JP2005268700A - Staging device and aligner - Google Patents

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JP2005268700A
JP2005268700A JP2004082503A JP2004082503A JP2005268700A JP 2005268700 A JP2005268700 A JP 2005268700A JP 2004082503 A JP2004082503 A JP 2004082503A JP 2004082503 A JP2004082503 A JP 2004082503A JP 2005268700 A JP2005268700 A JP 2005268700A
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JP2004082503A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasufumi Nishii
康文 西井
Original Assignee
Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate disturbance to gap formation between moving surfaces of a bed even if a liquid is left on the bed.
SOLUTION: A moving body PS moving on the moving surface 41A of the bed 41 is provided. A recovery unit 61 for sucking to recover liquids 1a to 1d on the moving surface 41A is provided to the moving body PS.
COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置に関し、特に、ステージ上の基板に対して、投影光学系と液体とを介して露光する際に用いて好適なステージ装置及び露光装置に関するものである。 The present invention relates to a stage device and an exposure device, in particular, with respect to the substrate on the stage, to a suitable stage apparatus and exposure apparatus used when exposure through a projection optical system and the 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、所謂フォトリソグラフィの手法により製造される。 Semiconductor devices and liquid crystal display devices, to transfer a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, is produced by a technique so-called photolithography. 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。 An exposure apparatus used in this photolithographic process, and a substrate stage that supports the mask stage and the substrate supporting the mask, the pattern of the mask through a projection optical system while moving the mask stage and the substrate stage sequentially it is transferred onto the substrate. 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。 Recently for higher resolution of the projection optical system in order to cope with higher integration of the device pattern it is desired. 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。 Resolution of the projection optical system, as the exposure wavelength to be used is shorter, the higher the larger the numerical aperture of the projection optical system. 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。 Therefore, the exposure wavelength used in exposure apparatuses has shortened year by year wavelength has increased numerical aperture of projection optical systems. 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。 The mainstream exposure wavelength currently is a 248nm from a KrF excimer laser, it is being put to practical use yet ArF excimer laser of short wavelength 193 nm. 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。 Further, when exposure is performed, similarly to the resolution depth of focus (DOF) is also important. 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。 The resolution R, and the depth of focus δ are represented by the following expressions.
R=k1・λ/NA … (1) R = k1 · λ / NA ... (1)
δ=±k2・λ/NA … (2) δ = ± k2 · λ / NA 2 ... (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。 Here, lambda is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture, k1, k2 are process coefficients of the projection optical system. (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。 (1) and (2), in order to enhance the resolution R, then shorten the exposure wavelength lambda, and the numerical aperture NA is increased, it can be seen that 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。 If the depth of focus δ is too narrowed, it is difficult to match the substrate surface with respect to the image plane of the projection optical system, the focus margin during the exposure operation may be insufficient. 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。 Therefore, by substantially shortening the exposure wavelength and a method of widening the depth of focus, for example, immersion method disclosed in Patent Document 1 it has been proposed. 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。 This liquid immersion method forms an immersion area between the lower surface and the substrate surface of the projection optical system is filled with liquid such as water or an organic solvent, 1 / n of the wavelength of the exposure light in the liquid in the air (n is usually about 1.2 to 1.6 in the refractive index of the liquid) as well as improving the resolution as well be a, is that the depth of focus is magnified about n times.
国際公開第99/49504号パンフレット International Publication No. WO 99/49504

上記の露光装置では、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされた状態で露光が行われるため、移動体であるステージが移動した際に何らかのエラーが生じて制御外(想定外)の動作がなされると液体が周囲に飛散する虞がある。 In the exposure apparatus, a projection for exposure in a state where the liquid is filled between the optical system and the wafer is performed, the mobile is a stage outside the control occurs some error upon movement of the (unexpected) When the operation is made liquid is likely to be scattered around.
例えば、従来の露光装置では、液体供給機構により投影光学系とウエハとの間へ液体を供給し、供給された液体を真空吸引等を用いた液体回収機構により回収しているが、液体供給機構が作動している状態で液体回収機構の作動が停止すると、ウエハ上の液体が増加して周囲に飛散することが考えられる。 For example, in conventional exposure apparatus, supplying a liquid to the space between the projection optical system and the wafer by the liquid supply mechanism, but recovered by the liquid recovery mechanism using vacuum suction or the like supplied liquid, the liquid supply mechanism There the operation of the liquid recovery mechanism is stopped in the state it is operating, it is conceivable that the liquid on the wafer is scattered around increases.

通常、露光装置におけるステージには、定盤の表面(移動面)に対して気体(エア)を吹き出す吹出口と、ステージ下面(軸受面)と移動面との間の気体を吸引する吸気口とを有するエアベアリングが設けられており、吹出口からの気体の吹き出しによる反発力と吸気口による吸引力との釣り合いにより、ステージ下面と移動面との間に一定の隙間(ギャップ)を保持している。 Normally, the stage in the exposure apparatus, and outlet for blowing a gas (air) against the platen surface (movement plane), and a gas with suction air inlet between the moving surface stage lower surface (bearing surface) air bearing is provided with, by the balance between the attraction force by the repulsive force and the intake port due to blow-out of gas from the outlet, and maintain a constant clearance (gap) between the stage lower surface and the moving surface there. そして、ステージは、この微小ギャップにより高い気体バネ剛性を有した状態で定盤の表面上を非接触で移動することができる。 The stage can be moved over the surface of the platen in a non-contact state having a high gas spring stiffness this minute gap.
ところが、上述した何らかのエラーが生じて液体が定盤上に残留している場合、ステージの移動時にエアベアリングにおいて液体を吸引してしまう可能性がある。 However, if some error described above is liquid occurs remaining in the surface plate, there is a possibility that the liquid was aspirated in the air bearing during movement of the stage.
この場合、吸引した液体により、吸引装置を構成する圧力計やレギュレータに不具合が生じる虞がある。 In this case, the aspirated liquid, there is a possibility that malfunction occurs in the pressure gauge and regulator constituting the suction device. また、エアの吸引量が変動することでギャップ量も変動し、光軸方向のウエハの位置が所定位置よりずれたり、場合によってはステージが移動中に定盤と接触する可能性もある。 It also varies the gap amount by amount of suction air is changed, or the position of the optical axis direction of the wafer is deviated from the predetermined position, and in some cases there is a possibility that the stage is in contact with the platen during movement.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、定盤上に液体が残留している場合であっても定盤の移動面との間のギャップ形成に支障を来さないステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, no hindrance to the gap formed between the moving surface of the surface plate even when the platen liquid remaining and to provide a stage device and an exposure device.

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図1ないし図8に対応付けした以下の構成を採用している。 To accomplish the above object, it adopts the following configurations corresponding to FIGS. 1 through 8 show an embodiment.
本発明のステージ装置は、定盤(41)の移動面(41A)上を移動する移動体(PST、70)を備えたステージ装置(ST)であって、移動体(PST、70)に移動面(41A)上の液体(1a〜1d)を吸引して回収する回収装置(61、81)が設けられることを特徴とするものである。 Stage device of the present invention is moved to a plate (41) movement plane of (41A) movable body that moves on (PST, 70) stage device provided with a (ST), the mobile (PST, 70) it is characterized in that the surface collecting device for collecting by sucking the liquid (1 a to 1 d) on (41A) (61,81) is provided.

従って、本発明のステージ装置では、定盤(41)の移動面(41A)上に液体(1a〜1d)が残留している場合、回収装置(61、81)により移動体(PST、70)の移動経路上の液体(1a〜1d)を回収するので、移動体(PST、70)は液体が存在しない移動面(41A)上を移動することになり、エアベアリング等の流体ベアリング(42、72)において液体を吸引することを防止でき、移動面(41A)との間のギャップを安定して形成することができる。 Accordingly, the stage device of the present invention, the surface plate when the moving surface of the (41) (41A) a liquid onto (1 a to 1 d) is left, the mobile by the recovery device (61,81) (PST, 70) since to recover the liquid on the moving path of the (1 a to 1 d), the mobile (PST, 70) will be moved a moving surface (41A) on the absence of a liquid, a fluid bearing (42, such as an air bearing, in 72) can be prevented from sucking the liquid, the gap between the moving surface (41A) can be stably formed.

また、本発明の露光装置は、マスク(M)のパターンを基板ステージ(PST)に保持された感光基板(P)に投影光学系(PL)を介して露光する露光装置(EX)であって、基板ステージとして、請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置(ST)が用いられ、前記パターンの像は、投影光学系(PL)の先端部と感光基板(P)との間に満たされた液体(1)を介して感光基板(P)上に投影されることを特徴とするものである。 The exposure apparatus of the present invention is a mask exposure apparatus that exposes through the substrate stage projection optical system on a photosensitive substrate held on (PST) (P) (PL) pattern (M) (EX) as a substrate stage, a stage device (ST) is used according to any one of claims 1 8, an image of said pattern, the projection optical system distal portion and the photosensitive substrate (P) and of the (PL) it is characterized in that is projected onto the photosensitive substrate (P) through a liquid (1) filled between.

従って、本発明の露光装置では、投影光学系(PL)の先端部と感光基板(P)との間に満たされた液体(1)が飛散して定盤(41)の移動面(41A)上に残留している場合でも、移動体(PST、70)は液体が回収された移動面(41A)上を移動することになり、一定量のギャップを維持した安定した状態で移動することが可能となり、所定の転写精度で感光基板(P)上にパターンを形成することができる。 Accordingly, the exposure apparatus of the present invention, the moving surface of the surface plate (41) filled liquid (1) are scattered between the tip portion of the projection optical system (PL) and the photosensitive substrate (P) (41A) even if remaining on mobile (PST, 70) is able to move in a stable state was maintained would be to move the moving surface (41A) on which the liquid has been recovered, the gap constant amount possible and it is possible to form a pattern on a photosensitive substrate (P) at a predetermined transfer accuracy.
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。 In order to better illustrate the present invention has been described in association with the sign of the drawings showing an embodiment, it is needless to say that the present invention is not limited to the examples.

本発明では、移動面上の液体を回収して定盤の移動面との間のギャップを安定して形成することができる。 In the present invention, the gap between the moving surface of the surface plate to recover the liquid on the moving surface can be stably formed. また、本発明では、装置・部材の損傷といった不都合を引き起こすことを未然に防ぐことができ、安定した露光処理を実施することが可能になる。 Further, in the present invention, can prevent causing inconvenience damage to the equipment and components, it is possible to perform a stable exposure process.

以下、本実施の形態のステージ装置及び露光装置を、図1ないし図9を参照して説明する。 Hereinafter, the stage device and the exposure device of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
(第1実施形態) (First Embodiment)
第1実施形態では、本実施の形態に係るステージ装置について説明する。 In the first embodiment, it will be described stage device according to the present embodiment.
図1は、本実施の形態のステージ装置の一実施形態を示す概略構成図である。 Figure 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a stage apparatus of this embodiment.

図1に示すステージ装置STは、ベースプレート4上に防振ユニット9を介して3点あるいは4点で支持された基板定盤(定盤)41と、感光基板等の基板Pを支持して基板定盤41の上面(移動面)41Aを移動する移動体としての基板ステージPSTと、基板ステージPSTをX軸方向(図1中、左右方向)に駆動するXリニアモータ47と、基板ステージPSTをY軸方向(図1中、紙面と直交する方向)に駆動するYリニアモータ48とを主体に構成されている。 Stage apparatus ST shown in FIG. 1 includes a substrate plate (plate) 41 which is supported at three points or four points via a vibration isolating unit 9 on the base plate 4, and supports the substrate P such as a photosensitive substrate board a substrate stage PST as a moving body that moves the upper surface (movement plane) 41A of the platen 41, (in FIG. 1, horizontal direction) X-axis direction of the substrate stage PST and the X linear motor 47 for driving, the substrate stage PST (in FIG. 1, a direction perpendicular to the drawing sheet) Y-axis direction is mainly composed of the Y linear motor 48 for driving the. 基板定盤41の上面41Aは、フッ素やフッ素化合物による撥液性コーティングが施されている。 The upper surface 41A of the substrate surface plate 41, liquid repellent coating is applied by fluorine or fluorine compounds. 防振ユニット9は、内圧が制御可能なエアマウント及びボイスコイルモータ等のアクチュエータを備え、アクチュエータの駆動により基板定盤41を上面41Aと直交する方向(Z軸方向)に駆動する構成となっている。 Anti-vibration unit 9 is provided with an actuator such as internal pressure controllable air mounts and a voice coil motor, it is configured to be driven in the direction (Z-axis direction) perpendicular to the substrate surface plate 41 and the upper surface 41A by the driving of the actuator there.

