JP2005303167A - Stage device and exposure device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably form a liquid immersion region even if the attitude control of a substrate is performed. <P>SOLUTION: The device has a mounting surface 34A on which the substrate P is mounted. The device is provided with a transfer device 70 which is opposed to the substrate P, and is moved in a direction with which the mounting surface 34A intersects in response to the pressure of the liquid 1 applied to the substrate P. <P>COPYRIGHT: (C)2006,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.
この液浸露光においては、液浸領域を形成するための液体供給部材及び液体回収部材と基板表面(基板ホルダ)とは隙間をもって配置されており、液体の表面張力によってこれらの隙間から液体が漏出することを防いでいる。 In this immersion exposure, the liquid supply member and the liquid recovery member and the surface of the substrate to form a liquid immersion region (substrate holder) are arranged with a gap, liquid from these gaps by the surface tension of the liquid seepage it prevents the possibility of.
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、基板のフォーカス位置及び傾斜角(姿勢)を制御することで、基板の表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系の像面に合わせ込んでいる。 In the above exposure apparatus, by controlling the focus position and inclination angle of the substrate (attitude), and the surface of the substrate autofocusing, and crowded fit the image plane of the projection optical system in the auto leveling mode. つまり、基板を保持するステージを駆動することで、露光光の光軸方向における基板の位置(フォーカス位置)及び投影光学系の像面と実質的に平行な方向の基板の位置を調整している。 That is, by driving the stage holding the substrate, and adjusting the image plane and located substantially parallel direction of the substrate of the position of the substrate (the focus position) and the projection optical system in the optical axis direction of the exposure light .
ところが、基板の姿勢制御のために基板ステージ(基板ホルダ)を傾斜させると、液体供給部材や液体回収部材と基板との間の隙間の大きさが変動するため、例えば大きくなった隙間から液体が漏れ出す等、安定して液浸領域を形成できない可能性がある。 However, when tilting the substrate stage (substrate holder) for attitude control of the substrate, a gap size between the liquid supply member and the liquid recovery member and the substrate is varied, the liquid from the gap, for example increased etc. leaks, there is a possibility that not form a liquid immersion region stably.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、基板の位置・姿勢制御を実施する際にも安定して液浸領域を形成できる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, it aims to provide a stage device and an exposure apparatus capable of forming a stable liquid immersion region in implementing the position and attitude control of the substrate to.

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6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 6 show an embodiment.
本発明のステージ装置は、基板(P)を載置する載置面(34A)を有したステージ装置(PST)であって、基板(P)と対向し、基板(P)に供給される液体(1)の圧力に応じて載置面(34A)と交差する方向に移動する移動装置(70)を備えたことを特徴とするものである。 Stage device of the present invention, the liquid to a substrate stage apparatus having mounting surface (34A) for placing a (P) (PST), facing the substrate (P), is applied to the substrate (P) (1) it is characterized in that it comprises a mobile device (70) which moves in a direction intersecting the mounting surface (34A) in response to pressure.

従って、本発明のステージ装置では、基板(P)の位置制御や姿勢制御の際に載置面(34A)が移動装置(70)に接近する方向に移動すると、基板(P)と移動装置(70)との間の液体の圧力が増加するため、移動装置(70)が基板(P)から離間する方向に移動し、載置面(34A)が移動装置(70)から離間する方向に移動すると、基板(P)と移動装置(70)との間の液体の圧力が減少するため、移動装置(70)が基板(P)に接近する方向に移動する。 Accordingly, the stage device of the present invention, the placement surface when the position control and the attitude control of the substrate (P) (34A) is moved in a direction approaching to the mobile device (70), the mobile device and the substrate (P) ( the pressure of the liquid between the 70) increases, moving the mobile device (70) is moved in a direction away from the substrate (P), in a direction mounting surface (34A) is separated from the mobile unit (70) Then, since the pressure of the liquid between the substrate (P) and mobile device (70) is reduced, the mobile device (70) is moved toward the substrate (P). そのため、移動装置(70)と基板(P)との間のギャップ(G)を一定に維持することが可能になり、基板(P)上に安定して液体領域(液浸領域)を形成することができる。 Therefore, it is possible to maintain the gap between the mobile unit (70) and the substrate (P) (G) constant, to form the substrate (P) stably liquid region on (the immersion area) be able to.

また、本発明の露光装置は、ステージ装置(PST)に載置された基板(P)にパターンを露光する露光装置において、請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置(PST)を用いることを特徴とするものである。 The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that exposes a pattern onto a substrate placed on the stage apparatus (PST) (P), a stage device according to any one of claims 1 8 (PST) and it is characterized in the use of.

従って、本発明の露光装置では、フォーカス調整や姿勢制御を実施した後でも、安定して形成された液体領域(AR2)を介して基板にパターンを露光することが可能になり、露光動作時のフォーカスマージンが大きく、解像度も向上した露光処理を実現することができる。 Accordingly, the exposure apparatus of the present invention, even after performing the focus adjustment and attitude control, it is possible to expose a pattern on a substrate through a stably formed liquid area (AR2), the exposure operation at the time of focus margin is large, it is possible to realize a resolution was also improved exposure processing.
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、液浸領域を安定して形成することができ、露光装置に適用する場合には安定した液浸露光が可能になり、露光動作時のフォーカスマージンが大きく、解像度も向上した露光処理を実現できる。 In the present invention, the liquid immersion area can be stably formed, when applied to the exposure apparatus enables stable immersion exposure, a large focus margin during the exposure operation, the exposure processing resolution was improved It can be realized.

以下、本発明のステージ装置及び露光装置の実施の形態を、図1ないし図7を参照して説明する。 Hereinafter, the embodiments of the stage device and the exposure device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 Figure 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention.
図1において、露光装置EXは、マスクMを支持するマスクステージMSTと、基板(感光基板)Pを支持する基板ステージPSTと、マスクステージMSTに支持されているマスクMを露光光ELで照明する照明光学系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターン像をステージ装置としての基板ステージ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。 1, the exposure apparatus EX illuminates a mask stage MST which supports a mask M, a substrate stage PST which supports a substrate (photosensitive substrate) P, the mask M supported by the mask stage MST with exposure light EL an illumination optical system IL, a projection optical system PL that projects and exposes the substrate P supported by the substrate stage PST as a stage apparatus the pattern image of the mask M illuminated by the exposure light EL, the operation of the entire exposure apparatus EX and a control unit CONT which integrally controls.

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. 本実施形態において、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. 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上の少なくとも一部に(局所的に)液浸領域AR2を形成する。 The exposure apparatus EX, the pattern image of at least the mask M while transferred onto the substrate P, on at least a part of the substrate P including the projection area AR1 of the projection optical system PL by the liquid 1 supplied from the liquid supply mechanism 10 to form a (locally) the liquid immersion area AR2. 具体的には、露光装置EXは、投影光学系PLの先端部と基板Pの表面(露光面)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上に投影し、基板Pを露光する。 Specifically, the exposure apparatus EX, the liquid 1 filled between the surface of the tip and the substrate P of the projection optical system PL (exposure surface), and the liquid 1 between the projection optical system PL and the substrate P the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P via the projection optical system PL, to expose the substrate P.

