JP2005259789A - Detection system, aligner and manufacturing method of device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を検知する検知システム、及びこの検知システムを備えた露光装置、並びにこの露光装置を用いるデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to a detection system for detecting a liquid, an exposure apparatus provided with the detection system, and a device manufacturing method using the exposure apparatus.
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、所謂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＝ｋ１・λ／ＮＡ … （１）
δ＝±ｋ２・λ／ＮＡ２ … （２）
ここで、λは露光波長、ＮＡは投影光学系の開口数、ｋ１、ｋ２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。
ところで、液浸露光装置においては、露光用の液体が漏出するとその漏出した液体により機器に錆びや故障等の不都合が生じる可能性がある。また、漏出した液体により露光装置のおかれている環境（温度や湿度等）が変動し、これにより露光精度及び計測精度が劣化する可能性もある。また、液浸露光装置に限らず、液体を介さずに露光処理を行う露光装置（以下、適宜「ドライ型露光装置」と称する）においても、例えばアクチュエータなどの熱源を冷却するための冷却用液体が漏出する可能性もあり、その場合においても上記不都合が生じる。したがって、漏出した液体を良好に検知し、露光装置の稼働率の低下を招くことなく、その液体が機器や露光精度等に及ぼす影響を抑えるための適切な処置を迅速に施す必要がある。 By the way, in the immersion exposure apparatus, when the exposure liquid leaks out, the leaked liquid may cause inconveniences such as rust and failure in the apparatus. In addition, the environment (temperature, humidity, etc.) in which the exposure apparatus is placed fluctuates due to the leaked liquid, which may deteriorate the exposure accuracy and measurement accuracy. In addition, not only in an immersion exposure apparatus, but also in an exposure apparatus that performs exposure processing without using a liquid (hereinafter referred to as “dry exposure apparatus” as appropriate), for example, a cooling liquid for cooling a heat source such as an actuator May be leaked out, and in this case, the above-mentioned disadvantages occur. Accordingly, it is necessary to detect the leaked liquid satisfactorily and to quickly take appropriate measures to suppress the influence of the liquid on the equipment, exposure accuracy, etc. without causing a reduction in the operating rate of the exposure apparatus.
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、液体を良好に検知することができる検知システム、及びその検知システムを備えた露光装置、並びに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 it is an object of the present invention to provide a detection system that can detect liquid satisfactorily, an exposure apparatus including the detection system, and a device manufacturing method. To do.
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。 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.
本発明の検知システム（Ｓ）は、液体（ＬＱ）の有無を検知するセンサ部（８０Ａ〜８０Ｄ）と、センサ部（８０Ａ〜８０Ｄ）に検知用信号を出力する出力部（９１）及び該センサ部（８０Ａ〜８０Ｄ）を介した信号を入力する入力部（９２）をそれぞれ有する複数の検知器（９０Ａ〜９０Ｄ）とを備え、センサ部（８０Ａ〜８０Ｄ）は、複数の検知対象領域（Ａ〜Ｄ）に応じて複数設けられ、複数のセンサ部のそれぞれ（例えば８０Ａ）は、複数の検知器（９０Ａ〜９０Ｄ）のうち第１の検知器（例えば９０Ａ）の出力部（９１）にその一部を接続するとともに第１の検知器（９０Ａ）とは別の第２の検知器（例えば９０Ｂ）の入力部（９２）に他部を接続することを特徴とする。 The detection system (S) of the present invention includes a sensor unit (80A to 80D) that detects the presence or absence of liquid (LQ), an output unit (91) that outputs a detection signal to the sensor unit (80A to 80D), and the sensor. A plurality of detectors (90A to 90D) each having an input unit (92) for inputting signals via the units (80A to 80D), and the sensor unit (80A to 80D) includes a plurality of detection target regions (A To D), each of the plurality of sensor units (for example, 80A) is connected to the output unit (91) of the first detector (for example, 90A) among the plurality of detectors (90A to 90D). A part is connected and the other part is connected to an input part (92) of a second detector (for example, 90B) different from the first detector (90A).
本発明によれば、液体の有無を検知するセンサ部を、複数の検知対象領域に応じて複数設けたので、液体の存在を検知したセンサ部の出力により液体の位置を特定することができる。したがって、その液体を除去する等の適切な処置を迅速に行うことができる。また、複数の検知器のうち第１の検知器の出力部とセンサ部の一部とを接続するとともに、第２の検知器の入力部とセンサ部の他部とを接続することで、センサ部及び検知器の配置の自由度を向上することができる。したがって、例えば誤検知が生じ難いような最適な形態で配置することができる。 According to the present invention, since a plurality of sensor units for detecting the presence or absence of the liquid are provided according to the plurality of detection target regions, the position of the liquid can be specified by the output of the sensor unit that has detected the presence of the liquid. Therefore, appropriate measures such as removing the liquid can be quickly performed. Moreover, while connecting the output part of a 1st detector and some sensor parts among several detectors, and connecting the input part of a 2nd detector, and the other part of a sensor part, it is a sensor. The degree of freedom of arrangement of the unit and the detector can be improved. Therefore, for example, it can be arranged in an optimal form so that erroneous detection is unlikely to occur.
本発明の露光装置（ＥＸ）は、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、液体（ＣＬ）を検知する検知システムを備え、検知システムは、上記記載の検知システム（Ｓ）により構成されていることを特徴とする。 An exposure apparatus (EX) according to the present invention includes a detection system that detects a liquid (CL) in an exposure apparatus that exposes a substrate (P), and the detection system includes the detection system (S) described above. It is characterized by that.
本発明によれば、ドライ型露光装置において、漏出した液体の位置を検知システムによって特定することができる。したがって、その液体を除去する等の適切な処置を迅速に行うことができ、露光装置を復帰させるための作業時間を最小限に抑えて露光装置の稼働率の低下を防止することができる。また、センサ部及び検知器の配置の自由度が向上されるので、例えば誤検知が生じ難いような形態、あるいは露光装置の動作に影響を与えないような形態など、最適な形態で配置することができる。 According to the present invention, in the dry exposure apparatus, the position of the leaked liquid can be specified by the detection system. Therefore, an appropriate measure such as removing the liquid can be quickly performed, and the operation time for returning the exposure apparatus can be minimized to prevent a reduction in the operation rate of the exposure apparatus. In addition, since the degree of freedom of arrangement of the sensor unit and the detector is improved, for example, the sensor unit and the detector should be arranged in an optimal form such as a form in which erroneous detection hardly occurs or a form that does not affect the operation of the exposure apparatus. Can do.
本発明の露光装置（ＥＸ）は、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、液体（ＬＱ、ＣＬ）を検知する検知システムを備え、検知システムは、上記記載の検知システム（Ｓ）により構成されていることを特徴とする。 The exposure apparatus (EX) of the present invention includes a detection system that detects liquid (LQ, CL) in the exposure apparatus that exposes the substrate (P) through the liquid (LQ), and the detection system includes the detection described above. It is characterized by being constituted by a system (S).
本発明によれば、液浸型露光装置において、漏出した液体の位置を検知システムによって特定することができる。したがって、その液体を除去する等の適切な処置を迅速に行うことができ、露光装置を復帰させるための作業時間を最小限に抑えて露光装置の稼働率の低下を防止することができる。また、センサ部及び検知器の配置の自由度が向上されるので、例えば誤検知が生じ難いような形態、あるいは露光装置の動作に影響を与えないような形態など、最適な形態で配置することができる。 According to the present invention, in the immersion type exposure apparatus, the position of the leaked liquid can be specified by the detection system. Therefore, an appropriate measure such as removing the liquid can be quickly performed, and the operation time for returning the exposure apparatus can be minimized to prevent a reduction in the operation rate of the exposure apparatus. In addition, since the degree of freedom of arrangement of the sensor unit and the detector is improved, for example, the sensor unit and the detector should be arranged in an optimal form such as a form in which erroneous detection hardly occurs or a form that does not affect the operation of the exposure apparatus. Can do.
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置（ＥＸ）を用いることを特徴とする。本発明によれば、漏出した液体を検知して適切な処置を迅速に施すことができるので、良好な装置環境でデバイス製造を行うことができる。 The device manufacturing method of the present invention uses the above-described exposure apparatus (EX). According to the present invention, since the leaked liquid can be detected and an appropriate treatment can be quickly performed, device manufacturing can be performed in a favorable apparatus environment.
本発明によれば、漏出した液体を検知して適切な処理を迅速に行うことができるので、精度良い露光処理を行うことができ、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。 According to the present invention, since the leaked liquid can be detected and appropriate processing can be performed quickly, accurate exposure processing can be performed, and a device having desired performance can be manufactured.
