JP2005209705A - Exposure device and manufacturing method for device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device capable of detecting the deterioration or the like of a pattern image resulting from a gas section in a liquid when a substrate is irradiated with an exposure light, and exposed and treated through a projection optical system and the liquid. <P>SOLUTION: The exposure device EX has a gas detection system 40 optically detecting the presence of the gas in the liquid immersion region AR2 of the liquid LQ formed on a substrate P. The gas detecting system 40 projects a detection light La approximately parallel with the surface of the substrate P to the liquid immersion region AR2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して基板を露光する露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。   The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method for exposing a substrate by irradiating the substrate with exposure light via a projection optical system and a liquid.

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながらマスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。近年、デバイスパターンのより一層の高集積化に対応するために投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は、使用する露光波長が短いほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。そのため、露光装置で使用される露光波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。そして、現在主流の露光波長はKrFエキシマレーザの248nmであるが、更に短波長のArFエキシマレーザの193nmも実用化されつつある。また、露光を行う際には、解像度と同様に焦点深度(DOF)も重要となる。解像度R、及び焦点深度δはそれぞれ以下の式で表される。
R=k・λ/NA … (1)
δ=±k・λ/NA … (2)
ここで、λは露光波長、NAは投影光学系の開口数、k、kはプロセス係数である。(1)式、(2)式より、解像度Rを高めるために、露光波長λを短くして、開口数NAを大きくすると、焦点深度δが狭くなることが分かる。
Semiconductor devices and liquid crystal display devices are manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate. An exposure apparatus used in this photolithography process has a mask stage for supporting a mask and a substrate stage for supporting a substrate, and a mask pattern is transferred via a projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. It is transferred to the substrate. In recent years, in order to cope with higher integration of device patterns, higher resolution of the projection optical system is desired. The resolution of the projection optical system becomes higher as the exposure wavelength used is shorter and the numerical aperture of the projection optical system is larger. Therefore, the exposure wavelength used in the exposure apparatus is shortened year by year, and the numerical aperture of the projection optical system is also increasing. The mainstream exposure wavelength is 248 nm of the KrF excimer laser, but the 193 nm of the shorter wavelength ArF excimer laser is also being put into practical use. Also, when performing exposure, the depth of focus (DOF) is important as well as the resolution. The resolution R and the depth of focus δ are each expressed by the following equations.
R = k 1 · λ / NA (1)
δ = ± k 2 · λ / NA 2 (2)
Here, λ is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture of the projection optical system, and k 1 and k 2 are process coefficients. From equations (1) and (2), it can be seen that if the exposure wavelength λ is shortened and the numerical aperture NA is increased to increase the resolution R, the depth of focus δ becomes narrower.

焦点深度δが狭くなり過ぎると、投影光学系の像面に対して基板表面を合致させることが困難となり、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれがある。そこで、実質的に露光波長を短くして、且つ焦点深度を広くする方法として、例えば下記特許文献1に開示されている液浸法が提案されている。この液浸法は、投影光学系の下面と基板表面との間を水や有機溶媒等の液体で満たして液浸領域を形成し、液体中での露光光の波長が空気中の1/n(nは液体の屈折率で通常1.2〜1.6程度)になることを利用して解像度を向上するとともに、焦点深度を約n倍に拡大するというものである。
国際公開第99/49504号パンフレット
If the depth of focus δ becomes too narrow, it becomes difficult to match the substrate surface with the image plane of the projection optical system, and the focus margin during the exposure operation may be insufficient. Therefore, as a method for substantially shortening the exposure wavelength and increasing the depth of focus, for example, a liquid immersion method disclosed in Patent Document 1 below has been proposed. In this immersion method, a space between the lower surface of the projection optical system and the substrate surface is filled with a liquid such as water or an organic solvent to form an immersion region, and the wavelength of exposure light in the liquid is 1 / n of that in air. (Where n is the refractive index of the liquid, which is usually about 1.2 to 1.6), the resolution is improved, and the depth of focus is expanded about n times.
International Publication No. 99/49504 Pamphlet

液浸法により露光処理を行う場合、投影光学系と基板との間の液体中に気泡などの気体部分が存在すると、この気泡(気体部分)により基板上に形成されるパターン像が劣化する恐れがある。例えば、気泡は、供給されている液体に含まれている場合だけでなく、その供給後に液体中で発生する可能性もある。そのようなパターンの像の結像不良を放置しておくと、最終的なデバイスになってから不良品として発見することになり、デバイス生産性の低下を招く恐れがある。   When exposure processing is performed by the immersion method, if a gas portion such as a bubble exists in the liquid between the projection optical system and the substrate, the pattern image formed on the substrate may be deteriorated by the bubble (gas portion). There is. For example, the bubbles may be generated in the liquid after the supply as well as when the bubbles are included in the supplied liquid. If such an image formation failure of an image of a pattern is left unattended, it will be discovered as a defective product after it becomes a final device, which may lead to a decrease in device productivity.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、投影光学系と液体とを介して基板に露光光を照射して露光処理する際、液体中の気体部分に起因するパターン像の劣化などを検知できる露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、液浸法を用いる場合にも、生産性の低下を抑えることができる露光装置、及びこの露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and when performing exposure processing by irradiating a substrate with exposure light through a projection optical system and a liquid, a pattern image caused by a gas portion in the liquid is obtained. An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of detecting deterioration and the like, and a device manufacturing method using the exposure apparatus. It is another object of the present invention to provide an exposure apparatus that can suppress a decrease in productivity and a device manufacturing method that uses this exposure apparatus even when the immersion method is used.

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図1〜図8に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置(EX)は、基板(P)上に液体(LQ)の液浸領域(AR2)を形成し、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置において、液浸領域(AR2)の気体部分(100)の有無を光学的に検出する気体検出系(40)を備え、気体検出系(40)は、液浸領域(AR2)に対して基板(P)表面とほぼ平行な検出光(La)を投射することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention adopts the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 8 shown in the embodiment.
The exposure apparatus (EX) of the present invention forms a liquid (LQ) immersion area (AR2) on a substrate (P), and the substrate (P) through the projection optical system (PL) and the liquid (LQ). In an exposure apparatus that exposes a substrate (P) by irradiating exposure light (EL) thereon, a gas detection system (40) for optically detecting the presence or absence of a gas portion (100) in the immersion area (AR2) is provided. The gas detection system (40) projects detection light (La) substantially parallel to the surface of the substrate (P) to the liquid immersion area (AR2).

本発明によれば、気体検出系で基板上に形成された液体の液浸領域の気体部分の有無を検出することで、例えば、基板の露光中に、その気体部分に起因してパターン像の結像不良や不良ショットが生じたか否かを把握することができ、高いデバイス生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。また、露光光の光路中に、気体部分が無いことを確認してから、基板の露光を開始できるため、不良デバイスの発生を抑えることもできる。そして、気体検出系は、基板上に形成された液体の液浸領域に対して基板表面とほぼ平行な検出光を投射するので、液浸領域の広い範囲において気体部分の有無を一括して(ほぼ同時に)検出することができる。   According to the present invention, by detecting the presence or absence of a gas portion in the liquid immersion area formed on the substrate by the gas detection system, for example, during exposure of the substrate, the pattern image can be generated due to the gas portion. It is possible to determine whether or not an imaging failure or a defective shot has occurred, and appropriate measures can be taken to maintain high device productivity. In addition, since it is possible to start exposure of the substrate after confirming that there is no gas portion in the optical path of the exposure light, it is possible to suppress the occurrence of defective devices. Since the gas detection system projects detection light substantially parallel to the substrate surface to the liquid immersion area formed on the substrate, the presence / absence of a gas portion in a wide range of the liquid immersion area ( Almost simultaneously).

本発明の露光装置(EX)は、基板(P)上に液体(LQ)の液浸領域(AR2)を形成し、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置において、液浸領域(AR2)の気体部分(100)の有無を光学的に検出する気体検出系(40)を備え、気体検出系(40)は、検出光(La)を液体(LQ)に投射する投射系(41)と、液体(LQ)を介した光を受光する受光系(42)とを有し、投射系(41)は、液浸領域(AR2)の上方位置から下方へ向けて検出光(La)を導く第1送光系(74)と、第1送光系(74)からの検出光(La)を基板(P)表面とほぼ平行にする第2送光系(76)とを備えることを特徴とする。   The exposure apparatus (EX) of the present invention forms a liquid (LQ) immersion area (AR2) on a substrate (P), and the substrate (P) through the projection optical system (PL) and the liquid (LQ). In an exposure apparatus that exposes a substrate (P) by irradiating exposure light (EL) thereon, a gas detection system (40) for optically detecting the presence or absence of a gas portion (100) in the immersion area (AR2) is provided. The gas detection system (40) includes a projection system (41) that projects detection light (La) onto the liquid (LQ), and a light receiving system (42) that receives light via the liquid (LQ). The projection system (41) includes a first light transmission system (74) that guides detection light (La) downward from an upper position of the liquid immersion area (AR2), and detection light from the first light transmission system (74). And a second light transmission system (76) that makes (La) substantially parallel to the surface of the substrate (P).

本発明によれば、気体検出系で基板上に形成された液体の液浸領域中における気体部分の有無を検出することで、例えば、基板の露光中に、その気体部分に起因してパターン像の結像不良や不良ショットが生じたか否かを把握することができ、高いデバイス生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。また、露光光の光路中に、気体部分が無いことを確認してから、基板の露光を開始できるため、不良デバイスの発生を抑えることもできる。また、投影光学系や基板等の周辺に他の機器や部材が存在して気体検出系の光学系の配置に制約があっても、第1送光系によって気体検出系の光学系の配置の自由度が向上される。したがって、前記制約があっても、その第1送光系からの検出光は第2送光系を介して基板表面とほぼ平行に円滑に投射される。そして、基板上に形成された液体の液浸領域に対して基板表面とほぼ平行な検出光を投射するので、液浸領域の広い範囲において気体部分の有無を一括して(ほぼ同時に)検出することができる。   According to the present invention, by detecting the presence or absence of a gas portion in a liquid immersion area formed on a substrate by a gas detection system, for example, during exposure of the substrate, a pattern image caused by the gas portion. Thus, it is possible to grasp whether or not an imaging failure or a defective shot has occurred, and appropriate measures can be taken to maintain high device productivity. In addition, since it is possible to start exposure of the substrate after confirming that there is no gas portion in the optical path of the exposure light, it is possible to suppress the occurrence of defective devices. Even if there are other devices or members around the projection optical system, the substrate, etc. and the arrangement of the optical system of the gas detection system is limited, the arrangement of the optical system of the gas detection system is limited by the first light transmission system. The degree of freedom is improved. Therefore, even if there is the restriction, the detection light from the first light transmission system is smoothly projected through the second light transmission system substantially parallel to the substrate surface. And since the detection light substantially parallel to the substrate surface is projected to the liquid immersion area formed on the substrate, the presence or absence of a gas portion is detected collectively (substantially simultaneously) in a wide range of the liquid immersion area. be able to.

本発明によれば、液浸法に基づいて露光処理する際、気体検出系によりパターン転写精度に大きく係わる部分である基板上に形成された液体の液浸領域の広い範囲において気体部分の有無を一括して検出することができる。したがって、この検出結果に基づいて良好な生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。   According to the present invention, when exposure processing is performed based on the liquid immersion method, the presence or absence of a gas portion is detected in a wide range of the liquid immersion region formed on the substrate, which is a portion that greatly affects the pattern transfer accuracy by the gas detection system. Can be detected in a batch. Therefore, it is possible to take an appropriate measure for maintaining good productivity based on the detection result.

以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図1において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、基板Pを支持する基板ステージPSTと、マスクステージMSTに支持されているマスクMを露光光ELで照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターン像を基板ステージPSTに支持されている基板Pに投影露光する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を統括制御する制御装置CONTとを備えている。
The exposure apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the exposure apparatus of the present invention.
In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M, a substrate stage PST that supports a substrate P, and an illumination optical system IL that illuminates the mask M supported by the mask stage MST with exposure light EL. A projection optical system PL that projects and exposes the pattern image of the mask M illuminated by the exposure light EL onto the substrate P supported by the substrate stage PST, and a control device CONT that controls the overall operation of the exposure apparatus EX. I have.

本実施形態の露光装置EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板P上に液体LQを供給する液体供給機構10と、基板P上の液体LQを回収する液体回収機構20とを備えている。露光装置EXは、少なくともマスクMのパターン像を基板P上に転写している間、液体供給機構10から供給した液体LQにより投影光学系PLの投影領域AR1を含む基板P上の一部に、投影領域AR1よりも大きく且つ基板Pよりも小さい液浸領域AR2を局所的に形成する。具体的には、露光装置EXは、投影光学系PLの像面側終端部の光学素子2と、その像面側に配置された基板P表面との間に液体LQを満たす局所液浸方式を採用し、この投影光学系PLと基板Pとの間の液体LQ及び投影光学系PLを介してマスクMを通過した露光光ELを基板Pに照射することによってマスクMのパターンを基板Pに投影露光する。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and substantially increase the depth of focus. A liquid supply mechanism 10 for supplying the liquid LQ to the substrate P, and a liquid recovery mechanism 20 for recovering the liquid LQ on the substrate P. The exposure apparatus EX, while transferring at least the pattern image of the mask M onto the substrate P, is applied to a part on the substrate P including the projection area AR1 of the projection optical system PL by the liquid LQ supplied from the liquid supply mechanism 10. An immersion area AR2 that is larger than the projection area AR1 and smaller than the substrate P is locally formed. Specifically, the exposure apparatus EX employs a local liquid immersion method in which the liquid LQ is filled between the optical element 2 at the image plane side end portion of the projection optical system PL and the surface of the substrate P disposed on the image plane side. The pattern of the mask M is projected onto the substrate P by irradiating the substrate P with the liquid LQ between the projection optical system PL and the substrate P and the exposure light EL that has passed through the mask M via the projection optical system PL. Exposure.

また露光装置EXは、基板P上に形成された液体LQの液浸領域AR2の気体部分の有無を光学的に検出する気体検出系40を備えている。気体検出系40は、液浸領域AR2の液体LQに対して基板P表面とほぼ平行な検出光Laを投射する投射系41を備えている。   The exposure apparatus EX also includes a gas detection system 40 that optically detects the presence or absence of a gas portion in the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ formed on the substrate P. The gas detection system 40 includes a projection system 41 that projects detection light La substantially parallel to the surface of the substrate P to the liquid LQ in the immersion area AR2.

本実施形態では、露光装置EXとしてマスクMと基板Pとを走査方向における互いに異なる向き(逆方向)に同期移動しつつマスクMに形成されたパターンを基板Pに露光する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向、Z軸方向に垂直な平面内でマスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向)をX軸方向、Z軸方向及びX軸方向に垂直な方向(非走査方向)をY軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。   In this embodiment, the exposure apparatus EX is a scanning exposure apparatus (so-called so-called exposure apparatus EX) that exposes a pattern formed on the mask M onto the substrate P while synchronously moving the mask M and the substrate P in different directions (reverse directions) in the scanning direction. A case where a scanning stepper) is used will be described as an example. In the following description, the direction that coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z-axis direction, the synchronous movement direction (scanning direction) between the mask M and the substrate P in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction, A direction (non-scanning direction) perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is defined as a Y-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

照明光学系ILは、マスクステージMSTに支持されているマスクMを露光光ELで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ELによるマスクM上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。マスクM上の所定の照明領域は照明光学系ILにより均一な照度分布の露光光ELで照明される。照明光学系ILから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)や、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びFレーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。本実施形態においてはArFエキシマレーザ光が用いられる。 The illumination optical system IL illuminates the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and the exposure light source, and an optical integrator and an optical integrator for uniformizing the illuminance of the light beam emitted from the exposure light source A condenser lens that collects the exposure light EL from the light source, a relay lens system, a variable field stop that sets the illumination area on the mask M by the exposure light EL in a slit shape, and the like. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL. As the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL, for example, far ultraviolet light (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp (e.g. DUV light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm), or the like is used. In this embodiment, ArF excimer laser light is used.

本実施形態において、液体LQには純水が用いられる。純水はArFエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)も透過可能である。   In the present embodiment, pure water is used as the liquid LQ. Pure water is not only ArF excimer laser light, but also far ultraviolet light (DUV light) such as ultraviolet emission lines (g-line, h-line, i-line) emitted from mercury lamps and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). Can also be transmitted.

マスクステージMSTは、マスクMを保持して移動可能であって、例えばマスクMを真空吸着(又は静電吸着)により固定している。マスクステージMSTは、リニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置MSTDにより、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微少回転可能である。そして、マスクステージMSTは、X軸方向に指定された走査速度で移動可能となっており、マスクMの全面が少なくとも投影光学系PLの光軸AXを横切ることができるだけのX軸方向の移動ストロークを有している。   The mask stage MST is movable while holding the mask M. For example, the mask M is fixed by vacuum suction (or electrostatic suction). The mask stage MST can be moved two-dimensionally in the plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, the XY plane, and can be slightly rotated in the θZ direction by a mask stage driving device MSTD including a linear motor or the like. The mask stage MST is movable at a scanning speed specified in the X-axis direction, and the movement stroke in the X-axis direction is such that the entire surface of the mask M can cross at least the optical axis AX of the projection optical system PL. have.

