JP2006253456A - Exposure device and method for manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を介して基板を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate through a liquid and a device manufacturing method.
半導体デバイスや液晶表示デバイス等のマイクロデバイスの製造工程の一つであるフォトリソグラフィ工程では、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に投影露光する露光装置が用いられる。この露光装置は、マスクを保持して移動可能なマスクステージと、基板を保持して移動可能な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投影露光するものである。マイクロデバイスの製造においては、デバイスの高密度化のために、基板上に形成されるパターンの微細化が要求されている。この要求に応えるために露光装置の更なる高解像度化が望まれている。その高解像度化を実現するための手段の一つとして、下記特許文献１に開示されているような、投影光学系と基板との間の露光光の光路空間を液体で満たし、投影光学系と液体とを介して基板を露光する液浸露光装置が案出されている。
ところで、露光装置においては、デバイスの生産性向上等を目的として、基板（基板ステージ）の移動速度の高速化が要求される。ところが、基板（基板ステージ）を高速で移動した場合、光路空間に液体を良好に保持することが困難となり、例えば、光路空間に満たされた液体が漏出する可能性がある。液体が漏出すると、周辺部材・機器が腐食したり故障する等の不都合が生じる。また、漏出した液体が液滴となって基板上に残留した場合、その残留した液体（液滴）が気化することによって基板に液体の付着跡（所謂ウォーターマーク）が形成される不都合が生じる可能性もある。また、漏出した液体の気化熱により基板や基板ステージが熱変形したり、露光装置の置かれている環境（湿度、クリーン度等）が変動し、基板上でのパターン重ね合わせ精度等を含む露光精度の劣化を招いたり、干渉計等を使った各種計測精度の劣化を招く虞がある。また、漏出した液体によって基板が濡れると、その濡れた基板を保持する搬送系にも液体が付着し、被害が拡大する虞がある。 By the way, in the exposure apparatus, it is required to increase the moving speed of the substrate (substrate stage) for the purpose of improving device productivity. However, when the substrate (substrate stage) is moved at high speed, it becomes difficult to satisfactorily hold the liquid in the optical path space, and for example, the liquid filled in the optical path space may leak. If the liquid leaks, there will be inconveniences such as corrosion or failure of peripheral members / equipment. In addition, when the leaked liquid becomes droplets and remains on the substrate, the remaining liquid (droplet) is vaporized, which may cause inconvenience that a liquid adhesion mark (so-called watermark) is formed on the substrate. There is also sex. In addition, exposure including the pattern overlay accuracy etc. on the substrate due to thermal deformation of the substrate and the substrate stage due to the heat of vaporization of the leaked liquid and the environment (humidity, cleanliness, etc.) where the exposure apparatus is placed fluctuates. There is a risk that accuracy may be deteriorated and various measurement accuracy using an interferometer or the like may be deteriorated. Further, when the substrate is wetted by the leaked liquid, the liquid may also adhere to the transport system that holds the wet substrate, and damage may be increased.
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、露光光の光路空間に満たされた液体の漏出を防止又は抑制することができる露光装置、及びその露光装置を使ったデバイス製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an exposure apparatus capable of preventing or suppressing leakage of a liquid filled in an optical path space of exposure light, and a device manufacturing method using the exposure apparatus The purpose is to provide.
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。 In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following configurations corresponding to the respective drawings shown in the embodiments. However, the reference numerals with parentheses attached to each element are merely examples of the element and do not limit each element.
本発明の第１の態様に従えば、液体（ＬＱ）を介して基板（Ｐ）に露光光（ＥＬ）を照射して基板（Ｐ）を露光する露光装置において、液体（ＬＱ）を供給する供給口（１２）と、光路空間（Ｋ１）に対して供給口（１２）の外側に設けられ、液体（ＬＱ）を回収する回収口（２２）と、光路空間（Ｋ１）に対して回収口（２２）の外側に設けられ、液体（ＬＱ）を噴射する噴射口（３２）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the liquid (LQ) is supplied in the exposure apparatus that exposes the substrate (P) by irradiating the substrate (P) with the exposure light (EL) through the liquid (LQ). A supply port (12), a recovery port (22) for recovering the liquid (LQ) provided outside the supply port (12) with respect to the optical path space (K1), and a recovery port with respect to the optical path space (K1) An exposure apparatus (EX) provided outside the (22) and provided with an ejection port (32) for ejecting the liquid (LQ) is provided.