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、液体ＬＱを検知する検知システムＳとを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関して異常が生じたときに警報を発する警報装置Ｋが接続されている。更に、露光装置ＥＸは、マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬを支持するメインコラム３を備えている。メインコラム３は、床面に水平に載置されたベースプレートＢＰ上に設置されている。メインコラム３には、内側に向けて突出する上側段部３Ａ及び下側段部３Ｂが形成されている。
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 with 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. And a detection system S that detects the liquid LQ. The control device CONT is connected to an alarm device K that issues an alarm when an abnormality occurs in the exposure process. The exposure apparatus EX further includes a
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の先端部（終端部）の光学素子２と基板Ｐの表面との間に液体ＬＱを満たし、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のパターン像を基板Ｐ上に投影することによってこの基板Ｐを露光する。
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
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。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ上に感光性材料であるフォトレジストを塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。 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. Here, the “substrate” includes a semiconductor wafer coated with a photoresist, which is a photosensitive material, and the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected on the substrate is formed.
照明光学系ＩＬは、メインコラム３の上部に固定された支持コラム５により支持されている。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、及び露光光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Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）等が用いられる。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 is supported by a
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を支持するものであって、その中央部にマスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ａを備えている。メインコラム３の上側段部３Ａには、防振ユニット６を介してマスク定盤３１が支持されている。マスク定盤３１の中央部にも、マスクＭのパターン像を通過させる開口部３４Ｂが形成されている。マスクステージＭＳＴの下面には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）３２が複数設けられている。マスクステージＭＳＴはエアベアリング３２によりマスク定盤３１の上面（ガイド面）３１Ａに対して非接触支持されており、リニアモータ等のマスクステージ駆動機構により、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。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡３５が設けられている。また、移動鏡３５に対向する位置にはレーザ干渉計３６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３６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３６の計測結果に基づいてマスクステージ駆動機構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。
The mask stage MST supports the mask M, and has an
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。鏡筒ＰＫの外周部にはフランジ部ＦＬＧが設けられている。また、メインコラム３の下側段部３Ｂには、防振ユニット７を介して鏡筒定盤８が支持されている。そして、投影光学系ＰＬのフランジ部ＦＬＧが鏡筒定盤８に係合することによって、投影光学系ＰＬが鏡筒定盤８に支持されている。
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 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. A flange portion FLG is provided on the outer peripheral portion of the lens barrel PK. A lens
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に対して着脱（交換）可能に設けられている。光学素子２には液浸領域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
基板ステージＰＳＴは、基板ホルダＰＨを介して基板Ｐを保持して移動可能に設けられている。基板ステージＰＳＴ上には凹部５５が設けられており、基板ホルダＰＨは凹部５５に配置されている。基板ステージＰＳＴのうち凹部５５以外の上面５７は、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面（平坦部）となっている。
The substrate stage PST is provided so as to be movable while holding the substrate P via the substrate holder PH. A
基板ステージＰＳＴの下面には複数の非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）４２が設けられている。ベースプレートＢＰ上には、防振ユニット９を介して基板定盤４１が支持されている。エアベアリング４２は、基板定盤４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して気体（エア）を吹き出す吹出口４２Ｂと、基板ステージＰＳＴ下面（軸受面）とガイド面４１Ａとの間の気体を吸引する吸気口４２Ａとを備えており、吹出口４２Ｂからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口４２Ａによる吸引力との釣り合いにより、基板ステージＰＳＴ下面とガイド面４１Ａとの間に一定の隙間を保持する。つまり、基板ステージＰＳＴはエアベアリング４２により基板定盤（ベース部）４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して非接触支持されており、後述するリニアモータ４７、４８等を含む基板ステージ駆動機構により、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。更に、基板ステージＰＳＴ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。
A plurality of gas bearings (air bearings) 42 which are non-contact bearings are provided on the lower surface of the substrate stage PST. A
基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４によりＸ軸方向に移動自在に支持されている。基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に対してＺ軸方向に所定量のギャップを維持する磁石及びアクチュエータからなる磁気ガイドにより非接触で支持されている。基板ステージＰＳＴは、Ｘガイドステージ４４に案内されつつＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に所定ストロークで移動可能である。Ｘリニアモータ４７は、Ｘガイドステージ４４にＸ軸方向に延びるように設けられた固定子４７Ａと、この固定子４７Ａに対応して設けられ基板ステージＰＳＴに固定された可動子４７Ｂとを備えている。そして、可動子４７Ｂが固定子４７Ａに対して駆動することで基板ステージＰＳＴがＸ軸方向に移動する。基板ステージＰＳＴはＸガイドステージ４４に非接触支持された状態でＸリニアモータ４７によりＸ軸方向に移動する。
The substrate stage PST is supported by the
Ｘガイドステージ４４の長手方向両端には、このＸガイドステージ４４を基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動可能な一対のＹリニアモータ４８、４８が設けられている。Ｙリニアモータ４８のそれぞれは、Ｘガイドステージ４４の長手方向両端に設けられた可動子４８Ｂと、この可動子４８Ｂに対応して設けられた固定子４８Ａとを備えている。そして、可動子４８Ｂが固定子４８Ａに対して駆動することでＸガイドステージ４４が基板ステージＰＳＴとともにＹ軸方向に移動する。また、Ｙリニアモータ４８、４８のそれぞれの駆動を調整することでＸガイドステージ４４はθＺ方向にも回転移動可能となっている。したがって、このＹリニアモータ４８、４８により基板ステージＰＳＴがＸガイドステージ４４とほぼ一体的にＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能となっている。
At both ends in the longitudinal direction of the
基板定盤４１のＸ軸方向両側のそれぞれには、正面視Ｌ字状に形成され、Ｘガイドステージ４４のＹ軸方向への移動を案内するガイド部４９が設けられている。ガイド部４９はベースプレートＢＰ上に支持されている。本実施形態において、ガイド部４９の平坦部４９Ｂ上に、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａが設けられている。一方、Ｘガイドステージ４４の下面の長手方向両端部のそれぞれには凹形状の被ガイド部材５０が設けられている。ガイド部４９は被ガイド部５０と係合し、ガイド部４９の上面（ガイド面）４９Ａと被ガイド部材５０の内面とが対向するように設けられている。ガイド部４９のガイド面４９Ａには非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５１が設けられており、Ｘガイドステージ４４はガイド面４９Ａに対して非接触支持されている。
On both sides of the
また、Ｙリニアモータ４８の固定子４８Ａとガイド部４９の平坦部４９Ｂとの間には非接触ベアリングである気体軸受（エアベアリング）５２が介在されており、固定子４８Ａはエアベアリング５２によりガイド部４９の平坦部４９Ｂに対して非接触支持される。このため、運動量保存の法則によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの＋Ｙ方向（−Ｙ方向）の移動に応じて固定子４８Ａが−Ｙ方向（＋Ｙ方向）に移動する。この固定子４８Ａの移動によりＸガイドステージ４４及び基板ステージＰＳＴの移動に伴う反力が相殺されるとともに重心位置の変化を防ぐことができる。すなわち、固定子４８Ａは所謂カウンタマスとしての機能を有している。
A gas bearing (air bearing) 52 that is a non-contact bearing is interposed between the
