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JP4168880B2 - Immersion solution - Google Patents

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JP4168880B2 JP2003306015A JP2003306015A JP4168880B2 JP 4168880 B2 JP4168880 B2 JP 4168880B2 JP 2003306015 A JP2003306015 A JP 2003306015A JP 2003306015 A JP2003306015 A JP 2003306015A JP 4168880 B2 JP4168880 B2 JP 4168880B2
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70341Details of immersion lithography aspects, e.g. exposure media or control of immersion liquid supply

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、例えば、半導体素子、撮像素子(CCD等)、液晶表示素子、又は薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程でマスクパターンを感光性の基板上に転写するために用いられる液浸法を用いた投影露光装置に使用される液浸用溶液に関するものである。   The present invention is used for transferring a mask pattern onto a photosensitive substrate in a lithography process for manufacturing a device such as a semiconductor element, an imaging element (CCD, etc.), a liquid crystal display element, or a thin film magnetic head. The present invention relates to an immersion solution used in a projection exposure apparatus using an immersion method.

半導体素子等を製造する際に、マスクとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介して、感光性の基板としてのレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。従来は投影露光装置として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型の露光装置(ステッパ)が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査して露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置も注目されている。   When manufacturing a semiconductor element, etc., a reticle pattern image as a mask is transferred to each shot area on a wafer (or glass plate, etc.) coated with a resist as a photosensitive substrate via a projection optical system. A projection exposure apparatus is used. Conventionally, a step-and-repeat type reduction projection type exposure apparatus (stepper) has been widely used as a projection exposure apparatus, but recently, a step-and-scan system that performs exposure by synchronously scanning a reticle and a wafer. The projection exposure apparatus is also attracting attention.

投影露光装置に備えられている投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、集積回路の微細化に伴い投影露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大してきている。そして、現在主流の露光波長は、KrFエキシマレーザの248nmであるが、更に短波長のArFエキシマレーザの193nmも実用化されている。   The resolution of the projection optical system provided in the projection exposure apparatus becomes higher as the exposure wavelength used becomes shorter and the numerical aperture of the projection optical system becomes larger. For this reason, with the miniaturization of integrated circuits, the exposure wavelength used in the projection exposure apparatus has become shorter year by year, and the numerical aperture of the projection optical system has also increased. The mainstream exposure wavelength is 248 nm for a KrF excimer laser, but 193 nm for an ArF excimer laser having a shorter wavelength is also in practical use.

ところで露光光の短波長化に伴い所望の結像性能を確保しつつ露光に十分な光量を確保できる透過率を有する硝材は限定されていることから、投影光学系の下面とウエハ表面との間を水、又は有機溶媒等の液体で満たし、液体中での露光光の波長が、空気中の1/n倍(nは液体の屈折率で通常1.2〜1.6程度)になることを利用して解像度を向上する液浸型の投影露光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   By the way, as the wavelength of exposure light is shortened, glass materials having a transmittance that can secure a sufficient amount of light for exposure while securing a desired imaging performance are limited, so that the space between the lower surface of the projection optical system and the wafer surface is limited. Is filled with a liquid such as water or an organic solvent, and the wavelength of exposure light in the liquid is 1 / n times that in air (n is a refractive index of the liquid, usually about 1.2 to 1.6). There has been proposed an immersion type projection exposure apparatus that improves the resolution by using (see, for example, Patent Document 1).

特開平10−303114号公報JP-A-10-303114

この液浸型の投影露光装置によりステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置を構成すると、投影光学系と液体とが接するために、液体と接した投影光学系の先端部が液体によって浸食される可能性があり、所望の光学性能が得られないという問題があった。   When a step-and-repeat type projection exposure apparatus is configured by this immersion type projection exposure apparatus, the projection optical system and the liquid come into contact with each other, so that the tip of the projection optical system in contact with the liquid is eroded by the liquid. There is a possibility that the desired optical performance cannot be obtained.

また、液浸型の投影露光装置によりステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置を構成する場合には、ウエハを移動させながら露光を行うため、ウエハを移動させている間も投影光学系とウエハとの間には液体が満たされている必要がある。従って、液体と接した投影光学系の先端部が液体によって浸食される可能性があり、所望の光学性能が得られないという問題があった。   Further, when a step-and-scan type projection exposure apparatus is constituted by an immersion type projection exposure apparatus, exposure is performed while moving the wafer, so that the projection optical system and the wafer are also moved while the wafer is moved. It must be filled with liquid. Therefore, there is a possibility that the tip of the projection optical system in contact with the liquid may be eroded by the liquid, and a desired optical performance cannot be obtained.

本発明の課題は、液浸型の投影露光装置において、投影光学系の先端部を浸食しない液浸用溶液を提供することである。
An object of the present invention is to provide an immersion solution that does not erode the tip of a projection optical system in an immersion type projection exposure apparatus.

請求項1記載の液浸用溶液は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写する液浸型投影露光装置の前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の蛍石により形成された光学素子との間に介在する液浸用溶液であって、該液浸用溶液は、フッ素イオンまたはフッ化物イオンを含むことを特徴とする。 The immersion solution according to claim 1, wherein the surface of the substrate of the immersion type projection exposure apparatus that illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate via a projection optical system, and the projection optics. An immersion solution interposed between an optical element formed of fluorite on the substrate side of the system, wherein the immersion solution contains fluorine ions or fluoride ions.

この請求項1記載の液浸用溶液によれば、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   According to the immersion solution according to the first aspect, since the optical element formed of fluorite is not eroded, the optical performance of the projection optical system is not changed and the desired optical performance is maintained. be able to.

また、請求項2記載の液浸用溶液は、PHが6以下であることを特徴とする。この請求項2記載の液浸用溶液は、酸性度が高いことから弱酸性汚染物質が溶解することがなく、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   Further, the immersion solution according to claim 2 is characterized in that PH is 6 or less. Since the immersion solution according to claim 2 has high acidity, weakly acidic pollutants are not dissolved and optical elements formed by fluorite are not eroded. The desired optical performance can be maintained without changing the optical performance.

また、請求項3記載の液浸用溶液は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写する液浸型投影露光装置の前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の蛍石により形成された光学素子との間に介在する液浸用溶液であって、該液浸用溶液は、アンモニウムイオンを含むことを特徴とする。 Further, the immersion solution according to claim 3 illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate via a projection optical system and the surface of the substrate of the immersion type projection exposure apparatus. An immersion solution interposed between the projection optical system and an optical element formed of fluorite on the substrate side, wherein the immersion solution contains ammonium ions.

この請求項3記載の液浸用溶液によれば、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   According to the immersion solution of the third aspect, since the optical element formed of fluorite is not eroded, the optical performance of the projection optical system is not changed and the desired optical performance is maintained. be able to.

また、請求項4記載の液浸用溶液は、PHが8以上であることを特徴とする。この請求項4記載の液浸用溶液は、アルカリ度が高いことから弱アルカリ性汚染物質が溶解することがなく、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   Further, the immersion solution according to claim 4 is characterized in that PH is 8 or more. The immersion solution according to claim 4 has a high alkalinity and thus does not dissolve weak alkaline contaminants and does not erode optical elements formed by fluorite. The desired optical performance can be maintained without changing the optical performance.

また、請求項5記載の液浸用溶液は、露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写する液浸型投影露光装置の前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の蛍石により形成された光学素子との間に介在する液浸用溶液であって、該液浸用溶液は、緩衝溶液により構成されることを特徴とする。

Further, the immersion solution according to claim 5 illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate via a projection optical system and the surface of the substrate of the immersion type projection exposure apparatus. a liquid immersion solution interposed between the optical element formed by fluorite of the substrate side of the projection optical system, for the immersion solution, characterized in that it is constituted by the buffer solution.

この請求項5記載の液浸用溶液によれば、外部から酸性又はアルカリ性汚染物質が混入した場合においても、溶液のPH変化を防止することができ、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   According to the immersion solution of claim 5, even when an acidic or alkaline contaminant is mixed from the outside, the pH change of the solution can be prevented and the optical element formed by fluorite is eroded. Therefore, the desired optical performance can be maintained without changing the optical performance of the projection optical system.

本発明の液浸用溶液によれば、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   According to the immersion solution of the present invention, since the optical element formed of fluorite does not erode, the optical performance of the projection optical system is not changed, and the desired optical performance can be maintained. .

以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムの説明を行う。図1は、第1の実施の形態にかかるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置を含む液浸露光機システムの概略構成図である。この図1において、露光光源としての、ArFエキシマレーザ光源、オプティカル・インテグレータ(ホモジナイザー)、視野絞り、コンデンサレンズ等を含む照明光学系1から射出された波長193nmの紫外パルス光よりなる露光光(露光ビーム)ILは、レチクル(マスク)Rに設けられたパターンを照明する。レチクルRのパターンは、両側(又はウエハW側に片側)テレセントリックな投影光学系PLを介して所定の投影倍率β(βは例えば1/4,1/5等)でフォトレジストが塗布されたウエハ(基板)W上の露光領域に縮小投影される。   Hereinafter, an immersion exposure machine system including a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an immersion exposure machine system including a step-and-repeat projection exposure apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, exposure light (exposure light) composed of ultraviolet pulse light having a wavelength of 193 nm emitted from an illumination optical system 1 including an ArF excimer laser light source, an optical integrator (homogenizer), a field stop, a condenser lens, and the like as an exposure light source. The beam IL illuminates a pattern provided on the reticle (mask) R. The reticle R pattern is a wafer coated with a photoresist at a predetermined projection magnification β (β is, for example, 1/4, 1/5, etc.) via a telecentric projection optical system PL on both sides (or one side on the wafer W side). The projection is reduced and projected onto an exposure area on the (substrate) W.