ここで、本実施形態では、投影光学系PLとして倒立系を用いているので、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, since using an inverted system as the projection optical system PL, the mask M and the substrate P as the exposure apparatus EX in the mask M while synchronously moving the different directions (opposite directions) from each other in the scanning direction the formed pattern will be described as an example the case of using a scanning type exposure apparatus that exposes the substrate P (so-called 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Y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 direction and the Y-axis direction perpendicular to the direction (non-scanning direction) is the Y-axis direction. また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。 Further, X-axis, Y-axis, and rotation about the Z-axis (inclination) directions, .theta.X, [theta] Y, and the θZ 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はマスクステージMSTに支持されているマスクMを露光光ELで照明するものであり、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ELを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、露光光ELによるマスクM上の照明領域をスリット状に設定する可変視野絞り等を有している。 The illumination optical system IL is intended to illuminate 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, from the optical integrator a condenser lens for condensing the exposure light EL, relay lens system, and the illumination area on the mask M illuminated with the exposure light EL and 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F2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。 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 F2 laser light (wavelength 157 nm) vacuum ultraviolet light (VUV light) and the like. 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. 上述したように、本実施形態における液体1は純水であって、露光光ELがArFエキシマレーザ光であっても透過可能である。 As described above, the liquid 1 in the present embodiment is a pure water, the exposure light EL can be transmitted even ArF excimer laser beam. また、純水は紫外域の輝線(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。 Further, pure water ultraviolet emission lines (g-ray, h-ray, i-ray) and KrF excimer laser beam (wavelength 248 nm) deep ultraviolet light (DUV light) such as is permeable.

マスクステージMSTはマスクMを支持するものであって、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 has been made to support the mask M, the plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL, that is, finely rotatable in the two-dimensional movable and θZ directions in the XY plane. マスクステージMSTはリニアモータ等のマスクステージ駆動装置MSTDにより駆動される。 The mask stage MST is driven by mask stage driving unit MSTD such as a linear motor. マスクステージ駆動装置MSTDは制御装置CONTにより制御される。 The mask stage driving unit MSTD is controlled by the controller CONT. マスクステージMST上には移動鏡50が設けられている。 Moving mirror 50 is provided on the mask stage MST. また、移動鏡50に対向する位置にはレーザ干渉計51が設けられている。 A laser interferometer 51 is provided at a position opposed to the movement mirror 50. マスクステージMST上のマスクMの2次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計51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 the angle of rotation are measured in real time by the laser interferometer 51, the measurement results are output to the control unit CONT. 制御装置CONTはレーザ干渉計51の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置MSTDを駆動することでマスクステージMSTに支持されているマスクMの位置決めを行う。 The control apparatus CONT performs positioning of the mask M supported on the mask stage MST by driving the mask stage drive apparatus MSTD based on the measurement results of the laser interferometer 51.

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 has been made to the projection exposure onto the substrate P a pattern of the mask M at a predetermined projection magnification beta, a plurality of optical elements including an optical element (lens) 2 provided at the tip portion of the substrate P side 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. また、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)可能に設けられており、光学素子2には液浸領域AR2の液体1が接触する。 Further, 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), the liquid 1 of 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 may be a high quartz affinity for water. 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。 The 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. また、鏡筒PKは、その先端付近が液体(水)1に接することになるので、少なくとも先端付近はTi(チタン)等の錆びに対して耐性のある金属で形成される。 Further, the barrel PK, since near the tip is in contact with the liquid (water) 1, at least near the tip is formed of a metal that is resistant to rust, such as Ti (titanium).

図2に示すように、鏡筒PKの下端部には、光学素子2を支持する隔壁PK1と、隔壁PK1及び側壁PK2と協働して空間71を形成する端壁PK3とが設けられている。 As shown in FIG. 2, the lower end portion of the barrel PK, and the partition wall PK1 which supports the optical element 2, the end wall PK3 and is provided to form a space 71 in cooperation with the partition wall PK1 and side walls PK2 . 側壁PK2には、空間71に液体を供給する液体供給機構10の供給管12Aが接続されているがこれについては後述する。 The sidewall PK2, the supply pipe 12A of the liquid supply mechanism 10 for supplying the liquid is connected to the space 71 which will be described later.

端壁PK3には、露光光ELが通過する貫通孔72が形成されており、貫通孔72の近傍にはフォーカス検出系AFが備えられている。 The end wall PK3, exposure light EL is formed a through hole 72 that passes, in the vicinity of the through-hole 72 is provided with a focus detection system AF. フォーカス検出系AFは、基板P(表面PA)上に液体1を介して斜め方向より検出用光束Bを投射する投光部AF1と、基板Pで反射した前記検出用光束Bの反射光を受光する受光部AF2とを備えている。 Focus detection system AF includes a light projecting unit AF1 for projecting detection light fluxes B from an oblique direction through a liquid 1 onto the substrate P (the surface PA), receives the reflected light of the detection light beam B reflected by the substrate P and a light receiving portion AF2 for. フォーカス検出系AF(受光部AF2)の受光結果は制御装置CONTに出力される。 Receiving result of the focus detection system AF (light receiving portion AF2) is outputted to the control unit CONT. 制御装置CONTはフォーカス検出系AFの検出結果に基づいて、基板P表面PA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 AF, to detect the position information in the Z axis direction of the surface of the substrate P PA. また、投光部AF1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も可能である。 Further, by projecting a plurality of detecting light beam from the light projecting section AF1, it is also possible to detect the inclination information of the θX and θY directions of the substrate P.

また、鏡筒PKの端壁PK3には、基板ステージPSTの一部を構成する移動装置70が基板Pと対向するように支持されている。 In addition, the end wall PK3 of the barrel PK, mobile device 70 is supported so as to face the substrate P which constitutes a part of the substrate stage PST. 移動装置70は、液浸領域AR2を形成し基板Pの表面PAと交差する方向に移動するものであって、端壁PK3の下面に設けられた支持部材73と、支持部材73に可撓性を有するベローズ管(可撓性部)74を介して吊持されるパッド部75とを主体として構成されている。 Mobile device 70 is for moving in a direction crossing the surface PA of the substrate P to form a liquid immersion region AR2, a supporting member 73 provided on the lower surface of the end wall PK3, flexible support member 73 as a major component, and a pad portion 75 which is suspended via a bellows tube (flexible portion) 74 having a.

支持部材73は端壁PK3の貫通孔72及びオートフォーカス系AFを囲む略リング状に形成されており、内周側端部にベローズ管74の上端が支持されている。 Support member 73 is formed in a substantially ring shape surrounding the through-hole 72 and the autofocus system AF end wall PK3, the upper end of the bellows tube 74 to the inner peripheral side end portion is supported. この支持部材73には、パッド部75を昇降させる電磁アクチュエータ(昇降装置)76が設けられている。 This support member 73, an electromagnetic actuator (elevating device) 76 for raising and lowering the pad portion 75 is provided. この電磁アクチュエータ76は、支持部材73の外周側に、基板Pへ向けて突設された磁性体からなる芯体77と、芯体77に巻回されたコイル体78とから構成されている。 The electromagnetic actuator 76, the outer peripheral side of the support member 73, a core body 77 made of a magnetic material which projects toward the substrate P, and a core 77 wound on the coil body 78.. コイル体78に対する通電の有無及び大きさは、制御装置CONTにより制御される。 Presence and magnitude of energization of the coil 78 is controlled by the control unit CONT.

