。亦即，投影光学系统PL透过防振装置47及镜筒定盘5而由主柱架I的下侧段部8所支持。又，镜筒定盘5与主柱架I藉由防振装置47而分隔振动，避免主柱架I的振动传达至用以支持投影光学系统PL的镜筒定盘5。
[0082]基板载台PST以可移动的方式，来支持供保持基板P的基板保持具ΡΗ。基板保持具PH以例如真空吸附等的方式来保持基板P。在基板载台PST下面，设有多个作为非接触式轴承的空气轴承(air bearing)48。基板载台PST藉由空气轴承48，以非接触方式被支持于基板定盘6的上面(导引面)。基板定盘6透过防振装置49而被支持于底座BP上。又，基板定盘6与主柱架I及底座BP (地面)藉防振装置49来分隔振动，避免底座BP (地面)或主柱架I的振动传达至用以支持基板载台PST的基板定盘6。
[0083]基板载台PST，由控制装置CONT所控制的包含线性马达等的基板载台驱动装置PSTD来驱动，在透过基板保持具PH而保持着基板P的状态下，在基板定盘6上方的XY平面内进行2维移动、及绕Θ Z方向的微旋转。再者，基板载台PST亦可朝Z轴方向、θ X方向、及Θ Y方向移动。
[0084]在基板载台PST上设有移动镜43。又，在与移动镜43对向的位置设有激光干涉计44。藉由激光干涉计44，可即时测量基板载台PST上的基板P在2维方向的位置及旋转角。又，尽管未予图示，在曝光装置EX中，设有例如日本特开平8-37149号公报所揭示的斜入射方式的焦点调平(focus leveling)检测系统，来检测由基板载台PST所支持的基板P的表面的位置资讯。再者，焦点调平检测系统，亦可为采用静电电容型感测器的方式。焦点调平检测系统，可检测基板P表面在Z轴方向的位置资讯，及基板P的ΘΧ方向及ΘΥ方向的倾斜资讯。
[0085]将激光干涉计44的测量结果输出至控制装置C0NT。焦点调平检测系统的检测结果亦输出至控制装置C0NT。控制装置CONT根据焦点调平检测系统的检测结果，来驱动基板载台驱动装置PSTD，以控制基板P的对焦位置及倾斜角，俾以自动对焦方式及自动调平方式将基板P表面对位于投影光学系统PL的像面，且根据激光干涉计44的测量结果，进行基板P在X方向及Y轴方向的位置控制。
[0086]在基板载台PST上设有凹部50，将用以保持基板P的基板保持具PH配置在凹部
50。又，在基板载台PST中的凹部50以外的上面51，乃是与被基板保持具PH所保持的基板P的表面大致等高(同一面)的平坦面(平坦部)。又，在本实施形态中，移动镜43的上面亦与基板载台PST的上面51为大致同一平面。
[0087]因在基板P的周围设置有与基板P表面大致是同一平面的上面51，因此，就算对基板P的边缘区域施以液浸曝光时，在基板P的边缘部位的外侧几乎没有段差部，故可使液体LQ保持在投影光学系统PL的像面侧而良好地形成液浸区域AR2。又，基板P的边缘部，距设置在基板P周围的平坦面(上面)51，其间虽有0.1-2_左右的间隙，但是，因液体LQ的表面张力所致，液体LQ几乎不会流入间隙，即使对基板P的周缘附近曝光时，亦可藉由上面51将液体LQ保持在投影光学系统PL之下。
[0088]液体供应机构10是用以将液体LQ供应至投影光学系统PL的像面侧者，其具备:可送出液体LQ的液体供应部11 ;及以其一端部连接液体供应部11的供应管13(13A、13B)。供应管13的另一端部与第I嘴构件70相连。
[0089]本实施形态中，液体供应机构10用以供应纯水，其具备:液体供应部11、纯水制造装置16、及用来对供应的液体(纯水)LQ调整温度的调温装置17。再者，纯水制造装置亦可不设置在曝光装置EX内，而是使用配置有曝光装置EX的工厂内的纯水制造装置。为了在基板P上形成液浸区域AR2，液体供应机构10将预定量的液体LQ，供应到配置于投影光学系统PL的像面侧的基板P上。
[0090]在供应管13途中，设有测量装置60，以对于由液体供应机构10的液体供应部11所送出、待供往投影光学系统PL的像面侧的液体LQ，测量其性质及成分的至少一方。如上述，因液体供应机构10供应水来作为液体LQ，故测量装置60由可测量水质的装置所构成。
[0091]第I液体回收机构20，用以回收投影光学系统PL的像面侧的液体LQ，其具备:可回收液体LQ的第I液体回收部21，及以其一端部与第I液体回收部21相连接的回收管23。回收管23的另一端部与第I嘴构件70相连。第I液体回收部21具备:例如真空泵等真空系统(吸引装置)26、及用来将回收液体LQ与气体分离的气液分离器27。又，真空系统，亦可不在曝光装置EX内设置真空泵，而是使用设置有曝光装置EX的工厂内的真空系统。为了在基板P上形成液浸区域AR2，第I液体回收机构20，将供应自液体供应机构10的基板P上的液体LQ予以回收预定量。
