[发明专利]曝光装置及元件制造方法

说明书

本申请是申请日为2013年2月16日，申请号为201310051383.0，发明名称为“曝光装置、曝光方法、元件制造方法以及维护方法”的发明专利申请的分案申请，是针对该发明专利申请的第一次审查意见通知书中指出的单一性问题而提交的分案申请，该发明专利申请是申请日为2005年6月7日，申请号为200580018359.0，发明名称为“曝光装置及元件制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

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。

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

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。

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。

R＝K₁×λ/NA..............(1)

δ＝±K₂×λ/NA².......(2)

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(1)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。

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1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1/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n倍。

专利文献1：国际公开第99/49504号公报

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

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。

为解决上述问题，本发明如图1-图9所示，采用以下的构成。

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：

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。

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。

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(TOC: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硅浓度、生菌等。

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：