專利名稱：光學元件和曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在采用了液浸法的投影曝光裝置中被使用的光學元件和使用了該光學元件的曝光裝置，其中，所述液浸法用于在制造例如半導體器件、攝像元件(CCD等)、液晶顯示元件或薄膜磁頭等的器件用的光刻工序中將掩模圖形轉(zhuǎn)印到感光性的基板上。
背景技術(shù)：
在制造半導體元件等時，使用了將作為掩模的中間掩模的像經(jīng)投影光學系統(tǒng)轉(zhuǎn)印到作為感光性的基板的被涂敷了抗蝕劑的晶片(或玻璃板等)上的各拍攝區(qū)域上的投影曝光裝置。以前大多使用了”步進和重復”方式的縮小投影型的曝光裝置(步進器)作為投影曝光裝置，但最近同步地掃描中間掩模和晶片以進行曝光的”步進和掃描”方式的投影曝光裝置也越來越引人注目。
所使用的曝光波長越短，此外，投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑越大，在投影曝光裝置中具備的投影光學系統(tǒng)的解像度就越高。因此，伴隨集成電路的微細化，在投影曝光裝置中被使用的曝光波長逐年地縮短了，投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑也越來越增大了。而且，現(xiàn)在主流的曝光波長是KrF受激準分子激光的248nm，但進而短波長的ArF受激準分子激光的193nm也實現(xiàn)了實用化。
但是，因為伴隨曝光的光的短波長化，既確保所優(yōu)選的成像性能又具有在曝光中能確保充分的光量的透射率的玻璃材料受到了限定，故提出了用水或有機溶媒等的液體充滿投影光學系統(tǒng)的下面與晶片表面之間、利用在液體中的曝光的光的波長為空氣中的1/n倍(n是液體的折射率，通常約為1.2～1.6)的現(xiàn)象來提高解像度的液浸型的投影曝光裝置(特開平10-303114號公報)。
發(fā)明的公開在將該液浸型的投影曝光裝置作為”步進和重復”方式的投影曝光裝置來構(gòu)成的情況下，由于投影光學系統(tǒng)與液體接觸，故存在與液體接觸的投影光學系統(tǒng)的前端部被液體侵蝕的可能性，存在不能得到所優(yōu)選的光學性能的問題。
在將該液浸型的投影曝光裝置作為”步進和掃描”方式的投影曝光裝置來構(gòu)成的情況下，由于一邊使晶片移動一邊進行曝光，故在使晶片移動的期間內(nèi)也必須在投影光學系統(tǒng)與晶片之間充滿了液體，由于投影光學系統(tǒng)與液體接觸，故存在與液體接觸的投影光學系統(tǒng)的前端部被液體侵蝕、不能得到所優(yōu)選的光學性能的問題。
本發(fā)明的課題是提供在應(yīng)用了液浸法的情況下投影光學系統(tǒng)的前端部不被液體侵蝕的光學元件和具備該光學元件的曝光裝置。
本發(fā)明提供解決所述課題的以下的光學元件和使用了該光學元件的曝光裝置。
<1>一種用于曝光裝置的光學元件，所述曝光裝置用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，所述光學元件的特征在于在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的表面上具備第1防止溶解構(gòu)件。
按照所述<1>中記載的光學元件，由于在光學元件的表面(前端面)上形成了第1防止溶解構(gòu)件，故可防止光學元件的溶解，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。
<2>利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的單層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件的<1>中記載的光學元件。
<3>所述單層膜對于純水的溶解度小于等于1.0×10-7g/水100g的<2>中記載的光學元件。
按照所述<2>或<3>中記載的光學元件，在與多層膜比較的情況下，由于可減少界面，故可盡可能抑制因液體從作為防止溶解膜的保護層的界面侵入的情況下容易引起的化學反應(yīng)導致的不良影響。此外，與形成由多層膜構(gòu)成的防止溶解膜的情況相比，可簡易地成膜。
<4>利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的多層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件的<1>中記載的光學元件。
<5>至少所述多層膜的最表層對于純水的溶解度小于等于1.0×10-7g/水100g，而且，在所述曝光束的射出角度為50度時平均反射率小于等于2％的<4>中記載的光學元件。
<6>所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)；從所述光學元件一側(cè)起依次為第1層、第2層、...、最表層為第n層，第奇數(shù)的層是具有與鄰接的所述光學元件或鄰接的第偶數(shù)的層的折射率相比為高折射率的膜，所述第1層至所述第n層作為整體具備所述防止反射功能的<4>中記載的光學元件。
<7>所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)；從所述光學元件一側(cè)起依次為第1層、第2層、...、最表層為第n層，第奇數(shù)的層是具有與鄰接的所述光學元件或鄰接的第偶數(shù)的層的折射率相比為低折射率的膜，所述第1層至所述第n層作為整體具備所述防止反射功能的<4>中記載的光學元件。
按照所述<4>～<7>中的任一項中記載的光學元件，由于在所述光學元件的表面上形成多層膜、該多層膜具備保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束(來自曝光光源的入射光)被反射的防止反射功能，故可提供沒有因液體導致的侵蝕的穩(wěn)定的光學元件。因而，使用液浸法可提供解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件。
<8>利用從MgF2、LaF3、SrF2、YF3、LuF3、HfF4、NdF3、GdF3、YbF3、DyF3、AlF3、Na3AlF6、5NaF·3AlF6、Al2O3、SiO2、TiO2、MgO、HfO2、Cr2O3、ZrO2、Ta2O5和Nb2O5構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述第1防止溶解構(gòu)件的<1>中記載的光學元件。
按照所述<8>中記載的光學元件，由于可選擇在光學元件中被形成的防止溶解構(gòu)件，故可根據(jù)光學元件的基體材料、設(shè)置光學元件的環(huán)境、將光學元件浸在液體中的情況下的液體的種類等來選擇最佳的防止溶解構(gòu)件。
<9>所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)，且具有從由下述層結(jié)構(gòu)(第1層/第2層/.../第n層)構(gòu)成的一組中選擇的層結(jié)構(gòu)的<4>中記載的光學元件(i)LaF3/MgF2、(ii)MgF2/SiO2、(iii)MgF2/SiO2/SiO2、(iv)LaF3/MgF2/SiO2、(v)LaF3/MgF2/Al2O3、(vi)LaF3/MgF2/Al2O3/SiO2、(vii)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2、(viii)LaF3/MgF2/LaF3/SiO2、(ix)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2/SiO2、以及(x)LaF3/MgF2/LaF3/Al2O3/SiO2按照所述<9>中記載的光學元件，由于所述多層膜在規(guī)定的期間內(nèi)具備所述保護功能，故例如可在10年間保護光學元件使之不受作為浸液的水的影響。因而，使用液浸法可提供解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件，同時可提供在規(guī)定的期間內(nèi)沒有因液體導致的侵蝕的穩(wěn)定的光學元件。
<10>利用從真空蒸鍍法、離子束輔助蒸鍍法、氣體團離子束輔助蒸鍍法、離子噴鍍法、離子束濺射法、磁控管濺射法、偏壓濺射法、ECR濺射法、RF濺射法、熱CVD法、等離子CVD法和CVD法構(gòu)成的一組中選擇的至少一種成膜方法形成所述第1防止溶解構(gòu)件的<1>中記載的光學元件。
按照所述<10>中記載的光學元件，由于在光學元件中形成防止溶解構(gòu)件的情況下可選擇成膜方法，故通過選擇對于防止溶解構(gòu)件的材料最佳的成膜方法，可在最佳的狀態(tài)下利用成膜方法在光學元件中形成防止溶解構(gòu)件。
<11>所述第1防止溶解構(gòu)件具備由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的膜的<1>中記載的光學元件。
按照所述<11>中記載的光學元件，由于利用以高的均質(zhì)性和對于孔的高的填埋性為特征的濕式成膜方法在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的表面上形成防止被液體溶解的氧化物防止溶解膜，故可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
再有，在利用具有被平滑地研磨了的表面的螢石形成了透過光學元件的情況下，為了提高透過光學元件與氧化物防止溶解膜的密接力，優(yōu)選以不使投影光學系統(tǒng)的光學性能惡化的程度對透過光學元件進行使透過光學元件的表面變得粗糙、以使透過光學元件的表面積增大的表面處理。
<12>所述多層膜具備利用干式成膜方法形成的第1膜和由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的第2膜的<4>中記載的光學元件。
按照所述<12>中記載的光學元件，在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的表面上利用干式成膜方法形成第1膜，在已形成的第1膜的表面上利用濕式成膜方法形成作為第2膜的氧化物膜。因而，即使在利用具有平滑地被研磨了的表面的螢石形成了透過光學元件的情況下，由于利用干式成膜方法形成第1膜，故可將第1膜密接到透過光學元件上。此外，可使第1膜起到使透過光學元件與第2膜密接的密接力強化膜的功能。
此外，由于利用以高的均質(zhì)性和對于孔的高的填埋性為特征的濕式成膜方法形成第2膜，故由于第2膜進入到第1膜的孔中來消除孔，故可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，第1膜和第2膜不會從透過光學元件剝離，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<13>至少所述多層膜的表層為利用濕式成膜方法形成的SiO2膜的<4>中記載的光學元件。
按照所述<13>中記載的光學元件，由于所述最表層的膜在規(guī)定的期間內(nèi)具備所述保護功能，故例如可在10年間保護光學元件使之不受作為浸液的水的影響。因而，使用液浸法可提供解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件，同時可在規(guī)定的期間內(nèi)提供沒有因液體導致的侵蝕的穩(wěn)定的光學元件。
<14>在利用濕式成膜方法形成的SiO2膜的所述光學元件一側(cè)還具備利用干式成膜方法形成的SiO2膜的<13>中記載的光學元件。
按照所述<14>中記載的光學元件，利用干式成膜方法形成的二氧化硅膜與利用濕式成膜方法形成的二氧化硅膜的結(jié)合力被強化，可更牢固地使兩者的膜密接。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，兩者的膜不會剝離，由于液體不會溶解透過光學元件，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<15>利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的薄板構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件，以能在所述光學元件的表面上拆卸的方式接合了所述薄板的<1>中記載的光學元件。
<16>用光學接觸的方式將所述薄板接合到所述光學元件的表面上，在所述曝光束的射出角度為50度時平均反射率小于等于2％的<15>中記載的光學元件。
<17>利用從由氟化物、氧化物和樹脂構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述薄板的<15>中記載的光學元件。
<18>所述薄板是從由石英玻璃薄板、氟化鎂薄板、螢石薄板和聚四氟乙烯薄板構(gòu)成的一組中選擇的至少一種的<15>中記載的光學元件。
按照所述<15>～<18>中的任一項中記載的光學元件，由于在所述光學元件的表面上接合了具有保護所述光學元件的表面使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的功能的薄板，使用可在不損傷所述光學元件的表面狀態(tài)的情況下拆卸的光學構(gòu)件，可提供沒有因液體導致的侵蝕的穩(wěn)定的光學元件。因而，可提供使用液浸法的解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件。此外，如果用光學接觸的方式接合了所述薄板與所述光學元件，則可進一步提高保護所述光學元件的表面使之不受所述液體的影響的保護功能。
<19>在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上還具備第2防止溶解構(gòu)件的<1>中記載的光學元件。
按照所述<19>中記載的光學元件，由于在光學元件的基板一側(cè)的表面(前端面)和光學元件的側(cè)面(錐形面)、即曝光束不通過的部分上形成了第2防止溶解構(gòu)件，故可防止來自光學元件的基板一側(cè)的表面的溶解，同時可防止來自光學元件的側(cè)面的溶解，故可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。
<20>所述第1防止溶解構(gòu)件和所述第2防止溶解構(gòu)件具備使用同一材料形成的膜的<19>中記載的光學元件。
按照所述<20>中記載的光學元件，由于可一次性地進行對光學元件的基板一側(cè)的表面和光學元件的側(cè)面的防止溶解膜的成膜，故可利用簡易的工序進行防止溶解膜的成膜。
<21>使用所述同一材料形成的膜是利用濕式成膜方法形成的膜的<20>中記載的光學元件。
按照所述<21>中記載的光學元件，由于可一次性地進行對光學元件的基板一側(cè)的表面和光學元件的側(cè)面的防止溶解膜的成膜，故可無間隙地保護基板。
<22>所述同一材料是MgF2或SiO2的<20>中記載的光學元件。
按照所述<22>中記載的光學元件，由于所述同一材料是MgF2或SiO2，故可保護基板。
<23>所述第1防止溶解構(gòu)件具備親水性的防止溶解膜，所述第2防止溶解構(gòu)件具備疏水性的防止溶解膜的<19>中記載的光學元件。
在此，在光學元件的側(cè)面上形成的防止溶解膜與在光學元件的基板一側(cè)的表面上形成的防止溶解膜比較，是在疏水性能方面優(yōu)良的防止溶解膜，在基板一側(cè)的表面上形成的防止溶解膜與在光學元件的側(cè)面上形成的防止溶解膜比較，是在親水性能方面優(yōu)良的防止溶解膜。
按照所述<23>中記載的光學元件，因為在光學元件的側(cè)面上形成的防止溶解膜是疏水性的防止溶解膜，故可容易地使附著于光學元件的側(cè)面上的液體繞回到基板一側(cè)，因為在光學元件的基板一側(cè)的表面上形成的防止溶解膜是親水性的防止溶解膜，故可常時地用液體充滿光學元件的基板一側(cè)的表面與基板之間。
<24>所述第2防止溶解構(gòu)件具備具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的金屬制防止溶解膜的<19>中記載的光學元件。
按照所述<24>中記載的光學元件，由于在光學元件的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)上形成不溶于在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的金屬制防止溶解膜，故可防止液體對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<25>所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述光學元件的側(cè)面與所述金屬制防止溶解膜之間形成的密接力強化膜的<24>中記載的光學元件。
按照所述<25>中記載的光學元件，由于在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成金屬制防止溶解膜，故可使金屬制防止溶解膜密接到透過光學元件上。因而，可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，由于金屬制防止溶解膜不從透過光學元件剝離，透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<26>所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述金屬制防止溶解膜的表面上形成的金屬制防止溶解膜保護膜的<24>中記載的光學元件。
按照所述<26>中記載的光學元件，由于在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成的金屬制防止溶解膜上形成金屬制防止溶解膜保護膜，故可防止柔軟的耐擦傷性低的金屬制防止溶解膜的損傷，可保護金屬制防止溶解膜。因而，可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<27>所述金屬制防止溶解膜對于純水的溶解度小于等于2ppt，充填密度大于等于95％的<24>中記載的光學元件。
按照所述<27>中記載的光學元件，由于在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成對于水的溶解度小于等于2ppt的防止溶解膜，故光學元件不溶解于在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。此外，由于在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成充填密度大于等于95％的防止溶解膜，故可防止所述液體對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，由于透過光學元件不溶解于液體，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<28>利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜的<24>中記載的光學元件。
按照所述<28>中記載的光學元件，在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)、即曝光束不通過的部分上形成利用由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr中的至少一種形成的膜構(gòu)成的金屬制防止溶解膜。因而，即使在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，金屬制防止溶解膜也不對曝光束進行遮光，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
<29>利用從由Ta和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述密接力強化膜的<25>中記載的光學元件。
按照所述<29>中記載的光學元件，由于在透過光學元件與防止溶解膜之間形成利用由Ta和Cr的至少一種形成的膜構(gòu)成的密接力強化膜，故可提高透過光學元件的側(cè)面與防止溶解膜的密接力。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，防止溶解膜不會從透過光學元件剝離，透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<30>利用從由SiO2、Y2O3、Nd2F3、Cr2O3、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、HfO2和La2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜保護膜的<26>中記載的光學元件。
按照所述<30>中記載的光學元件，由于可選擇在透過光學元件上形成的金屬制防止溶解膜的表面上成膜的金屬制防止溶解膜保護膜，故可根據(jù)透過光學元件的基體材料、設(shè)置透過光學元件的環(huán)境、在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的種類等來選擇最佳的金屬制防止溶解膜保護膜。
<31>所述第2防止溶解構(gòu)件具備遮光膜的<19>中記載的光學元件。
<32>利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜的<31>中記載的光學元件。
<33>利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO2和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜的<32>中記載的光學元件。
按照所述<31>～<33>中的任一項中記載的光學元件，利用遮光膜可防止曝光束和來自晶片的曝光束反射光照射到在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)的周邊部上設(shè)置了的密封構(gòu)件上，可防止密封構(gòu)件的性能惡化。
<34>還具備在所述光學元件的表面上經(jīng)所述第1防止溶解構(gòu)件用光學接觸的方式接合的光學構(gòu)件的<1>中記載的光學元件。
按照所述<34>中記載的光學元件，由于將所述光學構(gòu)件經(jīng)所述第1防止溶解構(gòu)件與所述光學元件進行光學接觸，故利用適當?shù)姆乐谷芙鈽?gòu)件的存在，即使對于以氟化物為基體材料的光學元件，也可牢固地接合所述光學構(gòu)件。其結(jié)果，可利用所述光學構(gòu)件來保護所述光學元件，可在長時間內(nèi)維持裝入了這樣的光學元件的光學系統(tǒng)的性能。
<35>所述第1防止溶解構(gòu)件是利用SiO2形成的膜，所述光學構(gòu)件是利用石英形成的構(gòu)件的<34>中記載的光學元件。
按照所述<35>中記載的光學元件，由于用二氧化硅形成所述第1防止溶解構(gòu)件的用于光學接觸的面，故可利用二氧化硅的氫氧基來提高對于所述光學構(gòu)件的接合強度。此外，二氧化硅可用高的控制性來成膜，可將膜質(zhì)作成高品質(zhì)的。此外，利用石英形成的所述光學構(gòu)件的耐水性或接合強度特別優(yōu)良，紫外光等的透過性也良好。
<36>所述曝光束是ArF激光，所述光學元件是利用螢石形成的元件，所述光學元件的所述表面的結(jié)晶方位是(111)面的<1>中記載的光學元件。
按照所述<36>中記載的光學元件，由于被使用在射出ArF激光作為所述曝光束的曝光裝置中，故可得到性能高的解像度。此外，由于所述光學元件是用螢石形成的，故即使是ArF激光那樣的短波長的激光器，也能使用這樣的光學元件。此外，在用螢石形成了所述光學元件的情況下，紫外光等的透過性是良好的，對于紫外光等的耐久性也是良好的。再者，通過在結(jié)晶方位為(111)面的螢石的成膜面上成膜，以異質(zhì)外延的方式生長形成的防止溶解膜、特別是氟化鑭。因而，形成的防止溶解膜非常致密，而且成為缺陷少的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
<37>一種用于曝光裝置的光學元件，所述曝光裝置用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，所述光學元件的特征在于在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上具備遮光膜。
<38>利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜的<37>中記載的光學元件。
<39>利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜的<38>中記載的光學元件。
