CN100539019C - 曝光装置、曝光方法以及器件制造方法 - Google Patents

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CN100539019C CN 200580031061 CN200580031061A CN100539019C CN 100539019 C CN100539019 C CN 100539019C CN 200580031061 CN200580031061 CN 200580031061 CN 200580031061 A CN200580031061 A CN 200580031061A CN 100539019 C CN100539019 C CN 100539019C
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水谷刚之
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株式会社尼康
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Abstract

本发明提供一种曝光装置,其具备:喷嘴构件(70),具有供给液体(LQ)的供给口(12)以及回收液体(LQ)的回收口(22)中的至少一者;和喷嘴调整机构(80),根据衬底(P)的位置或姿势调整喷嘴构件(70)的位置以及倾斜中的至少任意一者。曝光装置在衬底(P)上形成液体(LQ)的浸液区域,隔着浸液区域的液体(LQ)对衬底(P)进行曝光。由此,可以将液体良好地保持在投影光学系统与衬底之间,进行高精度的曝光处理。

Description

曝光装置、曝光方法以及器件制造方法

技术领域

本发明涉及隔着液体对衬底进行曝光的曝光方法、曝光装置以及器 件制造方法。

背景技术

在作为半导体器件或液晶显示器件等微型器件的一个制造工序的 光刻工序之中,使用将形成于掩模上的图案投影曝光到感光衬底上的曝 光装置。该曝光装置具有支承掩模的掩模栽台和支承衬底的村底载台, 一边逐次移动掩模载台以及衬底载台, 一边通过投影光学系统将掩模的 图案投影曝光到衬底上。在微型器件的制造中,为了器件的高密度化, 要求形成在衬底上的图案微细化。为了满足该要求,希望曝光装置具有 更高的分辨率,作为用于实现该高分辨率的装置之一,提出了如下述专 利文献1所公开的那样的在将折射率比气体高的液体填充在投影光学系 统与衬底之间的状态下进行曝光处理的浸液曝光装置。

专利文献l:国际公开第99/49504号小册子

在浸液曝光装置中,必须将液体良好地保持在投影光学系统和与该 投影光学系统相对配置的物体(衬底或载台)之间。 一旦不能良好地保 持液体,则液体流出、扩散或在液体中混入气泡或气体部分(Void)的 可能性增高。 一旦液体流出,则例如该流出的液体有可能附着在构成曝 光装置的设备上而使该设备产生误动作。另外,在该设备为计测仪的情 况下,该流出的液体可能会使得该计测仪的计测精度劣化。如果造成这 样的设备的误动作或计测精度的劣化,则曝光装置的曝光精度也会劣 化。另外,例如在衬底的曝光中,如果在投影光学系统与衬底之间的液 体中混入了气泡或气体部分(Void),则向衬底上转印图案的精度将会劣化。

在上述以往技术当中,液体的供给以及回收是使用喷嘴构件进行 的,但在喷嘴构件发生振动的情况下,如果该振动例如传递到投影光学 系统,则经由投影光学系统和液体向衬底上进行的图案转印的精度可能

7会劣化。 发明内容

本发明就是鉴于上述情况而做出的,其目的在于,提供可以良好地 保持液体,进行高精度的曝光处理的曝光装置、曝光方法以及使用了该 曝光装置和曝光方法的器件制造方法。

为了解决上述问题,本发明采用了以下结构。其中,与本实施方式

的图1~图17对应地对各要素标记了带括弧的符号,但其只是这些要素 的例示而已,并不限定各要素。

依照本发明的第一实施方式,提供一种以下的曝光装置(EX),隔 着浸液区域(AR2)的液体(LQ)对上述村底进行曝光,具备:喷嘴 构件(70、 72),其具有供给液体(LQ)的供给口 (12)以及回收液体 (LQ)的回收口 (22)中的至少一者;和喷嘴调整机构(80),其根据 与喷嘴构件(70、 72)相对配置的物体(P、 PST)的表面位置,调整 喷嘴构件(70、 72)的位置以及倾斜中的至少一者。

根据本发明的第一实施方式,虽然液体被保持在喷嘴构件和物体之 间,但是,通过喷嘴调整机构根据物体的表面位置调整喷嘴构件的位置 以及倾斜中的至少一者,可以将喷嘴构件与物体之间的位置关系维持为 所希望的状态。因而,例如在曝光中,即使作为物体的衬底或衬底载台 的表面位置发生变化,通过根据该表面位置的变化调节喷嘴构件的位置 以及倾斜中的至少 一者,也可以将液体良好地保持在喷嘴构件与衬底之 间。所以,可以抑制液体的流出或者气泡或气体部分向液体中混入,曝 光装置可以高精度地进行曝光处理。

依照本发明的第二实施方式,提供一种使用上述方式中所记载的曝 光装置(EX)对衬底进行曝光的器件制造方法。

根据本发明的第二实施方式,由于可以在维持较高曝光精度的状态 下制造器件,所以能够制造出发挥所希望性能的器件。

依照本发明的第三实施方式,提供一种以下的曝光方法,隔着衬底(P) 上的液体(LQ)对上述衬底进行曝光,包括:向具有供给上述液体(LQ) 的供给口 (12)以及回收上述液体的回收口 (22)中的至少一者的喷嘴构件(70、 72)与衬底(P)之间引入液体的步骤;才艮据与上述喷嘴构件(70、 72)相对配置的物体(P、 PST)的表面位置,调整上述喷嘴构件的位置以 及倾斜中的至少一者的步骤;和隔着液体(LQ)对衬底进行曝光的步骤。

根据本发明的曝光方法,通过根据物体的表面位置,调整喷嘴构件的 位置以及倾斜中的至少一者,可以将喷嘴构件与物体之间的位置关系维持 为所希望的状态。因而,例如在曝光中,即使作为物体的衬底或衬底载台 的表面位置发生变化,通过根据该表面位置的变化来调节喷嘴构件的位置 以及倾斜中的至少一者,也可以将液体良好地保持在喷嘴构件与衬底之 间。所以,可以抑制液体流出或者气泡或气体部分向液体中混入,可以高 精度地进行曝光处理。

依照本发明的第四实施方式,提供一种以下的器件制造方法,包括: 利用曝光方法对衬底进行曝光的步骤;对曝光后的衬底进行显影的步骤; 和对显影后的衬底进行力口工的步骤。根据这样的制造方法,可以在维持较 高曝光精度的状态下制造器件,所以能够制造出发挥所希望性能的器件。

根据本发明,可以良好地保持液体,进行高精度的曝光处理,可以 制造具有所希望的性能的器件。

附图说明

图1是表示第一实施方式的曝光装置的概略结构图。

图2是图1的主要部分的放大剖视图。

图3是从下侧看到的喷嘴构件的图。

图4 ( A) - (C)是用于说明喷嘴构件的动作的示意图。

图5是用于说明浸液区域的液体的动作的示意图。

图6是表示第二实施方式的曝光装置的图。

图7是表示第三实施方式的曝光装置的图。

图8是表示第四实施方式的曝光装置的图。

图9是表示第五实施方式的曝光装置的图。

图10是示意地表示连接于喷嘴构件的吹气构件与衬底的位置关系 的俯视图。

图11是表示第六实施方式的曝光装置的图。

图12是表示第七实施方式的曝光装置的概略结构图。

图13是图12的主要部分的放大剖视图。图14是用于说明第七实施方式中的浸液区域的液体的动作的示意图。

图15是用于说明第七实施方式中的浸液区域的液体的动作的示意图。

图16是第八实施方式的曝光装置的图。 图17是表示微型器件的制造工序的一个例子的流程图。 符号说明:l-主机架;8-下侧阶梯部;10-液体供给机构;12-供给口; 20-液体回收机构;22-回收口; 30-聚焦调平检查系统;70-喷嘴构件; 70A-下表面;71-第一喷嘴构件;71A-下表面;72-第二喷嘴构件;72A-下表面;80、 80,-喷嘴调整机构;81-支承才几构;83-驱动机构;100-浸 液机构;]50-气体吹出机构;151-吹气口; 152-吹气构件;152A-下表面; AR1-投影区域;AR2-浸液区域;EX-曝光装置;LQ-液体;LSl-光学元 件;P-衬底;PK-镜筒;PL-投影光学系统;PST-衬底载台;PSTD-衬底 载台驱动才几构。

具体实施方式

下表面参照附图对本发明的实施方式进行说明,但本发明并不限于此。

〈第一实施方式〉

图1是表示第一实施方式的曝光装置EX的概略结构图。在图1中, 曝光装置EX具备:可在保持掩模M的状态下移动的掩模载台MST; 可在保持村底P的状态下移动的村底栽台PST;照明光学系统IL,其 利用曝光用光EL对保持于掩模载台MST上的掩模M进行照明;投影 光学系统PL,将被曝光用光EL照明了的掩模M的图案像投影曝光到 保持于衬底载台PST的衬底P;和控制装置CONT,其统一控制整个曝 光装置EX的动作。控制装置CONT上连接有存储曝光处理涉及的信息 的存储装置MRY。

本实施方式的曝光装置EX是实质上缩短曝光波长来提高分辨率、 并且为了实质上加深焦点深度而使用了浸液法的浸液曝光装置,曝光装 置EX具备用于在衬底P上形成液体LQ的浸液区域AR2的浸液机构 100。浸液机构100具备:环形喷嘴构件70,其设置在衬底P(衬底载 台PST)的上方,并设置成在投影光学系统PL的像面侧前端附近围绕该投影光学系统PL;液体供给机构10,其通过设置在喷嘴构件70上的 供给口 12将液体LQ供给到衬底P上;和液体回收机构20,其通过设 置在喷嘴构件70上的回收口 22回收衬底P上的液体LQ。本实施方式 中,喷嘴构件70具备:具有供给液体LQ的供给口 12的第一喷嘴构件 71;和具有回收液体LQ的回收口 22的第二喷嘴构件72。第一喷嘴构 件71和第二喷嘴构件72是分立的构件,相互不进行机械连接。第一喷 嘴构件71设置成环形,在衬底P (衬底栽台PST)的上方围绕在投影 光学系统PL的像面侧前端附近。第二喷嘴构件72设置成环形,在衬底 P (衬底载台PST)的上方围绕在第一喷嘴构件71的外侧。

曝光装置EX至少在将掩模M的图案像转印到衬底P上的期间,利 用由液体供给机构IO供给的液体LQ,在包括投影光学系统PL的投影 区域AR1的衬底P上的一部分,局部地形成比投影区域AR1大且比衬 底P小的浸液区域AR2。具体而言,曝光装置EX釆用在投影光学系统 PL的像面侧前端部的光学元件LS1、与配置于该像面侧的衬底P表面 之间充满液体LQ的局部浸液方式,通过隔着该投影光学系统PL与一于 底P之间的液体LQ以及投影光学系统PL将透过掩模M的曝光用光 EL照射到衬底P,可以将掩模M的图案投影曝光到衬底P上。控制装 置C()NT使用液体供给机构10向衬底P上供给规定量的液体LQ,并 且使用液体回收机构20回收规定量的衬底P上的液体LQ,由此在衬 底P上局部;也形成液体LQ的浸液区域AR2。

另外,曝光装置EX具备根据衬底P的表面位置调整喷嘴构件70 的位置以及姿势(倾斜)中的至少一者的喷嘴调整机构80。喷嘴调整机 构80具备可驱动喷嘴构件70的驱动机构83,调整喷嘴构件70的下表 面70A的至少一部分与衬底P表面之间的相对距离以及相对倾斜中的 至少一者。这里,喷嘴构件70的下表面70A是包括第一喷嘴构件71 的下表面71A和/或第二喷嘴构件72的下表面72A的面,是与村底载台 PST所支承的衬底P表面相对的面。所以,喷嘴调整机构80调整下表 面71A、 72A中的至少一者与村底P表面之间的相对距离以及相对倾斜 中的至少一者。其中,在以下的说明中,将第一、第二喷嘴构件71、 72 中与衬底P表面相对的下表面71A、 72A适当地并称为"喷嘴构件70 的下表面70A"。