本発明の第１の態様によれば、噴射口から液体を噴射することによって、露光光の光路空間に満たされた液体の漏出を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent leakage of the liquid filled in the optical path space of the exposure light by ejecting the liquid from the ejection port.
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。 According to the second aspect of the present invention, a device manufacturing method using the exposure apparatus (EX) of the above aspect is provided.
本発明の第２の態様によれば、光路空間に満たされた液体の漏出が防止された露光装置を使ってデバイスを製造することができる。 According to the second aspect of the present invention, a device can be manufactured using an exposure apparatus in which leakage of the liquid filled in the optical path space is prevented.
本発明によれば、露光光の光路空間に満たされた液体の漏出を防止又は抑制し、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, the leakage of the liquid filled in the optical path space of the exposure light can be prevented or suppressed, and the exposure accuracy and measurement accuracy can be maintained.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージＭＳＴと、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に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージＰＳＴに保持されている基板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。また、制御装置ＣＯＮＴには、露光処理に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲＹが接続されているとともに、制御装置ＣＯＮＴに対して露光処理に関する各種情報を入力可能な入力装置ＩＮＰが接続されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX exposes a mask stage MST that is movable while holding a mask M, a substrate stage PST that is movable while holding a substrate P, and a mask M that is held by the mask stage MST. The operation of the illumination optical system IL that illuminates with EL, the projection optical system PL that projects and exposes the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL onto the substrate P held by the substrate stage PST, and the overall operation of the exposure apparatus EX. And a control device CONT for overall control. The control device CONT is connected to a storage device MRY that stores various types of information related to exposure processing, and is connected to an input device INP that can input various types of information related to exposure processing to the control device CONT.
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、投影光学系ＰＬの像面側における露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすための液浸機構１を備えている。液浸機構１は、光路空間Ｋ１の近傍に設けられ、光路空間Ｋ１に液体ＬＱを供給する供給口１２及び液体ＬＱを回収する回収口２２を有するノズル部材７０と、第１供給管１３を介して供給口１２に液体ＬＱを供給する第１液体供給装置１１と、回収口２２及び回収管２３を介して液体ＬＱを回収する液体回収装置２１とを備えている。後に詳述するように、ノズル部材７０の内部には、供給口１２と第１供給管１３とを接続する流路（供給流路）１４が設けられているとともに、回収口２２と回収管２３とを接続する流路（回収流路）２４が設けられている。ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１を囲むように環状に形成されている。
The exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus to which an immersion method is applied in order to substantially shorten the exposure wavelength to improve the resolution and substantially widen the depth of focus. A
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲを含む基板Ｐ上の一部に、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する局所液浸方式を採用している。露光装置ＥＸは、少なくともマスクＭのパターン像を基板Ｐに転写している間、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１と、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、投影光学系ＰＬと光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱとを介してマスクＭを通過した露光光ＥＬを基板Ｐに照射することによって、マスクＭのパターン像を基板Ｐに投影露光する。制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１の第１液体供給装置１１を使って液体ＬＱを所定量供給するとともに、液体回収装置２１を使って液体ＬＱを所定量回収することで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。
Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment locally places the immersion area LR of the liquid LQ that is larger than the projection area AR and smaller than the substrate P on a part of the substrate P including the projection area AR of the projection optical system PL. A local liquid immersion method is used. The exposure apparatus EX is disposed on the image plane side of the projection optical system PL and the first optical element LS1 closest to the image plane of the projection optical system PL while at least transferring the pattern image of the mask M to the substrate P. The optical path space K1 of the exposure light EL between the substrate P is filled with the liquid LQ, and the exposure light EL that has passed through the mask M is irradiated onto the substrate P through the projection optical system PL and the liquid LQ filled in the optical path space K1. Thus, the pattern image of the mask M is projected and exposed onto the substrate P. The control device CONT supplies a predetermined amount of the liquid LQ using the first
なお、以下の説明においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとが対向している状態で光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている場合を主に説明しているが、基板Ｐ以外の物体（例えば基板ステージＰＳＴの上面９４）が投影光学系ＰＬと対向している状態で光路空間Ｋ１が液体ＬＱで満たされている場合も同様である。 In the following description, the case where the optical path space K1 is filled with the liquid LQ with the projection optical system PL and the substrate P facing each other is mainly described. However, an object other than the substrate P ( The same applies to the case where the optical path space K1 is filled with the liquid LQ with the upper surface 94) of the substrate stage PST facing the projection optical system PL, for example.