按照所述<37>～<39>中的任一項中記載的光學元件，利用遮光膜可防止曝光束和來自晶片的曝光束反射光照射到在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)的周邊部上設(shè)置了的密封構(gòu)件上，可防止密封構(gòu)件的性能惡化。
<40>一種曝光裝置，用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，其特征在于具備在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的表面上形成的第1防止溶解構(gòu)件。
按照所述<40>中記載的曝光裝置，由于在光學元件的表面(前端面)上形成了第1防止溶解構(gòu)件，故由于光學元件不會因在投影光學系統(tǒng)的前端部與基板之間被充滿了的液體而溶解，故沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可維持曝光裝置的高的生產(chǎn)能力。再者，由于光學元件不因所述液體而溶解，故可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
<41>利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的單層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<41>中記載的曝光裝置，在與作成多層膜的情況比較可減少界面。因而，可盡可能抑制因液體從作為防止溶解膜的保護層的界面侵入了的情況下容易引起的化學反應(yīng)導致的不良影響。此外，與對由多層膜構(gòu)成的防止溶解膜進行成膜的情況相比，可簡易地成膜。
<42>利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的多層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<42>中記載的曝光裝置，由于光學元件的前端不被液體侵蝕，故沒有必要為了更換被侵蝕了的光學元件而停止曝光裝置的工作，可高效地生產(chǎn)最終制品。此外，由于本發(fā)明的光學元件不被侵蝕，光學特性穩(wěn)定，故利用安裝了本發(fā)明的光學元件的曝光裝置生產(chǎn)的最終制品的品質(zhì)是穩(wěn)定的。
<43>利用從MgF2、LaF3、SrF2、YF3、LuF3、HfF4、NdF3、GdF3、YbF3、DyF3、AlF3、Na3AlF6、5NaF·3AlF6、Al2O3、SiO2、TiO2、MgO、HfO2、Cr2O3、ZrO2、Ta2O5和Nb2O5構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述第1防止溶解構(gòu)件的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<43>中記載的曝光裝置，由于可選擇在光學元件中被形成的防止溶解構(gòu)件，故可根據(jù)光學元件的基體材料、設(shè)置光學元件的環(huán)境、在投影光學系統(tǒng)與基板的表面之間被充滿了的液體的種類等來選擇最佳的防止溶解構(gòu)件。
<44>所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)，且具有從由下述層結(jié)構(gòu)(第1層/第2層/.../第n層)構(gòu)成的一組中選擇的層結(jié)構(gòu)的<42>中記載的曝光裝置(i)LaF3/MgF2、(ii)MgF2/SiO2、(iii)MgF2/SiO2/SiO2、(iv)LaF3/MgF2/SiO2、(v)LaF3/MgF2/Al2O3、(vi)LaF3/MgF2/Al2O3/SiO2、(vii)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2、(viii)LaF3/MgF2/LaF3/SiO2、(ix)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2/SiO2、以及(x)LaF3/MgF2/LaF3/Al2O3/SiO2。
按照所述<44>中記載的曝光裝置，由于所述多層膜在規(guī)定的期間內(nèi)具備所述保護功能，故例如可在10年間保護曝光裝置使之不受作為浸液的水的影響。因而，使用液浸法可提供解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件，同時可提供在規(guī)定的期間內(nèi)沒有因液體導致的侵蝕的具有穩(wěn)定的光學特性的曝光裝置。
<45>所述第1防止溶解構(gòu)件具備由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的膜的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<45>中記載的曝光裝置，由于利用以高的均質(zhì)性和對于孔的高的填埋性為特征的濕式成膜方法在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的表面上形成防止對液體的溶解用的氧化物防止溶解膜，故可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
再有，在利用具有平滑地被研磨了的表面的螢石形成了透過光學元件的情況下，為了提高透過光學元件與氧化物防止溶解膜的密接力，優(yōu)選以不使投影光學系統(tǒng)的光學性能惡化的程度在透過光學元件中進行使透過光學元件的表面變得粗糙以使透過光學元件的表面積增大的表面處理。
<46>所述多層膜具備利用干式成膜方法形成的第1膜和由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的第2膜的<42>中記載的曝光裝置。
按照所述<46>中記載的曝光裝置，在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件上形成的第1膜和第2膜不會從透過光學元件剝離，由于透過光學元件不因在投影光學系統(tǒng)的前端部與基板之間被充滿了的液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<47>利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的薄板構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件，以能在所述光學元件的表面上拆卸的方式接合了所述薄板的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<47>中記載的曝光裝置，由于光學元件的前端不被液體侵蝕，故沒有必要為了更換被侵蝕了的光學元件而停止曝光裝置的工作，可高效地生產(chǎn)最終制品。此外，由于本發(fā)明的光學元件不被侵蝕，光學特性穩(wěn)定，故利用安裝了本發(fā)明的光學元件的曝光裝置生產(chǎn)的最終制品的品質(zhì)是穩(wěn)定的。
<48>在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上還具備第2防止溶解構(gòu)件的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<48>中記載的曝光裝置，由于在光學元件的基板一側(cè)的表面(前端面)和光學元件的側(cè)面(錐形面)、即曝光束不通過的部分上形成了第2防止溶解構(gòu)件，故由于光學元件不會因在投影光學系統(tǒng)的前端部與基板之間被充滿了的液體而溶解。因而，沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可維持曝光裝置的高的生產(chǎn)能力。再者，由于光學元件不因液體而溶解，故可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
<49>使用同一材料形成所述第1防止溶解構(gòu)件和所述第2防止溶解構(gòu)件的<48>中記載的曝光裝置。
按照所述<49>中記載的曝光裝置，由于可一次性地形成光學元件的基板一側(cè)的表面和光學元件的側(cè)面的防止溶解膜，故可利用簡易的工序形成防止溶解膜。
<50>所述第2防止溶解構(gòu)件具備具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的金屬制防止溶解膜的<48>中記載的曝光裝置。
按照所述<50>中記載的曝光裝置，由于在光學元件的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成不溶于在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的金屬制防止溶解膜，故可防止液體對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，在將該透過光學元件使用于液浸型的曝光裝置的情況下，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<51>所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述光學元件的側(cè)面與所述金屬制防止溶解膜之間形成的密接力強化膜的<50>中記載的曝光裝置。
按照所述<51>中記載的曝光裝置，由于在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成的密接力強化膜的表面上形成金屬制防止溶解膜，故可使金屬制防止溶解膜密接到透過光學元件上。因而，可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。此外，由于金屬制防止溶解膜不從透過光學元件剝離，透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<52>所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述金屬制防止溶解膜的表面上形成的金屬制防止溶解膜保護膜的<50>中記載的曝光裝置。
按照所述<52>中記載的曝光裝置，由于在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成的金屬制防止溶解膜上形成金屬制防止溶解膜保護膜，故可防止柔軟的耐擦傷性低的金屬制防止溶解膜的損傷，可保護金屬制防止溶解膜。因而，可防止在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。此外，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
<53>利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜的<50>中記載的曝光裝置。
按照所述<53>中記載的曝光裝置，在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)、即曝光束不通過的部分上形成利用由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr中的至少一種形成的膜構(gòu)成的金屬制防止溶解膜。因而，金屬制防止溶解膜不對曝光束進行遮光，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
<54>利用從由SiO2、Y2O3、Nd2F3、Cr2O3、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、HfO2和La2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜保護膜的<52>中記載的曝光裝置。
按照所述<54>中記載的曝光裝置，由于可選擇在透過光學元件上形成的金屬制防止溶解膜的表面上成膜的金屬制防止溶解膜保護膜，故可根據(jù)透過光學元件的基體材料、設(shè)置透過光學元件的環(huán)境、在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的規(guī)定的液體的種類等來選擇最佳的金屬制防止溶解膜保護膜。
<55>所述第2防止溶解構(gòu)件具備遮光膜的<48>中記載的曝光裝置。
<56>利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜的<55>中記載的曝光裝置。
<57>利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO2和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜的<56>中記載的曝光裝置。
按照所述<55>～<57>中的任一項中記載的光學元件，利用遮光膜可防止曝光束和來自晶片的曝光束反射光照射到在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)的周邊部上設(shè)置了的密封構(gòu)件上，可防止密封構(gòu)件的性能惡化。
<58>還具備在所述光學元件的表面上經(jīng)所述第1防止溶解構(gòu)件用光學接觸的方式接合的光學構(gòu)件的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<58>中記載的曝光裝置，由于利用裝入了達到了優(yōu)良的光學接觸的光學構(gòu)件的投影光學系統(tǒng)，故可進行能在長時間內(nèi)維持高的性能的液浸型的曝光處理。
<59>所述曝光束是ArF激光，所述光學元件是利用螢石形成的元件，所述光學元件的所述表面的結(jié)晶方位是(111)面的<40>中記載的曝光裝置。
按照所述<59>中記載的曝光裝置，由于是射出ArF激光作為所述曝光束的曝光裝置，故可得到性能高的解像度。此外，由于所述光學元件是用螢石形成的，故即使是ArF激光那樣的短波長的激光器，也能使用這樣的光學元件。此外，在用螢石形成了所述光學元件的情況下，紫外光等的透過性是良好的，對于紫外光等的耐久性也是良好的。再者，通過在結(jié)晶方位為(111)面的螢石的成膜面上成膜，以異質(zhì)外延的方式生長被成膜的防止溶解膜、特別是氟化鑭。因而，形成的防止溶解膜非常致密，而且成為缺陷少的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
<60>一種曝光裝置，用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，其特征在于具備在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成的遮光膜。
<61>利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜的<60>中記載的曝光裝置。
<62>利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜的<61>中記載的曝光裝置。
按照所述<60>～<62>中的任一項中記載的光學元件，利用遮光膜可防止曝光束和來自晶片的曝光束反射光照射到在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面(錐形面)的周邊部上設(shè)置了的密封構(gòu)件上，可防止密封構(gòu)件的性能惡化。
附圖的簡單的說明

圖1是示出在實施形態(tài)1中被使用的投影曝光裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出實施形態(tài)1的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出圖1中示出的投影光學系統(tǒng)中的光學元件的前端部與X方向用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。
圖4是示出圖1中示出的投影光學系統(tǒng)中的光學元件的前端部與Y方向用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。
圖5是示出對圖1中示出的投影光學系統(tǒng)中的光學元件與晶片W之間的液體的供給和回收的狀況的主要部分的放大圖。
圖6是示出實施形態(tài)3的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是示出實施形態(tài)6的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是示出實施形態(tài)6的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖9是示出實施形態(tài)7的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是示出實施形態(tài)7的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖11是示出實施形態(tài)8的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是示出實施形態(tài)8的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖13是示出在實施形態(tài)8的光學元件中第2層的膜厚減半了時的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角θ的關(guān)系的圖。
圖14是示出實施形態(tài)9的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是示出實施形態(tài)9的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖16是示出實施形態(tài)10的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是示出實施形態(tài)10的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖18是示出實施形態(tài)11的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖19是示出實施形態(tài)11的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖20是示出實施形態(tài)12的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖21是示出實施形態(tài)12的光學元件的ArF受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。
圖22是示出在實施形態(tài)14中被使用的光學構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖23是示出圖22的光學接觸界面的角度反射特性的圖。
圖24是示出在實施形態(tài)15中被使用的光學構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖25是示出在實施形態(tài)16中使用了的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖26是示意性地示出圖25中示出的光學元件4的制造工序的第1工序的圖。
圖27是示意性地示出圖25中示出的光學元件4的制造工序的第2工序的圖。
圖28是示意性地示出圖25中示出的光學元件4的制造工序的第3工序的圖。
圖29是示意性地示出圖25中示出的光學元件4的制造工序的第4工序的圖。
圖30是示出在實施形態(tài)17中被使用的投影曝光裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖31是示出圖30中示出的投影光學系統(tǒng)中的光學元件的前端部與X方向用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。
圖32是示出圖30中示出的投影光學系統(tǒng)中的光學元件的前端部與Y方向用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。
圖33是示出與實施形態(tài)33有關(guān)的曝光裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖34是示出與實施形態(tài)1有關(guān)的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖35是示出光入射到螢石上時的被反射的狀況的圖36。
圖36是示出光入射到螢石基板上時的螢石的殘存反射率的圖。
圖37是示出與實施例1有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖38是示出與實施例2有關(guān)的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖39是示出與比較例1有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖40是示出比較例1、實施例1和實施例2中的光學元件的實驗后被測定了的臺階的測定結(jié)果的圖。
圖41是示出與實施例3有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖42是示出與實施例3有關(guān)的試驗器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖43是示出與實施例4有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖44是示出與實施例5有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖45是示出與實施例6有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖46是示出與實施例7有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖47是示出與實施例6有關(guān)的樣品1的結(jié)構(gòu)的圖。
圖48是示出與實施例7有關(guān)的樣品2的結(jié)構(gòu)的圖。
圖49是示出與參考例1有關(guān)的樣品3的結(jié)構(gòu)的圖。
圖50是示出與實施例6～7和參考例1有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖51是示出實施例6～7和參考例1中的實驗結(jié)果的圖。
圖52是示出實驗后的樣品3的狀態(tài)的圖。
圖53是示出與實施例8有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖54是示出與實施例10有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖55是示出與實施例11有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖56是示出與參考例2有關(guān)的透過光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。
圖57是示出光從媒質(zhì)入射到與實施例10和參考例2有關(guān)的透過光學元件上的情況下的角度反射特性的圖。
用于實施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，參照附圖，說明本發(fā)明的合適的實施形態(tài)。
〔實施形態(tài)1〕以下，參照附圖，進行與本發(fā)明的第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置的說明。圖1是示出與第1實施形態(tài)有關(guān)的“步進和重復”方式的投影曝光裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。此外，在以下的說明中，設(shè)定圖1中示出的XYZ正交坐標系，一邊參照該XYZ正交坐標系，一邊說明各構(gòu)件的位置關(guān)系。關(guān)于XYZ正交坐標系，將X軸和Y軸設(shè)定為對于晶片W平行，將Z軸設(shè)定為對于晶片W正交的方向。關(guān)于圖中的XYZ正交坐標系，實際上將XY平面設(shè)定為與水平面平行的面，將Z軸設(shè)定為垂直上方向。
