KR101101737B1

KR101101737B1 - 노광장치 및 노광방법, 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR101101737B1
Application number: KR1020107027459A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 나가사카; 노부타카 마고메
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2012-01-05
Also published as: TW201118926A; US20060274294A1; CN1723539A; JP2009105471A; US20050237504A1; JP4596076B2; US7466392B2; US20060098178A1; JP2010161409A; CN1723539B; KR101036114B1; KR20050084069A; US20070258063A1; EP1571698A4; AU2003289271A1; US20090002655A1; TW200423226A; US20070035710A1; US20060132736A1; US7515246B2

Abstract

노광장치는 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 적어도 일부를 액체 (50) 로 채움과 함께, 투영광학계 (PL) 를 통해 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영하여 기판 (P) 을 노광한다. 기판 (P) 을 이동할 때 액체 (50) 와 접촉하는 부분인 광학소자 (60) 및 경통 (PK) 에는 액체 (50) 와의 친화성을 조정하는 표면처리가 실시되어 있다. 투영광학계와 기판 사이의 액체에 기포가 생기는 것이 방지되고, 또 투영광학계와 기판 사이에 액체가 항상 유지되기 때문에, 양호한 액침상태가 형성된다.

Description

노광장치 및 노광방법, 디바이스 제조방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은 투영광학계와 기판 사이의 적어도 일부를 액체로 채운 상태에서 투영광학계에 의해 투영한 패턴 이미지로 노광하는 노광장치 및 노광방법 내지 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스나 액정표시 디바이스는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 기판 상에 전사하는, 이른바 포토리소그래피 수법에 의해 제조된다. 이 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 순차적으로 이동시키면서 마스크의 패턴을 투영광학계를 통해 기판에 전사하는 것이다. 최근, 디바이스 패턴의 더욱 향상된 고집적화에 대응하기 위해 투영광학계의 향상된 고해상도화가 요망되고 있다. 투영광학계의 해상도는 사용하는 노광파장이 짧아질수록, 또 투영광학계의 개구수가 많아질수록 높아진다. 이 때문에, 노광장치에서 사용되는 노광파장은 해마다 단파장화되고 있으며, 투영광학계의 개구수도 증대되고 있다. 그리고, 현재 주류의 노광파장은 KrF 엑시머 레이저의 248 ㎚ 이지만, 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저의 193 ㎚ 도 실용화되고 있다. 또한, 노광을 실시할 때에는 해상도와 동일하게 초점심도 (D0F) 도 중요해진다. 해상도 (R) 및 초점심도 (δ) 는, 이하의 식으로 나타난다.

R = k₁ㆍλ/NA … (1)

δ = ±k₂ㆍλ/NA² … (2)

여기에서, λ 는 노광파장, NA 는 투영광학계의 개구수, k₁, k₂ 는 프로세스 계수이다. (1) 식, (2) 식으로부터 해상도 (R) 를 높이기 위해 노광파장 (λ) 을 짧게 하고, 개구수 (NA) 를 많게 하면, 초점심도 (δ) 가 좁아진다는 것을 알 수 있다.

초점심도 (δ) 가 지나치게 좁아지면, 투영광학계의 이미지면에 대해 기판 표면을 합치시키는 것이 곤란해지고, 노광 동작시의 마진이 부족할 우려가 있다. 그래서, 실질적으로 노광파장을 짧게 하고 또한 초점심도를 넓히는 방법으로서, 예컨대 국제공개공보 제99/49504호에 개시되어 있는 액침법이 제안되고 있다. 이 액침법은, 투영광학계의 하면과 기판 표면 사이를 물이나 유기용매 등의 액체로 채우고, 액체 중에서의 노광광의 파장이, 공기 중의 1/n (n 은 액체의 굴절률이고, 통상 1.2 ∼ 1.6 정도) 이 되는 것을 이용하여 해상도를 향상시킴과 함께, 초점심도를 약 n 배로 확대한다는 것이다.

그런데, 투영광학계와 기판 사이에 액체를 흐르게 하면서 노광하는 경우나, 투영광학계와 기판 사이에 액체를 채운 상태에서 투영광학계에 대해 기판을 이동시키면서 노광하는 경우, 투영광학계나 기판에 대해 액체가 박리될 가능성이 있고, 기판에 전사되는 패턴 이미지가 열화된다는 문제가 발생한다. 또는, 투영광학계와 기판 사이에서 액체를 흐르게 하면서 노광하는 경우에 그 액체의 흐름에 난류가 생긴 경우에도 패턴 이미지가 열화된다.

발명의 개시

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 투영광학계와 기판 사이에 액체를 채워 노광처리할 때, 액체를 원하는 상태로 배치하여 고정밀도로 패턴을 전사할 수 있는 노광장치 및 노광방법 내지 디바이스 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 단, 각 요소에 붙인 괄호가 붙어 있는 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 도 1 ∼ 도 9 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다.

본 발명의 제 1 태양에 의하면, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL) 를 구비하고,

상기 투영광학계 (PL) 의 상기 액체 (50) 와 접촉하는 부분 (60, PK) 은, 액체 (50) 와의 친화성을 조정하기 위해 표면처리되어 있는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명의 노광장치에서는, 투영광학계의 액체와 접촉하는 부분 (이하, 적당히 「액체 접촉부분」이라고 함) 에 액체와의 친화성을 조정하기 위한 표면처리가 실시되어 있기 때문에, 투영광학계와 기판 사이에 액체가 원하는 상태로 유지된다. 예컨대, 액체 접촉부분의 액체와의 친화성이 지나치게 낮은 경우, 상기 접촉하는 부분과 액체가 박리되거나 또는 기포가 발생하는 등 액침노광에 악영향을 미치는 현상이 발생한다. 한편, 액체 접촉부분의 액체와의 친화성이 지나치게 높은 경우, 액체가 상기 접촉하는 부분에 대해 지나치게 넓게 젖어 투영광학계와 기판 사이로부터 유출되는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 이에 대해, 본 발명의 노광장치에서는 투영광학계의 액체 접촉부분의 액체와의 친화성이 조정되어 있기 때문에, 노광 중에 기판이 노광광에 대해 정지되어 있는 일괄노광 뿐만 아니라, 노광 중에 기판이 이동 스테이지에 의해 이동되는 주사형 노광장치라 하더라도, 액침상태가 확실하게 기판과 투영광학계 사이에 유지된다.

본 발명의 제 2 태양에 따르면, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

상기 투영광학계 (PL) 가 그 선단의 광학소자 (60) 표면을 포함하는 제 1 표면영역 (AR1) 과, 제 1 표면영역 (AR1) 주변의 제 2 표면영역 (AR2) 을 갖고,

제 1 표면영역 (AR1) 의 액체 (50) 에 대한 친화성이 제 2 표면영역 (AR2) 의 액체 (50) 에 대한 친화성보다도 높은 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 투영광학계 선단의 광학소자를 포함하는 제 1 표면영역의 액체에 대한 친화성을 그 주변의 제 2 표면영역보다 높게 함으로써, 제 1 표면영역에 의해 노광광의 광로 상에서는 액체가 안정적으로 배치됨과 함께, 제 2 표면영역에 의해 액체가 주위로 넓게 젖지 않아 외부로 유출되지 않는다. 따라서, 노광 중에 기판이 노광광에 대해 정지되어 있는 일괄노광 뿐만 아니라, 노광 중에 기판이 노광광에 대해 이동되는 주사형 노광이라 하더라도, 액체를 노광광의 광로 상에 안정적으로 배치할 수 있다.

