JP2005310933A - Substrate-holding member, aligner, and device manufacturing method - Google Patents

Substrate-holding member, aligner, and device manufacturing method Download PDF

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JP2005310933A
JP2005310933A JP2004123712A JP2004123712A JP2005310933A JP 2005310933 A JP2005310933 A JP 2005310933A JP 2004123712 A JP2004123712 A JP 2004123712A JP 2004123712 A JP2004123712 A JP 2004123712A JP 2005310933 A JP2005310933 A JP 2005310933A
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Katsushi Nakano
Nobutaka Umagome
Soichi Yamato
勝志 中野
壮一 大和
伸貴 馬込
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate-holding member and an aligner which can maintain exposure accuracy and measurement accuracy by suppressing the temperature change of a fluid, and the generation of temperature distribution, when applying immersion method. <P>SOLUTION: A substrate holder PH is used in the aligner for exposing a substrate P, by irradiating the exposure light on the substrate P via a projection optical system PL and fluid LQ. The substrate holder PH is coated by a functional layer 35 composed of a material which can be processed, in such a way that a contact surface 34A in contact with substrate P possesses profile irregularity higher than that of the substrate PB of the substrate holder PH. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、投影光学系と液体とを介して基板を露光する露光装置で使用される基板保持部材、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention includes a substrate holding member for use in an exposure apparatus that exposes a substrate via a projection optical system and a liquid, the present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method.

半導体デバイスや液晶表示デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。 Semiconductor devices and liquid crystal display devices, to transfer a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, is manufactured by a so-called photolithography technique. このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置は、マスクを保持するマスクステージと基板を基板保持部材を介して保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 for the mask stage and the substrate holding the mask holding through the substrate holding member, the pattern of the mask while moving the mask stage and the substrate stage sequentially it is transferred onto the substrate via a projection optical system. 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=k ・λ/NA … (1) R = k 1 · λ / NA ... (1)
δ=±k ・λ/NA … (2) δ = ± k 2 · λ / NA 2 ... (2)
ここで、λは露光波長、NAは投影光学系の開口数、k 、k はプロセス係数である。 Here, lambda is the exposure wavelength, NA is the numerical aperture of the projection optical system, k 1, k 2 represent the process coefficients. (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

ところで、液浸法においては、露光光の照射により基板が加熱され、その熱によって基板上の液浸領域の液体に温度変化や温度分布が生じる可能性がある。 Incidentally, in the liquid immersion method, the substrate is heated by irradiation of the exposure light, temperature changes and temperature distribution in the liquid immersion area on the substrate by the heat is likely to occur. 液体の温度変化や温度分布は液体の屈折率変化を引き起こすため、投影光学系の液体を介した結像特性に影響を与え、基板上に精度良くパターンを形成できないおそれがある。 Temperature changes and temperature distribution of the liquid to cause a refractive index change of the liquid affects the imaging properties through the liquid of the projection optical system, it may not be accurately formed pattern on the substrate. また、液体を介して各種光学的な計測を行う場合においても、液体の温度変化や温度分布が生じると、精度良く計測できないおそれがある。 Further, in the case of performing various optical measurements through the fluid even when the temperature changes and temperature distribution of the liquid occurs, it may be impossible to accurately measure.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、液浸法を適用する場合において、液体の温度変化や温度分布の発生を抑制し、露光精度及び計測精度を維持できる基板保持部材及び露光装置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of such circumstances, in a case of applying the liquid immersion method, suppressing the occurrence of temperature changes and temperature distribution of the liquid, the substrate holding member to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy and an exposure apparatus, and an object to provide a device manufacturing method.

上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図1〜図9に対応付けした以下の構成を採用している。 To solve the above problems, the present invention adopts the following constructions corresponding to Figs. 1 to 9 shown in the embodiment.
本発明の基板保持部材(PH)は、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置(EX)で使用される、基板(P)を保持するための基板保持部材において、基板(P)との接触面(34A)が、基板保持部材(PH)の基材(PB)よりも高い面精度で加工可能な材料の層(35)で被覆されていることを特徴とする。 Substrate holding member of the present invention (PH) is a projection optical system (PL) and the liquid (LQ) and an exposure apparatus which exposes a substrate (P) by radiating an exposure light (EL) onto the substrate (P) through the (EX) are used, in the substrate holding member for holding the substrate (P), the contact surface between the substrate (P) (34A) is higher than the base material of the substrate holding member (PH) (PB) characterized in that it is coated with a layer of processable material with surface precision (35).

本発明によれば、基板保持部材の基板との接触面を高い面精度で加工可能な材料の層で被覆し、加工することで、接触面の面精度を向上することができる。 According to the present invention, coated with a layer of processable material the contact surface with the substrate of the substrate holding member with high surface precision, it is processed, it is possible to improve the surface precision of the contact surface. そして、その高い面精度を有する接触面で基板を支持することにより、基板保持部材と基板との接触面積を増やすことができる。 Then, by supporting the substrate at the interface with the high surface accuracy, it is possible to increase the contact area with the substrate holding member and the substrate. そのため、基板保持部材と基板との間の熱伝導率(熱伝達係数)を向上することができる。 Therefore, it is possible to improve the thermal conductivity between the substrate holding member and the substrate (heat transfer coefficient). したがって、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 Therefore, even when heated by the irradiation of the substrate exposure light, it is possible to efficiently release the heat of the substrate on the substrate holding member, temperature changes and temperature distribution of the liquid immersion area on the substrate by the heat of the substrate it is possible to suppress the occurrence. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

本発明の基板保持部材(PH)は、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置(EX)で使用される、基板(P)を保持するための基板保持部材において、基板(P)との接触面(34A)を含む基板保持部材(PH)の表面(PBS)が、基板保持部材(PH)の基材(PB)よりも熱伝導率が高い材料の層(35)で被覆されていることを特徴とする。 Substrate holding member of the present invention (PH) is a projection optical system (PL) and the liquid (LQ) and an exposure apparatus which exposes a substrate (P) by radiating an exposure light (EL) onto the substrate (P) through the (EX) are used, in the substrate holding member for holding the substrate (P), the substrate (P) and the contact surface the surface of the substrate holding member comprising (34A) (PH) (PBS) is a substrate holding wherein the base member (PH) (PB) thermal conductivity than has been coated with a layer of high material (35).

本発明によれば、基板保持部材の基板との接触面を含む基板保持部材の表面を熱伝導率が高い材料の層で被覆することで、基板保持部材と基板との間の熱伝導率(熱伝達係数)を向上することができる。 According to the present invention, the thermal conductivity between the surface of the substrate holding member including a contact surface with the substrate of the substrate holding member by covering with a layer of high thermal conductivity material, the substrate holding member and the substrate ( it is possible to improve the heat transfer coefficient). したがって、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 Therefore, even when heated by the irradiation of the substrate exposure light, it is possible to efficiently release the heat of the substrate on the substrate holding member, temperature changes and temperature distribution of the liquid immersion area on the substrate by the heat of the substrate it is possible to suppress the occurrence. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

本発明の基板保持部材(PH)は、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置(EX)で使用される、基板(P)を保持するための基板保持部材において、基板(P)との接触面(34A)が、基板保持部材(PH)の基材(PB)よりもやわらかい金属材料の層(35')で被覆されていることを特徴とする。 Substrate holding member of the present invention (PH) is a projection optical system (PL) and the liquid (LQ) and an exposure apparatus which exposes a substrate (P) by radiating an exposure light (EL) onto the substrate (P) through the (EX) are used, in the substrate holding member for holding the substrate (P), the contact surface between the substrate (P) (34A) is softer than the base material of the substrate holding member (PH) (PB) characterized in that it is coated with a layer of metallic material (35 ').

本発明によれば、基板保持部材の基板との接触面をやわらかい金属材料の層で被覆し、その接触面で基板を支持することにより、前記金属材料は、基板との接触面積が増加するように変形するので、基板保持部材と基板との接触面積を増やすことができる。 According to the present invention, by coating the contact surface with the substrate of the substrate holding member with a layer of soft metal material, by supporting the substrate at the contact surface, the metal material, so that the contact area with the substrate increases since deformation, it is possible to increase the contact area with the substrate holding member and the substrate. そのため、基板保持部材と基板との間の熱伝導率(熱伝達係数)を向上することができる。 Therefore, it is possible to improve the thermal conductivity between the substrate holding member and the substrate (heat transfer coefficient). したがって、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 Therefore, even when heated by the irradiation of the substrate exposure light, it is possible to efficiently release the heat of the substrate on the substrate holding member, temperature changes and temperature distribution of the liquid immersion area on the substrate by the heat of the substrate it is possible to suppress the occurrence. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

本発明の露光装置(EX)は、投影光学系(PL)と液体(LQ)とを介して基板(P)上に露光光(EL)を照射して基板(P)を露光する露光装置において、基板(P)を保持するための基板保持部材(PH)を備え、基板保持部材(PH)と基板(P)との間に、空気よりも熱伝導率の高い流体を介在させることを特徴とする。 The exposure apparatus of the present invention (EX) is an exposure apparatus that exposes a substrate (P) by radiating an exposure light (EL) onto the substrate (P) via the projection optical system and (PL) and the liquid (LQ) , provided with a substrate holding member for holding the substrate (P) (PH), between the substrate holding member (PH) and the substrate (P), characterized by interposing a fluid having high thermal conductivity than air to.

本発明によれば、基板が露光光の照射により加熱しても、その基板の熱を熱伝導率の高い流体を介して基板保持部材側に効率良く逃がすことができるので、基板の熱によって基板上の液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 According to the present invention, even when heated by the irradiation of the substrate exposure light, since the heat of the substrate can be released efficiently to the substrate holding member side via the high thermal conductivity fluid, the substrate by the heat of the substrate it is possible to suppress the occurrence of temperature changes and temperature distribution of the liquid immersion area of ​​the upper. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光装置(EX)を用いることを特徴とする。 A device manufacturing method of the present invention is characterized by using the exposure device described above (EX). 本発明によれば、露光精度及び計測精度を維持することができ、所望性能を有するデバイスを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy, it is possible to produce the device having desired performance.

本発明によれば、液浸領域の液体の温度変化や温度分布の発生を抑制でき、露光精度及び計測精度を維持することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the generation of temperature change and temperature distribution of the liquid immersion area, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

以下、本発明の露光装置について図面を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings exposure apparatus of the present invention. 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を支持して移動可能なマスクステージMSTと、基板Pを保持する基板ホルダPHを有し、基板ホルダPHに基板Pを保持して移動可能な基板ステージ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のパターンの像を基板ステージ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。 1, the exposure apparatus EX includes a mask stage MST which is movable while supporting a mask M, a substrate holder PH which holds the substrate P, the movable substrate stage holding the substrate P on the substrate holder PH PST and an illumination optical system IL which illuminates the mask M supported by the mask stage MST with exposure light EL, the substrate has an image of the pattern of the mask M illuminated with the exposure light EL is supported by the substrate stage PST P and it includes a projection optical system PL for projecting the exposure, and a control unit CONT which collectively controls the overall operation of the exposure apparatus EX in. 後に詳述するように、基板Pを保持するための基板ホルダPHの基板Pとの接触面は、所定の材料の層で被覆されている。 As described later, the contact surface between the substrate P of the substrate holder PH for holding the substrate P is coated with a layer of a given material.

本実施形態の露光装置EXは、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した液浸露光装置であって、基板P上に液体LQを供給する液体供給機構10と、基板P上の液体LQを回収する液体回収機構20とを備えている。 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 LQ, and a liquid recovery mechanism 20 which recovers the liquid LQ on the substrate P. 本実施形態において、液体LQには純水が用いられる。 In the present embodiment, pure water is used as the liquid LQ. 露光装置EXは、少なくともマスクMのパターン像を基板P上に転写している間、液体供給機構10から供給した液体LQにより投影光学系PLの投影領域AR1を含む基板P上の少なくとも一部に、投影領域AR1よりも大きく且つ基板Pよりも小さい液浸領域AR2を局所的に形成する。 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 LQ supplied from the liquid supply mechanism 10 locally to form small liquid immersion area AR2 than larger and the substrate P than the projection area AR1. 具体的には、露光装置EXは、投影光学系PLの像面側先端部の光学素子2と基板Pの表面(露光面)との間に液体LQを満たした状態で露光光ELを照射し、この投影光学系PLと基板Pとの間の液体LQ及び投影光学系PLを介してマスクMのパターン像を基板P上に投影することによって、基板Pを露光する。 Specifically, the exposure apparatus EX, is irradiated with the exposure light EL in a state filled with the liquid LQ between the surface of the optical element 2 and the substrate P on the image plane side end portion of the projection optical system PL (exposure surface) , by projecting a pattern image of the mask M onto the substrate P via the liquid LQ and the projection optical system PL between the projection optical system PL and the substrate P, it exposes the substrate P.

