[发明专利]曝光方法以及器件制造方法

说明书

本分案申请是基于申请号为200480005148.9，申请日为2004年2月26日，发明名称为“曝光装置、曝光方法以及器件制造方法”的中国专利申请的分案申请。更具体地说，本分案申请是基于申请号为201210012709.4，申请日为2004年2月26日(分案提交日为2012年1月16日)，发明名称为“曝光装置、曝光方法以及器件制造方法”的分案申请的再次分案申请。

技术领域

本发明涉及在投影光学系统和基板之间形成有液浸区域的状态下在基板上曝光图案的曝光装置和器件制造方法。

背景技术

半导体器件和液晶显示器件用把形成在掩模上的图案转印到感光性的基板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具有支撑掩模的掩模载台和支撑基板的基板载台，是一边逐次移动掩模载台以及基板载台一边经由投影光学系统把掩模的图案转印到基板上的装置。近年，为了与器件图案的进一步的高集成化对应，希望投影光学系统的进一步的高解像度化。所使用的曝光波长越短，或者投影光学系统的数值孔径越大，投影光学系统的解像度越高。因此，在曝光装置中使用的曝光波长一年年在短波长化，投影光学系统的数值孔径也在增大。然而，现在主流曝光波长是KrF准分子激光的248nm，而更短波长的ArF准分子激光的193nm也已实用化。此外，在进行曝光时，焦深(DOF)也和解像度一样重要。解像度R以及焦深δ分别用以下的式子表示。

R＝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。从(1)式、(2)式可知，为了提高解像度R，如果缩短曝光波长λ，增大数值孔径NA，则焦深δ变窄。

如果焦深δ过窄，则难以相对投影光学系统的像面来匹配基板表面，曝光动作时的裕度有可能不足，因而，作为实际缩短曝光波长，并且扩大焦深的方法，例如，提出了在国际公开第99/49504号公报中公开的液浸法。该液浸法的方法是，用水和有机溶剂等的液体充满投影光学系统的下面和基板表面之间形成液浸区域，在利用在液体中的曝光光束的波长是空气中的1/n(n是液体的折射率，一般是1.2～1.6左右)这一点提高解像度的同时，把焦深扩大约n倍。

可是，在上述以往技术中存在以下所述的问题。上述以往技术因为在一边向规定方向移动基板一边扫描曝光时可以在投影光学系统和基板之间形成液浸区域所以有效，而其结构是相对基板的移动方向，在投影掩模的图案的像的投影区域跟前提供液体，液体从投影区域的跟前侧沿着基板的移动方向在单方向上流动。然而也可以是这样的结构，在从上述规定方向向相反方向切换基板的移动方向时，也可以切换提供液体的位置(喷嘴)。可是已明确知道的是，因为在该切换时对投影区域迅速停止来自一方向的液体提供，开始来自另一方向的液体的提供，所以在投影光学系统和基板之间发生液体的振动(所谓的水锤现象)，或者在液体供给装置自身(供给管和供给喷嘴等)间发生振动，产生引起图案像的劣化的问题，此外，因为其结构是相对投影区域从单一方向流过液体，所以还存在在投影光学系统和基板之间不能充分形成液浸区域这样的问题。

此外，在上述以往技术中，因为其结构是回收液体的回收部只在上述基板的移动方向上流动液体的下游侧回收液体，所以还产生不能充分回收液体的问题。如果不能充分回收液体则在基板上残存液体，由该残存的液体的原因引起发生曝光模糊的可能。此外，如果不能彻底回收液体，则残存的液体飞溅到周边的机械部件上，还产生使其生锈等的异常。进而，如果液体残存或者飞溅，则随着放置基板的环境(湿度等)的变化，由于引起在载台位置测量中使用的光干涉计的检测光的光路上的折射率的变化等原因，还有产生不能得到所希望的图案转印精度的危险。

此外，在用液体回收喷嘴回收基板上的液体时，有可能在液体回收装置自身(回收管和回收喷嘴等)间发生振动。该振动如果传递到投影光学系统和基板载台，或者用于测量基板载台的位置的干涉计的光学部件等上，则有可能不能在基板上高精度地形成电路图案。

发明内容