パッド部75は、親液性を有するセラミックス材で形成されており、図3(a)に示すように、端壁PK3の貫通孔72よりも大径に形成された内周面75aと、この内周面75aを基点として基板Pの周辺に向けて基板Pとパッド部75との間隔が小さくなる傾斜部75bと、外周側に位置し基板Pの表面PAに向けて開口する断面矩形の吸液溝75cとを有している。 Pad portion 75 is formed of a ceramic material having a lyophilic, as shown in FIG. 3 (a), an inner peripheral surface 75a formed in a diameter larger than the through-hole 72 of the end wall PK3, this an inclined portion 75b which spacing is reduced between the inner substrate P and the pad portion 75 toward the periphery of the substrate P to the peripheral surface 75a as a base, having a rectangular cross section which is open towards the surface PA of the position and the substrate P on the outer peripheral side suction and a Ekimizo 75c. 吸液溝75cには、液体回収機構20の回収管21Aが接続されているが、これについては後述する。 The liquid absorbing groove 75c, but the recovery tube 21A of the liquid recovery mechanism 20 is connected, which will be described later.

また、パッド部75には、鋼材等の磁性材で形成され外周側へ延出する吸着部79が発磁体77及びコイル体78と対向する位置に設けられている。 In addition, the pad portion 75 is provided at a position at which the adsorption unit 79 extending into the magnetic material is formed on the outer peripheral side of the steel material is opposed to the magnetism generation body 77 and the coil 78. 従って、制御装置CONTの制御の下、コイル体78に通電したときに電磁アクチュエータ76が電磁石として機能し、吸着部79を吸着することでパッド部75が上昇する。 Thus, under the control of the control unit CONT, the electromagnetic actuator 76 when energized to the coil member 78 functions as an electromagnet, the pad portion 75 is increased by the adsorption of the adsorption unit 79. 一方、コイル体78への通電を停止することにより、電磁アクチュエータ76は電磁石として機能しなくなり、パッド部75は自重により下降することになる。 On the other hand, by stopping the energization of the coil 78, the electromagnetic actuator 76 will not function as an electromagnet, the pad portion 75 will be lowered by its own weight.

図1に戻って、液体供給機構10は所定の液体1を基板P上に供給するものであって、液体1を収容するタンク、及び加圧ポンプ等を有する液体供給部12を備えており、供給管12A及び鏡筒PKの空間71を介して基板P上に液体1を供給する。 Returning to FIG. 1, the liquid supply mechanism 10 has been made to supply the predetermined liquid 1 onto the substrate P, includes a tank for accommodating the liquid 1, and a liquid supply unit 12 having a pressure pump or the like, It supplies the liquid 1 onto the substrate P via the space 71 of the supply pipe 12A and the barrel PK. また、液体供給部12の液体供給動作(例えば基板P上に対する単位時間あたりの液体供給量)は制御装置CONTにより制御される。 The liquid supply operation of the liquid supply portion 12 (e.g., the liquid supply amount per unit time with respect to the upper substrate P) is controlled by the control unit CONT. また、液体供給部12は液体の温度調整機構を有しており、装置が収容されるチャンバ内の温度とほぼ同じ温度(例えば23℃)の液体1を基板P上に供給するようになっている。 Further, the liquid supply unit 12 has a temperature adjusting mechanism for the liquid, the liquid 1 of a temperature substantially the same temperature in the chamber which the device is housed (e.g., 23 ° C.) so as to supply on the substrate P there.

液体回収機構20は基板P上の液体1を回収するものであって、回収管21Aを介して接続された液体回収部(吸液装置)21を備えている。 Liquid recovery mechanism 20 is provided with a substrate be one which recovers the liquid 1 on the P, the liquid recovery unit connected via a recovery tube 21A (liquid suction device) 21. 液体回収部21は例えば真空ポンプ等の真空系(吸引装置)、気液分離器、及び回収した液体1を収容するタンク等を備えており、基板P上の液体1をパッド部75の吸液溝75c及び回収管21Aを介して回収する。 Liquid recovery unit 21 is, for example, a vacuum system such as a vacuum pump (suction device), a gas-liquid separator, and has a tank for accommodating the liquid 1 recovered liquid absorbing the liquid 1 on the substrate P in the pad portion 75 recovered through the groove 75c and the recovery tube 21A. 液体回収部21の液体回収動作(例えば単位時間あたりの液体回収量)は制御装置CONTにより制御される。 The liquid recovery operation of the liquid recovery section 21 (e.g., the liquid recovery amount per unit time) is controlled by the control unit CONT.

基板ステージPSTは基板Pを支持するものであって、基板ホルダ(ホルダ)PHを介して基板Pを保持する基板テーブル52と、基板テーブル52を支持するXYステージ53と、XYステージ53を支持するベース54とを備えている。 The substrate stage PST has been made to support the substrate P, which supports the substrate table 52 for holding the substrate P via a substrate holder (holder) PH, and an XY stage 53 which supports the substrate table 52, the XY stage 53 and a base 54. 基板ステージPSTはリニアモータ等の基板ステージ駆動装置PSTDにより駆動される。 The substrate stage PST is driven by a substrate stage-driving unit PSTD such as a linear motor. 基板ステージ駆動装置PSTDは制御装置CONTにより制御される。 The substrate stage-driving unit PSTD is controlled by the control unit CONT. 基板テーブル52を駆動することにより、基板テーブルに保持されている基板PのZ軸方向における位置(フォーカス位置)、及びθX、θY方向における位置が制御される。 By driving the substrate table 52, the position in the Z-axis direction of the substrate P held by the substrate table (focus position), and .theta.X, located in the θY direction is controlled. また、XYステージ53を駆動することにより、基板PのXY方向における位置(投影光学系PLの像面と実質的に平行な方向の位置)が制御される。 Further, by driving the XY stage 53, the position in the XY direction of the substrate P (substantially parallel to the image plane position of the projection optical system PL) is controlled. すなわち、基板テーブル52は、基板Pのフォーカス位置及び傾斜角を制御して基板Pの表面をオートフォーカス方式、及びオートレベリング方式で投影光学系PLの像面に合わせ込むZステージ(駆動装置)として機能し、XYステージ53は基板PのX軸方向及びY軸方向における位置決めを行う。 That is, the substrate table 52, the surface of the autofocus system of the substrate P by controlling the focus position and inclination angle of the substrate P, and as an auto-leveling method Komu fit the image plane of the projection optical system PL in the Z stage (driving device) functioning, XY stage 53 performs positioning in the X axis direction and the Y-axis direction of the substrate P.