マスクステージMST上には移動鏡31が設けられている。また、移動鏡31に対向する位置にはレーザ干渉計32が設けられている。マスクステージMST上のマスクMの2次元方向の位置、及びθZ方向の回転角(場合によってはθX、θY方向の回転角も含む)はレーザ干渉計32によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTは、レーザ干渉計32の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置MSTDを駆動することでマスクステージMSTに支持されているマスクMの位置を制御する。   A movable mirror 31 is provided on the mask stage MST. A laser interferometer 32 is provided at a position facing the moving mirror 31. The position of the mask M on the mask stage MST in the two-dimensional direction and the rotation angle in the θZ direction (including rotation angles in the θX and θY directions in some cases) are measured in real time by the laser interferometer 32, and the measurement result is a control device. Output to CONT. The control device CONT controls the position of the mask M supported by the mask stage MST by driving the mask stage drive device MSTD based on the measurement result of the laser interferometer 32.

投影光学系PLは、マスクMのパターンを所定の投影倍率βで基板Pに投影露光するものであって、基板P側の先端部に設けられた光学素子(レンズ)2を含む複数の光学素子で構成されており、これら光学素子2は鏡筒PKで支持されている。本実施形態において、投影光学系PLは、投影倍率βが例えば1/4あるいは1/5の縮小系である。なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。   The projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification β, and includes a plurality of optical elements including an optical element (lens) 2 provided at the front end portion on the substrate P side. These optical elements 2 are supported by a lens barrel PK. In the present embodiment, the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system.

本実施形態の投影光学系PLの先端部の光学素子2は鏡筒PKより露出しており、液浸領域AR2の液体LQが接触する。光学素子2は螢石で形成されている。螢石表面、あるいはMgF、Al、SiO等を付着させた表面は水との親和性が高いので、光学素子2の液体接触面2Aのほぼ全面に液体LQを密着させることができる。すなわち、本実施形態においては光学素子2の液体接触面2Aとの親和性が高い液体(水)LQを供給するようにしているので、光学素子2の液体接触面2Aと液体LQとの密着性が高く、光学素子2と基板Pとの間の光路を液体LQで確実に満たすことができる。なお、光学素子2は、水との親和性が高い石英であってもよい。また、光学素子2の液体接触面2Aに親水化(親液化)処理を施して、液体LQとの親和性をより高めるようにしてもよい。 The optical element 2 at the tip of the projection optical system PL of the present embodiment is exposed from the barrel PK, and the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 comes into contact therewith. The optical element 2 is made of meteorite. Since the surface of the meteorite or the surface to which MgF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 or the like is attached has a high affinity with water, the liquid LQ can be brought into close contact with almost the entire liquid contact surface 2A of the optical element 2. it can. That is, in the present embodiment, the liquid (water) LQ having high affinity with the liquid contact surface 2A of the optical element 2 is supplied, so that the adhesion between the liquid contact surface 2A of the optical element 2 and the liquid LQ is high. And the optical path between the optical element 2 and the substrate P can be reliably filled with the liquid LQ. The optical element 2 may be quartz having a high affinity for water. Further, the liquid contact surface 2A of the optical element 2 may be subjected to a hydrophilization (lyophilic process) to further increase the affinity with the liquid LQ.

基板ステージPSTは、基板Pを保持して移動可能であって、XYステージ51と、XYステージ51上に搭載されたZチルトステージ52とを含んで構成されている。XYステージ51は、ステージベースSBの上面の上方に不図示の非接触ベアリングである気体軸受(エアベアリング)を介して非接触支持されている。XYステージ51(基板ステージPST)はステージベースSBの上面に対して非接触支持された状態で、リニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置PSTDにより、投影光学系PLの光軸AXに垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。このXYステージ51上にZチルトステージ52が搭載され、Zチルトステージ52上に不図示の基板ホルダを介して基板Pが例えば真空吸着等により保持されている。Zチルトステージ52は、Z軸方向、θX方向、及びθY方向にも移動可能に設けられている。基板ステージ駆動装置PSTDは制御装置CONTにより制御される。   The substrate stage PST is movable while holding the substrate P, and includes an XY stage 51 and a Z tilt stage 52 mounted on the XY stage 51. The XY stage 51 is supported in a non-contact manner above the upper surface of the stage base SB via a gas bearing (air bearing) which is a non-contact bearing (not shown). The XY stage 51 (substrate stage PST) is supported in a non-contact manner with respect to the upper surface of the stage base SB, and is in a plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL by the substrate stage driving device PSTD including a linear motor and the like. That is, it can move two-dimensionally in the XY plane and can rotate in the θZ direction. A Z tilt stage 52 is mounted on the XY stage 51, and a substrate P is held on the Z tilt stage 52 by, for example, vacuum suction or the like via a substrate holder (not shown). The Z tilt stage 52 is movably provided in the Z-axis direction, the θX direction, and the θY direction. The substrate stage driving device PSTD is controlled by the control device CONT.

基板ステージPST(Zチルトステージ52)上には移動鏡33が設けられている。また、移動鏡33に対向する位置にはレーザ干渉計34が設けられている。基板ステージPST上の基板Pの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計34によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはレーザ干渉計34の計測結果に基づいてリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置PSTDを駆動することで基板ステージPSTに支持されている基板Pの位置決めを行う。   A movable mirror 33 is provided on the substrate stage PST (Z tilt stage 52). A laser interferometer 34 is provided at a position facing the movable mirror 33. The two-dimensional position and rotation angle of the substrate P on the substrate stage PST are measured in real time by the laser interferometer 34, and the measurement result is output to the control device CONT. The controller CONT positions the substrate P supported by the substrate stage PST by driving the substrate stage driving device PSTD including a linear motor or the like based on the measurement result of the laser interferometer 34.

また、露光装置EXは、基板ステージPSTに支持されている基板Pの表面の位置を検出する不図示のフォーカス・レベリング検出系を備えている。フォーカス・レベリング検出系の受光結果は制御装置CONTに出力される。制御装置CONTはフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板P表面のZ軸方向の位置情報、及び基板PのθX及びθY方向の傾斜情報を検出することができる。Zチルトステージ52は、基板Pのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Pの表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込み、XYステージ51は基板PのX軸方向及びY軸方向における位置決めを行う。なお、ZチルトステージとXYステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。   Further, the exposure apparatus EX includes a focus / leveling detection system (not shown) that detects the position of the surface of the substrate P supported by the substrate stage PST. The light reception result of the focus / leveling detection system is output to the control device CONT. The control device CONT can detect the position information of the surface of the substrate P in the Z-axis direction and the tilt information of the substrate P in the θX and θY directions based on the detection result of the focus / leveling detection system. The Z tilt stage 52 controls the focus position and tilt angle of the substrate P to adjust the surface of the substrate P to the image plane of the projection optical system PL by the auto focus method and the auto leveling method. Positioning is performed in the X-axis direction and the Y-axis direction. Needless to say, the Z tilt stage and the XY stage may be provided integrally.

基板ステージPSTの近傍には、基板P上のアライメントマークあるいは基板ステージPST(Zチルトステージ52)上に設けられた基準マーク(後述)を検出する基板アライメント系(不図示)が設けられている。また、マスクステージMSTの近傍には、マスクMと投影光学系PLとを介して基板ステージPST(Zチルトステージ52)上の基準マークを検出するマスクアライメント系360が設けられている。マスクアライメント系360は、所謂TTM(スルー・ザ・マスク)方式(あるいはTTR(スルー・ザ・レチクル)方式ともいう)のアライメント系を構成している。なお、基板アライメント系の構成としては、例えば特開平4−65603号公報に開示されているものを用いることができ、マスクアライメント系360の構成としては、例えば特開平7−176468号公報に開示されているものを用いることができる。   In the vicinity of the substrate stage PST, a substrate alignment system (not shown) for detecting an alignment mark on the substrate P or a reference mark (described later) provided on the substrate stage PST (Z tilt stage 52) is provided. A mask alignment system 360 for detecting a reference mark on the substrate stage PST (Z tilt stage 52) via the mask M and the projection optical system PL is provided in the vicinity of the mask stage MST. The mask alignment system 360 constitutes an alignment system of a so-called TTM (through-the-mask) system (also referred to as a TTR (through-the-reticle) system). As the configuration of the substrate alignment system, for example, the one disclosed in JP-A-4-65603 can be used, and as the configuration of the mask alignment system 360, for example, disclosed in JP-A-7-176468. Can be used.

また、基板ステージPST(Zチルトステージ52)上には、基板ステージPSTに保持された基板Pを囲むようにプレート部材56が設けられている。プレート部材56は環状部材であって、基板Pの外側に配置されている。プレート部材56は、基板ステージPSTに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)の平坦面(平坦部)57を有している。平坦面57は、基板ステージPSTに保持された基板Pの外側の周囲に配置されている。   A plate member 56 is provided on the substrate stage PST (Z tilt stage 52) so as to surround the substrate P held by the substrate stage PST. The plate member 56 is an annular member and is disposed outside the substrate P. The plate member 56 has a flat surface (flat portion) 57 having substantially the same height (level) as the surface of the substrate P held by the substrate stage PST. The flat surface 57 is disposed around the outside of the substrate P held by the substrate stage PST.

プレート部材56は、例えばポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))などの撥液性を有する材料によって形成されている。そのため、平坦面57は撥液性を有する。なお、例えば所定の金属などでプレート部材56を形成し、その金属製のプレート部材56の少なくとも平坦面57に対して撥液処理を施すことで、平坦面57を撥液性にしてもよい。プレート部材56(平坦面57)の撥液処理としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料、シリコン系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する。また、表面処理のための膜は、単層膜であってもよいし複数の層からなる膜であってもよい。撥液性にするための撥液性材料としては液体LQに対して非溶解性の材料が用いられる。また、撥液性材料の塗布領域としては、プレート部材56の表面全域に対して塗布してもよいし、例えば平坦面57など撥液性を必要とする一部の領域のみに対して塗布するようにしてもよい。   The plate member 56 is formed of a material having liquid repellency such as polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)). Therefore, the flat surface 57 has liquid repellency. For example, the flat surface 57 may be made liquid-repellent by forming the plate member 56 with a predetermined metal and applying a liquid-repellent treatment to at least the flat surface 57 of the metal plate member 56. As the liquid repellent treatment of the plate member 56 (flat surface 57), for example, a fluorine-based resin material such as polytetrafluoroethylene, an acrylic resin material, a silicon-based resin material or the like is applied, or the above-described liquid repellent treatment is performed. A thin film made of a liquid material is attached. Further, the film for surface treatment may be a single layer film or a film composed of a plurality of layers. As the liquid repellent material for making it liquid repellent, a material that is insoluble in the liquid LQ is used. Further, the application area of the liquid repellent material may be applied to the entire surface of the plate member 56, or may be applied to only a part of the area requiring liquid repellency such as the flat surface 57, for example. You may do it.

基板Pの周囲に、基板P表面とほぼ面一の平坦面57を有するプレート部材56を設けたので、基板Pのエッジ領域Eを液浸露光するときにおいても、基板Pのエッジ部の外側には段差部がほぼ無いので、投影光学系PLの下に液体LQを保持し、投影光学系PLの像面側に液浸領域AR2を良好に形成することができる。また、平坦面57を撥液性にすることにより、液浸露光中における基板P外側(平坦面57外側)への液体LQの流出を抑え、また液浸露光後においても液体LQを円滑に回収できて、平坦面57上に液体LQが残留することを防止することができる。   Since the plate member 56 having the flat surface 57 that is substantially flush with the surface of the substrate P is provided around the substrate P, even when the edge region E of the substrate P is subjected to immersion exposure, the plate member 56 is provided outside the edge portion of the substrate P. Since there is almost no step portion, the liquid LQ can be held under the projection optical system PL, and the liquid immersion area AR2 can be satisfactorily formed on the image plane side of the projection optical system PL. Further, by making the flat surface 57 liquid repellent, the liquid LQ is prevented from flowing out to the outside of the substrate P (outside the flat surface 57) during immersion exposure, and the liquid LQ is smoothly recovered even after immersion exposure. Thus, the liquid LQ can be prevented from remaining on the flat surface 57.

液体供給機構10は、所定の液体LQを投影光学系PLの像面側に供給するためのものであって、液体LQを送出可能な液体供給部11と、液体供給部11にその一端部を接続する供給管12(12A、12B)とを備えている。液体供給部11は、液体LQを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えている。基板P上に液浸領域AR2を形成する際、液体供給機構10は液体LQを基板P上に供給する。   The liquid supply mechanism 10 is for supplying a predetermined liquid LQ to the image plane side of the projection optical system PL, and includes a liquid supply unit 11 capable of delivering the liquid LQ and one end of the liquid supply unit 11. Supply pipes 12 (12A, 12B) to be connected are provided. The liquid supply unit 11 includes a tank that stores the liquid LQ, a pressure pump, and the like. When forming the liquid immersion area AR2 on the substrate P, the liquid supply mechanism 10 supplies the liquid LQ onto the substrate P.

液体回収機構20は、投影光学系PLの像面側の液体LQを回収するためのものであって、液体LQを回収可能な液体回収部21と、液体回収部21にその一端部を接続する回収管22(22A、22B)とを備えている。液体回収部21は例えば真空ポンプ等の真空系(吸引装置)、回収された液体LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体LQを収容するタンク等を備えている。なお真空系として、露光装置EXに真空ポンプを設けずに、露光装置EXが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。基板P上に液浸領域AR2を形成するために、液体回収機構20は液体供給機構10より供給された基板P上の液体LQを所定量回収する。   The liquid recovery mechanism 20 is for recovering the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL, and has a liquid recovery part 21 that can recover the liquid LQ and one end connected to the liquid recovery part 21. The recovery pipe 22 (22A, 22B) is provided. The liquid recovery unit 21 includes, for example, a vacuum system (a suction device) such as a vacuum pump, a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ. As a vacuum system, a vacuum system in a factory where the exposure apparatus EX is disposed may be used without providing the exposure apparatus EX with a vacuum pump. In order to form the immersion area AR2 on the substrate P, the liquid recovery mechanism 20 recovers a predetermined amount of the liquid LQ on the substrate P supplied from the liquid supply mechanism 10.

Zチルトステージ52のうちプレート部材56の外側には、基板Pの外側に流出した液体LQを回収する第2液体回収機構60を構成する液体回収口61が設けられている。液体回収口61はプレート部材56を囲むように形成された環状の溝部であって、その内部にはスポンジ状部材や多孔質体等からなる液体吸収部材62が配置されている。液体吸収部材62は交換可能である。また、液体回収口61には基板ステージPST内部に形成された回収流路の一端部が接続され、その回収管の他端部は基板ステージPSTの外側に設けられた第2液体回収部(いずれも不図示)が接続されている。第2液体回収部は、液体回収部21同様、真空ポンプ等の真空系(吸引装置)、回収された液体LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体LQを収容するタンク等を備えている。   A liquid recovery port 61 constituting a second liquid recovery mechanism 60 that recovers the liquid LQ that has flowed out of the substrate P is provided outside the plate member 56 in the Z tilt stage 52. The liquid recovery port 61 is an annular groove formed so as to surround the plate member 56, and a liquid absorbing member 62 made of a sponge-like member, a porous body, or the like is disposed therein. The liquid absorbing member 62 is replaceable. In addition, one end of a recovery channel formed inside the substrate stage PST is connected to the liquid recovery port 61, and the other end of the recovery pipe is a second liquid recovery unit (sometimes provided outside the substrate stage PST). Are also connected). The second liquid recovery unit, like the liquid recovery unit 21, is a vacuum system (suction device) such as a vacuum pump, a gas-liquid separator that separates the recovered liquid LQ and gas, and a tank that stores the recovered liquid LQ. It has.

第2液体回収機構60を設けたことにより、仮に液体LQが基板P及びプレート部材56の外側に流出したとしても、その流出した液体LQを回収することができ、流出した液体LQの気化による基板Pの置かれている環境変動等の不都合の発生を防止することができる。なお、第2液体回収機構60(第2液体回収部)に真空系を設けずに、液体吸収部材62で回収した液体LQを自重により基板ステージPSTの外側に垂れ流す構成であってもよい。更に、真空系を含む第2液体回収部を設けずに、基板ステージPST上に液体吸収部材62のみを配置しておき、液体LQを吸収した液体吸収部材62を定期的に(例えば1ロット毎に)交換する構成としてもよい。この場合、基板ステージPSTは液体LQにより重量変動するが、液体吸収部材62で回収した液体LQの重量に応じてステージ制御パラメータを変更することで、ステージ位置決め精度を維持できる。   By providing the second liquid recovery mechanism 60, even if the liquid LQ flows out to the outside of the substrate P and the plate member 56, the outflowing liquid LQ can be recovered, and the substrate due to vaporization of the outflowing liquid LQ. It is possible to prevent the occurrence of inconvenience such as an environmental change where P is placed. The second liquid recovery mechanism 60 (second liquid recovery unit) may be configured to spill the liquid LQ recovered by the liquid absorbing member 62 outside the substrate stage PST by its own weight without providing a vacuum system. Furthermore, without providing the second liquid recovery unit including the vacuum system, only the liquid absorbing member 62 is disposed on the substrate stage PST, and the liquid absorbing member 62 that has absorbed the liquid LQ is periodically (eg, for each lot). It is good also as a structure exchanged. In this case, the substrate stage PST varies in weight depending on the liquid LQ, but the stage positioning accuracy can be maintained by changing the stage control parameter according to the weight of the liquid LQ collected by the liquid absorbing member 62.