上記リニアモータ４７、４８を含む基板ステージ駆動機構は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。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フォーカス検出系（不図示）を備えている。制御装置ＣＯＮＴはフォーカス検出系の検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ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の像面に合わせ込む。
The substrate stage drive mechanism including the
基板ステージＰＳＴ上には移動鏡４５が設けられている。移動鏡４５の上面は基板ステージＰＳＴの上面５７とほぼ面一となっている。また、移動鏡４５に対向する位置にはレーザ干渉計４６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４６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４６の計測結果に基づいてリニアモータを含む基板ステージ駆動機構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ＸＹ平面内での位置決めを行う。
A
また、露光装置ＥＸは、冷媒（冷却用液体）ＣＬを使って冷却する冷却系６０を備えている。冷却系６０は、冷媒ＣＬを送出する冷媒供給部６１と、冷媒供給部６１と冷却対象である熱源とを接続する供給管（不図示）とを備えている。熱源としては、リニアモータ４７、４８などが挙げられる。図１においては、冷媒供給部６１から送出された冷媒ＣＬはリニアモータ４７の固定子４７Ａに供給されている。本実施形態においてはリニアモータ４７は所謂ムービングマグネット型であり、固定子４７Ａはコイルユニットとそのコイルユニットを収容するハウジングとを備えている。ハウジングの一端部にはそのハウジングの内部に冷媒ＣＬを入れるための入口部４７Ｃが設けられ、他端部にはハウジング内部を通過した冷媒ＣＬを出すための出口部４７Ｄが設けられている。冷却系６０は、冷媒供給部６１より送出した冷媒ＣＬを入口部４７Ｃを介してハウジング内部に入れる。ハウジング内部を通過し、出口部４７Ｄから出た冷媒ＣＬは冷媒供給部６１に回収される。リニアモータ４７（固定子４７Ａ）は、冷却系６０より供給された冷媒ＣＬによって冷却される。なおリニアモータ４７は所謂ムービングコイル型でもよい。同様に、不図示ではあるが、冷却系６０は、リニアモータ４８や、露光装置ＥＸを構成する機器のうち熱源となる機器に対して冷媒ＣＬを供給し、それら機器を冷却する。
Further, the exposure apparatus EX includes a
液体供給機構１０は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間へ液体ＬＱを供給するものであって、液体ＬＱを送出可能な液体供給部１１と、液体供給部１１に供給管１５を介して接続され、この液体供給部１１から送出された液体ＬＱを基板Ｐ上に供給する供給ノズル１４とを備えている。供給ノズル１４は基板Ｐの表面に近接して配置されている。液体供給部１１は、液体ＬＱの温度調整を行う温調器、液体ＬＱを収容するタンク、及び加圧ポンプ等を備えており、供給管１５及び供給ノズル１４を介して基板Ｐ上に液体ＬＱを供給する。液体供給部１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、制御装置ＣＯＮＴは液体供給部１１による基板Ｐ上に対する単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。また、供給管１５の途中には、その供給管１５の流路を開閉するバルブ１３が設けられている。バルブ１３の開閉動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっている。なお、本実施形態におけるバルブ１３は、例えば停電等により露光装置ＥＸ（制御装置ＣＯＮＴ）の駆動源（電源）が停止した場合に供給管１５の流路を機械的に閉塞する所謂ノーマルオフ方式となっている。
The
なお、本実施形態においては、液体供給部１１内に液体ＬＱの温度調整を行う温調器を設けているが、液体供給部１１は、通常、投影光学系ＰＬなどが収容されるチャンバの外に配置される。したがって、液体供給部１１から送出され、ノズル１４から供給されるまでの間に液体ＬＱの温度の変化が懸念される場合には、供給管１５内のノズル１４に近い位置に小型の温調器を配置して、最終的にノズル１４から供給される液体ＬＱの温度を所望の温度に高精度に調整するようにしてもよい。
In the present embodiment, a temperature controller for adjusting the temperature of the liquid LQ is provided in the
液体回収機構２０は、液体供給機構１０によって供給された基板Ｐ上の液体ＬＱを回収するものであって、基板Ｐの表面に近接して配置された回収ノズル（吸引口）２１と、回収ノズル２１に回収管２４を介して接続された液体回収部２５とを備えている。液体回収部２５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。液体回収部２５の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。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
なお、図１の一部断面図に示すように、液体供給機構１０及び液体回収機構２０は、鏡筒定盤８に対して分離支持されている。これにより、液体供給機構１０及び液体回収機構２０で生じた振動が、鏡筒定盤８を介して投影光学系ＰＬに伝わることがない。
As shown in the partial cross-sectional view of FIG. 1, the
基板ステージＰＳＴの側面上部には、この基板ステージＰＳＴを囲むように樋部材８９が設けられている。樋部材８９は基板Ｐ上や基板ステージＰＳＴ上から漏出した液体ＬＱを回収可能（保持可能）な溝部を有し、基板ステージＰＳＴの上面（平坦面）５７の外側に設けられている。そして、その樋部材（溝部）８９の内部には検知システムＳの一部を構成する光ファイバ８０が配置されている。光ファイバ８０は液体ＬＱの有無を光学的に検知する。
A
次に、図２及び図３を参照しながら、光ファイバ８０による液体ＬＱの検出原理について説明する。図２は一般的な光ファイバを示す概略構成図である。図２において、光ファイバ８０’は、光を伝搬するコア部８１と、コア部８１の周囲に設けられ、コア部８１より小さい屈折率を有するクラッド部８２とを備えている。光ファイバ８０’では、光はクラッド部８２より高い屈折率を有するコア部８１に閉じ込められて伝搬される。
Next, the detection principle of the liquid LQ by the
図３は本実施形態に係る光ファイバ８０を示す概略構成図である。図３において、光ファイバ８０は、光を伝搬するコア部８１を有しており、その周囲にはクラッド部が設けられていない光ファイバ（クラッドレスファイバ）である。光ファイバ８０のコア部８１は、その周囲の気体（本実施形態では空気）より高い屈折率を有し、且つ液体（本実施形態では純水）ＬＱより低い屈折率を有している。そのため、光ファイバ８０の周囲が空気で満たされている場合、光は空気より高い屈折率を有するコア部８１に閉じ込められて伝搬される。つまり、光ファイバ８０の入射端部から入射した光はその光量を大きく減衰せずに射出端部より射出する。ところが、液体（純水）ＬＱが光ファイバ８０の表面に付着した場合、その液体ＬＱと光ファイバ８０との界面で全反射が生じないため、光は光ファイバ８０の液体付着部分から外部に漏洩する。したがって、光ファイバ８０の入射端部から入射した光は射出端部より射出する際の光量を減衰させる。そこで、露光装置ＥＸの所定位置にこの光ファイバ８０を設置しておき、この光ファイバ８０の射出端部の光量を計測することで、制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ８０に液体ＬＱが付着したかどうか、つまり液体ＬＱが漏出したかどうかを検出することができる。なお、空気の屈折率は１程度であり、水の屈折率は１．４〜１．６程度であるため、コア部８１は例えば１．２程度の屈折率を有する材料により構成されていることが好ましい。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the
また、光ファイバ８０の射出端部より射出する光の減衰量によって、液体ＬＱの量についても検知することができる。すなわち、光ファイバ８０の周囲に少量の液体ＬＱが付着した場合には射出端部における光の減衰量は小さく、大量の液体ＬＱが付着した場合には減衰量は大きい。したがって、光ファイバ８０の射出端部における光量を計測することによって、液体ＬＱの漏洩量を検出することができる。
Further, the amount of the liquid LQ can also be detected by the attenuation amount of the light emitted from the emission end portion of the
図４は基板ステージＰＳＴを上方から見た平面図、図５は基板ステージＰＳＴ近傍の拡大側面図である。図４に示すように、平面視矩形状の基板ステージＰＳＴの互いに垂直な２つの縁部のそれぞれには移動鏡４５が配置されている。基板Ｐを保持した基板ステージＰＳＴの周囲にはこの基板ステージＰＳＴを囲むように溝部を有する樋部材８９が設けられている。
4 is a plan view of the substrate stage PST as viewed from above, and FIG. 5 is an enlarged side view of the vicinity of the substrate stage PST. As shown in FIG. 4, a
検知システムＳは、樋部材８９の内部に設けられ、液体ＬＱの有無を検知可能な光ファイバ８０（８０Ａ〜８０Ｄ）と、光ファイバ８０に対して検知用の光（検知光）を出力する出力部９１及び光ファイバ８０を介した検知光を入力する入力部９２を有する検知器９０（９０Ａ〜９０Ｄ）とを備えている。光ファイバ８０はワイヤ状に形成されており、樋部材８９の内部において屈曲しながら配置されている。光ファイバ８０は屈曲可能であるため、自由に引き回して任意の形態で配置可能である。
The detection system S is provided inside the
光ファイバ８０は、ガラスあるいはフッ素系樹脂によって形成されている。光ファイバをガラス製とした場合、ガラス製の光ファイバは高い透明性を有しているため、入射端部から入射した検知光は大きく減衰（減光）することなく射出端部まで達することができる。一方、フッ素系樹脂からなる光ファイバは、耐薬品性があり屈曲しやすいため、任意の形態に引き回して配置の自由度を向上することができる。
The
本実施形態において、検知システムＳは、基板Ｐ上（基板ステージＰＳＴ上）の外側に漏出した液体ＬＱを検知するように設けられている。すなわち、基板ステージＰＳＴの周囲が検知システムＳの検知対象領域となっている。また、その検知対象領域は複数の領域Ａ〜Ｄに分割されている。本実施形態においては、検知対象領域は第１〜第４検知対象領域Ａ〜Ｄの４つの領域に分割されている。そして、光ファイバ８０（８０Ａ〜８０Ｄ）はその複数の検知対象領域Ａ〜Ｄに応じて複数（４本）設けられている。 In the present embodiment, the detection system S is provided so as to detect the liquid LQ leaked to the outside on the substrate P (on the substrate stage PST). That is, the periphery of the substrate stage PST is a detection target area of the detection system S. Further, the detection target area is divided into a plurality of areas A to D. In the present embodiment, the detection target area is divided into four areas of first to fourth detection target areas A to D. A plurality (four) of optical fibers 80 (80A to 80D) are provided in accordance with the plurality of detection target areas A to D.