また、露光装置ＥＸは、液体ＬＱを噴射する液体噴射機構３を備えている。液体噴射機構３は、ノズル部材７０に設けられ、液体ＬＱを噴射する噴射口３２と、第２供給管３３を介して噴射口３２に液体ＬＱを供給する第２液体供給装置３１とを備えている。後に詳述するように、ノズル部材７０の内部には、噴射口３２と第２供給管３３とを接続する流路（供給流路）３４が設けられている。回収口２２は、光路空間Ｋ１に対して供給口１２の外側に設けられており、噴射口３２は、光路空間Ｋ１に対して回収口２２の更に外側に設けられている。
In addition, the exposure apparatus EX includes a
本実施形態では、露光装置ＥＸとしてマスクＭと基板Ｐとを走査方向に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンを基板Ｐに露光する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）を使用する場合を例にして説明する。以下の説明において、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）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。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。なお、ここでいう「基板」は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）を塗布したものを含み、「マスク」は基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。 In the present embodiment, the exposure apparatus EX uses a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that exposes a pattern formed on the mask M onto the substrate P while moving the mask M and the substrate P synchronously in the scanning direction. An example will be described. In the following description, the synchronous movement direction (scanning direction) of the mask M and the substrate P in the horizontal plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction (non-scanning direction), the X-axis, and A direction perpendicular to the Y-axis direction and coincident with the optical axis AX of the projection optical system PL is defined as a Z-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively. Here, the “substrate” includes a substrate in which a photosensitive material (photoresist) is coated on a base material such as a semiconductor wafer, and the “mask” includes a reticle on which a device pattern to be projected in a reduced scale is formed on the substrate. .
露光装置ＥＸは、床面上に設けられたベースＢＰと、そのベースＢＰ上に設けられたメインコラム９とを備えている。メインコラム９には、内側に向けて突出する上側段部７及び下側段部８が形成されている。照明光学系ＩＬは、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明するものであって、メインコラム９の上部に固定された支持フレーム１０により支持されている。
The exposure apparatus EX includes a base BP provided on the floor surface and a
照明光学系ＩＬは、露光用光源、露光用光源から射出された光束の照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び露光光ＥＬによるマスクＭ上の照明領域を設定する視野絞り等を有している。マスクＭ上の所定の照明領域は照明光学系ＩＬにより均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。照明光学系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。 The illumination optical system IL includes an exposure light source, an optical integrator that equalizes the illuminance of a light beam emitted from the exposure light source, a condenser lens that collects the exposure light EL from the optical integrator, a relay lens system, and the exposure light EL. A field stop for setting an illumination area on the mask M is provided. A predetermined illumination area on the mask M is illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system IL. The exposure light EL emitted from the illumination optical system IL is, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as bright lines (g line, h line, i line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp. Alternatively, vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm) is used. In this embodiment, ArF excimer laser light is used.
本実施形態においては、第１液体供給装置１１と第２液体供給装置３１とは同じ液体ＬＱを供給する。液体ＬＱとしては純水が用いられる。純水はＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。
In the present embodiment, the first
マスクステージＭＳＴは、マスクＭを保持して移動可能である。マスクステージＭＳＴは、マスクＭを真空吸着（又は静電吸着）により保持する。マスクステージＭＳＴの下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）８５が複数設けられている。マスクステージＭＳＴは、エアベアリング８５によりマスクステージ定盤２の上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。マスクステージＭＳＴ及びマスクステージ定盤２の中央部にはマスクＭのパターン像を通過させる開口部がそれぞれ形成されている。マスクステージ定盤２は、メインコラム９の上側段部７に防振装置８６を介して支持されている。すなわち、マスクステージＭＳＴは、防振装置８６及びマスクステージ定盤２を介してメインコラム９の上側段部７に支持された構成となっている。防振装置８６によって、メインコラム９の振動がマスクステージＭＳＴを支持するマスクステージ定盤２に伝わらないように、マスクステージ定盤２とメインコラム９とが振動的に分離されている。
Mask stage MST is movable while holding mask M. Mask stage MST holds mask M by vacuum suction (or electrostatic suction). A plurality of gas bearings (air bearings) 85 which are non-contact bearings are provided on the lower surface of the mask stage MST. Mask stage MST is supported in a non-contact manner on the upper surface (guide surface) of mask
マスクステージＭＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含むマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤの駆動により、マスクＭを保持した状態で、マスクステージ定盤２上において、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方向に微少回転可能である。マスクステージＭＳＴ上には移動鏡８１が設けられている。また、移動鏡８１に対向する位置にはレーザ干渉計８２が設けられている。マスクステージＭＳＴ上のマスクＭの２次元方向の位置、及びθＺ方向の回転角（場合によってはθＸ、θＹ方向の回転角も含む）はレーザ干渉計８２によりリアルタイムで計測される。レーザ干渉計８２の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計８２の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置ＭＳＴＤを駆動し、マスクステージＭＳＴに保持されているマスクＭの位置制御を行う。
The mask stage MST is an optical axis AX of the projection optical system PL on the mask
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、複数の光学素子で構成されており、それら光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、投影倍率βが例えば１／４、１／５、あるいは１／８の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。投影光学系ＰＬを構成する複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１は鏡筒ＰＫより露出している。 The projection optical system PL projects and exposes the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification β, and is composed of a plurality of optical elements, which are held by a lens barrel PK. . In the present embodiment, the projection optical system PL is a reduction system having a projection magnification β of, for example, 1/4, 1/5, or 1/8. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. The projection optical system PL may be any one of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Of the plurality of optical elements constituting the projection optical system PL, the first optical element LS1 closest to the image plane of the projection optical system PL is exposed from the lens barrel PK.