投影光学系PLの終端部の光学素子2の近傍には流路形成部材70が配置されている。流路形成部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方において光学素子2の周りを囲むように設けられた環状部材である。流路形成部材70は、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ジュラルミン、及びこれらを含む合金によって形成可能である。あるいは、流路形成部材70は、ガラス(石英)等の光透過性を有する透明部材(光学部材)によって構成されてもよい。   A flow path forming member 70 is disposed in the vicinity of the optical element 2 at the end of the projection optical system PL. The flow path forming member 70 is an annular member provided so as to surround the optical element 2 above the substrate P (substrate stage PST). The flow path forming member 70 can be formed of, for example, aluminum, titanium, stainless steel, duralumin, and an alloy containing these. Alternatively, the flow path forming member 70 may be configured by a transparent member (optical member) having light permeability such as glass (quartz).

流路形成部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方に設けられ、その基板P表面に対向するように配置された液体供給口13(13A、13B)を備えている。本実施形態において、流路形成部材70は2つの液体供給口13A、13Bを有している。液体供給口13A、13Bは流路形成部材70の下面70Aに設けられている。   The flow path forming member 70 includes a liquid supply port 13 (13A, 13B) provided above the substrate P (substrate stage PST) and disposed so as to face the surface of the substrate P. In the present embodiment, the flow path forming member 70 has two liquid supply ports 13A and 13B. The liquid supply ports 13A and 13B are provided on the lower surface 70A of the flow path forming member 70.

また、流路形成部材70は、その内部に液体供給口13(13A、13B)に対応した供給流路14(14A、14B)を有している。供給流路14A、14Bの一端部は供給管12A、12Bを介して供給部11にそれぞれ接続され、他端部は液体供給口13A、13Bにそれぞれ接続されている。   Further, the flow path forming member 70 has supply flow paths 14 (14A, 14B) corresponding to the liquid supply ports 13 (13A, 13B) therein. One end portions of the supply flow paths 14A and 14B are connected to the supply portion 11 via supply tubes 12A and 12B, respectively, and the other end portions are connected to the liquid supply ports 13A and 13B, respectively.

供給管12A、12Bの途中には、液体供給部11から送出され、液体供給口13A、13Bのそれぞれに対する単位時間あたりの液体供給量を制御する流量制御器16A、16Bがそれぞれ設けられている。流量制御器16A、16Bによる液体供給量の制御は制御装置CONTの指令信号の下で行われる。   In the middle of the supply pipes 12A and 12B, flow controllers 16A and 16B that are supplied from the liquid supply unit 11 and control the amount of liquid supplied per unit time to the liquid supply ports 13A and 13B are provided. Control of the liquid supply amount by the flow controllers 16A and 16B is performed under a command signal of the control device CONT.

更に、流路形成部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方に設けられ、その基板P表面に対向するように配置された液体回収口23を備えている。本実施形態において、流路形成部材70は2つの液体回収口23A、23Bを有している。液体回収口23A、23Bは流路形成部材70の下面70Aに設けられている。   Furthermore, the flow path forming member 70 includes a liquid recovery port 23 provided above the substrate P (substrate stage PST) and disposed so as to face the surface of the substrate P. In the present embodiment, the flow path forming member 70 has two liquid recovery ports 23A and 23B. The liquid recovery ports 23A and 23B are provided on the lower surface 70A of the flow path forming member 70.

また、流路形成部材70は、その内部に液体回収口23(23A、23B)に対応した回収流路24(24A、24B)を有している。回収流路24A、24Bの一端部は回収管22A、22Bを介して第1液体回収部21にそれぞれ接続され、他端部は液体回収口23A、23Bにそれぞれ接続されている。   Further, the flow path forming member 70 has a recovery flow path 24 (24A, 24B) corresponding to the liquid recovery port 23 (23A, 23B) therein. One end portions of the recovery flow paths 24A and 24B are connected to the first liquid recovery portion 21 via recovery tubes 22A and 22B, respectively, and the other end portions are connected to the liquid recovery ports 23A and 23B, respectively.

本実施形態において、流路形成部材70は、液体供給機構10、及び液体回収機構20それぞれの一部を構成している。そして、液体供給機構10を構成する液体供給口13A、13Bは、投影光学系PLの投影領域AR1を挟んだX軸方向両側のそれぞれの位置に設けられており、液体回収機構20を構成する液体回収口23A、23Bは、投影光学系PLの投影領域AR1に対して液体供給機構10の液体供給口13A、13Bの外側に設けられている。   In the present embodiment, the flow path forming member 70 constitutes a part of each of the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery mechanism 20. The liquid supply ports 13A and 13B constituting the liquid supply mechanism 10 are provided at respective positions on both sides in the X-axis direction across the projection area AR1 of the projection optical system PL, and the liquid constituting the liquid recovery mechanism 20 The recovery ports 23A and 23B are provided outside the liquid supply ports 13A and 13B of the liquid supply mechanism 10 with respect to the projection area AR1 of the projection optical system PL.

液体供給部11及び流量制御器16A、16Bの動作は制御装置CONTにより制御される。基板P上に液体LQを供給する際、制御装置CONTは、液体供給部11より液体LQを送出し、供給管12A、12B、及び供給流路14A、14Bを介して、基板Pの上方に設けられている液体供給口13A、13Bより基板P上に液体LQを供給する。このとき、液体供給口13A、13Bは投影光学系PLの投影領域AR1の両側に配置されており、その液体供給口13A、13Bを介して、投影領域AR1の両側から液体LQを供給可能である。また、液体供給口13A、13Bのそれぞれから基板P上に供給される液体LQの単位時間あたりの量は、供給管12A、12Bのそれぞれに設けられた流量制御器16A、16Bにより個別に制御可能である。   The operations of the liquid supply unit 11 and the flow rate controllers 16A and 16B are controlled by the control device CONT. When supplying the liquid LQ onto the substrate P, the control device CONT delivers the liquid LQ from the liquid supply unit 11 and is provided above the substrate P via the supply pipes 12A and 12B and the supply flow paths 14A and 14B. The liquid LQ is supplied onto the substrate P from the liquid supply ports 13A and 13B. At this time, the liquid supply ports 13A and 13B are arranged on both sides of the projection area AR1 of the projection optical system PL, and the liquid LQ can be supplied from both sides of the projection area AR1 via the liquid supply ports 13A and 13B. . Further, the amount per unit time of the liquid LQ supplied from the liquid supply ports 13A and 13B onto the substrate P can be individually controlled by the flow rate controllers 16A and 16B provided in the supply pipes 12A and 12B, respectively. It is.

液体回収部21の液体回収動作は制御装置CONTにより制御される。制御装置CONTは、液体回収部21による単位時間あたりの液体回収量を制御可能である。基板Pの上方に設けられた液体回収口23A、23Bから回収された基板P上の液体LQは、流路形成部材70の回収流路24A、24B、及び回収管22A、22Bを介して液体回収部21に回収される。   The liquid recovery operation of the liquid recovery unit 21 is controlled by the control device CONT. The control device CONT can control the liquid recovery amount per unit time by the liquid recovery unit 21. The liquid LQ on the substrate P recovered from the liquid recovery ports 23A and 23B provided above the substrate P is recovered through the recovery channels 24A and 24B of the channel forming member 70 and the recovery tubes 22A and 22B. Collected by the unit 21.

なお、本実施形態において、供給管12A、12Bは1つの液体供給部11に接続されているが、供給管の数に対応した液体供給部11を複数(ここでは2つ)設け、供給管12A、12Bのそれぞれを前記複数の液体供給部11のそれぞれに接続するようにしてもよい。また、回収管22A、22Bは、1つの液体回収部21に接続されているが、回収管の数に対応した液体回収部21を複数(ここでは2つ)設け、回収管22A、22Bのそれぞれを前記複数の液体回収部21のそれぞれに接続するようにしてもよい。   In the present embodiment, the supply pipes 12A and 12B are connected to one liquid supply section 11. However, a plurality (two in this case) of liquid supply sections 11 corresponding to the number of supply pipes are provided, and the supply pipe 12A is provided. , 12B may be connected to each of the plurality of liquid supply sections 11. Further, the recovery pipes 22A and 22B are connected to one liquid recovery part 21, but a plurality (two in this case) of liquid recovery parts 21 corresponding to the number of recovery pipes are provided, and each of the recovery pipes 22A and 22B is provided. May be connected to each of the plurality of liquid recovery sections 21.

また、本実施形態においては、液体LQを供給する液体供給口13A、13Bと、液体LQを回収する液体回収口23A、23Bとは、1つの流路形成部材70の下面70Aに形成されているが、液体供給口13A、13Bを有する流路形成部材(供給部材)と、液体回収口23A、23Bを有する流路形成部材(回収部材)とが別々に設けられていてもよい。   In the present embodiment, the liquid supply ports 13A and 13B for supplying the liquid LQ and the liquid recovery ports 23A and 23B for recovering the liquid LQ are formed on the lower surface 70A of one flow path forming member 70. However, the flow path forming member (supply member) having the liquid supply ports 13A and 13B and the flow path forming member (collecting member) having the liquid recovery ports 23A and 23B may be provided separately.

投影光学系PLの光学素子2の液体接触面2A、及び流路形成部材70の下面(液体接触面)70Aは親液性(親水性)を有している。本実施形態においては、光学素子2及び流路形成部材70の液体接触面に対して親液処理が施されており、その親液処理によって光学素子2及び流路形成部材70の液体接触面が親液性となっている。換言すれば、基板ステージPSTに保持された基板Pの被露光面(表面)と対向する部材の表面のうち少なくとも液体接触面は親液性となっている。本実施形態における液体LQは極性の大きい水であるため、親液処理(親水処理)としては、例えばアルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を形成することで、この光学素子2や流路形成部材70の液体接触面に親水性を付与する。すなわち、液体LQとして水を用いる場合にはOH基など極性の大きい分子構造を持ったものを前記液体接触面に設ける処理が望ましい。あるいは、MgF、Al、SiOなどを前記液体接触面に設けてもよい。 The liquid contact surface 2A of the optical element 2 of the projection optical system PL and the lower surface (liquid contact surface) 70A of the flow path forming member 70 are lyophilic (hydrophilic). In the present embodiment, the liquid contact surfaces of the optical element 2 and the flow path forming member 70 are subjected to lyophilic treatment, and the liquid contact surfaces of the optical element 2 and the flow path forming member 70 are changed by the lyophilic treatment. It is lyophilic. In other words, at least the liquid contact surface of the surface of the member facing the exposed surface (surface) of the substrate P held by the substrate stage PST is lyophilic. Since the liquid LQ in the present embodiment is water having a large polarity, as a lyophilic treatment (hydrophilic treatment), for example, a thin film is formed of a substance having a molecular structure with a large polarity such as alcohol, whereby the optical element 2 and the flow path are formed. Hydrophilicity is imparted to the liquid contact surface of the forming member 70. That is, when water is used as the liquid LQ, it is preferable to provide a liquid contact surface with a highly polar molecular structure such as an OH group. Alternatively, MgF 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 or the like may be provided on the liquid contact surface.

本実施形態においては、流路形成部材70の下面(基板P側を向く面)70Aはほぼ平坦面となっており、投影光学系PLの像面側端面である光学素子2の下面2Aもほぼ平坦面となっている。そして、下面70Aと下面2Aとはほぼ面一となっている。   In this embodiment, the lower surface (surface facing the substrate P side) 70A of the flow path forming member 70 is a substantially flat surface, and the lower surface 2A of the optical element 2 that is the image surface side end surface of the projection optical system PL is also substantially the same. It is a flat surface. The lower surface 70A and the lower surface 2A are substantially flush.

なお、本実施形態においては、流路形成部材70の下面70Aはほぼ平坦面であるが、流路形成部材70の下面70Aのうち投影光学系PLに対して液体回収口23(23A、23B)より外側の領域に、XY平面に対して傾斜した面、具体的には投影領域AR1(液浸領域AR2)に対して外側に向かうにつれて基板Pの表面に対して離れるように(上に向かうように)傾斜する所定長さを有する傾斜面(トラップ面)を設けてもよい。こうすることにより、基板Pの移動に伴って投影光学系PLと基板Pとの間の液体LQが流路形成部材70の下面70Aの外側に流出しようとしても、トラップ面で捕捉されるため、液体LQの流出を防止することができる。ここで、トラップ面に親液処理を施して親液性にすることで、基板Pの表面に塗布されている膜(フォトレジスト等の感光材膜や、反射防止膜あるいは液体から感光材を保護する膜等)は通常撥液性(撥水性)なので、液体回収口23の外側に流出した液体LQはトラップ面で捕捉される。   In this embodiment, the lower surface 70A of the flow path forming member 70 is a substantially flat surface, but the liquid recovery port 23 (23A, 23B) with respect to the projection optical system PL of the lower surface 70A of the flow path forming member 70. In a further outer region, a surface inclined with respect to the XY plane, specifically, away from the surface of the substrate P toward the outer side with respect to the projection region AR1 (immersion region AR2) (to go upward). (Ii) An inclined surface (trap surface) having a predetermined length to be inclined may be provided. By doing so, the liquid LQ between the projection optical system PL and the substrate P accompanying the movement of the substrate P is captured by the trap surface even if it tries to flow outside the lower surface 70A of the flow path forming member 70. The outflow of the liquid LQ can be prevented. Here, the trap surface is treated with a lyophilic solution to make it lyophilic, thereby protecting the photosensitive material from a film applied to the surface of the substrate P (photosensitive material film such as photoresist, antireflection film or liquid). The liquid LQ that has flowed out of the liquid recovery port 23 is captured by the trap surface.

気体検出系40は、基板P上に形成された液体LQの液浸領域AR2の気泡を含む気体部分の有無を光学的に検出するものであって、基板P上の液浸領域AR2に対して基板P表面とほぼ平行な検出光Laを投射する投射系41を備えている。投射系41は、光束を射出する光源43と、光源43から射出された光束を円形光束に整形するピンホール44と、ピンホール44を通過した光束を平行光にするコリメータレンズと45と、コリメータレンズ45を通過した光束径を拡大するビームエキスパンダ46と、ビームエキスパンダ46を通過した光束の光路を折り曲げて基板P表面と平行にするミラー47と、ミラー47を介した光束を拡げる第1、第2シリンドリカルレンズ48、49とを備えている。   The gas detection system 40 optically detects the presence or absence of a gas portion including bubbles in the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ formed on the substrate P. A projection system 41 that projects detection light La substantially parallel to the surface of the substrate P is provided. The projection system 41 includes a light source 43 that emits a light beam, a pinhole 44 that shapes the light beam emitted from the light source 43 into a circular light beam, a collimator lens 45 that collimates the light beam that has passed through the pinhole 44, and a collimator A beam expander 46 that expands the diameter of the light beam that has passed through the lens 45, a mirror 47 that bends the optical path of the light beam that has passed through the beam expander 46 to be parallel to the surface of the substrate P, and a first light beam that expands the light beam through the mirror 47. And second cylindrical lenses 48 and 49.

光源43はレーザ光照射装置によって構成されており、露光光ELとは異なる波長を有するレーザ光を射出する。本実施形態においては、光源43はHe−Neレーザ光(波長633nm)を射出する。光源43から射出されたレーザ光は、ピンホール44によって円形ビームに整形された後、コリメータレンズ45によって平行光にされる。コリメータレンズ45を通過した光束は、ビームエキスパンダ46によって数mm程度の光束径に拡大された後、ミラー47を介して第1シリンドリカルレンズ48に入射する。ここで、ミラー47は光束の光路を基板P表面とほぼ平行、本実施形態においてはXY平面とほぼ平行にする。第1シリンドリカルレンズ48は、光束を基板P表面とほぼ平行な方向(XY方向)に拡げる。第1シリンドリカルレンズ48を通過した光束は、第2シリンドリカルレンズ49に入射する。第2シリンドリカルレンズ49は、光束を基板P表面に対してほぼ垂直な方向(Z軸方向)に拡げる。こうして、光源43から射出されたレーザ光は、第1、第2シリンドリカルレンズ48、49を含む投射系41によってシート状光束、所謂レーザシート光に変換される。そして、レーザシート光(検出光)Laは、投影光学系PLと基板Pとの間に満たされた液体LQの液浸領域AR2の側方から、その液浸領域AR2の液体LQに対して基板P表面とほぼ平行に照射される。   The light source 43 is constituted by a laser light irradiation device, and emits laser light having a wavelength different from that of the exposure light EL. In the present embodiment, the light source 43 emits He—Ne laser light (wavelength 633 nm). The laser light emitted from the light source 43 is shaped into a circular beam by the pinhole 44 and then converted into parallel light by the collimator lens 45. The light beam that has passed through the collimator lens 45 is expanded to a light beam diameter of about several millimeters by the beam expander 46 and then enters the first cylindrical lens 48 via the mirror 47. Here, the mirror 47 makes the optical path of the light beam substantially parallel to the surface of the substrate P, and in this embodiment, substantially parallel to the XY plane. The first cylindrical lens 48 spreads the light beam in a direction (XY direction) substantially parallel to the surface of the substrate P. The light beam that has passed through the first cylindrical lens 48 is incident on the second cylindrical lens 49. The second cylindrical lens 49 expands the light beam in a direction (Z-axis direction) substantially perpendicular to the surface of the substrate P. Thus, the laser light emitted from the light source 43 is converted into a sheet-like light beam, so-called laser sheet light, by the projection system 41 including the first and second cylindrical lenses 48 and 49. The laser sheet light (detection light) La is emitted from the side of the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ filled between the projection optical system PL and the substrate P to the liquid LQ in the liquid immersion area AR2. Irradiated substantially parallel to the P surface.