基板ステージPSTは、基板Pを吸着保持するテーブル部PHと、テーブル部PHを伴って移動可能に設けられたステージ部PSとから構成されており、ステージ部PSの下面には、基板定盤41の上面41Aと対向して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がステージ部PSの周囲に沿って複数設けられている(例えばステージ部PSのコーナー部4カ所)。 The substrate stage PST includes a table portion PH for attracting and holding the substrate P, which is composed of a stage unit PS that is movable with the table portion PH, on the lower surface of the stage unit PS, the substrate surface plate 41 top 41A opposed to gas bearing a plurality of contactless bearings (air bearings) 42 (corner four locations, for example, the stage portion PS) which plurality are along the periphery of the stage PS. エアベアリング42は、基板定盤41の上面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(ステージ部PS)下面と移動面41Aとの間に一定の隙間(ギャップ)を形成・保持する予圧型流体ベアリングとなっている。 Air bearing 42 includes a outlet 42B for blowing a gas (air) to the upper surface 41A of the substrate surface plate 41, an intake port 42A for sucking the gas between the substrate stage PST lower surface (the bearing surface) and the guide surface 41A includes a by balance between the suction force by the repulsive force and the intake port 42A by blowoff of gas from the outlet port 42B, a constant gap between the substrate stage PST (stage portion PS) lower surface and moving surface 41A (gap ) and has a preload type fluid bearing to form and hold a. つまり、基板ステージPSTは気体軸受42により基板定盤41の上面41Aに対して非接触に支持されており、リニアモータ等の基板ステージ駆動機構により、上面41Aと平行な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及び上面41Aと直交するZ軸と平行な軸周り方向のθZ方向に微小回転可能である。 That is, the substrate stage PST is supported in non-contact with the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 by the gas bearing 42, by a substrate stage drive mechanism such as a linear motor, the upper surface 41A and a plane parallel, i.e. in the XY plane in the θZ direction of the Z-axis parallel to the direction around the axis orthogonal to the two-dimensional movable and the upper surface 41A can be microspheroidal. 更に、テーブル部PHは、Z軸方向、θX方向(X軸と平行な軸周りの方向)、及びθY方向(X軸と平行な軸周りの方向)にも移動可能に設けられている。 Further, the table portion PH is, Z-axis direction, and also movable in θX direction (X axis direction around parallel axes), and θY directions (X-axis and directions around parallel axes). 基板ステージ駆動機構は制御装置CONTにより制御される。 The substrate stage driving mechanism is controlled by the control unit CONT. すなわち、テーブル部PHは、基板PのZ位置及び傾斜角を制御して基板Pの表面を所定の面位置に合わせ込むとともに、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。 That is, the table portion PH, as well Komu combined surface of the substrate P at a predetermined surface position by controlling the Z position and the inclination angle of the substrate P, to position in the X-axis direction and the Y-axis direction of the substrate P.

基板ステージPST(テーブル部PH)上には移動鏡45が設けられている。 Moving mirror 45 is provided on the substrate stage PST (table portion PH). 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。 A laser interferometer 46 is provided at a position opposed to the movement mirror 45. 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。 Dimensional position of the substrate P on the substrate stages PST, and the angle of rotation are measured in real time by the laser interferometer 46, the measurement results are output to the control unit CONT. 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の位置決めを行う。 Controller CONT performs positioning of substrate P supported by the substrate stage PST by driving the substrate stage drive mechanism including a linear motor based on the laser interferometer 46 of the measurement results.
また、基板ステージPST(テーブル部PH)上には、基板P上に液体1供給する供給ノズル(供給装置)14と、基板P上の液体1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21とが設けられている。 Further, on the substrate stage PST (table portion PH) includes a liquid 1 supplied supply nozzle onto the substrate P (feeder) 14, there is to recover the liquid 1 on the substrate P, the surface of the substrate P close to disposed a collecting nozzle 21 is provided.

また、この基板ステージPSTには、基板定盤41の上面41Aに残留する液体を回収するための回収装置61が設けられている。 Further, this substrate stages PST, recovery device 61 for recovering the liquid remaining on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 is provided. 回収装置61は、ステージ部PSの側面の下端部近傍に、且つ図2に示すように、ステージ部PSの周囲を囲むように設けられた吸引部62と、図3の部分断面図に示すように、吸引部62に吸引管63を介して接続された負圧吸引源(吸引装置)64とを主体に構成されている。 Recovery device 61, near the lower end of the side surface of the stage unit PS, and as shown in FIG. 2, a suction unit 62 which is provided to surround the periphery of the stage PS, as shown in partial cross-sectional view of FIG. 3 to, and is configured is connected via a suction pipe 63 to the suction unit 62 a negative pressure suction source and a (suction device) 64 mainly. 吸引部62は、長さ方向におけるいずれの断面も図3に示した断面とほぼ同様であり、基板定盤41の上面41Aに向く凹部68を有する断面略コ字状の枠体65と、枠体65の凹部68に複数積層状態で設けられた板体66とから構成されている。 Suction unit 62, one in longitudinal section is also substantially similar to the cross section shown in FIG. 3, the frame 65 of U-shaped cross section having a concave portion 68 facing the upper surface 41A of the substrate surface plate 41, the frame the recess 68 of the body 65 and a resulting plate body 66. which is provided in a plurality of stacked state. 枠体65及び板体66は、後述する基板P上に供給される液体1(図1参照)に対して親液性及び耐錆性を有する材料、例えばステンレス(SUS)で形成されている。 Frame 65 and plate member 66 are formed in the liquid 1 supplied onto the substrate P to be described later material having lyophilic and rust resistance against (see FIG. 1), for example, stainless steel (SUS). 複数の板体66及び枠体65とは、互いに水平方向に例えば0.5mm程度の微小隙間をあけて配置されており、これら微小隙間により上面41Aに向いた複数の開口部67が形成される。 The plurality of plate bodies 66 and the frame 65, a plurality of openings 67 facing the upper surface 41A is formed by the horizontal direction, for example, they are arranged at a very small gap of about 0.5 mm, these small gap from each other . そして、負圧吸引源64は、吸引管63を介して枠体65の凹部68を吸引することで、開口部67から基板定盤41の上面41Aに残留する液体を吸引する。 The negative pressure suction source 64, via a suction pipe 63 that sucks the recess 68 of the frame 65, to suck the liquid remaining from the opening 67 on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41. なお、複数の板体66は、例えば不図示のスペーサを介して枠体65に支持されている。 The plurality of plate bodies 66, for example via a spacer (not shown) is supported by the frame member 65.

板体66を囲む枠体65の下面65a及び板体66の下面66aは、ステージ部PSから離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されており、これに伴って枠体65及び板体66で形成される上面41Aへの開口部67の位置もステージ部PSから離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離(高さ)が順次大きくなっている。 The lower surface 66a of the lower surface 65a and plate member 66 of the frame 65 surrounding the plate member 66, as the away from the stage unit PS, and the distance from the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 is arranged with successively larger step, according to apart from the position also the stage portion PS of the opening 67 to the top surface 41A which is formed by a frame body 65 and plate member 66 accordingly, the distance from the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 (height) sequentially It is larger. 下面65a、66aの位置(すなわち開口部67の位置)は、負圧吸引源64の駆動による吸引部62と上面41Aとの間のエア吸引が気体軸受42の予圧力に影響を与えず、また撥液性を有する上面41Aに残留する液体(液滴)の大きさ(高さ)が1mm程度から4〜5mm程度にばらつくので、いずれの大きさの液体も支障なく吸引できるように、ステージ部PSの直近が1mm程度で、ステージ部PSから最も離れた箇所が5mm程度に設定されている。 The lower surface 65a, the position of 66a (i.e. the position of the opening 67), air suction between the suction portion 62 and the upper surface 41A by the driving of the negative pressure suction source 64 without affecting the preload force of the gas bearing 42, also since the size of the liquid (droplets) remaining on the upper surface 41A having liquid repellency (high) varies about 4~5mm from about 1 mm, as can be sucked any size of the liquid without hindrance, the stage unit in most recently 1mm about PS, farthest point from the stage portion PS is set to about 5 mm.

また、枠体65と負圧吸引源64との間に接続される吸引管63には、液体検出用のセンサ(検出装置)69が設けられている。 In addition, the suction tube 63 connected between the frame 65 and the negative pressure suction source 64, sensor for liquid detection (detecting device) 69 is provided. センサ69としては、例えば吸引管63に向けて検知ビームを照射し、その反射光を受光したときに、管内の液体の有無で屈折率が異なることから光量が変化することを利用して液体を検出するものが用いられる。 The sensor 69, for example, toward the suction tube 63 irradiates the detection beam, when receiving the reflected light, the liquid by utilizing the fact that the refractive index in the presence or absence of liquid in the tube the amount of light changes from different those to be detected is used. この場合、吸引管63は、検知ビームが透過する材料で形成される。 In this case, the suction tube 63, the detection beam is formed of a material that transmits. センサ69の検出結果は制御装置CONTに出力される。 Detection result of the sensor 69 is outputted to the control unit CONT. 制御装置CONTは、出力された情報に基づいて基板P上への液体供給を制御する構成となっている。 The control unit CONT is configured to control the liquid supply onto the substrate P based on the output information.

図2において、基板ステージPST(ステージ部PS)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。 2, the substrate stage PST (stage portion PS) is movably supported in the X axis direction by the X guide stage 44. 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。 The substrate stage PST is movable in a predetermined stroke in the X-axis direction by X linear motor 47 while being guided by the X guide stage 44. 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。 X linear motor 47 includes a stator 47A which is provided so as to extend in the X-axis direction to the X guide stage 44, and a mover 47B which is fixed to the substrate stage PST provided corresponding to the stator 47A there. 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。 Then, the substrate stage PST by the mover 47B is driven with respect to the stator 47A is moved in the X-axis direction. ここで、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(不図示)により非接触で支持されている。 Here, the substrate stage PST is supported in a non-contact manner by a magnetic guide made of magnets and an actuator to maintain a gap of a predetermined amount in the Z axis direction with respect to the X guide stage 44 (not shown). 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 moved by the X linear motor 47 in the X-axis direction while being supported in a noncontact manner X guide stage 44.

一方、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。 On the other hand, the longitudinal ends of the X guide stage 44, a pair of Y linear motors 48, 48 movable in the Y-axis direction is provided with the X guide stage 44 the substrate stage PST. 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Y軸方向に延在するように設けられた固定子48Aとを備えている。 Each of the Y linear motors 48, and a mover 48B which is provided at both ends in the longitudinal direction of the X guide stage 44, and a stator 48A which is provided so as to extend in correspondence with the movable element 48B in the Y-axis direction It is provided. 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。 Then, X guide stage 44 by the mover 48B is driven with respect to the stator 48A moves in the Y-axis direction together with the substrate stage PST. 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。 Further, X guide stage 44 by adjusting the respective drive of the Y linear motors 48 and 48 has a possible rotational movement in the θZ direction. 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。 Therefore, almost it has become integrally movable in the Y-axis direction and the θZ direction substrate stage PST and the X guide stage 44 by the Y linear motors 48, 48.