[0092]第2液体回收机构30，用以回收投影光学系统PL的像面侧的液体LQ，其具备:可回收液体LQ的第2液体回收部31，及以其一端部与第2液体回收部31相连的回收管33。回收管33的另一端部与第2嘴构件80相连。第2液体回收部31具备:例如真空泵等真空系统(吸引装置)36，及用来将回收液体LQ与气体分离的气液分离器37等。又，真空系统，亦可不在曝光装置EX内设置真空泵，而是使用设置有曝光装置EX的工厂内的真空系统。第2液体回收机构30，可用来回收第I液体回收机构20所未完全回收的液体LQ。
[0093]又，第2液体回收机构30，具有不断电电源(第2驱动源)100B，其与作为曝光装置EX整体(包含第I液体回收机构20)的驱动源的商用电源100A不同。不断电电源100B是在例如商用电源100A停电时，对第2液体回收机构30的驱动部供应电力(驱动力)。例如，在商用电源IOOA停电的状况，第2液体回收机构30的第2液体回收部31，由不断电电源100B所供应的电力来驱动。此时，包含第2液体回收部31的第2液体回收机构30的液体回收动作，并非由控制装置CONT所控制，而是根据例如内设于第2液体回收机构30的另一控制装置发出的指令信号来控制。
[0094]再者，在商用电源100A停电时，不断电电源100B除了对第2液体回收机构30供电，亦可将电力供应至控制装置C0NT。在此情形，由不断电电源100B的电力所驱动的控制装置C0NT，亦可控制第2液体回收机构30的液体回收动作。又，第2液体回收机构30亦可由不断电电源100B来持续驱动。此时，第I液体回收机构20与第2液体回收机构30，各由不同的电源IOOA、100B来驱动。
[0095]本实施形态中，由第I液体回收机构20及第2液体回收机构30所回收的液体LQ，回到液体供应机构10的液体供应部11。亦即，本实施形态的曝光装置EX的构成中，具有在液体供应机构10、第I液体回收机构20、及第2液体回收机构30之间循环液体LQ的循环系统。回到液体供应机构10的液体供应部11的液体LQ，经由纯水制造装置16予以精制后，再度供应至投影光学系统PL的像面侧(基板P上)。再者，由第1、第2液体回收机构20,30所回收的液体LQ可全部回流到液体供应机构10，或使其中一部分回流亦可。或者，亦可使得由第1、第2液体回收机构20、30所回收的液体LQ并未回到液体供应机构10，而是将另由其他供应源所供应的液体LQ、或是将自来水以纯水制造装置16予以精制后，供应至投影光学系统PL的像面侧。再者，亦可依照其必要性而切换于2种模式，即，对回收的液体LQ加以精制，使再度经循环回到液体供应部11的第I模式:及废弃已回收的液体LQ，由液体供应部11另供应新的液体LQ的第2模式。
[0096]供应管13与回收管23透过连接管9而相连。连接管9的一端部，接至供应管13途中的预定位置，其另一端部，接至回收管23途中的预定位置。又，在供应管13途中设有第I阀13B，用以开闭供应管13的流路；在回收管23途中设有第2阀23B，用以开闭回收管23的流路；在连接管9途中设有第3阀9B，用以开闭连接管9的流路。第I阀13B的设置处，在供应管13中较其与连接管9的连接位置要近于第I嘴构件70的侧；第2阀23B的设置处，在回收管23中较其与连接管9的连接位置更近于第I嘴构件70之侧。各阀13B、23B、9B的动作由控制装置CONT所控制。藉由其等的阀13B、23B、9B，使得由液体供应部11所送出的液体LQ变更流路。
[0097]又，第I阀13B与计时器13T相连。计时器13T可用来测量第I阀13B的开启时间及关闭时间。又，计时器13T，可用来测知第I阀13B是否有关闭供应管13的流路。
[0098]在计时器13T测知第I阀13B已打开供应管13的流路时，开始时间的测量。又，在计时器13T测知第I阀13B已关闭供应管13的流路时，亦可开始时间的测量。