與該實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，如圖1中所示，包含作為曝光光源的ArF受激準分子激光器光源，具備由光積分器(均質(zhì)器)、視野光闌、聚光透鏡等構(gòu)成的照明光學系統(tǒng)1。由從光源射出的波長193nm的紫外脈沖光構(gòu)成的曝光的光(曝光束)IL通過照明光學系統(tǒng)1，對設(shè)置在中間掩模(掩模)R上的圖形進行照明。通過了中間掩模R的光經(jīng)兩側(cè)(或只在晶片W一側(cè))遠心投影光學系統(tǒng)PL以規(guī)定的投影倍率β(例如，β為1/4、1/5等)在涂敷了光致抗蝕劑的晶片(基板)W上的曝光區(qū)域上進行縮小投影曝光。
再有，也可使用KrF受激準分子激光(波長248nm)、F2激光(波長157nm)或水銀燈的i線(波長356nm)等作為曝光的光IL。
此外，將中間掩模R保持在中間掩模臺RST上，在中間掩模臺RST中裝入了在X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向上使中間掩模R微動的機構(gòu)。利用中間掩模激光干涉計(未圖示)實時地檢測且控制中間掩模臺RST的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置。
此外，晶片W經(jīng)晶片座(未圖示)被固定在Z臺9上。Z臺9被固定在沿著與投影光學系統(tǒng)PL的像面實質(zhì)上平行的XY平面移動的XY臺10上，控制晶片W的聚焦位置(Z方向的位置)和傾斜角。利用采用了位于Z臺9上的移動鏡12的晶片激光干涉計13實時地檢測且控制Z臺9的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置。此外，XY臺10被放置在基座11上，控制晶片W的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向。
在該投影曝光裝置中具備的主控制系統(tǒng)14根據(jù)利用中間掩模激光干涉計檢測了的檢測值進行中間掩模R的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置的調(diào)整。即，主控制系統(tǒng)14對裝入中間掩模臺RST中的機構(gòu)發(fā)送控制信號，通過使中間掩模臺RST微動來進行中間掩模R的位置調(diào)整。
此外，為了利用自動聚焦方式和自動找平方式使晶片W上的表面與投影光學系統(tǒng)PL的像面一致，主控制系統(tǒng)14進行晶片W的聚焦位置(Z方向的位置)和傾斜角的調(diào)整。即，主控制系統(tǒng)14對晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15發(fā)送控制信號，通過利用晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15驅(qū)動Z臺9，進行晶片W的聚焦位置和傾斜角的調(diào)整。再者，主控制系統(tǒng)14根據(jù)利用中間掩模激光干涉計13檢測了的檢測值進行晶片W的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置的調(diào)整。即，主控制系統(tǒng)14對晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15發(fā)送控制信號，通過利用晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15驅(qū)動XY臺10，進行晶片W的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置調(diào)整。
在曝光時，主控制系統(tǒng)14對晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15發(fā)送控制信號，通過利用晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15驅(qū)動XY臺10，使晶片W上的各拍攝區(qū)域依次以步進方式移動到曝光位置上。即，利用”步進和重復”方式重復在晶片W上對中間掩模R的圖形像進行曝光的工作。
在該投影曝光裝置中，為了實質(zhì)上縮短曝光波長且提高解像度，應(yīng)用了液浸法。在此，在應(yīng)用了液浸法的液浸型的投影曝光裝置中，至少在將中間掩模R的圖形像轉(zhuǎn)印到晶片W上的期間內(nèi)，在晶片W的表面與投影光學系統(tǒng)PL的晶片W一側(cè)的透過光學元件4之間充滿了規(guī)定的液體7。投影光學系統(tǒng)PL具備容納多個構(gòu)成投影光學系統(tǒng)PL的利用石英或螢石形成的光學元件的鏡筒3。在該投影光學系統(tǒng)PL中，利用螢石形成了最靠近晶片W一側(cè)的透過光學元件4，只將透過光學元件4的表面(晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B(參照圖2))構(gòu)成為與液體7接觸。由此，防止了由金屬構(gòu)成的鏡筒3的腐蝕。
在此，圖2中示出的透過光學元件4的基體材料是螢石，該螢石的成膜面的結(jié)晶方位是(111)面。此外，在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A、即曝光的光透過的部分上利用真空蒸鍍法形成了氟化鎂(MgF2)膜F1和二氧化硅(SiO2)膜F2，作為防止溶解膜，再者，利用濕式制膜法，形成了二氧化硅(SiO2)膜F3。
此外，在透過光學元件4的錐形面4B、即曝光的光不透過的部分上利用濺射法形成了鉭(Ta)膜F5(F4)，作為金屬制防止溶解膜(兼作密接力強化膜)。在金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的表面上，與二氧化硅(SiO2)膜F3同時地利用濕式制膜法形成了二氧化硅(SiO2)膜F6，作為保護金屬制防止溶解膜用的金屬制防止溶解膜保護膜(防止溶解膜保護膜)。在此，在透過光學元件4的錐形面4B上形成的金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的對純水的溶解度小于等于2ppt，充填密度大于等于95％。此外，因在透過光學元件4的前端部4A上形成的防止溶解膜F1～F3導致的曝光束的射出角度為50度時的平均反射率小于等于2％。
再有，例如如下述那樣來制造圖2中示出的透過光學元件4。
(i)在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A、即曝光的光透過的部分上粘貼掩模片，以免粘上在透過光學元件4的錐形面4B、即曝光的光不透過的部分上形成的金屬制防止溶解膜F5。
(ii)在透過光學元件4的錐形面4B上使用濺射法形成200nm的鉭(Ta)膜，以形成金屬制防止溶解膜(兼作密接力強化膜)F5。
(iii)剝離在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A上被粘貼了的掩模片。
(iv)在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A上使用真空蒸鍍法形成15nm的氟化鎂(MgF2)膜F1和300nm的二氧化硅(SiO2)膜F2。
(v)在作為透過光學元件4的錐形面4B上成膜了的金屬制防止溶解膜的鉭(Ta)膜F5和在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A上成膜了的二氧化硅(SiO2)膜F2上使用濕式成膜法同時形成130nm的二氧化硅(SiO2)膜F3、F6，在160℃下加熱燒結(jié)。
(vi)在作為金屬制防止溶解膜的鉭(Ta)膜F5上利用濕式成膜法形成的二氧化硅(SiO2)膜F6起到保護金屬制防止溶解膜用的金屬制防止溶解膜保護膜的功能。
此外，作為液體7，使用了在半導體制造工廠等中能容易大量得到的純水。再有，由于純水的雜質(zhì)含有量極低，故可有清洗晶片W的表面的作用。
圖3是示出投影光學系統(tǒng)PL的透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B以及晶片W和在X方向上將該晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B夾在中間的2對排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。此外，圖4是示出投影光學系統(tǒng)PL的透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B以及晶片W和在Y方向上將該晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B夾在中間的2對排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。與該實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置具備控制液體7的供給的液體供給裝置5和控制液體7的排出的液體回收裝置6。
液體供給裝置5由液體7的罐(未圖示)、加壓泵(未圖示)、溫度控制裝置(未圖示)等構(gòu)成。此外，如圖3中所示，在液體供給裝置5上經(jīng)供給管21連接了在晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B的+X方向一側(cè)具有細的前端部的排出噴嘴21a，經(jīng)供給管22連接了在晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B的-X方向一側(cè)具有細的前端部的排出噴嘴22a。此外，如圖4中所示，在液體供給裝置5上經(jīng)供給管27連接了在晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B的+Y方向一側(cè)具有細的前端部的排出噴嘴27a，經(jīng)供給管22連接了在晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B的-Y方向一側(cè)具有細的前端部的排出噴嘴28a。液體供給裝置5利用溫度控制裝置調(diào)整液體7的溫度，從排出噴嘴21a、22a、27a、28a中的至少1個排出噴嘴經(jīng)供給管21、22、27、28中的至少1個供給管向晶片W上供給被進行了溫度調(diào)整的液體7。再有，利用溫度控制裝置例如將液體7的溫度設(shè)定為與容納了與本實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置的容器內(nèi)的溫度為同等程度。
液體回收裝置6由液體7的罐(未圖示)、吸引泵(未圖示)等構(gòu)成。如圖3中所示，在液體回收裝置6上經(jīng)回收管23連接了在錐形面4B的-X方向一側(cè)具有寬的前端部的流入噴嘴23a、23b，經(jīng)回收管24連接了在錐形面4B的+X方向一側(cè)具有寬的前端部的流入噴嘴24a、24b。再有，以相對于通過晶片W一側(cè)的前端部4A的中心且與X軸平行的軸呈扇狀展開的形狀配置了流入噴嘴23a、23b、24a、24b。此外，如圖4中所示，在液體回收裝置6上經(jīng)回收管29連接了在錐形面4B的-Y方向一側(cè)具有寬的前端部的流入噴嘴29a、29b，經(jīng)回收管30連接了在錐形面4B的+Y方向一側(cè)具有寬的前端部的流入噴嘴30a、30b。再有，以相對于通過晶片W一側(cè)的前端部4A的中心且與Y軸平行的軸呈扇狀展開的形狀配置了流入噴嘴29a、29b、30a、30b。
液體回收裝置6從流入噴嘴23a和23b、24a和24b、29a和29b、30a和30b中的至少1個流入噴嘴經(jīng)回收管23、24、29、30中的至少1個回收管從晶片W上回收液體7。
其次，說明液體7的供給和回收方法。在圖3中，在用實線示出的箭頭25A的方向(-X)上使晶片W以步進方式移動時，液體供給裝置5經(jīng)供給管21和排出噴嘴21a對透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B與晶片W之間供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管23和流入噴嘴23a、23b從晶片W上回收利用液體供給裝置5供給到晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B與晶片W之間的液體7。在該情況下，液體7在箭頭25B的方向(-X)上流過晶片W上，利用液體7穩(wěn)定地充滿晶片W與透過光學元件4之間。
另一方面，在圖3中，在用虛線示出的箭頭26A的方向(+X)上使晶片W以步進方式移動時，液體供給裝置5經(jīng)供給管22和排出噴嘴22a對透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B與晶片W之間供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管24和流入噴嘴24a、24b從晶片W上回收利用液體供給裝置5供給到透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B與晶片W之間的液體7。在該情況下，液體7在箭頭26B的方向(+X)上流過晶片W上，利用液體7穩(wěn)定地充滿晶片W與透過光學元件4之間。
此外，在Y方向上使晶片W以步進方式移動時，從Y方向進行液體7的供給和回收。即，在圖4中，在用實線示出的箭頭31A的方向(-Y)上使晶片W以步進方式移動時，液體供給裝置5經(jīng)供給管27和排出噴嘴27a供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管29和流入噴嘴29a、29b回收利用液體供給裝置5供給到透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A和錐形面4B與晶片W之間的液體7。在該情況下，液體7在箭頭31B的方向(-Y)上流過曝光區(qū)域上，利用液體7穩(wěn)定地充滿晶片W與透過光學元件4之間。
此外，在+Y方向上使晶片W以步進方式移動時，液體供給裝置5經(jīng)供給管28和排出噴嘴28a供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管30和流入噴嘴30a、30b回收利用液體供給裝置5供給到透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A與晶片W之間的液體7。在該情況下，液體7在+Y方向上流過曝光區(qū)域上，利用液體7穩(wěn)定地充滿晶片W與透過光學元件4之間。
再有，不僅可設(shè)置從X方向或Y方向進行液體7的供給和回收用的噴嘴，也可例如設(shè)置從傾斜的方向進行液體7的供給和回收用的噴嘴。
其次，說明液體7的供給量和回收量的控制方法。圖4是示出在構(gòu)成投影光學系統(tǒng)PL的光學元件4與晶片W之間供給和回收液體7的狀態(tài)的圖。如圖4中所示，在晶片W在箭頭25A的方向(-X)上移動了的情況下，從排出噴嘴21a供給了的液體7在箭頭25B的方向(-X)上流動，利用流入噴嘴23a、23b回收。即使是晶片W在移動中，為了使在光學元件4與晶片W之間被充填的液體7的量保持為恒定，也使液體7的供給量Vi(m3/s)與回收量Vo(m3/s)相等。此外，根據(jù)XY臺10(晶片W)的移動速度v來調(diào)整液體7的供給量Vi與回收量Vo。即，根據(jù)數(shù)學式1來計算液體7的供給量Vi與回收量Vo。
(數(shù)學式1)Vi＝Vo＝D·v·d在此，D如圖1中所示，是光學元件4的前端部4A的直徑(m)，v是XY臺10的移動速度(m/s)，d是投影光學系統(tǒng)PL的工作距離(m)。由于由主控制系統(tǒng)14設(shè)定了使XY臺10以步進方式移動時的速度v，預先輸入了D和d，故通過根據(jù)數(shù)學式1計算、調(diào)整液體7的供給量Vi與回收量Vo，在光學元件4與晶片W之間始終充滿液體7。
再有，為了在光學元件4與晶片W之間使液體7穩(wěn)定地存在，優(yōu)選使投影光學系統(tǒng)PL的工作距離d盡可能窄。例如，將投影光學系統(tǒng)PL的工作距離d設(shè)定為約2mm。
按照與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于在光學元件的表面上形成了防止溶解膜，故可防止光學元件的溶解。因而，由于光學元件不會因投影光學系統(tǒng)的前端部與基板之間被充滿了的液體而溶解，故沒有必要頻繁地更換光學元件，故可維持曝光裝置的高的生產(chǎn)能力。此外，沒有必要為了更換溶解了的光學元件而停止曝光裝置的工作，可高效地生產(chǎn)最終制品。再者，由于光學元件不因液體而溶解，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能，故可使被生產(chǎn)的最終制品的品質(zhì)變得穩(wěn)定，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
此外，按照與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于在投影光學系統(tǒng)PL的晶片W一側(cè)的透過光學元件4的錐形面4B上形成了兼作密接力強化膜的金屬制防止溶解膜，故可使金屬制防止溶解膜密接到透過光學元件4上。此外，由于在金屬制防止溶解膜的表面上形成了二氧化硅(SiO2)膜，故可防止柔軟的耐擦傷性低的金屬制防止溶解膜的損傷，可保護金屬制防止溶解膜。因而，可防止在晶片W的表面與投影光學系統(tǒng)PL之間介入了的液體7的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PL的光學性能。此外，由于透過光學元件4不因液體7而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件4，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
此外，由于在透過光學元件4的錐形面4B、即曝光的光IL不通過的部分上形成了金屬制防止溶解膜，故在透過光學元件4的表面上形成的金屬制防止溶解膜不對曝光的光IL進行遮光，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
此外，對于波長約200nm的曝光的光的純水的折射率n約1.44，由于波長為193nm的ArF受激準分子激光在晶片W上其波長縮短為1/n、即134nm，故可得到高的解像度。再者，由于聚焦深度與空氣中相比擴大為約n倍、即約1.44，故在能確保與空氣中使用的情況為相同程度的聚焦深度即可的情況下，可進一步增加投影光學系統(tǒng)PL的數(shù)值孔徑，即使在這一點上，解像度也提高了。
此外，按照與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于具備在X方向和Y方向上互相反轉(zhuǎn)了的2對排出噴嘴和流入噴嘴，故即使在使晶片在+X方向、-X方向、+Y方向、-Y方向上移動的情況下，也可利用液體穩(wěn)定地持續(xù)充滿晶片與光學元件之間。
此外，由于液體在晶片上流動，故即使是異物附著于晶片上的情況，也可利用液體沖掉該異物。此外，由于利用液體供給裝置將液體調(diào)整為規(guī)定的溫度，故晶片表面的溫度也為恒定的，可防止因在曝光時產(chǎn)生的晶片的熱膨脹導致的對準精度的下降。因而，即使是如EGA(增強總體對準)方式的對準那樣在對準與曝光中存在時間差的情況，也可防止因晶片的熱膨脹導致的對準精度的下降。
此外，按照與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于液體在與使晶片移動的方向相同的方向上流動，故可利用液體回收裝置回收吸收了異物或熱的液體而不使其在透過光學元件的表面的正下方的曝光區(qū)域上滯留。
再有，在所述各實施形態(tài)中，使用了氟化鎂(MgF2)和二氧化硅(SiO2)作為防止溶解膜，但也可代之以使用氟化鑭(LaF3)、氟化鍶(SrF2)、氟化釔(YF3)、氟化镥(LuF3)、氟化鉿(HfF4)、氟化釹(NdF3)、氟化釓(GdF3)、氟化鐿(YbF3)、氟化鏑(DyF3)、氟化鋁(AlF3)、冰晶石(Na3AlF6)、錐冰晶石(5NaF·3AlF3)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鉿(HfO2)、氧化鉻(Cr2O3)、氧化鋯(ZrO2)、五氧化二鉭(Ta2O5)和五氧化二鈮(Nb2O5)中的至少一種作為防止溶解膜。
此外，在所述的各實施形態(tài)中，在光學元件上利用真空蒸鍍法形成了由氟化鎂(MgF2)和二氧化硅(SiO2)形成的防止溶解膜，但也可代之以利用離子束輔助蒸鍍法、氣體團離子束輔助蒸鍍法、離子噴鍍法、離子束濺射法、磁控管濺射法、偏壓濺射法、ECR濺射法、RF濺射法、熱CVD法、等離子CVD法和光CVD法中的至少一種成膜方法來成膜。
再有，在形成氟化物來作為光學元件的防止溶解膜的情況下，優(yōu)選真空蒸鍍法、離子束輔助蒸鍍法、氣體團離子束輔助蒸鍍法、離子噴鍍法。但是，關(guān)于氟化鎂(MgF2)和氟化釔(YF3)，也可利用濺射法來成膜。此外，在形成氧化物來作為光學元件的防止溶解膜的情況下，可使用所述的全部的成膜方法。
此外，被成膜的防止溶解膜、特別是氟化鑭(LaF3)，在將結(jié)晶方位為(111)面的螢石作成了光學元件的基體材料的情況下，通過在其成膜面上成膜而以異質(zhì)外延的方式生長。在該情況下，形成的防止溶解膜非常致密，而且成為缺陷少的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
再者，在與第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，使用了由利用鉭(Ta)形成的膜構(gòu)成的金屬膜作為金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)，但也可使用由利用金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鎢(W)、鈀(Pd)、鉬(Mo)、鈦(Ti)和鉻(Cr)中的至少一種形成的膜構(gòu)成的金屬膜。
此外，在與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，使用了由利用鉭(Ta)形成的膜構(gòu)成的密接力強化膜，但也可使用由利用鉻(Cr)形成的膜構(gòu)成的密接力強化膜。
此外，在與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，使用了由利用二氧化硅(SiO2)形成的膜構(gòu)成的金屬制防止溶解膜保護膜，但也可使用由利用氧化釔(Y2O3)、氟化釹(Nd2F3)、氧化鉻(Cr2O3)、五氧化二鉭(Ta2O5)、五氧化二鈮(Nb2O5)、二氧化鈦(TiO2)、二氧化鋯(ZrO2)、二氧化鉿(HfO2)和氧化鑭(La2O3)中的至少一種形成的膜構(gòu)成的金屬制防止溶解膜保護膜。即，由于能選擇金屬制防止溶解膜保護膜，故可根據(jù)透過光學元件的基體材料、設(shè)置透過光學元件的環(huán)境、在基板的表面與投影光學系統(tǒng)之間介入了的液體的種類等來選擇最佳的金屬制防止溶解膜保護膜(防止溶解膜保護膜)。
此外，在與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，利用濕式成膜法形成了兼作防止溶解膜和金屬制防止溶解膜保護膜的二氧化硅(SiO2)膜，但也可利用濺射法等的干式成膜法來成膜。
此外，在與該第1實施形態(tài)有關(guān)的透過光學元件的錐形面上形成了金屬制防止溶解膜(兼作密接力強化膜)和金屬制防止溶解膜保護膜，但也可只形成金屬制防止溶解膜(密接力強化膜)。此外，也可將密接力強化膜與金屬制防止溶解膜分開地，形成密接力強化膜和金屬制防止溶解膜或密接力強化膜、金屬制防止溶解膜和金屬制防止溶解膜保護膜。
此外，在與該第1實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，利用螢石形成了最靠近晶片W一側(cè)的透過光學元件4，在其錐形面上形成了密接力強化膜、金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)和金屬制防止溶解膜保護膜(防止溶解膜保護膜)，但也可利用石英玻璃形成最靠近晶片W一側(cè)的透過光學元件4，在其錐形面上形成所述的這些膜。
此外，在所述的實施形態(tài)中，利用液體充滿了晶片的表面與投影光學系統(tǒng)的晶片一側(cè)的利用螢石形成的光學元件之間，但也可使液體介入到晶片的表面與投影光學系統(tǒng)的晶片一側(cè)的利用螢石形成的光學元件之間的一部分中。
此外，在所述的實施形態(tài)中，使用了純水作為液體7，但作為液體不限于純水，也可使用具有對于曝光的光的透過性、折射率盡可能高、對于投影光學系統(tǒng)或在晶片表面上被涂敷了的光致抗蝕劑穩(wěn)定的液體(例如雪松油等)。