また、検知器９０（９０Ａ〜９０Ｄ）も第１〜第４光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄに応じて複数（４つ）設けられている。そして、これら第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄは、第１〜第４検知対象領域Ａ〜Ｄの近傍に設けられている。本実施形態においては、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄのそれぞれは樋部材８９の外側面に略等間隔で取り付けられている。そして、樋部材８９のうち第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄが取り付けられている位置には、第１〜第４光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄを保持（配置）可能な貫通孔が形成されている。光ファイバ８０の入射端部はその貫通孔を介して検知器９０の出力部９１に接続され、射出端部は検出器９０の入力部９２に接続される。
Also, a plurality (four) of detectors 90 (90A to 90D) are provided according to the first to fourth
そして、第１光ファイバ８０Ａの入射端部は、第１検知器９０Ａの出力部９１に接続され、第１光ファイバ８０Ａの射出端部は、第２検知器９０Ｂの入力部９２に接続されている。したがって、第１検知器９０Ａの出力部９１から出力された検知光は、第１光ファイバ８０Ａを通過した後、第２検知器９０Ｂの入力部９２に入力する。第２検知器９０Ｂは、入力部９２から入力した検知光、すなわち第１光ファイバ８０Ａを通過した検知光に基づいて、第１光ファイバ８０Ａに液体ＬＱが付着したか否かを判別することができる。また、第２検知器９０Ｂは、入力部９２から入力した信号に基づいて、異常が生じたか否か、すなわち液体ＬＱが漏出したか否かを判別する。第２検知器９０Ｂは、入力部９２から入力した信号に基づいて、液体ＬＱの存在を検知したとき、第１検知対象領域Ａに液体ＬＱが漏出したと判断する。
The incident end portion of the first
また、第２光ファイバ８０Ｂの入射端部は第２検知器９０Ｂの出力部９１に接続され、その射出端部は第３検知器９０Ｃの入力部９２に接続されている。第３光ファイバ８０Ｃの入射端部は第３検知器９０Ｃの出力部９１に接続され、その射出端部は第４検知器９０Ｄの入力部９２に接続されている。第４光ファイバ８０Ｄの入射端部は第４検知器９０Ｄの出力部９１に接続され、その射出端部は第１検知器９０Ａの入力部９２に接続されている。このように、複数の光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄは複数の検知器９０Ａ〜９０Ｄを介して基板ステージＰＳＴの周囲に環状に配置されている。
Further, the incident end of the second
第２検知器９０Ｂの出力部９１から出力された検知光は、第２光ファイバ８０Ｂを通過した後、第３検知器９０Ｃの入力部９２に入力する。第３検知器９０Ｃは、入力部９２から入力した検知光、すなわち第２光ファイバ８０Ｂを通過した検知光に基づいて、第３光ファイバ８０Ｃに液体ＬＱが付着したか否かを判別することができる。同様に、第４検知器９０Ｄ及び第１検知器９０Ａは、それぞれの入力部９２から入力した検知光に基づいて、第４光ファイバ８０Ｄ及び第１光ファイバ８０Ａのそれぞれに液体ＬＱが付着したか否かを判別することができる。
The detection light output from the
そして、第３検知器９０Ｃは、入力部９２から入力した信号に基づいて、液体ＬＱの存在を検知したとき、第２検知対象領域Ｂに液体ＬＱが漏出したと判断する。同様に、第４及び第１検知器９０Ｄ、９０Ａのそれぞれは、入力部９２から入力した信号に基づいて、液体ＬＱの存在を検知したとき、第３、第４検知対象領域Ｃ、Ｄに液体ＬＱが漏出したと判断する。
Then, the
第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄそれぞれの検知結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。本実施形態においては、検知システムＳは無線通信可能な通信装置１００を備えており、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄのそれぞれと制御装置ＣＯＮＴとは無線通信する。また、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄどうしも無線通信可能である。
The detection results of the first to
第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄの検知結果は無線通信によって制御装置ＣＯＮＴに出力される。ここで、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄのそれぞれは、液体ＬＱの検知結果とともに自己を特定するための識別信号を制御装置ＣＯＮＴに出力する。制御装置ＣＯＮＴは、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄの検知結果と前記識別信号とに基づいて、第１〜第４光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄのいずれに液体ＬＱが付着したか、すなわち第１〜第４検知対象領域Ａ〜Ｄのいずれに液体ＬＱが漏出したかを特定することができる。このように、制御装置ＣＯＮＴは、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄの出力に基づいて、第１〜第４検知対象領域Ａ〜Ｄのうち異常が生じた領域（位置）、すなわち液体ＬＱが漏出した領域（位置）を特定することができる。
The detection results of the first to
なお、制御装置ＣＯＮＴは、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄの出力を常時モニタしている構成でもよいし、常時モニタせずに、第１〜第４検知器９０Ａ〜９０Ｄのいずれかが異常（液体ＬＱの漏出）を検知したとき、その異常を検知した検知器が、前記識別信号とともに、異常が生じたことを異常信号として制御装置ＣＯＮＴに出力するようにしてもよい。
The controller CONT may be configured to constantly monitor the outputs of the first to
なお、ここでは検知対象領域を４つの領域Ａ〜Ｄに分け、その領域Ａ〜Ｄに対応するように光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄ及び検知器９０Ａ〜９０Ｄが設けられているが、その数はもちろん任意に設定可能である。
Here, the detection target area is divided into four areas A to D, and the
また、図５に示すように、基板ステージＰＳＴの側面下部には、上述した光ファイバ８０（８０Ａ〜８０Ｄ）及び検知器９０（９０Ａ〜９０Ｄ）と同等の構成を有する光ファイバ８４（８４Ａ〜８４Ｄ）及び検知器９４（９４Ａ〜９４Ｄ）が設けられている。光ファイバ８４及び検知器９４は光ファイバ８０及び検知器９０よりも下方に設けられている。
Further, as shown in FIG. 5, an optical fiber 84 (84A to 84D) having a configuration equivalent to that of the optical fiber 80 (80A to 80D) and the detector 90 (90A to 90D) described above is provided at the lower side of the substrate stage PST. ) And detector 94 (94A to 94D). The
また、基板ステージＰＳＴを移動可能に支持する基板定盤（ベース部）４１の周囲には、上述した光ファイバ８０（８０Ａ〜８０Ｄ）及び検知器９０（９０Ａ〜９０Ｄ）と同等の構成を有する光ファイバ８６（８６Ａ〜８６Ｄ）及び検知器９６（９６Ａ〜９６Ｄ）が設けられている。更に、Ｘガイドステージ４４（リニアモータ４７）の周囲にも光ファイバ８８（図１参照）及び検知器が設けられている。なお光ファイバ８８に対応する検知器の図示は省略されている。
In addition, light having a configuration equivalent to the optical fiber 80 (80A to 80D) and the detector 90 (90A to 90D) described above is provided around the substrate surface plate (base portion) 41 that movably supports the substrate stage PST. Fiber 86 (86A-86D) and detector 96 (96A-96D) are provided. Further, an optical fiber 88 (see FIG. 1) and a detector are also provided around the X guide stage 44 (linear motor 47). The detector corresponding to the
また、光ファイバ８０（８０Ａ〜８０Ｄ）と同様の光ファイバを、基板ステージＰＳＴの上面５７の周縁に沿って溝部を形成し、その溝部内に配置するようにしてもよい。この場合、基板ステージＰＳＴの凹部５５と移動鏡４５との間に溝部が設けられるので、移動鏡４５表面へ液体ＬＱが流れる前に、その液体ＬＱを検知して、適切な処置を施すことができる。また、光ファイバを移動鏡４５の近傍に設けることも可能である。また、光ファイバをエアベアリング４２、５１、５２の近傍に配置することも可能である。そして、それら光ファイバに対応する検知器が、その光ファイバが配置された検知対象領域の近傍に設置されている。上述したように、光ファイバは屈曲可能であるため、液体ＬＱが漏出し易い任意の位置に例えば巻き付けるようにして取り付けることができ、自由に引き回して任意の形態で配置可能である。また、光ファイバは、光電検出器やピエゾ素子などのアクチュエータの近くなどにも必要に応じて設置することができる。
Further, an optical fiber similar to the optical fiber 80 (80A to 80D) may be formed along the periphery of the
また、供給管１５や回収管２４等に沿って光ファイバを配置することもできる。この場合も、それらの配管に沿って複数の光ファイバと検知器とを配置すればよい。
Further, an optical fiber can be arranged along the
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のパターン像を基板Ｐに露光する方法について説明する。 Next, a method for exposing the pattern image of the mask M onto the substrate P using the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described.