投射系41は、液浸領域AR2のうち所定の大きさ以上の領域を覆うように検出光(レーザシート光)Laを照射する。本実施形態において、投射系41は、液浸領域AR2に対する検出光(レーザシート光)LaのZ軸方向における照射領域を、投影光学系PLの像面側端部(すなわち光学素子2の液体接触面2A)と基板Pとの間の距離WDとほぼ同じ、又は距離WDよりも大きく(距離WD以上に)なるように設定する。なお、投影光学系PLの像面側端部と基板Pとの間の距離(所謂ワーキングディスタンス)WDは例えば1〜5mm程度である。また、上述したように、投影光学系PLの下面2Aと流路形成部材70の下面70Aとはほぼ面一であるため、流路形成部材70の下面70Aと基板Pとの間の距離も距離WDとほぼ同じである。   The projection system 41 irradiates detection light (laser sheet light) La so as to cover an area having a predetermined size or more in the liquid immersion area AR2. In the present embodiment, the projection system 41 irradiates the irradiation area in the Z-axis direction of the detection light (laser sheet light) La on the liquid immersion area AR2 with the image plane side end of the projection optical system PL (ie, the liquid contact of the optical element 2). The distance WD is set to be substantially the same as the distance WD between the surface 2A) and the substrate P or larger than the distance WD (more than the distance WD). The distance (so-called working distance) WD between the image plane side end of the projection optical system PL and the substrate P is, for example, about 1 to 5 mm. Further, as described above, since the lower surface 2A of the projection optical system PL and the lower surface 70A of the flow path forming member 70 are substantially flush, the distance between the lower surface 70A of the flow path forming member 70 and the substrate P is also a distance. It is almost the same as WD.

また、投射系41は、液浸領域AR2に対する検出光(レーザシート光)LaのXY方向における照射領域を、露光光ELの照射領域である投影光学系PLの投影領域AR1よりも大きく(投影領域AR1の大きさ以上に)なるように設定する。更には、検出光Laの照射領域は液浸領域AR2よりも大きいことが好ましい。   Further, the projection system 41 has an irradiation area in the XY direction of the detection light (laser sheet light) La for the liquid immersion area AR2 larger than the projection area AR1 of the projection optical system PL that is the irradiation area of the exposure light EL (projection area AR1). It is set to be larger than the size of AR1. Furthermore, the irradiation area of the detection light La is preferably larger than the liquid immersion area AR2.

なお、本実施形態においては、検出光LaとしてHe−Neレーザ光が用いられているが、基板P上に塗布された感光材に対して非感光性の光であればよく、単波長光でもブロードバンド光でもよい。   In this embodiment, He—Ne laser light is used as the detection light La. However, light that is non-photosensitive to the photosensitive material applied on the substrate P may be used, and even single wavelength light may be used. Broadband light may be used.

図2は基板ステージPST(Zチルトステージ52)を上方から見た平面図である。図2において、平面視矩形状のZチルトステージ52の互いに垂直な2つの縁部に移動鏡33が設けられている。また、Zチルトステージ52のほぼ中央部に、基板Pを保持するZチルトステージ52の一部を構成する基板ホルダが配置されている。基板Pの周囲には、基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)の平坦面57を有するプレート部材56が設けられている。プレート部材56は環状部材であって、基板ホルダに保持された基板Pを囲むように配置されている。   FIG. 2 is a plan view of the substrate stage PST (Z tilt stage 52) as viewed from above. In FIG. 2, the movable mirror 33 is provided at two mutually perpendicular edges of the Z tilt stage 52 having a rectangular shape in plan view. In addition, a substrate holder that constitutes a part of the Z tilt stage 52 that holds the substrate P is disposed at a substantially central portion of the Z tilt stage 52. Around the substrate P, a plate member 56 having a flat surface 57 that is almost the same height (level) as the surface of the substrate P is provided. The plate member 56 is an annular member and is disposed so as to surround the substrate P held by the substrate holder.

また、Zチルトステージ52(基板ステージPST)上のうち、プレート部材56の外側の所定位置には、基準部材300が配置されている。基準部材300には、前記基板アライメント系により検出される基準マークPFMと、マスクアライメント系360により検出される基準マークMFMとが所定の位置関係で設けられている。また、基準部材300の上面301はほぼ平坦面となっており、フォーカス・レベリング検出系の基準面として使ってもよい。更に、基準部材300の上面301は基板P表面、プレート部材56の表面(平坦面)57とほぼ同じ高さ(面一)に設けられている。   A reference member 300 is disposed at a predetermined position outside the plate member 56 on the Z tilt stage 52 (substrate stage PST). The reference member 300 is provided with a reference mark PFM detected by the substrate alignment system and a reference mark MFM detected by the mask alignment system 360 in a predetermined positional relationship. Further, the upper surface 301 of the reference member 300 is substantially flat, and may be used as a reference surface for a focus / leveling detection system. Further, the upper surface 301 of the reference member 300 is provided at substantially the same height (level) as the surface of the substrate P and the surface (flat surface) 57 of the plate member 56.

また、Zチルトステージ52(基板ステージPST)上のうち、プレート部材56の外側の所定位置には、光学センサとして例えば特開昭57−117238号公報に開示されているような照度ムラセンサ400が配置されている。照度ムラセンサ400は平面視矩形状の上板402を備えている。上板402の上面401はほぼ平坦面となっており、基板P表面、プレート部材56の表面(平坦面)57とほぼ同じ高さ(面一)に設けられている。上板402の上面401には、光を通過可能なピンホール部403が設けられている。上面401のうち、ピンホール部403以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。   Further, on the Z tilt stage 52 (substrate stage PST), an illuminance unevenness sensor 400 as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-117238 is disposed as an optical sensor at a predetermined position outside the plate member 56. Has been. The illuminance unevenness sensor 400 includes an upper plate 402 having a rectangular shape in plan view. The upper surface 401 of the upper plate 402 is substantially flat and is provided at substantially the same height (level) as the surface of the substrate P and the surface (flat surface) 57 of the plate member 56. A pinhole portion 403 through which light can pass is provided on the upper surface 401 of the upper plate 402. Of the upper surface 401, the portions other than the pinhole portion 403 are covered with a light shielding material such as chromium.

また、Zチルトステージ52(基板ステージPST)上のうち、プレート部材56の外側の所定位置には、光学センサとして例えば特開2002−14005号公報に開示されているような空間像計測センサ500が設けられている。空間像計測センサ500は平面視矩形状の上板502を備えている。上板502の上面501はほぼ平坦面となっており、フォーカス・レベリング検出系の基準面として使ってもよい。そして、上板502の上面501は基板P表面、プレート部材56の表面(平坦面)57とほぼ同じ高さ(面一)に設けられている。上板502の上面501には、光を通過可能なスリット部503が設けられている。上面501のうち、スリット部503以外はクロムなどの遮光性材料で覆われている。   Further, an aerial image measurement sensor 500 as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-14005 is provided as an optical sensor at a predetermined position outside the plate member 56 on the Z tilt stage 52 (substrate stage PST). Is provided. The aerial image measurement sensor 500 includes an upper plate 502 having a rectangular shape in plan view. The upper surface 501 of the upper plate 502 is substantially flat and may be used as a reference surface for a focus / leveling detection system. The upper surface 501 of the upper plate 502 is provided at substantially the same height (level) as the surface of the substrate P and the surface (flat surface) 57 of the plate member 56. On the upper surface 501 of the upper plate 502, a slit portion 503 capable of passing light is provided. Of the upper surface 501, the portions other than the slit portion 503 are covered with a light shielding material such as chromium.

また、不図示ではあるが、Zチルトステージ52(基板ステージPST)上には、例えば特開平11−16816号公報に開示されているような照射量センサ(照度センサ)も設けられており、その照射量センサの上板の上面は基板P表面やプレート部材56の表面(平坦面)57とほぼ同じ高さ(面一)に設けられている。   Although not shown, an irradiation amount sensor (illuminance sensor) as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16816 is also provided on the Z tilt stage 52 (substrate stage PST). The upper surface of the upper plate of the irradiation amount sensor is provided at substantially the same height (level) as the surface of the substrate P and the surface (flat surface) 57 of the plate member 56.

本実施形態における露光装置EXは、マスクMと基板PとをX軸方向(走査方向)に移動しながらマスクMのパターン像を基板Pに投影露光するものであって、走査露光時には、液浸領域AR2の液体LQ及び投影光学系PLを介してマスクMの一部のパターン像が投影領域AR1内に投影され、マスクMが−X方向(又は+X方向)に速度Vで移動するのに同期して、基板Pが投影領域AR1に対して+X方向(又は−X方向)に速度β・V(βは投影倍率)で移動する。そして、基板P上には複数のショット領域が設定され、1つのショット領域への露光終了後に、基板Pのステッピング移動によって次のショット領域が走査開始位置に移動し、以下、ステップ・アンド・スキャン方式で基板Pを移動しながら各ショット領域に対する走査露光処理が順次行われる。   The exposure apparatus EX in the present embodiment projects and exposes a pattern image of the mask M onto the substrate P while moving the mask M and the substrate P in the X-axis direction (scanning direction). A pattern image of a part of the mask M is projected into the projection area AR1 via the liquid LQ in the area AR2 and the projection optical system PL, and is synchronized with the movement of the mask M in the −X direction (or + X direction) at the velocity V. Then, the substrate P moves in the + X direction (or −X direction) with respect to the projection area AR1 at the speed β · V (β is the projection magnification). Then, a plurality of shot areas are set on the substrate P, and after the exposure to one shot area is completed, the next shot area is moved to the scanning start position by the stepping movement of the substrate P. Hereinafter, step-and-scan The scanning exposure process for each shot area is sequentially performed while moving the substrate P by the method.

図2に示すように、投影光学系PLの投影領域AR1は、Y軸方向を長手方向とし、X軸方向を短手方向とした平面視矩形状に設定されている。なお、プレート部材56のうち円環状に形成されている平坦面57の幅は少なくとも投影領域AR1より大きく形成されていることが好ましい。これにより、基板Pのエッジ領域Eを露光するときにおいて、露光光ELはプレート部材56の外側に照射されない。更には、平坦面57の幅は、投影光学系PLの像面側に形成される液浸領域AR2よりも大きく形成されていることが好ましい。これにより、基板Pのエッジ領域Eを液浸露光するときに、液浸領域AR2はプレート部材56の平坦面57上に配置され、プレート部材56の外側には配置されないので、液浸領域AR2の液体LQがプレート部材56の外側に流出する等の不都合の発生を防止することができる。   As shown in FIG. 2, the projection area AR1 of the projection optical system PL is set in a rectangular shape in plan view with the Y axis direction as the long direction and the X axis direction as the short direction. In addition, it is preferable that the width | variety of the flat surface 57 currently formed in the annular | circular shape among the plate members 56 is formed at least larger than the projection area | region AR1. Thereby, when the edge region E of the substrate P is exposed, the exposure light EL is not irradiated to the outside of the plate member 56. Furthermore, the width of the flat surface 57 is preferably larger than the liquid immersion area AR2 formed on the image plane side of the projection optical system PL. Thus, when the edge area E of the substrate P is subjected to immersion exposure, the immersion area AR2 is disposed on the flat surface 57 of the plate member 56 and is not disposed outside the plate member 56. The occurrence of inconvenience such as the liquid LQ flowing out of the plate member 56 can be prevented.

また、液体LQが満たされた液浸領域AR2は、投影領域AR1を含むように実質的に2つの液体回収口23A、23Bで囲まれた領域内であって且つ基板P上の一部に局所的に形成される。なお、液浸領域AR2は少なくとも投影領域AR1を覆っていればよく、必ずしも2つの液体回収口23A、23Bで囲まれた領域全体が液浸領域にならなくてもよい。   Further, the liquid immersion area AR2 filled with the liquid LQ is substantially in a region surrounded by the two liquid recovery ports 23A and 23B so as to include the projection area AR1 and locally on a part of the substrate P. Formed. The liquid immersion area AR2 only needs to cover at least the projection area AR1, and the entire area surrounded by the two liquid recovery ports 23A and 23B may not necessarily become the liquid immersion area.

液体供給口13A、13Bは、基板Pに対向する流路形成部材70の下面70Aにおいて、投影領域AR1に対して走査方向(X軸方向)両側のそれぞれに設けられている。具体的には、液体供給口13Aは、流路形成部材70の下面70Aのうち、投影領域AR1に対して走査方向一方側(−X側)に設けられ、液体供給口13Bは他方側(+X側)に設けられている。つまり液体供給口13A、13Bは投影領域AR1の近くに設けられ、走査方向(X軸方向)に関して投影領域AR1を挟むようにその両側に設けられている。液体供給口13A、13Bのそれぞれは、Y軸方向に延びる平面視略コ字状(円弧状)のスリット状に形成されている。そして、液体供給口13A、13BのY軸方向における長さは少なくとも投影領域AR1のY軸方向における長さより長くなっている。液体供給口13A、13Bは、少なくとも投影領域AR1を囲むように設けられている。液体供給機構10は、液体供給口13A、13Bを介して投影領域AR1の両側で液体LQを同時に供給可能である。   The liquid supply ports 13A and 13B are provided on both sides in the scanning direction (X-axis direction) with respect to the projection area AR1 on the lower surface 70A of the flow path forming member 70 facing the substrate P. Specifically, the liquid supply port 13A is provided on one side (−X side) in the scanning direction with respect to the projection area AR1 on the lower surface 70A of the flow path forming member 70, and the liquid supply port 13B is on the other side (+ X). Side). That is, the liquid supply ports 13A and 13B are provided near the projection area AR1, and are provided on both sides of the projection area AR1 with respect to the scanning direction (X-axis direction). Each of the liquid supply ports 13 </ b> A and 13 </ b> B is formed in a slit shape having a substantially U-shape (arc shape) in plan view extending in the Y-axis direction. The lengths of the liquid supply ports 13A and 13B in the Y-axis direction are at least longer than the length of the projection area AR1 in the Y-axis direction. The liquid supply ports 13A and 13B are provided so as to surround at least the projection area AR1. The liquid supply mechanism 10 can simultaneously supply the liquid LQ on both sides of the projection area AR1 via the liquid supply ports 13A and 13B.

液体回収口23A、23Bは、基板Pに対向する流路形成部材70の下面70Aにおいて、投影領域AR1に対して液体供給機構10の液体供給口13A、13Bの外側に設けられており、投影領域AR1に対して走査方向(X軸方向)両側のそれぞれに設けられている。具体的には、液体回収口23Aは、流路形成部材70の下面70Aのうち、投影領域AR1に対して走査方向一方側(−X側)に設けられ、液体回収口23Bは他方側(+X側)に設けられている。液体回収口23A、23Bのそれぞれは、Y軸方向に延びる平面視略コ字状(円弧状)のスリット状に形成されている。そして、液体回収口23A、23Bは、液体供給口13A、13Bを囲むように設けられている。   The liquid recovery ports 23A and 23B are provided outside the liquid supply ports 13A and 13B of the liquid supply mechanism 10 with respect to the projection region AR1 on the lower surface 70A of the flow path forming member 70 facing the substrate P. It is provided on both sides of the scanning direction (X-axis direction) with respect to AR1. Specifically, the liquid recovery port 23A is provided on one side (−X side) in the scanning direction with respect to the projection area AR1 on the lower surface 70A of the flow path forming member 70, and the liquid recovery port 23B is on the other side (+ X). Side). Each of the liquid recovery ports 23A and 23B is formed in a slit shape having a substantially U-shape (arc shape) in plan view extending in the Y-axis direction. The liquid recovery ports 23A and 23B are provided so as to surround the liquid supply ports 13A and 13B.

なお、液体供給口13は投影領域AR1の両側のそれぞれに1つずつ設けられている構成であるが、複数に分割されていてもよく、その数は任意である。同様に、液体回収口23も複数に分割されていてもよい。   In addition, although the liquid supply port 13 is the structure provided one each on both sides of the projection area | region AR1, it may be divided | segmented into plurality and the number is arbitrary. Similarly, the liquid recovery port 23 may also be divided into a plurality.

また、投影領域AR1の両側に設けられた液体供給口13のそれぞれは互いにほぼ同じ大きさ(長さ)に形成されているが、互いに異なる大きさであってもよい。同様に、投影領域AR1の両側に設けられた液体回収口23のそれぞれが互いに異なる大きさであってもよい。   In addition, although the liquid supply ports 13 provided on both sides of the projection area AR1 are formed with substantially the same size (length), they may have different sizes. Similarly, the liquid recovery ports 23 provided on both sides of the projection area AR1 may have different sizes.