[0099]计时器13可用以测量，自第I阀13B开启供应管13的流路时算起所经过的时间，亦即，测量自液体供应机构10开始供应液体算起所经过的时间。由计时器13T所测得的上述经过时间的相关资讯，被输出至控制装置C0NT。又，计时器13T在测知第I阀13B已关闭供应管13的流路时，除了停止时间测量动作，亦重置测量的时间(归零)。又，计时器13T可用来测量自第I阀13B关闭供应管13的流路算起所经过的时间，亦即，测量自液体供应机构10停止液体供应算起所经过的时间。由计时器13T所测得的上述经过时间的相关资讯，被输出至控制装置C0NT。又，计时器13T在测知第I阀13B已开启供应管13的流路时，除了停止时间测量动作，亦重置测量的时间(归零)。
[0100]构成液体供应机构10及第I液体回收机构20的一部分的第I嘴构件70，由第I嘴保持构件52所保持，第I嘴保持构件52与主柱架I的下侧段部8相连。构成第2液体回收构件30的一部分的第2嘴构件80，由第2嘴保持构件53所保持，第2嘴保持构件53与主柱架I的下侧段部8相连。第I嘴构件70与第2嘴构件80乃是彼此独立的构件。
[0101]图2是投影光学系统PL的像面侧附近的要部放大图。图2中的第I嘴构件70，配置在投影光学系统PL的前端部光学元件2附近，其环状构件，以在基板P (基板载台PST)的上方围绕光学元件2的周缘的方式设置。第I嘴构件70的中央部，具有可配置投影光学系统PL (光学元件2)的孔部70H。又，第I嘴构件70的下面70A的设置，与基板载台PST所保持的基板P对向。又，由第I嘴保持构件52(参照图1)所保持的第I嘴构件70，与投影光学系统PL(光学元件2)彼此分离。亦即，在本身为环状构件的第I嘴构件70的内侧面，与投影光学系统PL的光学元件2的外侧面之间，有间隙的存在。间隙的设置目的，是用来分隔投影光学系统PL与第I嘴构件70的振动。藉此，可防止由第I嘴构件70所产生的振动传达至投影光学系统PL之侧。
[0102]第2嘴构件80是环状构件，以在基板P (基板载台PST)的上方围绕第I嘴构件70的外缘的方式设置。在第2嘴构件80的中央部，具有可用来配置第I嘴构件70的一部分的孔部80H。又，第2嘴构件80的下面80A的设置，与基板载台PST所保持的基板P对向。又，由第I嘴构件52所保持的第I嘴构件70，与第2嘴保持构件53 (参照图1)所保持的第2嘴构件80彼此分离。亦即，本身为环状构件的第2嘴构件80的内侧面，与第I嘴构件70的外侧面之间存有间隙。间隙的设置目的，是为了分离第I嘴构件70与第2嘴构件80的振动。藉此，可防止由第2嘴构件80产生的振动传达至第I嘴构件70之侧。
[0103]又，透过第1、第2嘴保持构件52、53来支持第1、第2嘴构件70、80的主柱架1，与透过凸缘PF来支持投影光学系统PL的镜筒PK的镜筒定盘5，透过防振装置47，以分隔振动。因此，可防止第I嘴构件70及第2嘴构件80所发生的振动传达至投影光学系统PL。又，透过第1、第2嘴保持构件而支持第1、第2嘴构件70、80的主柱架1，与用来支持基板载台PST的基板定盘6，透过防振装置49，以分隔振动。因此，可防止第I嘴构件70及第2嘴构件80所发生的振动，透过主柱架I及底座BP而传达至基板载台PST。又，透过第1、第2嘴保持构件52、53而支持第1、第2嘴构件70、80的主柱架1，与用来支持光罩载台MST的光罩定盘4，透过防振装置46，以分隔振动。因此，可防止第I嘴构件70及第2嘴构件80所产生的振动，透过主柱架I而传达至光罩载台MST。
[0104]在第I嘴构件70的下面70A，设有构成液体供应机构10的一部分的供应口12(12A、12B)。本实施形态中设有2个供应口 12 (12A、12B)，隔着投影光学系统PL的光学元件2(投影区域ARl)而设置在X轴方向两侧。本实施形态中的供应口 12A、12B虽形成为略圆形，但椭圆形、矩形、狭缝状等任意的形状亦可。又，供应口 12A、12B彼此约略等大亦可，彼此大小有异亦宜。
[0105]在第I嘴构件70的下面70A，以投影光学系统PL的投影区域ARl作为基准的供应口 12的外侧，设有构成第I液体回收机构20的一部分的第I回收口 22。第I回收口 22为环状，以在第I嘴构件70的下面70A绕投影区域AR1、供应口 12A和12B的方式而设置。又，在第I回收口 22设有多孔体22P。[0106]供应管13的另一端部，与形成在第I嘴构件70的内部的供应流路14的一端部相连。另一方面，第I嘴构件70的供应流路14的另一端部，与形成于第I嘴构件70的下面70A的供应口 12相连。此处，形成于第I嘴构件70的内部的供应流路14，自途中开始分支，能各以其另一端部与多个(2个)供应口 12(12A、12B)相连。