また、Xガイドステージ44の長手方向両端の裏面側には、Xガイドステージ44と一体的に移動するY方向に延びる支持部材(移動体)70がそれぞれ設けられており、支持部材70には基板定盤41の上面41Aと対向して、気体軸受(エアベアリング)72が設けられている(図1参照)。 Further, on a rear surface of the longitudinal ends of the X guide stage 44, the X guide stage 44 and the integral support member extending in the Y direction to move (moving object) 70 is provided, respectively, in the support member 70 is a substrate and the upper surface 41A facing the surface plate 41, air bearings 72 are provided (see FIG. 1). 気体軸受72は、上述した気体軸受42と同様の予圧型流体ベアリングであり、基板定盤41の上面41Aに対して気体(エア)を吹き出す吹出口72Bと、支持部材70の下面(軸受面)とガイド面41Aとの間の気体を吸引する吸気口72Aとを備えており、吹出口72Bからの気体の吹き出しによる反発力と吸気口72Aによる吸引力との釣り合いにより、支持部材70の下面と移動面41Aとの間に一定の隙間(ギャップ)を形成・保持する。 Gas bearing 72 has the same preload type fluid bearing between the gas bearing 42 described above, the air outlet 72B for blowing a gas (air) to the upper surface 41A of the substrate surface plate 41, the lower surface of the support member 70 (bearing surface) a gas comprises an intake port 72A for sucking between the guide surface 41A, the balance between the attraction force by the repulsive force and the intake port 72A by blowoff of gas from the outlet 72B, and the lower surface of the support member 70 It is formed and maintain a constant clearance (gap) between the moving surface 41A. つまり、Xガイドステージ44は、支持部材70を介して気体軸受72により基板定盤41の上面41Aに対して非接触に支持されており、Yリニアモータ48により、上面41Aと平行な平面内、すなわちXY平面内でY方向及びθZ方向に移動可能である。 That, X guide stage 44 is supported in a non-contact with the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 by the gas bearing 72 via a support member 70, the Y linear motors 48, the upper surface 41A and a plane parallel, That is movable in the Y direction and the θZ direction in the XY plane.

また、支持部材70には、基板定盤41の上面41Aに残留する液体を回収するための回収装置81が設けられている。 Further, the support member 70, the recovery device 81 for recovering the liquid remaining on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 is provided. 回収装置81は、支持部材70の側面の下端部近傍に、且つ図2に示すように、基板定盤41の上面41Aに臨むように支持部材70の周囲を囲む三面に設けられた吸引部82と、図3の部分断面図に示すように、吸引部82に吸引管83を介して接続された負圧吸引源(吸引装置)84とを主体に構成されている。 Recovery device 81, the support near the lower end of the side surface of the member 70, and as shown in FIG. 2, the suction unit 82 provided on the three surfaces surrounding the supporting member 70 to face the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 When, as shown in the partial sectional view of FIG. 3, is constructed which is connected via a suction pipe 83 to the suction unit 82 a negative pressure suction source and a (suction device) 84 mainly.

なお、回収装置61、81の構成は同様であるため、回収装置81の説明は図3に示した回収装置61の構成要素に対して符号を追記して行う。 Note that performs configuration of the recovery device 61, 81 is for the same, description of recovery apparatus 81 and adds the codes to the components of the recovery apparatus 61 shown in FIG.
吸引部82は、長さ方向におけるいずれの断面も図3に示した断面とほぼ同様であり、基板定盤41の上面41Aに向く凹部88を有する断面略コ字状の枠体85と、枠体85の凹部88に複数積層状態で設けられた板体86とから構成されている。 Suction unit 82, one in longitudinal section is also substantially similar to the cross section shown in FIG. 3, a substantially U-shaped cross section of the frame body 85 having a recess 88 facing the upper surface 41A of the substrate surface plate 41, the frame the recess 88 of the body 85 and a resulting plate body 86. which is provided in a plurality of stacked state. 枠体85及び板体86は、後述する基板P上に供給される液体1(図1参照)に対して親液性及び耐錆性を有する材料、例えばステンレス(SUS)で形成されている。 Frame 85 and plate member 86 are formed a material having lyophilic and rust resistance against the liquid 1 (see FIG. 1) supplied onto the substrate P to be described later, such as stainless (SUS). 複数の板体86及び枠体85とは、互いに水平方向に例えば0.5mm程度の微小隙間をあけて配置されており、これら微小隙間により上面41Aに向いた複数の開口部87が形成される。 The plurality of plate bodies 86 and the frame 85, a plurality of openings 87 facing the upper surface 41A is formed by the horizontal direction, for example, they are arranged at a very small gap of about 0.5 mm, these small gap from each other . そして、負圧吸引源84は、吸引管83を介して枠体85の凹部88を吸引することで、開口部87から基板定盤41の上面41Aに残留する液体を吸引する。 The negative pressure suction source 84, by sucking the concave portion 88 of the frame 85 via a suction pipe 83 to suck liquid remaining from the opening 87 on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41. なお、負圧吸引源64、84は同じ装置を共用してもよい。 The negative pressure suction source 64, 84 may share the same device.

板体86を囲む枠体85の下面85a及び板体86の下面86aは、支持部材70から離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されており、これに伴って枠体85及び板体86で形成される上面41Aへの開口部87の位置も支持部材70から離間するのに従って、基板定盤41の上面41Aからの距離(高さ)が順次大きくなっている。 The lower surface 86a of the lower surface 85a and plate member 86 of the frame 85 surrounding the plate member 86, as the away from the support member 70, and the distance from the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 is arranged with successively larger step, according to apart the positions of the openings 87 of the top surface 41A which is formed by a frame body 85 and the plate body 86 from the supporting member 70 along with this, the distance from the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 (height) sequentially It is larger. 下面85a、86aの位置(すなわち開口部87の位置)は、負圧吸引源84の駆動による吸引部82と上面41Aとの間のエア吸引が気体軸受42の予圧力に影響を与えず、また撥液性を有する上面41Aに残留する、大きさにばらつきがある液体(液滴)を吸引できるように、支持部材70の直近が1mm程度で、支持部材70から最も離れた箇所が5mm程度に設定されている。 The lower surface 85a, 86a position (i.e. the position of the opening 87), the air suction between the suction portion 82 and the upper surface 41A by the driving of the negative pressure suction source 84 without affecting the preload force of the gas bearing 42, also remaining on the upper surface 41A having liquid repellency, so that it can suck the liquid (droplets) there are variations in size, with most recently 1mm about the support member 70, the farthest point from the support member 70 is about 5mm It has been set.

上記の構成のステージ装置STにおいては、供給ノズル14からの液体1の供給量と回収ノズル21による液体1の回収量を制御することで、基板Pの表面に一定量の液体1を保持した状態で、基板ステージ駆動機構(Xリニアモータ47、Yリニアモータ48)により基板ステージPSTを定盤41の上面41Aに沿って移動させることができる。 State in the stage apparatus ST of the above configuration, by controlling the recovery amount of the liquid 1 by the supply amount and the recovery nozzles 21 of the liquid 1 from the supply nozzle 14, which holds the liquid 1 a certain amount on the surface of the substrate P in the substrate stage PST by a substrate stage drive mechanism (X linear motor 47, Y linear motor 48) can be moved along the upper surface 41A of the plate 41.
ここで、回収ノズル21による液体回収にトラブルが生じて基板上(基板ステージPST)から液体が基板定盤41の上面41Aへ垂れ落ちたり飛散したり、基板交換のために基板ステージPSTが供給ノズル14の直下から移動した際にも液体供給が停止されない等の理由により、定盤上面41A上に液体が留まることがある。 Here, or liquid from the trouble occurs on the substrate (substrate stage PST) is scattered or drip onto the top surface 41A of the substrate surface plate 41 in the liquid recovery by the recovery nozzles 21, a substrate stage PST for substrate exchange supply nozzle because, for example the even liquid supply when moved not stopped from 14 immediately below, may be liquid remains on the surface plate surface 41A.

例えば基板ステージPST(ステージ部PS)の移動経路上の進行方向前方に液体1が残留している場合、基板ステージPSTが移動して、気体軸受42が残留液体に到達する前にステージ部PSに設けられた吸引部62が残留液体と接触する。 For example, when the liquid 1 remains in the forward traveling direction of the movement path of the substrate stage PST (stage portion PS), the substrate stage PST is moved to the stage unit PS before the gas bearing 42 reaches the residual liquid suction part 62 provided to contact with the residual liquid. ここで、図3に二点鎖線で示すように、残留液体はその大きさにばらつきがあるが、例えば高さが5mm程度の液体1aが残留している場合には、ステージ部PSから最も遠い位置の板体66に液体1aが当接して、この板体66と枠体65の側壁との間の開口部67から吸引される。 Here, as shown in FIG. 3 by a two-dot chain line, the residual liquid have variations in their size, for example when the height remaining liquid 1a of about 5mm is farthest from the stage unit PS liquid 1a is in contact with the plate body 66 position, it is sucked from the opening 67 between the side wall of the plate member 66 and the frame 65.

また、この遠い位置にある板体66の下面66aよりは低く、隣り合う板体66の下面66aに接触する高さの液体1bが残留している場合には、これら隣り合う板体66の間の開口部67から液体1bが吸引される。 Further, lower than the lower surface 66a of the plate member 66 in this position far, when the height of the liquid 1b in contact with the lower surface 66a of the adjacent plate bodies 66 remains, during these adjacent plate bodies 66 liquid 1b is sucked from the opening 67 of the. このように、上面41Aに高さの異なる液体1a〜1dが残留している場合でも、液体1a〜1dの高さに応じた位置にある複数の開口部67の少なくとも一つで液体1a〜1dを吸引できる。 Thus, even when the height of different liquids 1 a to 1 d on the upper surface 41A is left, the liquid at least one of the plurality of openings 67 in the position corresponding to the height of the liquid 1 a to 1 d 1 a to 1 d the can be sucked. ここで、各開口部67は微小隙間で形成されており、また枠体65及び板体66が親液性を有しているので、枠体65や板体66に接触した液体1a〜1dは負圧吸引源64の駆動による吸引力に加えて、毛細管現象による吸引力で迅速に吸引されることになる。 Here, the opening 67 is formed in the small gap, and because the frame 65 and plate body 66 has a lyophilic property, the liquid 1a~1d in contact with the frame 65 and plate member 66 in addition to the attraction force by the driving of the negative pressure suction source 64, it will be quickly sucked by the suction force by capillary phenomenon. このように、基板ステージPSTの移動経路に残留している液体は回収装置61により吸引されて回収される。 Thus, the liquid remaining in the movement path of the substrate stage PST is recovered is sucked by the recovery device 61.

開口部67から吸引された液体1(1a〜1d)は、枠体65の凹部68から吸引管63を介して排液されるが、吸引管63に対しては内部を通る液体をセンサ69が常時監視している。 Opening 67 the liquid is sucked from 1 (1 a to 1 d) is being drained through a suction pipe 63 from the recess 68 of the frame 65, the sensor 69 the liquid through the interior for the suction pipe 63 is constantly monitors. そして、上面41Aにあった液体1(1a〜1d)が吸引されて吸引管63におけるセンサ69の監視領域を通過すると、液体1a〜1dにより検知ビームの屈折率が変化するため、照射した検知ビームの反射光の光量が液体の有無で変化する。 When the liquid 1 that was in the top surface 41A (1 a to 1 d) passes through a monitoring region of the sensor 69 in the suction pipe 63 is sucked, to change the refractive index of the detection beam by the liquid 1 a to 1 d, irradiated detecting beam the amount of light reflected varies with the presence or absence of liquid. そのため、センサ69は検知ビームの反射光の光量変化を検出すると、その結果を制御装置CONTに出力する。 Therefore, the sensor 69 detects the light amount change of reflection light of the detection beam, and outputs the result to the control unit CONT. 制御装置CONTはセンサ69からの検出結果を受けると何らかの事態により定盤41の上面41Aに液体1が漏れ出ていると判断し、供給ノズル14からの液体供給を停止させ警報を発する。 The control unit CONT judges that the liquid 1 on the upper surface 41A of the plate 41 receives a detection result by some events from the sensor 69 is leaking, issues an alarm to stop the supply of the liquid from the supply nozzle 14. これにより、基板定盤41への液体の漏れ出しや飛散等が拡大することを阻止できる。 This enables preventing the leakage and scattering and the like of the liquid to the substrate surface plate 41 is enlarged.