在本实施方式之中,作为曝光装置EX将以使用扫描型曝光装置(所谓的扫描步进机)的情况为例进行说明,扫描型曝光装置是一边使掩模

M和衬底P在扫描方向上以相互不同的朝向(相反方向)同步移动, 一边将形成在掩模M上的图案曝光到衬底P上的装置。当然,也可以 是使掩模M和衬底P在同一扫描方向上同步移动的扫描型曝光装置。 在以下的说明当中,将与投影光学系统PL的光轴AX—致的方向设为 Z轴方向,将掩才莫M和^J"底P在垂直于Z轴方向的平面内的同步移动 方向(扫描方向)i殳为X轴方向,将垂直于Z轴方向以及X轴方向的 方向(非扫描方向)设为Y轴方向。另外,将绕X轴、Y轴以及Z轴

的旋转(倾斜)方向分别设为gx、 0Y、以及ez方向。

曝光装置EX具备:设于地面上的基座9;和设于该基座9上的主 机架1。在主才几架1上形成有向内侧突出的上侧阶梯部7以及下侧阶梯 部8。照明光学系统IL是利用曝光用光EL对掩模载台MST所支撑的 掩模M进行照明的系统,其由固定在主机架1的上部的支架3支撑。

照明光学系统IL具有:曝光用光源、将从曝光用光源射出的光束 的照度均匀化的光学积分器、将来自光学积分器的曝光用光EL聚光的 聚光透镜、中继透镜系统、以及设定曝光用光EL在掩模M上形成的照 明区域的视场光阑等。掩模M上的规定的照明区域由照明光学系统IL 以均匀照度分布的曝光用光EL照明。作为从照明光学系统IL射出的 曝光用光F丄,例如可以使用从水银灯射出的辉线(g线、h线、i线)、 krF受激准分子激光(波长248nm )等深紫外线(DUV )、和ArF受激 准分子激光(波长193nm)及F2激光(波长157nm )等真空紫外线(VUV 光)等。在本实施方式中采用ArF受激准分子激光。

在本实施方式之中,使用了纯水作为液体LQ。纯水不仅可以透过 ArF受激准分子激光,也可以透过例如由水银灯射出的辉线(g线、h 线、i线)以及KrF受激准分子激光(波长248nm )等深紫外线(DUV )。

掩模载台MST可在保持掩模M的状态下移动。掩模载台MST利 用真空吸附(或静电吸附)来保持掩模M。掩模载台MST的下表面设 有多个作为非接触轴承的空气轴承(air bearing) 45。掩模载台MST 通过空气轴承45以非接触方式被支承在掩模平台4的上面(引导面)。 掩模载台MST以及掩模平台4的中央部,分别设有可以使掩模M的图 案像通过的开口部(用MK1、 MK2表示开口部的侧壁)。掩模平台4隔着防振装置46被支承于主机架1的上侧阶梯部7。即、掩模载台MST 隔着防振装置46以及掩模平台4支承于主机架1 (上侧阶梯部7)。另 外,掩模平台4与主机架1因防振装置46而在振动上分离,使得主机 架1的振动不会传递到支承掩模载台MST的掩模平台4。

掩模载台MST通过被控制装置CONT所控制的包括线性电机等的 掩模载台驱动机构MSTD的驱动,在保持了掩模M的状态下,在掩模 平台4上,在与投影光学系统PL的光轴AX垂直的平面内、即XY平

面内,可以进行二维移动以及在ez方向上进行微小转动。掩模台MST

可以在X轴方向以指定的扫描速度移动,掩模M的整个面至少具有可 以横切投影光学系统PL的光轴AX的X轴方向的移动行程。

掩模载台MST上固定设置有与掩模载台MST —同移动的移动镜 41。另外,在与移动镜41相对的位置设有激光干涉仪42。掩模载台 MST上的掩模M的二维方向的位置、以及0Z方向的转角(根据情况 也包括0X、 OY方向的转角),利用激光干涉仪42实时计测。激光干涉 仪42的计测结果被输出到控制装置CONT。控制装置CONT基于激光 干涉仪42的计测结果,驱动掩模载台驱动装置MSTD,进行保持于掩 模载台MST上的掩模M的位置控制。

投影光学系统PL是以规定的投影倍率p将掩模M的图案投影到村 底P上的系统,由包括设于衬底P侧的前端部的光学元件LSI的多个 光学元件构成,这些光学元件由镜筒PK保持。在本实施方式中,投影 光学系统PL是投影倍率p为例如1/4、 1/5、或l/8的缩小系统。另夕卜, 投影光学系统PL也可是等倍系统以及放大系统的任意一者。投影光学 系统PL也可是不含有反射元件的折射系统、不含有折射元件的反射系 统、或含有反射元件和折射元件的反射折射系统的任意一者。

保持投影光学系统PL的镜筒PK的外周设有凸缘PF,投影光学系 统PL通过该凸缘PF被支承在镜筒平台5上。镜筒平台5隔着防振装 置47被支承于主机架1的下侧阶梯部8。即、投影光学系统PL通过防 振装置47以及镜筒平台5被支承于主机架1 (下侧阶梯部8)。另外, 镜筒平台5与主机架1因防振装置47而在振动上分离,使得主机架1 的振动不会传递到支承投影光学系统PL的镜筒平台5。

村底载台PST可在支承保持衬底P的衬底保持件PH的状态下移

13动。衬底保持件PH是通过例如真空吸附等来保持衬底P的。在衬底载 台PST上设有凹部50,用于保持衬底P的村底保持件PH配置于凹部 50。此外,衬底栽台PST的除了凹部50以外的上表面51,是与衬底保 持件PH所保持的村底P的表面大致相同高度(同一平面)的平坦面(平

坦部)。

在衬底载台PST的下表面设有多个作为非接触轴承的空气轴承(air bearing) 48。衬底载台PST通过空气轴承48以非接触方式支承于衬底 平台6的上面(引导面)。衬底平台6通过防振装置49支承于基座9上。 另外,衬底平台6与主机架1和基座9 (地面)因防振装置49而在振动 上分离,使得基座9 (地面)或主机架1的振动不会传递到用于支承衬 底载台PST的衬底平台6。

衬底载台PST通过控制装置CONT所控制的包括线性电机等的衬 底载台驱动机构PSTD的驱动,在将衬底P保持于衬底保持件PH的状

态下,在衬底平台6上,可以在XY平面内进行二维移动以及在ez方 向上进行-隞小转动。并且,衬底载台psT也可以在z轴方向、ex方向、

以及0Y方向移动。所以,支承于衬底载台PST上的村底P的表面,可

以在x轴、Y轴、z轴、ox、 eY以及ez方向这六个自由度方向上移动。

衬底载台PST的侧面固定设置有与村底载台PST —同移动的移动 镜43。在与移动镜43相对的位置设有激光千涉仪44。村底载台PST 上的衬底P的二维方向的位置以及转角,由激光干涉仪44实时计测。

另外,曝光装置EX具备如日本特开平8-37149号公报所公开的那 样的斜入射方式的聚焦调平检测系统30,该聚焦调平检测系统30用于 检测支承在衬底栽台PST上的衬底P的表面的面位置信息。聚焦调平 检测系统30具备:经由液体LQ将检测光La照射到衬底P表面的投光 系统31;和接受照射在衬底P表面的检测光La的反射光的受光系统32。 聚焦调平检测系统30检测衬底P表面的面位置信息(Z轴方向的位置 信息、以及衬底P的OX以及0Y方向的倾斜信息)。其中,聚焦调平检 测系统也可以采用不使用液体LQ而将检测光La照射在衬底P表面的 方式的系统,还可以采用使用了静电电容型传感器的方式的系统。

激光干涉仪44的计测结果被输出到控制装置CONT。聚焦调平检测系统30的检测结果也净皮输出到控制装置CONT。控制装置CONT基 于聚焦调平检测系统30的检测结果,驱动衬底载台驱动机构PSTD,控

制村底p的聚焦位置(z位置)以及倾斜角(ex、 eY),以自动聚焦方

式、以及自动调平方式将衬底P表面与投影光学系统PL的像面对准, 并且基于激光千涉仪44的计测结果,进行衬底P的X轴方向、Y轴方 向、以及0Z方向的^f立置控制。

浸液机构100的液体供给机构10,将液体LQ提供到投影光学系统 PL的像面侧。液体供给机构10具备:可送出液体LQ的液体供给部11; 其一端部连接在液体供给部11上的供给管13。供给管13的另一端部与 第一喷嘴构件71连接。液体供给部ll具备:收纳液体LQ的槽、加压 泵、调整所供给的液体LQ的温度的温度调整装置、以及除去液体LQ 中的杂质(包括气泡)的过滤组件等。液体供给部11的动作由控制装 置C(別T控制。

另外,曝光装置EX的液体供给机构10并不需要具备槽、加压泵、 温度调整装置、过滤组件等的全部,也可以用设置曝光装置EX的工厂 等中的设备来替代这些构件中的至少一部分。

浸液4几构100的液体回收才几构20,回收投影光学系统PL的<象面侧 的液体LQ。、液体回收机构20具备:可回收'液体LQ的液体回收部21; 和其一端部连4妄在液体回收部21上的回收管23。回收管23的另一端部 与第二喷嘴构件72连接。液体回收部21具备:例如真空泵等真空系统 (吸引装置)、分离回收了的液体LQ和气体的气液分离器、以及收纳 回收了的液体LQ的槽等。液体回收部21的动作由控制装置CONT控 制。

另外,曝光装置EX的液体回收机构20,不需要具备真空系统、气 液分离器、槽等的全部,也可以用设置曝光装置EX的工厂等中的设备 来替代这些构件中的至少一部分。

图2是表示投影光学系统PL的像面侧前端附近的侧剖视图。其中, 在图2中作为构成投影光学系统PL的光学元件表示了三个光学元件 LSI〜LS3,但实际上投影光学系统PL也可以由三个以上的多个光学元 件构成。构成投影光学系统PL的多个光学元件之中的设于投影光学系 统PL的像面侧前端附近的光学元件LSI,是没有透镜作用的无光焦度的光学元件,是平行平面板。即、光学元件LS1的下表面Tl以及上表 面T2分别大致为平面,并且相互也大致平行。另外,作为光学元件LSI 也可以形成为其上表面T2向投影光学系统PL的物体面侧(掩模M侧) 膨胀,具有光焦度的光学元件。

光学元件LSI的上表面T2的外径形成得大于下表面Tl的外径, 在光学元件LSI的上表面T2附近形成有凸缘部Fl。镜筒PK设置成围 绕光学元件LSI的外侧面Cl,在镜筒PK的内侧设有支承光学元件LSI 的凸缘部Fl的支承部PKF。而且,镜筒PK的下表面TK和支承于(保 持)镜筒PK的光学元件LSI的下表面Tl大致处于同一平面。

镜筒PK的内侧面PKS与光学元件LSI的外侧面Cl之间设有规定 的间隙(gap) Gl。在间隙Gl上设有密封构件60。密封构件60是抑 制浸液区域AR2的液体LQ浸入间隙Gl,并且抑制间隙Gl中存在的 气体混入浸液区域AR2的液体LQ的构件。如果液体LQ浸入间隙Gl, 则可能会对光学元件LS1的外侧面Cl作用力,该力可能会使得光学元 件LSI产生振动或变形。另外,间隙Gl中存在的气体混入浸液区域 AR2的液体LQ后,混入的气体(气泡)可能会浸入到曝光用光EL的 光路上。为降低这些可能性,在镜筒PK的内侧面PKS和光学元件LSI 的外侧面CI之间的间隙Gl处设置了密封构件60。

在本实施方式之中,密封构件60是截面为V形的V形圏,V形圏 的主体部保持于镜筒PK的内侧面PKS上。另外,在V形圏的具有挠 性的前端部与光学元件LSI的外侧面CI接触。如果密封构件60是可 以抑制浸液区域AR2的液体LQ向间隙Gl浸入、以及间隙G2中存在 的气体向浸液区域AR2混入、且对光学元件LSI的应力丰支小的构件, 则也可以使用例如O形圏、C形圏等各种密封构件。