なお、露光光ILとしては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、Fレーザ光(波長157nm)や水銀ランプのi線(波長365nm)等を使用してもよい。以下、投影光学系PLの光軸AXに平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に垂直にY軸を取り、図1の紙面に平行にX軸を取って説明する。 As the exposure light IL, KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), F 2 laser light (wavelength 157 nm), i-line (wavelength 365 nm) of a mercury lamp, or the like may be used. Hereinafter, taking the Z axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, taking the Y axis perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in the plane perpendicular to the Z axis, and taking the X axis parallel to the paper surface of FIG. explain.

レチクルRはレチクルステージRST上に保持され、レチクルステージRSTにはX方向、Y方向、回転方向にレチクルRを微動する機構が組み込まれている。レチクルステージRSTの2次元的な位置、及び回転角はレーザ干渉計(不図示)によってリアルタイムに計測され、この計測値に基づいて主制御系14がレチクルRの位置決めを行う。   The reticle R is held on the reticle stage RST, and a mechanism for finely moving the reticle R in the X direction, the Y direction, and the rotation direction is incorporated in the reticle stage RST. The two-dimensional position and rotation angle of the reticle stage RST are measured in real time by a laser interferometer (not shown), and the main control system 14 positions the reticle R based on the measured values.

一方、ウエハWはウエハホルダ(不図示)を介してウエハWのフォーカス位置(Z方向の位置)及び傾斜角を制御するZステージ9上に固定されている。Zステージ9は投影光学系PLの像面と実質的に平行なXY平面に沿って移動するXYステージ10上に固定され、XYステージ10はベース11上に載置されている。Zステージ9は、ウエハWのフォーカス位置(Z方向の位置)、及び傾斜角を制御してウエハW上の表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込み、XYステージ10はウエハWのX方向、及びY方向の位置決めを行う。Zステージ9(ウエハW)の2次元的な位置、及び回転角は、移動鏡12の位置としてレーザ干渉計13によってリアルタイムに計測されている。この計測結果に基づいて主制御系14からウエハステージ駆動系15に制御情報が送られ、これに基づいてウエハステージ駆動系15は、Zステージ9、XYステージ10の動作を制御する。露光時にはウエハW上の各ショット領域を順次露光位置にステップ移動し、レチクルRのパターン像を露光する動作がステップ・アンド・リピート方式で繰り返される。   On the other hand, the wafer W is fixed on a Z stage 9 for controlling the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle of the wafer W via a wafer holder (not shown). The Z stage 9 is fixed on an XY stage 10 that moves along an XY plane substantially parallel to the image plane of the projection optical system PL, and the XY stage 10 is placed on a base 11. The Z stage 9 controls the focus position (position in the Z direction) and the tilt angle of the wafer W, and adjusts the surface on the wafer W to the image plane of the projection optical system PL by the auto focus method and the auto leveling method. The XY stage 10 positions the wafer W in the X direction and the Y direction. The two-dimensional position and rotation angle of the Z stage 9 (wafer W) are measured in real time by the laser interferometer 13 as the position of the movable mirror 12. Based on this measurement result, control information is sent from the main control system 14 to the wafer stage drive system 15, and based on this, the wafer stage drive system 15 controls the operations of the Z stage 9 and the XY stage 10. During exposure, each shot area on the wafer W is sequentially moved to the exposure position, and the operation of exposing the pattern image of the reticle R is repeated in a step-and-repeat manner.

この投影露光装置においては、露光波長を実質的に短くして解像度を向上させるために液浸法を適用する。そのため、少なくともレチクルRのパターン像をウエハW上に転写している間は、ウエハWの表面と投影光学系PLのウエハ側の光学素子4の先端面(下面)との間に液浸用溶液7を満たしておく。投影光学系PLは、鏡筒3内に、石英又は蛍石により形成された複数の光学素子を収容して構成されている。この投影光学系PLにおいては、最もウエハW側の光学素子4が蛍石により形成されており、光学素子4のみが液浸用溶液7と接触するように構成されている。これによって、金属よりなる鏡筒3の腐食等が防止されている。ここで、液浸用溶液7は、フッ素イオンまたはフッ化物イオンを含む溶液であり、PHが6以下に調整されている。   In this projection exposure apparatus, an immersion method is applied to improve the resolution by substantially shortening the exposure wavelength. Therefore, at least during the transfer of the pattern image of the reticle R onto the wafer W, the immersion solution is provided between the surface of the wafer W and the front end surface (lower surface) of the optical element 4 on the wafer side of the projection optical system PL. Satisfy 7 The projection optical system PL is configured by housing a plurality of optical elements formed of quartz or fluorite in a lens barrel 3. In the projection optical system PL, the optical element 4 closest to the wafer W is formed of fluorite, and only the optical element 4 is configured to come into contact with the immersion solution 7. As a result, corrosion of the lens barrel 3 made of metal is prevented. Here, the immersion solution 7 is a solution containing fluorine ions or fluoride ions, and the pH is adjusted to 6 or less.

液浸用溶液7は、液浸用溶液を収容するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置等からなる液体供給装置5によって、所定の排出ノズル等を介してウエハW上に温度制御された状態で供給され、液浸用溶液を収容するタンク及び吸引ポンプ等からなる液体回収装置6によって、所定の流入ノズル等を介してウエハW上から回収される。液浸用溶液7の温度は、例えば本例の投影露光装置が収納されているチャンバ内の温度と同程度に設定されている。そして、投影光学系PLの光学素子4の先端部をX方向に挟むように先端部が細くなった排出ノズル21a、及び先端部が広くなった2つの流入ノズル23a,23b(図2参照)が配置されており、排出ノズル21aは供給管21を介して液体供給装置5に接続され、流入ノズル23a,23bは回収管23を介して液体回収装置6に接続されている。   The immersion solution 7 is temperature-controlled on the wafer W via a predetermined discharge nozzle or the like by a liquid supply device 5 including a tank for storing the immersion solution, a pressure pump, a temperature control device, and the like. The liquid is recovered from the wafer W through a predetermined inflow nozzle or the like by the liquid recovery device 6 including a tank for storing the immersion solution and a suction pump. The temperature of the immersion solution 7 is set to be approximately the same as the temperature in the chamber in which the projection exposure apparatus of this example is accommodated, for example. The discharge nozzle 21a has a narrow tip so that the tip of the optical element 4 of the projection optical system PL is sandwiched in the X direction, and two inflow nozzles 23a and 23b (see FIG. 2) have a wide tip. The discharge nozzle 21 a is connected to the liquid supply device 5 via the supply pipe 21, and the inflow nozzles 23 a and 23 b are connected to the liquid recovery device 6 via the recovery pipe 23.

更に、その1対の排出ノズル21a、及び流入ノズル23a,23bをほぼ180°回転した配置の1対のノズル、及びその光学素子4の先端部をY方向に挟むように配置された2対の排出ノズル、及び流入ノズルも配置されている。   Further, the pair of discharge nozzles 21a and the pair of inflow nozzles 23a and 23b are rotated by approximately 180 °, and the two pairs of nozzles disposed so as to sandwich the tip of the optical element 4 in the Y direction. A discharge nozzle and an inflow nozzle are also arranged.

図2は、図1の投影光学系PLの光学素子4の先端部4A及びウエハWと、その先端部4AをX方向に挟む2対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示している。この図2において、先端部4Aの+X方向側に排出ノズル21aが、−X方向側に流入ノズル23a,23bがそれぞれ配置されている。また、流入ノズル23a,23bは先端部4Aの中心を通りX軸に平行な軸に対して扇状に開いた形で配置されている。そして、1対の排出ノズル21a、及び流入ノズル23a,23bをほぼ180°回転した配置で別の1対の排出ノズル22a、及び流入ノズル24a,24bが配置され、排出ノズル22aは供給管22を介して液体供給装置5に接続され、流入ノズル24a,24bは回収管24を介して液体回収装置6に接続されている。   FIG. 2 shows the positional relationship between the tip portion 4A and the wafer W of the optical element 4 of the projection optical system PL shown in FIG. 1, and two pairs of discharge nozzles and inflow nozzles that sandwich the tip portion 4A in the X direction. In FIG. 2, the discharge nozzle 21a is arranged on the + X direction side of the tip 4A, and the inflow nozzles 23a and 23b are arranged on the −X direction side. The inflow nozzles 23a and 23b are arranged in a fan-like shape with respect to an axis that passes through the center of the tip portion 4A and is parallel to the X axis. Then, another pair of discharge nozzles 22a and inflow nozzles 24a and 24b are arranged in an arrangement in which the pair of discharge nozzles 21a and the inflow nozzles 23a and 23b are rotated by approximately 180 °, and the discharge nozzle 22a passes through the supply pipe 22. The inflow nozzles 24 a and 24 b are connected to the liquid recovery apparatus 6 via the recovery pipe 24.