본 발명의 제 3 태양에 따르면, 노광빔 (EL) 으로 패턴을 조명하고, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL); 및

투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 적어도 일부를 액체 (50) 로 채우는 액침장치 (1, 2) 를 구비하고,

액체 (50) 의 두께를 d, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에서의 액체 (50) 의 흐름의 속도를 v, 액체 (50) 의 밀도를 ρ, 액체 (50) 의 점성계수를 μ 로 하여, 조건식 (vㆍdㆍρ)/μ ≤ 2000 이 만족되어 있는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 상기 조건식을 만족하도록 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 적어도 일부에 액체가 유지되는 조건을 설정함으로써, 액체에 난류가 생기지 않는다. 따라서, 액체의 난류에 기인하여 기판에 투영되는 패턴 이미지가 열화되거나 하는 등의 문제를 억제할 수 있다.

본 발명의 제 4 태양에 따르면, 노광빔 (EL) 으로 마스크 (M) 의 패턴을 조명하고, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL); 및

투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 적어도 일부를 액체로 채우기 위한 액침장치 (1, 2) 를 구비하고,

액체 (50) 가 기판 (P) 의 주사방향과 평행하게 층류가 되어 흐르는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 액침상태를 여러가지 방법에 의해 제어함으로써, 노광 중에 액체가 기판의 주사방향과 평행하게 층류가 되어 흐르기 때문에, 기판에 투영되는 패턴 이미지의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 액체에 접하는 투영광학계나 웨이퍼 또는 웨이퍼를 지지하는 기판 스테이지 등에 불필요한 진동을 발생시키는 경우도 없다. 예컨대, 액침장치의 액체 공급 (회수) 량을 제어하거나 액침장치의 액체공급노즐의 구조를 조정하거나, 또는 노광시에 기판을 이동시키는 경우에는 그 속도를 조정함으로써 액체의 흐름을 층류화할 수 있다.

본 발명의 제 5 태양에 따르면, 노광빔 (EL) 으로 패턴을 조명하고, 패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,

상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계 (PL);

기판 (P) 상에만 액체 (50) 를 공급하는 액침장치 (1, 2); 및

액침장치 (1, 2) 를 제어하는 제어장치 (CONT) 를 구비하고,

이 제어장치 (CONT) 는 기판 (P) 의 노광 중에 액체 (50) 의 공급이 정지되 도록 액침장치 (1, 2) 를 제어하는 노광장치 (EX) 가 제공된다.

본 발명에 의하면, 액침장치가 기판의 노광 중에 액체를 공급하지 않도록 제어됨으로써,

기판 상에 도포된 감광제를 손상시키지 않고, 기판 상에 형성되는 패턴의 열화를 방지할 수 있으며, 또 투영광학계와 기판의 위치관계를 안정적으로 원하는 상태로 유지할 수 있다.

본 발명의 제 6 태양에 따르면, 투영광학계 (PL) 에 의한 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영하여 기판 (P) 을 노광하는 노광방법에 있어서,

노광 전에, 기판 (P) 의 표면을 액체 (50) 와의 친화성을 조정하기 위해 표면처리하는 것;

투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 적어도 일부를 액체 (50) 로 채우는 것; 및

패턴의 이미지를 액체 (50) 를 통해 기판 (P) 상에 투영하는 것을 포함하는 노광방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 액침노광이 실시되기 전에 기판의 표면에 액체와의 친화성에 따른 표면처리를 실시함으로써, 기판 상에 액체를 액침노광에 바람직한 상태로 유지할 수 있다. 예컨대, 액체와의 친화성이 지나치게 낮은 경우, 기판의 표면에 대해 액체가 박리되거나 또는 기포가 발생하는 등의 문제가 발생한다. 한편, 액체와의 친화성이 지나치게 높은 경우, 액체가 기판 상에서 지나치게 넓게 젖는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다. 이에 대해, 본 발명의 노광방법과 같이, 액체와의 친화성을 고려하여 기판 표면에 적당한 처리를 실시함으로써 기판 상에서 액체를 원하는 상태로 유지할 수 있으며, 또 기판 상의 액체의 회수 및 제거를 적절히 실시할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 공급노즐 및 회수노즐의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 3 은 공급노즐 및 회수노즐의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 4 는 투영광학계 및 기판이 표면처리되어 있는 영역을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5(a) ∼ 도 5(c) 는 표면처리가 실시되어 있지 않은 투영광학계와 기판 사이에 액체가 흐르는 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6(a) ∼ 도 6(c) 는 표면처리가 실시된 투영광학계와 기판 사이에 액체가 흐르는 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은 본 발명의 다른 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8(a) 및 도 8(b) 는 공급노즐의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9 는 기판 상에 형성된 커버유리를 나타내는 도면이다.
도 10 은 반도체 디바이스의 제조공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.

이하, 본 발명의 노광장치 및 디바이스 제조방법에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 1 은 본 발명의 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.

도 1 에 있어서, 노광장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 지지하는 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 에 투영 노광하는 투영광학계 (PL) 와, 노광장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어장치 (CONT) 를 구비하고 있다.

여기에서, 본 실시형태에서는, 노광장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사방향에서의 서로 다른 방향 (역방향) 으로 동기 이동하면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광장치 (소위, 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향, Z 축 방향에 수직한 평면 내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기이동방향 (주사방향) 을 X 축 방향, Z 축 방향 및 Y 축 방향에 수직한 방향 (비주사방향) 을 Y 축 방향으로 한다. 또한, X 축, Y 축 및 Z 축 주위의 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다. 또한, 여기에서 말하는 「기판」은 반도체 웨이퍼 상에 레지스트를 도포한 것을 포함하며, 「마스크」는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다.

조명광학계 (IL) 는 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 것으로, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 출사된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인테그레이터, 옵티컬 인테그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명영역을 슬릿 형상으로 설정하는 가변시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명영역은 조명광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명광학계 (IL) 로부터 출사되는 노광광 (EL) 으로는, 예컨대 수은램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 및 F₂레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광을 사용한다.

마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 지지하는 것으로서, 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직한 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동이 가능하고, 또 θZ 방향으로 미소한 회전이 가능하다. 마스크 스테이지 (MST) 는 리니어 모터 등의 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 에 의해 구동된다. 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 는 제어장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2 차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계에 의해 리얼타임으로 계측되며, 계측결과는 제어장치 (CONT) 에 출력된다. 제어장치 (CONT) 는 레이저 간섭계의 계측결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동장치 (MSTD) 를 구동함으로써, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 결정한다.

투영광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴을 소정의 투영배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영 노광하는 것으로서, 복수의 광학소자 (렌즈) 로 구성되어 있으며, 이들 광학소자는 금속부재, 예컨대 스테인리스 (SUS403) 로 형성된 경통 (PK) 으로 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영광학계 (PL) 는 투영배율 (β) 이 예컨대, 1/4 또는 1/5 의 축소계이다. 또한, 투영광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 상관없다. 또한, 본 실시형태의 투영광학계 (PL) 의 기판 (P) 측의 선단부 (7) 에는, 석영, 플루오르화 칼슘 (형석) 등의 유리부재로 형성된 평행 평면판 (광학소자; 60) 이 형성되어 있다. 이 광학소자 (60) 는 경통 (PK) 에 대해 착탈 (교환) 가능하게 형성되어 있다. 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 는, 광학소자 (60) 와 이것을 유지하는 경통 (지지부재; PK) 의 일부에 의해 구성되어 있다.