ここで、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(所定方向)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 exposure pattern formed on the mask M different orientations while moving synchronously in the (reverse) to each other in the mask M and the substrate P and the scanning direction (predetermined direction) on the substrate P as the exposure apparatus EX It will be described as an example the case of using a scanning type exposure apparatus (so-called scanning stepper) that. 以下の説明において、水平面内においてマスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向、所定方向)をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向(非走査方向)、X軸及びY軸方向に垂直で投影光学系PLの光軸AXと一致する方向をZ軸方向とする。 In the following description, the synchronous movement direction (scanning direction, predetermined direction) of the mask M and the substrate P in a horizontal plane in the X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane a Y-axis direction (non-scanning direction), the direction that matches the optical axis AX of the X-axis and Y-axis directions perpendicular projection optical system PL is the Z-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 resist 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 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 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F レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)などが用いられる。 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) and the like. 本実施形態では、ArFエキシマレーザ光が用いられる。 In the present embodiment, ArF excimer laser light is used. 上述したように、本実施形態における液体LQ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 LQ 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を保持して移動可能であって、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 is movable while holding 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 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、1/5、あるいは1/8の縮小系である。 In this embodiment, the projection optical system PL is the reduction system having the projection magnification β of, for example, 1 / 4,1 / 5, or 1/8. 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)可能に設けられている。 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). また、先端部の光学素子2は鏡筒PKより露出しており、液浸領域AR2の液体LQは光学素子2に接触する。 Further, the optical element 2 of the tip portion is exposed from the barrel PK, the liquid LQ of the immersion area AR2 contacts the optical element 2. これにより、金属からなる鏡筒PKの腐蝕等が防止されている。 Thereby, corrosion or the like of the barrel PK formed of metal is prevented.

基板ステージPSTは、基板Pを基板ホルダPHを介して保持するZチルトステージ52と、Zチルトステージ52を支持するXYステージ53とを備えている。 The substrate stage PST includes a Z tilt stage 52 that holds the substrate P via the substrate holder PH, an XY stage 53 which supports the Z tilt stage 52. XYステージ53はベース54上に支持されている。 XY stage 53 is supported on the 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. Zチルトステージ52は基板ホルダPHに保持されている基板PをZ軸方向、及びθX、θY方向(傾斜方向)に移動可能である。 Z tilt stage 52 is capable of moving the substrate P held by the substrate holder PH Z-axis direction, and .theta.X, the θY direction (tilt direction). XYステージ53は基板ホルダPHに保持されている基板PをZチルトステージ52を介してXY方向(投影光学系PLの像面と実質的に平行な方向)、及びθZ方向に移動可能である。 XY stage 53 is movable substrate P held by the substrate holder PH XY direction through the Z tilt stage 52 (substantially parallel to the image plane direction of the projection optical system PL), and θZ directions. なお、ZチルトステージとXYステージとを一体的に設けてよいことは言うまでもない。 It goes without saying that the Z tilt stage and the XY stage may be integrally provided.

基板ステージPST上には凹部32が設けられており、基板ホルダPHは凹部32に配置されている。 The substrate stage PST has the recess 32 is provided, the substrate holder PH is disposed in the recess 32. そして、基板ステージPST(Zチルトステージ52)のうち凹部32以外の上面31は、基板ホルダPHに保持された基板Pの表面とほぼ同じ高さ(面一)になるような平坦面(平坦部)となっている。 The upper surface 31 other than the recess 32 of the substrate stage PST (Z tilt stage 52) is approximately the same height as the surface of the substrate P held by the substrate holder PH (flush) to become such a flat surface (flat portion ) it has become. また、移動鏡55の上面も、基板ステージPSTの上面31とほぼ同じ高さ(面一)となっている。 The upper surface of the moving mirror 55 also has substantially the same height as the upper surface 31 of the substrate stage PST (the flush). 基板Pの周囲に基板P表面とほぼ面一の上面31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の像面側に液体LQを保持して液浸領域AR2を良好に形成することができる。 Is provided with the substantially plane upper surface 31 of the first and the substrate P surface around the substrate P, even when the liquid immersion exposure of the substrate P in the edge area E, to hold the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL the liquid immersion area AR2 can be satisfactorily formed. また、基板Pのエッジ部とその基板Pの周囲に設けられた平坦面(上面)31との間には0.1〜2mm程度のギャップが形成されるが、液体LQの表面張力によりそのギャップに液体LQが流れ込むことはほとんどなく、基板Pの周縁近傍を露光する場合にも、上面31により投影光学系PLの下に液体LQを保持することができる。 Further, the gap due to surface tension, but the liquid LQ gap of about 0.1~2mm is formed between the edge portion of the substrate P and the flat surface (upper surface) 31 provided around the substrate P that the liquid LQ flows is little, if exposing the vicinity of the circumferential edge of the substrate P also can hold liquid LQ under the projection optical system PL by the upper surface 31.

また、基板ステージPSTの上面31は撥液化処理されて撥液性を有している。 The upper surface 31 of the substrate stage PST has a been repelling treatment liquid repellency. 上面31の撥液化処理としては、例えばポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等の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処理が挙げられる。 The liquid-repelling treatment of the upper surface 31, consisting for example of polytetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)) fluorine-based resin material or coating a liquid repellent material such as an acrylic resin material, or the liquid-repellent material such as process of sticking the thin film and the like. 上面31を撥液性にすることで、液浸露光中においては基板ステージPST外側への液体LQの流出を防止でき、液浸露光後においては、上面31に残留した液体LQを良好に回収(除去)することができる。 The upper surface 31 by the liquid-repellent, during the liquid immersion exposure can be prevented outflow of the liquid LQ into the substrate stage PST outside, after the liquid immersion exposure, satisfactorily recover the liquid LQ remaining on the upper surface 31 ( can be removed).

基板ステージPST(Zチルトステージ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 (Z tilt stage 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、レーザ干渉計56で規定される2次元座標系内で基板ステージ駆動装置PSTDを介してXYステージ53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X軸方向及びY軸方向における位置決めを行う。 The control unit CONT based on the measurement results of the laser interferometer 56, supported by the substrate stage PST by driving the XY stage 53 via the substrate stage driving unit PSTD in the laser interferometer 56 2-dimensional coordinate system defined by It is to position in the X-axis direction and the Y-axis direction of the substrate P are.

また、露光装置EXは、基板P表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系60を有している。 The exposure apparatus EX includes a focus leveling detection system 60 which detects the surface position information about the substrate P surface. フォーカス・レベリング検出系60は、投射部60Aと受光部60Bとを有し、投射部60Aから液体LQを介して基板P表面(露光面)に斜め方向から検出光Laを投射するとともに、その基板Pからの反射光を液体LQを介して受光部60Bで受光することによって、基板P表面の面位置情報を検出する。 Focus leveling detection system 60 has a a projection portion 60A and the light receiving portion 60B, with projecting a detection light La from an oblique direction on the surface of the substrate P (exposure surface) of the projection portion 60A through the liquid LQ, the substrate the reflected light from P by received by the light receiving portion 60B through the liquid LQ, detects surface position information of the substrate P surface. 制御装置CONTは、フォーカス・レベリング検出系60の動作を制御するとともに、受光部60Bの受光結果に基づいて、所定基準面(像面)に対する基板P表面のZ軸方向における位置(フォーカス位置)を検出する。 The control unit CONT controls the operation of the focus leveling detection system 60, based on the light receiving result of the light receiving portion 60B, the position in the Z-axis direction of the substrate P surface with respect to a predetermined reference plane (image plane) (the focus position) To detect. また、基板P表面における複数の各点での各フォーカス位置を求めることにより、フォーカス・レベリング検出系60は基板Pの傾斜方向の姿勢を求めることもできる。 Moreover, by determining the respective focus positions at a plurality of points on the surface of the substrate P, the focus leveling detection system 60 can also determine the direction of inclination of the posture of the substrate P. なお、フォーカス・レベリング検出系60の構成としては、例えば特開平8−37149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 focus leveling detection system 60 can be used those disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-37149.

制御装置CONTは、基板ステージ駆動装置PSTDを介して基板ステージPSTのZチルトステージ52を駆動することにより、Zチルトステージ52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方向における位置を制御する。 Controller CONT, by driving the Z tilt stage 52 of the substrate stage PST via the substrate stage drive apparatus PSTD, position in the Z-axis direction of the substrate P held by the Z tilt stage 52 (focus position), and .theta.X, to control the position in the θY direction. すなわち、Zチルトステージ52は、フォーカス・レベリング検出系60の検出結果に基づく制御装置CONTからの指令に基づいて動作し、基板Pのフォーカス位置(Z位置)及び傾斜角を制御して基板Pの表面(露光面)を投影光学系PL及び液体LQを介して形成される像面に合わせ込む。 That, Z tilt stage 52 is operated on the basis of the instruction from the control unit CONT based on the detection results of the focus leveling detection system 60, the substrate P by controlling the focus position (Z position) and inclination angle of the substrate P surface Komu suit image plane formed via the (exposure surface) projection optical system PL and the liquid LQ.

投影光学系PLの先端近傍には、基板P上のアライメントマークあるいはZチルトステージ52上に設けられた後述する基準部材上の基準マークを検出する基板アライメント系350が設けられている。 To near the tip of the projection optical system PL, and the substrate alignment system 350 for detecting the reference mark on the reference member to be described later provided on the alignment mark or Z tilt stage 52 on the substrate P is provided. 本実施形態の基板アライメント系350では、例えば特開平4−65603号公報に開示されているような、基板ステージPSTを静止させてマーク上にハロゲンランプからの白色光等の照明光を照射して、得られたマークの画像を撮像素子により所定の撮像視野内で撮像し、画像処理によってマークの位置を計測するFIA(フィールド・イメージ・アライメント)方式が採用されている。 In the substrate alignment system 350 of the present embodiment, for example as disclosed in JP-A-4-65603, by irradiating the illumination light such as white light from a halogen lamp onto a mark substrate stage PST by stationary , an image of the mark obtained by imaging within a predetermined imaging visual field by the image pickup device, FIA (field image alignment) method for measuring the position of the mark by the image processing is employed.

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Zチルトステージ52上に設けられた後述する基準部材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 reference member to be described later provided on the Z tilt stage 52 via the mask M and the projection optical system PL, is provided . 本実施形態のマスクアライメント系360では、例えば特開平7−176468号公報に開示されているような、マークに対して光を照射し、CCDカメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するVRA(ビジュアル・レチクル・アライメント)方式が採用されている。 In the mask alignment system 360 of the present embodiment, for example as disclosed in JP-A-7-176468, the light irradiates the mark, and the image data of the mark imaged by the CCD camera or the like and image processing VRA to detect the mark position (visual reticle alignment) system is adopted.

液体供給機構10は、所定の液体LQを投影光学系PLの像面側に供給するためのものであって、液体LQを送出可能な液体供給部11と、液体供給部11にその一端部を接続する供給管13とを備えている。 Liquid supply mechanism 10 is for supplying the predetermined liquid LQ to the image plane side of the projection optical system PL, a liquid supply unit 11 capable of delivering the liquid LQ, the one end portion to the liquid supply section 11 and a supply pipe 13 to be connected. 液体供給部11は、液体LQを収容するタンク、加圧ポンプ、及び液体LQ中に含まれる異物や気泡を取り除くフィルタユニット等を備えている。 Liquid supply unit 11 includes a tank for accommodating the liquid LQ, a pressurizing pump, and the filter unit or the like for removing foreign matters and bubbles contained in the liquid LQ. 液体供給部11の液体供給動作は制御装置CONTにより制御される。 The liquid supply operation of the liquid supply unit 11 is controlled by the control unit CONT. 基板P上に液浸領域AR2を形成する際、液体供給機構10は液体LQを基板P上に供給する。 When forming the liquid immersion area AR2 on the substrate P, the liquid supply mechanism 10 supplies the liquid LQ onto the substrate P.

液体回収機構20は、投影光学系PLの像面側の液体LQを回収するためのものであって、液体LQを回収可能な液体回収部21と、液体回収部21にその一端部を接続する回収管23とを備えている。 Liquid recovery mechanism 20 is for recovering the liquid LQ on the image plane side of the projection optical system PL, to connect the liquid LQ and the liquid recovery unit 21 capable of recovering, the one end portion to the liquid recovery section 21 and a recovery pipe 23. 液体回収部21は例えば真空ポンプ等の真空系(吸引装置)、回収された液体LQと気体とを分離する気液分離器、及び回収した液体LQを収容するタンク等を備えている。 Liquid recovery unit 21 is, for example, a vacuum system such as a vacuum pump (suction device), a gas-liquid separator for separating the recovered liquid LQ and gas, and a tank or the like for accommodating the recovered liquid LQ. なお真空系として、露光装置EXに真空ポンプを設けずに、露光装置EXが配置される工場の真空系を用いるようにしてもよい。 Note as a vacuum system, without providing the vacuum pump in the exposure apparatus EX, it is also possible to use a vacuum system of a factory in which the exposure apparatus EX is arranged. 液体回収部21の液体回収動作は制御装置CONTにより制御される。 The liquid recovery operation of the liquid recovery section 21 is controlled by the control unit CONT. 基板P上に液浸領域AR2を形成するために、液体回収機構20は液体供給機構10より供給された基板P上の液体LQを所定量回収する。 To form the liquid immersion area AR2 on the substrate P, the liquid recovery mechanism 20 to recover a predetermined amount of the liquid LQ on the substrate P supplied from the liquid supply mechanism 10.

投影光学系PLを構成する複数の光学素子のうち、液体LQに接する光学素子2の近傍にはノズル部材70が配置されている。 The plurality of optical elements constituting the projection optical system PL, in the vicinity of the optical element 2 in contact with the liquid LQ is disposed a nozzle member 70. ノズル部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方において、光学素子2の側面を囲むように設けられた環状部材である。 Nozzle member 70, above the substrate P (substrate stage PST), is an annular member provided so as to surround the side surface of the optical element 2. ノズル部材70と光学素子2との間には隙間が設けられており、ノズル部材70は光学素子2に対して振動的に分離されるように所定の支持機構で支持されている。 Is provided with a gap between the nozzle member 70 and the optical element 2, the nozzle member 70 is supported by a predetermined support mechanism so as to be vibrationally isolated with respect to the optical element 2. また、その隙間に液体LQが浸入しないように、且つその隙間から液体LQ中に気泡が混入しないように構成されている。 Also configured so as to prevent bubbles mixed into the gap such that the liquid LQ does not penetrate, and the liquid LQ from the gap. ノズル部材70は、例えばステンレス鋼によって形成されている。 The nozzle member 70 is formed by, for example, stainless steel.