また、図3は、図1の投影光学系PLの光学素子4の先端部4Aと、その先端部4AをY方向に挟む2対の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示している。この図3において、先端部4Aの+Y方向側に排出ノズル27aが、−Y方向側に流入ノズル29a,29bがそれぞれ配置され、排出ノズル27aは供給管27を介して液体供給装置5に接続され、流入ノズル29a,29bは回収管29を介して液体回収装置6に接続されている。また、1対の排出ノズル27a、及び流入ノズル29a,29bをほぼ180°回転した配置で別の1対の排出ノズル28a、及び流入ノズル30a,30bが配置され、排出ノズル28aは供給管28を介して液体供給装置5に接続され、流入ノズル30a,30bは回収管30を介して液体回収装置6に接続されている。液体供給装置5は、供給管21,22,27,28の少なくとも一つを介して光学素子4の先端部4AとウエハWとの間に温度制御された液浸用溶液を供給し、液体回収装置6は回収管23,24,29,30の少なくとも一つを介してその液浸用溶液を回収する。   FIG. 3 shows the positional relationship between the tip portion 4A of the optical element 4 of the projection optical system PL of FIG. 1 and two pairs of discharge nozzles and inflow nozzles that sandwich the tip portion 4A in the Y direction. In FIG. 3, the discharge nozzle 27 a is disposed on the + Y direction side of the front end portion 4 </ b> A, and the inflow nozzles 29 a and 29 b are disposed on the −Y direction side, and the discharge nozzle 27 a is connected to the liquid supply device 5 via the supply pipe 27. The inflow nozzles 29 a and 29 b are connected to the liquid recovery apparatus 6 through the recovery pipe 29. In addition, another pair of discharge nozzles 28a and inflow nozzles 30a and 30b are disposed in an arrangement in which the pair of discharge nozzles 27a and inflow nozzles 29a and 29b are rotated by approximately 180 °, and the discharge nozzle 28a passes through the supply pipe 28. The inflow nozzles 30 a and 30 b are connected to the liquid recovery apparatus 6 via the recovery pipe 30. The liquid supply device 5 supplies a temperature-controlled immersion solution between the tip 4A of the optical element 4 and the wafer W via at least one of the supply pipes 21, 22, 27, and 28, and recovers the liquid. The apparatus 6 recovers the immersion solution via at least one of the recovery tubes 23, 24, 29, 30.

次に、液浸用溶液7の供給及び回収方法について説明する。図2において、実線で示す矢印25Aの方向(−X方向)にウエハWをステップ移動させる際には、体供給装置5は、供給管21、及び排出ノズル21aを介して光学素子4の先端部4AとウエハWとの間に液浸用溶液7を供給する。そして、液体回収装置6は、回収管23及び流入ノズル23a,23bを介してウエハW上から液浸用溶液7を回収する。このとき、液浸用溶液7はウエハW上を矢印25Bの方向(−X方向)に流れており、ウエハWと光学素子4との間は液浸用溶液7により安定に満たされる。   Next, a method for supplying and collecting the immersion solution 7 will be described. In FIG. 2, when the wafer W is step-moved in the direction of the arrow 25A indicated by the solid line (−X direction), the body supply device 5 uses the supply tube 21 and the discharge nozzle 21a to move the tip of the optical element 4 An immersion solution 7 is supplied between 4A and the wafer W. Then, the liquid recovery apparatus 6 recovers the immersion solution 7 from the wafer W via the recovery pipe 23 and the inflow nozzles 23a and 23b. At this time, the immersion solution 7 flows on the wafer W in the direction of the arrow 25B (the −X direction), and the space between the wafer W and the optical element 4 is stably filled with the immersion solution 7.

一方、2点鎖線で示す矢印26Aの方向(+X方向)にウエハWをステップ移動させる際には、液体供給装置5は供給管22、及び排出ノズル22aを使用して光学素子4の先端部4AとウエハWとの間に液浸用溶液7を供給し、液体回収装置6は回収管24及び流入ノズル24a,24bを使用して液浸用溶液7を回収する。このとき、液浸用溶液7はウエハW上を矢印26Bの方向(+X方向)に流れており、ウエハWと光学素子4との間は液浸用溶液7により満たされる。このように、本例の投影露光装置では、X方向に互いに反転した2対の排出ノズルと流入ノズルとを設けているため、ウエハWを+X方向、又は−X方向のどちらに移動する場合にも、ウエハWと光学素子4との間を液浸用溶液7により安定に満たし続けることができる。   On the other hand, when the wafer W is stepped in the direction of the arrow 26A indicated by the two-dot chain line (+ X direction), the liquid supply apparatus 5 uses the supply pipe 22 and the discharge nozzle 22a to tip the optical element 4A 4A. The immersion solution 7 is supplied between the wafer W and the liquid W, and the liquid recovery device 6 recovers the immersion solution 7 using the recovery pipe 24 and the inflow nozzles 24a and 24b. At this time, the immersion solution 7 flows on the wafer W in the direction of the arrow 26B (+ X direction), and the space between the wafer W and the optical element 4 is filled with the immersion solution 7. As described above, in the projection exposure apparatus of this example, since two pairs of discharge nozzles and inflow nozzles which are inverted with respect to each other in the X direction are provided, the wafer W is moved in either the + X direction or the −X direction. However, the space between the wafer W and the optical element 4 can be stably filled with the immersion solution 7.

また、液浸用溶液7がウエハW上を流れるため、ウエハW上に異物が付着している場合であっても、その異物を液浸用溶液7により流し去ることができるという利点がある。また、液浸用溶液7は液体供給装置5により所定の温度に調整されているため、ウエハW表面の温度調整が行われて、露光の際に生じる熱によるウエハの熱膨張による重ね合わせ精度等の低下を防ぐことができる。従って、EGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)方式のアライメントのように、アライメントと露光とに時間差のある場合であっても、ウエハの熱膨張により重ね合わせ精度が低下してしまうことを防ぐことができる。また、本例の投影露光装置では、ウエハWを移動させる方向と同じ方向に液浸用溶液7が流れているため、異物や熱を吸収した液浸用溶液を光学素子4の先端部4Aの直下の露光領域上に滞留させることなく回収することができる。   Further, since the immersion solution 7 flows on the wafer W, there is an advantage that even if foreign matter is adhered on the wafer W, the foreign matter can be washed away by the immersion solution 7. In addition, since the immersion solution 7 is adjusted to a predetermined temperature by the liquid supply device 5, the temperature of the surface of the wafer W is adjusted, the overlay accuracy due to the thermal expansion of the wafer due to the heat generated during exposure, etc. Can be prevented. Therefore, even when there is a time difference between alignment and exposure as in EGA (Enhanced Global Alignment), it is possible to prevent the overlay accuracy from being lowered due to thermal expansion of the wafer. . Further, in the projection exposure apparatus of this example, since the immersion solution 7 flows in the same direction as the direction in which the wafer W is moved, the immersion solution that has absorbed foreign matter and heat is applied to the tip 4A of the optical element 4. It can collect | recover, without making it stay on the exposure area | region directly under.

また、ウエハWをY方向にステップ移動させる際にはY方向から液浸用溶液7の供給及び回収を行う。即ち、図3において実線で示す矢印31Aの方向(−Y方向)にウエハをステップ移動させる際には、液体供給装置5は供給管27、排出ノズル27aを介して液浸用溶液を供給し、液体回収装置6は回収管29及び流入ノズル29a,29bを使用して液浸用溶液の回収を行ない、液浸用溶液は光学素子4の先端部4Aの直下の露光領域上を矢印31Bの方向(−Y方向)に流れる。また、ウエハを+Y方向にステップ移動させる際には、供給管28、排出ノズル28a、回収管30及び流入ノズル30a,30bを使用して液浸用溶液の供給及び回収が行われ、液浸用溶液は先端部4Aの直下の露光領域上を+Y方向に流れる。これにより、ウエハWをX方向に移動する場合と同様に、ウエハWを+Y方向、又は−Y方向のどちらに移動する場合であっても、ウエハWと光学素子4の先端部4Aとの間を液浸用溶液7により満たすことができる。   Further, when the wafer W is moved stepwise in the Y direction, the immersion solution 7 is supplied and recovered from the Y direction. That is, when the wafer is stepped in the direction of the arrow 31A indicated by the solid line in FIG. 3 (−Y direction), the liquid supply device 5 supplies the immersion solution via the supply pipe 27 and the discharge nozzle 27a. The liquid recovery apparatus 6 recovers the immersion solution using the recovery pipe 29 and the inflow nozzles 29a and 29b, and the immersion solution moves in the direction of the arrow 31B on the exposure area immediately below the tip 4A of the optical element 4. It flows in (−Y direction). In addition, when the wafer is moved stepwise in the + Y direction, the supply pipe 28, the discharge nozzle 28a, the recovery pipe 30 and the inflow nozzles 30a and 30b are used to supply and recover the immersion solution. The solution flows in the + Y direction on the exposure region immediately below the tip portion 4A. As a result, similarly to the case where the wafer W is moved in the X direction, the wafer W is moved between the front end portion 4A of the optical element 4 and the wafer W regardless of whether the wafer W is moved in the + Y direction or the −Y direction. Can be filled with the immersion solution 7.