なお、基板定盤41の上面41Aにおける支持部材70の移動経路に液体が残留している場合も、基板ステージPSTの場合と同様に、回収装置81により移動方向前方側の吸引部82で吸引されて回収される。 Even when the liquid in the moving path of the support member 70 on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 is left, as in the case of the substrate stages PST, is sucked by the suction portion 82 in the movement direction front side by the recovery device 81 It is recovered Te. なお、支持部材70はX方向には移動しないが(移動する場合でも微小量)、気体軸受72のエア吸引により支持部材70の移動経路の+X側または−X側に残留する液体を吸引してしまう可能性があるが、この場合も、支持部材70の+X側または−X側に設けられた吸引部82により液体を吸引して回収することができる。 Although the support member 70 does not move in the X direction (a small amount even when moving), the liquid remaining on the + X side or the -X side of the moving path of the support member 70 by air suction of the gas bearing 72 by suction It could put away, but in this case, can be recovered by the liquid aspirated by the suction portion 82 provided on the + X side or the -X side of the support member 70.

以上、説明したように本実施の形態では、基板定盤41の上面41Aに液体が残留している場合でも、回収装置61、81により基板ステージPSTや支持部材70の移動経路及びその近傍の液体を回収するので、基板ステージPSTや支持部材70は液体がない移動面41A上を移動することになり、気体軸受42、72が液体を吸引して装置・部材の不具合が生じることを防止できる。 Above, in this embodiment as described, even when the liquid remaining on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41, the recovery device 61, 81 of the movement path and its vicinity of the substrate stage PST and the support member 70 liquid since the recovery of the substrate stage PST and the support member 70 will want to move on the moving surface 41A is not liquid, the gas bearing 42 and 72 can be prevented from a trouble of the suction to device-member liquid occurs. そのため、本実施の形態では、これら基板ステージPSTや支持部材70等の移動体と上面41Aとの間に形成されるギャップを所定量に維持することが可能になり、基板PのZ方向の位置変動や移動体と基板定盤41との接触を防止することが可能になる。 Therefore, in this embodiment, it is possible to maintain a gap formed between the moving body and the upper surface 41A of such these substrate stage PST and the support member 70 in a predetermined amount, the position of the Z direction of the substrate P it is possible to prevent contact between the variation and movement and the substrate surface plate 41.

また、液体を吸引するための開口部67、87が一様に高い位置に形成されている場合には小さな液滴の液体を吸引できない可能性があり、逆に開口部67、87が一様に低い位置にある場合には大きな液滴径の液体の一部を枠体65、85の側壁で飛散させてしまう可能性があるが、本実施の形態では開口部67、87が基板ステージPST、支持部材70から離間するのに従って上面41Aからの距離が順次大きくなる段差をもって配置されているので、液体が一様でない複数の大きさで残留する場合でも確実に吸引・回収することができる。 Further, when the opening 67, 87 for sucking the liquid is formed on the uniformly high position may not be able to suck the liquid small droplets, the openings 67 and 87 is uniform in the opposite low but when in the position there is a possibility that by scattering a part of a larger droplet size of the liquid in the side wall of the frame 65, 85, openings 67 and 87 is the substrate stage PST in the embodiment in , since the distance from the upper surface 41A are arranged with successively larger step according to spaced from the support member 70 can be reliably sucked and recovered even when remaining in a plurality of sizes liquid is not uniform.

さらに、本実施の形態では、負圧吸引源64、84による吸引力に加えて、開口部67、87を微小隙間で形成し、また枠体65、85及び板体66、86が親液性を有することで毛細管現象による吸引力も付加した状態で液体を吸引するので、負圧吸引源64、84による吸引力を小さくすることが可能になり、負圧吸引源64、84の駆動に起因して生じる振動を抑制することができ、振動による基板Pの位置決め精度低下を防ぐことができる。 Further, in this embodiment, in addition to the suction force by the negative pressure suction source 64, 84, to form openings 67 and 87 in small gap, also the frame 65, 85 and plate body 66, 86 is lyophilic since sucking the liquid in a state of being added also the suction force by capillary phenomenon to have, it is possible to reduce the suction force by the negative pressure suction source 64, 84, due to the driving of the negative pressure suction source 64, 84 vibration can be suppressed resulting Te, it is possible to prevent the positioning accuracy reduction of the substrate P due to vibration. しかも、本実施の形態では、板体66、88を互いに隙間をあけて積層するという簡単な構成で毛細管現象を発現できるので、装置の簡素化及び低価格化に寄与できる。 Moreover, in this embodiment, it is possible to express the capillary action with a simple structure that is laminated with a gap a plate body 66,88 to one another, can contribute to simplification and cost reduction of the apparatus.

また、本実施の形態では、上記枠体65、85及び板体66、86の配置も、気体軸受42、72の予圧力に影響を与えない高さに設定しているので、基板ステージPST及び支持部材70は所定量のギャップを維持した状態で移動面41A上を移動することができ、基板Pの移動及び位置決め精度を保持することが可能になる。 Further, in the present embodiment, even the arrangement of the frame member 65, 85 and plate body 66, 86, since the set height that does not affect the preload force of the gas bearing 42, 72, the substrate stage PST and support member 70 is able to move on the moving surface 41A while maintaining a gap of a predetermined amount, it is possible to hold the movement and positioning accuracy of the substrate P.
さらに、本実施の形態では、回収装置61、81で液体が回収されたことをセンサ69、89で検出し、これに伴って基板P上への液体供給を停止させるので、基板定盤41への液体の漏れ出しや飛散等の拡大を阻止することが可能になる。 Further, in this embodiment, that the liquid is recovered by the recovery device 61, 81 is detected by the sensor 69,89, the stops supply of the liquid onto the substrate P along with this, the substrate surface plate 41 it is possible to arrest the spread of leakage and scattering and the like of the liquid.

(第2実施形態) (Second Embodiment)
次に、上記第1実施形態で示したステージ装置STを備えた露光装置について図4乃至図6を参照して説明する。 It will now be described with reference to FIGS exposure apparatus having the stage apparatus ST shown in the first embodiment. 本実施の形態では、マスクのパターン像を感光基板に投影露光する露光装置において、感光基板を保持して移動する基板ステージに上記実施形態のステージ装置を適用する場合の例を用いて説明する。 In this embodiment, an exposure apparatus for projection exposure of a pattern image of the mask on the photosensitive substrate will be described using the example of the case of applying the stage device of the above embodiment to the substrate stage that moves while holding the photosensitive substrate. なお、本実施形態では、上記第1実施形態と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略、または簡略化する。 In the present embodiment, the same components as the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted or simplified.

図4は本発明の露光装置を示す概略構成図である。 Figure 4 is a schematic block diagram showing an exposure apparatus of the present invention.
図4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(感光基板)Pを支持する基板ステージPSTを有する上記図1乃至図3で示したステージ装置ST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。 4, the exposure apparatus EX includes a mask stage MST which supports a mask M, a stage apparatus ST shown in FIGS. 1 to 3 with a substrate stage PST which supports the substrate (photosensitive substrate) P, the mask stage MST an illumination optical system IL illuminates the mask M supported by the exposure light EL in the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL onto exposed on the substrate P supported by the substrate stage PST projection optical system It comprises a PL, and a control unit CONT which integrally controls the operation of the entire exposure apparatus EX. 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。 The control unit CONT, alarm device K that raises an alarm when an abnormality occurs with respect to the exposure process is connected. 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。 Further, the exposure apparatus EX comprises a main column 3 which supports the mask stage MST and the projection optical system PL. 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4上に設置されている。 The main column 3 is installed on a base plate 4 which is placed horizontally on the floor surface. 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 main column 3, the upper stage portion 3A and the lower step 3B which protrude inwardly is formed.

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1を供給する液体供給機構10と、基板P上の液体1を回収する液体回収機構20とを備えている。 The exposure apparatus EX of the present embodiment, the exposure wavelength to a liquid immersion exposure apparatus that applies the liquid immersion method to substantially widen the depth of focus is improved substantially shortened by resolution, on the substrate P the liquid supply mechanism 10 supplies the liquid 1, and a liquid recovery mechanism 20 which recovers the liquid 1 on the substrate P. 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1により投影光学系PLの投影領域AR1を含む基板P上の一部に液浸領域AR2を形成する。 The exposure apparatus EX, the liquid on a part of the substrate P including the projection area AR1 of the projection optical system PL while, the liquid 1 supplied from the liquid supply mechanism 10 that the transfer of the pattern image of at least the mask M onto the substrate P to form the immersion area AR2. 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1を満たし、この投影光学系PLと基板Pとの間の液体1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。 Specifically, the exposure apparatus EX, between the liquid 1 meet, the projection optical system PL and the substrate P between the optical element 2 and the substrate P on the surface of the end portion of the projection optical system PL (termination) exposing the substrate P by via the liquid 1 and the projection optical system PL projects the pattern image of the mask M onto the substrate P.

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。 In the present embodiment, the scanning type exposure apparatus that exposes the substrate P different orientations of the (reverse) formed on the mask M while synchronously moving the pattern from each other in the scanning direction of the mask M and the substrate P as the exposure apparatus EX (so-called It will be described as an example when using a scanning stepper). 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。 In the following description, the optical axis AX as the Z-axis direction and a direction matching of the projection optical system PL, and the synchronous movement direction (scanning direction) of the X-axis direction between the mask M and the substrate P in the Z axis direction perpendicular to the plane, Z-axis and X-axis directions perpendicular to the direction (non-scanning direction) is the Y-axis direction.
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。 The term "substrate" referred to herein includes those obtained by coating a photoresist as a photosensitive material on a semiconductor wafer, and the term "mask" includes a reticle formed with a device pattern that is reduction projected onto the substrate.

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。 The illumination optical system IL is supported by a support column 5 which is fixed to the top of the main column 3. 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。 The illumination optical system IL is for illuminating the mask M supported by the mask stage MST with exposure light EL, the exposure light source, an optical integrator for uniforming the illuminance of a light flux emitted from the exposure light source, an optical integrator a condenser lens which collects the exposure light EL from the relay lens system, and the illumination area on the mask M illuminated with the exposure light EL has a variable field diaphragm which sets a slit shape. 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。 The 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. 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)等が用いられる。 As the exposure light EL emitted from the illumination optical system IL, for example, for example, emission lines in the ultraviolet region emitted from a mercury lamp (g-rays, h-rays, i-rays) and KrF excimer laser beam (wavelength 248 nm) far ultraviolet light, such as ( DUV light) and, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser beam (wavelength 157 nm) vacuum ultraviolet light (VUV light) is used. 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。 ArF excimer laser light is used in this embodiment.

本実施形態においては、液体1には純水が用いられる。 In the present embodiment, pure water is used for the liquid 1. 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。 Not only the ArF excimer laser light but, for example, emission lines in the ultraviolet region emitted from a mercury lamp (g-rays, h-rays, i-rays) and KrF excimer laser beam (wavelength 248 nm) deep ultraviolet light (DUV light beam) such as It can also be transparent.

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。 The mask stage MST is for supporting the mask M, is provided with an opening 34A for passing the pattern image of the mask M in the center portion. 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。 The upper step portion 3A of the main column 3, the mask plate 31 is supported via a vibration isolating unit 6. 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。 Also the central portion of the mask surface plate 31, the opening 34B for passing the pattern image of the mask M is formed. 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。 The lower surface of the mask stage MST air bearings 32 is provided with a plurality of non-contact bearings. 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(移動面)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。 The mask stage MST is supported in a non-contact manner with respect to the upper surface (movement plane) 31A of the mask surface plate 31 by the air bearing 32, the mask stage drive mechanism such as a linear motor, perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL plane, that is, finely rotatable in the two-dimensional movable and θZ directions in the XY plane. マスクステージMST上には移動鏡35が設けられている。 Moving mirror 35 is provided on the mask stage MST. 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。 A laser interferometer 36 is provided at a position opposed to the movement mirror 35. 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。 Dimensional position of the mask M on the mask stage MST, and θZ directions rotation angle (sometimes .theta.X, also including the rotational angle of the θY direction) are measured in real time by the laser interferometer 36, the measurement result is the control device is output to the CONT. 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 control unit CONT controls the position of the mask M supported on the mask stage MST by driving the mask stage drive mechanism based on the laser interferometer 36 of the measurement results.