制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する液体ＬＱの供給と並行して、液体回収機構２０による基板Ｐ上の液体ＬＱの回収を行いつつ、基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴ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を介して基板Ｐ上に投影露光する。
In parallel with the supply of the liquid LQ onto the substrate P by the
液浸領域ＡＲ２を形成するために液体供給機構１０の液体供給部１１から供給された液体ＬＱは、供給管１５を流通した後、供給ノズル１４より基板Ｐ上に供給される。供給ノズル１４から基板Ｐ上に供給された液体ＬＱは、投影光学系ＰＬの先端部（光学素子２）の下端面と基板Ｐとの間に濡れ拡がるように供給され、投影領域ＡＲ１を含む基板Ｐ上の一部に、基板Ｐよりも小さく且つ投影領域ＡＲ１よりも大きい液浸領域ＡＲ２を局所的に形成する。
The liquid LQ supplied from the
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。基板Ｐ上には複数のショット領域が設定されており、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). 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.
この露光処理中などにおいて、基板Ｐ上もしくは基板ステージＰＳＴ上の液体ＬＱが存在すべき所定領域から漏出し、光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄの少なくともいずれか１つに付着すると、検知システムＳの検知器９０Ａ〜９０Ｄは液体ＬＱの検知信号を制御装置ＣＯＮＴに出力する。制御装置ＣＯＮＴは、検知器９０Ａ〜９０Ｄの出力に基づいて、液体ＬＱが漏出した位置を特定する。
During this exposure process or the like, if the liquid LQ on the substrate P or the substrate stage PST leaks from a predetermined region and should adhere to at least one of the
制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出したと判断したとき、警報装置Ｋを駆動する。警報装置Ｋは、警告灯、アラーム音、ディスプレイなどを使って警報を発する。これにより、例えば作業者は、露光装置ＥＸに液体ＬＱの漏出が生じたことを知ることができる。また、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出した位置を、警報装置Ｋ（ディスプレイなど）を使って作業者に知らせることができる。作業者は、漏出した液体ＬＱを除去する等の適切な処置を迅速に行うことができる。なお、液体ＬＱが水であってその漏洩した液体（水）を除去する場合、無水アルコールを使って除去作業（拭き取り作業）を行うことにより、水を良好に除去することができる。またアルコールは直ちに揮発するため、除去作業を円滑に行うことができる。また、光ファイバは交換可能に設けられているため、液体ＬＱで濡れた光ファイバは新たなものと交換することもできる。 The control device CONT drives the alarm device K when determining that the liquid LQ has leaked. The alarm device K issues an alarm using a warning light, an alarm sound, a display, or the like. Thereby, for example, the operator can know that the liquid LQ has leaked to the exposure apparatus EX. Further, the control device CONT can notify the operator of the position where the liquid LQ has leaked using the alarm device K (display or the like). The operator can quickly take appropriate measures such as removing the leaked liquid LQ. In addition, when the liquid LQ is water and the leaked liquid (water) is removed, the water can be satisfactorily removed by performing a removal operation (wiping operation) using anhydrous alcohol. Moreover, since alcohol volatilizes immediately, removal work can be performed smoothly. Further, since the optical fiber is provided so as to be replaceable, the optical fiber wetted with the liquid LQ can be replaced with a new one.
また、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出したと判断したとき、基板ステージＰＳＴを投影光学系ＰＬの下で停止するとともに、液体供給機構１０のバルブ１３を作動して供給管１５の流路を遮断し、液体供給機構１０による基板Ｐ上に対する液体ＬＱの供給を停止する。これにより、基板Ｐや基板ステージＰＳＴ（基板ホルダＰＨ）の外側への液体ＬＱの漏出、あるいはその液体ＬＱの漏出に伴う不所望箇所（基板Ｐの裏面側や基板ステージＰＳＴの下面側など）への液体ＬＱの浸入、あるいはその漏出等による被害の拡大を防止することができる。
Further, when the control device CONT determines that the liquid LQ has leaked, the control device CONT stops the substrate stage PST under the projection optical system PL, and operates the
また、制御装置ＣＯＮＴは、漏出した液体ＬＱの付着に起因する漏電を防止するために、露光装置ＥＸを構成する電気機器への電力供給を停止する。ここで、電気機器としては、基板ステージＰＳＴを動かすためのリニアモータ４７、４８等が挙げられる。これらリニアモータ４７、４８は、基板ステージＰＳＴの外側に漏洩した液体ＬＱが付着・浸入しやすい位置にあるため、制御装置ＣＯＮＴは、これらリニアモータ４７、４８に対する電力供給を停止することで、液体ＬＱの付着に起因する漏電を防止することができる。また、電気機器としては、リニアモータ４７、４８の他に、例えば基板ステージＰＳＴ上に設けられ、基板ステージＰＳＴに対する露光光ＥＬを受光するためのセンサ（フォトマルなど）が挙げられる。あるいは電気機器として、基板ホルダＰＨのＺ軸方向及び傾斜方向の位置調整をするための例えばピエゾ素子等の各種アクチュエータが挙げられる。また、異常を検出したときに、露光装置ＥＸを構成する全ての電気機器への電力供給を停止することも可能であるし、一部の電気機器への電力供給を停止することも可能である。
Further, the control device CONT stops the power supply to the electrical equipment that constitutes the exposure apparatus EX in order to prevent leakage due to adhesion of the leaked liquid LQ. Here, examples of the electric device include
また、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出したと判断したとき、例えば基板ステージＰＳＴを基板定盤４１のガイド面４１Ａに対して非接触で移動させるためのエアベアリング４２の駆動を停止する。エアベアリング４２は、基板定盤４１の上面（ガイド面）４１Ａに対して気体（エア）を吹き出す吹出口４２Ｂと、基板ステージＰＳＴ下面（軸受面）とガイド面４１Ａとの間の気体を吸引する吸気口４２Ａとを備えており、吹出口４２Ｂからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口４２Ａによる吸引力との釣り合いにより、基板ステージＰＳＴ下面とガイド面４１Ａとの間に一定の隙間を保持するようになっている。制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出したと判断したときに、漏出した液体ＬＱがエアベアリング４２の吸気口４２Ａに流入（浸入）することを防止するために、エアベアリング４２の動作、特に吸気口４２Ａからの吸気を停止する。これにより、その吸気口４２Ａに接続する真空系に対して液体ＬＱが流入することを防止でき、液体ＬＱの流入に起因する真空系の故障等の不都合の発生を防止できる。
Further, when the control device CONT determines that the liquid LQ has leaked, for example, the control device CONT stops driving the
また、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出したと判断したとき、液体回収機構２０の単位時間あたりの液体回収量を多くする。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、液体ＬＱが漏出したと判断したとき、液体回収機構２０の真空系などの駆動力を上昇する。液体ＬＱが漏出したとき、制御装置ＣＯＮＴは、液体回収機構２０の液体回収量を上昇することで、基板ステージＰＳＴの外側への液体ＬＱの漏出を防止、あるいは漏出した液体ＬＱによる被害の拡大を防止することができる。
Further, when the control device CONT determines that the liquid LQ has leaked, the control device CONT increases the liquid recovery amount per unit time of the
また、制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ８０、８４、８６、８８の少なくともいずれか１つが液体ＬＱの漏出を検知したときに、液体供給機構１０による液体供給動作の停止、電気機器への電力供給の停止、及び吸気口からの吸気動作の停止を全て行うようにしてもよいし、少なくともいずれか１つを実行する構成であってもよい。例えば図５に示したように、液体ＬＱの有無を検知する光ファイバ８０、８４、８６が露光装置ＥＸ（基板ステージＰＳＴ）の複数の所定位置のそれぞれに設けられている場合、これら複数の光ファイバ８０、８４、８６に対応する検知器９０、９４、９６の検知結果に応じて、制御装置ＣＯＮＴは露光装置ＥＸの動作を制御することができる。