喷嘴构件70在投影光学系统PL的像面侧前端附近,形成为围绕该 投影光学系统PL的环形,具备:配置成围绕投影光学系统PL的光学 元件LSI的第一喷嘴构件71、和配置成围绕在该第一喷嘴构件71的外 侧的第二喷嘴构件72。第一喷嘴构件71由保持构成投影光学系统PL 的光学元件的镜筒PK支承。第一喷嘴构件71是环形构件,连接于镜 筒PK的外侧面PKF。此外,在镜筒PK的外侧面PKC与第一喷嘴构 件71的内侧面71S之间没有间隙(gap)。即、镜筒PK与第一喷嘴构

16件71之间无间隙地接合,大致成为一体。所以浸液区域AR2的液体 LQ不会浸入镜筒PK的外侧面PKC与第一喷嘴构件71的内侧面71S 之间。另外,可以防止因为镜筒PK的外侧面PKC与第一喷嘴构件71 的内侧面71S之间有间隙而向浸液区域AR2的液体LQ混入气体。

第二喷嘴构件72通过支承机构81支承在主机架1的下侧阶梯部8 上。支承机构81具备:连接构件82;设于连接构件82的一端部(上端 部)和下侧阶梯部8之间的驱动机构83,连接构件82的另一端部(下 端部)被连接(固定)在第二喷嘴构件72的上表面。支承机构81通过 驱动驱动机构83,可以使第二喷嘴构件72相对于主机架1的下侧阶梯 部8进行移动。另外,虽然没有图示,但是支承机构81也具备被动式 防振机构,该被动式防振机构防止由第二喷嘴构件72产生的振动传递 到主机架1的下侧阶梯部8。被动式防振机构i殳于连接构件82与主4几架 l的下侧阶梯部8之间,利用空气弹簧(例如气缸或风箱)等构成,通 过气体(空气)的弹性作用来防止第二喷嘴构件72的振动传递到主机 架l。其中,被动式防振机构也可是包括螺旋弹簧的机构。第二喷嘴构 件72与第一喷嘴构件71—样,是环形构件,设置成围绕第一喷嘴构件 71的外侧面71C。此外,在连接于镜筒PK的第一喷嘴构件71的外侧 面71C和支承于支承机构81上的第二喷嘴构件72的内侧面72S之间设 置有规定的间隙G2 (gap)。因此,第一喷嘴构件71和第二喷嘴构件 72没有直接连接而在振动上被分离开。

第一、第二喷嘴构件71、 72各自具有与衬底P表面(衬底载台PST 上表面)相对的下表面71A、 72A。连接于镜筒PK的第一喷嘴构件71 的下表面71A、和支承于支承机构81上的第二喷嘴构件72的下表面 大致处于同一平面。另外,第一、第二喷嘴构件71、 72的下表面71A、 72A、和光学元件LSI的下表面Tl大致处于同一平面。所以,在本实 施方式中,第一喷嘴构件71的下表面71A、和第二喷嘴构件72的下表 面72A、镜筒PK的下表面TK、光学元件LSI的下表面Tl大致处于 同一平面。

将液体LQ提供到衬底P上的供给口 12,设置于第一喷嘴构件" 的下表面71A。另外,回收衬底P上的液体LQ的回收口 22,设于第二 喷嘴构件72的下表面72A。供给口 12在第一喷嘴构件71的下表面"71A 上设置有多个,使得围绕投影光学系统PL的光轴AX (参照图3)。另外,回收口 22在第二喷嘴构件72的下表面72A上,设置为相对于投影 光学系统PL的光轴AX,比设置于第一喷嘴构件71的下表面71A上的 供给口 12靠向外側。回收口 22在第二喷嘴构件72的下表面72A上, 例如形成为环形的狭缝状,使得围绕投影光学系统PL的光轴AX (参 照图3)。另外,在本实施方式中,回收口 22处配置有多孔构件(网状 构件)22P。

在第一喷嘴构件71的内部设有将多个供给口 12的每一个与供给管 13连接起来的内部流路14。形成于第一喷嘴构件71的内部流路14,在 中途分支,使得可连接多个供给口 12的每一个。另外,在第二喷嘴构 件72的内部i史有连接环形的回收口 22和回收管23的内部流路24 (参 照图2)。内部流路24形成为与环形回收口 22相对应的环形,具备:连 接于该回收口 22的环形流路;和连接该环形流路的一部分与回收管23 的歧管流路。在将液体LQ供给到衬底P上时,控制装置CONT通过 液体供给部11送出液体LQ,经由供给管13、以及第一喷嘴构件71的 内部流路14,通过设于衬底P上方的供给口 12将液体LQ供给到衬底 P上。在回收^j"底P上的液体LQ时,控制装置CONT驱动液体回收部 21。通过驱动液体回收部21,衬底P上的液体LQ经由i殳于衬底P的 上方的回收口 22流入第二喷嘴构件72的内部流路24,通过回收管23 将其回收到液体回收部21。

在形成液体LQ的浸液区域AR2之时,控制装置CONT使用浸液 机构100的液体供给机构10以及液体回收机构20向衬底P上供给液体 LQ以及从衬底P上回收液体LQ。液体LQ填充到喷嘴构件70的下表 面70A (71A、 72A)以及投影光学系统PL的光学元件LSI的下表面 Tl与衬底P表面之间而形成浸液区域AR2。

图3是从下侧看到的喷嘴构件70的图。如图3所示,支承第二喷 嘴构件72的支承机构81具备:三个连接构件82;与这些连接构件82 对应地设置的三个驱动机构83。连接构件82分别沿着第二喷嘴构件72 的周向(0Z方向)以大致等间隔(120°间隔)配置。各连接构件82 的下端分别固定在第二喷嘴构件72的上表面的三个规定位置。驱动机

;在本实施方式中,驱动才几构83也^:致等间隔(12(T'间隔、配置三 个。另外,上述的^^动式防振机构也与连接构件82对应地设置三个。驱动机构83是利用例如由罗伦兹力驱动的音圏电机或线性电机等构成 的。用罗伦兹力驱动的音圏电机等具有线圏部和磁铁部,这些线圏部和 磁铁部在非接触状态下驱动。因此,通过音圏电机等用罗伦兹力驱动的 驱动机构构成驱动才几构83,可以抑制振动的发生。

驱动机构83的动作被控制装置CONT所控制。控制装置CONT使 用三个驱动机构83,相对于主机架1的下侧阶梯部8驱动连接于连接构 件82的第二喷嘴构件72 (变位或移动)。即、控制装置CONT调整多 个驱动机构各自的驱动量,由此调整连接于连接构件82上的第二喷嘴 构件72的位置以及姿势(倾斜)中的至少一者。在本实施方式中,驱 动机构83设置有三个,控制装置CONT调整多个驱动机构83各自的

驱动量,可以与gx、 oy以及ez轴方向这三个自由度方向相关地驱动

第二喷嘴构件72。

另外,控制装置CONT基于检测衬底P表面的位置信息的聚焦调平 检测系统30的检测结果,调整第二喷嘴构件72的位置以及姿势中的至

少一者。

另外,这里喷嘴调整才几构80具有三个驱动机构83,但驱动机构83 的个数以及位置可以任意设定。例如也可以设置六个驱动机构83,与六

个自由度(x轴、Y轴、z轴、ex、 0Y以及ez方向)方向相关地驱动

(变位或移动)第二喷嘴构件72。这样,驱动机构83的个数以及位置 可以根据想要驱动第二喷嘴构件72的自由度的个数适当地设定。

接着,对使用具有上述结构的曝光装置EX将掩模M的图案像投影 到衬底P上而对衬底P曝光的方法进行说明。

将衬底P装载到衬底保持件PH上之后,控制装置CONT使用浸液 才几构100的液体供给机构10以及液体回收机构20向衬底P上供给液体 LQ和从衬底P上回收液体。通过利用浸液机构100的液体供给动作以 及液体回收动作,可以将液体LQ填充在喷嘴构件70的下表面70A以 及投影光学系统PL的下表面Tl与衬底P表面之间,在衬底P上局部 地形成液体LQ的浸液区域AR2。

本实施方式中的曝光装置EX,是一边在X轴方向移动掩模M和衬 底P —边将掩模M的图案像投影到衬底P上的装置,衬底P —边在X

19轴方向移动一边进行扫描曝光。在扫描曝光之时,经由浸液区域AR2 的液体LQ以及投影光学系统PL,将掩模M的一部分图案像投影到投 影区域AR1内,村底P与掩模M在-X方向(或+ X方向)以速度V 进行的移动同步,相对于投影区域AR1在+ X方向(-X方向)以速 度P.V ( P是投影倍率)移动。在衬底P上设定多个曝光区域,当对一 个曝光区域的曝光结束后,通过衬底P的步进移动,将下一个曝光区域 移动到扫描开始位置,其后,以分步扫描方式一边移动衬底P—边依次 进行对各个曝光区域的扫描曝光处理。

在各个曝光区域的扫描曝光中,衬底P的面位置信息(Z方向的位 置信息以及倾斜信息)通过聚焦调平检测系统30来检测。控制装置 CONT在衬底P的扫描曝光中,基于聚焦调平检测系统30的检测结果, 调整衬底P表面与投影光学系统PL的像面的位置关系。具体就是,控 制装置C()NT通过衬底栽台驱动机构PSTD驱动村底载台PST,调整 配置在该衬底栽台PST上的村底P的面位置信息(Z轴位置、0X、 eY), 以使衬底P表面与经由投影光学系统PL以及液体LQ形成的像面一致。 作为调整衬底P与投影光学系统PL的像面之间的位置关系的调整机 构,不仅可以是调整衬底P表面的面位置的衬底载台PST(衬底载台驱 动机构PSTD),也可以是例如日本特开昭60-78454号^H艮所公开的i殳 在投影光学系统PL上的成像特性调整装置。成像特性调整装置驱动构 成投影光学系统PL的多个光学元件中的特定光学元件,或进行镜筒PK 内部的压力调整,可以调整投影光学系统PL的像面位置。所以,控制 装置C()NT基于聚焦调平检测系统30的检测结果,驱动成像特性调整 机构,由此可以调整衬底P表面与投影光学系统PL的像面之间的位置 关系,使投影光学系统PL的像面与村底P表面一致。另外,也可以并 用衬底载台PST的驱动和成像特性调整装置的驱动,使衬底P表面与 投影光学系统PL的像面 一致。

另外,控制装置CONT根据村底P的面位置(Z位置、eX、 6Y)

调整第二喷嘴构件72的位置以及姿势(z位置、ex、 ey)中的至少一

者。具体就是,控制装置CONT基于衬底P表面的面位置信息、即聚 焦调平检测系统30的检测结果,调整第二喷嘴构件72的位置以及姿势 中的至少一者,将第二喷嘴构件72的环形下表面72A与衬底P表面的 相对距离以及相对倾斜中的至少一者调整到所希望的状态。如果第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面的相对距离或相 对倾斜发生变动,则可能会无法良好地保持液体LQ,而使浸液区域AR2 的液体LQ流出或使气泡混入浸液区域AR2。控制装置CONT在衬底P 的扫描曝光中,驱动驱动机构83来调整第二喷嘴构件72的位置以及姿 势中的至少一者,以便将第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面 的相对距离以及相对倾斜维持大致固定。由此,可以将液体LQ良好地 保持在第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P之间,防止浸液区域AR2 的液体LQ流出或气泡混入浸液区域AR2。