〔實施形態(tài)2〕除了在光學元件4的前端部4A、即與液體7接觸的部分上利用真空蒸鍍法形成氟化鎂(MgF2)作為由單層膜構(gòu)成的防止溶解膜以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
按照與該第2實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于在光學元件的表面上形成由單層膜構(gòu)成的防止溶解膜，故可防止光學元件的溶解。此外，在與多層膜比較的情況下，由于可減少界面，故可盡可能抑制因液體從作為防止溶解膜的保護層的界面侵入的情況下容易引起的化學反應(yīng)導致的不良影響。此外，與形成由多層膜構(gòu)成的防止溶解膜進行成膜的情況相比，可簡易地成膜。
此外，在將光學元件的表面浸在液體中的情況下，通過形成單層防止溶解膜，使得光學元件的折射率成為與該液體的折射率一樣或比其低的折射率，可得到與利用多層成膜了的光學元件相同的光學性能。
〔實施形態(tài)3〕除了如圖6和以下那樣變更了透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
(i)在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A、即曝光的光透過的部分上利用真空蒸鍍法形成由單層膜構(gòu)成的氟化鎂(MgF2)膜F1。
(ii)在透過光學元件4的錐形面4B、即曝光的光不透過的部分上使用濺射法形成鉭(Ta)膜，作為密接力強化膜F4。密接力強化膜F4提高透過光學元件4的錐形面4B與后述的金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的密接力。
(iii)在密接力強化膜F4的表面上利用濺射法以150nm的厚度形成利用金(Au)構(gòu)成的金屬膜，作為防止在液體7中的溶解用的金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5。
(iv)在金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的表面上使用真空蒸鍍法形成二氧化硅(SiO2)膜F2，作為保護金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)用的金屬制防止溶解膜保護膜(防止溶解膜保護膜)。在此，在透過光學元件4的錐形面4B上形成的金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的對于純水的溶解度小于等于2ppt，充填密度大于等于95％。
按照與該第3實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于在投影光學系統(tǒng)PL的晶片W一側(cè)的透過光學元件4的錐形面4B上形成的密接力強化膜的表面上形成了金屬膜，故可使金屬膜密接到透過光學元件4上。此外，由于在金屬膜的表面上形成了二氧化硅(SiO2)膜，故可防止柔軟的耐擦傷性低的金屬膜的損傷，可保護金屬膜。因而，可防止在晶片W的表面與投影光學系統(tǒng)PL之間介入了的液體7的對透過光學元件4的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PL的光學性能。此外，由于透過光學元件4不因液體7而溶解，故可維持投影曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件4，故可將投影曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
〔實施形態(tài)4〕除了在光學元件4的前端部4A和側(cè)面部(錐形部)4B、即與液體7接觸的部分上形成氟化鎂(MgF2)來作為防止溶解膜以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
按照與該第4實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于在光學元件的基板一側(cè)的表面和光學元件的側(cè)面上形成了防止溶解膜，故可防止光學元件的溶解。此外，由于對光學元件的基板一側(cè)的表面和光學元件的側(cè)面形成了使用了同一材質(zhì)的防止溶解膜，故可一次性地形成防止溶解膜，可利用簡易的工序進行防止溶解膜的成膜。
〔實施形態(tài)5〕
除了如下述那樣變更了透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
(i)在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A、即曝光的光透過的部分上利用作為干式成膜方法的濺射法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第1膜。
(ii)在第1膜的表面上利用作為濕式成膜方法的旋轉(zhuǎn)涂敷法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第2膜。
(iii)為了使其表面的粗糙度和表面積增大，例如用#2000的砂輪研磨透過光學元件4的錐形面4B、即曝光的光不透過的部分，在通過用砂輪研磨進行了表面處理的錐形面4B上利用作為濕式成膜方法的旋轉(zhuǎn)涂敷法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為氧化物防止溶解膜。
按照與該第5實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，在投影光學系統(tǒng)的最靠近晶片一側(cè)的透過光學元件的晶片W一側(cè)的前端部上利用濺射法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第1膜。此外，在第1膜的表面上利用旋轉(zhuǎn)涂敷法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第2膜。因而，可使第1膜密接到利用螢石形成的透過光學元件上，可使第1膜起到使透過光學元件與第2膜密接的密接力強化膜的功能。
此外，由于利用以高的均質(zhì)性和對于孔的高的填埋性為特征的濕式成膜方法形成第2膜，第2膜進入到第1膜的孔中來消除孔，故可防止在晶片表面與投影光學系統(tǒng)之間介入的液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。此外，由于第1膜和第2膜都是(SiO2)膜，故利用濺射法形成的第1膜與利用旋轉(zhuǎn)涂敷法形成的第2膜的結(jié)合力被強化，可更加牢固地密接第1膜與第2膜。因而，由于第1膜和第2膜不會從透過光學元件剝離，透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
此外，為了使其表面的粗糙度和表面積增大，例如用#2000的砂輪研磨了投影光學系統(tǒng)的最靠近晶片一側(cè)的透過光學元件的錐形面，在該錐形面上利用旋轉(zhuǎn)涂敷法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為氧化物防止溶解膜。由于利用以高的均質(zhì)性和對于孔的高的填埋性為特征的濕式成膜方法形成氧化物防止溶解膜，故可防止液體的對透過光學元件的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能。因而，由于透過光學元件不因液體而溶解，故可維持曝光裝置的性能。此外，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件，故可將曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
再有，在與該第5實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A、即曝光的光透過的部分上利用干式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第1膜，在第1膜的表面上利用濕式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第2膜，但也可在透過光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部4A上只利用濕式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為氧化物防止溶解膜。在該情況下，為了提高透過光學元件4與液化氣防止溶解膜的密接力，對透過光學元件4的前端部4A進行投影光學系統(tǒng)PL的光學性能不惡化的程度的表面處理。即，例如用#2000的砂輪研磨前端部4A的表面等，使前端部4A的粗糙度和表面積增大。
此外，在與該第5實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置中，在透過光學元件4的錐形面4B、即曝光的光不透過的部分上只利用濕式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為氧化物防止溶解膜，但也可在錐形面4B上利用干式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第1膜，在第1膜的表面上利用濕式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第2膜。
〔實施形態(tài)6〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
即，圖7是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)6中被使用的光學元件的結(jié)構(gòu)的圖。在此，光學元件1由光學基板101和多層膜100的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。使用了螢石作為光學基板101。此外，多層膜100是從光學基板101起按順序第一層102形成氟化鑭(以下記為LaF3)、第2層103形成氟化鎂(以下記為MgF2)、第3層104形成氧化鋁(以下記為Al2O3)、第4層105形成氧化硅(以下記為SiO2)的4層結(jié)構(gòu)。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
第4層(SiO2)105或第3層(Al2O3)104的對于水的溶解度顯示出測定器的下限值1.0×10-7g/水100g。因而，第4層(SiO2)105或第3層(Al2O3)104是對于水不溶解的物質(zhì)，利用這些物質(zhì)作成了的膜具有對于水的保護功能。
在此，關(guān)于成膜方法，用真空蒸鍍法來進行。再有，成膜方法不限于該方法，也可以是能制作致密的結(jié)構(gòu)的各種濺射法、離子束輔助法、離子噴鍍法。
在表1中示出第1層(LaF3)102、第2層(MgF2)103、第3層(Al2O3)104、第4層(SiO2)105的折射率和以λ為設(shè)計主波長的光學的膜厚。
〔表1〕

如表1中所示可知，作為第奇數(shù)的層的第1層102和第3層104的折射率比鄰接的螢石基板101、第2層103和第4層105的折射率高。通過以表1中示出了的順序在光學基板101上形成多層膜100，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
圖8是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)1中被使用的光學元件的波長193nm中的角度反射特性的圖。在此，使用了ArF(波長193nm)受激準分子激光器。如從圖8可明白的那樣，由入射光20產(chǎn)生的S偏振光Rs和P偏振光Rp的平均反射率Ra即使在射出角θ＝40度中，也約小于等于0.3％，在射出角θ＝50度中，也約小于等于0.5％，顯示出非常良好的特性，可充分地使用。
〔實施形態(tài)7〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖9是示出在本發(fā)明的光學元件1的結(jié)構(gòu)的圖。光學元件1由光學基板101和多層膜100的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。多層膜100由在光學基板101上按順序第一層102形成氟化鑭(以下記為LaF3)、第2層103形成氟化鎂(以下記為MgF2)、第3層104形成氧化鋁(以下記為Al2O3)形成的3層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
在表2中示出第1層(LaF3)102、第2層(MgF2)103、第3層(Al2O3)104的折射率和以λ為設(shè)計主波長的光學的膜厚。
〔表2〕

如表2中所示可知，第1層102的LaF3的折射率比鄰接的光學基板101、第2層103的MgF2的折射率高。通過作成這樣的配置的折射率，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
圖10是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)7中被使用的光學元件的波長193nm中的角度反射特性的圖。在此，使用了ArF(波長193nm)受激準分子激光器。如從圖10可明白的那樣，由入射光20產(chǎn)生的S偏振光Rs和P偏振光Rp的平均反射率Ra即使在射出角θ＝40度中，也約小于等于0.3％，在射出角θ＝50度中，也約小于等于0.8％，顯示出非常良好的特性，可充分地使用。
〔實施形態(tài)8〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖11是示出在本發(fā)明的光學元件1的結(jié)構(gòu)的圖。光學元件1由光學基板101和多層膜100的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。多層膜100由在光學基板101上按順序第1層102形成氟化鑭(以下記為LaF3)、第2層103形成氟化鎂(以下記為MgF2)的2層結(jié)構(gòu)構(gòu)成。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
在表1中示出第1層(LaF3)102、第2層(MgF2)103的折射率和以λ為設(shè)計主波長的光學的膜厚。
〔表3〕

如表3中所示可知，第1層102的折射率比鄰接的光學基板101、第2層103的MgF2的折射率高。通過以表1中示出的順序在光學基板101上形成多層膜100，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
圖12是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)8中被使用的光學元件的波長193nm中的角度反射特性的圖。在此，使用了ArF(波長193nm)受激準分子激光器。如從圖12可明白的那樣，由入射光20產(chǎn)生的S偏振光Rs和P偏振光Rp的平均反射率Ra在射出角θ＝40度中，約小于等于0.3％，在射出角θ＝50度中，約小于等于2％，可充分地使用。
由于第2層(MgF2)103對于水具有一些溶解度(文獻值2×10-4g/水100g)，故通過長期間的使用而逐漸地溶出，但在本發(fā)明的實施形態(tài)8中，由于浸液是水(折射率＝1.44)，故即使第2層(MgF2)103溶出，也具有光學性能的變化比較小的優(yōu)點。
圖13是示出在第2層(MgF2)103的膜厚減半(0.3λ)了時的光學元件的ArF(波長193nm)受激準分子激光10中的反射率與射出角θ的關(guān)系的圖。如從圖13可明白的那樣，由入射光20產(chǎn)生的S偏振光Rs和P偏振光Rp的平均反射率Ra幾乎不變化，可充分地使用。因而，通過將MgF2103的膜厚成膜為約400nm，大體可使用10年。
再有，在圖11中，使用并記載了第1層(LaF3)102、第2層(MgF2)103的2層的多層膜100，但也可使用交替地層疊第1層(LaF3)102、第2層(MgF2)103的4層結(jié)構(gòu)的多層膜。
〔實施形態(tài)9〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖14是示出在本發(fā)明的光學元件1的結(jié)構(gòu)的圖。該光學元件1是在螢石基板101上層疊了多層膜100的結(jié)構(gòu)。多層膜100是2層結(jié)構(gòu)，是從在螢石基板101起按順序?qū)盈B了MgF2作為第1層102、層疊了SiO2作為第2層103的結(jié)構(gòu)。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
在此，如果將第1層(MgF2)102、第2層(SiO2)103的折射率和各層102、...的光學的膜厚、膜厚范圍定為以λ為設(shè)計主波長，則如以下所述。
〔表4〕

關(guān)于成膜方法，用真空蒸鍍法來進行。再有，成膜方法不限于該方法，也可以是能制作致密的結(jié)構(gòu)的各種濺射法、離子束輔助法、離子噴鍍法。
圖15是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)9的光學元件1的ArF(波長193nm)受激準分子激光器中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。如從圖15可明白的那樣，S偏振光和P偏振光的平均反射率即使在射出角θ＝40度中，也約小于等于0.6％，即使在射出角θ＝60度中，約小于等于1％，顯示出良好的特性，可充分地使用。
如表4中所示可知，第1層(MgF2)102的折射率比鄰接的光學基板101、第2層(SiO2)103的MgF2的折射率低。通過作成這樣的配置，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
〔實施形態(tài)10〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖16是示出在本發(fā)明的光學元件1的結(jié)構(gòu)的圖。該光學元件1是在螢石基板101上層疊了多層膜100的結(jié)構(gòu)。該多層膜100的第1層102是MgF2，第2層103是SiO2，再者，該第2層103被2分割了，按順序?qū)盈B了利用干式成膜法成形了的分割第1層103a和利用濕式成膜法成形了的分割第2層103b。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
在此，如果將第1層102的MgF2、分割第1層103a的干式成膜SiO2、分割第2層103b的濕式成膜SiO2的折射率和各層102、...的光學的膜厚、膜厚范圍定為以λ為設(shè)計主波長，則如以下所述。
〔表5〕

在此，關(guān)于第1層102和分割第1層103a，用真空蒸鍍法來進行，但不限于該方法，也可以是各種濺射法、離子束輔助法、離子噴鍍法等的其它的干式成膜法。
對于該干式成膜法來說，已知薄膜的結(jié)構(gòu)根據(jù)基板加熱溫度或成膜速度等的條件而改變。在致密性不充分的結(jié)構(gòu)的情況下，水通過膜中到達螢石基板101的危險性高。由于螢石對于水溶解，故因?qū)λ慕n而喪失所優(yōu)選的光學性能的危險性高。一般來說，已知基板加熱溫度低的真空蒸鍍法的SiO2膜使水或水蒸氣通過。
在該情況下，通過設(shè)置分割第2層103b的濕式成膜SiO2層，由于濕式成膜SiO2進入到干式成膜SiO2的空隙中來消除空隙，故可防止在基板107的表面與投影光學系統(tǒng)PL之間介入了的規(guī)定的浸液108的對光學元件1的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PL的光學性能。因而，在將該光學元件1使用于液浸型的投影曝光裝置的情況下，由于本發(fā)明的多層膜100不從螢石基板101剝離，光學元件1不因液體而溶解，故可維持投影曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換光學元件1，故可將投影曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
關(guān)于該分割第2層103b的濕式成膜SiO2層，進行了一般的SiO2溶解液的旋轉(zhuǎn)涂敷。使用溶膠凝膠用氧化硅液作為SiO2溶解液，以旋轉(zhuǎn)數(shù)1000～2000旋轉(zhuǎn)/分使螢石基板101旋轉(zhuǎn)來進行涂敷。由于因涂敷產(chǎn)生的膜厚依賴于SiO2溶解液的濃度、旋轉(zhuǎn)涂敷中的螢石基板101旋轉(zhuǎn)數(shù)、溫濕度等的條件，故如果事先以濃度為參數(shù)作成了對于膜厚的測量線，則其后可得到所優(yōu)選的膜厚。
在此，將分割第2層103b的濕式成膜SiO2層的膜厚定為0.40λ(50nm)，但不限定于此。但是，例如在涂敷大于等于1.2λ(150nm)這樣的膜厚的情況下，必須注意因膜應(yīng)力導致的裂紋的發(fā)生。此外，作為后處理，在分割第2層103b的濕式成膜SiO2層的涂敷后進行了大氣下160℃/2小時的退火。這樣做的目的是使作為SiO2溶解液的主溶媒的乙醇蒸發(fā)和使?jié)袷匠赡ち说腟iO2層本身燒結(jié)。
圖17是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)5的光學元件1的ArF(波長193nm)受激準分子激光中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。如從圖17可明白的那樣，S偏振光和P偏振光的平均反射率即使在射出角θ＝40度中，也約小于等于0.6％，即使在射出角θ＝60度中，約小于等于1％，顯示出良好的特性，可充分地使用。
此外，如在所述表5中所示可知，第1層(MgF2)102的折射率比鄰接的光學基板101、第2層(SiO2)103的MgF2的折射率低。通過作成這樣的配置，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。再有，由利用干式成膜法成形了的分割第1層103a和利用濕式成膜法成形了的分割第2層103b構(gòu)成了第2層(SiO2)103，但由于是相同的材質(zhì)，故在光學上看，可看作1層。
〔實施形態(tài)11〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖18是示出在本發(fā)明的光學元件1的結(jié)構(gòu)的圖。該光學元件1是在螢石基板101上層疊了多層膜100的結(jié)構(gòu)。多層膜100是4層結(jié)構(gòu)，是從在螢石基板101起按順序?qū)盈B了LaF3作為第1層102、層疊了MgF2作為第2層103、層疊了LaF3作為第3層104、層疊了SiO2作為第4層105的結(jié)構(gòu)。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
在此，如果將第1層102的LaF3、第2層103的MgF2、第3層104的LaF3、第4層105的SiO2的折射率和各層102、...的光學的膜厚、膜厚范圍定為以λ為設(shè)計主波長，則如以下所述。
〔表6〕

關(guān)于在此的成膜方法，用真空蒸鍍法來進行。再有，成膜方法不限于該方法，也可以是能制作致密的結(jié)構(gòu)的各種濺射法、離子束輔助法、離子噴鍍法。
圖19是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)11的光學元件1的ArF(波長193nm)受激準分子激光中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。如從圖19可明白的那樣，S偏振光和P偏振光的平均反射率即使在射出角θ＝50度中，也約小于等于0.3％，即使在射出角θ＝60度中，約小于等于0.5％，顯示出非常良好的特性，可充分地使用。
如表6中所示可知，第1層(LaF3)102的折射率比鄰接的光學基板101、第2層(MgF2)103的MgF2的折射率高。此外，可知第3層(LaF3)104的折射率比鄰接的第2層(MgF2)103和第4層(SiO2)105的折射率高。通過作成這樣的配置，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