また、供給口13のスリット幅と回収口23のスリット幅とは同じであってもよいし、回収口23のスリット幅を、供給口13のスリット幅より大きくしてもよいし、逆に回収口23のスリット幅を、供給口13のスリット幅より小さくしてもよい。   In addition, the slit width of the supply port 13 and the slit width of the recovery port 23 may be the same, or the slit width of the recovery port 23 may be larger than the slit width of the supply port 13, or conversely. The slit width of the port 23 may be smaller than the slit width of the supply port 13.

図3は基板P上に形成された液体LQの液浸領域AR2に対して検出光Laが照射されている状態を模式的に示した平面図である。上述したように、検出光Laの照射領域は、投影光学系PLの投影領域AR1(露光光ELの照射領域)よりも大きく、液浸領域AR2よりも大きい。また、気体検出系40は、液浸領域AR2の液体LQを介した光を受光する受光系42を有している。受光系42は、液体LQの液浸領域AR2の側方に設けられ、液体LQからの光の光路を折り曲げるミラー80と、ミラー80を介した光を集光するレンズ系81と、レンズ系81を介した光を受光する受光素子82とを備えている。受光素子82としては、電荷結合デバイス(CCD)あるいは光電子増倍管などを用いることができる。本実施形態においては、受光素子82は電荷結合デバイス(CCD)により構成されている。   FIG. 3 is a plan view schematically showing a state in which the detection light La is applied to the immersion area AR2 of the liquid LQ formed on the substrate P. FIG. As described above, the irradiation area of the detection light La is larger than the projection area AR1 (irradiation area of the exposure light EL) of the projection optical system PL and larger than the liquid immersion area AR2. Further, the gas detection system 40 has a light receiving system 42 that receives light via the liquid LQ in the liquid immersion area AR2. The light receiving system 42 is provided on the side of the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ, and includes a mirror 80 that bends the optical path of light from the liquid LQ, a lens system 81 that condenses the light via the mirror 80, and a lens system 81. And a light receiving element 82 for receiving light via the. As the light receiving element 82, a charge coupled device (CCD) or a photomultiplier tube can be used. In the present embodiment, the light receiving element 82 is constituted by a charge coupled device (CCD).

本実施形態においては、投射系41は基板P(液浸領域AR2)に対して−X側から検出光Laを照射する。受光系42は投射系41からの検出光Laが直接入射しない位置、具体的には投射系41と対向する以外の位置に配置されており、本実施形態においては、基板P(液浸領域AR2)に対してほぼ+Y側に配置されている。   In the present embodiment, the projection system 41 irradiates the substrate P (the liquid immersion area AR2) with the detection light La from the −X side. The light receiving system 42 is disposed at a position where the detection light La from the projection system 41 does not directly enter, specifically, at a position other than facing the projection system 41. In the present embodiment, the substrate P (immersion area AR2). ) To the + Y side.

液体LQの液浸領域AR2中に気泡(気体部分)がない場合、投射系41によって照射された検出光Laは、液浸領域AR2の液体LQを通過し、受光系42には受光されない。一方、図3に示すように、液浸領域AR2の液体LQ中に気体部分である気泡100が存在するとき、投射系41から液浸領域AR2に対して照射された検出光Laは気泡100に当って散乱する。検出光Laが気泡100に当たることによって生成される散乱光は、受光系42のミラー80及びレンズ系81を介して受光素子82に受光される。こうして、気体検出系40は、受光系42の受光結果に基づいて液浸領域AR2中の気泡(気体部分)100の有無を検出することができ、受光素子82が光を受光したとき、液浸領域AR2の液体LQ中に気泡100が有ると判断する。   When there is no bubble (gas portion) in the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ, the detection light La irradiated by the projection system 41 passes through the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 and is not received by the light receiving system. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the bubble 100 which is a gas part exists in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2, the detection light La irradiated to the liquid immersion area AR2 from the projection system 41 enters the bubble 100. It hits and scatters. Scattered light generated when the detection light La strikes the bubble 100 is received by the light receiving element 82 via the mirror 80 and the lens system 81 of the light receiving system 42. In this way, the gas detection system 40 can detect the presence or absence of the bubble (gas portion) 100 in the liquid immersion area AR2 based on the light reception result of the light receiving system 42, and when the light receiving element 82 receives light, It is determined that the bubble 100 is present in the liquid LQ in the area AR2.

ここで、検出光Laが気泡100に当たったことによって生じる散乱光は、気泡100の大きさ及び形状に依存する。気泡100は数μmの大きさである場合が多いため、散乱光は所謂Mie散乱の様相を呈する。   Here, the scattered light generated when the detection light La hits the bubble 100 depends on the size and shape of the bubble 100. Since the bubbles 100 are often several μm in size, the scattered light exhibits a so-called Mie scattering aspect.

Mie散乱は、検出対象(この場合、気泡100)の大きさ、屈折率、及び光(この場合、検出光La)の波長等に応じて変化する。本実施形態においては、検出光Laの波長は一定であるため、気泡100の大きさに応じて、気泡100で発生した散乱光の光強度、ひいては受光素子82で受光される受光量が変化する。具体的には、気泡100が大きいとき受光素子82での受光量も大きくなり、気泡100が小さいとき受光素子82での受光量も小さくなる。したがって、気泡100で発生した散乱光の光強度、すなわち受光素子82(受光系42)での受光量に基づいて、気泡100の大きさを推定することができる。   Mie scattering varies depending on the size of the detection target (in this case, the bubble 100), the refractive index, the wavelength of the light (in this case, the detection light La), and the like. In the present embodiment, since the wavelength of the detection light La is constant, the light intensity of the scattered light generated in the bubble 100 and the amount of light received by the light receiving element 82 change according to the size of the bubble 100. . Specifically, when the bubble 100 is large, the amount of light received by the light receiving element 82 increases, and when the bubble 100 is small, the amount of light received by the light receiving element 82 also decreases. Therefore, the size of the bubble 100 can be estimated based on the light intensity of the scattered light generated in the bubble 100, that is, the amount of light received by the light receiving element 82 (light receiving system 42).

また、Mie散乱の場合、気泡100に対して所定方向から光を照射したときの気泡100から発生した散乱光の光強度が最も強くなる方向が特定される。本実施形態においては、気泡100に対して−X方向から検出光Laを照射したとき、その気泡100から発生する散乱光の光強度が最も強くなる方向は+Y方向である。そのため、気泡100(液浸領域AR2)に対して+Y方向に離れた位置に受光系42(ミラー80)を配置することで、気泡100から発生した散乱光を検出(受光)することができる。   In the case of Mie scattering, the direction in which the light intensity of scattered light generated from the bubble 100 when the bubble 100 is irradiated with light from a predetermined direction is specified is specified. In the present embodiment, when the detection light La is irradiated from the −X direction to the bubble 100, the direction in which the light intensity of the scattered light generated from the bubble 100 is the strongest is the + Y direction. Therefore, the scattered light generated from the bubble 100 can be detected (received) by disposing the light receiving system 42 (mirror 80) at a position away from the bubble 100 (immersion area AR2) in the + Y direction.

また、気体検出系40は、受光系42で受光した光の強度(受光量)に基づいて、液浸領域AR2における単位面積当たりの気泡100の量を求めることもできる。   Further, the gas detection system 40 can also determine the amount of bubbles 100 per unit area in the liquid immersion area AR2 based on the intensity of light received by the light receiving system 42 (light reception amount).

次に、上述した構成を有する露光装置EXを用いてマスクMのパターンを投影光学系PL及び液体LQを介して基板Pに露光する手順について説明する。
マスクMがマスクステージMSTにロードされるとともに、基板Pが基板ステージPSTにロードされた後、制御装置CONTは液体供給機構10及び液体回収機構20を駆動して基板P上に対する液体LQの供給及び回収動作を行い、基板P上に液体LQの液浸領域AR2を形成する。
Next, a procedure for exposing the pattern of the mask M onto the substrate P through the projection optical system PL and the liquid LQ using the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described.
After the mask M is loaded on the mask stage MST and the substrate P is loaded on the substrate stage PST, the controller CONT drives the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery mechanism 20 to supply the liquid LQ on the substrate P and A recovery operation is performed to form a liquid LQ immersion area AR2 on the substrate P.

基板Pの露光処理を開始する前において基板P上に液体LQの液浸領域AR2を形成する動作を行っているとき、制御装置CONTは、気体検出系40の投射系41より検出光Laを液浸領域AR2の液体LQに照射する。そして、制御装置CONTは、気体検出系40の検出結果に基づいて、基板Pに対する露光動作開始の適否を判断する。すなわち、露光処理前の液浸領域形成動作において、液浸領域AR2の液体LQ中に気泡100がある場合、制御装置CONTは、気体検出系40の受光系42の出力に基づいて、液浸領域ARに気泡100があると判断し、液浸露光処理を開始することは不適切であると判断する。そして、制御装置CONTは、液浸領域AR2の液体LQ中の気泡100が無くなるまで液体供給機構10及び液体回収機構20による液体LQの供給及び回収動作を継続したり、あるいは液体供給機構10の液体供給量や液体回収機構20の液体回収量を変更したり、基板Pの位置を動かす等の液浸領域形成動作条件を変更する等、気泡100を無くすための適切な処置を施す。そして、制御装置CONTは、気体検出系40の検出結果に基づいて液浸領域AR2の液体LQ中に気泡100が無いと判断したとき、液浸露光処理を開始することは適切であると判断する。液浸露光処理を開始することは適切であると判断した制御装置CONTは、露光光ELの照射を開始して露光処理を行う。   When the operation of forming the immersion area AR2 of the liquid LQ on the substrate P is performed before the exposure processing of the substrate P is started, the control device CONT supplies the detection light La from the projection system 41 of the gas detection system 40. Irradiate the liquid LQ in the immersion area AR2. Then, the control device CONT determines whether or not the exposure operation start for the substrate P is appropriate based on the detection result of the gas detection system 40. That is, in the liquid immersion area forming operation before the exposure process, when there is a bubble 100 in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2, the control device CONT determines whether the liquid immersion area is based on the output of the light receiving system 42 of the gas detection system 40. It is determined that there is a bubble 100 in the AR, and it is determined that it is inappropriate to start the immersion exposure process. Then, the control device CONT continues the supply and recovery operation of the liquid LQ by the liquid supply mechanism 10 and the liquid recovery mechanism 20 until the bubbles 100 in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 disappear, or the liquid of the liquid supply mechanism 10 Appropriate measures are taken to eliminate the bubbles 100, such as changing the supply amount and the liquid recovery amount of the liquid recovery mechanism 20, or changing the immersion region forming operation conditions such as moving the position of the substrate P. When the control device CONT determines that there is no bubble 100 in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 based on the detection result of the gas detection system 40, the control device CONT determines that it is appropriate to start the liquid immersion exposure process. . The control device CONT that determines that it is appropriate to start the immersion exposure process starts the exposure light EL and performs the exposure process.

制御装置CONTは、基板ステージPSTを駆動して基板PをX軸方向に走査しつつ、照明光学系ILからの露光光ELでマスクMを照明し、マスクMのパターンを投影光学系PL及び液体LQを介して基板Pに投影露光する。基板Pの露光を行っている間も、制御装置CONTは、気体検出系40による検出を基板Pの露光と並行して行う。   The controller CONT drives the substrate stage PST to scan the substrate P in the X-axis direction, illuminates the mask M with the exposure light EL from the illumination optical system IL, and projects the pattern of the mask M onto the projection optical system PL and the liquid Projection exposure is performed on the substrate P through the LQ. While the substrate P is being exposed, the control device CONT performs detection by the gas detection system 40 in parallel with the exposure of the substrate P.

気体検出系40は、投影光学系PLと基板Pとの間の液体LQの液浸領域AR2のほぼ全域を覆うように、基板P表面とほぼ平行な検出光(レーザシート光)Laを照射しているので、液浸領域AR2の広い範囲において気泡100の有無を一括して検出することができる。特に、液浸領域AR2の液体LQに対して側方より検出光Laを照射するため、気体検出系40は液体LQ中を浮遊している気泡100を良好に検出できる。   The gas detection system 40 irradiates detection light (laser sheet light) La substantially parallel to the surface of the substrate P so as to cover almost the entire immersion area AR2 of the liquid LQ between the projection optical system PL and the substrate P. Therefore, the presence / absence of the bubble 100 can be collectively detected in a wide range of the liquid immersion area AR2. In particular, since the detection light La is irradiated from the side to the liquid LQ in the liquid immersion area AR2, the gas detection system 40 can detect the bubbles 100 floating in the liquid LQ satisfactorily.

また、検出光Laの照射領域は、投影光学系PLの液体接触面2Aと基板Pとの間の距離WDよりも大きく、更には液浸領域AR2よりも大きく設定されている。したがって、気体検出系40は、投影光学系PLの液体接触面2A、流路形成部材70の液体接触面70A、及び基板Pの表面(液体接触面)のそれぞれに対して検出光Laを同時に照射可能である。そのため、液体LQ中を浮遊している気泡100の他に、投影光学系PLの液体接触面2A、流路形成部材70の液体接触面70A、及び基板Pの表面(液体接触面)のそれぞれに付着している気泡100も良好に検出できる。   Further, the irradiation area of the detection light La is set to be larger than the distance WD between the liquid contact surface 2A of the projection optical system PL and the substrate P, and further larger than the liquid immersion area AR2. Therefore, the gas detection system 40 simultaneously irradiates each of the liquid contact surface 2A of the projection optical system PL, the liquid contact surface 70A of the flow path forming member 70, and the surface (liquid contact surface) of the substrate P with the detection light La. Is possible. Therefore, in addition to the bubble 100 floating in the liquid LQ, each of the liquid contact surface 2A of the projection optical system PL, the liquid contact surface 70A of the flow path forming member 70, and the surface (liquid contact surface) of the substrate P The adhering bubble 100 can also be detected well.

なお、露光処理前の液浸領域形成動作においても、気体検出系40は、液浸領域AR2の液体LQ中に浮遊している気泡100、投影光学系PLの液体接触面2A、流路形成部材70の液体接触面70A、及び基板Pの表面(液体接触面)のそれぞれに付着している気泡100も検出可能であることは言うまでもない。   Even in the liquid immersion area forming operation before the exposure process, the gas detection system 40 includes the bubbles 100 floating in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2, the liquid contact surface 2A of the projection optical system PL, and the flow path forming member. Needless to say, the bubble 100 attached to each of the 70 liquid contact surfaces 70 </ b> A and the surface (liquid contact surface) of the substrate P can also be detected.

また、気体検出系40による検出を基板Pの露光と並行して行っているとき、制御装置CONTは、気体検出系40(受光系42)の検出結果に基づいて、基板Pに対する露光を継続するか否かを判断する。例えば気体検出系40が気泡100を検出したときは、露光処理を中止する。   Further, when the detection by the gas detection system 40 is performed in parallel with the exposure of the substrate P, the control device CONT continues the exposure on the substrate P based on the detection result of the gas detection system 40 (light receiving system 42). Determine whether or not. For example, when the gas detection system 40 detects the bubble 100, the exposure process is stopped.

また、上述したように、気泡100の大きさに応じて、受光系42で受光される光の強度が変化する。そのため、気体検出系40による検出を基板Pの露光と並行して行っているとき、制御装置CONTは、受光系42で受光した光強度に基づいて、基板Pに対する露光を継続するか否かを判断することもできる。   Further, as described above, the intensity of light received by the light receiving system 42 changes according to the size of the bubble 100. Therefore, when the detection by the gas detection system 40 is performed in parallel with the exposure of the substrate P, the control device CONT determines whether or not to continue the exposure to the substrate P based on the light intensity received by the light receiving system 42. It can also be judged.

ここで、制御装置CONTには、基板Pに対して所望のパターン転写精度でパターンが転写されるかどうかの気泡100に関する許容値情報が記憶されている。この許容値は、気泡100の大きさ、あるいは1つのショット領域についての気泡100の量(数)に関する許容値を含む。更には、受光した光強度と前記許容値との関係も記憶されている。例えば、径の小さい気泡100が液体LQ中を僅かに浮遊している場合など、気泡100が液体LQ中に存在していても所望のパターン転写精度を得られる場合がある。この場合、気体検出系40によって気泡100が検出されたとしても、そのとき受光した光強度は僅かであるため、制御装置CONTは基板Pの露光を継続する。一方、受光した光強度が上記許容値に対応する光強度よりも大きいとき、制御装置CONTは、例えば露光処理動作を中断したり、あるいは不図示の警報装置を駆動して、許容値以上の気泡100が存在する旨を通知等の処置を施す。   Here, the control device CONT stores allowable value information regarding the bubble 100 indicating whether or not the pattern is transferred to the substrate P with a desired pattern transfer accuracy. This allowable value includes an allowable value related to the size of the bubble 100 or the amount (number) of the bubbles 100 for one shot region. Furthermore, the relationship between the received light intensity and the allowable value is also stored. For example, when the bubble 100 having a small diameter is slightly floating in the liquid LQ, a desired pattern transfer accuracy may be obtained even when the bubble 100 is present in the liquid LQ. In this case, even if the bubble 100 is detected by the gas detection system 40, the intensity of the light received at that time is very small, so the control device CONT continues to expose the substrate P. On the other hand, when the received light intensity is higher than the light intensity corresponding to the above-described allowable value, the control device CONT interrupts the exposure processing operation or drives an alarm device (not shown), for example, to generate bubbles above the allowable value. A measure such as notification that 100 exists is performed.

