[发明专利]液浸式曝光系统、以及用于液浸式曝光的液体的回收方法和供给方法

说明书

技术领域

[0001]

本发明涉及通过在投影光学装置的光学元件和衬底之间配备液体来进行曝光过程的液浸式曝光装置或者液浸式曝光方法。具体地，本发明涉及一种包括用于回收液体的装置的液浸式曝光系统、一种包括回收液体的步骤的用于回收液浸式曝光液的方法、以及一种用于供给液浸式曝光液的方法。

背景技术

[0002]

当制造电子器件诸如半导体器件和成像器件的时候，使用(投影)曝光设备，其通过投影光学装置将原版(中间掩模或掩模)图形的图像转印到衬底(例如晶片或玻璃板)的每个曝光区上，其中在衬底上涂覆有抗蚀剂(感光材料)。

[0003]

在这种曝光设备中，必须提高投影光学装置的分辨率以应对电子器件电路的小型化伴随的尺寸的减小和电子器件集成度的增加。投影光学装置的分辨率随曝光波长变得更短或者投影光学装置的数值孔径变得更大而增加。因此，随着电路的小型化，减小了曝光设备中使用的曝光光的波长以及增加了投影光学装置的数值孔径。关于曝光光的波长，主要使用波长为248nm的光(KrF激光)。近年来，更短波长的光(ArF激光：193nm)已经被实际投入使用。对于曝光而言，除了分辨率之外聚焦深度也很重要。分辨率R和聚焦深度δ分别由下列表达式表示。

R＝k1·λ/NA    (i)

δ＝k2·λ/NA²  (ii)

[0004]

在表达式(i)和(ii)中，λ是曝光激光源在真空下的波长，NA是投影光学装置的数值孔径，而k1和k2是工艺系数。当投影光学装置的透镜和衬底之间的空间的折射率为n，并且(曝光)光在(涂覆在衬底上的)抗蚀剂的表面上最大入射角为θ的时候，数值孔径NA可以由如下表达式表示。

NA＝nsinθ      (iii)

[0005]

由表达式(i)和(ii)可知，当减小曝光波长λ并增加数值孔径NA以改善分辨率R时，聚焦深度δ减小。因此，当进一步减小曝光波长以解决电子器件的电路集成度进一步的增加时，曝光余量可能由于狭窄的聚焦深度而变得不足。

[0006]

作为增加聚焦深度同时实质地减小曝光波长的方法，一种称为液浸式曝光的曝光方法被提出(也称为“液浸法”；例如见JP-A-11-176727)。在该方法中，投影光学装置的底部表面和衬底的表面之间的空间内被充满了液体，利用曝光光源在液体中的波长是空气中波长的1/n(n是液体的折射率)的现象，分辨率和聚焦深度提高了大约n倍。根据液浸法，分辨率R和聚焦深度δ分别由下列表达式表示。

R＝k1·(λ/n)/NA    (iv)

δ＝k2·nλ/NA²     (v)

[0007]

例如，当使用ArF激光(193nm)作为液浸法中的曝光光源时，已经研究了使用水(纯水)作为液体(在下文中可被称为“液浸式曝光液”)(见WO99/49504)。因为纯水在波长193nm(对应于ArF激光)处的折射率n为1.44，所以纯水是一种出色的液浸式曝光液。根据使用纯水的液浸式曝光法，与使用空气作为媒介的曝光法相比，根据上述表达式(iv)和(v)，分辨率R和聚焦深度δ可被分别增加69.4％和144％。在需要进一步小型化电路的下一代液浸式曝光法中，需要一种除了纯水以外的具有更高折射率的液浸式曝光液。

[0008]

本发明的申请人已发现脂环烃化合物诸如萘烷作为适合用于下一代液浸式曝光法的液浸式曝光液(见由本发明申请人申请的日本专利申请号No.2004-151711和日本专利申请号No.2004-252289)。

[0009]