なお、X方向、又はY方向から液浸用溶液7の供給及び回収を行うノズルだけでなく、例えば斜めの方向から液浸用溶液7の供給及び回収を行うためのノズルを設けてもよい。   In addition to the nozzle that supplies and recovers the immersion solution 7 from the X direction or the Y direction, a nozzle that supplies and recovers the immersion solution 7 from an oblique direction, for example, may be provided.

次に、液浸用溶液7の供給量、及び回収量の制御方法について説明する。図4は、投影光学系PLの光学素子4とウエハWとの間への液浸用溶液の供給及び回収の様子を示し、この図4において、ウエハWは矢印25Aの方向(−X方向)に移動しており、排出ノズル21aより供給された液浸用溶液7は、矢印25Bの方向(−X方向)に流れ、流入ノズル23a,23bにより回収される。光学素子4とウエハWとの間に存在する液浸用溶液7の量をウエハWの移動中でも一定に保つため、本例では液浸用溶液7の供給量Vi(m/s)と回収量Vo(m/s)とを等しくし、また、XYステージ10(ウエハW)の移動速度vに比例するように液浸用溶液7の供給量Vi、及び回収量Voを調整する。即ち、主制御系14は液浸用溶液7の供給量Vi、及び回収量Voを、以下の式により決定する。 Next, a method for controlling the supply amount and the recovery amount of the immersion solution 7 will be described. FIG. 4 shows the supply and recovery of the immersion solution between the optical element 4 of the projection optical system PL and the wafer W. In FIG. 4, the wafer W is in the direction of the arrow 25A (the -X direction). The immersion solution 7 supplied from the discharge nozzle 21a flows in the direction of the arrow 25B (−X direction) and is collected by the inflow nozzles 23a and 23b. In order to keep the amount of the immersion solution 7 existing between the optical element 4 and the wafer W constant even during the movement of the wafer W, in this example, the supply amount Vi (m 3 / s) and the recovery of the immersion solution 7 are collected. The supply amount Vi of the immersion solution 7 and the recovery amount Vo are adjusted so as to be equal to the amount Vo (m 3 / s) and proportional to the moving speed v of the XY stage 10 (wafer W). That is, the main control system 14 determines the supply amount Vi and the recovery amount Vo of the immersion solution 7 by the following equations.

Vi=Vo=D・v・d (1)
ここで、図1に示すようにDは光学素子4の先端部の直径(m)、vはXYステージ10の移動速度(m/s)、dは投影光学系PLの作動距離(ワーキング・ディスタンス)(m)である。XYステージ10をステップ移動するときの速度vは、主制御系14により設定されるものであり、D及びdは予め入力されているため、(1)式に基づいて液浸用溶液7の供給量Vi、及び回収量Voを調整することで、図4の光学素子4とウエハWとの間には液浸用溶液7が常時満たされる。
Vi = Vo = D · v · d (1)
Here, as shown in FIG. 1, D is the diameter (m) of the tip of the optical element 4, v is the moving speed (m / s) of the XY stage 10, and d is the working distance (working distance) of the projection optical system PL. ) (M). Since the speed v when the XY stage 10 is moved stepwise is set by the main control system 14 and D and d are input in advance, supply of the immersion solution 7 based on the equation (1) By adjusting the amount Vi and the recovery amount Vo, the immersion solution 7 is always filled between the optical element 4 and the wafer W in FIG.

なお、投影光学系PLの作動距離dは、投影光学系PLとウエハWとの間に液浸用溶液7を安定して存在させるためには、できるだけ狭くすることが望ましい。しかしながら、作動距離dが小さ過ぎるとウエハWの表面が光学素子4に接触する恐れがあるため、或る程度の余裕を持つ必要がある。そこで、作動距離dは、一例として2mm程度に設定される。   Note that the working distance d of the projection optical system PL is desirably as small as possible in order to allow the immersion solution 7 to stably exist between the projection optical system PL and the wafer W. However, since the surface of the wafer W may come into contact with the optical element 4 if the working distance d is too small, it is necessary to have a certain margin. Therefore, the working distance d is set to about 2 mm as an example.

この第1の実施の形態にかかる投影露光装置においては、液浸用溶液がフッ素イオンまたはフッ化物イオンを含む溶液であるため、蛍石により形成された光学素子4を侵食することがない。また、液浸用溶液の酸性度が高いことから弱酸性汚染物質が溶解することがなく、汚染物質により蛍石により形成された光学素子4を侵食することがない。従って、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができることから、浸食された光学素子を交換するために、装置の稼動を止めることがなく、最終製品を効率よく生産することができる。また、投影光学系のウエハ側の光学素子が液浸用溶液により浸食されることを防止することができるため、投影光学系の光学特性を安定させることができ、生産される最終製品の品質を安定させることができる。   In the projection exposure apparatus according to the first embodiment, since the immersion solution is a solution containing fluorine ions or fluoride ions, the optical element 4 formed of fluorite is not eroded. Further, since the acidity of the immersion solution is high, weakly acidic contaminants do not dissolve, and the optical element 4 formed of fluorite is not eroded by the contaminants. Therefore, the desired optical performance can be maintained without changing the optical performance of the projection optical system, so that the operation of the apparatus is not stopped to replace the eroded optical element, and the final product is made efficient. Can be produced well. In addition, since the optical element on the wafer side of the projection optical system can be prevented from being eroded by the immersion solution, the optical characteristics of the projection optical system can be stabilized, and the quality of the final product produced can be improved. It can be stabilized.

次に、本発明の第2の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムの説明を行う。第2の実施の形態にかかる投影露光装置は、液浸用溶液として純水を用い、ウエハWの表面と投影光学系PLの基板側の光学素子4との間の液浸用溶液を循環させる循環系を備え、循環系内にイオン交換部材、及びフィルタを設置した構成を有する。その他の構成は、第1の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムの構成と同一である。   Next, an immersion exposure system that includes a projection exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The projection exposure apparatus according to the second embodiment uses pure water as the immersion solution and circulates the immersion solution between the surface of the wafer W and the optical element 4 on the substrate side of the projection optical system PL. A circulation system is provided, and an ion exchange member and a filter are installed in the circulation system. Other configurations are the same as those of the immersion exposure apparatus system including the projection exposure apparatus according to the first embodiment.

図5に示すように、回収管23には、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタ40、イオン交換部材42が配置されており、回収管24には、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタ41、イオン交換部材43が配置されている。また、図6に示すように、回収管29には、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタ44、イオン交換部材46が配置されており、回収管30には、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタ45、イオン交換部材47が配置されている。   As shown in FIG. 5, a membrane filter 40 and an ion exchange member 42 having a filter pore diameter of 1 μm or less are arranged in the collection tube 23, and a membrane filter 41 and an ion exchange member 42 having a filter pore diameter of 1 μm or less are arranged in the collection tube 24. An exchange member 43 is arranged. Further, as shown in FIG. 6, a membrane filter 44 and an ion exchange member 46 having a filter pore diameter of 1 μm or less are arranged in the collection tube 29, and a membrane filter 45 having a filter pore diameter of 1 μm or less is arranged in the collection tube 30. An ion exchange member 47 is disposed.

従って、液体回収装置6により液浸用溶液が回収される直前で、メンブレンフィルタ40,41,44,45により、液浸用溶液中に存在する粒子、固形物を除去することができるため、液浸用溶液により光学素子を傷つけることを防止することができる。また、イオン交換部材42,43,46,47により外部から溶け込んだイオンを除去することができるため溶液のPHを一定に保つことができ、液浸用溶液により光学素子が侵食することを防止することができる。これにより、投影光学系の光学性能の変化を防止して所望の光学性能を維持することができる。なお、純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の含有量が極めて低いため、ウエハの表面を洗浄する作用も期待できる。   Therefore, immediately before the immersion solution is recovered by the liquid recovery device 6, the particles and solids present in the immersion solution can be removed by the membrane filters 40, 41, 44, 45. It is possible to prevent the optical element from being damaged by the immersion solution. Further, since ions dissolved from the outside can be removed by the ion exchange members 42, 43, 46, and 47, the pH of the solution can be kept constant, and the optical element is prevented from being eroded by the immersion solution. be able to. Thereby, the change of the optical performance of a projection optical system can be prevented, and desired optical performance can be maintained. Pure water can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has the advantage that it does not adversely affect the photoresist, optical lenses, etc. on the wafer. In addition, pure water has no adverse effect on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the wafer.