在本实施方式中,控制装置CONT调整第二喷嘴构件72的位置以 及姿势中的至少一者,以便使村底P与第二喷嘴构件72的下表面72A 的距离为L1 (大致lmm)并使衬底P表面与下表面72大致平行。即、 如图4 ( A)所示的示意图那样,在衬底P的扫描曝光中,在为了使投 影光学系统P1的像面与衬底P表面一致,而改变了衬底P表面的Z轴 方向的位置的情况下,控制装置CONT利用驱动机构83,改变喷嘴构 件70的与Z轴方向相关的位置,将第二喷嘴构件72的下表面72A与 村底P表面的相对距离维持为规定距离Ll。另外,如图4(B)、图(C) 所示,在衬底P表面在0X、0Y方向发生倾斜的情况下,控制装置CONT 一边将第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面的相对距离维持为 规定距离Ll, 一边利用驱动机构83改变第二喷嘴构件72的与eX方向 或OY方向相关的位置(第二喷嘴构件72的倾斜),将第二喷嘴构件72 的下表面72A与衬底P表面的相对倾斜维持为大致平行。即、控制装 置CONT根据衬底P的表面位置的变化驱动驱动机构83,使第二喷嘴 构件72的下表面72A在衬底P表面的法线方向以及倾斜方向移动。另 外,第二喷嘴构件72的初始位置以及初始倾斜,根据与衬底P的基准 面位置(设计值)的关系,被预先分别设定为规定的数值,驱动机构83 以该设定的初始值为基准来使第二喷嘴构件72变位,将第二喷嘴构件 72的下表面72A与衬底P表面的相对距离维持为规定距离Ll,并且维 持第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面的平行。

这样,控制装置CONT在村底P的扫描曝光中,通过调整第二喷嘴 构件72的位置以及姿势中的至少一者,使得追随衬底P的面位置的变 化,由此可以将第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面的相对距 离以及相对倾斜维持为恒定。另外,在本实施方式中,喷嘴构件70的下表面70A (71A、 72A)、 镜筒PK的下表面TK、和投影光学系统PL (光学元件LS1)的下表面 Tl大致处于同一平面。所以,浸液区域AR2良好地形成在喷嘴构件70 的下表面70A以及投影光学系统PL的下表面Tl与村底P之间。其中, 下表面71A、下表面72A、下表面TK以及下表面Tl不必一定处于同 一平面,可以设定各个下表面的Z方向的位置,使得能够良好地维持浸 液区域AR2。另外,通过使与浸液区域AR2的液体LQ接触的液体接 触面,即喷嘴构件70的下表面70A或投影光学系统PL的下表面Tl、 镜筒PK的下表面TK与液体LQ具有亲液性,可以将浸液区域AR2更 好地维持为所希望的状态。另外,衬底P的周围设有与村底P表面大致 处于同一平面的上表面51,为在村底P的边缘部的外侧大致没有台阶 部的状态。所以,在对村底P表面的边缘区域进行浸液曝光之时,可以 将液体LQ保持在投影光学系统PL的像面侧,而良好地形成浸液区域 AR2。另夕卜,虽然在衬底P的边缘部和设于该衬底P的周围的平坦面(上 表面)51之间具有(U ~ lmm左右的间隙,但是,该液体LQ的表面张 力使得液体LQ几乎不会浸入该间隙。另外,通过预先使上表面51对 液体LQ具有疏液性,即使在浸液区域AR2的一部分配置到上表面51 上的情况下(即形成浸液区域AR2的液体LQ,保持于衬底P和村底载 台PST的上表面51与喷嘴构件70的下表面70A和投影光学系统PL 的下表面Tl之间的情况下),也可以抑制液体LQ向衬底载台PST外 侧流出,还可以防止液体LQ残留在上表面51上。

在本实施方式中,液体回收机构20驱动i殳在液体回收部21上的真 空系统,由此通过回收口 22回收液体LQ。此时,液体LQ可能会与周 围的气体一同经由回收口 22回收。因此,具有回收口 22的第二喷嘴构 件72与第一喷嘴构件71相比易于发生振动。但是,由于在第二喷嘴构 件71与第二喷嘴构件72之间设有间隙G2 (彼此不是机械连接),所以 第二喷嘴构件72产生的振动,不会直接传递到第一喷嘴构件71以及与 第一喷嘴构件71连接的镜筒PK (投影光学系统PL)。

另外,由于第二喷嘴构件72由包括被动式防振机构的支承机构81 支承在主机架l (下侧阶梯部8)上,所以也可以防止第二喷嘴构件72 产生的振动传递到主机架1。

另外,通过支承机构81支承第二喷嘴构件72的主机架1、和通过

22凸缘PF支承投影光学系统PL的镜筒PK的镜筒平台5,通过防振装置 47在振动上分离。所以,利用支承机构81的被动式防振机构和防振装 置47各自的功能,可以防止第二喷嘴构件72产生的振动传递到投影光 学系统PL。另外,主机架1与支承衬底载台PST的村底平台6通过防 振装置49在振动上分离。所以,也可以防止第二喷嘴构件72产生的振 动通过主机架1以及基座9传递到衬底载台PST。另外,主机架l和支 承掩模载台MST的掩模平台4,通过防振装置46在振动上分离。所以, 也可以防止第二喷嘴构件72产生的振动通过主机架1传递到掩模栽台 MST。

另外,第一喷嘴构件71未设置回收口 ,仅具有供给液体LQ的供给 口 12,在通过回收口 12供给液体LQ之时,产生对曝光精度造成影响 的程度的振动的可能性较小。所以,即使第一喷嘴构件71与投影光学 系统PL的镜筒PK连接,由于投影光学系统PL (镜筒PK)因第一喷 嘴构件71而产生对曝光精度造成影响的程度的振动的可能性较低,所 以也可以维持曝光精度。

另外,间隙G2具有即使第二喷嘴构件72被驱动机构83驱动也不 会使第二喷嘴构件72与第一喷嘴构件71相碰(不会干涉)程度的距离。 所以,不会妨碍驱动机构83对第二喷嘴构件72的驱动。另外,连接在 第二喷嘴构件72上的回收管23的至少一部分,优选利用可以伸缩并具 有挠性的管等构成,以便不妨碍第二喷嘴构件72的驱动。

另外,随着用于扫描曝光的衬底P的移动,在投影光学系统PL的 下表面以及喷嘴构件70的下表面70A与衬底P之间的浸液区域AR2 的液体LQ,可能会被移动的衬底P牵引而移动。例如如图5所示,随 着衬底P向+ X方向的移动,浸液区域AR2的液体LQ的一部分可能 会在+ X方向移动。但是,由于在第一喷嘴构件71和第二喷嘴构件72 之间形成有间隙G2,该间隙G2的上端部向大气开》文,所以液体LQ可 以出入间隙G2。因而,即使喷嘴构件70的大小(直径)较小,也可以 抑制液体LQ向回收口 22的外侧流出。

另外,存在于间隙G2的气体可能会混入浸液区域AR2的液体LQ 中,但是,由于间隙G2设置成相对于曝光用光EL的光路(投影区域 AR1 ),比供给口 12还靠向外侧,从供给口 12供给的液体LQ的一部分,形成比供给口 12靠向外侧的液流(图5中参照箭头yl ),所以,即 使气泡从间隙G2向浸液区域AR2的液体LQ中混入,该混入了的气泡 也会因从供给口 12供给的液体LQ的一部分的流动,而远离曝光用光 EL的光路。因此,可以防止混入的气体(气泡)浸入曝光用光EL的 光路而造成向村底P上转印掩模M的图案的精度劣化。

如以上说明的那样,在通过将液体LQ保持在喷嘴构件70的下表面 70A与衬底P表面之间而形成浸液区域AR2的情况下,通过根据衬底P 的面位置调整喷嘴构件70的位置以及姿势中的至少一者,可以将喷嘴 构件70与衬底P的位置关系维持在所希望的状态。所以,在扫描曝光 中衬底P的面位置即使发生变化,也可以将液体LQ良好地保持在喷嘴 构件70与衬底P之间,进而也可以良好地保持在投影光学系统PL与 衬底P之间。所以,可以抑制液体LQ向衬底P的外侧流出或向液体 LQ中混入气泡,曝光装置EX可以高精度地进行曝光处理。

特别是在本实施方式中,由于调整第一、第二喷嘴构件71、 72中 具有回收口 22的第二喷嘴构件72的位置以及姿势中的至少一者,所以 可以一边追随衬底P的面位置的变化, 一边通过第二喷嘴构件72的回 收口 22良好地回收液体LQ。所以,在邱于底P的扫描曝光中,液体回 收机构22可以良好地回收液体LQ。另外,也可以不将第一喷嘴构件 71连接于镜筒P,而是与第二喷嘴构件72 —样通过具有驱动机构的支 承机构支承于主机架1的下侧阶梯部,与第二喷嘴构件72分开地根据 衬底P的面位置调整第一喷嘴构件71的位置以及姿势(Z方向的位置 以及倾斜)中的至少一者。

〈第二实施方式〉

接下来参照图6对本发明的第二实施方式进行说明。其中,在以下 的说明中,对于与上述的实施方式相同或同等的结构部分标记相同的符 号,并省略或简化其说明。

第二实施方式的特征部分是:喷嘴构件70由一个构件构成,在喷 嘴构件70的下表面70A上分别设有供给液体LQ的供给口 U以及回收 液体LQ的回收口22。图6中,喷嘴构件70是形成为围绕投影光学系 统PL的环形构件,在投影光学系统PL的镜筒PK的外侧面PKC与喷 嘴构件70的内侧面70S之间设有规定的间隙G3。通过该间隙G3,即1吏喷嘴构件70随着液体LQ的供给或回收发生振动,也可以防止该振 动被直接传递到投影光学系统PL。此外,该喷嘴构件70通过具有驱动 机构83的支承机构81支承于主机架1的下侧阶梯部8。在对村底P扫 描曝光之时,控制装置CONT基于聚焦调平检测系统30的检测结果, 调整喷嘴构件70的位置以及姿势中的至少一者。这样,即使在喷嘴构 件70是由一个构件构成的情况下,通过根据衬底P的面位置调整喷嘴 构件70的位置以及姿势中的至少一者,也可以防止液体LQ的流出或 气泡混入浸液区域AR2 。

〈第三实施方式〉

接下来参照图7对本发明的第三实施方式进行说明。第三实施方式 与笫一实施方式的不同点,即第三实施方式的特征部分是,供给液体 LQ的供给口 12设于镜筒PK的下表面TK上,连接该供给口 12和供 给管13的内部流路14设于镜筒PK上。即、在本实施方式中,在保持 构成投影光学系统PL的光学元件LS1的镜筒PK上,包括用于供给液 体LQ的第一喷嘴构件71。此外,围绕具有该供给口 12的镜筒PK设 置有第二喷嘴构件72。第二喷嘴构件72在其下表面72A上具有回收口 22,通过支承机构81支承于主机架1的下侧阶梯部8。第二喷嘴构件 72是形成为围绕投影光学系统PL的环形构件,在投影光学系统PL的 外侧面PKC与第二喷嘴构件72的内侧面72S之间设有规定的间隙G4。 通过该间隙G4,即^吏第二喷嘴构件72随着经由回收口 22回收液体LQ 而发生振动,也可以防止该振动直接传递到投影光学系统PL。另外, 如上所示,由于通过供给口 12将液体LQ供给到衬底P上时的振动较 小,所以供给口 12即使形成在镜筒PK上,镜筒PK也几乎不会因为液 体LQ的供给而产生对曝光精度造成影响程度的振动。另外,通过在镜 筒PK上设置供给口 12,可以减小浸液区域AR2的大小。此外,随着 浸液区域AR2的小型化,可以缩短衬底载台PST的移动行程,进而可 以实现曝光装置EX整体的小型化。

〈第四实施方式〉

接下来参照图8对本发明的第四实施方式进4亍i兌明。第四实施方式 与第一实施方式的不同点、即第四实施方式的特征部分是,曝光装置 EX具备用于检测喷嘴构件70 (第二喷嘴构件72)与衬底载台PST的相对位置关系的检测器110。另外,控制装置CONT基于检测器110的 检测结果,调整第二喷嘴构件72的位置以及姿势中的至少一者。