기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 을 지지하는 것으로서, 기판 (P) 을 기판홀더를 통해 지지하는 Z 스테이지 (51) 와, Z 스테이지 (51) 를 지지하는 XY 스테이지 (52) 와, XY 스테이지 (52) 를 지지하는 베이스 (53) 를 구비하고 있다. 기판 스테이지 (PST) 는 리니어 모터 등의 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 에 의해 구동된다. 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 는 제어장치 (CONT) 에 의해 제어된다. Z 스테이지 (51) 를 구동함으로써, Z 스테이지 (51) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 Z 축 방향에서의 위치 (포커스 위치) 및 θX, θY 방향에서의 위치가 제어된다. 또한, XY 스테이지 (52) 를 구동함으로써, 기판 (P) 의 XY 방향에서의 위치 (투영광학계 (PL) 의 이미지면과 실질적으로 평행한 방향의 위치) 가 제어된다. 즉, Z 스테이지 (51) 는 기판 (P) 의 포커스 위치 및 경사각을 제어하여 기판 (P) 의 표면을 오토포커스 방식 및 오토레벨링 방식으로 투영광학계 (PL) 의 이미지면에 맞추어 넣고, XY 스테이지 (52) 는 기판 (P) 의 X 축 방향 및 Y 축 방향에서의 위치를 결정한다. 또한, Z 스테이지와 XY 스테이지를 일체적으로 형성해도 된다는 것은 말할 필요도 없다.

기판 스테이지 (PST; Z 스테이지 (51)) 상에는, 기판 스테이지 (PST) 와 함께 투영광학계 (PL) 에 대해 이동하는 이동거울 (54) 이 형성되어 있다. 또한, 이동거울 (54) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (55) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (55) 에 의해 리얼타임으로 계측되며, 계측결과는 제어장치 (CONT) 에 출력된다. 제어장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (55) 의 계측결과에 기초하여 기판 스테이지 구동장치 (PSTD) 를 구동함으로써, 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 의 위치를 결정한다.

본 실시형태에서는, 노광파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께, 초점심도를 실질적으로 넓히기 위해 액침법을 적용한다. 이 때문에, 적어도 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 전사하고 있는 동안에는 기판 (P) 의 표면과 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 사이에 소정의 액체 (50) 가 채워진다. 상기 기술한 바와 같이, 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 에는 광학소자 (60) 및 경통 (PK) 의 일부가 배치되어 있으며, 액체 (50) 는 광학소자 (유리부재; 60) 와 경통 (금속부재; PK) 에 접촉된다. 본 실시형태에 있어서 액체 (50) 에는 순수가 사용된다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광 뿐만 아니라, 노광광 (EL) 을, 예컨대 수은램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 으로 한 경우, 이 노광광 (EL) 을 투과할 수 있다.

노광장치 (EX) 는 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와 기판 (P) 사이의 공간 (56) 에 소정의 액체 (50) 를 공급하는 액체공급장치 (액침장치, 공급장치; 1) 와, 공간 (56) 의 액체 (50) 를 회수하는 액체회수장치 (액침장치, 회수장치; 2) 를 구비하고 있다. 액체공급장치 (1) 는 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 적어도 일부에 기판 (P) 의 주사방향과 평행하게 액체 (50) 를 흐르게 하는 것으로서, 액체 (50) 를 수용하는 탱크, 가압펌프 등을 구비하고 있다. 액체공급장치 (1) 에는 공급관 (3) 의 일단부가 접속되고, 공급관 (3) 의 타단부에는 공급노즐 (4) 이 접속되어 있다. 액체공급장치 (1) 는 공급관 (3) 및 공급노즐 (4) 을 통해 공간 (56) 에 액체 (50) 를 공급한다.

액체회수장치 (2) 는 흡인펌프, 회수한 액체 (50) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 액체회수장치 (2) 에는 회수관 (6) 의 일단부가 접속되고, 회수관 (6) 의 타단부에는 회수노즐 (5) 이 접속되어 있다. 액체회수장치 (2) 는 회수노즐 (5) 및 회수관 (6) 을 통해 공간 (56) 의 액체 (50) 를 회수한다. 공간 (56) 에 액체 (50) 를 채울 때, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 를 구동하여 공급관 (3) 및 공급노즐 (4) 을 통해 공간 (56) 에 대해 단위시간당 소정량의 액체 (50) 를 공급함과 함께, 액체회수장치 (2) 를 구동하여 회수노즐 (5) 및 회수관 (6) 을 통해 단위시간당 소정량의 액체 (50) 를 공간 (56) 으로부터 회수한다. 이에 따라, 투영광학계 (PL) 의 선단면 (7) 과 기판 (P) 사이의 공간 (56) 에 액체 (50) 가 유지된다.

주사 노광시에는, 선단면 (60A) 바로 아래의 직사각형의 투영영역에 마스크 (M) 의 일부의 패턴 이미지가 투영되고, 투영광학계 (PL) 에 대해 마스크 (M) 가 -X 방향 (또는 +X 방향) 으로 속도 (V) 로 이동하는 것에 동기하여, XY 스테이지 (52) 를 통해 기판 (P) 이 +X 방향 (또는 -X 방향) 으로 속도 (βㆍV ; (β 는 투영배율)) 로 이동한다. 그리고, 1 개의 숏 영역으로의 노광 종료 후에, 기판 (P) 의 스테핑에 의해 다음의 숏 영역이 주사개시위치로 이동하여, 이하의 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식으로 각 숏 영역에 대한 노광처리가 순차적으로 실시된다. 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 이동방향과 평행하게 기판의 이동방향과 동일한 방향으로 액체 (50) 를 흐르게 하도록 설정되어 있다.

도 2 는 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와, 액체 (50) 를 X 축 방향으로 공급하는 공급노즐 (4; 4A ∼ 4C) 과, 액체 (50) 를 회수하는 회수노즐 (5; 5A, 5B) 의 위치관계를 나타내는 도면이다. 도 2 에 있어서, 선단부 (7; 광학소자 (60) 의 선단면 (60A)) 의 형상은 Y 축 방향으로 가늘고 긴 직사각 형상으로 되어 있으며, 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 를 X 축 방향으로 사이에 두도록 +X 방향측에 3 개의 공급노즐 (4A ∼ 4C) 이 배치되고, -X 방향측에 2 개의 회수노즐 (5A, 5B) 이 배치되어 있다. 그리고, 공급노즐 (4A ∼ 4C) 은 공급관 (3) 을 통해 액체공급장치 (1) 에 접속되고, 회수노즐 (5A, 5B) 는 회수관 (4) 을 통해 액체회수장치 (2) 에 접속되어 있다. 또한, 공급노즐 (4A ∼ 4C) 과 회수노즐 (5A, 5B) 을 선단부 (7) 의 중심에 대해 약 180°회전한 위치에 공급노즐 (8A ∼ 8C) 과 회수노즐 (9A, 9B) 이 배치되어 있다. 공급노즐 (4A ∼ 4C) 과 회수노즐 (9A, 9B) 은 Y 축 방향으로 교대로 배열되며, 공급노즐 (8A ∼ 8C) 과 회수노즐 (5A, 5B) 은 Y 축 방향으로 교대로 배열되고, 공급노즐 (8A ∼ 8C) 은 공급관 (10) 을 통해 액체공급장치 (1) 에 접속되고, 회수노즐 (9A, 9B) 은 회수관 (11) 을 통해 액체회수장치 (2) 에 접속되어 있다. 노즐로부터의 액체의 공급은, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 기체부분이 생기지 않도록 실시된다.

또한, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 선단부 (7) 를 사이에 두고 Y 축 방향 양측에 각각 공급노즐 (31, 32) 및 회수노즐 (33, 34) 을 형성할 수도 있다. 이 공급노즐 및 회수노즐에 의해 단계 이동할 때의 기판 (P) 의 비주사방향 (Y 축 방향) 으로의 이동시에 있어서도, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (50) 를 안정적으로 공급할 수 있다.