In addition, the control device CONT stops the liquid supply operation by the
例えば制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴの側面上部に設けられた光ファイバ８０が液体ＬＱの存在を検知したときに、液体供給機構１０の液体供給動作を停止し、基板ステージＰＳＴの側面下部に設けられた光ファイバ８４が液体ＬＱの存在を検知したときに、エアベアリング４２の吸気口４２Ａからの吸気動作を停止し、基板定盤４１に設けられた光ファイバ８６が液体ＬＱの存在を検知したときに、所定の電気機器への電力供給を停止する。ここで、所定の電気機器とは、基板ステージＰＳＴを駆動するリニアモータ４７、４８や、基板定盤４１を防振支持する防振ユニット９等が挙げられる。
For example, when the
基板ステージＰＳＴの上部に設けられた光ファイバ８０が液体ＬＱの存在を検知し、基板ステージＰＳＴの下部に設けられた光ファイバ８４や基板定盤４１に設けられた光ファイバ８６が液体ＬＱの存在を検知していないときは、制御装置ＣＯＮＴは、エアベアリング４２や基板ステージＰＳＴを駆動するリニアモータ４７、４８、あるいは防振ユニット９までは漏洩した液体ＬＱが及んでいないと判断する。つまり、制御装置ＣＯＮＴは、漏洩した液体ＬＱの拡散範囲は比較的狭い範囲であると判断する。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給動作の停止は実行するが、エアベアリング４２の吸気口４２Ａからの吸気動作、及びリニアモータ４７、４８や防振ユニット９への電力供給は継続する。一方、例えば基板定盤４１に設けられた第２光ファイバ８０Ｄが液体ＬＱの存在を検知したときは、制御装置ＣＯＮＴは、リニアモータ４７、４８や防振ユニット９にまで漏洩した液体ＬＱが及んでいると判断する。つまり、制御装置ＣＯＮＴは、漏洩した液体ＬＱの拡散範囲は比較的広い範囲であると判断する。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給動作及びエアベアリング４２の吸気口４２Ａからの吸気動作を停止するとともに、リニアモータ４７、４８と防振ユニット９との少なくとも一方への電力供給を停止する。なお、光ファイバ８６が液体ＬＱの存在を検知したとき、制御装置ＣＯＮＴは、リニアモータ４７、４８あるいは防振ユニット９への電力供給の停止は実行するが、露光装置ＥＸ全体への電力供給の停止は実行しないことが好ましい。露光装置ＥＸ全体への電力供給を停止すると、その後の復帰作業及び安定化に長時間を要するためである。
The
以上説明したように、液体ＬＱの有無を検知する光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄを、複数の検知対象領域Ａ〜Ｄに応じて複数設けたので、液体ＬＱの存在を検知した光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄの出力により、液体ＬＱが漏出した位置を特定することができる。したがって、その液体ＬＱを除去する等の適切な処置を迅速に行うことができる。したがって、液体ＬＱが漏出した場合でも、露光装置ＥＸを復帰させるための作業時間を最小限に抑えて露光装置ＥＸの稼働率の低下を防止することができる。
As described above, since the plurality of
また、複数の検知器９０Ａ〜９０Ｄのうち例えば第１検知器９０Ａの出力部９１と光ファイバ８０の入射端部とを接続し、第２検知器９０Ｂの入力部９２と光ファイバ８０の射出端部とを接続することで、光ファイバ８０及び検知器９０の配置の自由度を向上することができる。したがって、光ファイバ８０を、例えば誤検知が生じないような最適な形態で配置することができる。
Further, among the plurality of
例えば図６（ａ）の模式図に示すように、検知器９０Ａ〜９０Ｄと制御装置ＣＯＮＴとを近接して設け、第１検知器９０Ａの出力部９１及び入力部９２のそれぞれに第１光ファイバ８０Ａの入射端部及び射出端部のそれぞれを接続し、第２検知器９０Ｂの出力部９１及び入力部９２のそれぞれに、第２光ファイバ８０Ｂの入射端部及び射出端部のそれぞれを接続し、同様に第３、第４検知器９０Ｃ、９０Ｄの出力部９１及び入力部９２のそれぞれに、第３、第４光ファイバ８０Ｃ、８０Ｄの入射端部及び射出端部のそれぞれを接続した構成にした場合、光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄの配置の自由度が低くなる。また、基板ステージＰＳＴの移動ストローク分だけ光ファイバ８０の長さを確保する必要があり、光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄの長さを長くする必要がある。光ファイバ８０が長くなると、入射端部から入射した検知光は、光ファイバ８０に液体ＬＱが付着していないにもかかわらず、射出端部に達するまでにその光強度が減衰する可能性が高くなり、液体ＬＱの検知を精度良く行うことができなくなる可能性がある。また、光ファイバ８０が長くなるとコストの上昇も招く。また、光ファイバ８０を、移動する基板ステージＰＳＴに設けた場合、光ファイバ８０が長かったりその配置に制約があると、基板ステージＰＳＴの移動を妨げたり基板ステージＰＳＴの位置決め精度等に影響を及ぼし、基板ステージＰＳＴの制御性を劣化させる可能性もある。また、光ファイバ８０の長さが長くなることにより重量も増すこととなるので、基板ステージＰＳＴなどの駆動部の位置決め精度等に影響を及ぼす。
For example, as shown in the schematic diagram of FIG. 6A,
本実施形態においては、図６（ｂ）の模式図に示すように、検知器９０Ａ〜９０Ｄを検知対象領域Ａ〜Ｄの近傍に配置するとともに、例えば第１検知器９０Ａの出力部９１に対して第１光ファイバ８０Ａの入射端部を接続し、第１光ファイバ８０Ａの射出端部を第１検知器９０Ａとは別の第２検知器９０Ｂの入力部９２に接続するようにしたので、光ファイバ８０の配置の自由度を向上することができるとともに、光ファイバ８０の長さを短くすることができる。したがって、コストを抑え、液体ＬＱを高精度に検知することができる。また、移動する基板ステージＰＳＴに光ファイバ８０を配置した場合においても、基板ステージＰＳＴの移動に与える影響を少なくし、基板ステージＰＳＴの制御性が劣化する等の不都合を防止することができる。
In the present embodiment, as shown in the schematic diagram of FIG. 6B, the
また、本実施形態においては、検知器９０と制御装置ＣＯＮＴとは無線で通信するようになっている。したがって、有線通信に比べてケーブル類（配線類）を減らすことができるので、基板ステージＰＳＴの移動に及ぼす影響を少なくすることができ、コストを下げることもできる。なお、基板ステージＰＳＴの移動などに及ぼす影響が小さい場合には、検知器９０と制御装置ＣＯＮＴとをケーブル等でつないで有線通信するようにしてもよい。また、検知器９０と制御装置ＣＯＮＴとをケーブルで接続する場合においても、例えば図６（ｂ）に示すように、複数の検知器９０Ａ〜９０Ｄをケーブル１０１’で接続してそれら複数の検知器９０Ａ〜９０Ｄどうしの間でケーブル１０１’を介して通信可能とし、複数の検知器９０Ａ〜９０Ｄのうちいずれか１つ（図６（ｂ）では検知器９０Ａ）と制御装置ＣＯＮＴとをケーブル１０２’で接続するようにすれば、検知器９０と制御装置ＣＯＮＴとを接続するケーブルの数を少なくすることができる。
In the present embodiment, the
また、互いに別の位置に設けられた光ファイバ８０、８４、８６の検知結果に応じて、露光装置ＥＸの動作を制御するようにしたので、漏出した液体ＬＱの拡散範囲に応じた適切な処置を施すことができる。したがって、液体ＬＱの漏出が発生した後の復帰作業にかかる時間を短縮することができ、露光装置ＥＸの稼働率の低下を防止できる。
In addition, since the operation of the exposure apparatus EX is controlled according to the detection results of the
なお本実施形態においては、検知対象領域Ａ〜Ｄを水平方向（ＸＹ方向）に複数分割するとともに、その複数の領域に応じて光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄ（８４Ａ〜８４Ｄ、８６Ａ〜８６Ｄ）を水平方向に複数設けた構成であるが、検知対象領域を鉛直方向（Ｚ方向）に複数分割するとともに、その複数の領域に応じて光ファイバ及びその光ファイバに接続する検知器を鉛直方向に複数並べて配置してもよい。
In the present embodiment, the detection target areas A to D are divided into a plurality of horizontal directions (XY directions), and the
また上述した実施形態においては、検知器９０Ａ〜９０Ｄを介して接続される複数の光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄは、全体として環状（リング状）に設けられているが、もちろん、複数の光ファイバ８０Ａ〜８０Ｄと検知器９０Ａ〜９０Ｄとを直列に配置してもよい。
In the above-described embodiment, the plurality of
また、上述した実施形態においては基板Ｐの液浸露光中に、液体ＬＱの漏出を検知したときに液体ＬＱの供給を停止するようにしたが、液体ＬＱの供給を開始するときに光ファイバ８０が液体ＬＱの存在を検知しているときは、制御装置ＣＯＮＴは液体供給機構１０による液体供給を行わないようにしてもよい。
In the embodiment described above, the supply of the liquid LQ is stopped when the leakage of the liquid LQ is detected during the immersion exposure of the substrate P. However, the
また上述したように、検出器９０は、入力部９２から入力した信号に基づいて、光ファイバ８０に付着した液体ＬＱの量、ひいては漏出した液体ＬＱの量を求めることができる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ８０で検出した液体ＬＱの量に応じて、露光装置ＥＸの動作を制御するようにしてもよい。
Further, as described above, the
そして、検知器９０は、光ファイバ８０の射出端部における光量の計測値、すなわち入力部９２から入力した信号と予め設定した複数のしきい値（基準値）と比較し、各しきい値を越えた場合にそれぞれ特定の信号を制御装置ＣＯＮＴに出力するようにしてもよい。制御装置ＣＯＮＴは、検知器９０の出力に基づいて、液体ＬＱの漏洩量を段階的に求めることができる。
The
また、制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ８０で検出した液体ＬＱの量に応じて、液体供給機構１０の液体供給動作の停止、エアベアリングの吸気口からの吸気動作の停止、及び電気機器への電力供給の停止の少なくともいずれか一つの動作を選択するようにしてもよい。
Further, the control device CONT stops the liquid supply operation of the