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。 Projection optical system PL is for projection exposing the substrate P with the pattern of the mask M at a predetermined projection magnification beta, the plurality of optical elements including an optical element (lens) 2 provided at the tip portion of the substrate P side in is configured, these optical elements are supported by a barrel PK. 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。 In this embodiment, the projection optical system PL is a projection magnification β which is, for example, 1/4 or 1/5 of the reduction system. 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 may be either a unity magnification system or an enlargement system. 鏡筒PKの外周部にはフランジ部FLGが設けられている。 Flange portion FLG is provided on the outer circumference of the barrel PK. 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。 Further, the lower step 3B of the main column 3, the lens barrel base 8 through the vibration isolating unit 7 is supported. 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 flange portion FLG of the projection optical system PL by engaging the barrel surface plate 8, the projection optical system PL is supported by the barrel surface plate 8.

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。 The optical element 2 at the end portion of the projection optical system PL of this embodiment is provided detachably with respect to the barrel PK (exchange). 光学素子2には液浸領域AR2の液体1が接触する。 Liquid 1 in the liquid immersion area AR2 makes contact to the optical element 2. 光学素子2は螢石で形成されている。 The optical element 2 is formed of fluorite. 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1を密着させることができる。 Since fluorite has a high affinity for water, it can be brought into close contact with the liquid 1 on substantially the entire surface of the liquid contact surface 2a of the optical element 2. 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)1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1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1で確実に満たすことができる。 That is, since so as to supply a high affinity liquid (water) 1 with the liquid contact surface 2a of the optical element 2 in the present embodiment, adhesion between the liquid contact surface 2a and the liquid 1 of the optical element 2 high, it is possible to fill the optical path between the optical element 2 and the substrate P securely with liquid 1. 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。 The optical element 2, affinity for water may be a high quartz. 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1との親和性をより高めるようにしてもよい。 Also, hydrophilization liquid contact surface 2a of the optical element 2 is subjected to (lyophilic) treatment, it may be further enhance the affinity for the liquid 1.

光学素子2を囲むようにプレート部材2Pが設けられている。 Plate member 2P is provided to surround the optical element 2. プレート部材2Pの基板Pと対向する面(すなわち下面)は平坦面となっている。 Substrate P and the opposing surfaces of the plate member 2P (i.e. lower surface) is a flat surface. 光学素子2の下面(液体接触面)2aも平坦面となっており、プレート部材2Pの下面と光学素子2の下面とはほぼ面一となっている。 The lower surface of the optical element 2 (liquid contact surface) 2a also has a flat surface, it is substantially flush with the lower surface and the lower surface of the optical element 2 of the plate member 2P. これにより、広い範囲で液浸領域AR2を良好に形成することができる。 This makes it possible to the liquid immersion area AR2 is satisfactorily formed in a wide range. また、プレート部材2Pの下面に、光学素子2同様、表面処理(親液化処理)を施すことができる。 Further, the lower surface of the plate member 2P, similar optical element 2 may be subjected to a surface treatment (lyophilic treatment).

図5は、液体供給機構10、液体回収機構20、及び投影光学系PL先端部近傍を示す拡大図である。 Figure 5 is an enlarged view showing the liquid supply mechanism 10, the liquid recovery mechanism 20, and the projection optical system PL tip vicinity. 液体供給機構10は、投影光学系PLと基板Pとの間へ液体1を供給するものであって、液体1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1を基板P上に供給する供給ノズル14とを備えている。 Liquid supply mechanism 10 is for supplying the liquid 1 to the space between the projection optical system PL and the substrate P, the liquid supply unit 11 capable of delivering the liquid 1 via the supply pipe 15 to the liquid supply section 11 It is connected, and a supply nozzle 14 for supplying the liquid 1 fed from the liquid supply unit 11 onto the substrate P. 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。 Supply nozzle 14 is positioned proximate to a surface of the substrate P. 液体供給部11は、液体1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1を供給する。 Liquid supply unit 11 includes a tank for accommodating the liquid 1, and includes a pressurizing pump, which supplies the liquid 1 onto the substrate P via the supply pipe 15 and the supply nozzle 14. 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。 The liquid supply operation of the liquid supply unit 11 is controlled by the control unit CONT, the control unit CONT is capable of controlling the liquid supply amount per unit time with respect to the upper substrate P by the liquid supply unit 11.

供給管15の途中には、液体供給部11より基板P上に供給される液体1の量(単位時間あたりの液体供給量)を計測する流量計12が設けられている。 In the middle of the supply pipe 15, flow meter 12 for measuring the amount of liquid 1 supplied onto the substrate P from the liquid supply unit 11 (liquid supply amount per unit time) is provided. 流量計12は基板P上に供給される液体1の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置CONTに出力する。 Flow meter 12 monitors the amount of liquid 1 supplied onto the substrate P at all times, and outputs the measurement result to the control unit CONT. また、供給管15のうち流量計12と供給ノズル14との間には、供給管15の流路を開閉するバルブ13が設けられている。 Between the flow meter 12 and the supply nozzle 14 of the supply pipe 15, valve 13 is provided for opening and closing a flow channel of the supply pipe 15. 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。 Opening and closing operation of the valve 13 are controlled by the controller CONT. 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。 Incidentally, the valve 13 in this embodiment is a so-called normal off scheme that mechanically closes the flow channel of the supply pipe 15 when the driving source of the exposure apparatus EX (control unit CONT) (power supply) is stopped by, for example, a power failure or the like going on.

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1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真空系25とを備えている。 Liquid recovery mechanism 20 is for recovering the liquid 1 on the substrate P supplied by the liquid supply mechanism 10, and the recovery nozzles (suction ports) 21 which are arranged close to the surface of the substrate P, the recovery nozzles and a vacuum system 25 connected 21 to via a recovery pipe 24. 真空系25は真空ポンプを含んで構成されており、その動作は制御装置CONTに制御される。 Vacuum system 25 is configured to include a vacuum pump, its operation is controlled by the control unit CONT. 真空系25が駆動することにより、基板P上の液体1はその周囲の気体(空気)とともに回収ノズル21を介して回収される。 By vacuum system 25 is driven, the liquid 1 on the substrate P is recovered through the recovery nozzles 21 together with the gas (air) of the surrounding. なお、真空系25として、露光装置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。 Incidentally, as the vacuum system 25, without providing the vacuum pump in the exposure apparatus, it may be used a vacuum system of a factory in which the exposure apparatus EX is arranged.

回収管24の途中には、回収ノズル21から吸い込まれた液体1と気体とを分離する気液分離器22が設けられている。 In the middle of the recovery tube 24, the gas-liquid separator 22 is provided for separating the liquid 1 and the gas sucked through the recovery nozzles 21. ここで、上述したように、回収ノズル21からは基板P上の液体1とともにその周囲の気体も回収される。 Here, as described above, the surrounding gas together with the liquid 1 on the substrate P from the recovery nozzles 21 is also recovered. 気液分離器22は、回収ノズル21より回収した液体1と気体とを分離する。 Gas-liquid separator 22 separates the recovered liquid 1 and the gas from the recovery nozzles 21. 気液分離器22としては、例えば複数の穴部を有する管部材に回収した液体と気体とを流通させ、液体を重力作用により前記穴部を介して落下させることで液体と気体とを分離する重力分離方式や、回収した液体と気体とを遠心力を使って分離する遠心分離方式等を採用可能である。 The gas-liquid separator 22, for example, a liquid and a gas recovered in the tubular member having a plurality of holes is distributed, to separate the liquid and the gas to liquid by dropping through the hole by gravity and gravity separation method, it is possible to employ centrifugal separation method for separating in a centrifugal force and a recovered liquid and gas. そして、真空系25は、気液分離器22で分離された気体を吸引するようになっている。 The vacuum system 25 is adapted to suck the separated gas in the gas-liquid separator 22.

回収管24のうち、真空系25と気液分離器22との間には、気液分離器22によって分離された気体を乾燥させる乾燥器23が設けられている。 Of recovery pipe 24, between the vacuum system 25 and the gas-liquid separator 22, a dryer 23 which dries the gas separated by the gas-liquid separator 22. 仮に気液分離器22で分離された気体に液体成分が混在していても、乾燥器23により気体を乾燥し、その乾燥した気体を真空系25に流入させることで、液体成分が流入することに起因する真空系25の故障等の不都合の発生を防止することができる。 Even if not the separated gas by the gas-liquid separator 22 the liquid components are mixed, the gas is dried by dryer 23, can be blended into the dry gas to the vacuum system 25, the liquid component flows the occurrence of inconvenience such as a failure of the vacuum system 25 caused can be prevented. 乾燥器23としては、例えば気液分離器22より供給された気体(液体成分が混在している気体)を、その液体の露点以下に冷却することで液体成分を除く方式や、その液体の沸点以上に加熱することで液体成分を除く方式等を採用可能である。 The dryer 23, method and excluding the liquid ingredients such as a gas-liquid separator 22 from the supplied gas (gas liquid components are mixed), by cooling below the dew point of the liquid, the boiling point of the liquid it is possible to employ a method or the like except for the liquid components by heating above.

一方、気液分離器22で分離された液体1は第2回収管26を介して液体回収部28に回収される。 Meanwhile, the liquid 1 separated by the gas-liquid separator 22 is recovered by the liquid recovery section 28 via the second recovery tube 26. 液体回収部28は、回収された液体1を収容するタンク等を備えている。 The liquid recovery unit 28 has a tank for accommodating the recovered liquid 1. 液体回収部28に回収された液体1は、例えば廃棄されたり、あるいはクリーン化されて液体供給部11等に戻され再利用される。 Liquid 1 recovered by the liquid recovery section 28 is, for example or discarded, or is cleaned and returned to the liquid supply unit 11 and the like are reused. また、第2回収管26の途中であって気液分離器22と液体回収部28との間には、回収された液体1の量(単位時間あたりの液体回収量)を計測する流量計27が設けられている。 Between the middle and a by gas-liquid separator 22 and the liquid recovery portion 28 of the second recovery pipe 26, the flow rate measuring the collected amount of the liquid 1 (liquid recovery amount per unit time) Total 27 It is provided. 流量計27は基板P上から回収された液体1の量を常時モニタし、その計測結果を制御装置CONTに出力する。 Flowmeter 27 monitors the amount of liquid 1 recovered from the substrate P at all times, and outputs the measurement result to the control unit CONT. 上述したように、回収ノズル21からは基板P上の液体1とともにその周囲の気体も回収されるが、気液分離器22で液体1と気体とを分離し、液体成分のみを流量計27に送ることにより、流量計27は基板P上より回収した液体1の量を正確に計測可能となる。 As described above, although even the surrounding gas together with the liquid 1 on the substrate P is recovered from the recovery nozzles 21, by the gas-liquid separator 22 separates the liquid 1 and the gas, only the flow meter 27 liquid components by sending, the flow meter 27 becomes precisely measurable amount of liquid 1 recovered from the substrate P.

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フォーカス検出系56を備えている。 The exposure apparatus EX comprises a focus-detecting system 56 for detecting the position of the surface of the substrate P supported by the substrate stage PST. フォーカス検出系56は、基板P上に液体1を介して斜め方向より検出用光束を投射する投光部56Aと、基板Pで反射した前記検出用光束の反射光を受光する受光部56Bとを備えている。 Focus detection system 56 includes a light projecting portion 56A which projects a detecting light beam from an oblique direction through a liquid 1 onto the substrate P, and a light receiving portion 56B for receiving the reflected light of the detection light beam reflected by the substrate P It is provided. フォーカス検出系56(受光部56B)の受光結果は制御装置CONTに出力される。 The focus-detecting system 56 receiving result of the (light-receiving section 56B) is outputted to the control unit CONT. 制御装置CONTはフォーカス検出系56の検出結果に基づいて、基板P表面のZ軸方向の位置情報を検出することができる。 The control unit CONT can, based on the detection result of the focus detection system 56 detects the position information in the Z-axis direction of the substrate P surface. また、投光部56Aより複数の検出用光束を投射することにより、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。 Further, by projecting a plurality of the detecting light beam from the light projecting unit 56A, it is possible to detect the inclination information of the θX and θY directions of the substrate P.

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。 Note that, as shown in partial cross-sectional view of FIG. 1, the liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20 is separated supported with respect to the barrel surface plate 8. 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。 Accordingly, vibration generated in the liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20, not transmitted to the projection optical system PL via the barrel surface plate 8.