또한, 상기 기술한 노즐의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 선단부 (7) 의 긴 변에 대하여 2 쌍의 노즐로 액체 (50) 의 공급 또는 회수를 실시하도록 해도 된다. 또한, 이 경우에는, +X 방향 또는 -X 방향의 어느 방향으로부터도 액체 (50) 의 공급 및 회수를 실시할 수 있도록 하기 위해, 공급노즐과 회수노즐과 상하로 나란히 하여 배치해도 된다.

도 4 는 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 근방의 확대도이다. 도 4 에 있어서, 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 에는 액체 (50) 와의 친화성에 따른 표면처리가 실시되어 있다. 선단부 (7) 는 주사 노광하기 위해 기판 (P) 을 주사방향 (X 축 방향) 으로 이동할 때 액체 (50) 와 접촉하는 부분으로서, 광학소자 (60) 의 하면 (60A) 및 경통 (PK) 의 하면의 일부를 포함하는 투영광학계 (PL) 의 하면 (7A) 및 이 하면 (7A) 에 접속하는 경통 (PK) 의 일부 측면 (7B) 을 포함한다. 본 실시형태에 있어서 액체 (50) 는 물이기 때문에, 선단부 (7) 에는 물과의 친화성에 따른 표면처리가 실시되어 있다.

투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 에 있어서, 광학소자 (60) 의 표면 (하면; 60A) 및 경통 (PK) 의 하면의 일부의 영역을 포함하는 제 1 표면영역 (AR1) 과, 이 제 1 표면영역 (AR1) 의 주변으로서, 경통 (PK) 의 하면의 나머지 영역 및 경통 (PK) 의 측면을 포함하는 제 2 표면영역 (AR2) 은 서로 다른 표면처리가 실시되어 있다. 구체적으로는, 제 1 표면영역 (AR1) 의 액체 (물; 50) 에 대한 친화성이 제 2 표면영역 (AR2) 의 액체 (물; 50) 에 대한 친화성보다 높아지도록 제 1, 제 2 표면영역 (AR1, AR2) 각각에 대해 표면처리가 실시되어 있다. 여기에서는, 광학소자 (60) 를 포함하는 제 1 표면영역 (AR1) 에 대해서는 친액성을 부여하는 친액화 처리 (친수화 처리), 제 2 표면영역 (AR2) 에 대해서는 발액성을 부여하는 발액화 처리 (발수화 처리) 가 실시되어 있다. 친액화 처리란 액체에 대한 친화성을 높이는 처리이고, 발액화 처리란 액체에 대한 친화성을 낮추는 처리이다.

표면처리는 액체 (50) 의 극성에 따라 실시된다. 본 실시형태에 있어서, 액체 (50) 는 극성이 큰 물이기 때문에, 광학소자 (60) 를 포함하는 제 1 표면영역 (AR1) 에 대한 친수화 처리로서, 예컨대, 알코올 등 극성이 큰 분자구조의 물질로 박막을 형성함으로써 이 제 1 표면영역 (AR1) 에 대해 친수성을 부여한다. 또는, 제 1 표면영역 (AR1) 의 광학소자 (60) 의 하면 (60A) 및 경통 (PK) 에 대해, 예컨대, 처리가스로서 산소 (O₂) 를 사용하여 플라즈마 처리하는 O₂ 플라즈마 처리를 실시함으로써 표면에 극성이 강한 산소분자 (또는, 산소원자) 가 많이 모이기 때문에, 친수성을 부여할 수 있다. 이와 같이, 액체 (50) 로서 물을 사용하는 경우에는, 제 1 표면영역 (AR1) 에 OH 기 등 극성이 큰 분자구조를 가진 것을 표면에 배치시키는 처리가 바람직하다. 또한, 제 1 표면영역 (AR1) 은 유리부재인 광학소자 (60) 와 금속부재인 경통 (PK) 을 포함하고 있기 때문에, 친수화 처리를 하는 경우, 유리부재와 금속부재 각각에 다른 물질로 박막을 형성하는 등, 다른 표면처리를 실시할 수 있다. 물론, 제 1 표면영역 (AR1) 의 유리부재 및 금속부재의 각각에 대해 동일한 표면처리를 실시해도 된다. 또한, 박막을 형성하는 경우에는, 도포나 증착 등의 수법을 사용할 수 있다.

한편, 경통 (PK) 의 표면을 포함하는 제 2 표면영역 (AR2) 에 대해서는 발수화 처리가 실시된다. 제 2 표면영역 (AR2) 에 대한 발수화 처리로서, 예컨대, 불소를 포함하는 극성이 작은 분자구조의 물질로 박막을 형성함으로써, 이 제 2 표면영역 (AR2) 에 대해 발수성을 부여한다. 또는, 처리가스로서 사플루오르화탄소 (CF₄) 를 사용하여 플라즈마 처리하는 CF₄ 플라즈마 처리를 실시함으로써 발수성을 부여할 수 있다. 제 2 표면영역 (AR2) 에 대해 박막을 형성하는 경우에 있어서도, 도포나 증착 등의 수법을 사용할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 표면에도 액체 (50) 와의 친화성에 맞추어 표면처리가 실시되어 있다. 여기에서는, 기판 (P) 의 표면에 대해 친수화 처리가 실시되어 있다. 기판 (P) 에 대한 친수화 처리로는, 상기 기술한 바와 같은, 예컨대, 알코올 등 극성이 큰 분자구조의 물질로 박막을 형성함으로써 기판 (P) 의 표면에 대해 친액성을 부여한다. 또한, 기판 (P) 의 표면을 알코올 등을 도포하여 표면 처리한 경우에는, 노광 후로서 다음의 감광재료의 도포하기 전의 공정, 예컨대 디벨로퍼/코터에 기판을 반송하기 전에 도막을 세정하기 위한 세정공정을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 제 1 표면영역 (AR1) 의 액체 (50) 에 대한 친화성을 제 2 표면영역 (AR2) 의 액체 (50) 에 대한 친화성보다도 높게 함으로써, 액체 (50) 가 제 1 표면영역 (AR1) 내에서 안정적으로 유지된다.

여기에서, 표면처리를 위한 박막은, 액체 (50) 에 대해 비용해성 재료에 의해 형성된다. 또한, 광학소자 (60) 에 형성되는 박막은 노광광 (EL) 의 광로 상에 배치되는 것이기 때문에, 노광광 (EL) 에 대해 투과성을 갖는 재료로 형성되고, 그 막두께도 노광광 (EL) 을 투과시킬 수 있는 정도로 설정된다.

다음으로, 상기 기술한 노광장치 (EX) 를 사용하여 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 노광할 때의 작용에 대하여 설명한다.