以上説明したように、気体検出系40で基板P上に形成された液浸領域AR2の液体LQ中における気泡(気体部分)100の有無を検出することで、例えば、基板Pの露光中に、その気泡100に起因してパターン像の結像不良や不良ショットが生じたか否かを把握することができ、高いデバイス生産性を維持するための適切な処置を施すことができる。また、露光光ELの光路中に、気体部分が無いことを確認してから、基板Pの露光を開始できるため、不良デバイスの発生を抑えることもできる。そして、気体検出系40は、基板P上に形成された液体LQの液浸領域AR2に対して基板P表面とほぼ平行な検出光(レーザシート光)Laを投射するので、液浸領域AR2の広い範囲において気体部分の有無を一括して検出することができる。   As described above, by detecting the presence or absence of the bubble (gas portion) 100 in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 formed on the substrate P by the gas detection system 40, for example, during the exposure of the substrate P, It is possible to grasp whether or not a pattern image formation failure or a defective shot has occurred due to the bubble 100, and appropriate measures can be taken to maintain high device productivity. Further, since it is possible to start exposure of the substrate P after confirming that there is no gas portion in the optical path of the exposure light EL, it is possible to suppress the occurrence of defective devices. The gas detection system 40 projects detection light (laser sheet light) La substantially parallel to the surface of the substrate P onto the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ formed on the substrate P. The presence / absence of a gas portion can be collectively detected in a wide range.

なお、上述した実施形態においては、気体検出系40は気泡100を検出しているが、気泡100のような小さい気体部分だけでなく、比較的大きな気体の空間(気体部分)が液体LQ中に発生する場合や、液体供給機構10から液体LQの供給を開始したときに、投影光学系PLの像面側に気体が残ってしまう場合も考えられる。こうした場合にも、検出光Laが気体部分で散乱してその散乱光が受光系42に入射するため、受光系42の受光結果に基づいて、投影光学系PLの像面側の気体部分の有無を検出することができる。   In the embodiment described above, the gas detection system 40 detects the bubble 100. However, not only a small gas portion such as the bubble 100 but also a relatively large gas space (gas portion) is present in the liquid LQ. In some cases, the gas may remain on the image plane side of the projection optical system PL when the liquid LQ is generated or when the supply of the liquid LQ is started from the liquid supply mechanism 10. Also in such a case, since the detection light La is scattered in the gas portion and the scattered light enters the light receiving system 42, the presence or absence of the gas portion on the image plane side of the projection optical system PL is determined based on the light reception result of the light receiving system 42. Can be detected.

なお、上述した実施形態における気体検出系40の投射系41による検出光Laの照射領域は液浸領域AR2よりも大きいが、投影光学系PLの投影領域AR1を含む露光光ELの光路中に存在する気泡100を検出することで、基板Pに転写されるパターン像の劣化を防止することができる。したがって、検出光Laの照射領域は少なくとも投影領域AR1(露光光ELの照射領域)よりも大きければよい。一方、検出光Laの照射領域を液浸領域AR2よりも大きくすることで、液浸領域AR2の液体LQのうち露光光ELの光路以外の位置に存在する気泡100も検出することができるため、例えば走査露光中において露光光ELの光路以外の位置に存在する気泡100が基板Pの移動に伴って液体LQ中を移動して露光光ELの光路上に配置されたり基板Pや光学素子2に付着する可能性があっても、気体検出系40によって、露光光ELの光路以外の位置に存在する気泡100が露光光ELの光路上に配置されたり、基板Pや光学素子2に付着する前に、その気泡100を検出することができる。したがって、露光処理中において、例えば液体LQ中を浮遊していた気泡100が露光光ELの光路上や基板P上に配置される前に、気体検出系40の出力に基づいて、気泡100が露光光ELの光路上や基板P上に配置されることを予測し、例えば露光処理を停止したり、警報装置を駆動するなどの適切な処置を行うことができ、露光不良や不良ショットが発生する不都合を回避することができる。   In the above-described embodiment, the irradiation area of the detection light La by the projection system 41 of the gas detection system 40 is larger than the liquid immersion area AR2, but exists in the optical path of the exposure light EL including the projection area AR1 of the projection optical system PL. By detecting the bubbles 100 to be generated, it is possible to prevent the pattern image transferred to the substrate P from being deteriorated. Therefore, it is sufficient that the irradiation area of the detection light La is at least larger than the projection area AR1 (the irradiation area of the exposure light EL). On the other hand, since the irradiation area of the detection light La is made larger than the liquid immersion area AR2, it is possible to detect the bubble 100 existing at a position other than the optical path of the exposure light EL in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2. For example, during scanning exposure, the bubble 100 existing at a position other than the optical path of the exposure light EL moves in the liquid LQ with the movement of the substrate P and is disposed on the optical path of the exposure light EL, or on the substrate P or the optical element 2. Even if there is a possibility of adhering, the gas detection system 40 causes the bubble 100 existing at a position other than the optical path of the exposure light EL to be placed on the optical path of the exposure light EL or before adhering to the substrate P or the optical element 2. In addition, the bubble 100 can be detected. Therefore, during the exposure process, for example, the bubble 100 is exposed based on the output of the gas detection system 40 before the bubble 100 floating in the liquid LQ is placed on the optical path of the exposure light EL or the substrate P. It is predicted that the light EL will be placed on the optical path or the substrate P, and appropriate measures such as stopping the exposure process or driving an alarm device can be taken, resulting in exposure failure or defective shot. Inconvenience can be avoided.

なお、上述した実施形態において、受光系42は投射系41と対向する以外の位置に配置されている。受光系42が投射系41と対向する位置にある場合、投射系41から射出された検出光Laが受光系42に直接入射する可能性が高くなり、その直接入射した検出光Laは受光系42に対するノイズ成分となる。しかしながら、受光系42を投射系41に対して対向する以外の位置に配置したことにより、投射系41から射出された検出光Laが受光系42に直接入射する不都合を防止することができる。   In the above-described embodiment, the light receiving system 42 is disposed at a position other than facing the projection system 41. When the light receiving system 42 is located at a position facing the projection system 41, the possibility that the detection light La emitted from the projection system 41 is directly incident on the light receiving system 42 is increased, and the directly incident detection light La is received by the light receiving system 42. This is a noise component. However, by disposing the light receiving system 42 at a position other than facing the projection system 41, it is possible to prevent inconvenience that the detection light La emitted from the projection system 41 is directly incident on the light receiving system 42.

なお上述した実施形態においては、投射系41は基板P(液浸領域AR2)に対してX軸方向(走査方向)から検出光Laを照射しているが、Y軸方向(非走査方向)から照射するようにしてもよい。すなわち、液浸領域AR2に対して基板P表面とほぼ平行に検出光Laを照射すればよく、投影光学系PLの光軸AXを基準とした放射方向のいずれの方向からでも照射可能である。   In the embodiment described above, the projection system 41 irradiates the detection light La from the X-axis direction (scanning direction) to the substrate P (immersion area AR2), but from the Y-axis direction (non-scanning direction). You may make it irradiate. That is, it is only necessary to irradiate the liquid immersion area AR2 with the detection light La substantially parallel to the surface of the substrate P, and irradiation can be performed from any of the radial directions with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL.

また上述した実施形態においては、投射系41は1つであり、液浸領域AR2に対して1箇所から検出光Laが照射される構成であるが、投射系41を複数設け、液浸領域AR2に対して複数の位置(方向)のそれぞれから検出光Laを照射するようにしてもよい。   In the embodiment described above, there is one projection system 41, and the detection light La is irradiated from one place to the liquid immersion area AR2. However, a plurality of projection systems 41 are provided, and the liquid immersion area AR2 is provided. Alternatively, the detection light La may be irradiated from each of a plurality of positions (directions).

また、本実施形態においては、露光光ELとは異なる波長を有する検出光Laを照射しているが、露光光ELが気泡100に当たったときに発生する散乱光を受光系42で受光することも可能である。一方、露光光ELとは別の検出光Laを照射することで、露光処理以外のタイミングにおいても気泡検出動作を行うことができる。   Further, in the present embodiment, the detection light La having a wavelength different from that of the exposure light EL is irradiated, but scattered light generated when the exposure light EL hits the bubble 100 is received by the light receiving system 42. Is also possible. On the other hand, by irradiating the detection light La different from the exposure light EL, the bubble detection operation can be performed at a timing other than the exposure process.

また上述した実施形態においては、基板P上に液浸領域AR2を形成する場合について説明したが、図2を参照して説明したような、基板ステージPST(Zチルトステージ52)上の基準部材300の上面301、照度ムラセンサ400の上板402の上面401、空間像計測センサ500の上板502の上面501、及び照射量センサの上板の上面に液体LQの液浸領域AR2を形成する場合が考えられる。こうした基準部材やセンサで液体LQを介して計測を行うときに、投影光学系PLの像面側に気体部分(気泡)100が存在すると計測誤差となってしまうおそれがある場合には、気体検出系40を使って気体部分の有無などを検出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the liquid immersion area AR2 is formed on the substrate P has been described. However, the reference member 300 on the substrate stage PST (Z tilt stage 52) as described with reference to FIG. The liquid LQ immersion region AR2 may be formed on the upper surface 301, the upper surface 401 of the upper plate 402 of the illuminance unevenness sensor 400, the upper surface 501 of the upper plate 502 of the aerial image measurement sensor 500, and the upper surface of the upper plate of the irradiation amount sensor. Conceivable. When measurement is performed via the liquid LQ with such a reference member or sensor, if there is a possibility that a measurement error may occur if the gas portion (bubble) 100 exists on the image plane side of the projection optical system PL, gas detection is performed. The presence or absence of a gas portion may be detected using the system 40.

以下、本発明の別の実施形態について図4を参照しながら説明する。以下の説明において、上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
図4において、気体検出系40は、液体LQを介した光を受光する互いに別の位置に設けられた第1受光系42A及び第2受光系42Bを備えている。投射系41より照射された検出光Laが気泡100に当たることで生成された散乱光は、第1、第2受光系42A、42Bのそれぞれに入射する。第1、第2受光系42A、42Bの受光素子82A、82BのそれぞれはCCDによって構成されている。
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
In FIG. 4, the gas detection system 40 includes a first light receiving system 42 </ b> A and a second light receiving system 42 </ b> B provided at different positions that receive light via the liquid LQ. Scattered light generated when the detection light La emitted from the projection system 41 strikes the bubble 100 is incident on each of the first and second light receiving systems 42A and 42B. Each of the light receiving elements 82A and 82B of the first and second light receiving systems 42A and 42B is constituted by a CCD.

上述したように、気泡100に対して所定方向から光を照射したときの気泡100から発生する散乱光の光強度が最も強くなる方向は特定され、その方向に対応した位置に第1、第2受光系42A、42Bが配置されている。そして、気泡100から発生した散乱光は受光素子82A、82Bのそれぞれの受光面に入射する。散乱光は、液浸領域AR2上(基板P上)での気泡100の位置に応じた受光面上の位置に入射する。   As described above, the direction in which the light intensity of the scattered light generated from the bubble 100 when the bubble 100 is irradiated with light from a predetermined direction is specified, and the first and second positions corresponding to the direction are specified. Light receiving systems 42A and 42B are arranged. The scattered light generated from the bubble 100 is incident on the light receiving surfaces of the light receiving elements 82A and 82B. The scattered light is incident on a position on the light receiving surface corresponding to the position of the bubble 100 on the liquid immersion area AR2 (on the substrate P).

受光素子82A、82Bのそれぞれは受光面上でのXY方向(水平方向)に関する受光位置を特定することができる1次元CCDにより構成されている。また、散乱光はピーク値を有しており、受光素子82A、82Bは、散乱光のピーク値に基づいて受光面上でのXY方向に関する受光位置を特定する。つまり、気泡100のXY平面での位置が変動すると、受光素子82A、82Bでの散乱光の受光位置も、図4中、矢印S1、S2で示すように変動する。そこで、気体検出系40は、第1、第2受光系42A、42Bそれぞれの受光素子82A、82Bの受光面上での受光位置に基づいて、気泡100のXY平面での位置情報を求めることができる。   Each of the light receiving elements 82A and 82B is configured by a one-dimensional CCD capable of specifying a light receiving position in the XY direction (horizontal direction) on the light receiving surface. Further, the scattered light has a peak value, and the light receiving elements 82A and 82B specify the light receiving position in the XY directions on the light receiving surface based on the peak value of the scattered light. That is, when the position of the bubble 100 on the XY plane changes, the light receiving position of the scattered light by the light receiving elements 82A and 82B also changes as indicated by arrows S1 and S2 in FIG. Therefore, the gas detection system 40 can obtain position information on the XY plane of the bubble 100 based on the light receiving positions on the light receiving surfaces of the light receiving elements 82A and 82B of the first and second light receiving systems 42A and 42B. it can.

なおここでは、受光素子82A、82Bのそれぞれは受光面上でのXY方向(水平方向)に関する受光位置を特定することができる1次元CCDで構成されているが、2次元CCDを用いることにより気泡100のZ軸方向に関する位置も求めることができる。   Here, each of the light receiving elements 82A and 82B is configured by a one-dimensional CCD capable of specifying a light receiving position in the XY direction (horizontal direction) on the light receiving surface. A position of 100 in the Z-axis direction can also be obtained.

液浸領域AR2(基板P)上での気泡100の位置が求められたことにより、受光素子82A、82Bのそれぞれと気泡100との間の距離を導出することができる。また、気泡100の大きさに応じて気泡100で発生した散乱光の光強度、ひいては受光素子82A、82Bで受光される光強度(受光量)が変化する。また、受光素子82A、82Bのそれぞれと気泡100との距離に応じても、受光素子82A、82Bで受光される光強度が変化する。   By obtaining the position of the bubble 100 on the liquid immersion area AR2 (substrate P), the distance between each of the light receiving elements 82A and 82B and the bubble 100 can be derived. Further, the light intensity of the scattered light generated in the bubble 100 and the light intensity (the amount of received light) received by the light receiving elements 82A and 82B change according to the size of the bubble 100. The intensity of light received by the light receiving elements 82A and 82B also changes depending on the distance between each of the light receiving elements 82A and 82B and the bubble 100.

そこで、受光素子82A、82Bのそれぞれと気泡100との間の距離に関する情報と、受光素子82A、82Bで受光される光強度とに基づいて、制御装置CONTは、気泡100の大きさを求めることができる。   Therefore, the control device CONT obtains the size of the bubble 100 based on the information regarding the distance between each of the light receiving elements 82A and 82B and the bubble 100 and the light intensity received by the light receiving elements 82A and 82B. Can do.

具体的には、気泡100の大きさと受光素子82A、82Bで受光される光強度との関係(特性曲線)を実験やシミュレーション等によって予め求めておく。更に、前記関係(特性曲線)を、複数通りの前記距離に対応付けしてそれぞれ求めておく。そして、求めた情報を制御装置CONTに記憶しておく。   Specifically, the relationship (characteristic curve) between the size of the bubble 100 and the light intensity received by the light receiving elements 82A and 82B is obtained in advance by experiments, simulations, or the like. Further, the relationship (characteristic curve) is obtained in association with a plurality of the distances. The obtained information is stored in the control device CONT.

そして、制御装置CONTは、気体検出系40を使って検出した気泡100の位置情報(ひいては前記距離に関する情報)と、そのとき受光した光強度と、前記記憶した情報とに基づいて、気泡100の大きさを求めることができる。   Then, the control device CONT determines the position of the bubble 100 based on the positional information of the bubble 100 detected using the gas detection system 40 (and thus the information on the distance), the light intensity received at that time, and the stored information. The size can be determined.

そして、制御装置CONTは、上記求めた気泡100の大きさ及び位置のうち少なくともいずれか一方に基づいて、露光に関する動作を制御する。例えば、制御装置CONTに、基板Pに対して所望のパターン転写精度でパターンが転写されるかどうかの気泡100に関するしきい値情報を予め記憶しておく。このしきい値は、気泡100の大きさに関するしきい値、及び気泡100の位置に関するしきい値を含む。そして、制御装置CONTは、記憶されているしきい値情報と、気泡100の大きさ又は位置の検出結果とを比較する。制御装置CONTは、気体検出系40による気泡100の検出結果が前記しきい値以上であるかどうかを判別する。例えば、径の小さい気泡100が液体LQ中を僅かに浮遊している場合など、気泡100が液体LQ中に存在していても所望のパターン転写精度を得られる場合がある。そこで、気泡100の量及び大きさに関するしきい値を予め求めておき、気体検出系40の検出結果が前記しきい値以下であれば基板Pの露光を適切に行うことができると判断できる。この場合、気体検出系40によって気泡100が検出されたとしても、制御装置CONTは、基板Pの露光を継続する。一方、検出した気泡100が上記しきい値以上であると判断した場合には、制御装置CONTは、例えば露光処理動作を中断したり、あるいは不図示の警報装置を駆動して、許容範囲以上(しきい値以上)の気泡100が存在する旨を通知等の処置を施す。   And the control apparatus CONT controls the operation | movement regarding exposure based on at least any one among the magnitude | size and position of the bubble 100 which were calculated | required. For example, threshold information about the bubble 100 indicating whether or not the pattern is transferred to the substrate P with a desired pattern transfer accuracy is stored in the control device CONT in advance. This threshold value includes a threshold value related to the size of the bubble 100 and a threshold value related to the position of the bubble 100. Then, the control device CONT compares the stored threshold information with the detection result of the size or position of the bubble 100. The control device CONT determines whether or not the detection result of the bubble 100 by the gas detection system 40 is equal to or greater than the threshold value. For example, when the bubble 100 having a small diameter is slightly floating in the liquid LQ, a desired pattern transfer accuracy may be obtained even when the bubble 100 is present in the liquid LQ. Therefore, a threshold value regarding the amount and size of the bubble 100 is obtained in advance, and it can be determined that the exposure of the substrate P can be appropriately performed if the detection result of the gas detection system 40 is equal to or less than the threshold value. In this case, even if the bubble 100 is detected by the gas detection system 40, the control device CONT continues to expose the substrate P. On the other hand, when it is determined that the detected bubble 100 is equal to or greater than the threshold value, the control device CONT, for example, interrupts the exposure processing operation or drives an alarm device (not shown) to exceed the allowable range ( A measure such as notification that the bubble 100 of the threshold value or more is present is performed.