基板ステージPST(基板テーブル52)上には移動鏡55が設けられている。 Movement mirror 55 is provided on the substrate stage PST (substrate table 52). また、移動鏡55に対向する位置にはレーザ干渉計56が設けられている。 A laser interferometer 56 is provided at a position opposed to the movement mirror 55. 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56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 56, the measurement results are output to the control unit CONT. 制御装置CONTはレーザ干渉計56の計測結果に基づいて基板ステージ駆動装置PSTDを駆動することで基板ステージPSTに支持されている基板Pの位置決めを行う。 Controller CONT performs positioning of substrate P supported by the substrate stage PST by driving the substrate stage drive apparatus PSTD based on the measurement results of the laser interferometer 56.

基板テーブル52の近傍には、基板P上のアライメントマークあるいは基板テーブル52上に設けられた基準マーク(不図示)を検出する基板アライメント系350が配置されている。 In the vicinity of the substrate table 52, the substrate alignment system 350 for detecting a reference mark provided on the alignment mark or a substrate table 52 on the substrate P (not shown) is disposed. また、マスクステージMSTの近傍には、マスクMと投影光学系PLとを介して基板テーブル52上の基準マークを検出するマスクアライメント系360が設けられている。 In the vicinity of the mask stage MST, mask alignment system 360 for detecting the reference mark on the substrate table 52 via the mask M and the projection optical system PL, is provided. なお、基板アライメント系350の構成としては、特開平4−65603号公報に開示されているものを用いることができ、マスクアライメント系360の構成としては、特開平7−176468号公報に開示されているものを用いることができる。 As the structure of the substrate alignment system 350, there can be used those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-65603, as the structure of a mask alignment system 360, is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468 it can be used as you are.

図4は、基板Pを保持した基板テーブル52の要部拡大断面図である。 Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the substrate table 52 which holds the substrate P.
この図に示すように、基板テーブル52の一部を構成する基板ホルダPHは、基板テーブル52の凹部31内部に配置されている。 As shown in this figure, the substrate holder PH which constitutes a part of the substrate table 52 is disposed within the recess 31 of the substrate table 52.
凹部31の周囲には、基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)の平坦面32Aを有するプレート部材32が設けられている。 Around the recess 31, the plate member 32 having a flat surface 32A substantially flush with the surface of the substrate P (flush) is provided. プレート部材32は基板ホルダPH(基板P)を囲むように配置されている。 Plate member 32 is disposed so as to surround the substrate holder PH (substrate P). プレート部材32は、例えばポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))などの撥液性を有する材料によって形成されている。 Plate member 32 is formed of a material having liquid repellency such as polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)). 基板Pの周囲に、基板P表面とほぼ面一の平坦面32Aを有するプレート部材32を設けたので、基板Pのエッジ領域Eを液浸露光するときにおいても、投影光学系PLの像面側に液浸領域AR2を良好に形成することができる。 Around the substrate P, is provided with the plate member 32 having a flat surface 32A substantially flush with the surface of the substrate P, even when the liquid immersion exposure of the substrate P in the edge area E, the image plane side of the projection optical system PL the liquid immersion area AR2 can be satisfactorily formed.

また、基板ホルダPHは、略円環状の周壁部33と、この周壁部33の内側のベース部35上に設けられ、基板Pを支持する複数の支持部34と、支持部34の間に配置され、基板Pを吸着保持するための複数の吸引口41とを備えている。 The substrate holder PH includes a substantially annular circumferential wall portion 33, provided on the inner side of the base portion 35 of the peripheral wall 33, a plurality of support portions 34 which supports a substrate P, located between the support 34 It is, and a plurality of suction ports 41 for attracting and holding the substrate P. 支持部34及び吸引口41は周壁部33の内側において一様に配置されている。 Support 34 and the suction ports 41 are uniformly disposed on the inner side of the peripheral wall portion 33.
周壁部33及び支持部34は、基板ホルダPHの一部を構成する略円板状のベース部35上に設けられている。 Peripheral wall 33 and the support portion 34 is provided on the substantially disk-shaped base portion 35 which constitutes a part of the substrate holder PH. 支持部34のそれぞれは断面視台形状であり、基板Pはその裏面PCを保持面である複数の支持部34の上端面(載置面)34Aに保持・載置される。 Each support 34 is a sectional view trapezoidal shape, the substrate P is held and placed on the upper surface (placing surface) 34A of the plurality of support portions 34 as a holding surface the back surface PC.
なお、図においては、周壁部33の上端面は比較的広い幅を有しているが、実際には1〜2mm程度の幅しか有していない。 In the figure, the upper end surface of the peripheral wall portion 33 has a relatively wide width, not actually has only a width of about 1 to 2 mm.

周壁部33の上面33Aは平坦面となっている。 Upper surface 33A of the peripheral wall portion 33 is a flat surface. 周壁部33の高さは支持部34(上端面34A)の高さよりも低くなっており、基板Pと周壁部33との間にはギャップBが形成されている。 The height of the peripheral wall 33 is lower than the height of the support portions 34 (upper end surface 34A), it is formed a gap B between the substrate P and the peripheral wall portion 33. ギャップBは、凹部31の内側面36と基板Pの側面PBとの間のギャップAより小さい。 Gap B is smaller than the gap A between the side surface PB of the inner surface 36 and the substrate P in the recess 31. また、凹部31の内側面36と、この内側面36に対向する基板ホルダPHの側面37との間にギャップCが形成されている。 Further, an inner surface 36 of the recess 31, the gap C is formed between the side surface 37 of the substrate holder PH opposed to the inner surface 36. ここで、基板ホルダPHの径は基板Pの径より小さく形成されており、ギャップAはギャップCより小さい。 Here, the diameter of the substrate holder PH is formed smaller than the diameter of the substrate P, the gap A is smaller than the gap C. なお、本実施形態においては、基板Pには位置合わせのための切欠部(オリフラ、ノッチ等)は形成されておらず、基板Pはほぼ円形であり、その全周にわたってギャップAは0.1mm〜1.0mm、本実施形態では0.3mm程度になっているため、液体の流入を防止できる。 In the present embodiment, notch for alignment on the substrate P (orientation flat, a notch, etc.) is not formed, the substrate P is substantially circular, the gap A over its entire circumference 0.1mm 1.0 mm, since in this embodiment has approximately 0.3 mm, can prevent the inflow of liquid. なお、基板Pに切欠部が形成されている場合には、その切欠部に応じてプレート部材32や周壁部33に突起部を設けるなど、プレート部材32や周壁部33を切欠部に応じた形状にすればよい。 Shape In the case where the notch portion on the substrate P is formed, corresponding the like provided projections on the plate member 32 and the peripheral wall portion 33 in accordance with the notch portion, the plate member 32 and the peripheral wall 33 in the notch it may be set to. こうすることにより、基板Pの切欠部においても基板Pとプレート部材32との間でギャップAを確保することができる。 Thus, it is possible to ensure a gap A between the substrate P and the plate member 32 in the notch of the substrate P.