마스크 (M) 가 마스크 스테이지 (MST) 에 로딩됨과 함께 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 로딩되면, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 를 구동하여 공간 (56) 에 대한 액체공급동작을 개시한다. 액체공급장치 (1) 는 공간 (56) 에 대해 기판 (P) 의 이동방향을 따라 액체 (50) 를 공급한다. 예컨대, 화살표 Xa (도 2 참조) 로 나타내는 주사방향 (-X 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시켜 주사 노광을 실시하는 경우에는, 공급관 (3), 공급노즐 (4A ∼ 4C), 회수관 (4) 및 회수노즐 (5A, 5B) 를 사용하여 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의해 액체 (50) 의 공급 및 회수가 실시된다. 즉, 기판 (P) 이 -X 방향으로 이동할 때에는, 공급관 (3) 및 공급노즐 (4; 4A ∼ 4C) 을 통해 액체공급장치 (1) 로부터 액체 (50) 가 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 공급됨과 함께 회수노즐 (5; 5A, 5B) 및 회수관 (6) 을 통해 액체 (50) 가 액체회수장치 (2) 에 회수되어, 렌즈 (60) 와 기판 (P) 사이를 채우도록 -X 방향으로 액체 (50) 가 흐른다. 한편, 화살표 Xb 으로 나타내는 주사방향 (+X 방향) 으로 기판 (P) 을 이동시켜 주사 노광을 실시하는 경우에는, 공급관 (10), 공급노즐 (8A ∼ 8C), 회수관 (11) 및 회수노즐 (9A, 9B) 을 사용하여 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의해 액체 (50) 의 공급 및 회수가 실시된다. 즉, 기판 (P) 이 +X 방향으로 이동할 때에는, 공급관 (10) 및 공급노즐 (8; 8A ∼ 8C) 을 통해 액체공급장치 (1) 로부터 액체 (50) 가 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 공급됨과 함께 회수노즐 (9; 9A, 9B) 및 회수관 (11) 을 통해 액체 (50) 가 액체회수장치 (2) 에 회수되어, 렌즈 (60) 와 기판 (P) 사이를 채우도록 +X 방향으로 액체 (50) 가 흐른다. 이와 같이, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 를 사용하여 기판 (P) 의 이동방향을 따라 액체 (50) 를 흐르게 한다. 이 경우, 예컨대 액체공급장치 (1) 로부터 공급노즐 (4) 을 통해 공급되는 액체 (50) 는 기판 (P) 의 -X 방향으로의 이동에 따라 공간 (56) 에 끌려들어가도록 하여 흐르기 때문에, 액체공급장치 (1) 의 공급 에너지가 작더라도 액체 (50) 를 공간 (56) 에 용이하게 공급할 수 있다. 그리고, 주사방향에 따라 액체 (50) 를 흐르게 하는 방향을 전환함으로써, +X 방향 또는 -X 방향의 어느 방향으로 기판 (P) 을 주사하는 경우에도, 렌즈 (60) 의 선단면 (7) 과 기판 (P) 사이를 액체 (50) 로 채울 수 있으며, 높은 해상도 및 넓은 초점심도를 얻을 수 있다.

이 때, 투영광학계 (PL) 나 기판 (P) 에 표면처리가 실시되어 있지 않은 경우에 대하여 생각한다. 도 5 는 표면처리가 실시되어 있지 않은 상태에서의 액체 (50) 의 흐름을 나타내는 모식도이다. 여기에서는, 투영광학계 (PL) 의 표면이나 기판 (P) 의 표면은 액체 (50) 에 대해 친화성이 낮은 것으로 한다.

도 5(a) 는 기판 스테이지 (PST) 가 정지되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 액체 (50) 는 공급노즐 (4) 로부터 공급되고, 회수노즐 (5) 로부터 회수된다. 이 때, 액체 (50) 와 기판 (P) 은 친화성이 낮기 때문에, 접촉각 (θ) 은 크다. 도 5(b) 는 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 의해 X 축 방향으로 이동을 개시한 상태를 나타내는 도면이다. 액체 (50) 는 이동하는 기판 (P) 으로 끌어당겨지도록 하여 변형된다. 액체 (50) 와 기판 (P) 은 친화성이 낮기 때문에, 액체 (50) 는 기판 (P) 의 표면으로부터 멀어지기 쉽다. 도 5(c) 는 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 이동속도가 더욱 상승된 상태를 나타내는 도면이다. 기판 (P) 과 액체 (50) 사이에 박리영역 (기포; H1) 이 형성되는 데다가, 광학소자 (60) 와 액체 (50) 사이에도 박리영역 (H2) 이 형성된다. 이 박리영역 (H1, H2) 이 노광광 (EL) 의 광로 상에 형성되면, 마스크 (M) 의 패턴이 기판 (P) 에 정확하게 전사되지 않는다.

도 6 은 도 4 를 이용하여 설명한 바와 같이 투영광학계 (P) 의 선단부 (7) 및 기판 (P) 의 표면이 표면 처리되어 있는 상태에서의 액체 (50) 의 흐름을 나타내는 모식도이다.

도 6(a) 는 기판 스테이지 (PST) 가 정지되어 있는 상태를 나타내는 도면이다. 표면처리를 실시하여 액체 (50) 와 기판 (P) 의 친화성을 높였기 때문에, 접촉각 (θ) 은 작다. 도 6(b) 는 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 의해 X 축 방향으로 이동을 개시한 상태를 나타내는 도면이다. 액체 (50) 와 기판 (P) 의 친화성은 높기 때문에, 기판 (P) 이 이동하더라도 액체 (50) 는 기판 (P) 에 지나치게 끌어당겨지지 않는다. 또한, 투영광학계 (PL) 의 제 1 표면영역 (AR1) 의 액체 (50) 에 대한 친화성도 높기 때문에, 제 1 표면영역 (AR1) 과 액체 (50) 는 박리되지 않는다. 이 때, 제 1 표면영역 (AR1) 의 주변은, 액체 (50) 에 대한 친화성이 낮은 제 2 표면영역 (AR2) 으로 둘러싸여 있기 때문에, 공간 (56) 의 액체 (50) 는 외부로 유출되지 않고, 공간 (56) 에 안정적으로 배치되어 있다. 도 6(c) 는 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 이동속도가 더욱 상승된 상태를 나타내는 도면이다. 기판 (P) 의 이동속도를 상승시켜도 투영광학계 (PL) 및 기판 (P) 에 대해 표면처리가 실시되어 있기 때문에, 액체 (50) 와 투영광학계 (PL) 및 기판 (P) 사이에서 박리는 생기지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 액침법에 기초한 노광처리에 있어서, 액체 (50) 와 접촉하는 부분인 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 나 기판 (P) 의 표면에 액체 (50) 와의 친화성에 따른 표면처리를 실시함으로써, 액체 (50) 의 박리나 기포의 발생 등과 같은 문제의 발생을 억제하여, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (50) 를 안정적으로 배치할 수 있다. 따라서, 양호한 패턴전사 정밀도를 유지할 수 있다.

또한, 액체 (50) 와의 친화성에 따른 표면처리는, 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와 기판 (P) 의 표면의 어느 일방에만 실시하도록 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에 있어서, 광학소자 (60) 의 표면 (60A) 및 경통 (지지부재; PK) 의 하면의 일부를 제 1 표면영역 (AR1) 으로 하고, 이 제 1 표면영역 (AR1) 에 대해 액체 (50) 에 대한 친화성이 높아지도록 표면처리가 실시되도록 설명하였다. 즉, 친액화 처리영역과 발액화 처리영역의 경계가 경통 (PK) 의 하면에 있는 것처럼 설명하였지만, 이 경계는 광학소자 (60) 의 표면에 설정되어 있어도 된다. 즉, 광학소자 (60) 의 일부의 영역 (적어도 노광광이 통과하는 영역) 에 친액화 처리가 실시되고, 나머지 영역에 발액화 처리가 실시되는 구성이어도 된다. 물론, 친액화 처리영역과 발액화 처리영역의 경계를 광학소자 (60) 와 경통 (PK) 의 경계에 일치시켜도 된다. 즉, 친액화 처리를 광학소자 (60) 에 대해서만 실시하는 구성이어도 된다. 게다가, 상기 경계는 투영광학계 (PL) 의 하면 (7A) 에 설정하는 것에 한정되지 않고, 투영광학계 (PL) 의 하면 (7A) 전부를 친액화 처리해도 된다.