ノズル部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方に設けられ、その基板P表面に対向するように配置された供給口12を備えている。 The nozzle member 70 is provided above the substrate P (substrate stage PST), and a supply port 12 disposed so as to face the substrate P surface. 本実施形態において、ノズル部材70は2つの供給口12A、12Bを有している。 In this embodiment, the nozzle member 70 the two supply ports 12A, and a 12B. 供給口12A、12Bはノズル部材70の下面70Aに設けられている。 Supply ports 12A, 12B are provided on the lower surface 70A of the nozzle member 70.

ノズル部材70の内部には、基板P上に供給される液体LQが流れる供給流路が形成されている。 Inside the nozzle member 70, the supply passage of the liquid LQ supplied onto the substrate P flows is formed. ノズル部材70の供給流路の一端部は供給管13の他端部に接続され、供給流路の他端部は供給口12A、12Bのそれぞれに接続されている。 One end of the supply channel of the nozzle member 70 is connected to the other end of the supply pipe 13, the other end of the supply channel is connected to the respective supply ports 12A, 12B. ここで、ノズル部材70の内部に形成された供給流路の他端部は、複数(2つ)の供給口12A、12Bのそれぞれに接続可能なように途中から分岐している。 Here, the other end portion of the supply passage formed in the nozzle member 70 is branched from the midway to be connectable supply port 12A of the plurality of (two), each of 12B.

また、ノズル部材70は、基板P(基板ステージPST)の上方に設けられ、その基板P表面に対向するように配置された回収口22を備えている。 The nozzle member 70 is provided above the substrate P (substrate stage PST), and a recovery port 22 arranged to face the substrate P surface. 本実施形態において、回収口22は、ノズル部材70の下面70Aにおいて、投影光学系PLの光学素子2(投影領域AR1)及び供給口12を囲むように環状に形成されている。 In the present embodiment, the recovery port 22, the lower surface 70A of the nozzle member 70, optical element 2 of the projection optical system PL is formed annularly to surround the (projection area AR1) and the supply port 12.

また、ノズル部材70の内部には、回収口22を介して回収された液体LQが流れる回収流路が形成されている。 Further, in the nozzle member 70, recovery flow path the liquid LQ recovered via the recovery port 22 flows is formed. ノズル部材70の回収流路の一端部は回収管23の他端部に接続され、回収流路の他端部は回収口22に接続されている。 One end of the recovery flow passage of the nozzle member 70 is connected to the other end of the recovery tube 23, the other end of the recovery flow passage is connected to the recovery port 22. ここで、ノズル部材70の内部に形成された回収流路は、回収口22に応じた環状流路と、その環状流路を流れた液体LQを集合するマニホールド流路とを備えている。 Here, the recovery flow passage formed in the nozzle member 70 includes an annular flow path in accordance with the recovery port 22, and a manifold channel for collection of the liquid LQ flowing the annular channel.

本実施形態において、ノズル部材70は、液体供給機構10及び液体回収機構20それぞれの一部を構成している。 In this embodiment, the nozzle member 70 constitutes a portion of each liquid supply mechanism 10 and liquid recovery mechanism 20. 液体供給機構10を構成する供給口12A、12Bは、投影光学系PLの投影領域AR1を挟んだX軸方向両側のそれぞれの位置に設けられており、液体回収機構20を構成する回収口22は、投影光学系PLの投影領域AR1に対して液体供給機構10の液体供給口12A、12Bの外側に設けられている。 Supply ports 12A constituting the liquid supply mechanism 10, 12B are provided on the respective positions of the X-axis direction both sides of the projection area AR1 of the projection optical system PL, the recovery port 22 which constitute the liquid recovery mechanism 20 , the liquid supply ports 12A of the liquid supply mechanism 10 with respect to the projection area AR1 of the projection optical system PL, is provided on the outside of 12B. なお本実施形態における投影光学系PLの投影領域AR1は、Y軸方向を長手方向とし、X軸方向を短手方向とした平面視矩形状に設定されている。 Note projection area AR1 of the projection optical system PL of this embodiment, the Y-axis direction is the longitudinal direction, are set in the X-axis direction in plan view a rectangular shape with a short direction.

液体供給部11の動作は制御装置CONTにより制御される。 Operation of the liquid supply unit 11 is controlled by the control unit CONT. 制御装置CONTは液体供給部11による単位時間あたりの液体供給量を制御可能である。 The control unit CONT is capable of controlling the liquid supply amount per unit time by the liquid supply unit 11. 基板P上に液体LQを供給する際、制御装置CONTは、液体供給部11より液体LQを送出し、供給管13及びノズル部材70内部に形成された供給流路を介して、基板Pの上方に設けられている供給口12A、12Bより基板P上に液体LQを供給する。 When supplying the liquid LQ onto the substrate P, controller CONT, the liquid LQ sent from the liquid supply unit 11 via a supply pipe 13 and the supply flow passage formed in the nozzle member 70, above the substrate P It supplies the liquid LQ onto provided by which the supply port 12A, the substrate than 12B P in. 液体LQは、供給口12A、12Bを介して、投影領域AR1の両側から供給される。 The liquid LQ is the supply port 12A, through 12B, are supplied from both sides of the projection area AR1.

液体回収部21の液体回収動作は制御装置CONTにより制御される。 The liquid recovery operation of the liquid recovery section 21 is controlled by the control unit CONT. 制御装置CONTは液体回収部21による単位時間あたりの液体回収量を制御可能である。 The control unit CONT is capable of controlling the liquid recovery amount per unit time by the liquid recovery unit 21. 基板Pの上方に設けられた回収口22から回収された基板P上の液体LQは、ノズル部材70内部に形成された回収流路、及び回収管23を介して液体回収部21に回収される。 The liquid LQ on the substrate P that has been recovered from the recovery port 22 provided above the substrate P is recovered recovery flow passage formed in the nozzle member 70, and through the recovery pipe 23 to the liquid recovery section 21 .

投影光学系PLの光学素子2の液体接触面2A、及びノズル部材70の下面(液体接触面)70Aは親液性(親水性)を有している。 The liquid contact surface 2A of the optical element 2 of the projection optical system PL, and the lower surface of the nozzle member 70 (liquid contact surface) 70A has lyophilic property (hydrophilic). 本実施形態においては、光学素子2は、純水との親和性が高い蛍石で形成されている。 In this embodiment, the optical element 2, the affinity of the deionized water is formed at a high fluorite. 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。 Note 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及びノズル部材70の液体接触面70Aに親水化(親液化)処理を施して、液体LQとの親和性をより高めるようにしてもよい。 The liquid contact surface 70A to the hydrophilic liquid contact surface 2A and the nozzle member 70 of the optical element 2 is subjected to (lyophilic) treatment, it may be further enhance the affinity for the liquid LQ. 親液化処理としては、MgF 、Al 、SiO などの親液性材料を前記液体接触面に設ける処理が挙げられる。 The lyophilic process, a process of providing a lyophilic material such as MgF 2, Al 2 O 3, SiO 2 to the liquid contact surface and the like. あるいは、本実施形態における液体LQは極性の大きい水であるため、親液化処理(親水化処理)として、例えばアルコールなど極性の大きい分子構造の物質で薄膜を設けるようにしてもよい。 Alternatively, the liquid LQ in the present embodiment, since a great water polar, as lyophilic treatment (hydrophilic treatment), may be provided a thin film for example, with a substance of high polarity molecular structure such as alcohol.

図2は基板ステージPSTのZチルトステージ52を上方から見た平面図である。 Figure 2 is a plan view of the Z tilt stage 52 of the substrate stage PST from above. なお図2においては、基板Pは破線で仮想的に図示されている。 In FIG. 2, the substrate P is virtually illustrated by broken lines. 平面視矩形状のZチルトステージ52の互いに垂直な2つの縁部に移動鏡55が配置されている。 Movable mirror 55 is arranged on two mutually perpendicular edges of a rectangular shape in plan view Z tilt stage 52. また、Zチルトステージ52のほぼ中央部に凹部32が形成されており、この凹部32に基板Pを保持する基板ホルダPHが配置されている。 Further, a recess 32 is formed in a substantially central portion of the Z tilt stage 52, the substrate holder PH which holds the substrate P in the concave portion 32 is disposed.

基板ホルダPHは、略円環状の周壁部33と、この周壁部33の内側に配置され、基板Pを保持(支持)する複数のピン状の支持部34とを備えている。 Substrate holder PH includes a ring-shaped peripheral wall 33 is disposed inside of the peripheral wall 33, and a plurality of pin-shaped support 34 which holds the substrate P (substrate). 周壁部33は支持部34の周囲に配置されており、支持部34は周壁部33の内側において一様に配置されている。 Peripheral wall 33 is arranged around the support 34, the support portion 34 are uniformly arranged in the inside of the peripheral wall portion 33. 上述したように、基板ホルダPHに保持されている基板Pの側面とZチルトステージ52の上面31との間には所定のギャップが形成されている。 As described above, a predetermined gap is formed between the upper surface 31 of the side surface and the Z tilt stage 52 of the substrate P held by the substrate holder PH. 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 still 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.

また、基板ステージPST上において、基板Pの外側の所定位置には、基準部材300が配置されている。 Further, on the substrate stages PST, the predetermined position outside the substrate P, reference member 300 is arranged. 基準部材300には、基板アライメント系350により検出される基準マークPFMと、マスクアライメント系360により検出される基準マークMFMとが所定の位置関係で設けられている。 The reference member 300, and the reference mark PFM to be detected by the substrate alignment system 350, and the reference mark MFM to be detected by the mask alignment system 360 are provided in a predetermined positional relationship. 基準部材300の上面はほぼ平坦面となっており、基板ステージPSTに保持された基板P表面、及び基板ステージPSTの上面31とほぼ同じ高さ(面一)に設けられている。 Upper surface of the reference member 300 is a substantially flat surface is provided on the surface of the substrate P held by the substrate stages PST, and substantially the same height as the upper surface 31 of the substrate stage PST (flush). 基準部材300の上面は、フォーカス・レベリング検出系60の基準面としての役割も果たすことができる。 Upper surface of the reference member 300 can also serve as the reference surface of the focus leveling detection system 60.

また、基板ステージPST上のうち、基板Pの外側の所定位置には、光計測部として例えば特開昭57−117238号公報に開示されているような照度ムラセンサ400、例えば特開2002−14005号公報に開示されているような空間像計測センサ500、及び例えば特開平11−16816号公報に開示されているような照射量センサ(照度センサ)600など、各種光計測部が設けられている。 In addition, of the substrate stages PST, the predetermined position outside the substrate P, the uneven illuminance sensor 400 as disclosed as the optical measuring unit, for example, in JP 57-117238, JP example, JP 2002-14005 spatial image-measuring sensor 500 as disclosed in Japanese, and, for example, irradiation amount sensor (illuminance sensor) as disclosed in JP-a-11-16816 600, such as various optical measuring unit is provided.

図3は基板Pを保持した基板ホルダPH及び基板ステージPSTの要部拡大断面図である。 Figure 3 is an enlarged fragmentary cross-sectional view of the substrate holder PH and the substrate stage PST which holds the substrate P. 図3において、Zチルトステージ52の凹部32内部に、基板Pを保持する基板ホルダPHが配置されている。 3, inside the recess 32 of the Z tilt stage 52, the substrate holder PH which holds the substrate P is arranged. 凹部32は上面31の内側に形成されており、凹部32の内側面36は上面31に隣接している。 Recess 32 is formed on the inner side of the upper surface 31, inner surface 36 of the recess 32 is adjacent the top surface 31. 基板ホルダPHは、周壁部33及びその周壁部33の内側に配置されたピン状の支持部34を備えている。 Substrate holder PH is provided with a peripheral wall 33 and the pin-like support 34 disposed inside the circumferential wall portion 33. 支持部34のそれぞれは、その上面34Aを基板Pの裏面に接触させて基板Pを保持する。 Each support 34 has its upper surface 34A is brought into contact with the rear surface of the substrate P holds the substrate P. すなわち、支持部34の上面34Aが、基板ホルダPHの基板Pとの接触面となっている。 That is, the upper surface 34A of the support portion 34 has a contact surface with the substrate P of the substrate holder PH. なお、図においては、支持部34は比較的大きく示されているが、実際には非常に小さなピン状の支持部が周壁部33の内側に多数形成されている。 In the figure, the support 34 is shown relatively large, the actual support of the very small pin-like to have formed a large number inside the peripheral wall 33.

周壁部33及びその周壁部33の内側に配置されたピン状の支持部34を備えた基板ホルダPHの基材PBは、炭化シリコン(SiC)で形成されている。 Peripheral wall 33 and the substrate PB of the substrate holder PH having a pin-like support 34 disposed inside the circumferential wall portion 33 is formed of silicon carbide (SiC). 炭化シリコンは、熱伝導率が大きい材料であって、130W/(m・K)程度の熱伝導率を有している。 Silicon carbide, a high thermal conductivity material and has a 130W / (m · K) of about thermal conductivity.