在本實施形態(tài)11中，利用真空蒸鍍法形成了第4層105的SiO2膜，但也可如實施形態(tài)5中記載的分割第2層103b那樣利用濕式成膜法來成膜。在該情況下，通過設(shè)置濕式成膜SiO2層，由于濕式成膜SiO2進入到由干式成膜法形成的第3層(LaF3)104的空隙中來消除空隙，故可防止在基板107的表面與投影光學系統(tǒng)PL之間介入了的規(guī)定的浸液108的對光學元件1的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PL的光學性能。因而，在將該光學元件1使用于液浸型的投影曝光裝置的情況下，由于本發(fā)明的多層膜100不從螢石基板101剝離，光學元件1不因液體而溶解，故可維持投影曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換光學元件1，故可將投影曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
〔實施形態(tài)12〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖20是示出在本發(fā)明的光學元件1的結(jié)構(gòu)的圖。該光學元件1是在螢石基板101上層疊了多層膜100的結(jié)構(gòu)。該多層膜100是5層結(jié)構(gòu)，是從在螢石基板101起按順序?qū)盈B了LaF3作為第1層102、層疊了MgF2作為第2層103、層疊了LaF3作為第3層104、層疊了MgF2作為第4層105、層疊了SiO2作為第5層106的結(jié)構(gòu)。浸液108是水，基板107是涂敷了抗蝕劑的硅。
在此，如果將第1層102的LaF3、第2層103的MgF2、第3層104的LaF3、第4層105的MgF2、第5層106的SiO2的折射率和各層102、...的光學的膜厚、膜厚范圍定為以λ為設(shè)計主波長，則如以下所述。
〔表7〕

在此，關(guān)于成膜方法，用真空蒸鍍法來進行，但成膜方法不限于該方法，也可以是能制作致密的結(jié)構(gòu)的各種濺射法、離子束輔助法、離子噴鍍法。
圖21是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)12的光學元件1的ArF(波長193nm)受激準分子激光中的反射率與射出角的關(guān)系的圖。如從圖21可明白的那樣，S偏振光和P偏振光的平均反射率即使在射出角θ＝50度中，也約小于等于0.3％，即使在射出角θ＝60度中，約小于等于0.5％，顯示出非常良好的特性，可充分地使用。
如所述表7中所示可知，第1層(LaF3)102的折射率比鄰接的光學基板101、第2層(MgF2)103的MgF2的折射率高。此外，可知第3層(LaF3)104的折射率比鄰接的第2層(MgF2)103和第4層(MgF2)105的折射率高。通過作成這樣的配置，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
在本實施形態(tài)12中，利用真空蒸鍍法形成第5層106的SiO2膜，但也可如實施形態(tài)10中記載的分割第2層103b那樣利用濕式成膜法來成膜。在該情況下，通過設(shè)置濕式成膜SiO2層，由于濕式成膜的SiO2進入到由干式成膜法形成的第4層(MgF2)105的空隙中來消除空隙，故可防止在基板107的表面與投影光學系統(tǒng)PL之間介入了的規(guī)定的浸液108的對光學元件1的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PL的光學性能。因而，在將該光學元件1使用于液浸型的投影曝光裝置的情況下，由于本發(fā)明的多層膜100不從螢石基板101剝離，光學元件1不因液體而溶解，故可維持投影曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換光學元件1，故可將投影曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
〔實施形態(tài)13〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
如果該實施形態(tài)13與實施形態(tài)12比較，則第4層105的材質(zhì)不同。即，在該實施形態(tài)13中，形成Al2O3膜來作為第4層105。
在此，如果將第1層102的LaF3、第2層103的MgF2、第3層104的LaF3、第4層105的Al2O3、第5層106的SiO2的折射率和各層102、...的光學的膜厚、膜厚范圍定為以λ為設(shè)計主波長，則如以下所述。
〔表8〕

在此，關(guān)于成膜方法，用真空蒸鍍法來進行，但成膜方法不限于該方法，也可以是能制作致密的結(jié)構(gòu)的各種濺射法、離子束輔助法、離子噴鍍法。
該實施形態(tài)13也與實施形態(tài)12同樣，S偏振光和P偏振光的平均反射率即使在射出角θ＝50度中，也約小于等于0.3％，即使在射出角θ＝60度中，約小于等于0.5％，顯示出非常良好的特性，可充分地使用。
如所述表8中所示可知，第1層(LaF3)102的折射率比鄰接的光學基板101、第2層(MgF2)103的MgF2的折射率高。此外，可知第3層(LaF3)104的折射率比鄰接的第2層(MgF2)103和第4層(Al2O3)105的折射率高。通過作成這樣的配置，作為整體，多層膜100可具有防止反射功能。
在本實施形態(tài)13中，利用真空蒸鍍法形成第5層106的SiO2膜，但也可如實施形態(tài)10中記載的分割第2層103b那樣利用濕式成膜法來成膜。在該情況下，通過設(shè)置濕式成膜SiO2層，由于濕式成膜SiO2進入到由干式成膜法形成的第4層(Al2O3)105的空隙中來消除空隙，故可防止在基板107的表面與投影光學系統(tǒng)PL之間介入了的規(guī)定的浸液108的對光學元件1的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PL的光學性能。因而，在將該光學元件1使用于液浸型的投影曝光裝置的情況下，由于本發(fā)明的多層膜100不從螢石基板101剝離，光學元件1不因液體而溶解，故可維持投影曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換光學元件1，故可將投影曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
按照與以上已說明的第6～13實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，在所述光學元件的表面上形成多層膜，由于該多層膜具備保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束(入射光)被反射的防止反射功能，故可提供沒有液體侵蝕的穩(wěn)定的光學元件。因而，使用液浸法可提供能實現(xiàn)解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件。此外，由于所述多層膜在規(guī)定的期間內(nèi)具備所述保護功能，故例如可在10年間保護曝光裝置使之不受作為浸液的水的影響。因而，使用液浸法可提供能實現(xiàn)解像度高、聚焦深度深的高性能的投影曝光裝置的光學元件，同時可在規(guī)定的期間內(nèi)提供沒有液體侵蝕的穩(wěn)定的光學元件。
〔實施形態(tài)14〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖22是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)14中被使用的光學構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。光學構(gòu)件1是在使用了螢石的光學元件101上接合了石英玻璃薄板102的結(jié)構(gòu)。在此，浸液是水103。基板是涂敷了抗蝕劑的硅104。關(guān)于接合方法，在曝光波長是ArF激光那樣的紫外光的情況下，使接合面相互間成為平坦面，進行了光學接觸。所謂光學接觸，是若使互相平坦的面密接則由于分子間力宛如接合固體的現(xiàn)象。在光學上說，只存在固體與固體的界面。
在光學接觸的兩界面的面精度差而不能得到所優(yōu)選的密接力的情況下，也可在界面間涂敷不侵蝕光學元件101的表面的程度的一層薄薄的純水以提高密接力。光學元件101和石英玻璃薄板102的的折射率分別是1.50和1.55。
圖23是示出圖22的光學接觸(石英玻璃/螢石)界面的角度反射特性的圖。如從圖23可明白的那樣，由入射光20產(chǎn)生的S偏振光Rs和P偏振光Rp的平均反射率Ra在射出角θ＝60度中，約小于等于0.3％，顯示出良好的特性，可充分地使用。
作為光學基板，不用石英玻璃來制作光學元件101本身的原因是，存在石英玻璃薄板102因激光照射而發(fā)生壓縮的可能性，是不理想的。此外，之所以作成石英玻璃薄板102，是由于即使假定發(fā)生所述壓縮，也可使影響成為最小限度。
按照與以上已說明的第14實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，由于石英玻璃薄板102對水的溶解度非常小，故可消除因侵蝕導致的性能惡化來使用，通過在液浸法中使用該元件，可成為沒有光學方面的性能惡化的液浸光學系統(tǒng)。
〔實施形態(tài)15〕除了使用以下說明的透過光學元件4以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
圖24是示出在本發(fā)明的實施形態(tài)15中被使用的光學構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的圖。光學構(gòu)件1是在由螢石構(gòu)成的光學元件101上接合了結(jié)晶氟化鎂(以下稱為MgF2)薄板105的結(jié)構(gòu)。在此，浸液是水103。基板是涂敷了抗蝕劑的硅104。用折射率差小的液體(內(nèi)插溶液)106充滿了光學元件101與MgF2薄板105之間。如果該內(nèi)插溶液106對于各自的基板折射率差小于等于0.2，則殘存反射小，可良好地使用。
由于MgF2對于水有一些溶解度(文獻值2×10-4g/水100g)，故因長時間使用而溶出。如果溶出持續(xù)地進行，則存在破壞投影透鏡的透過波面的危險。在光學元件101上以不適當?shù)哪ず裰苯油糠蠓V(以下MgF2)的情況下，存在因溶出而破壞透過波面的可能性，此時，由于必須更換光學元件101本身，故容易使涉及的工作量較大。特別是在將光學元件101作成透鏡形狀的情況下，在更換時必須進行與投影透鏡的光軸的調(diào)整，是不容易的。在本發(fā)明的實施形態(tài)2的情況下，由于可只更換薄板，故可在將對成像性能的影響抑制為最小限度的情況下來更換。
在本發(fā)明的實施形態(tài)15中，作成了結(jié)晶氟化鎂(MgF2)薄板，但氟化鎂(MgF2)也可以是燒結(jié)體。此外，也可使用被氟化鎂(MgF2)覆蓋了的螢石薄板或非常薄的PTFE(特富隆(登錄商標)薄板)。作為該情況下的涂敷方法，不僅可以是真空蒸鍍法，而且可以是離子噴鍍法或各種濺射法等，其方法不作特別的選擇。
再有，用于實施本發(fā)明用的最佳形態(tài)中被記載了的薄板可以是平行平板那樣的形狀。
按照與以上已說明的第15實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置，投影光學系統(tǒng)的前端部不被液體侵蝕。因而，由于不會因更換被水侵蝕了的光學構(gòu)件1而停止投影曝光裝置的工作，故可高效地生產(chǎn)最終制品。此外，由于本發(fā)明的光學構(gòu)件1在使投影曝光裝置工作的規(guī)定的期間內(nèi)不被侵蝕，故光學特性是穩(wěn)定的，因安裝了本發(fā)明的投影曝光裝置的緣故，所生產(chǎn)的最終制品的品質(zhì)是穩(wěn)定的。
以上，就實施形態(tài)1～15進行了說明，但本發(fā)明不限定于所述實施形態(tài)1～15。例如，在實施形態(tài)4等中，作為防止溶解膜，在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的光學元件的基板一側(cè)的表面和側(cè)面上形成了使用了氟化鎂(MgF2)的防止溶解膜，但也可在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的光學元件的基板一側(cè)的表面上形成使用了親水性的氧化硅(SiO2)的防止溶解膜形成，在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的光學元件的基板一側(cè)的側(cè)面上形成由烷基乙烯酮二聚物構(gòu)成的疏水性的防止溶解膜。
在此，在光學元件的側(cè)面上形成的防止溶解膜與在光學元件的基板一側(cè)的表面上形成的防止溶解膜比較，是在疏水性能方面優(yōu)良的防止溶解膜，在基板一側(cè)的表面上形成的防止溶解膜與在光學元件的側(cè)面上形成的防止溶解膜比較，是在親水性能方面優(yōu)良的防止溶解膜。因為在光學元件的側(cè)面上形成的防止溶解膜是疏水性的防止溶解膜，故容易使在光學元件的側(cè)面上附著了的液體繞回到基板一側(cè)，因為在光學元件的表面上形成的防止溶解膜是親水性的防止溶解膜，故可用液體始終充滿光學元件的基板一側(cè)表面與基板之間。
此外，在所述的實施形態(tài)5等中，在透過光學元件中利用濺射法形成了二氧化硅(SiO2)膜的第1膜，但也可代之以利用真空蒸鍍法或CVD法的干式成膜方法來成膜。
再者，在所述的實施形態(tài)5等中，利用干式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第1膜，利用濕式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第2膜，但也可利用干式成膜方法形成氟化鎂(MgF2)膜，作為第1膜，利用濕式成膜方法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為第2膜。
此外，在所述的實施形態(tài)中，利用液體充滿了晶片的表面與投影光學系統(tǒng)的晶片一側(cè)的利用螢石形成的光學元件之間，但也可使液體介入到晶片的表面與投影光學系統(tǒng)的晶片一側(cè)的利用螢石形成的光學元件之間的一部分上。
再者，在所述的實施形態(tài)中，使用了純水作為液體，但作為液體，不限于純水，也可使用具有對于曝光的光的透過性、折射率盡可能高、對于投影光學系統(tǒng)或在晶片表面上被涂敷了的光致抗蝕劑穩(wěn)定的液體(例如雪松油等)。在使用F2激光作為曝光的光的情況下，作為液體，使用F2激光可透過的例如氟類油或過氟化聚醚(PFPE)等的氟類的液體即可。
此外，在所述的實施形態(tài)中，與本發(fā)明有關(guān)的光學元件作成了透鏡形狀，但不限于此，也可在以前的螢石透鏡與液體之間作成覆蓋玻璃，在螢石的板狀基板上成膜，作成與本發(fā)明有關(guān)的光學元件。
再者，在所述的實施形態(tài)14至15中，舉出將一層薄薄的純水涂敷在接合兩界面中的情況為例進行了說明，但也可應(yīng)用作為氟類溶劑的PFC(全氟化碳)、HFE(氫化氟醚)、PFPE(全氟化聚醚)。
此外，在實施形態(tài)中使用的噴嘴的數(shù)目或形狀不作特別限定，例如也可對于前端部4A的長邊用2對噴嘴進行液體的供給或回收。再有，在該情況下，由于可從-X方向或+X方向的任一方向進行液體的供給或回收，故可在上下并排地配置排出噴嘴和流入噴嘴。
〔實施形態(tài)16〕除了如下所述那樣使用了經(jīng)膜與光學構(gòu)件進行了光學接觸的光學元件以外，與第1實施形態(tài)同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。
與該實施形態(tài)16有關(guān)的”步進和重復”方式方式的投影曝光裝置，如圖1中所示，具備照明中間掩模(掩模)R的照明光學系統(tǒng)1；支撐中間掩模R的中間掩模臺RST；支撐晶片(基板)的晶片臺裝置；驅(qū)動晶片臺裝置并以三維方式使晶片W移動的晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15；將在中間掩模R上形成的圖形像投影到晶片W上的投影光學系統(tǒng)PL；向投影光學系統(tǒng)PL與晶片W之間供給液體的液體循環(huán)裝置；以及統(tǒng)一地控制投影曝光裝置的整體的工作的主控制系統(tǒng)14。
照明光學系統(tǒng)1由包含作為曝光光源的ArF受激準分子激光器光源，由光積分器(均質(zhì)器)、視野光闌、聚光透鏡等構(gòu)成。由從光源射出了的波長193nm的紫外脈沖光構(gòu)成的曝光的光IL經(jīng)過照明光學系統(tǒng)1射出，對在中間掩模R中被設(shè)置了圖形像進行照明。通過了中間掩模R的像光經(jīng)投影光學系統(tǒng)PL投影到被涂敷了光致抗蝕劑的晶片W上的曝光區(qū)域上。再有，作為曝光的光IL，也可使用KrF受激準分子激光(波長248nm)、F2激光(波長157nm)或水銀燈的i線(波長356nm)等。
中間掩模臺RST在保持了中間掩模R的狀態(tài)下，可調(diào)節(jié)其位置或姿勢。即，在中間掩模臺裝置中裝入了在相對于投影光學系統(tǒng)PL的光軸AX實質(zhì)上垂直的X方向或Y方向或在圍繞光軸AX的旋轉(zhuǎn)方向上使中間掩模R微動的機構(gòu)。利用中間掩模激光干涉計(未圖示)實時地檢測了中間掩模R的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置，利用中間掩模臺驅(qū)動系統(tǒng)(未圖示)進行了控制。
晶片臺裝置在保持了晶片W的狀態(tài)下，可調(diào)節(jié)其位置或姿勢。如果說明具體的結(jié)構(gòu)，則晶片W經(jīng)晶片座被固定在Z臺9上，該Z臺9可進行晶片W的聚焦位置、即相對于光軸AX實質(zhì)上平行的Z方向的位置和對于該位置的傾斜角的調(diào)整。Z臺9被固定在XY臺10上，該XY臺10被支撐在基座11上。XY臺10可沿相對于投影光學系統(tǒng)PL的像面實質(zhì)上平行的XY平面使晶片座移動，可進行晶片W上的拍攝區(qū)域的變更等。再有，利用在晶片座上被設(shè)置了的移動鏡12和對移動鏡12供給檢測光的晶片激光干涉計13實時地檢測Z臺9的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置。
晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15根據(jù)來自主控制系統(tǒng)14的控制信號而工作，既可將晶片W的姿勢保持為所優(yōu)選的狀態(tài)，又可在適當?shù)臅r機使晶片W移動到目的位置上。
投影光學系統(tǒng)PL具備容納通過對石英或螢石進行加工形成的透鏡等的多個光學元件或光學部件的鏡筒3。該投影光學系統(tǒng)PL是兩側(cè)遠心或只在晶片W一側(cè)遠心的成像光學系統(tǒng)，中間掩模R的圖形像經(jīng)投影光學系統(tǒng)PL以例如1/4、1/5等的規(guī)定的投影倍率β在晶片W的拍攝區(qū)域上進行縮小投影曝光。
再有，該投影光學系統(tǒng)PL成為在與晶片W之間充滿了規(guī)定的液體的狀態(tài)下被使用的液浸光學系統(tǒng)。即，在該投影曝光裝置中，為了實質(zhì)上縮短曝光波長而且提高解像度而應(yīng)用了液浸法。在這樣的液浸型的投影曝光裝置中，在至少將中間掩模R的圖形像轉(zhuǎn)印到晶片W上的期間內(nèi)，在晶片W的表面與投影光學系統(tǒng)PL的晶片W一側(cè)露出的光學元件4的前端面之間充滿了液體7。作為液體7，使用了在半導體制造工廠等中能容易地大量地得到的純水。再有，由于純水的雜質(zhì)含有量極低，故可有清洗晶片W的表面的作用。再有，在曝光中，由于被構(gòu)成為只是投影光學系統(tǒng)PL中光學元件4的晶片W一側(cè)的前端部與液體7接觸，故防止了由金屬構(gòu)成的鏡筒3的腐蝕等。
圖25是示意性地說明在本實施形態(tài)中使用了的投影光學系統(tǒng)PL的在晶片W一側(cè)凸起的光學元件4的結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
從圖25可明白的那樣，通過使作為用螢石形成的光學元件的基板材料201與用合成石英形成的基板材料構(gòu)成的光學構(gòu)件202互相進行光學接觸(光學粘接)形成了光學元件4。在該投影光學系統(tǒng)PL中，只是光學元件4中前端一側(cè)的光學構(gòu)件202與作為純水等的液體7接觸，里面一側(cè)的基板材料201不與液體7直接接觸。這樣，利用光學構(gòu)件202覆蓋了投影光學系統(tǒng)PL的前端的原因是，考慮了由螢石構(gòu)成的光學元件4對于作為純水等的液體7具有微量的可溶性，利用由具有高的耐水性的合成石英構(gòu)成的光學構(gòu)件202來保護光學元件4。
在利用光學接觸使光學構(gòu)件202保持、固定在光學元件4上的情況下，必須提高光學元件4與光學構(gòu)件202之間的接合強度，以免光學構(gòu)件202相對于光學元件4發(fā)生位置偏移或脫落。因此，在光學元件4的基板材料201的用于光學接觸的一側(cè)的表面上形成了由氧化物構(gòu)成的薄的覆蓋膜203。另一方面，在光學構(gòu)件202的用于光學接觸的一側(cè)的表面上未特別形成覆蓋膜。這樣，通過在光學元件4的基板材料201與光學構(gòu)件202之間介入覆蓋膜203，提高了光學元件4與光學構(gòu)件202之間的接合強度。
以下，簡單地說明提高光學元件4與光學構(gòu)件202之間的接合強度的原因。作為影響光學接觸的接合強度的因素，如在特開平9-221342號公報中示出的那樣，已知有接合面的面粗糙度。但是，最近了解了，在進行光學接觸時，除了面粗糙度外，化學的因素有影響，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了，通過控制這樣的化學的因素，可提高構(gòu)成投影光學系統(tǒng)PL前端的光學元件4的基板材料201與光學構(gòu)件202之間的接合強度。
在以前進行了的氧化物光學材料相互間的光學接觸中，由于在用于接合的表面的兩者中以高密度存在氫氧基(-OH)，故通過使這兩者密接，產(chǎn)生因氫鍵接合或脫水縮合引起的共價鍵接合，可得到牢固的接合。另一方面，在本實施形態(tài)的光學元件4中，由于構(gòu)成光學元件4的基板材料201的氟化物(具體地說，是CaF2)的表面與氧化物表面比較氫氧基密度低，故可認為即使按原樣與光學構(gòu)件202密接，也不能得到牢固的接合。因此，通過利用由氧化物構(gòu)成的覆蓋膜203覆蓋基板材料201的氟化物表面，在接合面中導入充分的量的氫氧基。由此，在基板材料201和光學構(gòu)件202相互間可達到牢固的光學接觸。具體地說，利用真空蒸鍍，在基板材料201上均勻地淀積了由二氧化硅(SiO2)構(gòu)成的薄的覆蓋膜203。
此外，由于在由螢石構(gòu)成的基板材料201上用真空蒸鍍法形成由二氧化硅構(gòu)成的覆蓋膜203，故可抑制在覆蓋膜203中發(fā)生裂紋等。即，由于在螢石的熱膨脹系數(shù)與二氧化硅的熱膨脹系數(shù)之間沒有大的差別，故即使在加熱了的狀態(tài)的基板材料201上形成覆蓋膜203后將基板材料201等冷卻到常溫，也可防止在覆蓋膜203中發(fā)生裂紋或殘存應(yīng)力變形的情況。再有，在石英上形成氟化物膜的情況下，起因于熱膨脹系數(shù)差約為1個數(shù)量級的情況，容易發(fā)生裂紋。
圖26～圖29是簡單地說明圖25中示出的光學元件4的制造工序的圖。如圖26中所示，首先，加工螢石(CaF2)，準備作為具有規(guī)定的光學面OS1的光學元件的基板材料201。其次，如圖27中所示，一邊加熱基板材料201，一邊在光學面OS1上淀積SiO2層，作成覆蓋膜203。由此，可準備形成了覆蓋膜203的基板材料201。此時，通過利用真空蒸鍍，可形成對于基板材料201密接性良好的、高密度的覆蓋膜203。其次，如圖28中所示，加工合成石英(SiO2)，準備具有規(guī)定的光學面OS2的光學構(gòu)件202。最后，如圖29中所示，貼合基板材料201和光學構(gòu)件202，在基板材料201的覆蓋膜203的表面OS3與光學構(gòu)件202的光學面OS2之間形成光學接觸，完成光學元件4。
在具體的制作例中，將構(gòu)成光學元件4的基板材料201的螢石(CaF2)的射出側(cè)的光學面OS1加工為平坦面。此外，用真空蒸鍍成膜時加熱基板材料201，使所形成的覆蓋膜203的膜厚約為10nm。另一方面，對于光學構(gòu)件202來說，加工合成石英的基板，作成了1mm厚的平行平板。其后，在不利用粘接劑的情況下，貼合光學元件4的基板材料201的光學接觸面與光學構(gòu)件202的光學接觸面來接合。為了確認這樣形成的光學元件4的光學接觸的強度，進行了以下的實驗。