检测器110具备:计测衬底载台PST与第二喷嘴构件72的与X轴 方向相关的位置关系的X干涉仪111;计测衬底载台PST与第二喷嘴构 件72的与Y轴方向相关的位置关系的Y干涉仪112 (在图8中没有图 示);计测衬底载台PST与第二喷嘴构件72的与Z轴方向相关的位置 关系的Z干涉仪113。这些干涉仪111〜113设于衬底载台PST的不会 妨碍曝光处理的规定位置。在图8中各个干涉仪111-113设于衬底台 PST的侧面。

检测器110具备多个(两个)X干涉仪lll (111A、 111B)。具体就

是,检测器no在衬底载台PST的侧面具备沿着Y轴方向并列设置的

两个X干涉仪111A、 111B。另外,在第二喷嘴构件72的侧面上设有与 X干涉仪111A、 U1B分别对应的反射面114 ( 114A、 114B), X干涉仪 111的计测光束通过反射镜照射在反射面114上。控制装置CONT基于 X干涉仪111A、 111B中的至少一者的计测结果,可以求出第二喷嘴构 件72相对于衬底载台PST的与X轴方向相关的位置。另外,控制装置 CONT基于多个X干涉仪lllA, 111B的各自的测量结果,可以计算第 二喷嘴构件72相对于衬底载台PST的与0Z轴方向相关的位置。

另外,检测器110具备一个Y干涉仪118。具体就是,检测器110 具备设于村底栽台PST的侧面的Y干涉仪118。另外,第二喷嘴构件 72的侧面设有与y干涉仪对应的反射面(没有图示)。控制装置CONT 基于Y干涉仪的计测结果,可以求出第二喷嘴构件72相对于衬底载台 PST的与Y轴方向相关的位置。

另外,检测器110具备多个(三个)Z干涉仪113。具体就是,检 测器110具备:在衬底载台PST的侧面沿着X轴方向并列地设置的两 个Z干涉仪U3A、 113B;设置于与该Z干涉仪113B关于Y轴方向并 列的位置的Z干涉仪U3C (但是在图8中没有图示)。另外,在第二喷 嘴构件72的侧面设有与Z干涉仪113A、 113B、 1BC分别对应的反射 面116(U6A、 116B、 116C)。 Z干涉仪113的计测光束通过反射镜照 射在反射面116上。控制装置CONT基于Z千涉仪111A、 111B、 113C 中的至少任意一者的计测结果,可以求出第二喷嘴构件72相对于衬底载台PST的与Z轴方向相关的位置。另外,控制装置CONT基于多个 Z干涉仪111A、 lllB、 113C中的至少任意两个的计测结果,可以求出 第二喷嘴构件72相对于4于底载台PST的与0X以及GY轴方向相关的位 置,即第二喷嘴构件72相对于衬底载台PST的倾斜。

这样,控制装置CONT基于多个干涉仪111-113的计测结果,可

以求出与六个自由度方向(x轴、Y轴、z轴、ex、 eY以及ez)相关

的第二喷嘴构件72相对于衬底栽台PST的位置。

另外,可以任意i殳定X干涉仪、Y干涉仪、以及Z千涉仪的个数以 及配置。例如也可以设置一个X干涉仪,设置两个Y干涉仪。总之, 只要是使用多个干涉仪构成为可以计测第二喷嘴构件72的与六个自由 度(至少Z位置、OX、 0Y)方向相关的位置即可。另外,作为检测器 110不限于干涉仪,例如也可以使用具有静电电容传感器、编码器等其 他结构的位置计测爿f义。

各个干涉/f义m ~ 113和控制装置CONT连接,各个干涉仪111 ~ 113 的计测结果输出到控制装置CONT。控制装置CONT基于多个干涉仪 111 ~ 113的计测结果,可以计算与六个自由度方向(X轴、Y轴、Z轴、 0X、 0Y以及OZ)相关的第二喷嘴构件72相对于衬底载台PST的位置。 控制装置CONT基于所求出的位置信息,在衬底P的扫描曝光中驱动 驱动机构83,调整衬底载台PST与第二喷嘴构件72的位置关系。这里, 在连接于控制装置CONT的存储装置MRY中预先存储有衬底载台PST 与第二喷嘴构件72的最佳位置关系。控制装置CONT基于检测器110 的检测结果,并基于存储于存储装置MRY中的存储信息,在村底P的 扫描曝光中调整第二喷嘴构件72的位置以及姿势中的至少一者,以便 维持衬底载台PST和第二喷嘴构件72的最佳位置关系。

在第四实施方式中,控制装置CONT的存储装置MRY中存储有用 于将衬底P表面与第二喷嘴构件72的下表面之间的距离设定为Ll (大致lmm),并且使衬底P表面与下表面72A大致平行的信息。

这样,控制装置CONT不利用聚焦调平检测系统30的检测结果, 而基于用检测器110检测出来的衬底载台PST的位置信息,来调整第二 喷嘴构件72 (喷嘴构件70)的位置以及姿势中的至少一者,就可以将 第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面的位置关系维持在所希望的状态。另外,基于聚焦调平检测系统30的检测结果和检测器110的 检测结果,调整第二喷嘴构件72 (喷嘴构件70)的位置以及姿势中的 至少一者,也可将第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面的位置 关系维持在所希望的状态。另外,也可以在上述的第二实施方式的曝光 装置EX中设置本实施方式的检测器110,来调整喷嘴构件70的位置以 及倾斜中的至少一者,还可以在上述第三实施方式的曝光装置EX中设 置本实施方式的检测器110,来调整第二喷嘴构件70的位置以及倾斜中 的至少一者。

〈第五实施方式〉

接下来参照图9对本发明的第五实施方式进行说明。第五实施方式 的特征部分是,用于将喷嘴构件70的下表面70A与村底P表面的相对 距离以及相对倾斜中的至少一者维持为规定状态的喷嘴调整机构80,包 括具有吹气口 151的气体吹出机构150,从该吹气口 151将气体吹到比 浸液区域AR2还靠向外侧的衬底P表面。

在图9中,具有供给液体LQ的供给口 12的第一喷嘴构件71,无 间隙地连接在投影光学系统PL的镜筒PL上,具有回收液体LQ的回 收口 22的第二喷嘴构件72,通过支承才几构81,支承于主才几架1的下侧 阶梯部8。支承才几构81,具备:连4妄构件82、和i殳在连接构件82的上 端部与下侧阶梯部8之间的^皮动式防振才几构84。;陂动式防振4几构84构 成为例如包括空气弹簧或螺旋弹簧。即支承机构81,在本实施方式中不 具有包括致动器的驱动机构83。而且,连接构件82的下端部和第二喷 嘴构件72的上表面连接。

第二喷嘴构件72的外侧面72C通过连接构件153与和衬底P相对 的具有下表面152A的吹气构件152连接。吹气构件152的下表面152A 与喷嘴构件70的下表面70A (71A、 72A)大致处于同一平面。在吹气 构件152的下表面152A上i殳有将气体吹到坤于底P上的吹气口 151。气 体吹出机构150具有气体供给部155,从气体供给部155供给的气体经 由供给管154从吹气口 151吹出。与上述的实施方式一样,浸液才几构100 在村底P上局部地形成液体LQ的浸液区域AR2,但气体吹出机构150 的吹气口 151将气体吹到比由浸液机构100形成的浸液区域AR2还靠 外侧的衬底P表面。气体吹出机构150的吹气口 151,设置成将气体吹向浸液区域AR2的边缘部。

图10是示意地表示连接在笫二喷嘴构件72的外侧的吹气构件152 与衬底P之间的关系的俯视图。如图10所示,设有三个连接构件153, 连接构件153分别沿着第二喷嘴构件72的周向(ez方向)大致等间隔 (120°间隔)地配置。连接于该连接构件153的吹气构件152也大致 等间隔(120°间隔)地设置有三个,并被配置成围绕第二喷嘴构件72。 所以,设于吹气构件152的下表面152的吹气口 151,围绕第二喷嘴构 件72设置了多个。从多个吹气口 151分别吹出的每单位时间的气体供 给量(气体吹出量)被设置为大致相等的数值。

喷嘴调整4几构80,,利用从i殳于气体吹出4几构150的吹气构件152 的吹气口 151吹到衬底P表面的气体的力,将通过连接构件153连接于 吹气构件152的第二喷嘴构件72支承为相对于衬底P悬浮。相对于衬 底P被悬浮支承的第二喷嘴构件72,其与衬底P表面之间的相对距离 以及相对倾斜被维持。所以,在衬底P的扫描曝光中,在衬底P的面位 置发生了变化的情况下,包括气体吹出机构150的喷嘴调整机构80,, 可以使相对于衬底P被悬浮支承的第二喷嘴构件72的位置以及姿势中 的至少一者,追随衬底P的面位置的变化。在连接于第二喷嘴构件72 上的连接构件82与主机架1的下侧阶梯部8之间,设有包括空气弹簧 或螺旋弹簧的被动式防振机构84。所以,第二喷嘴构件72因被动式防 振机构84而可相对于主机架1的下侧阶梯部8摇动。因此,不会妨碍 第二喷嘴构件72追随衬底P的面位置移动。另外,衬底P的面位置如 上述的实施方式那样可以通过聚焦调平检测系统或其他的检测系统来 检测。

在本实施方式中,气体吹出机构150向浸液区域AR2的边缘部附近 吹出气体。由于向浸液区域AR2的边缘附近吹出气体,所以利用该气 体的流动,可以抑制浸液区域AR2的扩大或浸液区域AR2的液体LQ 的流出。另外,由于在浸液区域AR2的附近流动气体,所以气体(气 泡)有可能通过该浸液区域AR2的边缘部混入浸液区域AR2。但是, 由于在浸液区域AR2的边缘部附近设有回收口 22,所以,即使通过该 浸液区域AR2的边缘部混入气体(气泡),气泡也会立刻纟皮回收口 22 回收。另外,如参照图5说明的那样,利用通过供给口 15供给的液体 LQ的流动,也可防止通过浸液区域AR2的边纟彖部混入的气泡侵入曝光用光EX的光路。另外,当然可以将吹出气体的吹气口 151设置于离开 浸液区域AR2的位置。由此,可以降低气体(气泡)混入浸液区域AR2 的可能性。

另外,在本实施方式中,设有三个吹气构件152,只要可以将第二 喷嘴构件72相对于衬底P悬浮支承,就可以任意设定其数量以及配置。 或者,吹气构件152也可以是围绕第二喷嘴构件72的环形构件。另外, 也可以在环形设置的吹气构件152的下表面152A的多个规定位置分别 设置吹气口 151。另外,在本实施方式中,具有吹气口 151的吹气构件 152连接于第二喷嘴构件72,但例如,也可以在如参照图6所说明的那 样的具有供给口 12以及回收口 22这两者的喷嘴构件70上,连接具有 吹气口 151的吹气构件152。另外,喷嘴构件70的下表面70A和吹气 构件152的下表面152A,在可良好地形成浸液区域AR2的条件下,也 可以不必一定处于同 一平面。

〈第六实施方式〉

接下来参照图11对本发明的第六实施方式进行说明。第六实施方 式的特征部分是,喷嘴构件70的下表面70A设有吹出气体的吹气口 151。更具体讲就是,吹气口 151设在上述第二喷嘴构件72的下表面72A 上,相对于投影光学系统PL的光轴AX,设置得比回收口 22更靠向外 侧。另外,在比吹气口 151更靠向外侧处设有吸引气体的吸引口 156。 喷嘴调整机构80,利用从吹气口 151吹出的气体和通过吸引口 156吸引 的气体的平衡,将第二喷嘴构件72的下表面72A与衬底P表面之间的 相对距离以其相对倾斜维持为规定状态。这样,也可以在喷嘴构件70 的下表面7()A上i殳置吹气口 151以及吸引口 156。此外,在本实施方式 中,由于设有吸引气体的吸引口 156,所以可以使第二喷嘴构件72相对 于衬底P被良好地悬浮支承。另外,由于吸引口 156相对于吹气口 151 被设置得比浸液区域AR2更靠向外侧(与浸液区域AR2分离的位置), 所以可以抑制液体LQ浸入吸引口 156。当然,将吸引口156设置在吹 气口 151和回收口 22之间也可以。另外,可以将吸引口 156i殳置于参 照图9等所说明的吹气构件152的下表面152A。并且,也可以在参照 如图6所说明的具有供给口 12以及回收口 22这两者的喷嘴构件70的 下表面70A上,:没置吹气口 151以及吸引口 156。另夕卜,在图11的第 二喷嘴构件72的下表面72A上,形成吹气口 151的面和形成回收口 22的面,在可良好地形成浸液区域AR2的条件下,也可以不必处于同一 平面。另外,在第六实施方式中,衬底P的面位置也可以如上述实施方 式那样,使用聚焦调平检测系统或其他的检测系统来检测。另外,也可 以组合使用第一~第四实施方式中所采用的支承机构81和第五以及第 六实施方式中所采用的吹气口 151和/或吸引口 156。