図4はピン状の支持部34の拡大断面図である。 Figure 4 is an enlarged sectional view of the pin-shaped support 34. 図4において、基板ホルダPHの基板Pとの接触面である支持部34の上面34Aは、基板ホルダPH(支持部34)の基材PBとは別の材料の層35で被覆されている。 4, the upper surface 34A of the support portion 34 is a contact surface between the substrate P of the substrate holder PH is coated with a layer 35 of a different material than the substrate PB of the substrate holder PH (support portion 34). 以下の説明においては、支持部34の上面34Aを含む基板ホルダPHの表面に被覆された層35を適宜、「機能層35」と称する。 In the following description, the layer 35 coated on the surface of the substrate holder PH, which includes an upper surface 34A of the support 34 appropriately referred to as a "functional layer 35".

本実施形態においては、機能層35はシリコン(Si)で構成されている。 In this embodiment, the functional layer 35 is composed of silicon (Si). 機能層35の形成材料であるシリコン(Si)は、基材PBの形成材料である炭化シリコン(SiC)よりも高い面精度で加工可能な材料である。 Silicon (Si), which is a material for forming the functional layer 35 is a processable material with a high surface accuracy than silicon carbide, which is a material for forming the substrate PB (SiC). また、シリコンは、熱伝導率が大きい材料であって、148W/(m・K)程度の熱伝導率を有しており、基材PBの形成材料である炭化シリコンよりも高い熱伝導率を有している。 The silicon provides a high thermal conductivity material has a 148W / (m · K) of about thermal conductivity, a higher thermal conductivity than silicon carbide, which is a material for forming the substrate PB It has. またシリコンは、基板ホルダPHの基材PBである炭化シリコンとの接着性が良好であり、アウトガスが少ない等、露光装置の置かれている環境を汚染しないという利点もある。 The silicon has good adhesion to the silicon carbide is a substrate PB of the substrate holder PH, outgassing is small or the like, there is an advantage that does not contaminate the environment where the exposure apparatus.

なお、基板Pがシリコン(Si)で形成されている場合には、機能層35はシリコンで構成されているのがより望ましい。 In the case where the substrate P is formed of silicon (Si), the functional layer 35 that is composed of silicon more desirable. これは、基板Pを基板ホルダPH(支持部34)に吸着保持したときに、支持部34上面に被覆したシリコンが基板Pの裏面に付着しても、基板Pと同じ材質であるため、重金属等と異なり、基板Pの化学汚染の心配がないからである。 This is because the substrate P when attracted to and held on the substrate holder PH (support portion 34), a silicon coated on the support portion 34 upper surface be attached to the rear surface of the substrate P, is the same material as the substrate P, heavy metals Unlike etc., because there is no worry of chemical contamination of the substrate P.

機能層35を有する基板ホルダPHを形成するためには、例えばスパッタリング法や蒸着法に基づいて、炭化シリコンからなる基材PB(支持部34)の上面34Aに対してシリコンを被覆し、シリコンからなる膜を形成する。 To form the substrate holder PH having the functional layer 35, for example based on a sputtering method or a vapor deposition method, silicon is coated to the top surface 34A of the substrate PB consisting of silicon carbide (support portion 34), a silicon made film is formed. その後、上面34Aに形成されたシリコン膜を鏡面研磨することで、高い面精度の表面35Aを有する機能層35が基材PBの上面34A上に形成される。 Thereafter, the silicon film formed on the upper surface 34A by mirror polishing, functional layer 35 having a surface 35A of the high surface precision is formed on the upper surface 34A of the substrate PB.

機能層35の形成材料であるシリコンは、鏡面加工可能な材料であり、そのシリコンを基材PBの上面34A上に製膜し、鏡面加工することで、基板Pとの接触面となる表面35Aの面精度を高くすることができ、その高い面精度を有する表面35Aで基板Pを支持することにより、基板ホルダPHと基板Pとの接触面積を増やすことができる。 Silicon is a material for forming the functional layer 35 is a mirror processable material, to form a film that silicon on the upper surface 34A of the substrate PB, by mirror finishing, the surface 35A of the contact surface between the substrate P it is possible to increase the surface precision, by supporting the substrate P on the surface 35A having the high surface accuracy, it is possible to increase the contact area with the substrate holder PH and the substrate P.

ここで、基材PBの上面34Aにシリコンを被覆せずに、炭化シリコンからなる基材PBの上面34Aを直接的に鏡面研磨する構成も考えられる。 Here, without coating the silicon on the upper surface 34A of the substrate PB, configurations are contemplated to directly mirror polished upper surface 34A of the substrate PB consisting of silicon carbide. しかしながら、炭化シリコンからなる部材を研磨した場合、被研磨面が荒れる現象が生じ易く、炭化シリコンを鏡面加工することは比較的困難である。 However, when polishing the member made of silicon carbide, likely to occur a phenomenon that the surface to be polished becomes rough, it is relatively difficult to mirror polishing the silicon carbide. 一方、シリコンは鏡面加工可能な材料である。 Meanwhile, silicon is mirror-finished material. シリコンが鏡面加工可能である理由の一つとして、被覆されたシリコンは、気孔(ポア)の無いあるいは少ないポアレス材料であるということが挙げられる。 One reason silicon can be mirror-finished, coated silicon, include that they are not or less Poaresu material porosity (pores). ポアレス材料は、良好に鏡面加工することができるため、炭化シリコンからなる基材PB上にポアレス材料であるシリコンを被覆し、鏡面加工することで、非常に高い面精度の表面35Aを有する接触面34Aを形成することができる。 Poaresu material, it is possible to satisfactorily mirror-finished, coated with silicon which is Poaresu material on a base material PB consisting of silicon carbide, by mirror-finishing, the contact surface having a surface 35A of the very high surface accuracy it is possible to form a 34A.

図3に戻って、周壁部33の上面33Aは平坦面となっている。 Returning to FIG. 3, the upper surface 33A of the circumferential wall portion 33 is a flat surface. 周壁部33の高さは支持部34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 portion 34 is formed a gap B between the substrate P and the peripheral wall portion 33. ギャップBは、凹部32の内側面36と基板Pの側面との間のギャップAより小さい。 Gap B is smaller than the gap A between the side surface of the inner surface 36 and the substrate P in the recess 32. 例えば、ギャップAは、基板Pの外形の製造誤差や基板Pの載置精度等を考慮すると、0.1〜1.0mm程度が好ましく、ギャップBは2.0〜5.0μm程度である。 For example, the gap A is, considering the mounting 置精 degree in manufacturing errors and the substrate P of the outline of the substrate P, preferably about 0.1 to 1.0 mm, the gap B is about 2.0~5.0Myuemu. また、凹部32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 32, 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り欠き(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になっているため、液体LQの流入を防止できる。 In this embodiment, the substrate P notch for alignment (orientation flat, a notch, etc.) is not formed, the substrate P is substantially circular, the gap A over its entire circumference 0.1mm since that is a 1.0 mm, it can be prevented from flowing in the liquid LQ. また、基板Pの側面を撥液化処理(撥水化処理)して撥液性にすることで、ギャップAからの液体LQの流入を更に確実に防止できる。 Further, the side surface of the substrate P that was lyophobic treatment (water repellent treatment) to liquid repellent, the inflow of the liquid LQ from the gap A can be more reliably prevented. もちろん、基板Pに切り欠きが形成されていても構わない。 Of course, it does not matter if is formed notch in the substrate P.

また、上述したように、Zチルトステージ52の上面31は撥液性を有しているが、本実施形態においては、Zチルトステージ52のうち、内側面36も撥液化処理されて撥液性を有している。 Further, as described above, the upper surface 31 of the Z tilt stage 52 has liquid repellency, in the present embodiment, among the Z tilt stage 52, liquid repellency is also the inner surface 36 is liquid repellent treatment have. 更に、基板ホルダPHのうち、周壁部33の上面33A、及び側面37も撥液化処理されて撥液性を有している。 Furthermore, of the substrate holder PH, the upper surface 33A of the peripheral wall 33, and side surfaces 37 be repelling treatment has liquid repellency.

基板ステージPSTは、基板ホルダPHの周壁部33に囲まれた第1空間38を負圧にする吸引装置40を備えている。 The substrate stage PST is provided with a suction device 40 for the first space 38 surrounded by the peripheral wall 33 of the substrate holder PH in the negative pressure. 吸引装置40は、基材PBの支持部34以外の上面に設けられた複数の吸引口41と、基板ステージPST外部に設けられた真空ポンプを含むバキューム部42と、基材PB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 on the upper surface other than the supporting portion 34 of the substrate PB, a vacuum unit 42 including a vacuum pump provided on the substrate stage PST outside is formed within the substrate PB , and a passage 43 which connects the respectively vacuum portion 42 of a plurality of suction ports 41. 吸引装置40は、周壁部33及び支持部34を含む基材PB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, this by suction a substrate PB containing peripheral wall 33 and the support portion 34, the first space 38 inside the gas which is formed between the substrate P supported by the supporting portion 34 (air) by the first space 38 to a negative pressure, it sucks and holds the substrate P on the support 34. すなわち、本実施形態における基板ホルダPHは、所謂ピンチャック機構を備えた構成である。 That is, the substrate holder PH in the present embodiment is configured to include a so-called pin chuck mechanism. 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.

基板ステージPSTは、凹部32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LQを回収する回収部160を備えている。 The substrate stage PST is provided with a recovery unit 160 for recovering the liquid LQ that flows into the second space 39 between the inner surface 36 and the side surface 37 of the substrate holder PH of the recess 32. 本実施形態において、回収部160は、液体LQを収容可能なタンク161と、Zチルトステージ52内部に設けられ、空間39とタンク161とを接続する流路162とを有している。 In the present embodiment, the recovery unit 160, and can accommodate tank 161 to the liquid LQ, is provided inside the Z-tilt stage 52, and a flow path 162 that connects the space 39 and the tank 161. そして、この流路162の内壁面にも撥液化処理が施されている。 The lyophobic treatment is applied to the inner wall surface of the channel 162.

Zチルトステージ52には、凹部32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と、Zチルトステージ52外部の空間(大気空間)とを接続する流路45が形成されている。 The Z tilt stage 52, a second space 39 between the inner surface 36 and the side surface 37 of the substrate holder PH of the recess 32, the passage 45 that connects the Z tilt stage 52 outside of the space (air space) formed It is. ガス(空気)は流路45を介して第2空間39とZステージ52外部とを流通可能となっており、第2空間39はほぼ大気圧に設定される。 Gas (air) has a can flow and a second space 39 and the Z stage 52 outside through the passage 45, the second space 39 is set to approximately atmospheric pressure.

次に、上述した構成を有する露光装置EXを用いてマスクMのパターン像を基板Pに露光する方法について説明する。 Next, the pattern image of the mask M will be described a method for exposing the substrate P by using the exposure apparatus EX constructed as described above.

制御装置CONTは、液体供給機構10による基板P上に対する液体LQの供給と並行して、液体回収機構20による基板P上の液体LQの回収を行いつつ、基板Pを支持する基板ステージPSTをX軸方向(走査方向)に移動しながら、マスクMのパターン像を投影光学系PLと基板Pとの間の液体LQ及び投影光学系PLを介して基板P上に投影露光する。 The control unit CONT, in parallel with the supply of the liquid LQ with respect to the upper substrate P by the liquid supply mechanism 10, while performing recovery of the liquid LQ on the substrate P by the liquid recovery mechanism 20, a substrate stage PST which supports a substrate P X while moving in the axial direction (scanning direction), a pattern image of the mask M via the liquid LQ and the projection optical system PL between the projection optical system PL and the substrate P to the projection exposure onto the substrate P.

液浸領域AR2を形成するために液体供給機構10の液体供給部11から供給された液体LQは、供給管13を流通した後、ノズル部材70内部に形成された供給流路を介して液体供給口12A、12Bより基板P上に供給される。 Liquid LQ supplied from the liquid supply unit 11 of the liquid supply mechanism 10 in order to form the liquid immersion area AR2, after flowing through the supply pipe 13, the liquid supplied through the supply flow passage formed in the nozzle member 70 mouth 12A, is supplied onto the substrate P from 12B. 液体供給口12A、12Bから基板P上に供給された液体LQは、投影光学系PLの先端部(光学素子2)の下端面と基板Pとの間に濡れ拡がるように供給され、投影領域AR1を含む基板P上の一部に、基板Pよりも小さく且つ投影領域AR1よりも大きい液浸領域AR2を局所的に形成する。 Liquid supply ports 12A, liquid LQ supplied from 12B onto the substrate P is supplied to wets and spreads between the lower end surface and the substrate P at the end portion of the projection optical system PL (optical element 2), the projection area AR1 on a part of the substrate P including, locally form a large liquid immersion area AR2 than and the projection area AR1 smaller than the substrate P.

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

液浸露光中において、露光光ELの照射により基板Pが加熱され、その熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQに温度変化や温度分布が生じる可能性がある。 In immersion during the exposure, the substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL, it is possible that temperature changes and temperature distribution in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P is caused by the heat. 液体LQの温度変化や温度分布は液体LQの屈折率変化を引き起こすため、投影光学系PLの液体LQを介した結像特性に影響を与え、基板P上に精度良くパターンを形成できないおそれがある。 Since temperature change and temperature distribution of the liquid LQ is causing a change in refractive index of the liquid LQ, it affects the imaging characteristics via the liquid LQ of the projection optical system PL, and may not be accurately formed pattern on the substrate P . また、フォーカス・レベリング検出系60が液体LQを介して基板Pの面位置情報を計測する場合においても、液体LQの温度変化や温度分布が生じると、基板Pの面位置情報を精度良く計測できず、投影光学系PLの液体LQを介した像面の位置と基板P表面とを合致することができないおそれがある。 Further, even in the case of measuring the surface position information about the substrate P focus leveling detection system 60 via the liquid LQ, when the temperature changes and temperature distribution of the liquid LQ occurs, it can accurately measure the surface position information about the substrate P not, it may not be possible to meet the position and the substrate P surface of the image plane through the liquid LQ of the projection optical system PL.