次に、本発明の第3の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムを説明する。図7は、第3の実施の形態にかかるステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の投影光学系PLAの下部、液体供給装置5、及び液体回収装置6等を示す正面図である。この図7においては、第1の実施の形態にかかる投影露光装置と同一の構成には、第1の実施の形態で用いたのと同一の符号を付して説明を行う。   Next, an immersion exposure system including a projection exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a front view showing a lower part of the projection optical system PLA of the step-and-scan projection exposure apparatus according to the third embodiment, the liquid supply apparatus 5, the liquid recovery apparatus 6, and the like. In FIG. 7, the same components as those of the projection exposure apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the first embodiment.

この投影露光装置においては、投影光学系PLAの鏡筒3Aの最下端の光学素子32は、先端部32Aが走査露光に必要な部分だけを残してY方向(非走査方向)に細長い矩形に削られている。なお、この投影光学系PLAにおいては、光学素子32は蛍石により形成されている。走査露光時には、先端部32Aの直下の矩形の露光領域にレチクルの一部のパターン像が投影され、投影光学系PLAに対して、レチクル(不図示)が−X方向(又は+X方向)に速度Vで移動するのに同期して、XYステージ10を介してウエハWが+X方向(又は−X方向)に速度β・V(βは投影倍率)で移動する。そして、1つのショット領域への露光終了後に、ウエハWのステッピングによって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下ステップ・アンド・スキャン方式で各ショット領域への露光が順次行われる。   In this projection exposure apparatus, the lowermost optical element 32 of the lens barrel 3A of the projection optical system PLA is cut into a rectangular shape elongated in the Y direction (non-scanning direction), leaving only the portion of the tip 32A necessary for scanning exposure. It has been. In the projection optical system PLA, the optical element 32 is made of fluorite. At the time of scanning exposure, a pattern image of a part of the reticle is projected onto a rectangular exposure area immediately below the tip 32A, and the reticle (not shown) moves in the −X direction (or + X direction) with respect to the projection optical system PLA. In synchronization with the movement at V, the wafer W moves through the XY stage 10 in the + X direction (or -X direction) at a velocity β · V (β is the projection magnification). Then, after the exposure to one shot area is completed, the next shot area is moved to the scanning start position by stepping the wafer W, and the exposure to each shot area is sequentially performed by the step-and-scan method.

本例においても走査露光中は液浸法の適用によって、光学素子32とウエハWの表面との間に液浸用溶液7が満たされる。液浸用溶液7の供給及び回収はそれぞれ液体供給装置5及び液体回収装置6によって行われる。液浸用溶液7は、第1の実施の形態と同様に、フッ素イオンまたはフッ化物イオンを含む溶液であり、PHが6以下に調整されている。   Also in this example, the immersion solution 7 is filled between the optical element 32 and the surface of the wafer W by applying the immersion method during the scanning exposure. Supply and recovery of the immersion solution 7 are performed by the liquid supply device 5 and the liquid recovery device 6, respectively. The immersion solution 7 is a solution containing fluorine ions or fluoride ions, and the pH is adjusted to 6 or less, as in the first embodiment.

図8は、投影光学系PLAの光学素子32の先端部32Aと液浸用溶液7をX方向に供給、回収するための排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示している。この図8において、光学素子32の先端部32Aの形状はY方向に細長い矩形になっており、投影光学系PLAの光学素子32の先端部32AをX方向に挟むように+X方向側に3個の排出ノズル21a〜21cが配置され、−X方向側に2個の流入ノズル23a,23bが配置されている。   FIG. 8 shows the positional relationship between the tip 32A of the optical element 32 of the projection optical system PLA and the discharge nozzle and the inflow nozzle for supplying and recovering the immersion solution 7 in the X direction. In FIG. 8, the shape of the tip 32A of the optical element 32 is a rectangle elongated in the Y direction, and there are three on the + X direction side so that the tip 32A of the optical element 32 of the projection optical system PLA is sandwiched in the X direction. Discharge nozzles 21a to 21c are arranged, and two inflow nozzles 23a and 23b are arranged on the −X direction side.

そして、排出ノズル21a〜21cは供給管21を介して液体供給装置5に接続され、流入ノズル23a,23bは回収管23を介して液体回収装置6に接続されている。また、排出ノズル21a〜21cと流入ノズル23a,23bとをほぼ180゜回転した配置に、排出ノズル22a〜22cと流入ノズル24a,24bとを配置している。排出ノズル21a〜21cと流入ノズル24a,24bとはY方向に交互に配列され、排出ノズル22a〜22cと流入ノズル23a,23bとはY方向に交互に配列され、排出ノズル22a〜22cは供給管22を介して液体供給装置5に接続され、流入ノズル24a,24bは回収管24を介して液体回収装置6に接続されている。   The discharge nozzles 21 a to 21 c are connected to the liquid supply device 5 via the supply pipe 21, and the inflow nozzles 23 a and 23 b are connected to the liquid recovery device 6 via the recovery pipe 23. Further, the discharge nozzles 22a to 22c and the inflow nozzles 24a and 24b are arranged in an arrangement in which the discharge nozzles 21a to 21c and the inflow nozzles 23a and 23b are rotated by approximately 180 °. The discharge nozzles 21a to 21c and the inflow nozzles 24a and 24b are alternately arranged in the Y direction, the discharge nozzles 22a to 22c and the inflow nozzles 23a and 23b are alternately arranged in the Y direction, and the discharge nozzles 22a to 22c are supply pipes. The inflow nozzles 24 a and 24 b are connected to the liquid recovery apparatus 6 via the recovery pipe 24.

そして、実線の矢印で示す走査方向(−X方向)にウエハWを移動させて走査露光を行う場合には、供給管21、排出ノズル21a〜21c、回収管23、及び流入ノズル23a,23bを使用して液体供給装置5及び液体回収装置6によって液浸用溶液7の供給及び回収を行い、光学素子32とウエハWとの間を満たすように−X方向に液浸用溶液7を流す。また、2点鎖線の矢印で示す方向(+X方向)にウエハWを移動させて走査露光を行う場合には、供給管22、排出ノズル22a〜22c、回収管24、及び流入ノズル24a,24bを使用して液浸用溶液7の供給及び回収を行い、光学素子32とウエハWとの間を満たすように+X方向に液浸用溶液7を流す。走査方向に応じて液浸用溶液7を流す方向を切り換えることにより、+X方向、又は−X方向のどちらの方向にウエハWを走査する場合にも、光学素子32の先端部32AとウエハWとの間を液浸用溶液7により満たすことができ、高い解像度が得られる。   When scanning exposure is performed by moving the wafer W in the scanning direction (−X direction) indicated by the solid line arrow, the supply pipe 21, the discharge nozzles 21a to 21c, the recovery pipe 23, and the inflow nozzles 23a and 23b are connected. The liquid supply device 5 and the liquid recovery device 6 are used to supply and recover the immersion solution 7, and the immersion solution 7 is caused to flow in the −X direction so as to fill between the optical element 32 and the wafer W. When scanning exposure is performed by moving the wafer W in the direction indicated by the two-dot chain line arrow (+ X direction), the supply pipe 22, the discharge nozzles 22a to 22c, the recovery pipe 24, and the inflow nozzles 24a and 24b are provided. In use, the immersion solution 7 is supplied and recovered, and the immersion solution 7 is caused to flow in the + X direction so as to fill between the optical element 32 and the wafer W. When the wafer W is scanned in either the + X direction or the −X direction by switching the flow direction of the immersion solution 7 according to the scanning direction, the tip 32A of the optical element 32 and the wafer W Can be filled with the immersion solution 7, and high resolution can be obtained.

また、液浸用溶液7の供給量Vi(m/s)、及び回収量Vo(m/s)は、以下の式により決定する。 Further, the supply amount Vi (m 3 / s) and the recovery amount Vo (m 3 / s) of the immersion solution 7 are determined by the following equations.

Vi=Vo=DSY・v・d (2)
ここで、DSYは光学素子32の先端部32AのX方向の長さ(m)である。これによって走査露光中においても光学素子32とウエハWとの間を液浸用溶液7により安定に満たすことができる。
Vi = Vo = DSY · v · d (2)
Here, DSY is the length (m) of the tip 32A of the optical element 32 in the X direction. Thus, the space between the optical element 32 and the wafer W can be stably filled with the immersion solution 7 even during scanning exposure.

なお、ノズルの数や形状は特に限定されるものでなく、例えば先端部32Aの長辺について2対のノズルで液浸用溶液7の供給又は回収を行うようにしてもよい。なお、この場合には、+X方向、又は−X方向のどちらの方向からも液浸用溶液7の供給及び回収を行うことができるようにするため、排出ノズルと流入ノズルとを上下に並べて配置してもよい。また、ウエハWをY方向にステップ移動させる際には、第1の実施の形態と同様に、Y方向から液浸用溶液7の供給及び回収を行う。   The number and shape of the nozzles are not particularly limited. For example, the immersion solution 7 may be supplied or recovered with two pairs of nozzles on the long side of the tip 32A. In this case, the discharge nozzle and the inflow nozzle are arranged side by side so that the immersion solution 7 can be supplied and recovered from either the + X direction or the −X direction. May be. When stepping the wafer W in the Y direction, the immersion solution 7 is supplied and recovered from the Y direction as in the first embodiment.