基板Pの露光面である表面PAにはフォトレジスト(感光材)90が塗布されている。 The surface PA as the exposure surface of the substrate P photoresist (photosensitive material) 90 is applied. 本実施形態において、感光材90はArFエキシマレーザ用の感光材(例えば、東京応化工業株式会社製TARF-P6100)であって撥液性(撥水性)を有しており、その接触角は70〜80°程度である。 In this embodiment, the photosensitive material 90 has a photosensitive material for the ArF excimer laser (e.g., Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. TARF-P6100) a liquid-repellent (water-repellent), the contact angle 70 is about ~80 °.
また、本実施形態において、基板Pの側面PBは撥液処理(撥水処理)されている。 Further, in the present embodiment, the side surface PB of the substrate P is liquid-repellent treatment (water repellent treatment). 具体的には、基板Pの側面PBにも、撥液性を有する上記感光材90が塗布されている。 Specifically, even the side surface PB of the substrate P, the photosensitive material 90 having the liquid repellence is coated. これにより、表面が撥液性のプレート部材32と基板P側面とのギャップAからの液体の浸入を防止することができる。 Thus, the surface can be prevented penetration of the liquid from the gap A between the plate member 32 and the substrate P side of the liquid repellency. 更に、基板Pの裏面PCにも上記感光材90が塗布されて撥液処理されている。 Further, the photosensitive material 90 is being applied liquid repellency treatment on the back surface PC of the substrate P.

本実施形態において、基板テーブル52のうち、載置面52a及び内側面36が撥液性を有している。 In the present embodiment, of the substrate table 52, the mounting surface 52a and the inner surface 36 has a liquid repellency. 更に、基板ホルダPHの一部の表面も撥液処理されて撥液性となっている。 Furthermore, it is also a part of the surface of the substrate holder PH are liquid repellent treatment becomes lyophobic. 本実施形態において、基板ホルダPHのうち、周壁部33の上面33A、及び側面37が撥液性を有している。 In the present embodiment, of the substrate holder PH, the upper surface 33A of the peripheral wall 33, and side 37 has a liquid repellency. 基板テーブル52及び基板ホルダPHの撥液処理としては、例えば、フッ素系樹脂材料あるいはアクリル系樹脂材料等の撥液性材料を塗布、あるいは前記撥液性材料からなる薄膜を貼付する。 The liquid-repellent treatment of the substrate table 52 and the substrate holder PH, for example, coating a fluorine-based resin material or liquid repellent material such as an acrylic resin material, or sticking a thin film made of the liquid-repellent material. 撥液性にするための撥液性材料としては液体1に対して非溶解性の材料が用いられる。 The liquid-repellent material for the liquid-repellent insoluble material is used for the liquid 1. なお、基板テーブル52や基板ホルダPH全体を撥液性を有する材料(フッ素系樹脂など)で形成してもよい。 Incidentally, the entire substrate table 52 and the substrate holder PH may be formed of a material having liquid repellency (such as fluorine-based resin).

基板ホルダPHの周壁部33に囲まれた第1空間38は、吸引装置40によって負圧にされる。 First space 38 surrounded by the peripheral wall 33 of the substrate holder PH is by the suction device 40 to the negative pressure. 吸引装置40は、基板ホルダPHのベース部35上面に設けられた複数の吸引口41と、基板テーブル52外部に設けられた真空ポンプを含むバキューム部42と、ベース部35内部に形成され、複数の吸引口41のそれぞれとバキューム部42とを接続する流路43とを備えている。 Suction device 40 includes a plurality of suction ports 41 provided in the base portion 35 an upper surface of the substrate holder PH, a vacuum section 42 which includes a vacuum pump provided on the substrate table 52 outside is formed within the base portion 35, a plurality and a flow path 43 that connects the respectively vacuum section 42 of the suction port 41 of the. 吸引口41はベース部35上面のうち支持部34以外の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。 Suction ports 41 are provided in a plurality of predetermined positions other than the supporting portion 34 of the base portion 35 upper surface. 吸引装置40は、周壁部33と、ベース部35と、支持部34に支持された基板Pとの間に形成された第1空間38内部のガス(空気)を吸引してこの第1空間38を負圧にすることで、支持部34に基板Pを吸着保持する。 Suction device 40 includes a peripheral wall 33, a base portion 35, the first space 38 inside the gas (air) to suck the first space formed between the substrate P supported by the supporting portion 34 38 the by the negative pressure, the substrate P is held by suction to the support 34. なお、基板Pの裏面PCと周壁部33の上面33AとのギャップBは僅かであるので、第1空間38の負圧は維持される。 Since the gap B between the upper surface 33A of the rear surface PC and the circumferential wall portion 33 of the substrate P is small, the negative pressure of the first space 38 is maintained.

また、凹部31の内側面36と基板ホルダPHの側面37との間の第2空間39に流入した液体1は、回収部60で回収される。 The liquid 1 that has flowed into the second space 39 between the inner surface 36 and the side surface 37 of the substrate holder PH of the recess 31 is recovered by the recovery unit 60. 本実施形態において、回収部60は、液体1を収容可能なタンク61と、基板テーブル52内部に設けられ、空間39とタンク61とを接続する流路62とを有している。 In the present embodiment, the recovery unit 60 includes a housing capable tank 61 the liquid 1, is provided inside the substrate table 52, and a flow passage 62 connecting the space 39 and the tank 61. そして、この流路62の内壁面にも撥液処理が施されている。 The liquid-repellent treatment is applied to the inner wall surface of the channel 62.

次に、上述した構成を有する露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法について説明する。 Next, a method for exposing the substrate P by using the exposure apparatus EX constructed as described above.
まず、昇降装置76におけるコイル体78への通電を行わない状態(すなわちパッド部75が下降した状態)で、液体供給機構10により供給管12Aを介して鏡筒PK内の空間71に液体1を供給し、この空間71から貫通孔72を介してベローズ管74、パッド部75、基板Pで囲まれた液浸領域AR2に液体1を満たす。 First, in a state of not performing energization of the coil 78 in the lifting device 76 (i.e. the state in which the pad unit 75 is lowered), the liquid 1 to the space 71 in the barrel PK via the supply pipe 12A by the liquid supply mechanism 10 supplied, the bellows tube 74 through the through-hole 72 from the space 71, the pad portion 75, filled with liquid 1 in the liquid immersion area AR2 which is surrounded by the substrate P.

このとき、パッド部75は、基板Pの周辺に向けて基板Pとの間隔が小さくなる傾斜部75bを有しており、図3(a)に示すように、液体1の圧力の垂直方向成分により上昇する方向の力が加わるため、パッド部75は基板Pに対して浮上し基板Pとの間に微小隙間Gが形成される。 In this case, the pad portion 75 has an inclined portion 75b the distance between the substrate P is decreased toward the periphery of the substrate P, as shown in FIG. 3 (a), the vertical component of the pressure of the liquid 1 since the direction of the force increase is applied by the pad portion 75 is fine gap G is formed between the substrate P floats with respect to the substrate P. この隙間Gは、傾斜部75bと基板Pとの間と比較して断面積が小さいため、隙間Gに浸入した液体1の流速が大きくなり、隙間Gには液体1の境界層が形成されることになる。 The gap G, since the cross-sectional area as compared to between the inclined portion 75b and the substrate P is small, the flow velocity of the liquid 1 which has entered into the gap G is increased, the boundary layer of the liquid 1 is formed in the gap G It will be.