ところが、本実施形態においては、基板ホルダPHの基板Pとの接触面となる表面35Aは鏡面加工されており、基板ホルダPHと基板Pとの接触面積が増加されているため、基板ホルダPHと基板Pとの間の熱伝導率(熱伝達係数)を向上することができる。 However, in the present embodiment, the surface 35A of the contact surface between the substrate P of the substrate holder PH is mirror-finished, the contact area between the substrate holder PH and the substrate P is increased, and the substrate holder PH it is possible to improve thermal conductivity between the substrate P (the heat transfer coefficient). したがって、基板Pが露光光ELの照射により加熱しても、図4の模式図に示すように、その基板Pの熱を機能層35を介して基板ホルダPH(支持部34)側に効率良く逃がすことができるので、基板Pの熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQが温度変化や温度分布を発生することを抑制することができる。 Therefore, even the substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL, as shown in the schematic diagram of FIG. 4, efficiently substrate holder PH (substrate 34) side heat of the substrate P through the functional layer 35 it is possible to escape, it is possible to prevent the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P to generate a temperature change and temperature distribution by the heat of the substrate P. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

また、液浸領域AR2を基板ステージPST上に設けられている基準部材300や光計測部400、500、600上に形成し、その液浸領域AR2の液体LQを介して各種計測処理を行う構成も考えられる。 Further, the liquid immersion area AR2 formed on the reference member 300 and the light measuring devices 400, 500, and 600 provided on the substrate stages PST, perform various measurement process through the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 configuration It may be considered. その場合においても、上記基準部材のうち液体LQに接触する上板を支持する支持部材や、光計測部のうち液体LQに接触する上板を支持する支持部材の前記上板との接触面に、機能層35を設けておくことで、上板の熱を支持部材側に効率良く逃がすことができる。 Even in that case, and the support member for supporting the top plate in contact with the liquid LQ of the above reference member, the contact surface between the upper plate of the support member for supporting the top plate in contact with the liquid LQ of the optical measuring sections , by leaving the functional layer 35 is provided, it is possible to efficiently release the upper plate of the heat to the support member side. したがって、上板の熱によって上板上の液浸領域AR2の液体LQが温度変化や温度分布を発生することを抑制することができ、高い計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to prevent the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the upper plate to generate a temperature change and temperature distribution by the upper plate of the heat, it is possible to maintain high measurement accuracy.

なお、図3に示すように、基板Pのエッジ領域Eを液浸露光する際、液浸領域AR2の液体LQが、基板Pの表面の一部及びZチルトステージ52の上面31の一部に配置される。 As shown in FIG. 3, the liquid immersion exposure of the substrate P in the edge area E, the liquid LQ of the immersion area AR2, a part of the upper surface 31 of the portion of the surface of the substrate P and Z tilt stage 52 It is placed. このとき、基板Pの側面及びこの側面に対向する内側面36は撥液性なので、液浸領域AR2の液体LQはギャップAに浸入し難く、その表面張力によりギャップAに流れ込むことがほとんどない。 At this time, an inner surface 36 opposed to the side surface and the side surface of the substrate P so liquid repellency, the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 is not easily penetrate into gaps A, there is little flow into the gap A by its surface tension. したがって、基板Pのエッジ領域Eを露光する場合にも、投影光学系PLの下に液体LQを良好に保持しつつ液浸露光できる。 Therefore, even when the substrate P is exposed edge region E, it immersion exposure while satisfactorily holding the liquid LQ under the projection optical system PL. このとき、Zチルトステージ52の上面31も撥液性なので、液浸領域AR2を形成する液体LQの上面31上での過剰な濡れ拡がりが防止され、液浸領域AR2を良好に形成可能であるとともに、液体LQの流出や飛散等の不都合を防止することができる。 At this time, since the upper surface 31 of the Z tilt stage 52 is also liquid repellency, excessive wetting and spreading on the upper surface 31 of the liquid LQ forming the liquid immersion area AR2 is prevented, it is better able to form a liquid immersion region AR2 together, it is possible to prevent a disadvantage of outflow and scattering and the like of the liquid LQ.

また、液浸領域AR2の液体LQがギャップAを介して第2空間39に僅かに流入した場合でも、基板Pの裏面及び周壁部33の上面33Aのそれぞれには撥液処理が施され、ギャップBは十分小さいので、基板Pを支持部34に対して吸着保持するために負圧に設定されている第1空間38に液体LQは流入しない。 Further, even if the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 is slightly flows into the second space 39 through the gap A, the liquid-repellent treatment is applied to each of the upper surface 33A of the rear surface of the substrate P and the circumferential wall portion 33, the gap since B is sufficiently small, the liquid LQ does not flow into the first space 38 that is set to a negative pressure to suck and hold against the substrate P support 34. これにより、吸引口41に液体LQが流入して基板Pを吸着保持できなくなるといった不都合を防止することができる。 This makes it possible to prevent a disadvantage that it becomes impossible to suction hold the substrate P by the liquid LQ flows into the suction port 41.

そして、第2空間39に流入した液体LQは、流路162を介して回収部160のタンク161に回収され、周辺装置への液体LQの流出(漏洩)や飛散等を抑えることができる。 Then, the liquid flowing into the second space 39 LQ is recovered in the tank 161 of the recovery unit 160 through the passage 162, it is possible to suppress the liquid LQ flowing out to the peripheral (leakage) and scattering and the like. このとき、第2空間39を形成する凹部32の内側面36や基板ホルダPHの側面37、あるいは流路162は撥液性となっているので、第2空間39に流入した液体LQはこの第2空間39に留まることなく、流路162を円滑に流れてタンク161に回収される。 At this time, since the inner surface 36 and side surfaces 37 of the substrate holder PH of the recess 32 forming the second space 39 or passage 162, has a liquid-repellent, the liquid flowing into the second space 39 LQ the first without staying in second space 39, is collected in tank 161 flows through the passage 162 smoothly.

ところで、吸引装置40の吸引動作により、第2空間39のガス(空気)がギャップBを介して第1空間38に流入し、これに伴って液浸領域AR2の液体LQがギャップAを介して第2空間39に浸入して液浸領域AR2の形成が不安定になる可能性が考えられる。 Incidentally, the suction operation of the suction device 40, the gas in the second space 39 (air) flows into the first space 38 through the gap B, the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 along with this via the gap A formation of the liquid immersion area AR2 by entering the second space 39 are considered may become unstable. しかしながら、凹部32の内側面36と基板ホルダPHの側面37との間のギャップCが、基板Pの側面PBと凹部32の内側面36との間のギャップAより大きく設定されており第2空間39は流路45を介して大気開放されているので、ギャップBを通過する空気は、流路45を介して外部から流入しギャップCを通過した空気が大部分であり、ギャップAを通過した空気(液体LQ)は僅かであるばかりでなく、ギャップAを介した吸引力を液体LQの表面張力より小さくすることができ、ギャップAを介して液浸領域AR2の液体LQが第2空間39に流入する不都合を抑制することができる。 However, the gap C between the inner surface 36 and the side surface 37 of the substrate holder PH of the recess 32, the second space is set larger than the gap A between the inner surface 36 of the side surface PB and the recess 32 of the substrate P since 39 is open to the atmosphere through the passage 45, the air passing through the gap B, the air passing through the flow from the outside the gap C via the channel 45 is mostly passed through the gap a air (the liquid LQ) is not only a little, the suction force through the gap a can be made smaller than the surface tension of the liquid LQ, the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 via the gap a second space 39 it is possible to suppress a disadvantage that flows into.

なおこのとき、流路45のうち第2空間39に接続する一端部とは反対の他端部にガス(空気)供給装置45'を接続し、凹部32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を陽圧化、具体的には大気圧より僅かに高く設定するようにしてもよい。 At this time, second to the one end portion connected to the space 39 to connect the gas (air) supply system 45 'to the other end portion of the opposite side surfaces of the inner surface 36 and the substrate holder PH of the recess 32 of the flow channel 45 the second space 39 positive pressurization between 37, and specifically may be set slightly higher than the atmospheric pressure. これにより、液浸領域AR2の液体LQがギャップAを介して空間39に流入する不都合を抑えることができる。 Thus, it is possible to suppress a disadvantage that the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 from entering into the space 39 via the gap A. なおこの場合、第2空間39を過剰に陽圧化すると、第2空間39内部のガス(空気)がギャップAを介して液浸領域AR2の液体LQに流入し、液体1に気泡が混入する不都合が生じるため、第2空間39はほぼ大気圧(大気圧より僅かに高い程度)に設定されることが好ましい。 It should be noted that in this case, if excessively positive pressurization of the second space 39, the inside of the gas the second space 39 (air) flows into the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 via the gap A, bubbles are mixed into the liquid 1 because inconvenience, it is preferable to set the second space 39 near atmospheric pressure (degree slightly higher than the atmospheric pressure).

以上説明したように、基板ホルダPHの支持部34(基材PB)の上面34Aを、基材PBよりも高い面精度で加工可能なシリコン材料で被覆して機能層35を形成したので、その機能層35を鏡面加工することで、接触面となる表面35A(上面34A)の面精度を向上することができる。 As described above, the upper surface 34A of the support 34 (substrate PB) of the substrate holder PH, since the formation of the functional layer 35 is coated with processable silicon material with a high surface accuracy than the substrate PB, the the functional layer 35 by mirror finishing, it is possible to improve the surface accuracy of the surface 35A (upper surface 34A) serving as a contact surface. そして、その高い面精度の表面35Aを有する上面34Aで基板Pを支持することにより、基板ホルダPHと基板Pとの接触面積を増やすことができ、基板ホルダPHと基板Pとの間の熱伝導率を向上することができる。 Then, by supporting the substrate P on the upper surface 34A having a surface 35A of its high surface accuracy, it is possible to increase the contact area between the substrate holder PH and the substrate P, the thermal conductivity between the substrate holder PH and the substrate P it is possible to improve the rate. そして、基材PBを熱伝導率の高い炭化シリコンで形成したので、基材PBは、機能層35を介して基板Pより伝達された熱を効率良く逃がすことができる。 Since the substrate PB is formed with a high silicon carbide thermal conductivity, the substrate PB can efficiently release the heat transmitted from the substrate P through the functional layer 35. したがって、基板Pの熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQの温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 Therefore, it is possible to suppress the occurrence of temperature changes and temperature distribution of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P by the heat of the substrate P. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

なお本実施形態においては、基材PBの形成材料を炭化シリコンとし、鏡面加工可能な材料としてシリコンを例に説明しているが、基材PBとの密着性が良く、鏡面加工可能な材料であれば、シリコン以外の任意の材料を使用することができる。 In the present embodiment, the material for forming the substrate PB and silicon carbide, it is assumed that the silicon as an example a mirror processable material, good adhesion to the substrate PB, a mirror processable material if it is possible to use any material other than silicon. ここで、基材PBの上面34Aに被覆する材料としては、鏡面加工容易性の観点から、ポアレス材料を採用することが望ましい。 Here, as the material covering the upper surface 34A of the substrate PB, in terms of mirror-finished ease, it is desirable to employ Poaresu material.

また、基材PBの形成材料は、炭化シリコンに限らず、基板ホルダPHの形成材料として所望の材質(強度など)を有していれば、任意の材料を採用可能である。 Further, the material for forming the substrate PB is not limited to silicon carbide, as long as it has the desired material (such as strength) as the material of the substrate holder PH, it is possible to employ any material. 例えば、ゼロデュア(ショット社製、登録商標)などの低熱膨張光学ガラスを基材PBとして使用することも可能である。 For example, Zerodur (shot Ltd., trademark), it is also possible to use a low thermal expansion optical glass, such as a substrate PB.