図9は、投影光学系PLAの光学素子32の先端部32AとY方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示している。この図9において、ウエハを走査方向に直交する非走査方向(−Y方向)にステップ移動させる場合には、Y方向に配列された排出ノズル27a、及び流入ノズル29a,29bを使用して液浸用溶液7の供給及び回収を行い、また、ウエハを+Y方向にステップ移動させる場合には、Y方向に配列された排出ノズル28a、及び流入ノズル30a,30bを使用して液浸用溶液7の供給及び回収を行う。また、液浸用溶液7の供給量Vi(m/s)、及び回収量Vo(m/s)は、以下の式により決定する。 FIG. 9 shows the positional relationship between the tip 32A of the optical element 32 of the projection optical system PLA and the discharge nozzle and inflow nozzle for the Y direction. In FIG. 9, when the wafer is step-moved in the non-scanning direction (−Y direction) orthogonal to the scanning direction, the immersion nozzles 27a and the inflow nozzles 29a and 29b arranged in the Y direction are used for liquid immersion. When the working solution 7 is supplied and recovered, and the wafer is stepped in the + Y direction, the discharge nozzle 28a and the inflow nozzles 30a and 30b arranged in the Y direction are used. Supply and collect. Further, the supply amount Vi of the immersion solution 7 (m 3 / s), and the recovery amount Vo (m 3 / s) is determined by the following equation.

Vi=Vo=DSX・v・d (3)
ここで、DSXは光学素子32の先端部32AのY方向の長さ(m)である。第1の実施の形態と同様に、Y方向にステップ移動させる際にもウエハWの移動速度vに応じて液浸用溶液7の供給量を調整することにより、光学素子32とウエハWとの間を液浸用溶液7により満たし続けることができる。
Vi = Vo = DSX · v · d (3)
Here, DSX is the length (m) in the Y direction of the tip 32A of the optical element 32. Similarly to the first embodiment, when the step movement in the Y direction is performed, the supply amount of the immersion solution 7 is adjusted in accordance with the moving speed v of the wafer W, so that the optical element 32 and the wafer W can be moved. The space can be continuously filled with the immersion solution 7.

以上のようにウエハWを移動させる際には、その移動方向に応じた方向に液浸用溶液を流すことにより、ウエハWと投影光学系PLの先端部との間を液浸用溶液7により満たし続けることができる。   When the wafer W is moved as described above, the immersion solution is allowed to flow in a direction corresponding to the moving direction, so that the immersion solution 7 is used between the wafer W and the tip of the projection optical system PL. You can keep filling.

この第3の実施の形態にかかる投影露光装置においては、液浸用溶液がフッ素イオンまたはフッ化物イオンを含む溶液であるため、蛍石により形成された光学素子32を侵食することがない。また、液浸用溶液の酸性度が高いことから弱酸性汚染物質が溶解することがなく、汚染物質により蛍石により形成された光学素子32を侵食することがない。従って、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができることから、浸食された光学素子を交換するために、装置の稼動を止めることがなく、最終製品を効率よく生産することができる。また、投影光学系のウエハ側の光学素子が液浸用溶液により浸食されることを防止することができるため、投影光学系の光学特性を安定させることができ、生産される最終製品の品質を安定させることができる。   In the projection exposure apparatus according to the third embodiment, since the immersion solution is a solution containing fluorine ions or fluoride ions, the optical element 32 formed of fluorite is not eroded. Further, since the acidity of the immersion solution is high, weakly acidic contaminants are not dissolved, and the optical element 32 formed of fluorite is not eroded by the contaminants. Therefore, the desired optical performance can be maintained without changing the optical performance of the projection optical system, so that the operation of the apparatus is not stopped to replace the eroded optical element, and the final product is made efficient. Can be produced well. In addition, since the optical element on the wafer side of the projection optical system can be prevented from being eroded by the immersion solution, the optical characteristics of the projection optical system can be stabilized, and the quality of the final product produced can be improved. It can be stabilized.

次に、本発明の第4の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムの説明を行う。第4の実施の形態にかかる投影露光装置は、液浸用溶液として純水を用い、ウエハWの表面と投影光学系PLの基板側の光学素子4との間の液浸用溶液を循環させる循環系を備え、循環系内にイオン交換樹脂、及びフィルタを設置した構成を有する。その他の構成は、第3の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムの構成と同一である。   Next, an immersion exposure apparatus system including a projection exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. The projection exposure apparatus according to the fourth embodiment uses pure water as the immersion solution, and circulates the immersion solution between the surface of the wafer W and the optical element 4 on the substrate side of the projection optical system PL. A circulation system is provided, and an ion exchange resin and a filter are installed in the circulation system. Other configurations are the same as those of the immersion exposure apparatus system including the projection exposure apparatus according to the third embodiment.

図10に示すように、回収管23には、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタ40、イオン交換部材42が配置されており、回収管24には、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタ41、イオン交換部材43が配置されている。   As shown in FIG. 10, a membrane filter 40 and an ion exchange member 42 having a filter pore diameter of 1 μm or less are arranged in the collection tube 23, and a membrane filter 41 and an ion exchange member having a filter pore diameter of 1 μm or less are arranged in the collection tube 24. An exchange member 43 is arranged.

なお、この第4の実施の形態にかかる液浸露光機システムにおいては、第3の実施の形態にかかる液浸露光機システムと同様に光学素子32の先端部32Aに対してY方向に配置された排出ノズル27a,28a及び流入ノズル29a,29b,30a,30bを用いて液浸用溶液の供給及び回収を行うが、流入ノズル29a,29b,30a,30bから回収された液浸用溶液が液体回収装置6に回収される直前の位置にメンブレンフィルタ及びイオン交換部材が配置されている。   Note that the immersion exposure system according to the fourth embodiment is arranged in the Y direction with respect to the distal end portion 32A of the optical element 32 as in the immersion exposure system according to the third embodiment. The immersion nozzle is supplied and recovered using the discharge nozzles 27a, 28a and the inflow nozzles 29a, 29b, 30a, 30b. The immersion solution recovered from the inflow nozzles 29a, 29b, 30a, 30b is liquid. A membrane filter and an ion exchange member are disposed at a position immediately before being collected by the collection device 6.

従って、液体回収装置6により液浸用溶液が回収される直前で、メンブレンフィルタ40,41により、液浸用溶液中に存在する粒子、固形物を除去することができるため、液浸用溶液により光学素子を傷つけることを防止することができる。また、イオン交換部材42,43により外部から溶け込んだイオンを除去することができるため溶液のPHを一定に保つことができ、液浸用溶液により光学素子が侵食することを防止することができる。これにより、投影光学系の光学性能の変化を防止して所望の光学性能を維持することができる。なお、純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないと共に、不純物の含有量が極めて低いため、ウエハの表面を洗浄する作用も期待できる。   Accordingly, the particles and solids present in the immersion solution can be removed by the membrane filters 40 and 41 immediately before the immersion solution is recovered by the liquid recovery device 6. It is possible to prevent the optical element from being damaged. Moreover, since ions dissolved from the outside can be removed by the ion exchange members 42 and 43, the pH of the solution can be kept constant, and the optical element can be prevented from being eroded by the immersion solution. Thereby, the change of the optical performance of a projection optical system can be prevented, and desired optical performance can be maintained. Pure water can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has the advantage that it does not adversely affect the photoresist, optical lenses, etc. on the wafer. In addition, pure water has no adverse effect on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the wafer.

なお、上述の第1、第3の実施の形態においては、液浸用溶液としてフッ素イオンまたはフッ化物イオンを含む溶液であり、PHが6以下に調整された溶液を用いているが、これに代えて、液浸用溶液としてアンモニウムイオンを含む溶液であり、PHが8以上に調整された溶液を用いても良い。   In the first and third embodiments described above, the immersion solution is a solution containing fluorine ions or fluoride ions, and a solution having a pH adjusted to 6 or less is used. Instead, a solution containing ammonium ions as the immersion solution and having a pH adjusted to 8 or more may be used.

液浸用溶液がアンモニウムイオンを含む溶液である場合には、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。また、PHが8以上に調整されていることから、アルカリ度が高く弱アルカリ性汚染物質が溶解することがない。従って、蛍石により形成された光学素子を侵食することがないことから、投影光学系の光学性能が変化することがなく所望の光学性能を維持することができる。   When the immersion solution is a solution containing ammonium ions, the optical element formed by fluorite does not erode, so that the optical performance of the projection optical system does not change and the desired optical performance is obtained. Can be maintained. Moreover, since the pH is adjusted to 8 or more, the alkalinity is high and weak alkaline contaminants do not dissolve. Therefore, since the optical element formed of fluorite is not eroded, the optical performance of the projection optical system is not changed, and the desired optical performance can be maintained.