一方、隙間Gを通ってパッド部75と基板Pとの間から流出した液体1は、液体回収機構20(液体回収部21)による吸引力によって吸液溝75cから回収管21Aを介して排液・回収される。 Meanwhile, the liquid 1 that has flowed out from between the pad portion 75 and the substrate P through the gap G is drained via the recovery tube 21A from the liquid absorbing groove 75c by the suction force by the liquid recovery mechanism 20 (liquid recovery section 21) - it is recovered. 液体回収部21により吸液溝75cを吸引した際には吸液溝75c内が負圧となるため、パッド部75には基板Pへ接近する方向の力(パッド部75が浮上する方向とは逆方向の力)が作用する。 Since the liquid absorbing groove 75c is when aspirating the liquid absorbing groove 75c by the liquid recovery unit 21 is a negative pressure, the pad portion 75 to the direction the direction of the force (pad portion 75 approaches the substrate P is floated reverse force) acts.
従って、液体供給部12による液体1の供給量と液体回収部21による液体1の回収量とを調整して、液体1からの浮上圧力と吸液による下降圧力とを制御することにより、パッド部75を所定のバネ剛性を有する予圧型流体ベアリングとして機能させることが可能になる。 Therefore, by adjusting the recovery amount of the liquid 1 by the supply amount and the liquid recovery unit 21 of the liquid 1 by the liquid supply unit 12, by controlling the downward pressure by the floating pressure and liquid absorption from the liquid 1, the pad portion 75 it is possible to function as a preload type fluid bearing having a predetermined spring rigidity. 本実施の形態では、液体1の供給量を略一定とし、調整装置としての制御装置CONTによる液体回収部21の吸液力(排液量)を調整することで、パッド部75は所定のバネ剛性を有する流体ベアリングとして基板Pに保持されることになる。 In this embodiment, the supply amount of the liquid 1 is substantially constant, by adjusting the liquid absorbing force of the liquid recovery section 21 by the control unit CONT of the adjusting device (drained weight), the pad portion 75 is a predetermined spring It will be held on the substrate P as a fluid bearing having a rigidity.

そのため、オートフォーカス系AFの検出結果に基づいて基板テーブル52を駆動し、基板Pのフォーカス位置(Z軸方向の位置)及び投影光学系PLの像面と実質的に平行な方向の位置を調整するために基板Pを変位させた際には、パッド部75が液体1の圧力に応じて基板Pの位置及び姿勢に追従することになる。 Therefore, by driving the substrate table 52 based on the detection result of the autofocus system AF, the focus position of the substrate P (Z-axis direction position) and the image plane substantially adjust the position of the parallel direction of the projection optical system PL when the substrate P is displaced to the pad portion 75 is to follow the position and attitude of the substrate P in accordance with the pressure of the liquid 1.
より詳細には、基板Pの位置制御や姿勢制御の際に基板P(上端面34A)がパッド部75に接近する方向に移動して隙間Gが小さくなると、基板Pとパッド部75との間の液体の圧力が増加するため、パッド部75が基板Pから離間する方向に移動し、逆に基板Pがパッド部75から離間する方向に移動して隙間Gが大きくなると、基板Pとパッド部75との間の液体の圧力が減少するため、パッド部75が基板Pに接近する方向に移動する。 More specifically, when the substrate during position control and the attitude control of the substrate P P (upper surface 34A) gap G is reduced to move in a direction approaching to the pad portion 75, between the substrate P and the pad portion 75 the pressure of the liquid increases, the pad portion 75 is moved in the direction away from the substrate P, the reverse on the substrate P gap G increases in moving in a direction away from the pad portion 75, the substrate P and the pad portion the pressure of the liquid between the 75 decreases, the pad portion 75 is moved toward the substrate P.

そのため、基板PがZ軸方向、θX方向(X軸周りの回転方向)、θY方向(Y軸周りの回転方向)のいずれの方向に変位した場合であっても、パッド部75はその変位に応じて上端面34Aと交差する方向に移動するため、パッド部75と基板Pとの間のギャップが一定に維持されることになり、パッド部75は基板Pの表面PAと一定の隙間を保持するように追従する。 Therefore, the substrate P is Z-axis direction, .theta.X direction (rotation direction around the X axis), even when the displacement in either direction of (the rotational direction around the Y-axis) [theta] Y direction, the pad portion 75 to the displacement to move in a direction intersecting the upper end face 34A according, will be a gap between the pad portion 75 and the substrate P is maintained constant, the pad portion 75 maintains a constant gap between the surface PA of the substrate P to follow to.
また、基板Pに応じてパッド部75の位置及び姿勢が変化した際には、ベローズ管74が伸縮及び/又は撓むことでパッド部75の変位に対応することができる。 Further, if the position and orientation of the pad portion 75 is changed depending on the substrate P, it is possible to correspond to the displacement of the pad portion 75 in the bellows tube 74 is elastic and / or deflect it.

このようにして、鏡筒PK、支持部材73、ベローズ管74及びパッド部75に囲まれて液体1が満たされた液浸領域AR2が基板P上に形成されると、制御装置CONTは、投影光学系PLと液体1とを介して基板Pに露光光ELを照射し、基板Pを支持した基板ステージPSTを移動させながらマスクMのパターン像を基板P上に投影し、基板Pを露光する液浸露光を行う。 In this manner, the barrel PK, the support member 73, the bellows pipe 74 and the liquid immersion area AR2 of the liquid 1 is satisfied surrounded by the pad portion 75 is formed on the substrate P, controller CONT projection irradiating the exposure light EL onto the substrate P via the optical system PL and the liquid 1, the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P while moving the substrate stage PST supporting the substrate P, the substrate P is exposed perform the liquid immersion exposure.

ここで、基板Pの端部に対する露光、いわゆるエッジ露光(エッジショット)を行う場合は、例えば図4に示すように、パッド部75の一部が基板Pからはみ出て基板テーブル52上に位置することになるため、基板Pの側面PBと基板テーブル52の内周面36との間の隙間Aから液体1が漏洩するが、漏洩した液体1は回収部60によって基板ホルダPHと基板テーブル52との隙間Cから流路62を介してタンク61に円滑に回収されるため、液浸露光に支障を来すことはない。 Here, exposure to the ends of the substrate P, when performing so-called edge exposure (edge ​​shot), for example, as shown in FIG. 4, a portion of the pad portion 75 is positioned on the substrate table 52 protrudes from the substrate P since that would, from the gap a between the inner peripheral surface 36 of the side surface PB and the substrate table 52 of the substrate P is liquid 1 leaks, the liquid 1 leaked to the substrate holder PH and the substrate table 52 by the recovery unit 60 via the channel 62 from the gap C to be smoothly collected in the tank 61, it does not hinder the liquid immersion exposure.
なお、液体1の漏洩によりパッド部75を浮上させる力が低下する可能性がある場合には予め漏洩分を考慮して、供給する液体の量を増加させるか、吸液する液体の量を減少させることが好ましい。 Incidentally, when a force for floating the pad portion 75 by the leakage liquid 1 may be reduced in advance taking into account the leakage amount, or increasing the amount of liquid supplied, reducing the amount of liquid that the liquid-absorbent so it is preferable to be.