[0107]液体供应部11的液体供应动作由控制装置CONT所控制。为了要形成液浸区域AR2，控制装置CONT由液体供应机构10的液体供应部11来送出液体LQ。由液体供应部11所送出的液体LQ，流经供应管13后，流入形成于第I嘴构件70的内部的供应流路14的一端部。又，流入供应流路14的一端部的液体LQ，在途中分支之后，藉由形成于第I嘴构件70的下面70A的多个(2个)供应口 12A、12B，供应至光学元件2与基板P间的空间。
[0108]回收管23的另一端部，与形成于第I嘴构件70的内部且构成第I回收流路24的一部分的歧管(manifold)流路24M的一端部相连。另一方面，歧管流路24M的另一端部，形成与第I回收口 22相对应的俯视环状，其与连接于第I回收口 22的构成第I回收流路24的一部分的环状流路24K的一部分相连接。
[0109]第I液体回收部21的液体回收动作由控制装置CONT所控制。控制装置CONT为了回收液体LQ，而驱动第I液体回收机构20的第I液体回收部21。借着具有真空系统26的第I液体回收部21的驱动，在基板P上的液体LQ，透过设置在基板P的上方的第I回收口 22，铅直的朝上(+Z方向)流入环状流路24K。由+Z方向流入环状流路24K的液体LQ，在歧管流路24M汇集后，流动于歧管流路24M。之后，液体LQ透过回收管23而被第I液体回收部21所吸引回收。
[0110]在第2嘴构件80的下面80A，设有构成第2液体回收机构30的一部分的第2回收口 32。第2回收口 32形成于，第2嘴构件80的中与基板P对向的下面80A。第2嘴构件80设置在第I嘴构件70的外侧，设置于第2嘴构件80的第2回收口 32，其设置位置，相对于投影光学系统PL的投影区域AR1，在较设置于第I嘴构件70的第I回收口 22更居于外侧的处。第2回收口 32以围绕第I回收口 22的方式而形成为环状。
[0111]回收管33的另一端部，与形成在第2嘴构件80的内部且构成第2回收流路34的一部分的歧管流路34M的一端部相连。另一方面，歧管流路34M的另一端部，形成为与第2回收口 32相对应的俯视环状，其与连接回收口 32的构成第2回收流路34的一部分的环状流路34K的一部分相连。
[0112]第2液体回收部31的液体回收动作由控制装置CONT所控制。控制装置CONT为了要回收液体LQ，而驱动第2液体回收机构30的第2液体回收部31。藉由具有真空部36的第2液体回收部31的驱动，基板P上的液体LQ，透过设置在基板P的上方的第2回收口32，铅直地向上(+Z方向)流入环状流路34K。由+Z方向流入环状流路34K的液体LQ，在歧管流路34M聚集后,流动于歧管流路34M。之后,液体LQ透过回收管33而被第2液体回收部31所吸引回收。又，本实施形态中，控制装置CONT藉第2液体回收机构30的液体回收动作(吸引动作)，持续在基板P的液浸曝光中及曝光前后进行。
[0113]测量装置60，用以对液体供应机构10所供应的液体LQ测量其性质或成分(水质)。由测量装置60所测量的液体LQ的性质或成分，在考虑对曝光装置EX的曝光精度的影响或对曝光装置EX本身的影响后而决定。表I是以一例来表示，液体LQ的性质或成分、及其对曝光装置EX的曝光精度或曝光装置EX本身的影响。如同表I所示，液体LQ的性质或成分，可举例为:比电阻、金属离子、全有机碳(TOC:total organic carbon)、微粒子与气泡、生菌、溶存氧(DO:dissolved oxygen)、溶存氮(DN:dissolved nitrogen)等。另一方面，会对曝光装置EX的曝光精度或对曝光装置EX本身产生影响的项目，可举例为:透镜(特别是光学元件2)的浊度；水痕(因液体LQ的蒸发，使液体中的杂质固化后所残留的附着物)的发生；因折射率变化或光的散乱而导致的光学性能的劣化；对光阻处理(光阻图案的形成)的影响；以及各构件所发生的锈蚀等。表1所示，对何种性质或成分会对何种性能产生何种程度的影响，作一汇整陈示，对于被预测为有不可轻忽的影响者，赋与“〇”的记号。藉测量装置60的待测量的液体LQ的性质或成分，根据对曝光装置EX的曝光精度或曝光装置EX本身带来的影响，而由表1中按照必要性予以选择。当然，可对所有项目皆予测量，亦可测量未不于表1中的性质或成分。