另外,在上述的第一〜第六实施方式中,对在衬底P上形成浸液区 域AR2时,将衬底P的表面和喷嘴构件(70或72)的下表面的位置关 系维持在规定状态的情况进行了说明,但在衬底载台PST上或跨衬底P 和衬底载台PST而形成浸液区域的情况下等,可以根据与喷嘴构件(70、 72)相对配置的物体表面的面位置的变化,调整喷嘴构件(70、 72)的 位置以及姿势中的至少一者。所以,不仅可以在衬底P的扫描曝光中, 也可以在投影光学系统PL的像面侧形成液体LQ的浸液区域AR2的各 种动作中,根据需要进行喷嘴构件(70或72)的位置以及姿势(倾斜) 中的至少一者的调整。

另外,在上述第一〜第六实施方式之中,对喷嘴构件(70、 72)的 位置以及姿势中的至少一者进行了调整,使得物体(衬底P)的表面与 喷嘴构件的下表面具有规定间隔且大致平行,但也可以考虑液体LQ的 粘性、物体(衬底P )表面与液体LQ的亲和性(在物体表面的液体LQ 的接触角)、物体(衬底P)的移动速度等,来调整物体(衬底P)与喷 嘴构件(70、 72)的相对距离以及相对倾斜,使得能够良好地维持浸液 区域AR2。

另外,在上述第一~第四实施方式中,使用聚焦调平检测系统30 或检测器110,光学检测衬底P或衬底载台PST的位置,基于其检测结 果调整喷嘴构件70的位置以及姿势(倾斜)中的至少一者。另外,也 可以不进行基于聚焦调平检测系统30等的检测结果的反馈控制,来调 整喷嘴构件(70、 72)的位置以及姿势(倾斜)中的至少一者。即、控 制装置CONT在衬底P的扫描曝光之前,预先检测物体表面(衬底P 表面)的面位置信息,将其检测结果作为地图(map)数据预先存储于 存储装置MRY。另外,控制装置CONT可以不使用聚焦调平检测系统 30 (或检测器110 ),而基于上述存储装置MRY中存储的存储信息(地 图数据),使用驱动机构83来调整喷嘴构件(70、 72)的位置以及姿势 (倾斜)中的至少一者。此时,也可以在投影光学系统PL的像面侧附近,省略检测物体(衬底P )表面的面位置信息的聚焦调平检测系统30。 例如,可以如日本特开2002-158168号公报所公开的那样,在曝光之前 利用与进行衬底P的曝光的曝光载台分开的测量台,取得衬底P的表面 位置信息(地图数据)的情况下,基于该地图数据调整喷嘴构件(70、 72)的位置以及姿势(倾斜)中的至少一者(前馈控制)。

另夕卜,在支承衬底P的衬底载台PST基于衬底载台驱动机构PSTD 的驱动,在Z轴方向、0X方向、6Y方向移动的情况下,控制装置CONT 也可以根据村底栽台驱动机构PSTD的驱动量,使用驱动机构来调整喷 嘴构件7()、 72的位置以及姿势(倾斜)中的至少一者。此时,不进行 基于聚焦调平检测系统30等的检测结果的反馈控制,就可以将物体(村 底P)的表面与喷嘴构件(70、 72)的下表面的位置关系维持为所希望 状态。

〈第七实施方式〉

本实施方式的曝光装置,除了投影光学系统PL的镜筒为组装镜筒 以及支承机构81不具有喷嘴板的驱动机构之外,具有与第三实施方式 的曝光装置大致相同的构件以及构造。因此,在以下的说明以及图12~ 15中,对于与上述的第一以及第三实施方式相同的或等同的结构构件标 记相同的符号,并简化或省略其说明。

本实施方式的曝光装置EX的第一喷嘴构件71,如图12以及图13 所示,保持构成投影光学系统PL的多个光学元件LS1〜LS6中、配置在 最靠近像面侧的第一光学元件LS1,与第三实施方式一样,构成镜筒 PK的一部分。

如图12所示,投影光学系统PL具有包括设于衬底P侧的前端的 第一光学元件LSI的多个光学元件LS1〜LS6,这些光学元件LS1〜LS6 由镜筒PK保持。镜筒PK是组合了多个组装镜筒(子镜筒)SB的镜筒。 另外,在多个组装镜筒SB之中配置在最靠近投影光学系统PL的像面 侧(-Z侧)的组装镜筒,是具有供给口 12的第一喷嘴构件71,保持 第一光学元件LS1。即、第一喷嘴构件71与这些组装镜筒SB—体化, 整体构成镜筒PK。

第二喷嘴构件72通过支承机构81支承于主机架1的下侧阶梯部8。支承机构81具备:连接构件82;设置在连接构件82的一端部(上端部) 和下側阶梯部8之间的^皮动式防振机构84,连接构件82的另一端部(下 端部)连接(固定)于笫二喷嘴构件72的上表面。支承机构81以与第 一喷嘴构件71 (镜筒PK)分离的状态支承第二喷嘴构件72。

第二喷嘴构件72与第一喷嘴构件71同样是环形构件,在投影光学 系统PL的像面侧附近,设置成围绕第一喷嘴构件71 (镜筒PK)的外 侧面71C。第二喷嘴构件72与第一喷嘴构件71 (镜筒PK)分开设置, 第一喷嘴构件71 (镜筒PK)的外側面71C与支承于支承机构81上的 第二喷嘴构件72的内侧面72S之间设有规定的间隔G6 (gap)。

将液体LQ供给到村底P上的供给口 12,设于第一喷嘴构件71的 下表面71A,回收口 22在第二喷嘴构件72的下表面72A上,围绕投影 光学系统PL的光轴AX形成为例如环形的狹缝状。另外,在本实施方 式中,回收口 22上设有多孔构件(网状构件)22P。

另夕卜,虽然间隙G6中存在的气体可能会混入浸液区域AR2的液体 LQ,但间隙G6相对于曝光用光EX的光路(投影区域AR1),设置得 比供给口 12还靠向外侧,如图14的示意图所示,从供给口 12供给的 液体LQ的一部分,形成比供给口 12还靠向外侧的液流(图14中参照 箭头yl )。所以,即^吏气泡通过间隙G6混入浸液区i或AR2的液体LQ 中,也可以通过从供给口 12供给的液体LQ的一部分液流,将气泡移 动到曝光用光EX的光路的外侧。

随着用于扫描曝光的村底P的移动,投影光学系统PL的下表面 Tl以及第一、第二喷嘴构件71、 72的下表面71A、 72A与衬底P之间 的浸液区域AR2的液体LQ,可能会^皮移动的村底牵引而移动。例如如 图15所示,随着向衬底P的+X方向的移动,浸液区域AR2的液体 LQ的一部分可能会向十X方向移动。然而,由于在第一喷嘴构件7】与 第二喷嘴构件72之间形成有间隙G6,该间隙G6的上端部是向大气开 放的,所以液体LQ可以出入间隙G6。因而,可以抑制浸液区域AR2 的大型化,即使喷嘴构件70的大小(直径)较小,也可以抑制液体LQ 向回收口 22的外侧流出。

〈第八实施方式〉接下来参照图16对本发明的第八实施方式进行说明。在以下的说 明以及图16中,对于与上述的第一实施方式相同的或等同的结构构件 标记相同的符号,并简化或省略其说明。本实施方式的曝光装置与上述 第一实施方式同样地具备驱动第二喷嘴构件72的驱动机构383,但该驱 动机构383作为抑制第二喷嘴构件72产生的振动向主机架l(下侧阶梯 部8)传递的主动式防振才几构而起作用,如第一实施方式那样,不是用 于根据物体(衬底P等)的面位置调整第二喷嘴构件的位置和/或倾斜 的。以下,在本实施方式中,将驱动机构383称为主动式防振机构。

支承机构81'具备:连接构件82、和设于连接构件82的上端部和 下侧阶梯部8之间的主动式防振机构383。主动式防振才几构383是主动 防止第二喷嘴构件72向主机架1的下侧阶梯部8传递振动的机构,例 如具备由罗伦兹力驱动的音圏电机或线性电机等致动器。由罗伦兹力驱 动的音團电机等具有线圈部和磁铁部,在非接触状态下驱动这些线圏部 和磁铁部。因此,通过利用音圏电机等的罗伦兹力驱动的驱动机构构成 主动式防振机构383,可以抑制振动的发生。

主动式防振才几构383例如i殳于六个部位(图16中简略地进行了图 示),各主动式防振机构383的动作被控制装置CONT所控制。控制装 置CONT使用这些主动式防振机构383,可以相对于主机架1的下侧阶

梯部8,与六个自由度方向(x轴、Y轴、z轴、ex、 eY、以及ez方

向)相关地适当驱动连接于连接构件82上的第二喷嘴构件72。第二喷 嘴构件72上设有计测该第二喷嘴构件72的加速度信息的加速度计测器 73。该加速度计测器73设置有多个,使得可以检测第二喷嘴构件72的 与六个自由度方向相关的加速度信息。控制装置CONT基于加速度计 测器73的计测结果驱动主动式防振冲几构383,进行主动防振,以侵/使第 二喷嘴构件72产生的振动不传递到主机架1 (下侧阶梯部8)。另外, 主动式防振机构383也包括橡胶或弹簧等被动式防振构件(衰减构件), 利用该被动式防振构件可以良好地降低从第二喷嘴构件72向主机架1 传递的振动的高频成分。另外,通过利用主动式防振机构383的驱动降 低振动的比较低的低频成分,主动式防振机构383可以获得在较宽的频 率范围内防振的效果。另外,考虑到第二喷嘴构件72的振动成分中非 常低的频率成分(例如lHz以下的频率成分),对向4于底P上进行图案 转印的精度的影响不大,所以可以构筑不进行针对该频率成分的防振控制的主动式防振机构383的控制系统。这才羊,可以防止控制系统的振动, 以比较简单的结构构筑控制系统。

另外,这里基于第二喷嘴构件72的加速度信息来主动防振,也可 以例如设置可计测第二喷嘴构件72与主机架1 (下侧阶梯部8)的位置 关系的位置计测器,基于该位置计测器的计测结果,使用主动式防振机 构383进行主动防振。或者,也可以基于加速度计测仪的计测结果和位 置计测器的计测结果这两者,使用主动式防振才几构383来主动防振。

另外,可以将主动式防振机构383应用于上述的第七实施方式的曝 光装置EX中。另外,也可以将应用于上述第七实施方式的曝光装置

EX的#:动式防振才几构应用在第八实施方式的曝光装置中。

如上所述,本实施方式中的液体LQ是纯水。纯水具有以下的优点, 即在半导体制造工厂等中容易大量地获得,并且对衬底p上的光致抗蚀

剂、光学元件(透镜)等不会带来不良影响。另外,由于纯水对环境没 有不良影响并且杂质的含量非常低,所以也可以期待对设于衬底P的表 面、以及投影光学系统PL的前端面的光学元件的表面进行清洗的作用。 另外,在由工厂等供给的纯水的浓度较低的情况下,也可以使曝光装置 具有超纯水制造装置。