図6は、液体供給機構10及び液体回収機構20と投影光学系PLの投影領域AR1との位置関係を示す平面図である。 Figure 6 is a plan view showing the positional relationship between the liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20 and the projection area AR1 of the projection optical system PL. 投影光学系PLの投影領域AR1はY軸方向に細長い矩形状(スリット状)となっており、その投影領域AR1をX軸方向に挟むように、+X側に3つの供給ノズル14A〜14Cが配置され、−X側に2つの回収ノズル21A、21Bが配置されている。 Projection area AR1 of the projection optical system PL is a narrow rectangle (slit) in the Y-axis direction, so as to sandwich the projection area AR1 in the X axis direction, + X side arranged three supply nozzles 14A~14C are two recovery nozzles 21A on the -X side, 21B is arranged. そして、供給ノズル14A〜14Cは供給管15を介して液体供給部11に接続され、回収ノズル21A、21Bは回収管24を介して真空系25に接続されている。 The supply nozzle 14A~14C are connected to the liquid supply unit 11 via a supply tube 15, the recovery nozzles 21A, 21B are connected to a vacuum system 25 via the recovery tube 24. また、供給ノズル14A〜14Cと回収ノズル21A、21Bとをほぼ180°回転した配置に、供給ノズル14A'〜14C'と、回収ノズル21A'、21B'とが配置されている。 The supply nozzle 14A~14C and the recovery nozzles 21A, the arrangement obtained by rotating approximately 180 ° and 21B, 'and the recovery nozzles 21A' feed nozzle 14A'~14C, 21B 'are disposed. 供給ノズル14A〜14Cと回収ノズル21A'、21B'とはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル14A'〜14C'と回収ノズル21A、21BとはY軸方向に交互に配列され、供給ノズル14A'〜14C'は供給管15'を介して液体供給部11に接続され、回収ノズル21A'、21B'は回収管24'を介して真空系25に接続されている。 Supply nozzles 14A~14C and the recovery nozzles 21A ', 21B' and are alternately arranged in the Y-axis direction, the supply nozzles 14A'~14C 'and the recovery nozzles 21A, and 21B are alternately arranged in the Y-axis direction, the supply nozzles 14A'~14C 'supply pipe 15' is connected to the liquid supply section 11 via the recovery nozzles 21A ', 21B' are connected to a vacuum system 25 via the recovery tube 24 '. なお、供給管15'の途中には、供給管15同様、流量計12'及びバルブ13'が設けられている。 The supply pipe 15 'in the middle of the same supply pipe 15, flow meter 12' and valve 13 'is provided. また、回収管24'の途中には、回収管24同様、気液分離器22'及び乾燥器23'が設けられている。 Also, the recovery tube 24 'in the middle of the same collection tube 24, the gas-liquid separator 22' and dryer 23 'is provided.

次に、上述した露光装置EXを用いてマスクMのパターンを基板Pに露光する手順について説明する。 Next, the pattern of the mask M will be described a procedure for exposing the substrate P by using the exposure apparatus EX described above.
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の液体供給部11を駆動し、供給管15及び供給ノズル14を介して単位時間あたり所定量の液体1を基板P上に供給する。 The mask M is loaded on the mask stage MST, after the substrate P is loaded on the substrate stages PST, the control unit CONT drives the liquid supply unit 11 of the liquid supply mechanism 10, the feed pipe 15 and the supply nozzles 14 It supplies the liquid 1 of a predetermined amount per unit time onto the substrate P via. また、制御装置CONTは、液体供給機構10による液体1の供給に伴って液体回収機構20の真空系25を駆動し、回収ノズル21及び回収管24を介して単位時間あたり所定量の液体1を回収する。 Further, the control unit CONT, accompanied by the liquid supply mechanism 10 to the supply of the liquid 1 by driving the vacuum system 25 of the liquid recovery mechanism 20, the liquid 1 of a predetermined amount per unit time via the recovery nozzles 21 and the recovery pipe 24 to recover. これにより、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間に液体1の液浸領域AR2が形成される(液体を満たすステップ)。 Accordingly, the liquid immersion area AR2 of the liquid 1 is formed between the optical element 2 and the substrate P at the end portion of the projection optical system PL (step filled with liquid). ここで、液浸領域AR2を形成するために、制御装置CONTは、基板P上に対する液体供給量と基板P上からの液体回収量とがほぼ同じ量になるように、液体供給機構10及び液体回収機構20のそれぞれを制御する。 Here, in order to form the liquid immersion area AR2, the controller CONT, as the liquid recovery amount from the liquid supply amount and the substrate P with respect to the upper substrate P is approximately the same amount, the liquid supply mechanism 10 and the liquid controlling each of the recovery mechanism 20. そして、制御装置CONTは、照明光学系ILによりマスクMを露光光ELで照明し、マスクMのパターンの像を投影光学系PL及び液体1を介して基板Pに投影する。 The control unit CONT illuminates the mask M with the exposure light EL by illumination optical system IL, for example, an image of the pattern of the mask M via the projection optical system PL and the liquid 1 is projected onto the substrate P.

走査露光時には、投影領域AR1にマスクMの一部のパターン像が投影され、投影光学系PLに対して、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、基板ステージPSTを介して基板Pが+X方向(又は−X方向)に速度β・V(βは投影倍率)で移動する。 During scanning exposure, the projection area AR1 part of the pattern image of the mask M is projected onto, the projection optical system PL, in synchronization with the mask M is moved at the velocity V in the -X direction (or + X direction) velocity beta · V to the substrate P in the + X direction (or in the -X direction) via the substrate stage PST (beta is the projection magnification) moves. そして、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・スキャン方式で各ショット領域に対する露光処理が順次行われる。 Then, after the exposure for one shot area, the next shot area by the stepping of the substrate P is moved to the scanning start position, hereinafter, the exposure processing for each shot area is sequentially performed by the step-and-scan method. 本実施形態では、基板Pの移動方向と平行に、基板Pの移動方向と同一方向に液体1を流すように設定されている。 In the present embodiment, parallel to the direction of movement of the substrate P, is set to flow the liquid 1 in the moving direction and the same direction of the substrate P. つまり、矢印Xa(図6参照)で示す走査方向(−X方向)に基板Pを移動させて走査露光を行う場合には、供給管15、供給ノズル14A〜14C、回収管24、及び回収ノズル21A、21Bを用いて、液体供給機構10及び液体回収機構20による液体1の供給及び回収が行われる。 That is, the arrow Xa when scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction indicated by (see FIG. 6) (-X direction), the supply pipe 15, supply nozzles 14A to 14C, the recovery tube 24 and the recovery nozzles, 21A, 21B with the supply and recovery of the liquid 1 by the liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20 is performed. すなわち、基板Pが−X方向に移動する際には、供給ノズル14(14A〜14C)より液体1が投影光学系PLと基板Pとの間に供給されるとともに、回収ノズル21(21A、21B)より基板P上の液体1がその周囲の気体とともに回収され、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間を満たすように−X方向に液体1が流れる。 That is, when the substrate P moves in the -X direction, together with the liquid 1 from the supply nozzle 14 (14A to 14C) is supplied between the projection optical system PL and the substrate P, the recovery nozzles 21 (21A, 21B ) liquid 1 on the substrate P is recovered together with the gas around it from the liquid 1 flows in the -X direction to fill the space between the optical element 2 and the substrate P at the end portion of the projection optical system PL.

一方、矢印Xb(図6参照)で示す走査方向(+X方向)に基板Pを移動させて走査露光を行う場合には、供給管15'供給ノズル14A'〜14C'、回収管24'、及び回収ノズル21A'、21B'を用いて、液体供給機構10及び液体回収機構20による液体1の供給及び回収が行われる。 On the other hand, the arrows Xb when scanning exposure is performed by moving the substrate P in the scanning direction indicated by (see FIG. 6) (+ X direction), the supply tube 15 'supply nozzle 14A'~14C', the recovery tube 24 ', and recovery nozzles 21A ', 21B' with the supply and recovery of the liquid 1 by the liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20 is performed. すなわち、基板Pが+X方向に移動する際には、供給ノズル14'(14A'〜14C')より液体1が投影光学系PLと基板Pとの間に供給されるとともに、回収ノズル21'(21A'、21B')より基板P上の液体1がその周囲の気体ともに回収され、投影光学系PLの先端部の光学素子2と基板Pとの間を満たすように+X方向に液体1が流れる。 That is, when moving the substrate P in the + X direction, the supply nozzles 14 with '(14A'~14C') than the liquid 1 is supplied between the projection optical system PL and the substrate P, the recovery nozzles 21 '( 21A ', 21B') liquid 1 on the substrate P is recovered in the gas both the surrounding than, the liquid 1 flows in the + X direction so as to satisfy the space between the optical element 2 and the substrate P at the end portion of the projection optical system PL . この場合、例えば供給ノズル14を介して供給される液体1は基板Pの−X方向への移動に伴って光学素子2と基板Pとの間に引き込まれるようにして流れるので、液体供給機構10(液体供給部11)の供給エネルギーが小さくても液体1を光学素子2と基板Pとの間に容易に供給できる。 In this case, for example, the liquid 1 supplied through the supply nozzle 14 flows to be drawn between the optical element 2 and the substrate P moves in the -X direction of the substrate P, the liquid supply mechanism 10 It can be easily supplied between the optical element 2 and the substrate P with the liquid 1 even with a small supply energy (liquid supply unit 11). そして、走査方向に応じて液体1を流す方向を切り替えることにより、+X方向、又は−X方向のどちらの方向に基板Pを走査する場合にも、光学素子2と基板Pとの間を液体1で満たすことができ、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができる。 Then, by switching the direction of flow of the liquid 1 in accordance with the scanning direction, + X direction or even when in either direction in the -X direction to scan the substrate P, the liquid between the optical element 2 and the substrate P 1 can be filled with, it is possible to obtain high resolution and a wide depth of focus.

露光処理中、液体供給機構10に設けられている流量計12の計測結果、及び液体回収機構20に設けられている流量計27の計測結果は、常時、制御装置CONTに出力されている。 During the exposure process, in which the flow meter 12 of the measuring results provided in the liquid supply mechanism 10, and the flow meter 27 of the measurement results provided in the liquid recovery mechanism 20 are always outputted to the control unit CONT. 制御装置CONTは、流量計12の計測結果、すなわち液体供給機構10によって基板P上に供給される液体の量と、流量計27の計測結果、すなわち液体回収機構20によって基板P上より回収された液体の量とを比較し、その比較した結果に基づいて液体供給機構10のバルブ13を制御する。 The control unit CONT, the flow meter 12 of the measurement result, i.e. the amount of liquid supplied onto the substrate P by the liquid supply mechanism 10, the flow meter 27 of the measuring result, ie was recovered from the substrate P by the liquid recovery mechanism 20 comparing the amount of liquid, to control the valve 13 of the liquid supply mechanism 10 based on the result of the comparison. 具体的には、制御装置CONTは、基板P上への液体供給量(流量計12の計測結果)と基板P上からの液体回収量(流量計27の計測結果)との差を求め、その求めた差が予め設定されている許容値(しきい値)を越えたかどうかに基づいて、バルブ13を制御する。 More specifically, the control unit CONT determines the difference between the liquid supply amount onto the substrate P (the measurement result of the flow meter 12) liquid recovery amount from the substrate P (the flow meter 27 of the measurement result), the based on whether the calculated difference exceeds the allowable value (threshold value) that is set in advance, it controls the valve 13. ここで、上述したように、制御装置CONTは、基板P上に対する液体供給量と基板P上からの液体回収量とがほぼ同じになるように、液体供給機構10及び液体回収機構20のそれぞれを制御しているため、液体供給機構10による液体供給動作及び液体回収機構20による液体回収動作のそれぞれが正常に行われている状況であれば、上記求めた差はほぼゼロとなる。 Here, as described above, the control unit CONT, as the liquid recovery amount from the liquid supply amount and the substrate P with respect to the upper substrate P is approximately the same, each of the liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20 due to the control, if the situation in which each of the liquid recovery operation by the liquid supply operation and the liquid recovery mechanism 20 by the liquid supply mechanism 10 is performed normally, the calculated difference becomes substantially zero.