即，為了進行光學元件4的透射率評價，用紫外測定用分光光度計進行了波長193.4mm中的透射率(％)的測定。此外，為了進行光學元件4的強度評價，進行了精密萬能材料試驗機的拉伸加重試驗。再有，在拉伸加重試驗時，在從光學元件4的基板材料201剝離光學構(gòu)件202的方向、即對于光學接觸面垂直的方向給予使之分離的拉伸加重，將光學構(gòu)件202剝離了的加重值定為剝離加重(Kgf/cm2)。為了比較起見，準備沒有覆蓋膜203的基板材料201，也準備直接使該基板材料201與光學構(gòu)件202進行了光學接觸的比較樣品。結(jié)果如以下的表9中所示。
〔表9〕

從以上的表9可明白，在本實施形態(tài)的光學元件4(實施例有SiO2層)中，關(guān)于光學接觸，與比較樣品(比較例沒有SiO2層)的光學元件相比，可得到大于等于幾倍的耐剝離強度，關(guān)于曝光的光的波長的光量損耗也是同等的，不遜色。
返回到圖1，液體循環(huán)裝置具備液體供給裝置5和液體回收裝置6。其中，液體供給裝置5由液體7用的罐、加壓泵、溫度控制裝置等構(gòu)成，經(jīng)供給管21和排出噴嘴21a對晶片W與光學元件4的前端部之間供給溫度被控制了的狀態(tài)的液體7。此外，液體回收裝置6由液體7用的罐、吸引泵等構(gòu)成，經(jīng)回收管23和流入噴嘴23a、23b回收在晶片W與光學元件4的前端部之間的液體7。將利用這樣的液體循環(huán)裝置循環(huán)的液體7的溫度設(shè)定為例如與容納了本實施形態(tài)的投影曝光裝置的容器內(nèi)的溫度為相同的程度。再有，純水對于波長約為200nm的曝光的光的折射率n約1.44，由于波長193nm的ArF受激準分子激光在晶片W上其波長縮短為1/n、即在表觀上波長縮短為134nm，故可得到高的解像度。
圖3是示出圖1的排出噴嘴21a和流入噴嘴23a、23b中關(guān)于X方向的配置關(guān)系的平面圖，圖4是示出圖1的排出噴嘴21a和流入噴嘴23a、23b中關(guān)于Y方向的配置關(guān)系的平面圖。
如圖4(a)中所示，在+X方向一側(cè)配置了具有細的前端部的第1排出噴嘴21a，在-X方向一側(cè)配置了具有細的前端部的第2排出噴嘴22a，使它們將作為投影光學系統(tǒng)的前端的光學元件4的前端部4A夾在中間。將該第1和第2排出噴嘴21a、22a分別經(jīng)第1和第2供給管21、22連接到液體供給裝置5上。此外，在+X方向一側(cè)配置了前端部擴展了的一對第1流入噴嘴23a，在-X方向一側(cè)配置了前端部擴展了的一對第2流入噴嘴24a，使它們將光學元件4的前端部4A夾在中間。將該第1和第2流入噴嘴23a、24a分別經(jīng)第1和第2回收管23、24連接到液體回收裝置6上。
在使晶片W以步進方式在用實線示出的箭頭25A(-X方向)上移動時，經(jīng)第1供給管21和第1排出噴嘴21a向光學元件4的前端部4A與晶片W之間供給液體7。與其同步地，經(jīng)第2回收管24和第2流入噴嘴24a回收被供給到光學元件4的前端部4A與晶片W之間的液體7。另一方面，在使晶片W以步進方式在用點線示出的箭頭26A(+X方向)上移動時，經(jīng)第2供給管22和第2排出噴嘴22a向光學元件4的前端部4A與晶片W之間供給液體7。與其同步地，經(jīng)第1回收管23和第1流入噴嘴23a回收被供給到光學元件4的前端部4A與晶片W之間的液體7。
如圖4中所示，在+Y方向一側(cè)配置了具有細的前端部的第3排出噴嘴27a，在-Y方向一側(cè)配置了具有細的前端部的第4排出噴嘴28a，使它們將光學元件4的前端部4A夾在中間。將該第3和第4排出噴嘴27a、28a分別經(jīng)第3和第4供給管27、28連接到液體供給裝置5上。此外，在+Y方向一側(cè)配置了前端部擴展了的一對第3流入噴嘴29a，在-Y方向一側(cè)配置了前端部擴展了的一對第4流入噴嘴30a，使它們將光學元件4的前端部4A夾在中間。將該第3和第4流入噴嘴29a、30a分別經(jīng)第3和第4回收管29、30連接到液體回收裝置6上。
在±Y方向上使晶片W以步進方式移動的情況也與±X方向的步進移動是同樣的，轉(zhuǎn)換第3和第4供給管27、28用第3和第4排出噴嘴27a、28a中對應(yīng)的一方使液體7噴出，轉(zhuǎn)換第3和第4回收管29、30用第3和第4流入噴嘴29a、30a中對應(yīng)的一方使液體7吸引。
再有，不僅可如上所述那樣設(shè)置從X方向或Y方向進行液體7的供給和回收的噴嘴23a～30a，也可例如設(shè)置從傾斜的方向進行液體7的供給和回收用的噴嘴。
返回到圖1，主控制系統(tǒng)14對在中間掩模臺RST中被裝入了的驅(qū)動機構(gòu)發(fā)送控制信號，通過使中間掩模臺微動，進行中間掩模R的位置或姿勢的調(diào)整。此時，利用未圖示的中間掩模激光干涉計進行中間掩模R的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置的檢測。
此外，主控制系統(tǒng)14對晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15發(fā)送控制信號，通過經(jīng)晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15驅(qū)動Z臺9，進行晶片W的聚焦位置和傾斜角的調(diào)整。此外，主控制系統(tǒng)14對晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15發(fā)送控制信號，通過經(jīng)晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15驅(qū)動XY臺10，進行晶片W的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置調(diào)整。此時，利用晶片激光干涉計13進行晶片W的X方向、Y方向和旋轉(zhuǎn)方向的位置的檢測。
在曝光時，主控制系統(tǒng)14對晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15發(fā)送控制信號，通過經(jīng)晶片臺驅(qū)動系統(tǒng)15驅(qū)動XY臺10，使晶片W上的各拍攝區(qū)域以步進方式依次移動到曝光位置上。即，利用”步進和重復”方式重復將中間掩模R的圖形像在晶片W上曝光的工作。
主控制系統(tǒng)14在曝光中或其前后使由液體供給裝置5和液體回收裝置6構(gòu)成的液體循環(huán)裝置適當?shù)毓ぷ?，對于在晶片W的移動中的投影光學系統(tǒng)PL下端與晶片W之間被充填的液體7進行供給量和回收量的控制。參照圖5，在晶片W的移動例如是沿箭頭25A的-X方向的情況下，從第1排出噴嘴21a供給了的液體7在箭頭25A的方向(-X方向)上流動，被第2流入噴嘴23a、23b回收。在此，為了使晶片W在移動中在光學元件4與晶片W之間被充填的液體7的量保持為恒定，使液體7的供給量Vi(m3/s)與回收量Vo(m3/s)相等。此外，為了避免液體7的過剩的循環(huán)或不充分的循環(huán)，根據(jù)XY臺10即晶片W的移動速度v來調(diào)整液體7的供給量Vi和回收量Vo的總量。例如，根據(jù)以下的式(1)，可計算液體LQ的供給量Vi和回收量Vo。
Vi＝Vo＝D·v·d...(1)在此，D是光學元件4的前端部4A的直徑(m)，v是由XY臺10產(chǎn)生的晶片W的移動速度(m/s)，d是投影光學系統(tǒng)PL的工作距離(m)。主控制系統(tǒng)14控制了XY臺10的步進移動，通過根據(jù)與XY臺10的步進移動對應(yīng)的式(1)計算液體7的供給量Vi和回收量Vo，可在光學元件4與晶片W之間始終穩(wěn)定了的狀態(tài)下充滿液體7。通過這樣控制液體7的供給量Vi和回收量Vo，可防止液體7從光學元件4不必要地溢出或光學元件4前端的光學構(gòu)件202浸在液體7中。于是，可防止光學元件4的侵蝕或與光學構(gòu)件202之間的光學接觸的損傷，可在長時間內(nèi)維持光學元件4的性能。即，可降低光學元件4的更換頻度，可將晶片W的曝光處理的生產(chǎn)能力維持得較高，于是，能以穩(wěn)定的品質(zhì)高效地生產(chǎn)最終制品。
以上所述是關(guān)于使晶片W在±X方向上移動的情況，但在使晶片W在±Y方向上移動的情況下，也利用同樣的控制可穩(wěn)定地維持在光學元件4與晶片W之間被保持的液體7的量。
再有，為了在光學元件4與晶片W之間使液體7穩(wěn)定地存在，優(yōu)選使投影光學系統(tǒng)PL的工作距離d盡可能地窄。例如，將投影光學系統(tǒng)PL的工作距離d設(shè)定為約2mm。
從以上的說明可明白，按照本實施形態(tài)的投影曝光裝置，由于通過利用優(yōu)良的光學接觸牢固地接合光學元件4與光學構(gòu)件202，并且使用了裝入具有高的透射率的光學元件4的投影光學系統(tǒng)PL，可進行能在長時間內(nèi)維持高的性能的液浸型的曝光處理。
以上就實施形態(tài)16進行了說明，但本發(fā)明不限定于所述實施形態(tài)16。例如，作為光學元件4的基板材料201的材料，根據(jù)使用波長來決定，但可使用氟化鋇(BaF2)、氟化鎂(MgF2)等來代替螢石。
此外，作為光學元件4的基板材料201的材料，根據(jù)使用波長來決定，但可使用氧化鋁(Al2O3)等來代替二氧化硅(SiO2)。再有，覆蓋膜203不限于單一的組成的膜，可作成層疊了多個種類的大于等于2層的膜的結(jié)構(gòu)，在該情況下，優(yōu)選最上層作成二氧化硅等的氧化膜。
此外，作為光學構(gòu)件202的材料，根據(jù)使用波長來決定，但可使用藍寶石等來代替石英。再者，也可將在氟化物玻璃等的表面上淀積了二氧化硅(SiO2)等的薄膜的結(jié)構(gòu)定為光學構(gòu)件202。
此外，光學元件4的基板材料201或光學構(gòu)件202的形狀不限于所述實施形態(tài)的形狀。例如，光學元件4或光學構(gòu)件202的用于光學接觸的面不限于平面，可作成具有各種各樣的曲率的曲面。
此外，在所述實施形態(tài)中，利用真空蒸鍍法在基板材料201上形成了二氧化硅(SiO2)膜，但可使用離子束輔助蒸鍍法、氣體團離子束輔助蒸鍍法、離子噴鍍法、離子束濺射法、磁控管濺射法、偏壓濺射法、ECR濺射法、RF濺射法、熱CVD法、等離子CVD法和CVD法等的任一種成膜方法。
此外，在所述實施形態(tài)中，利用液體7充滿了光學元件4的前端部4A與晶片W的薄膜的間隙空間的全體，但也可使液體7介入到這樣的間隙空間的一部分中。
此外，在所述實施形態(tài)中，使用了純水作為液體7，但也可使用具有對于曝光的光的透過性、折射率盡可能高、對于投影光學系統(tǒng)或在晶片表面上被涂敷了的光致抗蝕劑穩(wěn)定的各種液體(例如雪松油等)。再有，在使用F2激光作為曝光的光的情況下，作為液體7，可使用F2激光可透過的例如氟類油或過氟化聚醚(PFPE)等的氟類的液體。
此外，所述實施形態(tài)的噴嘴等的配置或個數(shù)是例示，可根據(jù)晶片W的尺寸或移動速度等適當?shù)刈兏鼑娮斓呐渲没騻€數(shù)。
〔實施形態(tài)17〕其次，參照附圖，說明與實施形態(tài)17有關(guān)的投影曝光裝置。圖30是示出與實施形態(tài)17有關(guān)的”步進和掃描”方式的投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)PLA的下部、液體供給裝置5和液體回收裝置6等的正面圖。此外，在以下的說明中，設(shè)定圖30中示出的XYZ正交坐標系，一邊參照該XYZ正交坐標系，一邊說明各構(gòu)件的位置關(guān)系。關(guān)于XYZ正交坐標系，將X軸和Y軸設(shè)定為對于晶片W平行，將Z軸設(shè)定為對于晶片W正交的方向。關(guān)于圖中的XYZ正交坐標系，實際上將XY平面設(shè)定為與水平面平行的面，將Z軸設(shè)定為垂直上方向。再有，在圖30中，對于與本實施形態(tài)有關(guān)的投影曝光裝置相同的結(jié)構(gòu)，附以與在實施形態(tài)1中使用了的符號相同的符號來進行說明。
在該投影曝光裝置中，投影光學系統(tǒng)PLA的鏡筒3A的最下端的透過光學元件32的晶片W一側(cè)的前端部32A只留下在掃描曝光中必要的部分，在Y方向(非掃描方向)上被削減為細長的矩形。在掃描曝光時，將中間掩模(未圖示)的一部分的圖形像投影到晶片W一側(cè)的前端部32A的正下方的矩形的曝光區(qū)域上，對于投影光學系統(tǒng)PLA，與中間掩模(未圖示)在-X方向(或+X方向)上以速度V移動同步地，晶片W經(jīng)XY臺10在+X方向(或-X方向)上以速度β·V(β是投影倍率)移動。然后，在對1個拍攝區(qū)域的曝光結(jié)束后，利用晶片W的步進，下一個拍攝區(qū)域移動到掃描開始位置上，以下以”步進和掃描”方式依次進行對各拍攝區(qū)域的曝光。
在該實施形態(tài)中，將與在實施形態(tài)1中使用了的透過光學元件4(參照圖2)同樣的透過光學元件用作透過光學元件32。即，透過光學元件32的基體材料是螢石，該螢石的成膜面的結(jié)晶方位是(111)面。此外，在透過光學元件32的晶片W一側(cè)的前端部32A、即曝光的光透過的部分上，利用真空蒸鍍法形成氟化鎂(MgF2)膜F1和二氧化硅(SiO2)膜F2，作為防止溶解膜，再者，利用濕式制膜法，形成二氧化硅(SiO2)膜F3。
此外，在透過光學元件32的錐形面32B、即曝光的光不透過的部分上利用濺射法形成鉭(Ta)膜F5(F4)作為金屬制防止溶解膜(兼作密接力強化膜)。在金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的表面上，與二氧化硅(SiO2)膜F3同時地利用濕式制膜法形成二氧化硅(SiO2)膜F6，作為保護金屬制防止溶解膜用的金屬制防止溶解膜保護膜(防止溶解膜保護膜)。在此，在透過光學元件32的錐形面32B上形成的金屬制防止溶解膜(防止溶解膜)F5的對純水的溶解度小于等于2ppt，充填密度大于等于95％。此外，因在透過光學元件32的前端部32A上形成的防止溶解膜F1～F3使曝光束的射出角度為50度時的平均反射率小于等于2％。
即使在該實施形態(tài)17中，也與實施形態(tài)1同樣，由于應(yīng)用液浸法，故在掃描曝光中在透過光學元件32與晶片W之間充滿液體7。作為液體7，使用了純水。分別利用液體供給裝置5和液體回收裝置6進行液體7的供給和回收。
圖31是示出投影光學系統(tǒng)PLA的透過光學元件32的表面(晶片W一側(cè)的前端部32A和錐形面32B)和在X方向上供給和回收液體7用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。如圖31中所示，液體供給裝置5經(jīng)供給管21在Y方向上呈細長的矩形狀的前端部32A和錐形面32B的+X方向一側(cè)連接了3個排出噴嘴21a～21c，在前端部32A和錐形面32B的-X方向一側(cè)連接了3個排出噴嘴22a～22c。此外，如圖31中所示，液體回收裝置6經(jīng)回收管23在前端部32A和錐形面32B的-X方向一側(cè)連接了2個流入噴嘴23a、23b，經(jīng)回收管24在前端部32A和錐形面32B的+X方向一側(cè)連接了2個流入噴嘴24a、24b。
在使晶片W在用實線的箭頭示出的掃描方向(-X方向)上移動進行掃描曝光的情況下，液體供給裝置5經(jīng)供給管21和排出噴嘴21a～21c向透過光學元件32的前端部32A和錐形面32B與晶片W之間供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管23和流入噴嘴23a、23b回收利用液體供給裝置5向透過光學元件32的錐形面32B與晶片W之間供給了的液體7。在該情況下，液體7在-X方向上流過晶片W上，利用液體7充滿透過光學元件32與晶片W之間。
此外，在使晶片W在用2點劃線的箭頭示出的方向(+X方向)上移動進行掃描曝光的情況下，液體供給裝置5經(jīng)供給管22和排出噴嘴22a～22c向透過光學元件32的前端部32A與晶片W之間供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管24和流入噴嘴24a、24b回收利用液體供給裝置5向透過光學元件32的前端部32A與晶片W之間供給了的液體7。在該情況下，液體7在+X方向上流過晶片W上，利用液體7充滿光學元件32與晶片W之間。
此外，利用以下的數(shù)學式2來計算液體7的供給量Vi和回收量Vo。
(數(shù)學式2)Vi＝Vo＝DSY·v·d在此，DSY是光學元件32的前端部32A的X方向的長度(m)。由于預先輸入了DSY，故通過根據(jù)數(shù)學式2計算、調(diào)整液體7的供給量Vi(m3/s)和回收量Vo(m3/s)，即使在掃描曝光中，液體7也穩(wěn)定地充滿光學元件32與晶片W之間。
此外，在使晶片W在Y方向上以步進方式移動時，利用與實施形態(tài)1相同的方法從Y方向進行液體7的供給和回收。
圖32是示出投影光學系統(tǒng)PLA的光學元件32的前端部32A和Y方向用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。如圖32中所示，在使晶片W在與掃描方向正交的非掃描方向(-Y方向)上以步進方式移動的情況下，使用在Y方向上排列了的排出噴嘴27a和流入噴嘴29a、29b進行液體7的供給和回收。此外，在使晶片W在+Y方向上以步進方式移動的情況下，使用在Y方向上排列了的排出噴嘴28a和流入噴嘴30a、30b進行液體7的供給和回收。在該情況下，利用數(shù)學式3來計算液體7的供給量Vi和回收量Vo。
(數(shù)學式3)Vi＝Vo＝DSX·v·d在此，DSX是光學元件32的前端部32A的Y方向的長度(m)。與實施形態(tài)1同樣，在+Y方向上以步進方式移動時，也通過根據(jù)晶片W的移動速度v來調(diào)整液體7的供給量，利用液體7持續(xù)充滿光學元件32與晶片W之間。
按照與該實施形態(tài)17有關(guān)的投影曝光裝置，起到與實施形態(tài)1同樣的作用和效果。
即，首先，由于在光學元件的表面上形成防止溶解膜，故可防止光學元件的溶解。因而，由于光學元件不會因在投影光學系統(tǒng)的前端部與基板之間被充滿了的液體而溶解，故沒有必要頻繁地更換光學元件，故可維持投影曝光裝置的高的生產(chǎn)能力。此外，沒有必要為了更換溶解了的光學構(gòu)件1而停止曝光裝置的工作，可高效地生產(chǎn)最終制品。再者，由于光學元件不因液體而溶解，故因為可維持投影光學系統(tǒng)的光學性能，故可使所生產(chǎn)的最終制品的品質(zhì)變得穩(wěn)定，可在最佳的狀態(tài)下持續(xù)進行曝光。
此外，按照與該實施形態(tài)17有關(guān)的投影曝光裝置，由于在投影光學系統(tǒng)PLA的晶片W一側(cè)的透過光學元件32的錐形面32B上形成兼作密接力強化膜的金屬制防止溶解膜，故可使金屬制防止溶解膜密接到透過光學元件32上。此外，由于在金屬制防止溶解膜的表面上形成二氧化硅(SiO2)膜，故可防止柔軟的耐擦傷性低的金屬制防止溶解膜的損傷，可保護金屬制防止溶解膜。因而，可防止在晶片W的表面與投影光學系統(tǒng)PLA之間介入了的液體7的對透過光學元件32的浸透和侵蝕，可維持投影光學系統(tǒng)PLA的光學性能。此外，由于透過光學元件32不因液體7而溶解，故可維持曝光裝置的性能。再者，由于沒有必要頻繁地更換透過光學元件32，故可將投影曝光裝置的生產(chǎn)能力維持得較高。
〔實施形態(tài)18～31〕除了分別將與在實施形態(tài)2～15中使用了的透過光學元件4同樣的元件用作透過光學元件32外，與實施形態(tài)17同樣地構(gòu)成了實施形態(tài)18～31的投影曝光裝置。
按照這樣被構(gòu)成了的實施形態(tài)18～31的投影曝光裝置，分別起到與實施形態(tài)2～15中被構(gòu)成了的投影曝光裝置同樣的作用和效果。
〔實施形態(tài)32〕除了使用如以下那樣光學構(gòu)件經(jīng)膜進行了光學接觸的光學元件以外，與實施形態(tài)17同樣地構(gòu)成了投影曝光裝置。再有，部分地變更了實施形態(tài)16的投影曝光裝置，使之用”步進和掃描”方式進行曝光，對于與實施形態(tài)16共同的部分，引用同一符號，省略重復說明。
在圖30中示出的實施形態(tài)32的投影曝光裝置中，從投影光學系統(tǒng)PLA的鏡筒3A的最下端突出的光學元件32的前端部32B只留下在掃描曝光中必要的部分，在Y方向(非掃描方向)上被削減為細長的矩形。在掃描曝光時，將中間掩模的一部分的圖形像投影到前端部32B的正下方的矩形的曝光區(qū)域上，對于投影光學系統(tǒng)PLA，與中間掩模(未圖示)在-X方向(或+X方向)上以速度V移動同步地，晶片W經(jīng)XY臺10在+X方向(或-X方向)上以速度β·V(β是投影倍率)移動。然后，在對1個拍攝區(qū)域的曝光結(jié)束后，利用晶片W的步進，下一個拍攝區(qū)域移動到掃描開始位置上，以下以”步進和掃描”方式依次進行對各拍攝區(qū)域的曝光。
在該實施形態(tài)32中，也與實施形態(tài)16同樣，由于應(yīng)用液浸法，故在掃描曝光中，將純水等的液體7充滿在光學元件32的下面與晶片W表面之間。再有，光學元件32與實施形態(tài)16的情況同樣，由螢石制的基板材料201和石英制的光學構(gòu)件202構(gòu)成(參照圖25)。而且，在該光學元件32中，在光學元件32的基板材料201上均勻地淀積由二氧化硅(SiO2)構(gòu)成的薄的覆蓋膜203，實現(xiàn)了牢固的光學接觸，由螢石構(gòu)成的基板材料201保護光學元件32使之不受液體7的影響，可提高光學元件32乃至投影光學系統(tǒng)PLA的耐久性。
圖31是示出在投影光學系統(tǒng)PLA正下方供給和回收液體用的排出噴嘴和流入噴嘴的位置關(guān)系的圖。液體供給裝置5經(jīng)供給管21在前端部32A的+X方向一側(cè)連接了3個排出噴嘴21a～21c，經(jīng)供給管22在前端部32A的-X方向一側(cè)連接了3個排出噴嘴22a～22c。此外，在液體回收裝置6上經(jīng)回收管23在前端部32A的+X方向一側(cè)連接了2個流入噴嘴23a、23b，經(jīng)回收管24在前端部32A的-X方向一側(cè)連接了2個流入噴嘴24a、24b。
在使晶片W在用實線的箭頭示出的掃描方向(-X方向)上移動進行掃描曝光的情況下，液體供給裝置5經(jīng)供給管21和排出噴嘴21a～21c向透過光學元件32的前端部32A與晶片W之間供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管23和流入噴嘴23a、23b回收在前端部32A與晶片W之間被保持了的液體7。在該情況下，液體7在-X方向上流過晶片W上，利用液體7常時地充滿光學元件32與晶片W之間。
此外，在使晶片W在用一點劃線的箭頭示出的方向(+X方向)上移動進行掃描曝光的情況下，液體供給裝置5經(jīng)供給管22和排出噴嘴22a～22c向透過光學元件32的前端部32A與晶片W之間供給液體7。液體回收裝置6經(jīng)回收管24和流入噴嘴24a、24b回收在前端部32A與晶片W之間被保持了的液體7。在該情況下，液體7在+X方向上流過晶片W上，利用液體7始終充滿光學元件32與晶片W之間。
再有，在使晶片W在±Y方向上移動時在使液體7光學元件32與晶片W之間循環(huán)用的排出噴嘴和流入噴嘴的配置等大致與實施形態(tài)16的情況是同樣的。
根據(jù)實施形態(tài)32的掃描型投影曝光裝置，通過利用優(yōu)良的光學接觸牢固地接合光學元件32與光學構(gòu)件202，同時使用裝入了具有高的透射率的光學元件32的投影光學系統(tǒng)PLA，故可進行能在長時間內(nèi)維持高的性能的曝光處理。
〔實施形態(tài)33〕參照附圖，說明與本發(fā)明的實施形態(tài)33有關(guān)的曝光裝置。與本實施形態(tài)有關(guān)的曝光裝置是為了在實質(zhì)上縮短曝光波長以提高解像度的同時實質(zhì)上擴展聚焦深度而應(yīng)用了液浸法的液浸曝光裝置。圖33是示出構(gòu)成與本實施形態(tài)有關(guān)的曝光裝置的投影光學系統(tǒng)PL的利用多個螢石構(gòu)成的光學元件中最接近于投影光學系統(tǒng)PL的像面的第1光學元件LS1和在第1光學元件LS1的其次接近于投影光學系統(tǒng)PL的像面的第2光學元件LS2等的圖。
該曝光裝置具備用第1液體LQ1充滿構(gòu)成投影光學系統(tǒng)PL的多個光學元件中最接近于投影光學系統(tǒng)PL的像面的第1光學元件LS1的下面T1與基板P之間的第1液浸機構(gòu)。在投影光學系統(tǒng)PL的像面一側(cè)設(shè)置了基板P，將第1光學元件LS1的下面T1配置成與基板P的表面對置。第1液浸機構(gòu)具備向第1光學元件LS1的下面T1與基板P之間供給第1液體LQ1的第1液體供給機構(gòu)90和回收用第1液體供給機構(gòu)90供給了的第1液體LQ1的第1液體回收機構(gòu)91。