[0114]为了要测量基于上述观点而选择的项目，在测量装置60具有多个测量器。在测量装置60中的测量器例如有:用以测量比电阻值的比电阻计、用以测量全有机碳的TOC计、用以测量包含微粒子及气泡的异物的微粒子测量计、用以测量溶存氧(溶存氧浓度)的DO计、用以测量溶存氮(溶存氮浓度)的DN计、用以测量二氧化硅浓度的二氧化硅计、及可分析生菌种类或数量的分析器等。本实施形态中的一例，选择全有机碳、微粒子气泡、溶存氧、及比电阻值作为测量项目，如图2所示般，测量装置60包含:用以测量全有机碳的TOC计61、用以测量包含微粒子及气泡的异物的微粒子测量计62、用以测量溶存氧的溶存氧计(D0计)63、及比电阻计64。
[0115](表一)
[0116]
【权利要求】
1.一种液浸曝光装置，用以使基板曝光，其特征在于具备: 投影光学系统； 基板载台，具有用以保持基板的基板保持具； 用以供应液体的供应口； 用以回收从该供应口供应的液体的回收口 ；以及 嘴构件，具有该供应口与该回收口的至少一者； 在液浸曝光处理中，是进行从该供应口供应液体的动作与从该回收口回收从该供应口供应的液体的动作而于该投影光学系统的像面侧形成液浸区域，且透过形成该液浸区域的该液体将该基板曝光； 在与该液浸曝光处理不同的洗净处理中，是进行从该供应口供应液体的动作与从该回收口回收从该供应口供应的液体的动作而于该投影光学系统的像面侧形成液浸区域，且使该基板载台相对该液浸区域移动，洗净与形成该液浸区域的该液体接触的构件； 在该洗净处理被洗净的该构件包含该投影光学系统的光学元件、该嘴构件、及该基板载台的至少一者。
2.根据权利要求1所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理，洗净该基板载台的上面。
3.根据权利要求2所述的液浸曝光装置，其特征在于，该基板载台的该上面与该基板保持具所保持的基板的表面大致相同高度。
4.根据权利要求1所 述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理，洗净设在该基板载台的测量构件。
5.根据权利要求4所述的液浸曝光装置，其特征在于，作为该测量构件，在该基板载台设有基准构件。
6.根据权利要求4所述的液浸曝光装置，其特征在于，该测量构件的上面与该基板载台的上面大致相同高度。
7.根据权利要求6所述的液浸曝光装置，其特征在于，该基板载台的该上面与该基板保持具所保持的基板的表面大致相同高度。
8.根据权利要求1所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理，洗净设在该基板载台的光测量部。
9.根据权利要求8所述的液浸曝光装置，其特征在于，作为该光测量部，在该基板载台设有空间像测量感测器。
10.根据权利要求8所述的液浸曝光装置，其特征在于，该光测量部的上面与该基板载台的上面大致相同高度。
11.根据权利要求10所述的液浸曝光装置，其特征在于，该基板载台的该上面与该基板保持具所保持的基板的表面大致相同高度。
12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理中，从该供应口供应的液体是与在该液浸曝光处理从该供应口供应的液体不同的功能液。
13.根据权利要求12所述的液浸曝光装置，其特征在于其具备:用以在该洗净处理中从该供应口供应该功能液的功能液供应装置；以及用以在该洗净处理中从该回收口回收该功能液的第I液体回收机构。
14.根据权利要求13所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理中，增多来自该功能液供应装置的每一单位时间的功能液供应量或减少该第I液体回收机构的每一单位时间的功能液回收量，以增大形成于该投影光学系统的像面侧的该功能液的液浸区域。
15.根据权利要求14所述的液浸曝光装置，其特征在于其具备第2液体回收机构，该第2液体回收机构具有相对该投影光学系统的投影区域设于较该回收口外侧的回收口 ； 在该洗净处理中，从该第2液体回收机构的回收口回收该功能液。
16.根据权利要求12所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该液浸曝光处理中，从该供应口供应的液体是纯水。
17.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理中，从该供应口供应的液体是纯水。