制御装置CONTは、求めた差が許容値以上である場合、すなわち液体回収量が液体供給量に比べて極端に少ない場合、液体回収機構20の回収動作に異常が生じて十分に液体1を回収できていないと判断する。 The control unit CONT, if the difference found is more than the allowable value, that is, when the liquid recovery amount is extremely smaller than the liquid supply amount, a sufficiently liquid 1 abnormality occurs in the recovery operation of the liquid recovery mechanism 20 collection it is determined that not been able to. このとき、制御装置CONTは、例えば液体回収機構20の真空系25に故障等の異常が生じたと判断し、液体回収機構20によって液体1を正常に回収できないことに起因する液体1の漏洩を防止するために、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1の供給を停止する。 At this time, the control unit CONT prevents for example the vacuum system 25 of the liquid recovery mechanism 20 determines that the abnormality such as a failure occurs, leakage liquid 1 due to the inability properly recover the liquid 1 by the liquid recovery mechanism 20 to, by operating the valve 13 of the liquid supply mechanism 10 to block the flow channel of the supply pipe 15 to stop the supply of the liquid 1 with respect to the upper substrate P by the liquid supply mechanism 10. このように、制御装置CONTは、液体供給機構10から基板P上に供給された液体量と、液体回収機構20で回収された液体量とを比較し、その比較結果に基づいて液体回収機構20の回収動作の異常を検出し、液体1が供給過剰になり、異常が検出されたときに基板P上に対する液体1の供給を停止する。 Thus, the control unit CONT, the liquid amount supplied from the liquid supply mechanism 10 onto the substrate P, and the liquid amount recovered by the liquid recovery mechanism 20 compares, the liquid recovery mechanism on the basis of the comparison result 20 detecting an abnormality of the recovery operation of the liquid 1 is oversupplied, abnormality to stop the supply of the liquid 1 with respect to the upper substrate P when it is detected.

このとき、既に基板P上に供給され、液体回収機構20で回収されなかった液体1は上記の第1実施形態で説明したように、基板ステージPSTから基板定盤41の上面41Aに流出するが、基板ステージPSTや支持部材70の移動時に回収装置61、81により定盤上面41Aに残留する液体を吸引・回収することができる(液体回収ステップ)。 At this time, supplied already on the substrate P, so that the liquid 1 that has not been recovered by the liquid recovery mechanism 20 described in the first embodiment described above, but flows out from the substrate stage PST on the upper surface 41A of the substrate surface plate 41 the liquid remaining on the surface plate surface 41A by the recovery device 61, 81 during movement of the substrate stage PST and the support member 70 can be sucked and recovered (liquid recovery step).

このように、本実施の形態では、光学素子2と基板Pとの間を液体1で満たすことで、高い解像度及び広い焦点深度を得ることができるとともに、何らかの理由で基板P上から液体が飛散・流出して定盤上面41Aに残留していた場合でも上述の回収装置61、81により液体を回収して、定盤上面41Aとの間のギャップ量を維持した状態で基板Pを移動させることができ、基板PのZ方向の位置変動や移動体と基板定盤41との接触が生じることなく露光処理を円滑に実施することが可能になる。 Thus, in the present embodiment, by filling the space between the optical element 2 and the substrate P with the liquid 1, it is possible to obtain a high resolution and a wide depth of focus, the liquid is scattered from the substrate P, for some reason and outflow to even if remaining in the platen surface 41A to recover the liquid by the recovery device 61, 81 described above, by moving the substrate P while maintaining the gap amount between the platen surface 41A can be, it is possible to smoothly carry out the exposure process without contact occurs between the position change and the moving body and the substrate surface plate 41 in the Z direction of the substrate P.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。 Having described the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment. 当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Those skilled in the art within the scope of the technical idea described in the claims, it is intended to cover various modifications included technical scope of the invention as for their It is understood to belong to.

例えば、上記実施の形態では、回収装置61、81において負圧吸引源64、84による負圧吸引力と開口部67、87における毛細管現象による吸引力とを併用する構成としたが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、負圧吸引源64、84による負圧吸引力のみで液体を吸引・回収する構成や、特に移動体の移動速度が小さい場合には開口部67、87における毛細管現象による吸引力のみで液体を吸引・回収する構成も採用することができる。 For example, in the above embodiment, a configuration using both the suction force by capillary phenomenon in the negative pressure suction attraction with the opening 67, 87 by the negative pressure suction source 64, 84 in the recovery device 61 and 81, not necessarily this structure is not limited to, configuration and the capillary phenomenon in the aperture 67 and 87 in the case particularly small moving speed of the moving body for sucking and recovering the liquid only in the negative pressure suction attraction by vacuum suction source 64, 84 configured to suck and collect the liquid only by the suction force by may also be employed.

また、上記実施の形態では、段差をもって板体66、86を配置することで、定盤上面41Aからの開口部67、87の高さを、基板ステージPST、支持部材70から離間するのに従って順次大きくなるように設定したが、これに限定されるものではなく、例えば定盤上面41Aの撥液性が高精度に管理され、定盤上面41Aに残留する液体(液滴)の大きさがほぼ一定であることが既知であるような場合には、図7に示すように、枠体65、85の下面65a、85a及び板体66、86の下面66a、86aが、定盤上面41Aと液体を吸引・回収可能なほぼ一定の距離で平行に配置される構成としてもよい。 Further, in the above embodiment, by arranging the plate member 66, 86 with a step, the height of the opening portion 67, 87 from the platen surface 41A, sequentially according to the separated substrate stages PST, from the support member 70 was set to be larger, it is not limited thereto, for example, liquid repellency of the surface plate surface 41A is controlled with high precision, approximately the size of the liquid (droplets) remaining on the surface plate surface 41A If such is known to be constant across, as shown in FIG. 7, the lower surface 65a of the frame 65, 85, 85a and the lower surface 66a of the plate member 66, 86, 86a is, platen surface 41A and the liquid it may be configured to be disposed in parallel to each other at a substantially constant distance can be sucked and recovered.

さらに、上記実施の形態では、積層状態で配置される複数の板体66、86により開口部66、86を形成する構成としたが、この構成以外にも板体を用いずに、図8に示すように、枠体65、85を断面略ロ字状に形成し、定盤上面41Aと対向する壁部65A、85Aに毛細管現象を発現する大きさの開口部67、87を形成する構成としてもよい。 Furthermore, in the above embodiment, a configuration forming an opening 66, 86 by a plurality of plate bodies 66, 86 arranged in a stacked state, without even using a plate member other than this configuration, in FIG. 8 as shown, the frame 65, 85 is formed in a substantially hollow square shape, platen surface 41A opposed to the wall portion 65A, a structure forming the opening 67, 87 sized to capillary action is exerted on 85A it may be. この場合も、ステージ部PS、支持部材70から離間するのに従って漸次上方へ向かうように壁部65A、85Aを形成することで、開口部67、87の定盤上面41Aからの距離も順次大きくなり、定盤上面41Aに残留する種々の大きさの液体を円滑に吸引・回収することが可能になる。 Again, stage unit PS, the wall portion 65A as gradually upwardly directed according to spaced from the support member 70, by forming a 85A, becomes sequentially larger distance from the platen surface 41A of the opening 67, 87 , it is possible to smoothly sucked and recover the liquid of various sizes remaining in the surface plate surface 41A.

上述したように、本実施形態においては露光光としてArFエキシマレーザ光を用いているため、液浸露光用の液体として純水が供給される。 As described above, in this embodiment due to the use of ArF excimer laser light as exposure light, pure water is supplied as a liquid for immersion exposure. 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(ウエハ)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。 Pure water can be obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like, that it has no adverse effects on the substrate (wafer) on the photoresist and the optical element (lens) and the like. 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、基板の表面、及び投影光学系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。 Further, pure water has no adverse effects on the environment and contains very few impurities, the action can be expected to clean the surface of the optical element provided at the end face of the surface of the substrate, and the projection optical system.

波長が193nm程度の露光光に対する純水(水)の屈折率nはほぼ1.44といわれている。 Wavelength the refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light of about 193nm is said to substantially 1.44. 露光光の光源として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。 The use of ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) as the light source of the exposure light, 1 / n, i.e. to reduce the wavelength is high resolution of about 134nm obtained on the substrate. さらに、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。 Further, the depth of focus is magnified about n times than in the air, i.e. approximately 1.44 times.
また、液体としては、その他にも、露光光に対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系や基板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を用いることも可能である。 Further, as the liquid, Besides, high as possible refractive index There is transparent to exposure light, it is also possible to use a stable to the photoresist coated on the projection optical system and the substrate surface .
露光光としてF レーザ光を用いる場合は、液体としてF レーザ光を透過可能な、例えばフッ素系オイルや過フッ化ポリエーテル(PFPE)等のフッ素系の液体を用いればよい。 When using the F 2 laser beam as the exposure light, that can transmit the F 2 laser beam as a liquid, for example may be used fluorine-based liquid such as fluorine-based oil and perfluoropolyether (PFPE).

また、上述した実施形態では、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、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や、ステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置においても、定盤及び移動体が液槽の外に配置される場合には本発明を適用可能である。 Further, in the embodiment described above adopts the exposure apparatus in which the liquid is locally filled between the projection optical system PL and the substrate P, moving a stage holding a substrate to be exposed in a liquid bath and immersion exposure apparatus, when forming a liquid bath in a predetermined depth on a stage, even in an immersion exposure apparatus which holds the substrate therein, the platen and the moving body is arranged outside the liquid tank the present invention is applicable. 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の構造及び露光動作については、例えば特開平6−124873号公報に、ステージ上に所定深さの液体槽を形成してその中に基板を保持する液浸露光装置については、例えば特開平10−303114号公報や、米国特許第5,825,043号にそれぞれ開示されている。 The structure and the exposure operation of the liquid immersion exposure apparatus that moves a stage holding a substrate to be exposed in a liquid bath, for example, in JP-A-6-124873, to form a liquid bath in a predetermined depth on a stage for immersion exposure apparatus for holding a substrate therein Te is, for example, a Japanese Patent 10-303114 discloses are disclosed respectively in U.S. Patent No. 5,825,043.

また、本発明は、ツインステージ型の露光装置にも適用できる。 The present invention is also applicable to twin stage type exposure apparatus. ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)あるいは米国特許6,208,407号に開示されている。 The structure and the exposure operation of the twin-stage type exposure apparatus, for example, JP-A 10-163099 and JP-A No. 10-214783 Patent Publication (corresponding U.S. Pat. No. 6,341,007, No. 6,400,441, 6,549 , No. 269 No. and 6,590,634), JP-T-2000-505958 (disclosed in the corresponding U.S. Pat. No. 5,969,441) or U.S. Pat. No. 6,208,407.

なお、上述したような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。 In the case of using the liquid immersion method as described above, the numerical aperture NA of the projection optical system is 0.9 to 1.3. 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特性が悪化することもあるので、偏光照明を用いることが望ましい。 Thus, if the numerical aperture NA of the projection optical system becomes large, because the random polarized light conventionally used as the exposure light may have imaging characteristics is deteriorated due to the polarization effect in the use of the polarization illumination It is desirable 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。 In that case, it is appropriate that the linear polarized illumination, which is adjusted to the longitudinal direction of the line pattern of the line-and-space pattern of the mask (reticle), from the pattern of the mask (reticle), S-polarized light component (TE-polarized component), i.e. the line pattern may be as diffracted light of the polarization direction component along the longitudinal direction is many injection of. 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を超えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。 If between coated on the projection optical system PL and the substrate P surface resist it is filled with a liquid, between the resist coated on the projection optical system PL and the substrate P surface is filled with air (gas) as compared with the case where there, since the transmittance of the resist surface of the diffracted light that contributes S-polarized light component to improve the contrast (TE-polarized component) is high, even if the numerical aperture NA of the projection optical system exceeding 1.0 it is possible to obtain high imaging performance. 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(特にダイポール照明法)などを適宜組み合わせるとより効果的である。 Further, longitudinal direction combined oblique incidence illumination method of the line pattern as disclosed in JP-phase shift masks and JP 6-188169 (in particular, dipole illumination method) is more effective when combined appropriately, and the like.