また、上述の第2、第4の実施の形態においては、フィルタとして、フィルタ孔径が1μm以下のメンブレンフィルタを用いているが、濾紙、活性炭フィルタ、中空糸フィルタ、限外濾過フィルタ等の中の1つをであって、フィルタ孔径が1μm以下のものを用いても良い。また、メンブレンフィルタ、濾紙、活性炭フィルタ、中空糸フィルタ、限外濾過フィルタ等の中の2つ以上を組み合わせてフィルタを構成しても良い。   In the second and fourth embodiments described above, a membrane filter having a filter pore diameter of 1 μm or less is used as the filter. Among filter filters, activated carbon filters, hollow fiber filters, ultrafiltration filters, etc. One filter having a filter pore diameter of 1 μm or less may be used. Moreover, you may comprise a filter combining two or more in a membrane filter, a filter paper, an activated carbon filter, a hollow fiber filter, an ultrafiltration filter, etc.

また、上述の実施の形態においては、ウエハの表面と投影光学系のウエハ側の蛍石により形成された光学素子との間を液浸用溶液により満たしているが、ウエハの表面と投影光学系のウエハ側の蛍石により形成された光学素子との間の一部に液浸用溶液を介在させるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the space between the wafer surface and the optical element formed by the fluorite on the wafer side of the projection optical system is filled with the immersion solution. An immersion solution may be interposed between a portion of the optical element formed of fluorite on the wafer side.

また、上述の実施の形態においては、液体回収装置6により液浸用溶液7が回収される直前の位置に、メンブレンフィルタ、イオン交換部材を配置しているが、配置位置は、液浸用溶液の循環系内であれば、適宜変更可能である。   In the above-described embodiment, the membrane filter and the ion exchange member are disposed immediately before the immersion solution 7 is recovered by the liquid recovery device 6. However, the arrangement position is the immersion solution. As long as it is within the circulation system, it can be appropriately changed.

また、上述の実施の形態において、投影光学系のウエハ側の蛍石により形成された光学素子の表面に溶解防止膜を形成しても良い。この場合において、液浸用溶液が酸性度の高いフッ素イオン若しくはフッ化物イオンを含む溶液またはアルカリ度の高いアンモニウムイオンを含む溶液の場合には、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化ランタン(LaF3)、フッ化ストロンチウム(SrF2)、フッ化イットリウム(YF3)、フッ化ルテニウム(LuF3)、フッ化ハフニウム(HfF4)、フッ化ネオジム(NdF3)、フッ化ガドリニウム(GdF3)、フッ化イッテリビウム(YbF3)、フッ化ディスプロシウム(DyF3)、フッ化アルミニウム(AlF3)、クリオライト(Na3AlF6)、チオライト(5NaF・3AlF3)などの溶解防止膜を形成することが好ましい。このような溶解防止膜を形成した場合においても、液浸用溶液により溶解防止膜を溶解させることを防止することができる。 In the above-described embodiment, a dissolution preventing film may be formed on the surface of the optical element formed of fluorite on the wafer side of the projection optical system. In this case, when the immersion solution is a solution containing a high ammonium ion of the solution or alkalinity including high fluorine ions or fluoride ions acidity is magnesium fluoride (MgF 2), lanthanum fluoride (LaF 3 ), strontium fluoride (SrF 2 ), yttrium fluoride (YF 3 ), ruthenium fluoride (LuF 3 ), hafnium fluoride (HfF 4 ), neodymium fluoride (NdF 3 ), gadolinium fluoride (GdF 3 ) , Ytterbium fluoride (YbF 3 ), dysprosium fluoride (DyF 3 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), cryolite (Na 3 AlF 6 ), thiolite (5NaF ・ 3AlF 3 ), etc. It is preferable to do. Even when such a dissolution preventing film is formed, it is possible to prevent the dissolution preventing film from being dissolved by the immersion solution.

また、上述の実施の形態においては、投影光学系PLとウエハ(基板)Wとの間を局所的に液体で満たす露光装置を採用しているが、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、特開平10−303114号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置にも本発明を適用可能である。   In the above-described embodiment, an exposure apparatus that locally fills the space between the projection optical system PL and the wafer (substrate) W with a liquid is employed, but this is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873. An immersion exposure apparatus for moving a stage holding a substrate to be exposed in the liquid tank or a liquid tank having a predetermined depth on the stage as disclosed in JP-A-10-303114 The present invention can also be applied to an immersion exposure apparatus that holds a substrate therein.

また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報等に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してXY方向に独立に移動可能な2つのステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。   Further, according to the present invention, as disclosed in JP-A-10-163099, JP-A-10-214783, JP-T 2000-505958, etc., substrates to be processed such as wafers are separately placed. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having two stages that can move independently in the XY directions.

閉鎖循環系にフッ素イオンまたはフッ化物イオンを溶かした溶液を循環させ、さらにコートのないレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水溶液に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズの表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また透過率を測定したが、実験前後で変化は見られなかった。さらに薄膜をコートしたサンプルについても透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は認められなかった。   A solution in which fluorine ions or fluoride ions were dissolved was circulated through the closed circulation system, and a lens without a coat or a lens with a thin film was constantly exposed to this aqueous solution for about 10 hours. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, the surface of the lens was examined by step measurement and SEM, and no change such as dissolution was confirmed. The transmittance was measured, but no change was observed before and after the experiment. Further, the transmittance and reflectance of the sample coated with a thin film were measured, and no change was observed before and after the experiment.

以下に、実験前後におけるコートしていない蛍石により形成されているレンズ、コートしていない石英により形成されているレンズの透過率の測定結果を表1に示す。なお、測定光として、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)を用いた。   Table 1 shows the measurement results of the transmittance of lenses formed of uncoated fluorite and lenses formed of uncoated quartz before and after the experiment. Note that ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) was used as measurement light.

Figure 0004168880
また、以下に、実験前後における蛍石に薄膜として酸化アルミニウム(Al2O3)をコートしたレンズ、蛍石に薄膜としてフッ化ランタン(LaF3)をコートしたレンズ、蛍石に薄膜としてフッ化マグネシウム(MgF2)をコートしたレンズの透過率の測定結果を表2に示す。なお、測定光として、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)を用いた。
Figure 0004168880
In addition, the following is a lens coated with aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as a thin film before and after the experiment, a lens coated with lanthanum fluoride (LaF 3 ) as a thin film, and fluorite as a thin film. Table 2 shows the measurement results of the transmittance of the lens coated with magnesium (MgF 2 ). Note that ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) was used as measurement light.

Figure 0004168880
Figure 0004168880

閉鎖循環系にアンモニウムイオンが溶けた溶液を循環させ、さらにコートのないレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水溶液に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズの表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また透過率を測定したが、実験前後で変化は見られなかった。さらに薄膜をコートしたサンプルについても透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は認められなかった。   A solution in which ammonium ions were dissolved was circulated in a closed circulation system, and a lens without a coat and a lens with a thin film were constantly exposed to this aqueous solution for about 10 hours. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, the surface of the lens was examined by step measurement and SEM, and no change such as dissolution was confirmed. The transmittance was measured, but no change was observed before and after the experiment. Further, the transmittance and reflectance of the sample coated with a thin film were measured, and no change was observed before and after the experiment.

閉鎖循環系にフッ酸とフッ化アンモニウムを混合してPHを7以下に調整した緩衝溶液を循環させ、さらにコートのないレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水溶液に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズの表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また透過率を測定したが、実験前後で変化は見られなかった。さらに薄膜をコートしたサンプルについても透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は認められなかった。   A buffer solution in which hydrofluoric acid and ammonium fluoride were mixed to adjust the pH to 7 or less was circulated in a closed circulation system, and uncoated lenses and thin film coated lenses were always exposed to this aqueous solution for about 10 hours. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, the surface of the lens was examined by step measurement and SEM, and no change such as dissolution was confirmed. The transmittance was measured, but no change was observed before and after the experiment. Further, the transmittance and reflectance of the sample coated with a thin film were measured, and no change was observed before and after the experiment.

閉鎖循環系にホウ砂と塩酸を混合してPHを7から9に調整した緩衝溶液を循環させ、さらにコートのないレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水溶液に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズの表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また透過率を測定したが、実験前後で変化は見られなかった。さらに薄膜をコートしたサンプルについても透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は認められなかった。   A buffer solution adjusted to pH 7 to 9 by mixing borax and hydrochloric acid in a closed circulation system was circulated, and uncoated lenses and thin film coated lenses were always exposed to this aqueous solution for about 10 hours. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, the surface of the lens was examined by step measurement and SEM, and no change such as dissolution was confirmed. The transmittance was measured, but no change was observed before and after the experiment. Further, the transmittance and reflectance of the sample coated with a thin film were measured, and no change was observed before and after the experiment.