あるいは、制御装置CONTは、基板P上の複数のショット領域のそれぞれの露光中に気泡100の位置検出を行い、複数のショット領域のうち気泡100によりパターンの像の結像が適切に行われなかったショット領域を記憶する。そして、露光処理終了後において、前記記憶した情報に基づいて、複数のショット領域のうちパターンの像の結像が適切に行われなかったショット領域は、その後に続く、別のレイヤの露光処理から除外されたり、レジストをつけ直して再露光される。更には、基板P上に気泡100が付着している場合と投影光学系PLの先端面や液体LQ中に浮遊している場合とでは、パターン劣化の程度に差がある。その場合においても、気泡100の存在位置に応じて、後の処理を決定すればよい。   Alternatively, the control device CONT detects the position of the bubble 100 during the exposure of each of the plurality of shot areas on the substrate P, and the pattern image is not properly formed by the bubbles 100 among the plurality of shot areas. Memorize the shot area. Then, after the exposure process is completed, a shot area in which a pattern image is not properly formed out of a plurality of shot areas based on the stored information is obtained from the subsequent exposure process of another layer. Excluded or re-exposed after re-applying resist. Furthermore, there is a difference in the degree of pattern degradation between the case where the bubble 100 is adhered on the substrate P and the case where the bubble 100 is floating in the tip surface of the projection optical system PL or the liquid LQ. Even in that case, the subsequent processing may be determined according to the position where the bubble 100 exists.

なお、上述した各実施形態においては、気体検出系40を基板P上の一部に液浸領域AR2を局所的に形成する局所液浸方式に適用した場合を例にして説明したが、図5に示すように、基板Pを保持した基板ステージPSTを液槽90の中で移動する所謂グローバル液浸方式に適用することも可能である。図5(a)はグローバル液浸露光装置の一例を示す側面図、図5(b)は平面図である。図5において、液槽90は、投射系41からの検出光Laを通過可能な入射窓91と、気泡100から発生した散乱光を通過可能な射出窓92とを備えている。なお、グローバル液浸方式を適用した液浸露光装置としては、例えば特開平6−124873号公報に開示されている構成を採用することができる。   In each of the above-described embodiments, the case where the gas detection system 40 is applied to the local liquid immersion method in which the liquid immersion area AR2 is locally formed on a part of the substrate P has been described as an example. As shown, the substrate stage PST holding the substrate P can be applied to a so-called global liquid immersion method in which the substrate stage PST is moved in the liquid tank 90. FIG. 5A is a side view showing an example of the global immersion exposure apparatus, and FIG. 5B is a plan view. In FIG. 5, the liquid tank 90 includes an incident window 91 through which the detection light La from the projection system 41 can pass, and an exit window 92 through which scattered light generated from the bubble 100 can pass. As an immersion exposure apparatus to which the global immersion method is applied, for example, a configuration disclosed in JP-A-6-124873 can be employed.

図6は本発明の別の実施形態を示す側面図、図7は図6の液浸領域AR2を下から見た図である。図6において、気体検出系40のうち検出光Laを投射する投射系41は、基板P上に形成された液体LQの液浸領域AR2の上方位置から下方へ向けて検出光Laを導く第1送光系74と、第1送光系74からの検出光Laを基板P表面とほぼ平行にする光路折り曲げミラー76とを備えている。液浸領域AR2の上方位置には、図1等を参照して説明した光源43、ピンホール44、コリメータレンズ45、ビームエキスパンダ46、第1、第2シリンドリカルレンズ48、49等が設けられており、検出光であるレーザシート光Laが液浸領域AR2の上方位置から下方に向けて第1送光系74によって導かれている。   6 is a side view showing another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a view of the liquid immersion area AR2 of FIG. 6 as viewed from below. In FIG. 6, the projection system 41 that projects the detection light La in the gas detection system 40 first guides the detection light La from the upper position of the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ formed on the substrate P downward. A light transmission system 74 and an optical path bending mirror 76 that makes the detection light La from the first light transmission system 74 substantially parallel to the surface of the substrate P are provided. The light source 43, pinhole 44, collimator lens 45, beam expander 46, first and second cylindrical lenses 48, 49, etc. described with reference to FIG. 1 and the like are provided above the immersion area AR2. The laser sheet light La, which is detection light, is guided by the first light transmission system 74 from the upper position to the lower position of the liquid immersion area AR2.

第1送光系74は光ファイバを複数束ねた光ファイバ束によって構成されており、その一部が流路形成部材70の内部に配置されている。そして、光ファイバ束(第1送光系)74の射出端は、液浸領域AR2の液体LQ中に浸かっている。なお、光ファイバ束74の射出端側に、レーザシート光を形成するためのシリンドリカルレンズ(符号75参照)を配置してもよい。このシリンドリカルレンズ75も液浸領域AR2の液体LQ中に浸かっている。   The first light transmission system 74 is configured by an optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled, and a part of the first light transmission system 74 is disposed inside the flow path forming member 70. The exit end of the optical fiber bundle (first light transmission system) 74 is immersed in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2. A cylindrical lens (see reference numeral 75) for forming laser sheet light may be disposed on the exit end side of the optical fiber bundle 74. The cylindrical lens 75 is also immersed in the liquid LQ in the immersion area AR2.

ミラー76は、支持部材77を介して流路形成部材70の下面70Aに取り付けられている。そして、このミラー76も液浸領域AR2の液体LQ中に浸かっている。   The mirror 76 is attached to the lower surface 70 </ b> A of the flow path forming member 70 via a support member 77. The mirror 76 is also immersed in the liquid LQ in the immersion area AR2.

気体検出系40のうち光を受光する受光系42は、液体LQを介した光を液浸領域AR2の上方へ導く光路折り曲げミラー78と、ミラー78からの光を受光素子86に導くレンズ系85とを備えている。   Of the gas detection system 40, the light receiving system 42 that receives light includes an optical path bending mirror 78 that guides light through the liquid LQ upward of the liquid immersion area AR2, and a lens system 85 that guides light from the mirror 78 to the light receiving element 86. And.

レンズ系85は流路形成部材70に取り付けられており、レンズ系85のうちミラー78からの光が入射される受光端は、液浸領域AR2の液体LQ中に浸かっている。また、受光素子86は流路形成部材70の上方位置に設けられており、流路形成部材70にはレンズ系85から受光素子86に向かう光の光路を確保するための貫通部87が形成されている。   The lens system 85 is attached to the flow path forming member 70, and the light receiving end where the light from the mirror 78 is incident is immersed in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2. The light receiving element 86 is provided above the flow path forming member 70, and the flow path forming member 70 is formed with a through-hole 87 for securing an optical path of light from the lens system 85 toward the light receiving element 86. ing.

また、受光系42の一部を構成するミラー78は、支持部材79を介して流路形成部材70の下面70Aに取り付けられている。そして、このミラー78も液浸領域AR2の液体LQ中に浸かっている。   Further, the mirror 78 constituting a part of the light receiving system 42 is attached to the lower surface 70 </ b> A of the flow path forming member 70 via a support member 79. The mirror 78 is also immersed in the liquid LQ in the immersion area AR2.

このように、気体検出系40を構成する複数の部材のうち、支持部材77,79やミラー76、78、あるいは光ファイバ束74の射出端やレンズ系85の受光端が液浸領域AR2の液体LQ中に浸かっている。液体LQの外側から空気を介して液浸領域AR2の液体LQに検出光Laを入射させる形態では、液体LQと空気との界面において検出光Laの散乱が生じて気泡検出精度が劣化する不都合が生じる可能性があるが、本実施形態のように、気体検出系40を構成する複数の部材のうち特定の部材を液浸領域AR2の液体LQ中に浸けて、検出光Laが液体LQと空気との界面を通過しないようにすることで、上記不都合の発生を防止することができる。   As described above, among the plurality of members constituting the gas detection system 40, the support members 77 and 79, the mirrors 76 and 78, or the emission end of the optical fiber bundle 74 and the light reception end of the lens system 85 are liquid in the liquid immersion area AR2. I'm immersed in LQ. In the form in which the detection light La is incident on the liquid LQ in the liquid immersion area AR2 from the outside of the liquid LQ via the air, the detection light La is scattered at the interface between the liquid LQ and the air, and the bubble detection accuracy deteriorates. Although this may occur, as in the present embodiment, a specific member among a plurality of members constituting the gas detection system 40 is immersed in the liquid LQ in the liquid immersion area AR2, and the detection light La is supplied to the liquid LQ and air. The occurrence of the above inconveniences can be prevented by not passing through the interface.

投射系41及び受光系42は、投影光学系PLの投影領域AR1の両側にそれぞれ設けられている。また、図7に示すように、液体LQを供給する液体供給口13A、13Bは投影光学系PLの投影領域AR1に対してX軸方向に離れた位置に設けられている。そして、投射系41及び受光系42を構成する複数の部材のうち、少なくとも液体LQ中に浸かっている部材、すなわち、光ファイバ束74の射出端、ミラー76、78、支持部材77、79、及びレンズ系85の受光端等は、X軸方向とは別の方向に離れた位置に設けられている。図7に示す例では、液体LQ中に浸かっている部材は、投影光学系PLの投影領域AR1に対してほぼY軸方向に離れた位置に設けられている。このような配置にすることにより、液体供給口13A、13Bから供給された液体LQが前記部材に当たって液浸領域AR2中の液体LQの流れを乱す不都合を防止することができる。なお、図7に示す例では、受光系42の一部を構成するミラー78は、光ファイバ束74から射出され、ミラー76を通過した検出光Laが直接入射されない位置に設けられている。   The projection system 41 and the light receiving system 42 are respectively provided on both sides of the projection area AR1 of the projection optical system PL. Further, as shown in FIG. 7, the liquid supply ports 13A and 13B for supplying the liquid LQ are provided at positions separated in the X-axis direction with respect to the projection area AR1 of the projection optical system PL. Of the plurality of members constituting the projection system 41 and the light receiving system 42, at least a member immersed in the liquid LQ, that is, the exit end of the optical fiber bundle 74, mirrors 76 and 78, support members 77 and 79, and The light receiving end of the lens system 85 is provided at a position separated in a direction different from the X-axis direction. In the example shown in FIG. 7, the member immersed in the liquid LQ is provided at a position substantially away from the projection area AR1 of the projection optical system PL in the Y-axis direction. With such an arrangement, it is possible to prevent inconvenience that the liquid LQ supplied from the liquid supply ports 13A and 13B hits the member and disturbs the flow of the liquid LQ in the liquid immersion area AR2. In the example shown in FIG. 7, the mirror 78 constituting a part of the light receiving system 42 is provided at a position where the detection light La emitted from the optical fiber bundle 74 and passed through the mirror 76 is not directly incident.

以上説明したように、光ファイバ束74を使って検出光Laを液浸領域AR2の上方位置から下方に向けて導き、検出光Laを液浸領域AR2の上方から入射させる構成も可能である。こうすることにより、投影光学系PLや基板P等の周辺に他の機器や部材が存在して気体検出系40の光学系の配置に制約があっても、光ファイバ束74によって気体検出系40の光学系の配置の自由度が向上されている。したがって、前記制約があっても、その光ファイバ束74からの検出光Laはミラー76を介して基板P表面とほぼ平行に円滑に投射される。そして、基板P上に形成された液体LQの液浸領域AR2に対して基板P表面とほぼ平行な検出光Laを投射するので、液浸領域AR2の広い範囲において気泡100の有無を一括して検出することができる。   As described above, it is also possible to use the optical fiber bundle 74 to guide the detection light La downward from the upper position of the liquid immersion area AR2 and make the detection light La incident from above the liquid immersion area AR2. By doing so, even if other devices and members exist around the projection optical system PL, the substrate P, etc., and the arrangement of the optical system of the gas detection system 40 is restricted, the gas detection system 40 is provided by the optical fiber bundle 74. The degree of freedom of arrangement of the optical system is improved. Therefore, even if there is the restriction, the detection light La from the optical fiber bundle 74 is smoothly projected almost parallel to the surface of the substrate P via the mirror 76. Since the detection light La that is substantially parallel to the surface of the substrate P is projected onto the liquid immersion area AR2 of the liquid LQ formed on the substrate P, the presence / absence of the bubble 100 is collectively determined in a wide range of the liquid immersion area AR2. Can be detected.

なお、上述した実施形態においては、液浸領域AR2の上方から検出光Laを入射させるために光ファイバ束74を用いているが、もちろんレンズ系を用いてもよいし、空間を伝播させても構わない。また、気泡100で発生した散乱光を液浸領域AR2の上方より射出させる構成の他に、横方向など他の方向へ導いてもよい。   In the above-described embodiment, the optical fiber bundle 74 is used to allow the detection light La to enter from above the liquid immersion area AR2. However, of course, a lens system may be used, or a space may be propagated. I do not care. In addition to the configuration in which the scattered light generated in the bubble 100 is emitted from above the liquid immersion area AR2, the scattered light may be guided in other directions such as a lateral direction.

上述したように、本実施形態における液体LQは純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板P上のフォトレジストや光学素子(レンズ)等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Pの表面、及び投影光学系PLの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。なお工場等から供給される純水の純度が低い場合には、露光装置が超純水製造器を持つようにしてもよい。   As described above, the liquid LQ in the present embodiment is composed of pure water. Pure water has an advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has no adverse effect on the photoresist, optical element (lens), etc. on the substrate P. In addition, pure water has no adverse effects on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the substrate P and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. . When the purity of pure water supplied from a factory or the like is low, the exposure apparatus may have an ultrapure water production device.

そして、波長が193nm程度の露光光ELに対する純水(水)の屈折率nはほぼ1.44と言われており、露光光ELの光源としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)を用いた場合、基板P上では1/n、すなわち約134nmに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約n倍、すなわち約1.44倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系PLの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。   The refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is said to be approximately 1.44. When ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL, On the substrate P, the wavelength is shortened to 1 / n, that is, about 134 nm, and a high resolution can be obtained. Furthermore, since the depth of focus is enlarged by about n times, that is, about 1.44 times compared with that in the air, the projection optical system PL can be used when it is sufficient to ensure the same depth of focus as that in the air. The numerical aperture can be further increased, and the resolution is improved in this respect as well.

なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数NAが0.9〜1.3になることもある。このように投影光学系の開口数NAが大きくなる場合には、従来から露光光として用いられているランダム偏光光では偏光効果によって結像性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。その場合、マスク(レチクル)のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行い、マスク(レチクル)のパターンからは、S偏光成分(TE偏光成分)、すなわちラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出されるようにするとよい。投影光学系PLと基板P表面に塗布されたレジストとの間が液体で満たされている場合、投影光学系PLと基板P表面に塗布されたレジストとの間が空気(気体)で満たされている場合に比べて、コントラストの向上に寄与するS偏光成分(TE偏光成分)の回折光のレジスト表面での透過率が高くなるため、投影光学系の開口数NAが1.0を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。また、位相シフトマスクや特開平6−188169号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法(特にダイボール照明法)等を適宜組み合わせると更に効果的である。   As described above, when the liquid immersion method is used, the numerical aperture NA of the projection optical system may be 0.9 to 1.3. When the numerical aperture NA of the projection optical system becomes large in this way, the imaging performance may deteriorate due to the polarization effect with random polarized light conventionally used as exposure light. desirable. In that case, linearly polarized illumination is performed in accordance with the longitudinal direction of the line pattern of the mask (reticle) line-and-space pattern. From the mask (reticle) pattern, the S-polarized light component (TE-polarized light component), that is, the line pattern It is preferable that a large amount of diffracted light having a polarization direction component is emitted along the longitudinal direction. When the space between the projection optical system PL and the resist applied on the surface of the substrate P is filled with a liquid, the space between the projection optical system PL and the resist applied on the surface of the substrate P is filled with air (gas). Compared with the case where the transmittance of the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) contributing to the improvement of the contrast is high on the resist surface, the numerical aperture NA of the projection optical system exceeds 1.0. Even in this case, high imaging performance can be obtained. Further, it is more effective to appropriately combine a phase shift mask or an oblique incidence illumination method (particularly a die ball illumination method) or the like according to the longitudinal direction of the line pattern as disclosed in JP-A-6-188169.