18.根据权利要求17所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该液浸曝光处理中，从该供应口供应的液体是纯水。
19.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置，其特征在于其中所述的嘴构件具有该基板保持具所保持的基板对向的下面，所述的嘴构件于该下面设有该回收Π ； 在该洗净处理，洗净该嘴构件的该下面。
20.根据权利要求19所述的液浸曝光装置，其特征在于其中所述的嘴构件于该下面设有该供应口。
21.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置，其特征在于其中所述的嘴构件具有孔部，该孔部可供配置该光学元件。
22.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置，其特征在于其中所述的嘴构件是配置成包围该光学元件的环状构件。
23.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置，其特征在于，在该洗净处理，在该基板持具保持虚拟基板。
24.根据权利要求23所述的液浸曝光装置，其特征在于，该虚拟基板具有与用以制造元件的基板大致相同大小与形状。
25.根据权利要求23所述的液浸曝光装置，其特征在于，该虚拟基板对在该洗净处理形成该液浸区域的液体具有拨液性。
26.一种元件制造方法，其特征在于包含: 使用权利要求1至11中任一权利要求所述的液浸曝光装置来使晶圆曝光的动作；以及 处理已曝光的该晶圆的动作。
27.一种液浸曝光装置的维护方法，该液浸曝光装置，是在液浸曝光处理中，进行从供应口供应液体的动作与从回收口回收从该供应口供应的液体的动作而于投影光学系统的像面侧形成液浸区域，且透过形成该液浸区域的该液体将基板载台的基板保持具所保持的基板曝光，其 特征在于: 包含在与该液浸曝光处理不同的洗净处理中，是进行从该供应口供应液体的动作，与从该回收口回收从该供应口供应的液体的动作而于该投影光学系统的像面侧形成液浸区域，且使该基板载台移动，洗净与形成该液浸区域的该液体接触的构件的动作；在该洗净处理被洗净的该构件包含该投影光学系统的光学元件、嘴构件、及该基板载台的至少一者。
28.根据权利要求27所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理，洗净该基板载台的上面。
29.根据权利要求28所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该基板载台的该上面与该基板保持具所保持的基板的表面大致相同高度。
30.根据权利要求27所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理，洗净设在该基板载台的测量构件。
31.根据权利要求30所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，作为该测量构件，在该基板载台设有基准构件。
32.根据权利要求30所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该测量构件的上面与该基板载台的上面大致相同高度。
33.根据权利要求32所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该基板载台的该上面与该基板保持具所保持的基板的表面大致相同高度。
34.根据权利要求27所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理，洗净设在该基板载台的光测量部。
35.根据权利要求34所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，作为该光测量部，在该基板载台设有空间像测量感测器。
36.根据权利要求34所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该光测量部的上面与该基板载台的上面大致相同高度。
37.根据权利要求36所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该基板载台的该上面与该基板保持具所保持的基板的表面大致相同高度。