另外, 一般认为纯水(水)对波长193nm左右的曝光用光EL的折 射率n大致为1.4,在作为曝光用光EL的光源而使用ArF受激准分子 激光(波长193nm )的情况下,在衬底P上波长^f皮缩短为1/n,即约134nm 而可以获得高分辨率。并且,由于焦点深度与在空气中相比约被放大n 倍,即被放大约1.44倍,所以在只要可以确保与在空气中使用的情况相 同程度的焦点深度即可的情况下,可以更进一步增加投影光学系统PL 的数值孔径,这一点也可以提高分辨率。

另外,在像上述那样使用浸液法的情况下,有时投影光学系统的数 值孔径NA达到0.9 ~ 1.3。在这样的投影光学系统的数值孔径NA较大 的情况下,以往作为曝光用光使用的随机偏振光,有时会因偏振效应而 使成像特性劣化,所以优选使用偏振光照明。此时,进行直线偏振光照 明,该直线偏振光照明对准掩模(母版)的线和空隙图案的线图案的长 度方向,只要从掩模(母版)的图案射出较多的S偏振光成分,即沿着 线图案的长度方向的偏振方向成分的衍射光即可。投影光学系统PL与涂覆于衬底P表面的抗蚀剂之间充满液体的情况,和投影光学系统PL 与涂覆于衬底P表面的抗蚀剂之间充满空气的情况相比,由于有助于提 高对比度的S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光在抗蚀剂表面的 透过率较高,所以,即使在投影光学系统的数值孔径NA大于1.0的情 况下也可以获得较高的成像特性。另外,如果适当组合相移掩模或如日 本特开平6-188169号公报所公开的那样的对准线图案的长度方向的斜 入射照明方法(特别是双极照明法)等,则会更有效。直线偏振光照明 法和双极照明法的组合,在将线和空隙图案的周期方向限定为规定的一 个方向的情况下、或孔(hole)图案沿着规定的一个方向密集存在的情 况下尤其有效。例如,在并用直线偏振光照明法和双极照明法对透过率 6%的半色调型相移掩模(半节距45nm左右的图案)进行照明的情况 下,如果在照明系统的瞳面上,将由形成双极的两光束的外接圆所规定 的照明cr设为0.95,将该瞳面上的各个光束的半径设为0.125o,将投影 光学系统PL的数值孔径i殳为NA= 1.2,则与^f吏用随才几偏振光相比,可 以使焦点深度(D()F)增加150nm左右。

另外,直线偏振光照明和小o照明法(表示照明系统的数值孔径 NAi和投影光学系统的数值孔径NAp的比的o值为0.4以下的照明法) 的组合也是有效的。

另外,例如在将ArF受激准分子激光作为曝光用光,使用1/4左右 的缩小倍率的投影光学系统pl,将细微的线和空隙图案(例如25-50nm左右的线和空隙)曝光在衬底P上的情况下,因掩模M的构造(例 如图案细微度或铬的厚度)的Wave guide效应,而使掩模M起到偏振 片的作用,S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比使得对比度降 低的P偏振光成分(TM偏振光成分)的衍射光还多地从掩模M射出。 此时,优选使用上述的直线偏振光照明,但是,即使使用随机偏振光对 掩模M进行照明,在投影光学系统PL的数值孔径NA为0.9 ~ 1.3那样 大的情况下,也可以获得较高的分辨性能。

另外,在将掩模M上的极细微的线和空隙图案曝光到衬底P上那 样的情况下,也可能因Wire Grid效应而〗吏P偏振光成分(TM偏振光 成分)大于S偏振光成分(TE偏振光成分),但是,在例如将ArF受 激准分子激光作为曝光用光,使用1/4左右的缩小倍率的投影光学系统 PL,将大于25nm线和空隙图案曝光到衬底P上的情况下,S偏振光成分(TE偏振光成分)的衍射光比P偏振光成分(TM偏振光成分)的 衍射光从掩模M射出得多,所以在投影光学系统PL的数值孔径NA为 0.9 ~ 1.3那样大的情况下,也可以获得较高的分辨性能。

另外,不仅是对准掩模(母版)的线图案的长度方向的直线偏振光 照明(S偏振光照明),组合如日本特开平6-53120号公报所公开的那样 的在将光轴作为中心的圆的切线(周)方向上直线偏振的直线偏振光照 明法和斜入射照明法也是有效的。特别是,在掩模(母版)的图案不仅 是在规定的一个方向延伸的线图案,还混有(混有周期方向不同的线和 空隙图案)在多个不同方向延伸的线图案的情况下,同样如日本特开平 6-53120号公报所公开的那样,通过并用在将光轴作为中心的圆的切线 方向上直线偏振的直线偏振光照明法和环带照明法,在投影光学系统的 数值孔径较大的情况下,也可以获得较高的成像性能。例如,在并用直 线偏振光照明法和环带照明法(环带比3/4)对透过率6%的半色调型 的相移掩模(半节距63nm左右的图案)进行照明的情况下,如果将照 明(T设为0.95,将投影光学系统PL的数值孔径设为NA = 1.00,则与使 用随机偏振光相比,可以使焦点深度(DOF)增加250nm左右,在半 节距55nm左右的图案且投影光学系统的数值孔径NA= 1.2的情况下, 可以使焦点深度增加100nm左右。

另外,除了上述的光轴照明法以外,^使用例如日本特开平4-277612 号公报、或日本特开2001-345245号公报所公开的渐进焦点曝光法、或 使用多波长(例如两波长)的曝光方法而获得与渐进焦点曝光法相同效 果的多波长曝光法也很有效。

在本实施方式中,投影光学系统PL的前端安装有光学元件LS1, 利用该透镜可以调整投影光学系统PL的光学特性例如像差(球面像差、 慧形象差等)。另外,作为在投影光学系统PL的前端安装的光学元件, 也可以是在投影光学系统PL的光学特性的调整中所使用的光学板。

另外,在因液体LQ的流动而引起的投影光学系统PL的前端的光 学元件与衬底P之间的压力较大的情况下,不仅可以更换该光学元件, 也可以牢固地固定光学元件,使得不因该压力而移动。

另外,在本实施方式中,是投影光学系统PL与衬底P之间充满液 体LQ的结构,但也可以是例如在衬底P的表面安装有由平行平面板构成的盖玻璃的状态下充满液体的结构。

另外,上述实施方式的投影光学系统,利用液体填充前端的光学元

件的像面侧的光路空间,但如国际公开第2004/019128号小册子所公开 的那样,也可以采用前端的光学元件的掩模侧的光路间隙也由液体填充 的投影光学系统。

在上述实施方式中,以具有投影光学系统的曝光装置为例举例进行 了说明,但本发明也适用于没有投影光学系统的类型的曝光装置。此时, 来自光源的曝光用光透过光学元件照射浸液区域。例如,在如国际公开 第2001/035168号小册子公开的那样,通过在衬底P上形成干涉紋,将 线和空隙图案曝光到衬底P上的曝光装置(光刻系统)中也可以使用本 发明。

喷嘴构件70等浸液机构100的构造,不限于上述,可以在本发明 的范围内进行改变。例如,可以采用欧洲专利乂^开第1420298号公报、 国际公开第2004/055803号公才艮、国际/>开第2004/057589号/>报、国 际公开第2004/057590号公报、国际公开第2005/029559号公报所记载 的构造。

另外,在本实施方式中的液体LQ是水,但也可以是水以外的液体。 例如,在曝光用光EL的光源是F2激光的情况下,由于该F2激光不能 透过水,所以作为液体LQ也可以是可以透过F2激光的例如全氟聚瞇 (PFPE)、氟类油等氟类流体。此时,对与液体LQ接触的部分通过用 例如含有氟的极性小分子构造的物质形成薄膜而进行亲液性处理。另 外,作为液体LQ,除此以外还可以使用对曝光用光EL具有透过性、 尽可能具有较高的折射率,并对投影光学系统PL或涂覆在衬底P上的 光致抗蚀剂稳定的物质(例如柏木油)。此时,也根据要使用的液体LQ 的极性进行表面处理。另外,也可以不用作为液体LQ的纯水,而使用 具有所希望的折射率的各种流体、例如超临界流体或高折射率的气体。

另外,作为上述各个实施方式的衬底P,不仅可以使用半导体器件 制造用的半导体晶片,也可以使用显示器件用的玻璃衬底、薄膜磁头用 的陶瓷晶片、或曝光装置中使用的掩模或母版的原版(合成石英、硅晶 片)等。在上述实施方式中,虽然使用了在透光性衬底上形成有遮光图 案(或相位图案、减光图案)的光透过型掩模(母版),但也可以替代

38这样的母版,而使用如例如美国专利第6, 778, 257号公报所公开的那 样的、根据要转印的图案的电子数据形成透过图案或反射图案、或发光 图案的电子掩模。

作为曝光装置EX,除了使掩模M和衬底P同步移动来对掩模M 的图案扫描曝光的分步扫描方式的扫描曝光装置(扫描步进机)之外, 也可适用于在掩模M和衬底P静止的状态下对掩模M的图案进行一并 曝光,并使衬底P依次分步移动的步进重复方式的投影曝光装置(步进 机)。

另外,作为曝光用光EX也适用于在使第 一图案和衬底P大致静止 的状态下使用投影光学系统(例如1/8缩小倍率且不含有反射元件的折 射型投影光学系统)将第一图案的缩小像一并曝光到衬底P上的方式的 曝光装置。此时,也适用于进一步在其后在使第二图案和衬底P大致静 止的状态下使用该投影光学系统将第二图案的缩小像与第一图案部分 重叠地一并曝光到衬底P上的缝合(stitch)方式的曝光装置。另外, 作为缝合方式的曝光装置也适用于在衬底P上部分重叠转印至少两个 图案,并使村底P依次移动的步进缝合(step and stitch)方式的曝光 装置。

另外,本发明也适用于双栽台型的曝光装置。双载台型的曝光装置 的构造以及曝光动作,例如已被日本特开平10-163099号公报、日本特 开平10-214783号公报(对应美国专利6, 341, 007; 6, 400, 441; 6, 549, 269以及6, 590, 634 )、曰本特表2000-505958号公报(对应美 国专利5, 969, 441 )或美国专利6, 208, 407等所7>开,在本国际申 请所指定或选定的国家的法律允许的范围内,引用上述它们所公开的内 容作为本文的记载的一部分。

另外,如日本特开平11-135400号公报所公开的那样,在具备保持 衬底的衬底载台和搭载了形成有基准标记的基准构件或各种光电传感 器的计测载台的曝光装置中也适于使用本发明。此时,在计测栽台上形 成有浸液区域的情况下,优选根据计测载台上表面的位置调整喷嘴构件 (70、 72)的位置和/或倾斜。

作为曝光装置EX的种类,不限于将半导体元件图案曝光到衬底P 上的半导体元件制造用曝光装置,也可以广泛使用于液晶显示元件制造用或显示器制造用曝光装置、用于制造薄膜磁头、摄影元件(CCD)或 母版或掩模等的曝光装置等。

当在衬底栽台PST或掩模载台MST中使用线性电机的情况下,也 可以使用使用了空气轴承的空气悬浮型以及使用了罗伦兹力或电抗力 的磁悬浮型中的一种。另外,各个载台PST、 MST既可以是沿着导轨 移动的类型,也可以是未设有导轨的无轨道类型。在栽台中使用了线性 电机的例子,已被美国专利第5, 623, 853以及5, 528, 118所公开, 在本国际申请指定或选定的国家的法律允许的范围内,分別引用上述公 开的内容作为本文的记载的一部分。

作为各个载台PST、 MST的驱动机构,可以^吏用平面电4几,该平 面电机通过使二维配置了磁铁的磁铁组件、二维配置了线圏的电枢组件 相面对而利用电磁力驱动各个载台PST、 MST。此时,可以将磁铁组件 和电枢组件中的任意一者与载台PST、 MST连接,将,兹4失组件和电枢 组件中的另一者设置于栽台PST、 MST的驱动面侧。