例えば、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴに設けられた光ファイバ８０、８４、及び基板定盤４１に設けられた光ファイバ８６の少なくともいずれか一つが、予め定められている第１基準値以上の量の液体ＬＱを検知したときに、液体供給機構１０の液体供給動作を停止し、第２基準値以上の量の液体ＬＱを検知したときに、基板ステージＰＳＴを駆動するリニアモータ４７、４８や、基板定盤４１を防振支持する防振ユニット９等の電気機器への電力供給を停止する。ここで、第２基準値のほうが第１基準値よりも大きい値である。
For example, in the control device CONT, at least one of the
制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ８０、８４、及び光ファイバ８６の少なくともいずれか一つで検出した液体ＬＱの量が、第１基準値以上であって第２基準値未満であると判断したとき、漏洩した液体ＬＱの量は比較的少量であると判断する。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給動作の停止は実行するが、リニアモータ４７、４８や防振ユニット９への電力供給は継続する。一方、制御装置ＣＯＮＴは、光ファイバ８０、８４、及び光ファイバ８６の少なくともいずれか一つで検出した液体ＬＱの量が、第２基準値以上であると判断したとき、漏洩した液体ＬＱの量は多量であると判断する。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、液体供給機構１０の液体供給動作を停止するとともに、リニアモータ４７、４８と防振ユニット９との少なくとも一方への電力供給を停止する。なお、光ファイバ８０、８４、８６が第２基準値以上の量の液体ＬＱを検知したとき、制御装置ＣＯＮＴは、リニアモータ４７、４８あるいは防振ユニット９への電力供給の停止は実行するが、露光装置ＥＸ全体への電力供給の停止は実行しないことが好ましい。露光装置ＥＸ全体への電力供給を停止すると、その後の復帰作業及び安定化に長時間を要するためである。
When the control device CONT determines that the amount of the liquid LQ detected by at least one of the
このように、光ファイバ８０で検出した液体ＬＱの量に応じて、露光装置ＥＸの動作を制御することも可能であり、この場合においても、漏洩した液体ＬＱの量に応じた適切な処置を講ずることができる。したがって、液体ＬＱの漏洩が発生した後の復帰作業にかかる時間を短縮することができ、露光装置ＥＸの稼働率の低下を防止できる。
In this way, it is possible to control the operation of the exposure apparatus EX according to the amount of the liquid LQ detected by the
また、光ファイバ８０の代わりに、図７に示すような静電容量型センサ３００を使って液体ＬＱを電気的に検知してもよい。図７に示す静電容量型センサ３００はワイヤ状に形成されており、芯材である第１電極部３０１と、その第１電極部３０１の周りを被覆するように設けられた誘電体部３０２と、その誘電体部３０２の周りを被覆するように設けられた第２電極部３０３とを備えている。誘電体部３０２は繊維状材料などの吸湿材料（感湿材料）によって構成されている。また、第２電極部３０３は複数の導線からなる網目状のものであって、その第２電極部３０３の外面に付着した液体ＬＱを誘電体部３０２まで通過させる（浸透させる）ことができるようになっている。静電容量型センサ３００の第２電極部３０３に液体ＬＱが付着し、誘電体部３０２に液体ＬＱが浸透すると、静電容量が変化する。
Further, instead of the
ワイヤ状に形成された静電容量型センサ３００の一端部は第１の検知器に接続され、他端部は第１の検知器とは別の第２の検知器に接続される。そして、第１の検知器によって電力を供給され、他端部に接続された第２の検知器によって、静電容量の変化量が検知される。液体ＬＱが静電容量型センサ３００（第２電極部３０３）に付着すると静電容量が変化するため、制御装置ＣＯＮＴは、第２の検知器の検知結果に基づいて、液体ＬＱの漏出を検知することができる。
One end of the
この場合においても、静電容量型センサ３００の一端部を第１の検知器に接続するとともに他端部を第２の検知器に接続し、それら検知器を検知対象領域の近傍に配置することで、静電容量型センサ３００の長さを短くすることができる。したがって、静電容量型センサ３００は電気的なノイズ等の影響を受け難くなるので、液体ＬＱを精度良く検知することができる。
Also in this case, one end of the
また、静電容量型センサは交換可能に設けられているため、液体ＬＱで濡れた静電容量型センサは、例えば復帰作業のときに新たなものと交換すればよい。あるいは、静電容量型センサ３００が液体ＬＱで濡れたときは、その静電容量型センサ３００を所定の乾燥装置で乾燥してもよい。
Further, since the capacitive sensor is provided so as to be replaceable, the capacitive sensor wetted with the liquid LQ may be replaced with a new one, for example, at the time of return work. Alternatively, when the
なお、上記各実施形態の特徴部分を組み合わせて使用可能であることは言うまでもない。例えば、リニアモータ周辺に光ファイバを配置し、基板ステージＰＳＴ周りに静電容量型センサ３００を配置するといったことが可能である。
Needless to say, the features of the above embodiments can be used in combination. For example, it is possible to arrange an optical fiber around the linear motor and arrange the
なお、上述した実施形態においては、検知システムＳは液浸露光用の液体ＬＱを検知しているが、検知システムＳを液体ＬＱを介さないで露光処理するドライ型露光装置に適用することももちろん可能である。図１に示したような熱源を冷却する冷却系６０はドライ型露光装置にも設けられるが、その冷却系６０から冷媒ＣＬが漏出する可能性がある。ドライ型露光装置に検知システムＳを設けることにより、冷却系６０より漏出した冷媒ＣＬを検知することができ、漏出した冷媒ＣＬが露光装置に与える影響を抑制するための適切な処置を迅速に施すことができる。もちろん、図１に示すように、液浸露光装置ＥＸに設けられた冷却系６０から漏出した冷媒ＣＬを、その液浸露光装置ＥＸに設けられた検知システムＳを使って検知することも可能である。
In the above-described embodiment, the detection system S detects the liquid LQ for immersion exposure. However, the detection system S may be applied to a dry type exposure apparatus that performs exposure processing without using the liquid LQ. Is possible. Although the
また上述した実施形態においては、光ファイバ又は静電容量型センサを用いているが、液体ＬＱが水である場合、一定間隔離間した２本の電線からなり、該２本の電線間の導通の有無により液体ＬＱの漏れを検出する漏水センサによって液体ＬＱの漏れや液体ＬＱの有無を電気的に検出することもできる。本実施形態においては液体ＬＱとして水を用いているので、上記構成の漏水センサを用いることができる。 In the above-described embodiment, an optical fiber or a capacitive sensor is used. However, when the liquid LQ is water, the liquid LQ is composed of two electric wires spaced apart from each other by a distance between the two electric wires. The leakage of the liquid LQ and the presence or absence of the liquid LQ can be electrically detected by a water leakage sensor that detects the leakage of the liquid LQ depending on the presence or absence. In the present embodiment, since water is used as the liquid LQ, the water leakage sensor having the above configuration can be used.
なお、液体ＬＱとして超純水を用いる場合、超純水は導電性がないため上記構成の漏水センサでは液体ＬＱの有無を検知することができない可能性がある。また、液浸露光用の液体ＬＱとして超純水の他にフッ素系液体等の非導電性液体を使う可能性もある。あるいは、冷媒ＣＬとして例えばフッ素系液体等の非導電性液体を使う場合もあり、上記構成の漏水センサでは冷媒ＣＬを検知することができない可能性がある。ところが上述した実施形態においては、液体ＬＱや冷媒ＣＬの検知に光ファイバや静電容量型センサを使っているので、液体ＬＱや冷媒ＣＬが非導電性であってもその液体ＬＱを良好に検知することができる。 Note that when ultrapure water is used as the liquid LQ, the ultrapure water is not conductive, so there is a possibility that the leakage sensor configured as described above cannot detect the presence or absence of the liquid LQ. In addition to the ultrapure water, there is a possibility of using a non-conductive liquid such as a fluorine-based liquid as the liquid LQ for immersion exposure. Alternatively, for example, a non-conductive liquid such as a fluorine-based liquid may be used as the refrigerant CL, and there is a possibility that the refrigerant CL cannot be detected by the water leakage sensor having the above configuration. However, in the above-described embodiment, an optical fiber or a capacitive sensor is used to detect the liquid LQ and the refrigerant CL. Therefore, even if the liquid LQ and the refrigerant CL are non-conductive, the liquid LQ can be detected well. can do.