一方で、上記ゼロデュア(低熱膨張光学ガラス)などは、熱伝導率が比較的低い材料であるため、そのような熱伝導率の低い材料を基材PBとして使用する場合には、図5に示すように、基材PBの支持部34の上面34Aを含む、基材PBの上面PBS全面に、その基材PBよりも熱伝導率が高い材料、例えば上記シリコン(Si)からなる機能層35を設けることが望ましい。 On the other hand, the Zerodur (a low thermal expansion optical glass), etc., because the thermal conductivity is relatively low material, when using a material having low such heat conductivity as the substrate PB is shown in FIG. 5 as described above, including the upper surface 34A of the support portion 34 of the substrate PB, the upper surface PBS entire substrate PB, a material having high thermal conductivity than the substrate PB, e.g. a functional layer 35 composed of the silicon (Si) it is desirable to provide. こうすることにより、基板ホルダPHで保持されている基板Pに露光光ELが照射されて基板Pが熱せられても、その基板Pの熱を基板ホルダPH側に効率良く逃がすことができるので、基板Pの熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQの温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 By doing so, even if the substrate P is heated exposure light EL is irradiated onto the substrate P held by the substrate holder PH, it is possible to efficiently release the heat of the substrate P on the substrate holder PH side, by the heat of the substrate P can be suppressed the occurrence of temperature changes and temperature distribution of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

また、基板ホルダPHと基板Pとの間の熱伝導率(熱伝達係数)を向上する手段として、基板ホルダPHのピン状支持部34の接触面34A(35A)の基板Pに対する接触面積の総量を増加させることが挙げられる。 Further, the total amount of contact area with the substrate P in the thermal conductivity as a means of improving (heat transfer coefficient), the contact surface 34A of the pin-like supporting portion 34 of the substrate holder PH (35A) between the substrate holder PH and the substrate P It includes increasing the. 基板Pの裏面に接触する接触面34Aの接触面積を増加することで、基板Pの熱を基板ホルダPH側に効果的に逃がすことができる。 By increasing the contact area of ​​the contact surface 34A that contacts the back surface of the substrate P, and that release heat of the substrate P effective in the substrate holder PH side. 基板ホルダPHの基板Pとの接触面積を増やすためには、例えばピン状支持部34の数を増やして基板Pの単位面積あたりの接触面34Aの数(密度)を増やしたり、あるいはピン状支持部34を太くするなどしてピン状支持部34の一本あたりの接触面34Aの面積を大きくすればよい。 To increase the contact area with the substrate P of the substrate holder PH, for example, or increase the number (density) of the contact surface 34A per unit area of ​​the substrate P by increasing the number of pin-like support 34, or pin-like support it may be increased area of ​​the contact surface 34A per one pin-like support 34, such as by thickening the part 34. また、基板P裏面に接触する複数のピン状支持部34の接触面34Aの総和が増えればよく、基板P裏面の全域のうち例えば特定領域におけるピン状支持部34の数を増やすようにしてもよい。 Also, well the more the sum of the contact surfaces 34A of the plurality of pin-like support 34 in contact with the substrate P backside, also be increasing the number of pin-like support 34, for example in a specific region of the entire region of the substrate P backside good. 一方で、ピン状支持部34の数を増やしすぎたり、ピン状支持部34の一本あたりの接触面34Aの面積を大きくしすぎると、上面34Aに異物が付着して上面34Aと基板Pとの間に異物が挟み込まれる確率が高くなり、保持した基板Pの平坦度(フラットネス)を維持できない確率が高くなったり、基板ホルダPHの基板Pに対する真空吸着力が弱くなる等の不都合が生じる。 On the other hand, too increase the number of pin-like support 34, and the area of ​​the contact surface 34A per one pin-like support 34 is too large, the top surface 34A and the substrate P adhered foreign matter on the upper surface 34A the higher the probability that foreign matter is sandwiched, the flatness of the held substrate P or the probability can not be maintained (flatness) becomes high, disadvantages such as a vacuum suction force is weakened with respect to the substrate P of the substrate holder PH occurring during . そこで、基板Pの裏面の単位面積あたりの接触面34Aとの接触面積の総量(密度)を20%程度に設定することで、基板Pの平坦度を維持しつつ、基板Pの熱を基板ホルダPH側に効果的に逃がすことができる。 Therefore, by setting the total amount of contact area between the contact surface 34A per unit area of ​​the back surface of the substrate P (the density) to about 20%, while maintaining the flatness of the substrate P, the substrate holder the heat of the substrate P PH can be effectively released it to the side. 露光光ELの照射により基板Pが加熱されて基板Pの温度が1℃変化したとき、その基板Pに接触している液浸領域AR2の液体LQの温度変化量は、上記接触面34Aの上記密度が1〜2%の場合においては、0.1℃程度であるが、上記密度を20%程度とすることで、液体LQの温度変化量を0.09℃程度に軽減することができる。 When the temperature of the substrate P substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL is changed 1 ° C., a temperature variation of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 in contact with the substrate P, the above the contact surface 34A in case a density of 1-2% is the order of 0.1 ° C., by the density of about 20%, it is possible to reduce the temperature variation of the liquid LQ to about 0.09 ° C..

また、基板ホルダPHと基板Pとの間の熱伝導率(熱伝達係数)を向上する手段として、基板ホルダPHのピン状支持部34の高さを低くすることが挙げられる。 As a means for improving the thermal conductivity between the substrate holder PH and the substrate P (the heat transfer coefficient), and the like to lower the pin-like height of the support portion 34 of the substrate holder PH. ピン状支持部34の高さを低くすることで(ピン状支持部34を短くすることで)、基板Pの熱を基板ホルダPH側に効果的に逃がすことができる。 By lowering the height of the pin-shaped support 34 (by shortening the pin-shaped support portion 34), you can escape the heat of the substrate P effective in the substrate holder PH side. 一方で、ピン状支持部34の高さを低くしすぎると、ピン状支持部34とそれに隣接するピン状支持部34との間に異物が入り込んだとき、その異物が基板ホルダPHに保持された基板Pの裏面に接触する確率が高くなり、保持した基板Pの平坦度(フラットネス)を維持できない確率が高くなる。 On the other hand, too low a height of the pin-shaped support 34, when it foreign objects between the pin-like supporting portion 34 adjacent thereto and the pin-like supporting portion 34, the foreign matter is held by the substrate holder PH more likely to be in contact with the back surface of the substrate P has, flatness of the held substrate P is probability can not be maintained (flatness) becomes higher. そこで、ピン状支持部34の高さを10μm程度に設定することで、基板Pの平坦度を維持しつつ、基板Pの熱を基板ホルダPH側に効果的に逃がすことができる。 Therefore, by setting the height of the pin-shaped support 34 to about 10 [mu] m, while maintaining the flatness of the substrate P, the heat of the substrate P can be effectively dissipated that the substrate holder PH side. 露光光ELの照射により基板Pが加熱されて基板Pの温度が1℃変化したとき、その基板Pに接触している液浸領域AR2の液体LQの温度変化量は、上記高さが100μm程度の場合においては、0.1℃程度であるが、上記高さを10μm程度とすることで、液体LQの温度変化量を0.09℃程度に軽減することができる。 When the temperature of the substrate P substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL is changed 1 ° C., a temperature variation of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 in contact with the substrate P, the height of about 100μm in the case of, but is about 0.1 ° C., by a 10μm about the height, it is possible to reduce the temperature variation of the liquid LQ to about 0.09 ° C..

なお、支持部34の数などによって規定される基板Pの裏面の単位面積あたりの接触面34Aの総量(密度)や、支持部34の高さは、支持部34(基材PB)の熱伝導率、露光光ELの照射量、基板Pの材質、基板Pの表面に塗布されているフォトレジスト(感光剤)、その感光剤の上に設けられる保護膜、液体LQの材質、基板P上を流れる液体LQの流速など、種々のパラメータと異物の影響を考慮して、液浸領域AR2の液体LQの温度変化や温度分布などを引き起こさないように最適に設定される。 Incidentally, the back surface total contact surface 34A per unit area of ​​(density) and the substrate P, which is defined by such as the number of the supporting portion 34, the height of the support portion 34 has a thermal conductivity of the support portion 34 (the substrate PB) rate, the dose of the exposure light EL, the material of the substrate P, the photoresist coated on the surface of the substrate P (photosensitive agent), a protective layer provided on the photosensitive material, the liquid LQ of the material, on the substrate P including flow rate of the liquid LQ flowing, in consideration of the influence of various parameters and foreign matter, it is optimally set so as not to cause a temperature change and temperature distribution of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2.

また、図6(a)に示すように、支持部34(基材PB)の上面34Aを、基材PBよりもやわらかい金属材料の層35'で被覆してもよい。 Further, as shown in FIG. 6 (a), the upper surface 34A of the support 34 (substrate PB), it may be coated with a layer 35 'of the soft metal material than the substrate PB. そのような金属材料としては、例えば金、インジウムなどが挙げられる。 Such a metallic material, such as gold, indium and the like. 基板ホルダPHの基板Pとの接触面に設けられる機能層35'を、やわらかい金属材料で形成することで、図6(b)に示すように、基板Pを保持したとき、機能層35'は僅かに押しつぶされるように変形し、基板Pとの接触面積を増加させる。 Functional layer 35 provided on the contact surface between the substrate P of the substrate holder PH ', and by forming a soft metal material, as shown in FIG. 6 (b), when holding the substrate P, the functional layer 35' deformed as slightly crushed, increasing the contact area with the substrate P.

このように、やわらかい金属材料からなる機能層35'を上面34Aに設けることによっても、基板ホルダPHと基板Pとの接触面積を増やすことができる。 Thus, by providing the functional layer 35 'made of a soft metal material on the upper surface 34A, it is possible to increase the contact area with the substrate holder PH and the substrate P. そのため、基板ホルダPHと基板Pとの間の熱伝導率を向上することができる。 Therefore, it is possible to improve the thermal conductivity between the substrate holder PH and the substrate P. したがって、基板Pが露光光ELの照射により加熱しても、その基板Pの熱を基板ホルダPH側に効率良く逃がすことができるので、基板Pの熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQの温度変化や温度分布の発生を抑制することができる。 Therefore, even the substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL, it is possible to efficiently release the heat of the substrate P on the substrate holder PH side, the liquid immersion area AR2 on the substrate P by the heat of the substrate P it is possible to suppress the occurrence of temperature changes and temperature distribution LQ. したがって、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

なお、上述した各実施形態において、基板ホルダPHの内部に冷媒を流す内部流路を形成し、その内部流路に冷媒を流すようにしてもよい。 In each embodiment described above, to form an internal flow path for flowing the refrigerant in the substrate holder PH, it may be supplied to the refrigerant in the internal passage. こうすることにより、基板Pの温度上昇、ひいては基板P上の液体LQの温度変化を抑えることができる。 By doing so, the temperature rise of the substrate P, and be thus suppress the temperature change of the liquid LQ on the substrate P.

以下、本発明の別の実施形態について図7を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to FIG. 7 for another embodiment of the present invention. 以下の説明において上述した実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。 The same reference numerals are the same or equivalent constituent parts as the above-described embodiment in the following description, simplified or omitted.

本実施形態の特徴的な部分は、基板ホルダPHと基板Pとの間の第1空間38に、空気よりも熱伝導率の高い気体を供給可能な気体供給装置80を設け、その気体供給装置80を使って、基板ホルダPHと基板Pとの間に前記気体を介在させる点にある。 The feature of this embodiment, the first one space 38, the provided high thermal conductivity gas to be supplied gas supplying device 80 than air, the gas supply device between the substrate holder PH and the substrate P using 80 lies in interposing said gas between the substrate holder PH and the substrate P. ここで、空気は、露光装置の置かれている環境ガスであって、露光装置EXが収容されているチャンバ装置内部に満たされたガスであり、基板Pよりも上部空間は空気で満たされている。 Here, air is a environmental gas that is placed with an exposure apparatus, a gas filled inside the chamber apparatus in which the exposure apparatus EX is accommodated, the upper space than the substrate P is filled with air there. 空気よりも熱伝導率の高い気体としては、水素又はヘリウムが挙げられる。 As the gas having high heat conductivity than air, and hydrogen or helium. 0℃において、空気の熱伝導率は0.0241W/(m・K)程度であるのに対して、水素の熱伝導率は0.1682W/(m・K)程度、ヘリウムの熱伝導率は0.1422W/(m・K)程度である。 In 0 ° C., while the thermal conductivity of air is 0.0241W / (m · K) or so, the thermal conductivity of hydrogen 0.1682W / (m · K) or so, the thermal conductivity of helium it is a 0.1422W / (m · K) approximately. 本実施形態においては、気体供給装置80はヘリウムを供給する。 In the present embodiment, the gas supply device 80 supplies helium. 第1空間38はヘリウムで置換される。 The first space 38 is replaced with helium.

気体供給装置80は、ヘリウムを送出する気体供給部81と、その一端部を気体供給部81に接続し、他端部を流路43の途中に接続(合流)している供給流路82とを備えている。 The gas supply apparatus 80 includes a gas supply unit 81 for delivering helium, the one end portion connected to the gas supply unit 81, connecting the other end in the middle of the channel 43 (merged) to which the supply channel 82 and It is equipped with a. 供給流路82と流路43との合流部には、流路を切り替えるバルブ83が設けられている。 The merging portion of the supply passage 82 and the passage 43, the valve 83 for switching the flow path is provided. バルブ83によって流路43とバキューム部42とが接続されているとき、流路43と供給流路82(気体供給部81)との間の流路は閉じられ、流路43とバキューム部42との間の流路が閉じられているとき、流路43と供給流路82(気体供給部81)とが接続される。 When a flow path 43 and the vacuum unit 42 by the valve 83 is connected, the flow passage between the passage 43 and the supply passage 82 (gas supply unit 81) is closed, the flow path 43 and the vacuum unit 42 when the flow path between is closed, the passage 43 and supply passage 82 (gas supply unit 81) are connected. そして、バルブ83によって流路43とバキューム部42とを接続した状態で、バキューム部42が駆動することにより、吸引口41を介して第1空間38のガスが吸引され、第1空間38が負圧化されて支持部34に基板Pが吸着保持される。 Then, while connected to a flow path 43 and the vacuum unit 42 by the valve 83, by the vacuum unit 42 is driven, the gas in the first space 38 is sucked through the suction port 41, the first space 38 is negative substrate P to the supporting portion 34 is held by suction is pressurization. 一方、バルブ83によって流路43と気体供給部81とを接続した状態で、気体供給部81が駆動することにより、吸引口41を介して第1空間38に対してヘリウムが供給される。 On the other hand, in a state of connecting the flow passage 43 and the gas supply unit 81 by a valve 83, by the gas supply unit 81 is driven, helium is supplied to the first space 38 through the suction port 41.