此外，該曝光裝置具備用第2液體LQ2充滿第1光學元件LS1與在第1光學元件LS1的其次接近于投影光學系統(tǒng)PL的像面的第2光學元件LS2之間用的第2液浸機構(gòu)。在第1光學元件LS1的上方配置了第2光學元件LS2，將第1光學元件LS1的上面T2配置成與第2光學元件LS2的下面T3對置。第2液浸機構(gòu)具備向第1光學元件LS1與第2光學元件LS2之間供給第2液體LQ2的第2液體供給機構(gòu)92和回收用第2液體供給機構(gòu)92供給了的第2液體LQ2的第2液體回收機構(gòu)93。
在鏡筒PK中設(shè)置了與第1光學元件LS1的上面T2的周邊區(qū)域?qū)χ玫膶χ妹?9。而且，在上面T2的周邊區(qū)域與對置面89之間設(shè)置了第1密封構(gòu)件94。例如利用密封圈(例如，デユポンダ公司制「カルレツツ」)或C環(huán)構(gòu)成了第1密封構(gòu)件94。利用第1密封構(gòu)件94防止了在上面T2上被配置了的第2液體LQ2的朝向上面T2的外側(cè)的漏出、以及朝向鏡筒PK的外側(cè)的漏出。此外，在第2光學元件LS2的側(cè)面C2與鏡筒PK的內(nèi)側(cè)面PKC之間設(shè)置了第2密封構(gòu)件95。例如利用V環(huán)構(gòu)成了第2密封構(gòu)件95。利用第2密封構(gòu)件95來限制在鏡筒PK的內(nèi)側(cè)第2液體LQ2、由第2液體LQ2發(fā)生了的潮濕的氣體朝向第2光學元件LS2的上方流通。
此外，在第1光學元件LS1的側(cè)面C1與鏡筒PK的內(nèi)側(cè)面PKC之間設(shè)置了第3密封構(gòu)件96。例如利用V環(huán)構(gòu)成了第3密封構(gòu)件96。利用第3密封構(gòu)件96來限制在鏡筒PK的內(nèi)側(cè)第1液體LQ1、由第1液體LQ1發(fā)生了的潮濕的氣體朝向第1光學元件LS1的上方流通。
在第1光學元件LS1的側(cè)面(錐形面)C1和第2光學元件LS2的側(cè)面(錐形面)C2上形成了150nm的膜厚的金(Au)的遮光膜。因而，利用遮光膜可防止曝光的光和來自晶片的曝光的光反射光照射到在投影光學系統(tǒng)的基板一側(cè)的透過光學元件的錐形面的周邊部上被設(shè)置了的第1密封構(gòu)件94、第2密封構(gòu)件95和第3密封構(gòu)件96上?？煞乐姑芊鈽?gòu)件的性能惡化。
再有，在所述的第33實施形態(tài)中，在第1光學元件LS1的側(cè)面(錐形面)C1和第2光學元件LS2的側(cè)面(錐形面)C2上形成了由使用了金(Au)的金屬膜構(gòu)成的遮光膜，但也可利用由金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、鎳(Ni)、鉭(Ta)、鎢(W)、鈀(Pd)、鉬(Mo)、鈦(Ti)和鉻(Cr)中的至少一種形成的膜構(gòu)成。此外，也可利用金屬氧化物膜構(gòu)成遮光膜。在該情況下，利用由二氧化鋯(ZrO2)、二氧化鉿(HfO2)、二氧化鈦(TiO2)、五氧化鉭(Ta2O5)、氧化硅(SiO)和氧化鉻(Cr2O3)中的至少一種形成的膜構(gòu)成。
在以上已說明的實施形態(tài)1～33中，采用了用液體局部地充滿投影光學系統(tǒng)PL與基板P之間的曝光裝置，但也可將本發(fā)明應(yīng)用于在特開平6-124873號公報中被公開了的那樣的在液槽中使保持了曝光對象的基板的臺移動的液浸曝光裝置或在特開平10-303114號公報中被公開了的那樣的在臺上形成規(guī)定的深度的液體槽并在其中保持基板的液浸曝光裝置。
再者，本發(fā)明也可應(yīng)用于如在特開平10-163099號公報、特開平10-214783號公報、特表2000-505958號公報等中被公開了的那樣具備分別放置晶片等的被處理基板并在XY方向上可獨立地移動的2個臺的雙臺型的曝光裝置。
除了所述的說明外，在本說明書中列入了記載了可應(yīng)用于本發(fā)明的曝光裝置的結(jié)構(gòu)的所述的國際公開公報WO2004/019128號、國際公開公報WO2004/053950號、國際公開公報WO2004/0053951號作為參考文獻。
實施例以下，根據(jù)實施例和比較例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于以下的實施例。
〔實施例1〕
圖34是示出本發(fā)明的光學元件50的結(jié)構(gòu)的圖。如圖34中所示，在成膜面52a的結(jié)晶方位為(111)面的螢石52的基板上通過使用RF濺射法將作為螢石52的防止溶解膜的氧化硅54作成0.55λ(λ＝193nm)的光學的膜厚來成膜，形成了光學元件50。在此，在如圖35中所示那樣光從實線箭頭56的方向入射到螢石52上并被螢石52在虛線箭頭58的方向反射的情況下，為了抑制因從螢石52的基板上被殘存反射的光所發(fā)生的重像現(xiàn)象，必須限制氧化硅膜的光學的膜厚。即，圖36是示出光入射到螢石基板上時的螢石的殘存反射率的圖。在圖36的實線60中示出在螢石基板上未形成氧化硅膜的時的螢石的殘存反射率。此外，在圖36的虛線62中示出在螢石基板上形成氧化硅膜的情況的螢石的殘存反射率。如圖36中所示那樣，將氧化硅膜的光學的膜厚設(shè)定為在光入射到螢石基板上的入射角度為60°時的螢石的殘存反射率小于等于0.5％。
使用光學元件50進行了實驗。圖37是示出與該實施例有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在用相對于光學元件50的體積為充分大的聚醚醚酮(PEEK)作成了的水槽64中放入70℃的純水66。在純水66中投入特富隆(登錄商標)制的攪拌器68。如圖37中所示那樣，將光學元件50投入到純水66中，只使一半的光學元件50浸在純水66中。將包含光學元件50、純水66、攪拌器68的水槽64放入恒溫槽70中，將溫度保持為恒定。
在此，對于水槽64來說，為了減小因純水66的蒸發(fā)導致的液面變化，使用相對于光學元件50的體積為充分大的水槽64。此外，即使在光學元件50溶解于純水66而生成了緩沖溶液的情況下，為了使溶解度保持為恒定，也使用攪拌器68。在將光學元件50浸在純水66中的狀態(tài)下經(jīng)過了3小時后，用分辨率0.5nm的臺階差測定器測定了未浸在純水66中的部分的光學元件50和浸在純水66中的部分的光學元件50的臺階差時，未發(fā)生臺階差。
〔實施例2〕圖38是示出本發(fā)明的光學元件74的結(jié)構(gòu)的圖。如圖38中所示，在成膜面76a的結(jié)晶方位為(111)面的螢石76的基板上通過使用真空蒸鍍法將作為螢石76的防止溶解膜的氟化鑭78作成0.68λ(λ＝193nm)的光學的膜厚來成膜，形成了光學元件74。已知螢石76的結(jié)晶方位(111)面上的氟化鑭78反映了螢石76的結(jié)晶方位并在(111)面上以異質(zhì)外延方式生長的事實(參照WO 03/009015)。因而，形成的氟化鑭78是非常致密的，形成缺陷非常少的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。
使用光學元件74進行了實驗。由于與該實施例有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)與圖37中示出的與實施例1有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)是相同的，故對相同的結(jié)構(gòu)附以與實施例1相同的符號來進行說明。
首先，在相對于光學元件74的體積為充分大的水槽64中放入70℃的純水66。在純水66中投入攪拌器68。將光學元件74投入到純水66中，只使一半的光學元件74浸在純水66中。將包含光學元件74、純水66、攪拌器68的水槽64放入恒溫槽70中，將溫度保持為恒定。在將光學元件74浸在純水66中的狀態(tài)下經(jīng)過了3小時后，用分辨率0.5nm的臺階差測定器測定了未浸在純水66中的部分的光學元件74和浸在純水66中的部分的光學元件74的臺階差時，未發(fā)生臺階差。
再有，在所述的實施例中，為了制作致密的防止溶解膜的結(jié)構(gòu)，使用了真空蒸鍍法作為防止溶解膜的成膜方法，但也可使用濺射法或CVD法形成防止溶解膜。
〔比較例1〕對于未形成防止溶解膜的螢石的基板進行了實驗。圖39是示出與該比較例有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在該比較例中，使用螢石基板72代替實施例1的光學元件50。由于與該比較例有關(guān)的另一實驗裝置的結(jié)構(gòu)和與實施例1有關(guān)的實驗裝置的結(jié)構(gòu)是相同的，故對相同的結(jié)構(gòu)附以與實施例1相同的符號來進行說明。
首先，在相對于螢石基板72的體積為充分大的水槽64中放入70℃的純水66。在純水66中投入攪拌器68。將螢石基板72投入到純水66中，只使一半的螢石基板72浸在純水66中。將包含螢石基板72、純水66、攪拌器68的水槽64放入恒溫槽70中，將溫度保持為恒定。在將螢石基板72浸在純水66中的狀態(tài)下經(jīng)過了3小時后，用分辨率0.5nm的臺階差測定器測定了未浸在純水66中的部分的螢石基板72和浸在純水66中的部分的螢石基板72的臺階差。由于浸在純水66中的部分的螢石基板72溶解了，故被測定出有50nm的臺階差。
按照與實施例1和實施例2有關(guān)的光學元件，在和與比較例1有關(guān)的光學元件比較的情況下，可使對于純水的溶解度小于等于1/50。圖40是示出在與比較例1、實施例1和實施例2有關(guān)的光學元件的實驗后用臺階差測定器測定了的臺階差的測定結(jié)果的圖。如圖40中所示，由于將氧化硅或氟化鑭作為防止溶解膜成膜的螢石不溶解于純水，故不發(fā)生因溶解引起的臺階差。因而，在將光學元件安裝在采用了液浸法的投影曝光裝置的與液體接觸的部分上的情況下，可維持投影曝光裝置的投影光學系統(tǒng)的透過波面。
〔實施例3〕圖41是示出與實施例3有關(guān)的透過光學元件50的結(jié)構(gòu)的圖。如圖41中所示，在螢石52的基板上使用濺射法形成10nm的鉭(Ta)膜，形成密接力強化膜53。密接力強化膜53起到提高螢石52與在密接力強化膜53的表面上形成的金屬膜54的密接力的功能。此外，為了強化密接力所必要的膜厚大于等于10nm，但即使是3～5nm的膜厚，也能得到作為密接力的效果。
其次，在密接力強化膜53的表面上使用濺射法形成200nm的由金(Au)構(gòu)成的金屬膜54，作為防止對于水的溶解用的防止溶解膜。
在此，可從X線衍射的臨界角求出金屬膜54的密度，在利用濺射法形成的情況下，金屬膜54的充填密度大于等于97％。此外，在利用濺射法形成的情況下，金屬膜54的對于水的溶解度小于等于1ppt。
其次，在金屬膜54的表面上使用濺射法形成50nm的二氧化硅(SiO2)膜55，作為提高金屬膜54的機械強度用的防止溶解膜保護膜。
使用透過光學元件50進行了實驗。圖42是與該實施例有關(guān)的試驗器80的結(jié)構(gòu)的圖。如圖42中所示，試驗器80由樣品座81、循環(huán)泵82、重水供給裝置83和緩沖罐84構(gòu)成。樣品座81的一面被開放了，在該開放面上具備密封圈85。在樣品座81的開放面上利用密封圈85密封了透過光學元件50的形成密接力強化膜53、金屬膜54、二氧化硅(SiO2)膜55的面。利用循環(huán)泵82經(jīng)緩沖罐84在樣品座81的內(nèi)部流過從重水供給裝置83供給了的重水。在此，將緩沖罐84設(shè)置成使循環(huán)泵82的振動不傳遞到樣品座81上。此外，通過流過重水(D2O)而不是純水(H2O)，在耐水性試驗后可檢測重水從透過光學元件50的表面向深度方向浸透的量。
在試驗器80中將透過光學元件50上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件50的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件50的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件50的表面向深度方向浸透的結(jié)果，重水未浸透到金屬膜54中。
〔實施例4〕圖43是示出與實施例4有關(guān)的透過光學元件58的結(jié)構(gòu)的圖。如圖43中所示，在螢石59的基板上使用濺射法形成200nm的由金(Au)構(gòu)成的金屬膜60，作為防止對于水的溶解用的防止溶解膜。在此，可從X線衍射的臨界角求出金屬膜60的密度，在利用濺射法形成的情況下，金屬膜60的充填密度大于等于97％。此外，在利用濺射法形成的情況下，金屬膜60的對于水的溶解度小于等于1ppt。
其次，在金屬膜60的表面上使用濺射法形成50nm的二氧化硅(SiO2)膜61，作為提高金屬膜60的機械強度用的防止溶解膜保護膜。
使用透過光學元件58進行了實驗。與實施例3同樣，在圖42中示出的試驗器80中將透過光學元件58上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件58的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件58的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件58的表面向深度方向浸透的結(jié)果，重水未浸透到金屬膜60中。
〔實施例5〕圖44是示出與實施例5有關(guān)的透過光學元件65的結(jié)構(gòu)的圖。如圖44中所示，在螢石66的基板上使用濺射法形成10nm的鉭(Ta)膜，形成密接力強化膜67。密接力強化膜67起到提高螢石66與在密接力強化膜67的表面上形成的金屬膜68的密接力的功能。此外，為了強化密接力所必要的膜厚大于等于10nm，但即使是3～5nm的膜厚，也能得到作為密接力的效果。
其次，在密接力強化膜67的表面上使用濺射法形成200nm的由金(Au)構(gòu)成的金屬膜68，作為防止對于水的溶解用的防止溶解膜。
在此，可從X線衍射的臨界角求出金屬膜68的密度，在利用濺射法形成的情況下，金屬膜68的充填密度大于等于97％。此外，在利用濺射法形成的情況下，金屬膜68的對于水的溶解度小于等于1ppt。
使用透過光學元件65進行了實驗。與實施例3同樣，在圖42中示出的試驗器80中將透過光學元件65上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件65的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件65的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件65的表面向深度方向浸透的結(jié)果，重水未浸透。
再有，在所述各實施例中，使用了濺射法作為成膜方法，也可使用真空蒸鍍法或CVD法對密接力強化膜、金屬膜、防止溶解膜保護膜進行成膜。
〔實施例6〕圖45是示出與本實施例有關(guān)的光學元件50的結(jié)構(gòu)的圖。如圖45中所示，在利用螢石形成的投影光學系統(tǒng)的前端部的光學構(gòu)件51的基板一側(cè)的表面51A和光學構(gòu)件51的側(cè)面51B上使用噴涂法進行濕式成膜，形成由氟化鎂(MgF2)構(gòu)成的防止溶解膜52。再有，在光學構(gòu)件51的基板一側(cè)的表面51A上以0.65λ(λ＝193nm)的光學膜厚形成由利用氟化鎂(MgF2)構(gòu)成的防止溶解膜。在此，所謂濕式成膜，是使打算成膜的物質(zhì)分散在某個溶媒中并涂敷在成膜面上、在涂敷后干燥除去溶媒的成膜法。被使用的溶媒不使打算成膜的物質(zhì)凝縮、沉淀等、在均勻的狀態(tài)下分散在溶媒中即可，可使用乙醇或有機溶劑等。
在利用濕式成膜法形成氟化鎂(MgF2)的情況下，最好使用以下示出的3種反應(yīng)工藝。
(i)氫氟酸/醋酸鎂法
(ii)氫氟酸/醇鹽法
(iii)三氟醋酸/醇鹽法在這些工藝中，在調(diào)整了溶液后，作為前處理，最好進行有機熱處理或氫化熱處理。此時，可進行加壓或加熱燒成的某一種或兩種。由于在美國專利5,835,275號中公開了所述濕式法的細節(jié)，故可予以參照。作為溶膠溶液的在基板上的涂敷方法，可使用從旋轉(zhuǎn)涂敷法、浸漬法、彎月形法、噴鍍法和印刷法中選擇了的某一種或一種以上的方法。在溶膠溶液的涂敷后，進行加熱，除去有機物，形成膜。必須利用該被形成的膜無間隙地保護了利用螢石構(gòu)成的光學構(gòu)件51的基板一側(cè)的表面51A和側(cè)面51B。
用濕式成膜法形成的膜與以真空蒸鍍或濺射法為代表的一般的干式成膜法形成的膜相比，機械的耐久性非常低。因此，為了提高機械的耐久性，必須進行加熱退火。特別是在利用螢石構(gòu)成的光學構(gòu)件上用濕式成膜法形成的情況下，如果進行急劇的溫度上升的退火，則因螢石的線膨脹系數(shù)的緣故發(fā)生面變化或極端的情況下，存在螢石破裂的危險性。為了避免這一點，必須以低速進行升溫。
在本實施例中，使用了氟化鎂(MgF2)作為防止溶解膜，但不限于此，當然也可使用采用了二氧化硅(SiO2)的濕式成膜。
〔實施例7〕圖46是示出與本實施例有關(guān)的光學元件53的結(jié)構(gòu)的圖。如圖46中所示，在利用螢石形成的投影光學系統(tǒng)的前端部的光學構(gòu)件54的基板一側(cè)的表面54A上使用離子束濺射法形成由利用光學膜厚0.65λ(λ＝193nm)的二氧化硅(SiO2)構(gòu)成的防止溶解膜55。其后，在光學構(gòu)件54的側(cè)面54B上在加熱了的狀態(tài)下在溶液狀態(tài)下涂敷烷基乙烯酮二聚物(AKD)。如果使液狀的烷基乙烯酮二聚物結(jié)晶化，則成為在凹凸形狀中顯示出重復的小的凹凸形狀的不可分圖形結(jié)構(gòu)，成為接觸角大于等于160°的超疏水膜56。
如果將接觸角θ的物質(zhì)成為表面積r倍的不可分圖形結(jié)構(gòu)時的接觸角定為θf，則因為擴展了young的式的以下的式成立，故可理解這一點。
(數(shù)學式)cosθf=r(γS-γSL)γL=rcosθ]]>在此，γS是固體的表面張力，γL是液體的表面張力，γSL是固體/液體的界面張力。如該式中所示那樣，在cosθ為正(θ＞90°)時，接觸角更大，即液體成為更彈性的狀態(tài)，在cosθ為負(θ＜90°)時，接觸角更小，即對于液體成為更潤濕的狀態(tài)。
在此，使用了具有不可分圖形結(jié)構(gòu)的烷基乙烯酮二聚物作為側(cè)面防止溶解膜，但即使用一般的疏水處理、列入用硅烷偶合劑(1H，1H，2H，2H-全氟化辛基三氯化硅烷)等進行疏水處理，也能得到側(cè)面溶解防止效果。此外，也可使用由一般的無電解鍍進行的疏水處理等。
以下示出與實施例6、實施例7有關(guān)的光學元件的驗證結(jié)果。
在圖47中示出的那樣的直方體的螢石光學元件的底面上利用噴鍍法進行濕式成膜，形成氟化鎂(MgF2)，作為防止溶解膜，在側(cè)面上利用噴鍍法進行濕式成膜，形成氟化鎂(MgF2)，作為防止溶解膜。在圖47中示出的光學元件57中，形成了與實施例6的防止溶解膜相同的防止溶解膜。將該圖47中示出的光學元件定為樣品1。
在圖48中示出的那樣的直方體的螢石光學元件的底面上利用離子束濺射法形成二氧化硅(SiO2)膜，作為防止溶解膜，在側(cè)面上涂敷烷基乙烯酮二聚物溶液并使其干燥，作為防止溶解膜。在圖48中示出的光學元件58中，形成了與實施例7的防止溶解膜相同的防止溶解膜。將該圖48中示出的光學元件定為樣品2。
在圖49中示出的那樣的直方體的螢石光學元件的底面上利用噴鍍法進行濕式成膜，形成氟化鎂(MgF2)，作為防止溶解膜，在側(cè)面上不進行涂敷。將該圖49中示出的光學元件59定為樣品3(參考例1)。
對于樣品1、2、3進行了以下的實驗。圖50是示出實驗裝置的結(jié)構(gòu)的圖。在用相對于光學元件57、58、59的體積為充分大的聚醚醚酮(PEEK)作成了的水槽64中放入70℃的純水66。在純水66中投入特富隆(登錄商標)制的攪拌器68。如圖50中所示，以光學元件57、58、59的底面部浸在純水66中的方式投入到純水66中。將包含光學元件57、58、59、純水66、攪拌器68的水槽64放入恒溫槽70中，將溫度保持為恒定。
在此，對于水槽64來說，為了減小因純水66的蒸發(fā)導致的液面變化，使用相對于光學元件57、58、59的體積為充分大的水槽64。此外，即使在光學元件50溶解于純水66而生成了緩沖溶液的情況下，為了使溶解度保持為恒定，也使用攪拌器68。在將光學元件57、58、59浸在純水66中的狀態(tài)下經(jīng)過了3小時后，用分辨率0.5nm的臺階差測定器測定了因光學元件57、58、59的底面部、側(cè)面部中的溶解引起的臺階差。
如圖51中所示，對于光學元件57(樣品1)、光學元件58(樣品2)來說，底面部、側(cè)面部都完全未溶解。與此不同，在光學元件59(樣品3)中，側(cè)面部被侵蝕了約50nm。此外，光學元件59(樣品3)的底面部的中央附近未變化，但因周邊的側(cè)面被侵蝕了，如圖52中所示，一部分底面的防止溶解膜被破壞了。
〔實施例8〕圖53是示出與實施例8有關(guān)的光學元件50的結(jié)構(gòu)的圖。如圖53中所示，在螢石52的基板上使用濺射法形成200nm的二氧化硅(SiO2)膜54。
其次，在利用濺射法在螢石52的基板上形成的二氧化硅(SiO2)膜54的表面上使用旋轉(zhuǎn)涂敷的濕式成膜方法形成50nm的二氧化硅(SiO2)膜56。即，以基板旋轉(zhuǎn)數(shù)1000～2000旋轉(zhuǎn)/分涂敷市場上出售的濕式成膜用的溶膠-凝膠氧化硅液。再有，由于用濕式成膜方法得到的二氧化硅(SiO2)膜56的膜厚依賴于溶膠-凝膠氧化硅液的濃度、粘度、旋轉(zhuǎn)涂敷中的基板旋轉(zhuǎn)數(shù)和溫濕度等，故必須預先以溶膠-凝膠氧化硅液的濃度和粘度為參數(shù)作成濕式成膜用溶膠-凝膠氧化硅液的濃度和粘度對于二氧化硅(SiO2)膜56的膜厚的測量線。此外，為了盡可能減少膜的拉伸應(yīng)力，將由濕式成膜方法得到的二氧化硅(SiO2)膜56的膜厚定為50nm，如果將二氧化硅(SiO2)膜56的膜厚定為大于等于150nm，則由于存在因應(yīng)力緩和在膜中發(fā)生裂紋的情況，故必須加以注意。
其次，為了使作為濕式成膜用溶膠-凝膠氧化硅液的主溶媒的乙醇蒸發(fā)且對濕式成膜了的二氧化硅(SiO2)膜56進行燒結(jié)，在大氣下對二氧化硅(SiO2)膜56進行160℃/2小時的退火。由于在大氣下進行退火，螢石52的基板整體被均等地加熱，故不產(chǎn)生破損或面形狀變化。
使用圖42中示出的試驗器80對于透過光學元件50進行了實驗。如圖42中所示，試驗器80由樣品座81、循環(huán)泵82、重水供給裝置83和緩沖罐84構(gòu)成。樣品座81的一面被開放了，在該開放面上具備密封圈85。在樣品座81的開放面上利用密封圈85密封了透過光學元件50的形成二氧化硅(SiO2)膜54、56的面。利用循環(huán)泵82經(jīng)緩沖罐84在樣品座81的內(nèi)部流過從重水供給裝置83供給了的重水。在此，將緩沖罐84設(shè)置成使循環(huán)泵82的振動不傳遞到樣品座81上。此外，通過流過重水(D2O)而不是純水(H2O)，在耐水性試驗后可檢測重水從透過光學元件50的表面向深度方向浸透的量。
在試驗器80中將透過光學元件50上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件50的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件50的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件50的表面向深度方向浸透的結(jié)果，重水未浸透。
再有，在實施例8中，使用了濺射法作為干式成膜方法，但也可使用真空蒸鍍法或CVD法形成防止透過光學元件的溶解用的膜。
〔實施例9〕其次，說明與實施例9有關(guān)的透過光學元件。在加熱了的螢石的基板上使用真空蒸鍍法形成70nm的氟化鎂(MgF2)膜。再有，為了在真空中形成氟化鎂(MgF2)膜而加熱時，為了防止因熱膨脹率大的螢石基板的熱沖擊引起的破損或面形狀變化，均勻地加熱螢石基板整體。此外，在使螢石基板加熱或冷卻的情況下，必須用低速進行加熱或冷卻。
其次，在利用真空蒸鍍法在螢石的基板上形成的氟化鎂(MgF2)膜的表面上，使用旋轉(zhuǎn)涂敷的濕式成膜方法，形成50nm的二氧化硅(SiO2)膜。即，以基板旋轉(zhuǎn)數(shù)1000～2000旋轉(zhuǎn)/分涂敷市場上出售的濕式成膜用的溶膠-凝膠氧化硅液。再有，由于用濕式成膜方法得到的二氧化硅(SiO2)膜的膜厚依賴于溶膠-凝膠氧化硅液的濃度、粘度、旋轉(zhuǎn)涂敷中的基板旋轉(zhuǎn)數(shù)和溫濕度等，故必須預先以溶膠-凝膠氧化硅液的濃度和粘度為參數(shù)作成濕式成膜用溶膠-凝膠氧化硅液的濃度和粘度對于二氧化硅(SiO2)膜的膜厚的測量線。此外，為了盡可能減少膜的拉伸應(yīng)力，將由濕式成膜方法得到的二氧化硅(SiO2)膜的膜厚定為50nm，如果將二氧化硅(SiO2)膜的膜厚定為大于等于150nm，則由于存在因應(yīng)力緩和在膜中發(fā)生裂紋的情況，故必須加以注意。