投影光学系ＰＬを保持する鏡筒ＰＫの外周にはフランジＰＦが設けられており、投影光学系ＰＬはフランジＰＦを介して鏡筒定盤５に支持されている。鏡筒定盤５は、メインコラム９の下側段部８に防振装置８７を介して支持されている。すなわち、投影光学系ＰＬは、防振装置８７及び鏡筒定盤５を介してメインコラム９の下側段部８に支持された構成となっている。また、防振装置８７によって、メインコラム９の振動が投影光学系ＰＬを支持する鏡筒定盤５に伝わらないように、鏡筒定盤５とメインコラム９とが振動的に分離されている。
A flange PF is provided on the outer periphery of the lens barrel PK that holds the projection optical system PL, and the projection optical system PL is supported by the lens
基板ステージＰＳＴは、基板Ｐを保持する基板ホルダＰＨを有しており、基板ホルダＰＨを支持して移動可能である。基板ホルダＰＨは、例えば真空吸着等により基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴ上には凹部９３が設けられており、基板Ｐを保持するための基板ホルダＰＨは凹部９３に配置されている。そして、基板ステージＰＳＴのうち凹部９３以外の上面９４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となっている。なお、基板ホルダＰＨに保持された基板Ｐの表面と基板ステージＰＳＴの上面９４との間に僅かな段差があってもよい。
The substrate stage PST has a substrate holder PH that holds the substrate P, and is movable while supporting the substrate holder PH. The substrate holder PH holds the substrate P by, for example, vacuum suction. A
基板ステージＰＳＴの下面には非接触軸受である気体軸受（エアベアリング）８８が複数設けられている。基板ステージＰＳＴは、エアベアリング８８により基板ステージ定盤６の上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。基板ステージ定盤６は、ベースＢＰ上に防振装置８９を介して支持されている。また、防振装置８９によって、ベースＢＰ（床面）やメインコラム９の振動が基板ステージＰＳＴを支持する基板ステージ定盤６に伝わらないように、基板ステージ定盤６とメインコラム９及びベースＢＰ（床面）とが振動的に分離されている。
A plurality of gas bearings (air bearings) 88 that are non-contact bearings are provided on the lower surface of the substrate stage PST. Substrate stage PST is supported in a noncontact manner on the upper surface (guide surface) of substrate
基板ステージＰＳＴは、制御装置ＣＯＮＴにより制御されるリニアモータ等を含む基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤの駆動により、基板Ｐを基板ホルダＰＨを介して保持した状態で、基板ステージ定盤６上でＸＹ平面内で２次元移動可能及びθＺ方向に微小回転可能である。更に基板ステージＰＳＴは、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向にも移動可能である。したがって、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージＰＳＴの側面には移動鏡８３が設けられている。また、移動鏡８３に対向する位置にはレーザ干渉計８４が設けられている。基板ステージＰＳＴ上の基板Ｐの２次元方向の位置、及び回転角はレーザ干渉計８４によりリアルタイムで計測される。また、露光装置ＥＸは、基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出する斜入射方式のフォーカス・レベリング検出系を備えている。レーザ干渉計８４の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。フォーカス・レベリング検出系の検出結果も制御装置ＣＯＮＴに出力される。制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置ＰＳＴＤを駆動し、基板Ｐのフォーカス位置（Ｚ位置）及び傾斜角（θＸ、θＹ）を制御して、基板Ｐの表面を投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して形成される像面に合わせ込むとともに、レーザ干渉計８４の計測結果に基づいて、基板ＰのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向における位置制御を行う。
The substrate stage PST is in the XY plane on the substrate