第1空間38をヘリウムで置換するとき、制御装置CONTは、まず、バルブ83によって流路43とバキューム部42とを接続した状態で、バキューム部42を駆動し、第1空間38のガスを吸引することで、支持部34に基板Pを吸着保持する。 When the first space 38 replaced with helium, the control unit CONT firstly, in a state of connecting the flow passage 43 and the vacuum unit 42 by the valve 83, and drives the vacuum unit 42, sucking the gas in the first space 38 doing, for attracting and holding the substrate P on the support 34. その後、制御装置CONTは、バルブ43を切り替えて、流路43と気体供給部81とを接続した状態で、気体供給部81を駆動し、第1空間38にヘリウムを供給する。 Thereafter, the control unit CONT, by switching the valve 43, while connecting the passage 43 and the gas supply unit 81, drives the gas supply unit 81, and supplies helium to the first space 38. このとき、制御装置CONTは、第1空間38の負圧が維持される程度に(基板Pの支持部34に対する吸着保持が解除されない程度に)、気体供給部81よりヘリウムを所定量供給する。 At this time, the control unit CONT, a negative pressure to the extent that is maintained (to the extent that suction holding with respect to the supporting portion 34 of the substrate P is not released), a predetermined amount supplied helium from the gas supply portion 81 of the first space 38. そして、上記第1空間38のガスの吸引動作と、第1空間38に対するヘリウムの供給動作とを交互に所定回数繰り返し、第1空間38を負圧に維持することで、第1空間38をヘリウムで満たした状態で基板Pを基板ホルダPHで吸着保持することができる。 Then, Helium the suction operation of the gas in the first space 38, is repeated a predetermined number of times alternately supplying operation of the helium with respect to the first space 38, to maintain the first space 38 to a negative pressure, the first space 38 the substrate P can be sucked and held by the substrate holder PH in a state filled with.

以上説明したように、基板ホルダPHと基板Pとの間の空間38に、空気よりも熱伝導率の高い気体を介在させることによって、基板Pが露光光ELの照射により加熱しても、その基板Pの熱を熱伝導率の高い気体(水素又はヘリウム)を介して基板ホルダPH側に効率良く逃がすことができる。 As described above, the space 38 between the substrate holder PH and the substrate P, by interposing a gas having high heat conductivity than air, even the substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL, the it can be released efficiently to the substrate holder PH side heat of the substrate P via the high thermal conductivity gas (hydrogen or helium). したがって、基板Pの熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQの温度変化や温度分布の発生を抑制することができ、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, the heat of the substrate P can be suppressed the occurrence of temperature changes and temperature distribution of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy.

なお、空間38に満たす気体の温度は、液浸領域AR2の液体LQの温度、ひいては露光装置EXが収容されているチャンバ装置内の温度とほぼ同じ温度であることが好ましい。 The temperature of the gas fill in the space 38, the liquid LQ temperature of the liquid immersion area AR2, is preferably substantially the same temperature as the temperature in the chamber devices being accommodated thus the exposure apparatus EX. 基板Pの下側の空間38の温度と基板P上の液体LQとの温度が異なると、基板P上の液浸領域AR2の液体LQに温度変化や温度分布が生じるが、基板Pの下側の空間38の温度と基板P上の液浸領域AR2の液体LQとの温度とをほぼ同じにすることで、基板P上の液浸領域AR2の液体LQに温度変化や温度分布が生じる不都合を防止することができる。 When the temperature of the liquid LQ on the temperature and the substrate P in the space 38 of the lower substrate P is different, the temperature changes and temperature distribution in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P occurs, the lower substrate P by the temperature of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the temperature and the substrate P in the space 38 of substantially the same, a disadvantage that the temperature changes and temperature distribution in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 is generated on the substrate P it is possible to prevent.

次に、本発明の別の実施形態について図8を参照しながら説明する。 It will be described below with reference to FIG. 8 for another embodiment of the present invention. 本実施形態の特徴的な部分は、基板ホルダPHと基板Pとの間の第1空間38に、空気よりも熱伝導率の高い液体を供給可能な液体供給装置90を設け、その液体供給装置90を使って、基板ホルダPHと基板Pとの間に液体を介在させる点にある。 The feature of this embodiment, the first one space 38, the provided thermal conductivity can be supplied liquid supply device with high liquid having index 90 than air, the liquid supply device between the substrate holder PH and the substrate P using 90 lies in that an intervening liquid between the substrate holder PH and the substrate P. 本実施形態においては、基板ホルダPHと基板Pとの間の第1空間38には、液浸領域AR2を形成するための露光用の液体LQと同じ液体(純水)が満たされる。 In the present embodiment, the first space 38 between the substrate holder PH and the substrate P, the same liquid as the liquid LQ for exposure for forming the liquid immersion area AR2 (pure water) is satisfied. 0℃において、空気の熱伝導率は0.0241W/(m・K)程度であるのに対して、水の熱伝導率は0.561W/(m・K)程度である。 In 0 ° C., the thermal conductivity of air whereas a 0.0241W / (m · K) or so, the thermal conductivity of water is 0.561W / (m · K) or so.

液体供給装置90は、純水を送出する液体供給部91と、その一端部を液体供給部91に接続し、他端部を第1空間38に接続した供給流路92とを備えている。 Liquid supply unit 90 includes a liquid supply unit 91 for delivering pure water, the one end portion connected to the liquid supply section 91, a supply passage 92 which connects the other end to the first space 38. 供給流路92は、Zチルトステージ52及び基板ホルダPHの内部に形成されている。 Supply passage 92 is formed inside the Z tilt stage 52 and the substrate holder PH.

第1空間38を純水で置換するとき、制御装置CONTは、バキューム部42を駆動し、第1空間38のガスを吸引しつつ、液体供給部91より液体(純水)を第1空間38に対して供給する。 When replacing the first space 38 with pure water, the control unit CONT drives the vacuum unit 42 while sucking the gas in the first space 38, the liquid from the liquid supply section 91 (pure water) a first space 38 supplied to. バキューム部42が第1空間38のガスを吸引することで、第1空間38が負圧化され、基板Pは吸着保持される。 By vacuum unit 42 sucks the gas in the first space 38, the first space 38 is negative pressure, the substrate P is held by suction. また、バキューム部42の吸引動作と並行して、液体供給部91より液体(純水)を供給することで、第1空間38は短時間で液体(純水)で満たされる。 In parallel with the suction operation of the vacuum unit 42, by supplying from the liquid supply unit 91 the liquid (pure water), the first space 38 is filled with a liquid (pure water) in a short time. このとき、吸引口41には、液体供給部91より供給された液体が流入するが、流路43の所定位置(バキューム部42の上流側の所定位置)に気液分離器を設けておくことにより、バキューム部42への液体の流入を防止することができる。 At this time, the suction port 41 is liquid supplied from the liquid supply section 91 flows, that you provide a gas-liquid separator in a predetermined position in the flow path 43 (predetermined position on the upstream side of the vacuum unit 42) Accordingly, it is possible to prevent the inflow of liquid into the vacuum section 42.

以上説明したように、基板ホルダPHと基板Pとの間の空間38に、空気よりも熱伝導率の高い液体(純水)を介在させることによって、基板Pが露光光ELの照射により加熱しても、その基板Pの熱を熱伝導率の高い液体(純水)を介して基板ホルダPH側に効率良く逃がすことができる。 As described above, the space 38 between the substrate holder PH and the substrate P, by interposing a liquid (pure water) having high thermal conductivity than air, the substrate P is heated by the irradiation of the exposure light EL also, it is possible to efficiently release the substrate holder PH side through the liquid high heat of the substrate P thermal conductivity (pure water). したがって、基板Pの熱によって基板P上の液浸領域AR2の液体LQの温度変化や温度分布の発生を抑制することができ、露光精度及び計測精度を維持することができる。 Therefore, the heat of the substrate P can be suppressed the occurrence of temperature changes and temperature distribution of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P, it is possible to maintain the exposure accuracy and measurement accuracy. また、基板Pと基板ホルダPHとの間に液体を介在させることにより、液体の表面張力によって、基板Pを基板ホルダPHにより強固に吸着することができる。 Further, by interposing a liquid between the substrate P and the substrate holder PH, the surface tension of the liquid, the substrate P can be firmly adsorbed by the substrate holder PH. これにより、基板Pと基板ホルダPHとの間に異物が挟み込まれても、その異物をある程度押しつぶし、基板Pの平坦度を維持することができる。 Thus, even if foreign matter is sandwiched between the substrate P and the substrate holder PH, it is possible that foreign matter somewhat crushed, to maintain the flatness of the substrate P. また、基板ホルダPHの接触面34A(35A)に対して基板Pの裏面が押し当てられる力が向上されることで、支持部34の上面を変形させて、支持部34の基板Pとの接触面積を増加させることができる。 In addition, by devoted force push back surface of the substrate P to the contact surface 34A of the substrate holder PH (35A) is improved, by deforming the upper surface of the support portion 34, the contact between the substrate P of the support portion 34 area can be increased.

なお、空間38に液体LQを満たす場合、液体LQの液浸領域AR2をギャップAの上方に配置した状態で、バキューム部42などを駆動し、ギャップA及びギャップBを介して液浸領域AR2の液体LQを空間38に流入させるようにしてもよい。 Incidentally, if it meets the liquid LQ to the space 38, in the state in which the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 above the gap A, drives the like vacuum portion 42, the liquid immersion area AR2 via the gap A and the gap B the liquid LQ may be caused to flow into the space 38.

なお、本実施形態においては、基板Pと基板ホルダPHとの間に介在させる液体として、液浸領域AR2を形成するための液体(純水)LQを使用しているが、熱伝導率の高いオイルやグリスであってもよい。 In the present embodiment, as the liquid to be interposed between the substrate P and the substrate holder PH, but using a liquid (pure water) LQ for forming the liquid immersion area AR2, high thermal conductivity an oil or grease may be. 熱伝導率の高い液体を使用することで、基板Pの熱を更に効果的に逃がすことができる。 The use of high thermal conductivity liquid can more effectively release the heat of the substrate P. 一方で、基板Pと基板ホルダPHとの間に介在させる液体と液浸領域AR2を形成するための露光用の液体LQとが異なる場合、基板Pと基板ホルダPHとの間に介在させた液体が例えばギャップAなどを介して液浸領域AR2の液体LQに混入すると、液浸領域AR2の液体が淀んで露光光ELや計測光Laが基板P上に良好に到達しない等の不都合が生じる可能性がある。 On the other hand, if the liquid LQ for exposure to form a liquid and the liquid immersion area AR2 to be interposed between the substrate P and the substrate holder PH is different, the liquid is interposed between the substrate P and the substrate holder PH When mixed in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 but for example via a gap a, possible exposure light EL and the measurement beam La stagnant liquid immersion area AR2 is an inconvenience such as not satisfactorily reach the substrate P caused there is sex. そこで、基板Pと基板ホルダPHとの間に介在させる液体と、液浸領域AR2を形成するための露光用の液体LQとを同じ液体(純水)にすることで、上記不都合の発生を防止することができる。 Therefore, prevention and the liquid to be interposed between the substrate P and the substrate holder PH, the liquid LQ for exposure for forming the liquid immersion area AR2 by the same liquid (pure water), the occurrence of the inconvenience can do.

また、基板Pと基板ホルダPHとの間に介在させる液体の温度は、液浸領域AR2の液体LQの温度、ひいては露光装置EXが収容されているチャンバ装置内の温度とほぼ同じ温度であることが好ましい。 Further, the temperature of the liquid to be interposed between the substrate P and the substrate holder PH, the liquid LQ temperature of the liquid immersion area AR2, a temperature approximately the same as the temperature in the chamber devices being accommodated thus the exposure apparatus EX It is preferred. 基板Pの下側の液体の温度と基板P上の液浸領域AR2の液体LQとの温度が異なると、基板P上で液体LQに温度変化や温度分布が生じるが、基板Pの下側の液体の温度と基板P上の液体LQとの温度とをほぼ同じにすることで、基板P上の液浸領域AR2の液体LQに温度変化や温度分布が生じる不都合を防止することができる。 When the temperature of the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the temperature and the substrate P of the lower liquid of the substrate P is different, the temperature changes and temperature distribution in the liquid LQ on the substrate P occurs, the lower substrate P by the temperature of the liquid LQ on the temperature and the substrate P liquid to almost the same, it is possible to prevent a disadvantage that temperature changes and temperature distribution occurs in the liquid LQ of the liquid immersion area AR2 on the substrate P.

なお、図7と図8の実施形態においては機能層35を併用しているが、機能層35を使わなくても、基板Pと基板ホルダPHとの間に気体や液体を介在させることによって基板Pの熱を効率良く基板ホルダPH側へ逃がすことができる。 The substrate by but a combination of functional layer 35 in the embodiment of FIGS. 7 and 8, without using the functional layer 35, an intervening gas or liquid between the substrate P and the substrate holder PH P heat can to escape to efficiently substrate holder PH side.

また、図7、図8の実施形態において、基板Pと基板ホルダPHとの間の温まった気体や液体が、温まっていない気体や液体と置換できる構成になっていれば、より効率良く基板Pの熱を逃がすことができる。 Further, FIG. 7, in the embodiment of FIG. 8, a gas or liquid when warmed between the substrate P and the substrate holder PH is, if it is configured to be replaced with a gas or liquid that is not warmed more efficiently substrate P it is possible to escape the heat.

また、上述の実施形態において、基板ホルダPHの周壁部33を支持部34とほぼ同じ高さにして、基板Pと接触するようにしてもよい。 Further, in the above embodiments, and the peripheral wall portion 33 of the substrate holder PH at substantially the same height as the supporting portion 34 may be in contact with the substrate P. この場合は、周壁部33の上面33Aにも機能層35を形成することが望ましい。 In this case, it is desirable to form the functional layer 35 to the upper surface 33A of the peripheral wall 33.

また、上述の実施形態においては、複数のピン状支持部34で基板Pを保持する基板ホルダPHを採用しているが、基板ホルダPHの支持部の形状や配置は、上述の実施形態に限るものではない。 In the embodiment described above adopts the substrate holder PH which holds the substrate P at a plurality of pin-like support 34, the shape and arrangement of the supporting portion of the substrate holder PH is limited to the above-described embodiment not.