38.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理中，从该供应口供应的液体是与在该液浸曝光处理从该供应口供应的液体不同的功能液。
39.根据权利要求38所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理，使来自该供应口的每单位时间的功能液供应量增加或使来自该回收口的每单位时间的功能液回收量减少，以加大形成在该投影光学系统的像面侧的该功能液的液浸区域。
40.根据权利要求38所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该液浸曝光处理中，从该供应口供应的液体是纯水。
41.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理中，从该供应口供应的液体是纯水。
42.根据权利要求41所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该液浸曝光处理中，从该供应口供应的液体是纯水。
43.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于其中所述的嘴构件具有该基板保持具所保持的基板对向的下面，所述的嘴构件于该下面设有该回收口； 在该洗净处理，洗净该嘴构件的该下面。
44.根据权利要求43的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于其中所述的嘴构件于该下面设有该供应口。
45.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于其中所述的嘴构件具有孔部，该孔部可供配置该光学元件。
46.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于其中所述的嘴构件是配置成包围该光学元件的环状构件。
47.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于其中所述的洗净处理是每相隔既定时间间隔进行。
48.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于其进一步包含，在该洗净处理结束后，测量液体的性质与成分的至少一者，以确认该液体是否为所欲状态的动作。
49.根据权利要求27至37中任一权利要求所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，在该洗净处理，在该基板持具保持虚拟基板。
50.根据权利要求49所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该虚拟基板具有与用以制造元件的基板大致相同大小与形状。
51.根据权利要求49所述的液浸曝光装置的维护方法，其特征在于，该虚拟基板对在该洗净处理形成该液浸区域的液体具有拨液性。
52.一种曝光装置，是在投影光学系统的像面侧形成液体的液浸区域，并透过该投影光学系统与该液浸区域的液体，对设定在基板上的多个照射区域依序曝光，其特征在于具备: 液体供应机构，用以供应液体； 第I液体回收机构，用以回收液体； 第2液体回收机构，用以回收该第I液体回收机构未能完全回收的液体； 检测装置，用以检测出该第2液体回收机构是否已回收液体；及 记忆装置，使该检测装置的检测结果与该照射区域建立对应关系而予以记忆。
53.根据权利要求52所述的曝光装置，其特征在于，该记忆装置是使该检测装置的检测结果与经过时间建立对应关系而予以记忆。
54.根据权利要求52所述的曝光装置，其特征在于，该第I液体回收机构，具有与该基板对向的第I回收口； 该第2液体回收机构，具有以该投影光学系统的投影区域为基准设于较该第I回收口更外侧的第2回收口； 该第2液体回收机构，将液体连同其周围的气体一起回收。
55.根据权利要求52所述的曝光装置，其特征在于，该检测装置，可检测出第2液体回收机构的每单位时间的液体回收量； 该记忆装置，是用以记忆与该液体回收量相关的资讯。
【文档编号】H01L21/027GK103605262SQ201310395481
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2005年6月7日 优先权日:2004年6月9日
【发明者】白石健一 申请人:尼康股份有限公司