게다가, 표면처리를 실시할 때, 친액성 (발액성) 에 분포를 갖게 하는 것도 가능하다. 바꾸어 말하면, 표면 처리하는 면 상의 복수의 영역에 대한 액체의 접촉각이 각각 다른 값이 되도록 표면처리를 실시할 수 있다. 또는, 친액화 영역과 발액화 영역을 적절히 분할하여 배치하도록 해도 된다.

또한, 표면처리를 위한 박막은 단층막이어도 되고, 복수의 층으로 이루어지는 막이어도 된다. 또한, 그 형성재료도 금속, 금속 화합물 및 유기물 등, 원하는 성능을 발휘할 수 있는 재료라면 임의의 재료를 사용할 수 있다.

또한, 광학소자 (60) 나 기판 (P) 의 표면처리에는 박막 형성이나 플라즈마 처리 등이 유효하지만, 금속부재인 경통 (PK) 의 표면처리에 관해서는, 예컨대 이 경통 (PK) 의 표면을 조면 처리하는 등 물리적 수법으로 액체에 대한 친화성을 조정할 수 있다.

또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에서의 액체의 안정된 유지를 중시하여 기판 (P) 의 표면을 친액화 (친액 처리) 하고 있지만, 기판 (P) 의 표면에서의 액체의 회수나 제거를 중시하는 경우에는, 기판 (P) 의 표면을 발액화 (발액처리) 해도 된다.

또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 액체 (50) 와의 친화성에 따른 표면처리를 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 및 기판 (P) 의 표면에 실시하도록 하고 있지만, 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와 기판 (P) 의 표면의 적어도 일방과의 친화성에 따른 액체를 액체공급장치 (1) 로부터 공급하도록 해도 된다.

상기 기술한 바와 같이, 본 실시형태에서의 액체 (50) 는 순수를 사용하였다. 순수는 반도체 제조공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없다는 이점이 있다. 또한, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면 및 투영광학계 (PL) 의 선단면에 형성되어 있는 광학소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다.

그리고, 파장이 193 ㎚ 정도의 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 (n) 은 거의 1.44 ∼ 1.47 정도라고 말해지고 있으며, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 을 사용한 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 131 ∼ 134 ㎚ 정도로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또한, 초점심도는 공기 중에 비해 약 n 배, 즉 약 1.44 ∼ 1.47 배 정도로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는, 투영광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어, 이 점에서도 해상도가 향상된다.

본 실시형태에서는, 투영광학계 (PL) 의 선단에 광학소자 (60) 로서 평행 평면판이 부착되어 있지만, 투영광학계 (PL) 의 선단에 부착하는 광학소자로는, 투영광학계 (PL) 의 광학 특성, 예컨대 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 의 조정에 사용하는 광학 플레이트이어도 되고, 렌즈이어도 된다. 한편, 액체 (50) 와 접촉하는 광학소자를 렌즈보다 저렴한 평행 평면판으로 함으로써, 노광장치 (EX) 의 운반, 조립, 조정시 등에 있어서 투영광학계 (PL) 의 투과율, 기판 (P) 상에서의 노광광 (EL) 의 조도 및 조도 분포의 균일성을 저하시키는 물질 (예컨대, 규소계 유기물 등) 이 그 평행 평면판에 부착하더라도, 액체 (50) 를 공급하기 직전에 그 평행 평면판을 교환하는 것만으로 충분하며, 액체 (50) 와 접촉하는 광학소자를 렌즈로 하는 경우에 비교하여 그 교환비용이 낮아진다는 이점이 있다. 즉, 노광광 (EL) 의 조사에 의해 레지스트로부터 발생하는 비산입자, 또는 액체 (50) 중의 불순물의 부착 등에 기인하여 액체 (50) 에 접촉하는 광학소자의 표면이 더러워지기 때문에, 그 광학소자를 정기적으로 교환할 필요가 있지만, 이 광학소자를 저렴한 평행 평면판으로 함으로써, 렌즈에 비해 교환부품의 비용이 낮으며 또한 교환에 요하는 시간을 짧게 할 수 있어, 메인터넌스 비용 (러닝 비용) 의 상승이나 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 액체 (50) 의 흐름에 따라 생기는 투영광학계 (PL) 의 선단의 광학소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정시켜도 된다.

또한, 본 실시형태의 액체 (50) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 되는 예컨대, 노광광 (EL) 의 광원이 F₂ 레이저인 경우, 이 F₂ 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (50) 로는 F₂ 레이저광을 투과 가능한 예컨대, 불소계 오일 (불소계 액체) 이나 과플루오르화 폴리에테르 (PFPE) 이어도 된다. 이 경우, 투영광학계 (PL) 의 액체 (50) 와 접촉하는 부분이나 기판 (P) 의 표면에는, 예컨대 불소를 함유하는 극성이 작은 분자구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또한, 액체 (50) 로는, 이 밖에도 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있어 가능한한 굴절률이 높으며, 투영광학계 (PL) 나 기판 (P) 의 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정적인 것 (예컨대, 시더유) 을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에도 표면처리는 사용하는 액체 (50) 의 극성에 따라 실시된다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 도 7 을 참조하면서 설명한다.

본 실시형태의 노광장치 (EX) 에서는 투영광학계 (PL) 의 하면 (7A) 과 기판 (P) 표면 사이에서의 액체 (50) 의 두께 (여기에서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 의 간격) 를 d, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에서의 액체 (50) 의 흐름의 속도를 v, 액체 (50) 의 밀도를 ρ, 액체 (50) 의 점성계수를 μ 로 한 경우, 조건식

(vㆍdㆍρ)/μ ≤ 2000 … (3)

을 만족하도록 설정되어 있다. 이에 따라, 공간 (56) 에 있어서 액체 (50) 는 층류가 되어 흐른다. 또한, 액체 (50) 중에는, 이 액체 중의 위치에 따라 다른 복수의 흐름의 속도 (v) 가 존재하는 것도 생각할 수 있지만, 그 최대속도 (V_max) 가 상기 (3) 식을 만족시키면 된다.

상기 조건식 (3) 을 만족하도록, 제어장치 (CONT) 는 액체공급장치 (1) 에 의한 공간 (56) 에 대한 액체의 단위시간당 공급량과, 액체회수장치 (2) 에 의한 공간 (56) 의 액체의 단위시간당 회수량 중 적어도 어느 일방을 조정한다. 이에 따라, 공간 (56) 을 흐르는 액체 (50) 의 속도 (v) 가 결정되어 조건식 (3) 을 만족시킬 수 있다. 조건식 (3) 을 만족시킴으로써 액체 (50) 는 공간 (56) 을 층류가 되어 흐른다.

또는, 제어장치 (CONT) 는 기판 스테이지 (PST) 를 통해 기판 (P) 의 주사방향으로의 이동속도를 조정하는 것에 의해서도 조건식 (3) 을 만족시킬 수 있다. 즉, 공간 (56) 을 흐르는 액체 (50) 의 속도 (v) 는 기판 (P) 의 이동속도에 의해 결정되는 경우도 있다. 즉, 기판 (P) 상의 액체 (50) 가 기판 (P) 의 이동에 의해 기판 (P) 으로 끌리도록 하여 흐를 가능성도 있다. 이 경우에는, 기판 (P) 의 이동속도를 조정함으로써 조건식 (3) 을 만족시킬 수 있다. 예컨대, 기판 (P) 과 액체 (50) 가 거의 동일한 속도로 투영광학계 (PL) 에 대해 흐르는 경우에는, 기판 (P) 의 이동속도를 액체 (50) 의 속도 (v) 로 하여, 조건식 (3) 을 만족시키도록 하면 된다. 이 경우에 있어서도, 액체 (50) 는 공간 (56) 을 층류가 되어 흐른다. 또한, 이 경우에는, 기판 (P) 의 노광 중에 반드시 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 를 동작시킬 필요가 없으며, 기판 (P) 의 이동속도의 조정만으로 액체 (50) 의 흐름을 층류화할 수 있다.