其次，為了使作為濕式成膜用溶膠-凝膠氧化硅液的主溶媒的乙醇蒸發(fā)且對濕式成膜了的二氧化硅(SiO2)膜進行燒結(jié)，在大氣下對二氧化硅(SiO2)膜進行160℃/2小時的退火。由于在大氣下進行退火，螢石52的基板整體被均等地加熱，故不產(chǎn)生破損或面形狀變化。
使用與實施例9有關(guān)的透過光學元件進行了實驗。與實施例8同樣，在圖42中示出的試驗器80中將與實施例9有關(guān)的透過光學元件上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件的表面向深度方向浸透的結(jié)果，重水未浸透。
再有，在實施例9中，使用了真空蒸鍍法作為干式成膜方法，但也可使用濺射法或CVD法形成防止透過光學元件的溶解的膜。
〔實施例10〕圖54是示出在與實施例10有關(guān)的在中心波長193.4nm中具有反射防止效果的透過光學元件58的結(jié)構(gòu)的圖。如圖54中所示，在加熱了的螢石(CaF2)59的基板上用電阻加熱并利用真空蒸鍍法形成第1層的氟化鑭(LaF3)膜60、第2層的氟化鎂(MgF2)膜61、第3層的氟化鑭(LaF3)膜62。用電子槍加熱并利用真空蒸鍍法形成作為第4層的一部分的二氧化硅(SiO2)膜63，直到光學膜厚為0.08，從真空槽取出形成了第1層至第4層的一部分膜的螢石59。其次，在二氧化硅(SiO2)膜63上使用旋轉(zhuǎn)涂敷的濕式成膜方法，以光學膜厚0.04涂敷作為第4層的一部分的第2膜的二氧化硅(SiO2)膜64。其次，為了對濕式成膜了的二氧化硅(SiO2)膜64的膜進行燒結(jié)，在大氣下對二氧化硅(SiO2)膜64進行160℃/2小時的退火。以下示出構(gòu)成透過光學元件58的基板和氧化物膜等的對于中心波長193.4nm的光束的折射率n和對于中心波長193.4nm的光束的光學膜厚nd。
基板CaF2(n＝1.50)第一層LaF3(n＝1.69，nd＝0.60)第二層MgF2(n＝1.43，nd＝0.66)第三層LaF3(n＝1.69，nd＝0.52)第四層SiO2(n＝1.55，nd＝0.12)媒質(zhì)H2O(n＝1.44)使用透過光學元件58進行了實驗。與實施例8同樣，在圖42中示出的試驗器80中將與實施例9有關(guān)的透過光學元件58上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件58的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件58的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件58的表面向深度方向的浸透的結(jié)果，重水未浸透。
〔實施例11〕圖55是示出與實施例11有關(guān)的光學元件65的結(jié)構(gòu)的圖。如圖55中所示，在螢石66的基板上進行表面處理。即，為了增大該螢石66的表面的粗糙度和表面積，用#2000的砂輪研磨。此外，在通過用砂輪研磨被進行了表面處理的螢石66的基板上使用旋轉(zhuǎn)涂敷的濕式成膜方法，將作為防止溶解的氧化物膜的二氧化硅(SiO2)膜67涂敷到膜厚100nm。其次，為了對濕式成膜了的二氧化硅(SiO2)膜67的膜進行燒結(jié)，在大氣下對二氧化硅(SiO2)膜67進行160℃/2小時的退火。
使用透過光學元件65進行了實驗。與實施例8同樣，在圖42中示出的試驗器80中將與實施例9有關(guān)的透過光學元件65上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。其結(jié)果，在透過光學元件65的表面上形成的膜未剝離，在透過光學元件65的外觀上不能看到變化。此外，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件65的表面向深度方向浸透的結(jié)果，重水未浸透。
〔參考例2〕圖56是示出與參考例2有關(guān)的在中心波長193.4nm中具有反射防止效果的透過光學元件73的結(jié)構(gòu)的圖。如圖56中所示，在加熱了的螢石(CaF2)74的基板上用電阻加熱并利用真空蒸鍍法形成第1層的氟化鑭(LaF3)膜75、第2層的氟化鎂(MgF2)膜76、第3層的氟化鑭(LaF3)膜77。其次用電子槍加熱并利用真空蒸鍍法形成第4層的二氧化硅(SiO2)膜78。
再有，構(gòu)成與參考例2有關(guān)的透過光學元件73的第1層的氟化鑭(LaF3)膜75、第2層的氟化鎂(MgF2)膜76、第3層的氟化鑭(LaF3)膜77具有與構(gòu)成與實施例1有關(guān)的透過光學元件58的第1層的氟化鑭(LaF3)膜60、第2層的氟化鎂(MgF2)膜61、第3層的氟化鑭(LaF3)膜62的對于中心波長193.4nm的光束的折射率和光學膜厚相同的折射率和光學膜厚。此外，第4層的二氧化硅(SiO2)膜78具有與構(gòu)成與實施例9有關(guān)的第4層的二氧化硅(SiO2)膜63和二氧化硅(SiO2)膜64的對于中心波長193.4nm的光束的折射率和光學膜厚相同的折射率和光學膜厚。
使用透過光學元件73進行了實驗。與實施例8同樣，在圖42中示出的試驗器80中將與實施例9有關(guān)的透過光學元件73上的重水的移動速度設(shè)定為50cm/秒，進行了30天間的耐水試驗。在耐水試驗后，在用二次離子質(zhì)量分析法(SIMS)評價了重水從透過光學元件73的表面向深度方向浸透的結(jié)果，從透過光學元件73的表面上形成的第4層的二氧化硅(SiO2)膜78的內(nèi)部或在與第3層的氟化鑭(LaF3)膜77的界面附近檢測出了重水。
按照與實施例10有關(guān)的透過光學元件，在和與參考例2有關(guān)的透過光學元件比較了的情況下，其光學特性不變化，可防止重水的浸透和侵蝕。圖57是示出光從媒質(zhì)(純水)入射到與實施例10和參考例2有關(guān)的透過光學元件上的情況下的角度反射特性的圖。圖57的實線90示出了入射到與實施例10和參考例2有關(guān)的透過光學元件上的光的S偏振光分量的角度反射特性。此外，圖57的虛線91示出了入射到與實施例10和參考例2有關(guān)的透過光學元件上的光的P偏振光分量的角度反射特性。如圖57中所示，入射到與實施例10和參考例2有關(guān)的透過光學元件上的光的S偏振光分量和P偏振光分量的角度反射特性是相同的，顯示出與實施例10和參考例2有關(guān)的透過光學元件的光學特性是相同的。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照以上已說明的本發(fā)明，在應(yīng)用了液浸法的情況下，可得到投影光學系統(tǒng)的前端部不被液體侵蝕的光學元件。因而，按照本發(fā)明，可得到充分地防止光學元件的溶解、在長時間內(nèi)維持投影光學系統(tǒng)的光學性能的曝光裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于曝光裝置的光學元件，所述曝光裝置用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，所述光學元件的特征在于在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的表面上具備第1防止溶解構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的單層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求2中所述的光學元件，其特征在于所述單層膜對于純水的溶解度小于等于1.0×10-7g/水100g。
4.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的多層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
5.如權(quán)利要求4中所述的光學元件，其特征在于至少所述多層膜的最表層對于純水的溶解度小于等于1.0×10-7g/水100g，而且，在所述曝光束的射出角度為50度時平均反射率小于等于2％。
6.如權(quán)利要求4中所述的光學元件，其特征在于所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)；從所述光學元件一側(cè)起依次為第1層、第2層、...、最表層為第n層，第奇數(shù)的層是具有與鄰接的所述光學元件或鄰接的第偶數(shù)的層的折射率相比為高折射率的膜，所述第1層至所述第n層作為整體具備所述防止反射功能。
7.如權(quán)利要求4中所述的光學元件，其特征在于所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)；從所述光學元件一側(cè)起依次為第1層、第2層、...、最表層為第n層，第奇數(shù)的層是具有與鄰接的所述光學元件或鄰接的第偶數(shù)的層的折射率相比為低折射率的膜，所述第1層至所述第n層作為整體具備所述防止反射功能。
8.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于利用從MgF2、LaF3、SrF2、YF3、LuF3、HfF4、NdF3、GdF3、YbF3、DyF3、AlF3、Na3AlF6、5NaF·3AlF3、Al2O3、SiO2、TiO2、MgO、HfO2、Cr2O3、ZrO2、Ta2O5和Nb2O5構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求4中所述的光學元件，其特征在于所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)；具有從由下述層結(jié)構(gòu)(第1層/第2層/.../第n層)構(gòu)成的一組中選擇的層結(jié)構(gòu)(i)LaF3/MgF2、(ii)MgF2/SiO2、(iii)MgF2/SiO2/SiO2、(iv)LaF3/MgF2/SiO2、(v)LaF3/MgF2/Al2O3、(vi)LaF3/MgF2/Al2O3/SiO2、(vii)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2、(viii)LaF3/MgF2/LaF3/SiO2、(ix)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2/SiO2、以及(x)LaF3/MgF2/LaF3/Al2O3/SiO2。
10.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于利用從真空蒸鍍法、離子束輔助蒸鍍法、氣體團離子束輔助蒸鍍法、離子噴鍍法、離子束濺射法、磁控管濺射法、偏壓濺射法、ECR濺射法、RF濺射法、熱CVD法、等離子CVD法和CVD法構(gòu)成的一組中選擇的至少一種成膜方法形成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
11.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于所述第1防止溶解構(gòu)件具備由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的膜。
12.如權(quán)利要求4中所述的光學元件，其特征在于所述多層膜具備利用干式成膜方法形成的第1膜和由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的第2膜。
13.如權(quán)利要求4中所述的光學元件，其特征在于至少所述多層膜的表層為利用濕式成膜方法形成的SiO2膜。
14.如權(quán)利要求13中所述的光學元件，其特征在于在利用濕式成膜方法形成的SiO2膜的所述光學元件一側(cè)還具備利用干式成膜方法形成的SiO2膜。
15.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的薄板構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件，以能拆卸的方式在所述光學元件的表面上接合了所述薄板。
16.如權(quán)利要求15中所述的光學元件，其特征在于用光學接觸的方式將所述薄板接合到所述光學元件的表面上，在所述曝光束的射出角度為50度時平均反射率小于等于2％。
17.如權(quán)利要求15中所述的光學元件，其特征在于利用從由氟化物、氧化物和樹脂構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述薄板。
18.如權(quán)利要求15中所述的光學元件，其特征在于所述薄板是從由石英玻璃薄板、氟化鎂薄板、螢石薄板和聚四氟乙烯薄板構(gòu)成的一組中選擇的至少一種。
19.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上還具備第2防止溶解構(gòu)件。
20.如權(quán)利要求19中所述的光學元件，其特征在于所述第1防止溶解構(gòu)件和所述第2防止溶解構(gòu)件具備使用同一材料形成的膜。
21.如權(quán)利要求20中所述的光學元件，其特征在于使用所述同一材料形成的膜是利用濕式成膜方法形成的膜。
22.如權(quán)利要求20中所述的光學元件，其特征在于所述同一材料是MgF2或SiO2。
23.如權(quán)利要求19中所述的光學元件，其特征在于所述第1防止溶解構(gòu)件具備親水性的防止溶解膜，所述第2防止溶解構(gòu)件具備疏水性的防止溶解膜。
24.如權(quán)利要求19中所述的光學元件，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件具備具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的金屬制防止溶解膜。
25.如權(quán)利要求24中所述的光學元件，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述光學元件的側(cè)面與所述金屬制防止溶解膜之間形成的密接力強化膜。
26.如權(quán)利要求24中所述的光學元件，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述金屬制防止溶解膜的表面上形成的金屬制防止溶解膜保護膜。
27.如權(quán)利要求24中所述的光學元件，其特征在于所述金屬制防止溶解膜對于純水的溶解度小于等于2ppt，充填密度大于等于95％。
28.如權(quán)利要求24中所述的光學元件，其特征在于利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜。
29.如權(quán)利要求25中所述的光學元件，其特征在于利用從由Ta和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述密接力強化膜。
30.如權(quán)利要求26中所述的光學元件，其特征在于利用從由SiO2、Y2O3、Nd2F3、Cr2O3、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、HfO2和La2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜保護膜。
31.如權(quán)利要求19中所述的光學元件，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件具備遮光膜。
32.如權(quán)利要求31中所述的光學元件，其特征在于利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜。
33.如權(quán)利要求32中所述的光學元件，其特征在于利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜。
34.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于還具備在所述光學元件的表面上經(jīng)所述第1防止溶解構(gòu)件用光學接觸的方式接合的光學構(gòu)件。
35.如權(quán)利要求34中所述的光學元件，其特征在于所述第1防止溶解構(gòu)件是利用SiO2形成的膜，所述光學構(gòu)件是利用石英形成的構(gòu)件。
36.如權(quán)利要求1中所述的光學元件，其特征在于所述曝光束是ArF激光，所述光學元件是利用螢石形成的元件，所述光學元件的所述表面的結(jié)晶方位是(111)面。
37.一種用于曝光裝置的光學元件，所述曝光裝置用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，所述光學元件的特征在于在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上具備遮光膜。
38.如權(quán)利要求37中所述的光學元件，其特征在于利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜。
39.如權(quán)利要求38中所述的光學元件，其特征在于利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜。
40.一種曝光裝置，用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，其特征在于具備在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的表面上形成的第1防止溶解構(gòu)件。
41.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的單層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
42.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的多層膜構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
43.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于利用從MgF2、LaF3、SrF2、YF3、LuF3、HfF4、NdF3、GdF3、YbF3、DyF3、AlF3、Na3AlF6、5NaF·3AlF3、Al2O3、SiO2、TiO2、MgO、HfO2、Cr2O3、ZrO2、Ta2O5和Nb2O5構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述第1防止溶解構(gòu)件。
44.如權(quán)利要求42中所述的曝光裝置，其特征在于所述多層膜由n層構(gòu)成，其中n是整數(shù)；具有從由下述層結(jié)構(gòu)(第1層/第2層/.../第n層)構(gòu)成的一組中選擇的層結(jié)構(gòu)(i)LaF3/MgF2、(ii)MgF2/SiO2、(iii)MgF2/SiO2/SiO2、(iv)LaF3/MgF2/SiO2、(v)LaF3/MgF2/Al2O3、(vi)LaF3/MgF2/Al2O3/SiO2、(vii)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2、(viii)LaF3/MgF2/LaF3/SiO2、(ix)LaF3/MgF2/LaF3/MgF2/SiO2、以及(x)LaF3/MgF2/LaF3/Al2O3/SiO2。
45.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于所述第1防止溶解構(gòu)件具備由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的膜。
46.如權(quán)利要求42中所述的曝光裝置，其特征在于所述多層膜具備利用干式成膜方法形成的第1膜和由利用濕式成膜方法形成的氧化物構(gòu)成的第2膜。
47.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于利用具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能和防止所述曝光束被反射的防止反射功能的薄板構(gòu)成了所述第1防止溶解構(gòu)件，以能拆卸的方式在所述光學元件的表面上接合了所述薄板。
48.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于還具備在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成的第2防止溶解構(gòu)件。
49.如權(quán)利要求48中所述的曝光裝置，其特征在于使用同一材料形成了所述第1防止溶解構(gòu)件和所述第2防止溶解構(gòu)件。
50.如權(quán)利要求48中所述的曝光裝置，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件具備具有保護所述光學元件使之不受所述液體的影響的保護功能的金屬制防止溶解膜。
51.如權(quán)利要求50中所述的曝光裝置，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述光學元件的側(cè)面與所述金屬制防止溶解膜之間形成的密接力強化膜。
52.如權(quán)利要求50中所述的曝光裝置，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件還具備在所述金屬制防止溶解膜的表面上形成的金屬制防止溶解膜保護膜。
53.如權(quán)利要求50中所述的曝光裝置，其特征在于利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜。
54.如權(quán)利要求52中所述的曝光裝置，其特征在于利用從由SiO2、Y2O3、Nd2F3、Cr2O5、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、HfO2和La2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬制防止溶解膜保護膜。
55.如權(quán)利要求48中所述的曝光裝置，其特征在于所述第2防止溶解構(gòu)件具備遮光膜。
56.如權(quán)利要求55中所述的曝光裝置，其特征在于利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜。
57.如權(quán)利要求56中所述的曝光裝置，其特征在于利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜。
58.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于還具備在所述光學元件的表面上經(jīng)所述第1防止溶解構(gòu)件用光學接觸的方式接合的光學構(gòu)件。
59.如權(quán)利要求40中所述的曝光裝置，其特征在于所述曝光束是ArF激光，所述光學元件是利用螢石形成的元件，所述光學元件的所述表面的結(jié)晶方位是(111)面。
60.一種曝光裝置，用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，其特征在于具備在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的側(cè)面上形成的遮光膜。
61.如權(quán)利要求60中所述的曝光裝置，其特征在于利用金屬膜或金屬氧化物膜形成了所述遮光膜。
62.如權(quán)利要求61中所述的曝光裝置，其特征在于利用從由Au、Pt、Ag、Ni、Ta、W、Pd、Mo、Ti和Cr構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬膜，利用從ZrO2、HfO2、TiO2、Ta2O5、SiO和Cr2O3構(gòu)成的一組中選擇的至少一種形成了所述金屬氧化物膜。
全文摘要
一種在曝光裝置中被使用的光學元件，所述曝光裝置用曝光束照明掩模并經(jīng)投影光學系統(tǒng)將所述掩模的圖形轉(zhuǎn)印到基板上，且使規(guī)定的液體介入到所述基板的表面與所述投影光學系統(tǒng)之間，其中，在所述投影光學系統(tǒng)的所述基板一側(cè)的透過光學元件的表面上具備第1防止溶解構(gòu)件。
文檔編號G03F7/20GK1842892SQ20048002432
公開日2006年10月4日 申請日期2004年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月26日
發(fā)明者白井健, 國分崇生, 石澤均, 村上敦信 申請人:株式會社尼康