一方、基板Pに対する露光処理が終了して基板Pを交換する際には、液浸露光の完了後、まず液体供給部10による液体の供給を停止させるとともに、液体回収部20により液浸領域AR2の液体を回収して、液浸領域AR2内部を液体からエアに置換する。 On the other hand, when the exposure process for the substrate P to exchange the substrate P to be completed after completion of the liquid immersion exposure, causes the first stop the supply of the liquid by the liquid supply unit 10, the liquid immersion area AR2 by the liquid recovery section 20 the liquid was recovered, replaced with air inside the liquid immersion area AR2 from the liquid.
そして、コイル体78に通電し、電磁アクチュエータ76を電磁石として駆動することにより、図3(b)に示すように、吸着部79を吸着してパッド部75をZ軸方向に上昇させる。 Then, by energizing the coil body 78, by driving the electromagnetic actuator 76 as an electromagnet, as shown in FIG. 3 (b), it is increased by adsorbing the adsorbing portion 79 of the pad portion 75 in the Z-axis direction. このときもベローズ管74が縮むことにより、パッド部75の上昇に支障を来すことがない。 By the bellows tube 74 is also contracted this time, it does not hinder the rising of the pad portion 75. これにより、パッド部75と基板Pとの間にZ軸方向に沿って大きな隙間が形成されるため、この隙間に搬送アーム80を進入させて基板Pを交換することが可能になる。 Thus, since a large gap is formed along the Z-axis direction between the pad portion 75 and the substrate P, it is possible to replace the substrate P by advancing the transfer arm 80 in the gap.

基板の交換が完了し、搬送アーム80が基板テーブル52上から退避すると、液浸領域を形成するためにコイル体78への通電を停止してパッド部75を下降させるが、瞬間的(瞬時)に通電を停止した場合、パッド部75が自然落下して基板Pに衝突する可能性がある。 The exchange of the substrate is complete, the transport arm 80 is retracted from the substrate table 52, but stops the energization of the coil 78 to lower the pad portion 75 to form the liquid immersion area, momentarily (instantaneously) If the conduction is stopped, the pad portion 75 is likely to collide with the substrate P by gravity flow. そのため、制御装置CONTは、コイル体78への通電量を徐々に(漸次)減少させることにより、パッド部75を緩やかに下降させて基板Pに当接(ソフトランディング)させる。 Therefore, the control unit CONT, by the amount of current supplied to the coil 78 gradually (gradually) decreasing the pad portion 75 is gradually decreasing make contact (soft landing) onto the substrate P. これにより、パッド部75との衝突で基板Pが損傷することを防止できる。 This can prevent the substrate P from being damaged by collision with the pad portion 75.

以上のように、本実施の形態では、基板Pに対してフォーカス調整や姿勢制御を実施しても移動装置70のパッド部75が基板Pの位置・姿勢に応じて追従移動してギャップを維持するため、液体1が漏れ出すことを防止し、安定して液浸領域AR2を形成することが可能になる。 As described above, in this embodiment, maintaining the gap to follow moving according to the position and orientation of the pad portion 75 is the substrate P of the focus adjustment and also mobile device attitude control was performed 70 to the substrate P to prevents the liquid 1 leaks, stable it is possible to form the liquid immersion area AR2 by. そのため、本実施の形態では、安定した液浸露光が可能になり、露光動作時のフォーカスマージンが大きく、解像度も向上した露光処理を実現することができる。 Therefore, in the present embodiment enables stable immersion exposure, a large focus margin during the exposure operation, it is possible to realize a resolution was also improved exposure processing. また、本実施の形態では、移動装置70がベローズ管74及びパッド部75という簡単な構成であるので、既存の装置(現有装置)に容易に搭載することが可能であり、液浸用露光装置を安価に提供することが可能になる。 Further, in the present embodiment, the moving device 70 is a simple structure of the bellows tube 74 and the pad portion 75, it is possible to easily mount the existing equipment (existing equipment), immersion exposure apparatus it is possible to provide an inexpensive. さらに、本実施の形態では、液体回収部21による吸液力を調整するという簡素な構成でパッド部75のバネ剛性を調整するので、パッド部75を基板Pの変位に追従させるために複雑な機構を別途設ける必要がなくなり、より安価な装置を実現することができる。 Further, in this embodiment, since adjusting the spring stiffness of the pad portion 75 with a simple configuration of adjusting the liquid absorbing force by the liquid recovery unit 21, a complex in order to follow the pad portion 75 to the displacement of the substrate P it is not necessary to separately provide a mechanism, it is possible to realize a more inexpensive apparatus.

また、本実施の形態では、電磁アクチュエータ76によりパッド部75を昇降させるので、基板Pを交換する際にもパッド部75に基板Pや搬送アーム80が接触することを容易に防止することが可能になり、安全性を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, since raising and lowering the pad portion 75 by an electromagnetic actuator 76, it can easily be prevented that the substrate P and the transport arm 80 to the pad portion 75 also when replacing the substrate P are in contact It becomes, thereby improving the safety. また、本実施の形態では、パッド部75を下降させる際にも下降速度を調整するので、基板Pとパッド部75との衝突(衝撃)により基板Pが損傷することも回避可能であり、歩留まりの向上も期待できる。 Further, in the present embodiment, since also adjust the lowering speed when lowering the pad portion 75, it is also avoidable that the substrate P is damaged by colliding with the substrate P and the pad portion 75 (shock), the yield improvement of can also be expected. 加えて、本実施の形態では、パッド部75の昇降に電磁アクチュエータ76を用いているので、液浸領域AR2を形成する際にはパッド部75を鏡筒PKと振動的に分離することが可能であり、投影光学系PLに振動が伝わって転写精度に悪影響を及ぼすことを防止できる。 In addition, in this embodiment, because of the use of the electromagnetic actuator 76 to lift the pad portion 75, when forming the liquid immersion area AR2 is possible to vibrationally isolate the pad portion 75 and the barrel PK , and the can prevent an adverse effect on the transfer accuracy vibration is transmitted to the projection optical system PL.