또한, 상기 조건식 (3) 을 만족시키기 위해, 액체 (50) 의 두께 (즉, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 거리; d) 를 노광장치의 설계값으로서 미리 설정하고, 이에 기초하여 속도 (v) 를 결정해도 되고, 속도 (v) 를 설계값으로서 미리 설정하고, 이에 따라 두께 (거리; d) 를 결정하도록 해도 된다.

또한, 공간 (56) 에 있어서 액체 (50) 가 층류가 되어 흐르도록 하기 위해, 예컨대 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 액체공급장치 (1) 에 접속되는 공급노즐 (4) 의 개구부에 슬릿을 형성하거나, 도 8(b) 에 나타내는 바와 같이, 공급노즐 (4) 의 개구부에 다공질체를 형성함으로써 액체 (50) 를 정류 (整流) 하여 층류 상태에서 흐르게 할 수 있다.

그리고, 액체 (50) 가 층류가 되어 흐름에 따라, 압력의 변동에 의한 굴절률의 변화나 진동과 같은 문제가 억제되어, 양호한 패턴전사 정밀도를 유지할 수 있다. 또한, 투영광학계 (PL) 중 액체 (50) 와 접촉하는 부분이나 기판 (P) 의 표면에 표면처리를 실시함과 함께, 노광장치 (EX) 를 상기 조건식 (3) 을 만족하도록 설정하여 노광 처리함으로써, 공간 (56) 의 액체 (50) 는 패턴전사 정밀도에 영향을 주지 않는 보다 양호한 상태로 설정된다.

상기 기술한 실시형태에 있어서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이를 국소적으로 액체로 채우는 노광장치를 채용하고 있지만, 노광대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 안에서 이동시키는 액침노광장치나, 스테이지 상에 소정 깊이의 액체조를 형성하여 그 안의 기판을 지지하는 액침노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 노광 대상인 기판을 지지한 스테이지를 액조 안에서 이동시키는 액침노광장치의 구조 및 노광동작에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평6-124873호에, 스테이지 상에 소정 깊이의 액체조를 형성하고, 그 안에 기판을 지지하는 액침노광장치의 구조 및 노광동작에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평10-303114호나 미국특허 제5,825,043호에 각각 개시되어 있으며, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령에서 허용되는 범위 내에 있어서, 이들 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의해 상기 기판 (P) 의 노광 중에도 액체 (50) 의 공급 및 회수를 계속하였지만, 기판 (P) 의 노광 중에는 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의한 액체 (50) 의 공급 및 회수를 정지하도록 해도 된다. 즉, 기판 (P) 의 노광 개시 전에, 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와 기판 (P) 사이에 투영광학계 (PL) 의 워킹 디스턴스 이하 (0.5 ∼ 1.0 ㎜ 정도) 두께의 액침 부분이 생길 정도로, 또는 기판 (P) 의 전체면에 얇은 액막이 생길 정도로, 소량의 액체 (50) 를 액체공급장치 (1) 에 의해 기판 (P) 상에 공급하고, 그 액체 (50) 를 통해 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와 기판 (P) 을 밀착시킨다. 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 와 기판 (P) 의 간격이 수 ㎜ 이하이기 때문에, 기판 (P) 의 노광 중에 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의한 액체의 공급 및 회수를 실시하지 않고 기판 (P) 을 이동시켜도, 액체 (50) 의 표면장력에 의해 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (50) 를 계속해서 유지할 수 있다. 또한, 액체공급장치 (1) 로부터의 액체공급에 의해 기판 (P) 상의 레지스트 (감광막) 가 손상되는 일도 없다. 이 경우, 기판 (P) 의 둘레 가장자리에 소정 폭으로 액체 (50) 를 튕겨내는 코팅 (액체가 물인 경우에는 발수 코팅) 을 실시해 두면, 기판 (P) 상으로부터 액체 (50) 가 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 (P) 을 이동시키는 경우에는, 상기 기술한 조건식 (3) 을 만족시키도록 하여 액체 (50) 에 난류를 발생시키지 않도록 하는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 상기 기술한 실시형태에서는, 기판 스테이지 (PST) 상에서 액체 (50) 의 공급을 실시하였지만, 기판 스테이지 (PST) 상에 기판 (P) 이 반입되기 전에 기판 (P) 상에 액체를 공급해도 된다. 이 경우, 기판 (P) 상의 일부 또는 전체면에 공급되는 액체의 두께를 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 정도로 하면, 표면장력에 의해 액체를 기판 (P) 상에 실은 채로 기판 스테이지 (PST) 로의 반입, 기판 스테이지 (PST) 로부터의 반출을 실시할 수 있다. 또한, 이 경우에도, 기판 (P) 의 둘레 가장자리에 고정 폭의 발액 코팅을 실시해 두면, 기판 (P) 상에서의 액체의 유지력을 높일 수 있다. 이와 같이, 기판 (P) 상에 액체를 유지한 채, 기판 스테이지 (PST) 로의 기판 (P) 의 반입 및 기판 스테이지 (PST) 로부터의 기판 (P) 의 반출을 실시함으로써, 기판 스테이지 (PST) 상에서 액체의 공급 및 회수를 실시하는 기구를 생략할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 투영광학계 (PL) 와 기판 (P) 의 표면 사이에는 액체 (50) 로 채워져 있는 구성이지만, 예컨대 도 9 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버유리 (65) 를 부착한 상태에서 액체 (50) 를 채우는 구성이어도 된다. 여기에서, 커버유리 (65) 는 지지부재 (66) 를 통해 Z 스테이지 (51) 상에서 지지되어 있으며, 커버유리 (65), 지지부재 (66) 및 Z 스테이지 (51) 로 형성되는 공간 (57) 은 대략 밀폐공간이다. 그리고, 이 공간 (57) 의 내부에 액체 (50) 및 기판 (P) 이 배치되어 있다. 커버유리 (65) 는 노광광 (EL) 에 대해 투과성을 갖는 재료에 의해 구성되어 있다. 그리고, 커버유리 (65) 의 표면과 투영광학계 (PL) 사이의 공간 (56') 에 대해 액체공급장치 (1) 및 액체회수장치 (2) 에 의한 액체 (50) 의 공급 및 회수가 실시되고, 커버유리 (65) 의 표면과 투영광학계 (PL) 의 선단부 (7) 를 간격을 d 로 한 경우, 공간 (56') 에 있어서 상기 조건식 (3) 을 만족시키도록 설정되어 있다.

그리고, 이 커버유리 (65) 의 표면 (상면) 에 대해서도, 액체 (50) 와의 친화성에 따른 표면처리를 실시할 수 있다. 커버유리 (65) 의 표면은 친액화 처리되는 것이 바람직하기 때문에, 액체 (50) 가 물인 경우, 커버유리 (65) 의 표면에는 극성이 큰 분자구조의 물질로 박막이 형성된다.

또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼 뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리기판이나 박막 자기헤드용 세라믹웨이퍼 또는 노광장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 규소 웨이퍼) 등이 적용된다.