为了避免因村底载台PST的移动而产生的反作用力传递到投影光 学系统PL,也可以如日本特开平8-166475号公报(美国专利第5, 528, 118)所记载的那样,使用框架构件以机械方式释放到地面(大地),在 本国际申请指定或选定的国家的法律允许的范围之内,引用美国专利第 5, 528, 118所记载的内容作为本文的记载的一部分。

为了避免因掩模载台MST的移动而产生的反作用力传递到投影光 学系统PL,可以如日本特开平8-330224号公报(美国专利第5, 874, 820 )所记载的那样,使用框架构件以机械方式释放到地面(大地),在 本国际申请指定或选定的国家的法律允许的范围之内,引用美国专利第 5, 874, 820所记载的内容作为本文的记载的一部分。

如上所述,本申请实施方式的曝光装置EX是通过以保持规定的机 械精度、电学精度、光学精度的方式组装包括本申请的技术方案所列举 出的各结构构件的各种子系统而制造的。为了确保这些精度,在该组装 之前,对各种光学系统进行用于实现光学精度的调整、对各种机械系统 进行用于实现机械精度的调整、对各种电学系统进行用于实现电学精度 的调整。由各种子系统组装成曝光装置的组装工序,包括各种子系统相 互的机械连接、电路的布线连接、气路的管道连接等。在由各种子系统组装成曝光装置的组装工序之前,不用说,具有各子系统的单独组装工 序。如果在由各种子系统组装成曝光装置的组装工序结束后,进行综合 调整,则可以确保整个曝光装置的各种精度。另外,曝光装置的制造最 好是在温度以及清洁度等都受到管理的清洁室中进行。

半导体器件等微型器件,如图17所示,是经过以下步骤制造的, 即、进行微型器件的功能、性能设计的步骤201;基于该设计步骤制造 掩模(母版)的步骤202;制造作为器件的基材的衬底的步骤203;利 用上述实施方式的曝光装置EX将掩模的图案曝光到衬底的衬底处理步 骤204;器件组装步骤(包括切割工序、接合工序、封装工序等加工加 工程序)205、检测步骤206等。另外,在衬底处理步骤204中,包括 在上述实施方式中说明的喷嘴构件的调整工序和衬底的显影工序。

根据本发明,由于可以在衬底上良好地保持液体,利用细微的图案 将衬底高精度地曝光,所以可以制造具有所希望性能的高密度的器件。

Claims (39)

1. 一种曝光装置,隔着浸液区域的液体对衬底进行曝光,其特征在于,具备:喷嘴构件,具有供给上述液体的供给口以及回收上述液体的回收口中的至少一者;和喷嘴调整机构,根据与上述喷嘴构件相对配置的物体的表面位置,调整上述喷嘴构件的位置以及倾斜中的至少一者。
2. 根据权利要求l所述的曝光装置,其特征在于, 还具备投影光学系统,隔着投影光学系统和上述浸液区域的液体对上述衬底进行曝光。
3. 根据权利要求l所述的曝光装置,其特征在于, 上述喷嘴构件具有与上述物体的表面相对的下表面, 上述喷嘴调整机构调整上述喷嘴构件的下表面与上述物体的表面之间的相对距离以及相对倾斜中的至少 一者。
4. 根据权利要求3所述的曝光装置,其特征在于, 上述喷嘴调整机构调整上述相对距离以及相对倾斜中的至少一者,使得维持在规定状态。
5. 根据权利要求3所述的曝光装置,其特征在于, 上述喷嘴构件形成为围绕上述投影光学系统的环形, 上述喷嘴构件的下表面以及上述投影光学系统的下表面、与上述物体的表面之间形成有上述浸液区域。
6. 根据权利要求2所述的曝光装置,其特征在于, 上述物体包括上述衬底,上述衬底一边在规定方向移动一边进行扫描曝光,上述喷嘴调整机 构在上述扫描曝光中调整上述喷嘴构件。
7. 根据权利要求6所述的曝光装置,其特征在于, 具有调整上述衬底表面与上述投影光学系统的像面的位置关系的聚焦调整机构,为了调整上述位置关系,上述聚焦调整机构在上述扫描曝光中改变 上述村底的位置或姿势,上述喷嘴调整机构调整上述喷嘴构件,使得追随上述扫描曝光中的 上述衬底表面的面位置的变化。
8. 根据权利要求l所述的曝光装置,其特征在于,上述喷嘴调整机构基于上述物体的表面的面位置信息,调整上述喷 嘴构件。
9. 根据权利要求l所述的曝光装置,其特征在于, 还具有检测上述物体的表面的面位置信息的检测系统, 上述喷嘴调整机构基于上述检测系统的检测结果调整上述喷嘴构件。
10. 根据权利要求9所述的曝光装置,其特征在于,具有: 支承上述喷嘴构件的支承构件;和 相对于上述支承构件驱动上述喷嘴构件的驱动机构; 上述驱动机构基于上述检测系统的检测结果驱动上述喷嘴构件。
11. 根据权利要求l所述的曝光装置,其特征在于, 上述浸液区域形成在上述物体的局部上,上述喷嘴调整机构包括具有吹气口的气体吹出机构,从该吹气口将 气体吹到比上述浸液区域还靠向外侧的上述物体的表面,以将上述喷嘴构件的下表面与上述物体的表面的相对距离以及相对倾斜中的至少一 者维持在规定状态。
12. 根据权利要求ll所述的曝光装置,其特征在于, 上述气体吹出机构具有吹气构件,该吹气构件连接于上述喷嘴构件的外侧,具有与上述物体的表面相对的下表面,上述吹气口设于上述吹 气构件的下表面。
13. 根据权利要求ll所述的曝光装置,其特征在于, 上述吹气口围绕上述喷嘴构件设置有多个。
14. 根据权利要求ll所述的曝光装置,其特征在于, 上述吹气口形成于上述喷嘴构件的下表面。
15. 根据权利要求ll所述的曝光装置,其特征在于, 上述气体吹出机构向上述浸液区域的边缘部附近吹出气体。
16. 根据权利要求2所述的曝光装置,其特征在于, 上述回收口设置得相对于上述投影光学系统的光轴,比上述供给口还靠向外侧。
17. 根据权利要求2、 7以及15中的任意一项所述的曝光装置,其 特征在于,上述喷嘴构件具有:第一喷嘴构件,设置成围绕上述投影光学系统,并具有上述供给口 ;以及第二喷嘴构件,设置成围绕在上述第一喷嘴构件的外侧,并具有上述回收口 ;上述喷嘴调整机构调整上述第二喷嘴构件。
18. 根据权利要求17所述的曝光装置,其特征在于, 上述第一喷嘴构件与保持构成上述投影光学系统的光学元件的保持构件连接。
19. 根据权利要求17所述的曝光装置,其特征在于, 上述第一喷嘴构件包含于保持构成上述投影光学系统的光学元件的保持构件。
20. 根据权利要求2所述的曝光装置,其特征在于,具有: 第一喷嘴构件,设置于上述投影光学系统的像面侧附近,具有供给上述液体的供给口;第二喷嘴构件,相对于上述投影光学系统的光轴,设置于上述第一 喷嘴构件的外侧,具有回收上述液体的回收口;以及支承机构,在^f吏上述笫二喷嘴构件与第一喷嘴构件分离的状态下支 承上述第二喷嘴构件;上述第一喷嘴构件保持构成上述投影光学系统的多个光学元件中、 配置成最靠近〗象面侧的第一光学元件。
21. 根据权利要求20所述的曝光装置,其特征在于, 上述第一喷嘴构件形成为围绕上述投影光学系统的环形, 上述第二喷嘴构件形成为围绕在上述第一喷嘴构件的外侧的环形。
22. 根据权利要求20所述的曝光装置,其特征在于, 上述支承机构具有:支承上述第二喷嘴构件的支承构件;和防止振动,使得上述第二喷嘴构件的振动不会传递到上述支承构件的防振机 构。
23. 根据权利要求22所述的曝光装置,其特征在于, 上述支承构件也支承上述投影光学系统,上述防振机构防止振动,使得上述第二喷嘴构件的振动不会传递到上述投影光学系统。
24. 根据权利要求22所述的曝光装置,其特征在于, 上述防振机构包括纟皮动式防振机构,该,皮动式防振机构被动防止上述第二喷嘴构件向上述支承构件传递振动。
25. 根据权利要求22所述的曝光装置,其特征在于, 上述防振机构包括主动式防振机构,该主动式防振机构主动防止上述第二喷嘴构件向上述支承构件传递振动。
26. 根据权利要求20所述的曝光装置,其特征在于,具有保持构件,该保持构件保持构成上述投影光学系统的多个光学 元件中、除了上述第一喷嘴构件所保持的上述第一光学元件以外的光学 元件,上述第一喷嘴构件与上述保持构件连接而形成一体。
27. 根据权利要求20所述的曝光装置,其特征在于, 上述笫 一喷嘴构件具有与上述衬底表面相对的下表面, 保持于上述第一喷嘴构件上的上述第一光学元件的下表面与上述第 一喷嘴构件的下表面大致处于同 一平面。
28. 根据权利要求27所述的曝光装置,其特征在于, 上述供给口设置于上述第一喷嘴构件的下表面。
29. 才艮据权利要求20所述的曝光装置,其特征在于, 从上述供给口供给的液体的一部分,生成比上述供给口还靠向外侧的液流。
30. 根据权利要求20~29中的任意一项所述的曝光装置,其特征 在于,上述第 一喷嘴构件"i史置成围绕上述笫 一光学元件,具有抑制液体浸 入上述第一喷嘴构件与上述第一光学元件之间的间隙的密封构件。
31. 根据权利要求2所述的曝光装置,其特征在于,具有: 镜筒,保持构成上述投影光学系统的光学元件;以及 环形构件,与上述镜筒分离设置,使得在上述投影光学系统的像面侧附近围绕上述镜筒;用于供给上述液体的供给口设置于上述镜筒的与上述衬底相对的 下表面,用于回收上述液体的回收口设置于上述环形构件。
32. 根据权利要求31所述的曝光装置,其特征在于, 上述镜筒的下表面与构成上述投影光学系统的多个光学元件中的配置成最靠近像面侧的第一光学元件的下表面大致处于同一平面。
33. —种器件制造方法,其特征在于,包括使用权利要求1所述的曝光装置对衬底进行曝光的步骤。
34. —种曝光方法,隔着衬底上的液体对上述衬底进行曝光,其特 征在于,包括:在具有供给上述液体的供给口以及回收上述液体的回收口中的至 少一者的喷嘴构件与衬底之间导入液体的步骤;根据与上述喷嘴构件相对配置的物体的表面位置,调整上述喷嘴构 件的位置以及倾斜中的至少一者的步骤;和隔着液体对衬底进行曝光的步骤。
35. 根据权利要求34述的曝光方法,其特征在于, 上述物体是衬底, 一边对上述衬底进行曝光一边调整上述喷嘴构件的位置以及倾斜中的至少一者。
36. 根据权利要求34所述的曝光方法,其特征在于, 还包括检测与上述喷嘴构件相对配置的物体的表面位置的步骤,基于检测结果调整上述喷嘴构件的位置以及倾斜中的至少一者。
37. 根据权利要求34所述的曝光方法,其特征在于, 上述喷嘴构件具有与上述物体的表面相对的表面, 检测上述喷嘴构件的表面与上述物体的表面之间的相对距离以及相对倾斜中的至少一者,基于检测结果调整上述喷嘴构件的位置以及倾 斜中的至少一者。
38. 根据权利要求34所述的曝光方法,其特征在于, 从上述喷嘴构件或与其连接的构件,将气体吹到比导入了上述液体的区域还靠向外侧的上述物体的表面,来调整上述喷嘴构件的位置以及 倾斜中的至少一者。
39. —种器件制造方法,其特征在于,包括: 利用权利要求35所述的曝光方法对衬底进行曝光的步骤; 对曝光后的衬底进行显影的步骤;和 对显影后的衬底进行加工的步骤。
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