なお、上記実施の形態においてエッジショットを実施する際には、基板Pの側面PBと基板テーブル52の内周面36との間の隙間Aから液体1が漏洩するため、漏洩量を少なくするにはパッド部75の内周面75aは小径であることが好ましいが、内周面75aの直径を小さくすると、オートフォーカス系AFの投光部AF1から投射された検出用光束Bと干渉する可能性がある。 Note that in practicing the edge shot in the above embodiment, since the leakage of the liquid 1 from the gap A between the inner peripheral surface 36 of the side surface PB and the substrate table 52 of the substrate P, to reduce the amount of leakage Although it is preferred that the inner peripheral surface 75a of the pad portion 75 is a small diameter, reducing the diameter of the inner peripheral surface 75a, it can interfere with the detection light beam B projected from the light projecting unit AF1 autofocus system AF there is. そのため、図5に示すように、検出用光束Bの光路と隙間をあけるように内周面75aの上端部に全周に亙って傾斜面75dを設ける構成としてもよい。 Therefore, as shown in FIG. 5, it may be configured to the upper end portion of the inner peripheral surface 75a so as to open the optical path and the gap of the detecting light beam B over the entire circumference is provided an inclined surface 75d. また、強度等の問題により全周に亙って傾斜面を形成することが困難である場合には、図6に示すように、検出用光束Bの光路と干渉する箇所のみに切欠部75eを形成する構成としてもよい。 Further, when it is difficult to form an inclined surface over the entire circumference by problems such as strength, as shown in FIG. 6, a notch 75e only at locations interferes with the optical path of the detecting light beam B it may be configured to form.

また、上記実施の形態では、基板Pの交換後にパッド部75を下降させる際にコイル体78への通電量を調整することで、パッド部75を基板P上にソフトランディングさせる構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば液体回収部21にエア供給源を接続し、パッド部75の吸液溝75cからエアを噴出させながらパッド部75を下降させる構成としてもよい。 In the embodiment described above, by adjusting the amount of current supplied to the coil 78 when lowering the pad portion 75 after the exchange of the substrate P, it is configured to soft landing pad portions 75 on the substrate P, is not limited to this, for example, to connect the air supply to the liquid recovery unit 21, the pad portion 75 while ejecting air from the liquid absorbing groove 75c of the pad portion 75 may be configured to be lowered. この場合もパッド部75との衝突で基板Pが損傷することを防止できる。 In this case it is possible to prevent the substrate P from being damaged in a collision of the pad portion 75.

また、上記実施の形態では、液体回収部21の吸液力(排液量)を調整することで、パッド部75を基板Pに保持される構成としたが、これに限られず、吸液力を一定として供給量を調整したり、吸液力と液体供給量の双方を同時に変動させる構成としてもよい。 In the embodiment described above, by adjusting the liquid absorbing force of the liquid recovery section 21 (drained weight), it is configured to hold the pad portion 75 on the substrate P, not limited to this, the liquid absorbing force and adjusting the feed rate as a constant, it may be configured to vary both liquid suction force and the liquid supply amount at the same time.

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、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7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. 7, 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.

本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。 It is a schematic diagram showing an embodiment of an exposure apparatus of the present invention. 液浸領域周辺の構成を示す図である。 It is a diagram showing a configuration of a peripheral liquid immersion area. (a)はパッド部が下降した状態、(b)はパッド部が上昇して吸着されて状態を示す図である。 (A) a state where the pad portion is lowered, a diagram showing the state (b) the pad portion is adsorbed to rise. 基板ステージの要部断面図である。 It is a fragmentary cross-sectional view of the substrate stage. パッド部の別形態を示す部分断面図である。 It is a partial sectional view showing another embodiment of the pad portion. パッド部の別形態を示す部分断面図である。 It is a partial sectional view showing another embodiment of the pad portion. 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

CONT 制御装置(調整装置) CONT control unit (control device)
EX 露光装置 M マスク(レチクル) EX exposure apparatus M mask (reticle)
P 基板 PL 投影光学系 PST 基板ステージ(ステージ装置) P substrate PL projection optical system PST substrate stage (stage apparatus)
1 液体 21 液体回収部(吸液装置) 1 Liquid 21 Liquid recovery unit (liquid suction device)
34A 上端面(載置面) 34A upper surface (mounting surface)
52 基板テーブル(駆動装置) 52 substrate table (driving device)
70 移動装置 74 ベローズ管(可撓性部) 70 mobile device 74 bellows pipe (flexible portion)
75 パッド部 75b 傾斜部 76 電磁アクチュエータ(昇降装置) 75 pad portion 75b inclined portion 76 an electromagnetic actuator (lifting device)

Claims (10)

  1. 基板を載置する載置面を有したステージ装置であって、 A stage apparatus having a mounting surface for mounting a substrate,
    前記基板と対向し、前記基板に供給される液体の圧力に応じて前記載置面と交差する方向に移動する移動装置を備えたことを特徴とするステージ装置。 Aforementioned substrate and the counter stage apparatus characterized by comprising a moving device that moves in a direction intersecting the front mounting surface in accordance with the pressure of the liquid supplied to the substrate.
  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,
    前記移動装置は、前記液体の圧力で前記基板に対して浮上するパッド部と、可撓性を有し前記パッド部を吊持する可撓性部とを有することを特徴とするステージ装置。 The mobile device includes a stage apparatus characterized by comprising a pad unit for floating to the substrate at a pressure of the liquid, and a flexible portion for suspending the pad portion has flexibility.
  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,
    前記パッド部は、前記基板の周辺に向けて前記基板と前記パッド部との間隔が小さくなる傾斜部を有することを特徴とするステージ装置。 The pad portion, a stage apparatus characterized by having an inclined portion the distance between the substrate and the pad portion toward the periphery of the substrate is reduced.
  4. 請求項1から3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 3,
    前記移動装置と前記基板との間から流出した液体を吸液する吸液装置を備えることを特徴とするステージ装置。 Stage device characterized in that it comprises a liquid absorbing device for liquid absorption liquid flowing out from between the substrate and the mobile device.
  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,
    前記移動装置はバネ剛性を有し、 The moving device has a spring stiffness,
    前記液体の吸液力を調整して、前記移動装置の前記バネ剛性を調整する調整装置を備えたことを特徴とするステージ装置。 Adjust the liquid absorbing force of the liquid, the stage apparatus characterized by comprising an adjusting device for adjusting the spring stiffness of the mobile device.
  6. 請求項1から5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 5,
    前記移動装置の少なくとも一部を前記載置面と直交する方向に昇降させる昇降装置を備えることを特徴とするステージ装置。 Stage device characterized in that it comprises a lifting device for lifting in a direction perpendicular to the placing surface at least a portion of the mobile device.
  7. 請求項6記載のステージ装置において、 In stage apparatus according to claim 6,
    前記基板を交換する際に前記昇降装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とするステージ装置。 Stage apparatus characterized by comprising a control device for controlling the lifting device when replacing the substrate.
  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,
    前記基板を前記交差する方向に駆動する駆動装置を備えたことを特徴とするステージ装置。 Stage apparatus characterized by comprising a driving unit for driving the substrate in the crossing direction.
  9. ステージ装置に載置された基板にパターンを露光する露光装置において、 In an exposure apparatus for exposing a pattern on a substrate placed on the stage device,
    請求項1から8のいずれか一項に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus, which comprises using a stage apparatus according to any one of claims 1 to 8.
  10. 請求項9記載の露光装置において、 The exposure apparatus according to claim 9, wherein,
    前記パターンを前記基板に投影する投影光学系を備え、 Includes a projection optical system for projecting the pattern onto the substrate,
    前記移動装置の少なくとも一部が前記投影光学系に接続されていることを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus and at least a part of the mobile device is connected to the projection optical system.
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