노광장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동하여 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 주사형 노광장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄노광하고, 기판 (P) 을 순차적으로 단계 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ리피드 방식의 투영노광장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하는 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 노광장치에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 트윈 스테이지형 노광장치에도 적용할 수 있다. 트윈 스테이지형 노광장치의 구조 및 노광동작은, 예컨대 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응미국특허 제6,341,007호, 제6,400,441호, 제6,549,269호 및 제6,590,634호), 특허공표공보 제2000-505958호 (대응미국특허 제5,969,441호) 또는 미국특허 제6,208,407호에 개시되어 있으며, 이들 개시를 각각 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용된 범위 내에서 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

노광장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자의 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광장치만이 아니라, 액정 표시소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광장치나 박막자기헤드, 촬상소자 (CCD) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광장치 등에도 널리 적용할 수 있다.

기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터를 사용하는 경우에는, 에어베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 이용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 된다. 또한, 각 스테이지 (PST, MST) 는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않는 가이드리스 타입이어도 된다. 스테이지에 리니어 모터를 사용한 예는, 미국특허 제5,623,853호 및 제 5,528,118호에 개시되어 있으며, 각각 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 범위 내에서, 이들 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

각 스테이지 (PST, MST) 의 구동기구로는, 2 차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과, 2 차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시켜 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동시키는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛의 어느 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.

기판 스테이지 (PST) 의 이동에 따라 발생하는 반력은, 투영광학계 (PL) 에 전해지지 않도록 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 에 흘려보내도 된다. 이 반력의 처리방법은, 예컨대 미국특허 제5,528,118호 (일본 공개특허공보 평8-166475호) 에 상세히 개시되어 있으며, 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 범위 내에서, 이 문헌의 기재내용을 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영광학계 (PL) 에 전달되지 않도록 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 에 흘려보내도 된다. 이 반력의 처리방법은, 예컨대 미국특허 제5,874,820호 (일본 공개특허공보 평8-330224호) 에 상세히 개시되어 있으며, 이 문헌의 개시를 본 국제출원에서 지정 또는 선택된 국가의 법령으로 허용되는 범위 내에서 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

이상과 같이, 본원 실시형태의 노광장치 (EX) 는, 본원 특허청구의 범위에 기재된 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브시스템으로부터 노광장치에 대한 조립공정은, 각종 서브시스템 상호의, 기계적 접속, 전기회로의 배선접속, 기압회로의 배관접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광장치에 대한 조립공전 전에 각 서브시스템 개개의 조립공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브시스템의 노광장치에 대한 조립공정이 종료되면, 종합조정이 실시되어 노광장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 마이크로디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 실시하는 단계 (201), 이 설계단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 (202), 디바이스의 기초재인 기판을 제조하는 단계 (203), 상기 기술한 실시형태의 노광장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 노광처리단계 (204), 디바이스 조립단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함; 205), 검사단계 (206) 등을 거쳐 제조된다. 또한, 노광처리단계 (204) 에 있어서, 노광 전에 기판과 액체와의 친수성을 조정하기 위해 기판의 표면처리를 실시하는 단계를 포함하고 있다.

본 발명에 의하면, 액침노광에 있어서, 투영광학계와 기판 사이에 있어서, 액체의 박리나 기포의 발생 또는 난류의 발생을 억제하여, 액체를 원하는 상태로 유지할 수 있기 때문에, 넓은 초점심도 하에서 패턴전사를 정확하게 실시할 수 있다. 따라서, 본 발명은 ArF 등의 단파장 광원을 사용하는 노광에 매우 유용하며, 원하는 성능을 갖는 고집적화 디바이스를 제조할 수 있다.

Claims

노광빔으로 패턴을 조명하고, 패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,
상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계; 및
상기 투영광학계와 기판 사이의 적어도 일부를 액체로 채우는 액침장치를 구비하고,
액체의 두께를 d, 투영광학계와 기판 사이에서의 액체의 흐름의 속도를 v, 액체의 밀도를 ρ, 액체의 점성계수를 μ 로 하여, 조건식 (vㆍdㆍρ)/μ ≤ 2000 이 만족되어 있는 노광장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투영광학계와 상기 기판 사이에 상기 액체를 공급하는 공급장치와, 상기 투영광학계와 상기 기판 사이의 액체를 회수하는 회수장치를 구비하고, 상기 공급장치에 의한 상기 액체의 공급량과 상기 회수장치에 의한 상기 액체의 회수량은 상기 조건식을 만족시키도록 결정되는 노광장치.
제 2 항에 있어서,
상기 기판은 주사방향으로 이동하면서 주사 노광되고, 상기 주사 노광 중의 상기 기판의 이동속도는 상기 조건식을 만족시키도록 결정되는 노광장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 주사방향으로 이동하면서 주사 노광되고, 상기 주사 노광 중의 상기 기판의 이동속도는 상기 조건식을 만족시키도록 결정되는 노광장치.
제 3 항에 있어서,
상기 액체가 흐르는 방향은 상기 주사방향과 평행인 노광장치.
제 1 항에 있어서,
상기 투영광학계와 상기 기판 사이는 상기 액체로 채워져 있으며, 상기 액체의 두께 (d) 는, 상기 투영광학계와 상기 기판과의 간격인 노광장치.
제 1 항에 있어서,
노광시에, 상기 기판 상에는 커버유리가 탑재되고, 상기 액체의 두께 (d) 는 상기 투영광학계와 상기 커버유리와의 간격인 노광장치.
노광빔으로 마스크의 패턴을 조명하고, 패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,
상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계; 및
상기 투영광학계와 기판 사이의 적어도 일부를 액체로 채우기 위한 액침장치를 구비하고,
상기 액체가 기판의 주사방향과 평행하게 층류가 되어 흐르며,
상기 기판의 노광 중에서의 상기 기판의 주사방향으로의 이동속도가, 상기 액체가 층류로서 흐르도록 결정되는 노광장치.
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 액침장치는, 상기 액체를 공급하는 공급장치와 상기 액체를 회수하는 회수장치를 갖는 노광장치.
제 10 항에 있어서,
상기 액체가 층류로서 흐르도록, 공급장치에 의한 상기 액체의 공급량과 상기 회수장치에 의한 상기 액체의 회수량을 제어하는 제어장치를 더 구비하는 노광장치.
제 8 항에 있어서,
상기 액침장치가, 상기 액체를 공급하는 공급장치와 상기 액체를 회수하는 회수장치를 갖고, 노광장치는, 상기 액체가 층류로서 흐르도록, 공급장치에 의한 상기 액체의 공급량과 상기 회수장치에 의한 상기 액체의 회수량을 제어하는 제어장치를 더 구비하는 노광장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 액체는 물인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 액체는 불소계 액체인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 8 항에 있어서,
상기 액침장치가, 상기 액체를 공급하는 공급장치와 상기 액체를 회수하는 회수장치를 갖고, 공급장치가 노즐에 슬릿 또는 다공질체가 형성된 노즐을 갖는 노광장치.
노광빔으로 패턴을 조명하여, 패턴의 이미지를 액체를 통해 기판 상에 전사하여 기판을 노광하는 노광장치로서,
상기 패턴의 이미지를 기판에 투영하는 투영광학계;
기판 상에만 액체를 공급하는 액침장치; 및
상기 액침장치를 제어하는 제어장치를 구비하고,
이 제어장치는 기판의 노광 중에 액체의 공급이 정지되도록 액침장치를 제어하는 노광장치.
제 16 항에 있어서,
상기 기판 상에 공급된 액체의 두께는, 상기 투영광학계의 워킹 디스턴스보다도 얇고, 표면장력에 의해 상기 기판 상에 유지되는 노광장치.