また、上述の実施形態においては、基板ホルダPHの支持部34の上面に機能層35を形成して、基板Pと基板ホルダPHとの熱伝導率を高くしているが、基板ホルダPHの機能層35の代わりに、基板Pの裏面を基板ホルダPHとの熱伝導率を高めるような材料で被覆してもよい。 Further, in the above-described embodiment, by forming a functional layer 35 on the upper surface of the support portion 34 of the substrate holder PH, but by increasing the thermal conductivity between the substrate P and the substrate holder PH, the function of the substrate holder PH instead of the layer 35 may cover the rear surface of the substrate P with a material that enhances the thermal conductivity of the substrate holder PH. もちろん、基板ホルダPHの機能層35と併用してもよい。 Of course, it may be used in combination with the functional layer 35 of the substrate holder PH.

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

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

なお、上述したように液浸法を用いた場合には、投影光学系の開口数NAが0.9〜1.3になることもある。 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性能が悪化することもあるので、偏光照明を用いるのが望ましい。 Since the when the numerical aperture NA of the projection optical system becomes large, a random polarized light conventionally used as the exposure light sometimes the image formation performance is deteriorated due to the polarization effect, to use a polarized illumination 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を越えるような場合でも高い結像性能を得ることができる。 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, the numerical aperture NA of the projection optical system that exceeds 1.0 it is possible to obtain high imaging performance even when. また、位相シフトマスクや特開平6−188169号公報に開示されているようなラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明法(特にダイボール照明法)等を適宜組み合わせると更に効果的である。 Moreover, it is further effective when combined oblique incidence illumination method, which is adjusted to the longitudinal direction of the line pattern as disclosed in JP-phase shift masks and JP 6-188169 (particularly the dipole illumination method) or the like as appropriate. 特に、直線偏光照明法とダイボール照明法との組み合わせは、ライン・アンド・スペースパターンの周期方向が所定の一方向に限られている場合や、所定の一方向に沿ってホールパターンが密集している場合に有効である。 In particular, the combination of the linearly polarized light illumination method and the dipole illumination method, and if the periodic direction of the line-and-space pattern is limited to a predetermined direction, and densely hole patterns along a predetermined direction it is effective when you are. 例えば、透過率6%のハーフトーン型の位相シフトマスク(ハーフピッチ45nm程度のパターン)を、直線偏光照明法とダイボール照明法とを併用して照明する場合、照明系の瞳面においてダイボールを形成する二光束の外接円で規定される照明σを0.95、その瞳面における各光束の半径を0.125σ、投影光学系PLの開口数をNA=1.2とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度(DOF)を150nm程度増加させることができる。 For example, when illuminating a transmittance of 6% halftone phase shift mask (pattern half pitch of about 45 nm), a combination of the linear polarized illumination method and the the dipole illumination method, forming the dipole at the pupil plane of the illumination system to two-beam 0.95 illumination σ defined by a circumscribed circle of, 0.125Shiguma the radius of each light flux at the pupil plane, and the numerical aperture of the projection optical system PL is NA = 1.2, the random polarized light than used, it is possible to the the depth of focus (DOF) is increased about 150 nm.

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

更に、マスク(レチクル)のラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明(S偏光照明)だけでなく、特開平6−53120号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線(周)方向に直線偏光する偏光照明法と斜入射照明法との組み合わせも効果的である。 Further, the line pattern of the mask (reticle) aligned in the longitudinal direction linearly polarized light illumination (S polarized light illumination) as well, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-53120, of a circle centering on the optical axis the combination of a tangent (circumference) polarized illumination method that linearly polarizes in a direction oblique incidence 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(周期方向が異なるライン・アンド・スペースパターンが混在)する場合には、同じく特開平6−53120号公報に開示されているように、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法とを併用することによって、投影光学系の開口数NAが大きい場合でも高い結像性能を得ることができる。 In particular, when the pattern of a mask (reticle) is not only the line pattern extending in one predetermined direction, line patterns extending in a plurality of different directions in a mixed (periodic direction is different line-and-space pattern mixed) is as also disclosed in Japanese Patent Laid-open No. 6-53120, in the tangential direction of a circle centering on the optical axis by a combination of a polarization illumination method and the zonal illumination method that linearly polarized, the opening of the projection optical system it is possible to obtain high imaging performance even when the number NA is large. 例えば、透過率6%のハーフトーン型の位相シフトマスク(ハーフピッチ63nm程度のパターン)を、光軸を中心とした円の接線方向に直線偏光する偏光照明法と輪帯照明法(輪帯比3/4)とを併用して照明する場合、照明σを0.95、投影光学系PLの開口数をNA=1.00とすると、ランダム偏光光を用いるよりも、焦点深度(DOF)を250nm程度増加させることができ、ハーフピッチ55nm程度のパターンで投影光学系の開口数NA=1.2では、焦点深度を100nm程度増加させることができる。 For example, the transmittance of 6% halftone phase shift mask (pattern half pitch of about 63 nm), polarized illumination method that linearly polarizes light in a direction tangential to a circle centered on the optical axis and the zonal illumination method (zonal ratio 3/4) is illuminated and in combination of the illumination sigma 0.95, and the numerical aperture of the projection optical system PL is NA = 1.00, than using random polarized light, depth of focus (DOF) can be increased by about 250 nm, the numerical aperture NA = 1.2 of the projection optical system by a half pitch 55nm approximately pattern, the depth of focus can be increased by about 100 nm.

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

なお、液体LQの流れによって生じる投影光学系PLの先端の光学素子と基板Pとの間の圧力が大きい場合には、その光学素子を交換可能とするのではなく、その圧力によって光学素子が動かないように堅固に固定してもよい。 Incidentally, if the pressure between the substrate P and the optical element at the tip of the projection optical system PL caused by the flow of the liquid LQ is large, instead of the replaceable its optical element, the optical element is moved by the pressure it may be firmly fixed so as not.

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

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

なお、上記各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。 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、露光装置EXとしては、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で第1パターンの縮小像を投影光学系(例えば1/8縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系)を用いて基板P上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。 Further, As for the exposure apparatus EX, in the first pattern and the first pattern projection optical system a reduced image of the substrate P in a state where substantially stationary (e.g., 1/8 refractive type projection optical system including no catoptric element with a reduction magnification) It can also be applied to an exposure apparatus of a system that full-field exposure of the substrate P using. この場合、更にその後に、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で第2パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。 In this case, further subsequently, a reduced image of the second pattern in a state where the second pattern and the substrate P are substantially stationary with the projection optical system, the one-shot exposure in the first pattern partially superposes the substrate P It can also be applied to a stitching type full-field exposure apparatus that. また、スティッチ方式の露光装置としては、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し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。 Also, the stitching type exposure apparatus, and transferring at least two patterns are partially overlaid and the substrate P, it is also applicable to an exposure apparatus of step-and-stitch type and the substrate P is successively moved.

また、本発明は、特開平10−163099号公報、特開平10−214783号公報、特表2000−505958号公報などに開示されているツインステージ型の露光装置にも適用できる。 Further, the present invention, JP-A 10-163099, JP-A No. 10-214783, JP-can also be applied to a twin stage type exposure apparatus are disclosed in, JP-T-2000-505958.

また、上述の実施形態においては、投影光学系PLと基板Pとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、特開平6−124873号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置にも適用可能である。 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, the present invention is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-124873 even a stage holding a substrate subject to exposure, such as being in an immersion exposure apparatus that moves in the liquid tank is applicable.

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.

本発明の基板保持部材を備えた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 having a substrate holding member of the present invention. 基板保持部材を備えた基板ステージの平面図である。 It is a plan view of a substrate stage having a substrate holding member. 本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部断面図である。 It is a fragmentary cross-sectional view showing one embodiment of a substrate holding member of the present invention. 本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部拡大断面図である。 Is an enlarged cross-sectional view showing an embodiment of a substrate holding member of the present invention. 本発明の基板保持部材の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。 It is an enlarged sectional view showing another embodiment of a substrate holding member of the present invention. 本発明の基板保持部材の別の実施形態を示す要部拡大断面図である。 It is an enlarged sectional view showing another embodiment of a substrate holding member of the present invention. 本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部断面図である。 It is a fragmentary cross-sectional view showing one embodiment of a substrate holding member of the present invention. 本発明の基板保持部材の一実施形態を示す要部断面図である。 It is a fragmentary cross-sectional view showing one embodiment of a substrate holding member of the present invention. 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

33…周壁、34…ピン状支持部、34A…上面(接触面)、35、35'…機能層、35A…表面(接触面)、EL…露光光、EX…露光装置、LQ…液体、P…基板、PH…基板ホルダ(基板保持部材)、PL…投影光学系 33 ... peripheral wall, 34 ... pin-shaped supporting portion, 34A ... upper surface (contact surface), 35, 35 '... functional layer, 35A ... surface (contact surface), EL ... exposure light, EX ... exposure apparatus, LQ ... liquid, P ... substrate, PH ... substrate holder (substrate holding member), PL ... projection optical system

Claims (15)

  1. 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置で使用される、前記基板を保持するための基板保持部材において、 As used in the exposure apparatus which exposes a substrate by radiating an exposure light beam onto the substrate through a projection optical system and a liquid, the substrate holding member for holding said substrate,
    前記基板との接触面が、前記基板保持部材の基材よりも高い面精度で加工可能な材料の層で被覆されていることを特徴とする基板保持部材。 Substrate holding member contacting surface with the substrate, characterized in that it is coated with a layer of processable material with a high surface accuracy than the base material of the substrate holding member.
  2. 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置で使用される、前記基板を保持するための基板保持部材において、 As used in the exposure apparatus which exposes a substrate by radiating an exposure light beam onto the substrate through a projection optical system and a liquid, the substrate holding member for holding said substrate,
    前記基板との接触面を含む前記基板保持部材の表面が、前記基板保持部材の基材よりも熱伝導率が高い材料の層で被覆されていることを特徴とする基板保持部材。 Substrate holding member surface of the substrate holding member including a contact surface with the substrate, characterized in that the thermal conductivity than the base material of the substrate holding member is coated with a layer of high material.
  3. 前記材料は、前記基板との接触面を鏡面加工可能であることを特徴とする請求項1又は2記載の基板保持部材。 The material according to claim 1 or 2 substrate holding member, wherein the contact surface between the substrate can be mirror-finished.
  4. 前記材料は、ポアレス材料を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の基板保持部材。 The material, the substrate holding member of any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a Poaresu material.
  5. 前記材料は、シリコンを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の基板保持部材。 The material, the substrate holding member of any one of claims 1 to 4, characterized in that comprises silicon.
  6. 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置で使用される、前記基板を保持するための基板保持部材において、 As used in the exposure apparatus which exposes a substrate by radiating an exposure light beam onto the substrate through a projection optical system and a liquid, the substrate holding member for holding said substrate,
    前記基板との接触面が、前記基板保持部材の基材よりもやわらかい金属材料の層で被覆されていることを特徴とする基板保持部材。 Substrate holding member contacting surface with the substrate, characterized in that it is coated with a layer of soft metal material than the base material of the substrate holding member.
  7. 前記材料は、前記基板が保持されたときに、前記基板との接触面積が増加するように変形することを特徴とする請求項6記載の基板保持部材。 The material, when the substrate is held, the substrate holding member according to claim 6, wherein the contact area with the substrate, characterized in that the deformation to increase.
  8. 前記材料は金とインジウムとの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項6又は7記載の基板保持部材。 Substrate holding member according to claim 6 or 7, characterized in that it comprises at least one of the said material gold and indium.
  9. 前記基材は、炭化シリコンで形成されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の基板保持部材。 The substrate, the substrate holding member of any one of claims 1-8, characterized in that it is formed by silicon carbide.
  10. 周壁とその周壁の内側に配置された複数のピン状支持部とを有し、 Peripheral wall and a plurality of pin-like support disposed on the inner side of a peripheral wall thereof,
    前記基板との接触面は、前記ピン状支持部の上面を含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項記載の基板保持部材。 Contact surface with the substrate, the substrate holding member of any one of claims 1-9, characterized in that it comprises a top surface of the pin-shaped support portion.
  11. 請求項1〜請求項10のいずれか一項記載の基板保持部材を備えたことを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus comprising the substrate holding member of any one of claims 1 to claim 10.
  12. 投影光学系と液体とを介して基板上に露光光を照射して前記基板を露光する露光装置において、 In an exposure apparatus that exposes a substrate by radiating an exposure light beam onto the substrate through a projection optical system and a liquid,
    前記基板を保持するための基板保持部材を備え、 Includes a substrate holding member for holding said substrate,
    前記基板保持部材と前記基板との間に、空気よりも熱伝導率の高い流体を介在させることを特徴とする露光装置。 Between the substrate and the substrate holding member, an exposure apparatus characterized by interposing a high fluid thermal conductivity than air.
  13. 前記流体は、前記露光用の液体と同一の液体を含むことを特徴とする請求項12記載の露光装置。 The fluid according to claim 12 an exposure apparatus according to, characterized in that it comprises the same liquid and the liquid for the exposure.
  14. 前記流体は水素又はヘリウムを含むことを特徴とする請求項12記載の露光装置。 The fluid exposure apparatus according to claim 12, wherein the containing hydrogen or helium.
  15. 請求項11〜請求項14のいずれか一項記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイス製造方法。 Device manufacturing method comprising using the exposure apparatus according to any one of claims 11 to claim 14.
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