閉鎖循環系にホウ砂と炭酸ナトリウムを混合してPHを9から11に調整した緩衝溶液を循環させ、さらにコートのないレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水溶液に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズの表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また透過率を測定したが、実験前後で変化は見られなかった。さらに薄膜をコートしたサンプルについても透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は認められなかった。   A buffer solution in which borax and sodium carbonate were mixed in the closed circulation system and the pH was adjusted to 9 to 11 was circulated, and uncoated lenses and thin film coated lenses were always exposed to this aqueous solution for about 10 hours. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, the surface of the lens was examined by step measurement and SEM, and no change such as dissolution was confirmed. The transmittance was measured, but no change was observed before and after the experiment. Further, the transmittance and reflectance of the sample coated with a thin film were measured, and no change was observed before and after the experiment.

閉鎖循環系にリン酸水素二ナトリウムとクエン酸を混合してPHを2から8に調整した緩衝溶液を循環させ、さらにコートのないレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水溶液に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズの表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また透過率を測定したが、実験前後で変化は見られなかった。さらに薄膜をコートしたサンプルについても透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は認められなかった。   A buffer solution in which PH is adjusted to 2 to 8 by mixing disodium hydrogen phosphate and citric acid in a closed circulation system is circulated, and an uncoated lens and a lens coated with a thin film are kept in this aqueous solution for about 10 hours. Exposed. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, the surface of the lens was examined by step measurement and SEM, and no change such as dissolution was confirmed. The transmittance was measured, but no change was observed before and after the experiment. Further, the transmittance and reflectance of the sample coated with a thin film were measured, and no change was observed before and after the experiment.

閉鎖循環系の一部にイオン交換樹脂を設置し、約10時間、純水を循環させた。実験途中で数回溶液をサンプリングし、PHを測定したところ、PHは6.9〜7.2であり、一定に保たれていた。また、サンプリングした水をイオンクロマトグラフィーで分析したところ、陽イオン、陰イオンいずれも確認できなかった。さらにサンプリングした水をシリコンウエハー上にたらして自然乾燥させても、シリコンウエハー上にウオーターマークは認められなかった。   An ion exchange resin was installed in a part of the closed circulation system, and pure water was circulated for about 10 hours. When the solution was sampled several times during the experiment and the pH was measured, the pH was 6.9 to 7.2 and was kept constant. Further, when the sampled water was analyzed by ion chromatography, neither a cation nor an anion could be confirmed. Further, even when the sampled water was dropped on the silicon wafer and allowed to dry naturally, no water mark was observed on the silicon wafer.

閉鎖循環系の一部にイオン交換樹脂を設置して純水を循環させ、さらにレンズ、薄膜をコートしたレンズを約10時間、この水に常にさらした。実験後サンプルを引き上げ自然乾燥しても、サンプル上にウオーターマークは認められなかった。実験後レンズ表面を段差測定、SEMで調べたところ、溶解等の変化は確認されなかった。また薄膜をコートしたサンプルの透過率、反射率を測定したところ、実験前後で変化は無かった。   An ion exchange resin was installed in a part of the closed circulation system to circulate pure water, and the lens and the lens coated with the thin film were always exposed to this water for about 10 hours. Even after pulling up the sample after the experiment and drying it naturally, no water mark was observed on the sample. After the experiment, when the lens surface was examined by step measurement and SEM, no change such as dissolution was confirmed. Further, when the transmittance and reflectance of the sample coated with the thin film were measured, there was no change before and after the experiment.

閉鎖循環系の一部にメンブレンフィルター(孔径0.45μm)を取り付け、約10時間、純水を循環させた。実験後水溶液中の粒子状物質を粒度分布計で測定したところ、粒子状物質の存在は確認できなかった。フィルタにより粒子状物質が除去されていることを確認した。さらにサンプリングした水をシリコンウエハー上にたらして自然乾燥させても、シリコンウエハー上にウオーターマークは認められなかった。   A membrane filter (pore diameter 0.45 μm) was attached to a part of the closed circulation system, and pure water was circulated for about 10 hours. After the experiment, when the particulate matter in the aqueous solution was measured with a particle size distribution meter, the presence of the particulate matter could not be confirmed. It was confirmed that the particulate matter was removed by the filter. Further, even when the sampled water was dropped on the silicon wafer and allowed to dry naturally, no water mark was observed on the silicon wafer.

本発明の第1の実施の形態にかかる投影露光装置を含む液浸露光機システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the immersion exposure machine system containing the projection exposure apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 図1の投影光学系の光学素子の先端部とX方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the front-end | tip part of the optical element of the projection optical system of FIG. 1, the discharge nozzle for X directions, and an inflow nozzle. 図1の投影光学系の光学素子の先端部と、Y方向から液浸用溶液の供給及び回収を行う排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the front-end | tip part of the optical element of the projection optical system of FIG. 1, and the discharge nozzle and inflow nozzle which supply and collect | recover the liquid for immersion from a Y direction. 図1の光学素子とウエハとの間への液浸用溶液の供給及び回収の様子を示す要部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a state of supply and recovery of an immersion solution between the optical element of FIG. 1 and a wafer. 本発明の第2の実施の形態にかかる液浸露光機システムに含まれる投影露光装置の液浸用溶液循環系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the solution circulation system for immersion of the projection exposure apparatus contained in the immersion exposure machine system concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態にかかる液浸露光機システムに含まれる投影露光装置の液浸用溶液循環系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the solution circulation system for immersion of the projection exposure apparatus contained in the immersion exposure machine system concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態において使用される投影露光装置の投影光学系の下端部、液体供給装置、及び液体回収装置等を示す正面図である。It is a front view which shows the lower end part of the projection optical system of the projection exposure apparatus used in the 3rd Embodiment of this invention, a liquid supply apparatus, a liquid collection | recovery apparatus, etc. FIG. 図7の投影光学系の光学素子の先端部とX方向用の排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the front-end | tip part of the optical element of the projection optical system of FIG. 7, the discharge nozzle for X directions, and an inflow nozzle. 図7の投影光学系の光学素子の先端部と、Y方向から液浸用溶液の供給及び回収を行う排出ノズル及び流入ノズルとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the front-end | tip part of the optical element of the projection optical system of FIG. 7, and the discharge nozzle and inflow nozzle which supply and collect | recover the liquid for immersion from a Y direction. 本発明の第4の実施の形態にかかる液浸露光機システムに含まれる投影露光装置の液浸用溶液循環系を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the solution circulation system for immersion of the projection exposure apparatus contained in the immersion exposure machine system concerning the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

R…レチクル
PL…投影光学系
W…ウエハ
1…照明光学系
4、32、105…光学素子
5…液体供給装置
6…液体回収装置
7…液浸用溶液
9…Zステージ
10…XYステージ
14…主制御系
21,22…供給管
21a〜21c,22a〜22c…排出ノズル
23,24…回収管
23a,23b,24a,24b…流入ノズル
40,41,44,45…フィルタ
42,43,46,47…イオン交換部材
R ... Reticle PL ... Projection optical system W ... Wafer 1 ... Illumination optical system 4, 32, 105 ... Optical element 5 ... Liquid supply device 6 ... Liquid recovery device 7 ... Solution for immersion 9 ... Z stage 10 ... XY stage 14 ... Main control systems 21, 22 ... supply pipes 21a to 21c, 22a to 22c ... discharge nozzles 23, 24 ... recovery pipes 23a, 23b, 24a, 24b ... inflow nozzles 40, 41, 44, 45 ... filters 42, 43, 46, 47 ... Ion exchange member

Claims (5)

露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写する液浸型投影露光装置の前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の蛍石により形成された光学素子との間に介在する液浸用溶液であって、
該液浸用溶液は、フッ素イオンまたはフッ化物イオンを含むことを特徴とする液浸用溶液。
It is formed by the surface of the substrate of an immersion type projection exposure apparatus that illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate via a projection optical system and the fluorite on the substrate side of the projection optical system An immersion solution interposed between the optical elements,
The immersion solution contains a fluorine ion or a fluoride ion.
PHが6以下であることを特徴とする請求項1記載の液浸用溶液。   The immersion solution according to claim 1, wherein PH is 6 or less. 露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写する液浸型投影露光装置の前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の蛍石により形成された光学素子との間に介在する液浸用溶液であって、
該液浸用溶液は、アンモニウムイオンを含むことを特徴とする液浸用溶液。
It is formed by the surface of the substrate of an immersion type projection exposure apparatus that illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate via a projection optical system and the fluorite on the substrate side of the projection optical system An immersion solution interposed between the optical elements,
The immersion solution contains ammonium ions.
PHが8以上であることを特徴とする請求項3記載の液浸用溶液。   4. The immersion solution according to claim 3, wherein PH is 8 or more. 露光ビームでマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンを基板上に転写する液浸型投影露光装置の前記基板の表面と前記投影光学系の前記基板側の蛍石により形成された光学素子との間に介在する液浸用溶液であって、
該液浸用溶液は、緩衝溶液により構成されることを特徴とする液浸用溶液。
It is formed by the surface of the substrate of an immersion type projection exposure apparatus that illuminates the mask with an exposure beam and transfers the pattern of the mask onto the substrate via a projection optical system and the fluorite on the substrate side of the projection optical system An immersion solution interposed between the optical elements,
The immersion solution is constituted by a buffer solution.
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