[发明专利]曝光装置以及器件制造方法

说明书

本申请是申请号为200480023855.0、申请日为2004年7月7日、 发明名称为“曝光装置以及器件制造方法”的发明专利申请的分案申 请。

本申请，将作为向日本专利厅申请的专利申请的特愿2003- 272614号(2003年7月9日申请)以及特愿2004-044801号(2004 年2月20日申请)作为基础，并引用其内容。

技术领域

本发明涉及在用液体填满投影光学系统和衬底之间的状态下将 衬底曝光的曝光装置，以及使用该曝光装置的器件制造方法。

背景技术

半导体器件和液晶显示器件，用将形成在掩模或中间掩模(以下， 称为“中间掩模”)上的图形转印到晶片或玻璃板等衬底上的，所谓的 光刻法的方法制造。在该光刻法工序中使用的曝光装置，是具有支撑 中间掩模的中间掩模载物台和支撑衬底的衬底载物台，并一面逐次移 动中间掩模载物台以及衬底载物台，一面将中间掩模的图形经由投影 光学系统转印到衬底上的装置。近年，为了应对器件图形的进一步的 高集成化，要求投影光学系统的进一步的高析像度化。投影光学系统 的析像度，是使用的曝光波长越短，另外投影光学系统的数值孔径越 大，就越高。因此，在曝光装置中使用的曝光波长正在一年一年短波 长化，投影光学系统的数值孔径也正在增大。并且，现在主流的曝光 波长，是KrF准分子激光器的248nm，波长更短的ArF准分子激光 器的193nm也越来越实用化。另外，在进行曝光时，与析像度同样地， 焦深(DOF)也变得重要。析像度Re、以及焦深δ分别用以下的公式 表示。

Re＝k₁·λ/NA       ...(1)

δ＝±k₂·λ/NA²    ...(2)

在此，λ是曝光波长，NA是投影光学系统的数值孔径，k₁、k₂是工艺系数。由(1)式、  (2)式，可知当为了提高析像度Re而缩 短曝光波长λ，并增大数值孔径NA时，焦深δ变窄。

如果焦深δ变得过窄，则很难使衬底表面相对于投影光学系统的 像面吻合，并且有可能曝光动作时的聚焦裕度不足。于是，作为实际 上缩短曝光波长，并且扩大焦深的方法，提出了例如国际公开第 99/49504号小册子所公开的液浸法。该液浸法，是用水或有机溶剂等 液体填满投影光学系统的下面和衬底表面之间，并利用在液体中的曝 光光的波长是空气中的1/n(n是液体的折射率，通常是1.2～1.6左右) 的情况提高析像度，同时将焦深扩大约n倍的方法。

可是，当在投影光学系统的最靠近衬底侧的光学部件的端面和衬 底表面之间填满了液体的状态下，因保持衬底的衬底载物台的移动等 而产生的振动经由液体传递给该终端的光学部件，经由投影光学系统 和液体投影到衬底上的图形像有可能劣化。

进而，在上述以往技术中，为了形成液体的液浸区域，使用具有 液体供给口以及液体回收口的喷嘴部件来进行液体的供给以及回收， 但当液体浸入喷嘴部件和投影光学系统之间的间隙时，有可能在保持 构成投影光学系统的光学部件的镜筒上生锈，或者出现光学部件溶解 等不良状况。

进而，也考虑到液体浸入镜筒内部的情况，在该情况下，也有可 能出现上述不良状况。

另外，由于浸入的液体的影响，投影光学系统中例如最靠近像面 侧的光学零件稍微变形或振动，就有可能出现曝光精度、计测精度劣 化的不良状况。

发明内容

本发明是鉴于这样的问题而研制成的，其目的在于提供能够抑制 在投影光学系统和衬底之间填满液体而进行曝光处理时的图形像的劣 化的曝光装置，以及使用该曝光装置的器件制造方法。

为了解决上述的问题，本发明采用了与实施形态所示的图1～图 10相对应的以下的构成。