また、例えばArFエキシマレーザ光を露光光とし、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L/S)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から射出されるようになる。 For example, when the ArF excimer laser light as the exposure light, 1/4 about using the projection optical system PL having a reduction magnification, the substrate fine line-and-space pattern (for example, about 25 to 50 nm L / S) P If such is exposed above, depending on the structure of the mask M (for example, the pattern fineness and the thickness of chromium), Wave guide effect mask M acts as a polarizing plate by, P-polarized light component lowering the contrast (TM polarization component ) it will be emitted from the mask number diffracted light of the S-polarized component from the diffracted light (TE-polarized component) of. この場合も、上述したような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、開口数NAが0.9〜1.3のように大きい投影光学系を使って高い解像性能を得ることが可能になる。 Again, it is desirable to use the linear polarized illumination as described above, randomly polarized even in light illuminates the mask M, the numerical aperture NA is large projection optical system using in high resolution as 0.9 to 1.3 it is possible to obtain a performance.

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には、Wave guide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エキシマレーザ光を露光光とし、1/4程度の縮小倍率の投影光学系を使って、25nmよりも大きいライン・アンド・スペースパターンを基板P上に露光するような条件であれば、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から射出されるので、投影光学系の開口数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, when an extremely fine line-and-space pattern on the mask M such that the substrate P is exposed with, P-polarized light components by Wave guide effect (TM-polarized light component). Is from S-polarized light component (TE-polarized component) Although there is a possibility that the greater, for example, an ArF excimer laser light as the exposure light, with the projection optical system of the reduction magnification of about 1/4, exposing a large line-and-space pattern than 25nm on the substrate P insofar as the conditions such that, since the diffracted light of the S-polarized component (TE-polarized component) is emitted from the mask than the diffracted light of the P polarized light component (TM-polarized light component), the numerical aperture NA of the projection optical system 0.9 it is possible to obtain the high resolution performance even when such large for 1.3.

さらに、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、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。 Furthermore, not only the mask aligned in the longitudinal direction linearly polarized light illumination of the line pattern of the (reticle) (S polarized light illumination), the tangent of a circle centered on the optical axis (peripheral) polarized illumination method that linearly polarizes in a direction oblique incidence combination of illumination method is also effective. 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、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。 In particular, not only the line pattern in which the pattern of a mask (reticle) extends in a predetermined direction, when the line pattern extending in a plurality of different directions in a mixed manner, linearly polarized in the tangential direction of a circle centering on the optical axis by using both the polarized light illumination method and the zonal illumination method, it is possible to obtain high imaging performance even when the numerical aperture NA of the projection optical system is large.

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。 Furthermore, the substrate P in each of the above embodiments, not only a semiconductor wafer for fabricating semiconductor devices but glass substrates for display devices, the original plate of a mask or reticle used in a ceramic wafer or an exposure apparatus, for a thin film magnetic head (synthetic quartz, silicon wafer) used by an exposure apparatus.

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。 As for the exposure apparatus EX, in the other scanning exposure apparatus by a step-and-scan method by synchronously moving the mask M and the substrate P to scan expose the pattern of the mask M (scanning stepper), and the mask M and the substrate P the pattern of the mask M collectively exposed, can also be applied to a projection exposure apparatus by a step-and-repeat system for moving sequentially steps the substrate P (stepper) while stationary. 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。 The present invention is also applicable to an exposure apparatus of step-and-stitch method that partially overlaid and transferred at least two patterns on the substrate P.

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, the present invention is not limited to semiconductor device fabrication exposure apparatuses that expose a semiconductor element pattern onto a substrate P, an exposure apparatus and a liquid crystal display device for manufacturing or for display manufacturing, thin film magnetic heads, imaging devices (CCD ) or it can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing such as a reticle or mask.

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。 When the linear motor is used for the substrate stage PST or the mask stage MST (see USP5,623,853 or USP5,528,118), using either a magnetic levitation type that uses an air floating type Lorentz force or reactance force using air bearings it may be. 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。 Further, each of the stages PST, MST may be a type that moves along a guide or may be the guideless type in which no guide is provided.

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。 As each of the stages PST, MST driving mechanism, a magnet unit in which magnets are two-dimensional, each of the stages PST by an electromagnetic force is opposed to the armature unit in which to place the coils in a two-dimensional, MST is driven it may be used. 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。 In this case, either one stage PST of the magnet unit and the armature unit is connected MST, and may be provided and the other of the magnet unit and the armature unit stage PST, the moving surface side of the 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。 Generated by the movement of the substrate stage PST reaction force so as not transmitted to the projection optical system PL, as described in JP-A-8-166475 discloses (USP5,528,118), mechanically using a frame member it may be released to the floor (ground).
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。 Reaction force generated by the movement of the mask stage MST, so as not transmitted to the projection optical system PL, as described in JP-A-8-330224 discloses (US S / N 08 / 416,558), using a frame member mechanically it may be released to the floor (ground) Te.

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。 As described above, the exposure apparatus EX of the present embodiment is manufactured by assembling various subsystems, including each constituent element recited in the claims of the present application so that the predetermined mechanical accuracy, the optical accuracy , it is manufactured by assembling. 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。 To ensure these respective precisions, performed before and after the assembling include the adjustment for achieving the optical accuracy for various optical systems, an adjustment to achieve mechanical accuracy for various mechanical systems, the various electrical systems adjustment for achieving the electrical accuracy is performed. 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。 The steps of assembling the various subsystems into the exposure apparatus includes various subsystems, the mechanical interconnection, electrical circuit wiring connections, and the piping connection of the air pressure circuit. 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。 Before the process of assembling the exposure apparatus from the various subsystems, there are also the processes of assembling each individual subsystem. 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。 After completion of the assembling the various subsystems into the exposure apparatus, overall adjustment is performed and various kinds of accuracy as the entire exposure apparatus are secured. 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。 The manufacturing of the exposure apparatus is preferably performed in a clean room in which temperature and cleanliness are controlled.

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図9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。 Microdevices such as semiconductor devices are manufactured, as shown in FIG. 9, step 201 that designs the functions and performance of the microdevice, a step 202 of manufacturing a mask (reticle) based on this design step, a base material for the device substrate a step 203 of producing the exposure process step 204 of exposing a pattern of a mask onto a substrate by the exposure apparatus EX of the embodiment described above, a device assembly step (dicing, bonding, including packaging step) 205, an inspection step 206, etc. It is produced through.

本発明の定盤及びステージ装置を示す概略構成図である。 It is a schematic diagram showing the platen and the stage apparatus of the present invention. 同ステージ装置の平面図である。 It is a plan view of the stage device. 回収装置を示す部分拡大図である。 It is a partially enlarged view showing a recovery system. 本発明の露光装置を示す概略構成図である。 It is a schematic block diagram showing an exposure apparatus of the present invention. 投影光学系の先端部近傍、液体供給機構、及び液体回収機構を示す概略構成図である。 The vicinity of the front end portion of the projection optical system, which is a schematic diagram showing a liquid supply mechanism, and a liquid recovery mechanism. 投影光学系の投影領域と液体供給機構及び液体回収機構との位置関係を示す平面図である。 Is a plan view showing the positional relationship between the projection optical system of the projection area and the liquid supply mechanism and the liquid recovery mechanism. 回収装置の別形態を示す部分拡大図である。 It is a partially enlarged view showing another embodiment of the collecting device. 回収装置の別形態を示す部分拡大図である。 It is a partially enlarged view showing another embodiment of the collecting device. 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。 Is a flow chart showing an example of a manufacturing process of semiconductor devices.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

EX 露光装置 CONT 制御装置 M マスク(レチクル) EX exposure unit CONT controller M mask (reticle)
P 基板(感光基板) P-substrate (photosensitive substrate)
PL 投影光学系 PS ステージ部(移動体) PL projection optical system PS stage unit (mobile)
PST 基板ステージ(移動体) PST substrate stage (mobile)
ST ステージ装置 1、1a〜1d 液体 2 光学素子(先端部) ST stage apparatus 1,1a~1d liquid second optical element (tip)
14 供給ノズル(供給装置) 14 supply nozzle (feeder)
41 基板定盤(定盤) 41 substrate surface plate (platen)
41A 上面(移動面) 41A upper surface (movement plane)
42、72 気体軸受(予圧型流体ベアリング) 42 and 72 gas bearings (preload type fluid bearing)
61、81 回収装置 64、84 負圧吸引源(吸引装置) 61 and 81 recovery device 64, 84 a negative pressure suction source (suction unit)
66、86 板体 67、87 開口部 69、89 センサ(検出装置) 66, 86 plate body 67, 87 opening 69,89 sensors (detection device)
70 支持部材(移動体) 70 supporting member (moving body)

Claims (9)

  1. 定盤の移動面上を移動する移動体を備えたステージ装置であって、 A stage apparatus comprising a moving body that moves on the moving surface of the platen,
    前記移動体に前記移動面上の液体を吸引して回収する回収装置が設けられることを特徴とするステージ装置。 Stage apparatus characterized by recovery device is provided to recover by sucking the liquid on the moving surface on the moving body.
  2. 請求項1記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 1,
    前記回収装置は、前記移動面に向けて開口する開口部と、前記開口部を負圧吸引する吸引装置とを備えることを特徴とするステージ装置。 The recovery device, a stage apparatus characterized by comprising an opening which opens toward the moving surface, and a suction device for negative pressure suction the opening.
  3. 請求項2記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 2,
    前記移動体には、前記移動面と対向して予圧型流体ベアリングが設けられ、 Wherein the moving body, the preload type fluid bearing is provided to face the moving surface,
    前記開口部の前記移動面に対する位置は、前記予圧型流体ベアリングの予圧に基づいて設定されていることを特徴とするステージ装置。 Position relative to the moving surface of the opening, the stage apparatus characterized by being set on the basis of the preload of the preload type fluid bearing.
  4. 請求項2または3記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 2 or 3,
    前記開口部は、毛細管現象により前記液体を吸引することを特徴とするステージ装置。 The opening stage apparatus characterized by aspirating the liquid by capillary action.
  5. 請求項4記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 4,
    前記開口部は、互いに隙間をあけて積層された複数の板体により形成されることを特徴とするステージ装置。 The opening stage apparatus characterized by being formed by a plurality of plate bodies which are stacked with a gap to each other.
  6. 請求項5記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 5,
    前記複数の板体は、前記移動体から離間するのに従って前記移動面からの距離が順次大きくなる段差をもって配置されることを特徴とするステージ装置。 Wherein the plurality of plate members, the stage and wherein the distance from the moving surface is arranged with successively larger step according to apart from the mobile.
  7. 請求項4から6のいずれか一項に記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to any one of claims 4 to 6,
    前記板体の少なくとも一部が前記液体に対する親液性を有することを特徴とするステージ装置。 Stage apparatus and at least a part of the plate body has a lyophilic with respect to the liquid.
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to any one of claims 1 to 7,
    吸引した前記液体を検出する検出装置と、 A detection device for detecting the aspirated liquid;
    前記移動体に保持された基板の表面に液体を供給する供給装置と、 A supply device for supplying liquid to a surface of the substrate held by the moving body,
    前記検出装置の検出結果に基づいて前記供給装置の液体供給を制御する制御装置と、 A control unit for controlling the liquid supply of the supply device based on a detection result of the detecting device,
    を有することを特徴とするステージ装置。 Stage apparatus characterized by having a.
  9. マスクのパターンを基板ステージに保持された感光基板に投影光学系を介して露光する露光装置であって、 The pattern of the mask there is provided an exposure apparatus which exposes through a projection optical system to a photosensitive substrate held on a substrate stage,
    前記基板ステージとして、請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置が用いられ、 As the substrate stage, the stage device is used according to any one of claims 1 to 8,
    前記パターンの像は、前記投影光学系の先端部と前記感光基板との間に満たされた前記液体を介して前記感光基板上に投影されることを特徴とする露光装置。 An image of said pattern, the exposure apparatus characterized by being projected onto the photosensitive substrate through the liquid filled between the photosensitive substrate and the projection optical system of the distal end portion.
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