また、例えばArFエキシマレーザを露光光とし、1/4程度の縮小倍率の投影光学系PLを使って、微細なライン・アンド・スペースパターン(例えば25〜50nm程度のライン・アンド・スペース)を基板P上に露光するような場合、マスクMの構造(例えばパターンの微細度やクロムの厚み)によっては、Wave guide効果によりマスクMが偏光板として作用し、コントラストを低下させるP偏光成分(TM偏光成分)の回折光よりS偏光成分(TE偏光成分)の回折光が多くマスクMから射出されるようになるので、上述の直線偏光照明を用いることが望ましいが、ランダム偏光光でマスクMを照明しても、投影光学系PLの開口数NAが0.9〜1.3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。また、マスクM上の極微細なライン・アンド・スペースパターンを基板P上に露光するような場合、Wire Grid効果によりP偏光成分(TM偏光成分)がS偏光成分(TE偏光成分)よりも大きくなる可能性もあるが、例えばArFエキシマレーザを露光光とし、1/4程度の縮小倍率の投影光学系PLを使って、25nmより大きいライン・アンド・スペースパターンを基板P上に露光するような場合には、S偏光成分(TE偏光成分)の回折光がP偏光成分(TM偏光成分)の回折光よりも多くマスクMから射出されるので、投影光学系PLの開口数NAが0.9〜1.3のように大きい場合でも高い解像性能を得ることができる。   Further, for example, an ArF excimer laser is used as the exposure light, and a fine line and space pattern (for example, a line and space of about 25 to 50 nm) is formed on the substrate by using the projection optical system PL with a reduction magnification of about 1/4. When exposing on P, depending on the structure of the mask M (for example, the fineness of the pattern and the thickness of chrome), the mask M acts as a polarizing plate due to the Wave guide effect, and the P-polarized component (TM polarized light) that lowers the contrast. Since the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) is emitted from the mask M more than the diffracted light of the component), it is desirable to use the above-mentioned linearly polarized illumination, but the mask M is illuminated with random polarized light Even when the numerical aperture NA of the projection optical system PL is as large as 0.9 to 1.3, high resolution performance can be obtained. When an extremely fine line-and-space pattern on the mask M is exposed on the substrate P, the P-polarized component (TM-polarized component) is larger than the S-polarized component (TE-polarized component) due to the Wire Grid effect. For example, an ArF excimer laser is used as exposure light, and a line and space pattern larger than 25 nm is exposed on the substrate P using the projection optical system PL with a reduction magnification of about 1/4. In this case, since the diffracted light of the S polarization component (TE polarization component) is emitted from the mask M more than the diffracted light of the P polarization component (TM polarization component), the numerical aperture NA of the projection optical system PL is 0.9. High resolution performance can be obtained even when the value is as large as -1.3.

更に、マスク(レチクル)のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明(S偏光照明)だけでなく、特開平6−53120号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線(周)方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。特に、マスク(レチクル)のパターンが所定の一方向に延びるラインパターンだけでなく、複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在する場合には、同じく特開平6−53120号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数NAが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。   Furthermore, not only linearly polarized illumination (S-polarized illumination) matched to the longitudinal direction of the line pattern of the mask (reticle) but also a circle centered on the optical axis as disclosed in JP-A-6-53120. A combination of the polarization illumination method that linearly polarizes in the tangential (circumferential) direction and the oblique incidence illumination method is also effective. In particular, when a mask (reticle) pattern includes not only a line pattern extending in a predetermined direction but also a plurality of line patterns extending in different directions, the same is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-53120. In addition, by using the polarization illumination method that linearly polarizes in the tangential direction of the circle centered on the optical axis and the annular illumination method, high imaging performance can be obtained even when the numerical aperture NA of the projection optical system is large. it can.

本実施形態では、投影光学系PLの先端に光学素子2が取り付けられており、このレンズにより投影光学系PLの光学特性、例えば収差(球面収差、コマ収差等)の調整を行うことができる。なお、投影光学系PLの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系PLの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ELを透過可能な平行平面板であってもよい。   In the present embodiment, the optical element 2 is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) can be adjusted by this lens. The optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL.

なお、液体LQの流れによって生じる投影光学系PLの先端の光学素子と基板Pとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。   When the pressure between the optical element at the tip of the projection optical system PL generated by the flow of the liquid LQ and the substrate P is large, the optical element is not exchangeable but the optical element is moved by the pressure. It may be fixed firmly so that there is no.

なお、本実施形態では、投影光学系PLと基板P表面との間は液体LQで満たされている構成であるが、例えば基板Pの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体LQを満たす構成であってもよい。   In the present embodiment, the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid LQ. However, for example, the liquid with the cover glass made of a plane-parallel plate attached to the surface of the substrate P is used. The structure which satisfy | fills LQ may be sufficient.

なお、本実施形態の液体LQは水であるが、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ELの光源がFレーザである場合、このFレーザ光は水を透過しないので、液体LQとしてはFレーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル(PFPE)やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体LQと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体LQとしては、その他にも、露光光ELに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系PLや基板P表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの(例えばセダー油)を用いることも可能である。この場合も表面処理は用いる液体LQの極性に応じて行われる。 The liquid LQ of the present embodiment is water, but may be a liquid other than water. For example, when the light source of the exposure light EL is an F 2 laser, the F 2 laser light does not pass through water. The liquid LQ may be, for example, a fluorinated fluid such as perfluorinated polyether (PFPE) or fluorinated oil that can transmit F 2 laser light. In this case, the lyophilic treatment is performed by forming a thin film with a substance having a molecular structure having a small polarity including fluorine, for example, at a portion in contact with the liquid LQ. In addition, as the liquid LQ, the liquid LQ is transmissive to the exposure light EL, has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the photoresist applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P (for example, Cedar). Oil) can also be used. Also in this case, the surface treatment is performed according to the polarity of the liquid LQ to be used.

なお、上記各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。   The substrate P in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.

露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明は基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。   As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that partially transfers at least two patterns on the substrate P.

また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。   The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-163099, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2000-505958.

露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。   The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ) Or an exposure apparatus for manufacturing reticles or masks.

基板ステージPSTやマスクステージMSTにリニアモータ(USP5,623,853またはUSP5,528,118参照)を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージPST、MSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。   When using a linear motor (see USP5,623,853 or USP5,528,118) for the substrate stage PST and mask stage MST, use either an air levitation type using air bearings or a magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force. Also good. Each stage PST, MST may be a type that moves along a guide, or may be a guideless type that does not have a guide.

各ステージPST、MSTの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージPST、MSTを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージPST、MSTに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージPST、MSTの移動面側に設ければよい。   As a driving mechanism for each stage PST, MST, a planar motor that drives each stage PST, MST by electromagnetic force with a magnet unit having a two-dimensionally arranged magnet and an armature unit having a two-dimensionally arranged coil facing each other is provided. It may be used. In this case, either one of the magnet unit and the armature unit may be connected to the stages PST and MST, and the other of the magnet unit and the armature unit may be provided on the moving surface side of the stages PST and MST.

基板ステージPSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−166475号公報(USP5,528,118)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
マスクステージMSTの移動により発生する反力は、投影光学系PLに伝わらないように、特開平8−330224号公報(US S/N 08/416,558)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。
As described in JP-A-8-166475 (USP 5,528,118), the reaction force generated by the movement of the substrate stage PST is not transmitted to the projection optical system PL, but mechanically using a frame member. You may escape to the floor (ground).
As described in JP-A-8-330224 (US S / N 08 / 416,558), a frame member is used so that the reaction force generated by the movement of the mask stage MST is not transmitted to the projection optical system PL. May be mechanically released to the floor (ground).

以上のように、本願実施形態の露光装置EXは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   As described above, the exposure apparatus EX according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図8に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、前述した実施形態の露光装置EXによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。   As shown in FIG. 8, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate which is a base material of the device. Manufacturing step 203, exposure processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.

本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of the exposure apparatus of this invention. 基板ステージの平面図である。It is a top view of a substrate stage. 本発明の露光装置の一実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows one Embodiment of the exposure apparatus of this invention. 本発明の露光装置の別の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of the exposure apparatus of this invention. 本発明の露光装置の別の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of the exposure apparatus of this invention. 本発明の露光装置の別の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of the exposure apparatus of this invention. 図6の液浸領域を下から見た図である。It is the figure which looked at the liquid immersion area | region of FIG. 6 from the bottom. 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing process of a semiconductor device.

符号の説明Explanation of symbols

2…光学素子、2A…液体接触面、10…液体供給機構、
13(13A、13B)…液体供給口、20…液体回収機構、
23(23A、23B)…液体回収口、40…気体検出系、41…投射系、
42(42A、42B)…受光系、70…流路形成部材(供給部材、回収部材)、
70A…液体接触面、74…光ファイバ束(第1送光系)、
76…ミラー(第2送光系)、78…ミラー(第3送光系)、
85…レンズ系(第4送光系)、86…受光素子、100…気泡(気体部分)、
AR1…投影領域、AR2…液浸領域、CONT…制御装置、EL…露光光、
EX…露光装置、La…検出光、LQ…液体、P…基板、PL…投影光学系
2 ... optical element, 2A ... liquid contact surface, 10 ... liquid supply mechanism,
13 (13A, 13B) ... liquid supply port, 20 ... liquid recovery mechanism,
23 (23A, 23B) ... liquid recovery port, 40 ... gas detection system, 41 ... projection system,
42 (42A, 42B) ... light receiving system, 70 ... flow path forming member (supply member, recovery member),
70A ... Liquid contact surface, 74 ... Optical fiber bundle (first light transmission system),
76: Mirror (second light transmission system), 78 ... Mirror (third light transmission system),
85 ... Lens system (fourth light transmission system), 86 ... Light receiving element, 100 ... Bubble (gas part),
AR1 ... projection area, AR2 ... immersion area, CONT ... control device, EL ... exposure light,
EX ... exposure apparatus, La ... detection light, LQ ... liquid, P ... substrate, PL ... projection optical system

Claims (21)

基板上に液体の液浸領域を形成し、投影光学系と前記液体とを介して前記基板上に露光光を照射して該基板を露光する露光装置において、
前記液浸領域の気体部分の有無を光学的に検出する気体検出系を備え、
前記気体検出系は、前記液浸領域に対して前記基板表面とほぼ平行な検出光を投射することを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that forms a liquid immersion area on a substrate and irradiates the substrate with exposure light via a projection optical system and the liquid to expose the substrate.
Comprising a gas detection system for optically detecting the presence or absence of a gas portion in the immersion region;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the gas detection system projects detection light substantially parallel to the substrate surface to the immersion area.
前記検出光は、前記液浸領域のうち所定の大きさ以上の領域を覆うように照射されることを特徴とする請求項1記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection light is irradiated so as to cover an area of a predetermined size or more in the liquid immersion area. 前記検出光はレーザシート光を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。   3. An exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection light includes laser sheet light. 前記検出光の照射領域は、前記投影光学系の像面側端部と基板との間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein an irradiation area of the detection light is larger than a distance between an image plane side end of the projection optical system and the substrate. 前記検出光の照射領域は、前記露光光の照射領域よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein an irradiation area of the detection light is larger than an irradiation area of the exposure light. 前記検出光の照射領域は、前記液浸領域よりも大きいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の露光装置。   6. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection light irradiation area is larger than the liquid immersion area. 前記液体を供給する供給口を有する供給部材と、
前記液体を回収する回収口を有する回収部材とを備え、
前記気体検出系は、前記供給部材、前記回収部材、前記投影光学系、及び前記基板のうち少なくとも一つの液体接触面に対して前記検出光を照射することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項記載の露光装置。
A supply member having a supply port for supplying the liquid;
A recovery member having a recovery port for recovering the liquid;
The gas detection system irradiates at least one liquid contact surface among the supply member, the recovery member, the projection optical system, and the substrate with the detection light. The exposure apparatus according to any one of the above.
前記気体部分は気泡を含み、
前記気体検出系は、前記液体を介した光を受光する互いに別の位置に設けられた受光系を少なくとも2つ備え、
前記受光系それぞれの受光結果に基づいて、前記気泡の位置情報を求めることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の露光装置。
The gas portion includes bubbles;
The gas detection system includes at least two light receiving systems provided at different positions for receiving light via the liquid,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein position information of the bubbles is obtained based on a light reception result of each of the light receiving systems.
前記位置情報と前記受光系で受光される光の強度とに基づいて、前記気泡の大きさを求めることを特徴とする請求項8記載の露光装置。   9. The exposure apparatus according to claim 8, wherein the size of the bubble is obtained based on the position information and the intensity of light received by the light receiving system. 前記求めた気泡の大きさ及び位置のうち少なくともいずれか一方に基づいて、露光に関する動作が制御されることを特徴とする請求項9記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 9, wherein an operation related to exposure is controlled based on at least one of the obtained bubble size and position. 前記気体検出系による検出は前記基板の露光と並行して行われ、
前記気体検出系の検出結果に基づいて、前記露光を継続するか否かを判断することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項記載の露光装置。
Detection by the gas detection system is performed in parallel with exposure of the substrate,
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein it is determined whether or not to continue the exposure based on a detection result of the gas detection system.
前記気体検出系の検出結果に基づいて、前記基板に対する露光動作開始の適否を判断することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項記載の露光装置。   12. The exposure apparatus according to claim 1, wherein whether or not an exposure operation is started for the substrate is determined based on a detection result of the gas detection system. 前記気体検出系のうち前記検出光を投射する投射系は、
前記液浸領域の上方位置から下方へ向けて前記検出光を導く第1送光系と、
前記第1送光系からの前記検出光を前記基板表面とほぼ平行にする第2送光系とを備えることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項記載の露光装置。
Of the gas detection system, the projection system that projects the detection light is
A first light transmission system that guides the detection light downward from an upper position of the immersion area;
The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a second light transmission system that makes the detection light from the first light transmission system substantially parallel to the surface of the substrate.
前記気体検出系のうち光を受光する受光系は、
前記液体を介した光を前記液浸領域の上方へ導く第3送光系と、
前記第3送光系からの光を受光素子へ導く第4送光系とを備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項記載の露光装置。
Among the gas detection systems, the light receiving system that receives light is:
A third light transmission system that guides light through the liquid to above the immersion area;
The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a fourth light transmission system that guides light from the third light transmission system to a light receiving element.
基板上に液体の液浸領域を形成し、投影光学系と前記液体とを介して前記基板上に露光光を照射して該基板を露光する露光装置において、
前記液浸領域の気体部分の有無を光学的に検出する気体検出系を備え、
前記気体検出系は、前記検出光を前記液体に投射する投射系と、
前記液体を介した光を受光する受光系とを有し、
前記投射系は、前記液浸領域の上方位置から下方へ向けて前記検出光を導く第1送光系と、前記第1送光系からの前記検出光を前記基板表面とほぼ平行にする第2送光系とを備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that forms a liquid immersion area on a substrate and irradiates the substrate with exposure light via a projection optical system and the liquid to expose the substrate.
Comprising a gas detection system for optically detecting the presence or absence of a gas portion in the immersion region;
The gas detection system includes a projection system that projects the detection light onto the liquid;
A light receiving system for receiving light through the liquid,
The projection system includes a first light transmission system that guides the detection light downward from an upper position of the liquid immersion region, and a first light that substantially parallels the detection light from the first light transmission system to the substrate surface. An exposure apparatus comprising a two-light transmission system.
前記受光系は、前記液体を介した光を前記液浸領域の上方へ導く第3送光系と、
前記第3送光系からの光を受光素子へ導く第4送光系とを備えることを特徴とする請求項15記載の露光装置。
The light receiving system includes a third light transmission system that guides light through the liquid to the upper side of the liquid immersion area;
16. The exposure apparatus according to claim 15, further comprising a fourth light transmission system that guides light from the third light transmission system to a light receiving element.
前記気体検出系を構成する複数の部材のうち特定の部材は前記液浸領域の液体中に浸かっていることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein a specific member among the plurality of members constituting the gas detection system is immersed in the liquid in the liquid immersion region. 前記液体を供給する供給口は前記投影光学系の投影領域に対して所定方向に離れた位置に設けられ、
前記液体中に浸かっている前記部材は、前記所定方向とは別の方向に離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項17記載の露光装置。
The supply port for supplying the liquid is provided at a position away from the projection area of the projection optical system in a predetermined direction,
The exposure apparatus according to claim 17, wherein the member immersed in the liquid is provided at a position separated in a direction different from the predetermined direction.
前記第1送光系の前記検出光を射出する射出端、及び前記第2送光系は、前記液浸領域の液体中に浸かっていることを特徴とする請求項15記載の露光装置。   16. The exposure apparatus according to claim 15, wherein the emission end for emitting the detection light of the first light transmission system and the second light transmission system are immersed in the liquid in the liquid immersion region. 前記第3送光系、及び前記第4送光系のうち前記第3送光系からの光が入射される受光端は、前記液浸領域の液体中に浸かっていることを特徴とする請求項16記載の露光装置。   The light receiving end on which light from the third light transmission system is incident among the third light transmission system and the fourth light transmission system is immersed in the liquid in the liquid immersion region. Item 16. The exposure apparatus according to Item 16. 請求項1〜請求項20のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。   21. A device manufacturing method using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 20.
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