なお、前記離間した２本の電線の被覆に予め電解物質を含有させておけば、超純水が浸潤した時点で導電性を得るので、上記構成の漏水センサで超純水である液体ＬＱを検出することができる。 In addition, if an electrolytic substance is previously contained in the coating of the two separated electric wires, conductivity is obtained when the ultrapure water is infiltrated. Therefore, the liquid LQ that is ultrapure water is obtained by the water leakage sensor configured as described above. Can be detected.
また、静電容量型センサ３００を用いた場合、液体ＬＱの種類に応じて静電容量の変化量が異なる可能性があるため、検知した静電容量の変化量に基づいて、漏出した液体ＬＱの種類を判別することができる。したがって、検知システムＳは、漏出した液体が、液浸露光用の液体（純水）ＬＱであるか、冷却用の液体（例えばフッ素系液体）ＣＬであるかを判別することができる。
Further, when the
また、同じく静電容量センサ３００を用いた場合、その誘電体部３０２を撥液性の高いフッ素樹脂繊維で構成した場合、誘電体部３０２には水が染み込まないので、水以外の液体（例えばフッ素系液体）を選択的に検知できる。
Similarly, when the
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。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ４５ｎｍ程度のパターン）を、直線偏光照明法とダイボール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイボールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを０．９５、その瞳面における各光束の半径を０．１２５σ、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．２とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を１５０ｎｍ程度増加させることができる。 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. For example, when illuminating a halftone phase shift mask with a transmittance of 6% (a pattern with a half pitch of about 45 nm) using both the linearly polarized illumination method and the dieball illumination method, a dieball is formed on the pupil plane of the illumination system. If the illumination σ defined by the circumscribed circle of the two luminous fluxes is 0.95, the radius of each luminous flux on the pupil plane is 0.125σ, and the numerical aperture of the projection optical system PL is NA = 1.2, the randomly polarized light is The depth of focus (DOF) can be increased by about 150 nm rather than using it.
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。この場合、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。 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. More diffracted light of the S-polarized component (TE polarized component) is emitted from the mask M than the diffracted light of the component. In this case, it is desirable to use the above-mentioned linearly polarized illumination, but even if the mask M is illuminated with random polarized light, it is high even when the numerical aperture NA of the projection optical system PL is as large as 0.9 to 1.3. Resolution performance can be obtained.
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。 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。例えば、透過率６％のハーフトーン型の位相シフトマスク（ハーフピッチ６３ｎｍ程度のパターン）を、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（輪帯比３／４）とを併用して照明する場合、照明σを０．９５、投影光学系ＰＬの開口数をＮＡ＝１．００とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度（ＤＯＦ）を２５０ｎｍ程度増加させることができ、ハーフピッチ５５ｎｍ程度のパターンで投影光学系の開口数ＮＡ＝１．２では、焦点深度を１００ｎｍ程度増加させることができる。 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. For example, a polarized illumination method and an annular illumination method (annular ratio) in which a half-tone phase shift mask having a transmittance of 6% (a pattern having a half pitch of about 63 nm) is linearly polarized in a tangential direction of a circle around the optical axis. 3/4), when the illumination σ is 0.95 and the numerical aperture of the projection optical system PL is NA = 1.00, the depth of focus (DOF) is more than that of using randomly polarized light. If the projection optical system has a numerical aperture NA = 1.2 with a pattern with a half pitch of about 55 nm, the depth of focus can be increased by about 100 nm.
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
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、上述したように、水以外の液体であってもよい、例えば、露光光ＥＬの光源がＦ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ２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 as described above. For example, when the light source of the exposure light EL is an F 2 laser, the F 2 laser light is Since it does not transmit 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、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。 Further, a reduced image of the first pattern is projected on the substrate P using a projection optical system (for example, a refraction type projection optical system that does not include a reflective element at a reduction magnification of 1/8) while the first pattern and the substrate P are substantially stationary. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs batch exposure. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P substantially stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed onto the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus.
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.
また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明の一部は、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置に適用可能なものもある。 In the above-described embodiment, an exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate P is adopted. However, a part of the present invention is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873. Some are applicable to an immersion exposure apparatus that moves a stage holding a substrate to be exposed as disclosed in a liquid tank.
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
１０…液体供給機構、２０…液体回収機構、４１…基板定盤（ベース部）、
６０…冷却系、８０（８０Ａ〜８０Ｄ）…光ファイバ（センサ部）、
８４、８６、８８…光ファイバ（センサ部）、８９…樋部材（溝部）、
９０（９０Ａ〜９０Ｄ）…検知器、９１…出力部、９２…入力部、
１００…通信装置（無線通信装置）、３００…静電容量型センサ（センサ部）、
Ａ〜Ｄ…検知対象領域、ＣＬ…冷媒（冷却用液体）、ＣＯＮＴ…制御装置、
ＥＸ…露光装置、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、ＰＳＴ…基板ステージ、
Ｓ…検知システム
DESCRIPTION OF
60 ... Cooling system, 80 (80A-80D) ... Optical fiber (sensor part),
84, 86, 88 ... optical fiber (sensor part), 89 ... gutter member (groove part),
90 (90A to 90D) ... detector, 91 ... output unit, 92 ... input unit,
100: Communication device (wireless communication device), 300: Capacitance type sensor (sensor unit),
A to D: detection target region, CL: refrigerant (cooling liquid), CONT ... control device,
EX ... exposure apparatus, LQ ... liquid, P ... substrate, PL ... projection optical system, PST ... substrate stage,
S ... Detection system
Claims (20)
前記センサ部に検知用信号を出力する出力部及び該センサ部を介した前記信号を入力する入力部をそれぞれ有する複数の検知器とを備え、
前記センサ部は、複数の検知対象領域に応じて複数設けられ、
前記複数のセンサ部のそれぞれは、前記複数の検知器のうち第１の検知器の出力部にその一部を接続するとともに前記第１の検知器とは別の第２の検知器の入力部に他部を接続することを特徴とする検知システム。 A sensor unit for detecting the presence or absence of liquid;
A plurality of detectors each having an output unit that outputs a detection signal to the sensor unit and an input unit that inputs the signal via the sensor unit;
A plurality of the sensor units are provided according to a plurality of detection target areas,
Each of the plurality of sensor units is connected to a part of the output unit of the first detector among the plurality of detectors, and an input unit of a second detector different from the first detector. A detection system characterized by connecting other parts to the.
前記制御装置は、前記出力に基づいて、異常が生じた位置を特定することを特徴とする請求項７記載の検知システム。 A control device that outputs detection results of the plurality of detectors;
The detection system according to claim 7, wherein the control device identifies a position where an abnormality has occurred based on the output.
液体を検知する検知システムを備え、
前記検知システムは、請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の検知システムにより構成されていることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that exposes a substrate,
Equipped with a detection system to detect liquid,
The said detection system is comprised by the detection system as described in any one of Claims 1-10, The exposure apparatus characterized by the above-mentioned.
前記検知システムは、前記冷却系より漏出した前記冷却用液体を検知することを特徴とする請求項１１記載の露光装置。 It has a cooling system that cools using cooling liquid,
12. The exposure apparatus according to claim 11, wherein the detection system detects the cooling liquid leaked from the cooling system.
液体を検知する検知システムを備え、
前記検知システムは、請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の検知システムにより構成されていることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that exposes a substrate through a liquid,
Equipped with a detection system to detect liquid,
The said detection system is comprised by the detection system as described in any one of Claims 1-10, The exposure apparatus characterized by the above-mentioned.
前記検知システムの前記センサ部は、前記基板ステージに保持された前記基板の周囲もしくは前記基板ステージの周囲に設けられていることを特徴とする請求項１３記載の露光装置。 A substrate stage for holding the substrate;
The exposure apparatus according to claim 13, wherein the sensor unit of the detection system is provided around the substrate held on the substrate stage or around the substrate stage.
前記センサ部は、前記溝部の内部に配置されていることを特徴とする請求項１４記載の露光装置。 The substrate stage has a groove around the held substrate,
The exposure apparatus according to claim 14, wherein the sensor unit is disposed inside the groove.
前記検知システムの前記センサ部は、前記ベース部の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項記載の露光装置。 A base portion that movably supports the substrate stage;
The exposure apparatus according to claim 13, wherein the sensor unit of the detection system is provided around the base unit.
前記検知器の検知結果に応じて、前記液体供給機構の動作を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項記載の露光装置。 A liquid supply mechanism for supplying a liquid onto the substrate;
The exposure apparatus according to claim 13, further comprising: a control device that controls an operation of the liquid supply mechanism according to a detection result of the detector.
20. A device manufacturing method using the exposure apparatus according to any one of claims 11 to 19.
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