なお、本実施形態においては、基板ステージＰＳＴに保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出するフォーカス・レベリング検出系は、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２よりも外側で基板Ｐの面位置情報を検出するようになっている。具体的には、フォーカス・レベリング検出系は、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを介さずに、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２よりも外側の基板Ｐの表面に基板Ｐの面位置情報を検出するための検出光を照射するようになっている。図１には、フォーカス・レベリング検出系による検出光Ｌａの照射位置が示されており、走査方向（Ｘ軸方向）に関して光路空間Ｋ１の両側のそれぞれの基板Ｐの表面に検出光Ｌａが照射されるようになっている。もちろん、特開２０００−３２３４０４号公報に開示されているように、投影光学系ＰＬから十分に離れた位置にフォーカス・レベリング検出系を設けて、基板Ｐの面位置情報を液体ＬＱを介さずに検出してもよい。
In the present embodiment, the focus / leveling detection system for detecting the surface position information of the surface of the substrate P held by the substrate stage PST is outside the
液浸機構１の第１液体供給装置１１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット、供給する液体ＬＱの温度を調整する温調装置、及び供給する液体ＬＱを脱気する脱気装置等を備えている。図１には、一例として温調装置１１Ａ及び脱気装置１１Ｂが図示されている。第１液体供給装置１１には第１供給管１３の一端部が接続されており、第１供給管１３の他端部はノズル部材７０に接続されている。第１液体供給装置１１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、第１液体供給装置１１のタンク、加圧ポンプ、フィルタユニット、温調装置、脱気装置等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。
The first
また、第１供給管１３の途中には、第１液体供給装置１１から送出され、投影光学系ＰＬの像面側に供給される液体ＬＱの単位時間当たりの量を制御するマスフローコントローラと呼ばれる流量制御器１９が設けられている。流量制御器１９による液体供給量の制御は制御装置ＣＯＮＴの指令信号のもとで行われる。
Further, in the middle of the
液浸機構１の液体回収装置２１は、真空ポンプ等の真空系、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。液体回収装置２１には回収管２３の一端部が接続されており、回収管２３の他端部はノズル部材７０に接続されている。液体回収装置２１の液体回収動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、液体回収装置２１の真空系、気液分離器、タンク等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。
The
液体噴射機構３の第２液体供給装置３１は、液体ＬＱを収容するタンク、加圧ポンプ、供給する液体ＬＱ中の異物を取り除くフィルタユニット、供給する液体ＬＱの温度を調整する温調装置、及び供給する液体ＬＱを脱気する脱気装置等を備えている。図１には、一例として温調装置３１Ａ及び脱気装置３１Ｂが図示されている。第２液体供給装置３１には第２供給管３３の一端部が接続されており、第２供給管３３の他端部はノズル部材７０に接続されている。第２液体供給装置３１の液体供給動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。なお、第２液体供給装置３１のタンク、加圧ポンプ、フィルタユニット、温調装置、脱気装置等は、その全てを露光装置ＥＸが備えている必要はなく、露光装置ＥＸが設置される工場等の設備を代用してもよい。
The second
また、液体噴射機構３は、第２供給管３３の流路の途中に設けられ、第２液体供給装置３１からノズル部材７０の噴射口３２に供給される液体ＬＱの単位時間当たりの量を調整可能な調整装置３８を備えている。調整装置３８としては、例えば上述のマスフローコントローラを用いることができる。制御装置ＣＯＮＴは、調整装置３８を使って、噴射口３２に対する単位時間当たりの液体供給量を調整することによって、噴射口３２より噴射される液体ＬＱの単位時間当たりの量を調整可能である。ここで、以下の説明においては、噴射口３２より噴射される液体ＬＱの量を適宜、「噴射量」と称する。
The
また、制御装置ＣＯＮＴは、調整装置３８を使って、噴射口３２に対する単位時間当たりの液体供給量を調整することにより、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速を調整することができる。本実施形態においては、噴射口３２より噴射される液体ＬＱの流速が、供給口１２より供給される液体ＬＱの流速よりも十分に大きくなるように調整される。
Further, the control device CONT can adjust the flow rate of the liquid LQ ejected from the
また上述したように、本実施形態においては、第１液体供給装置１１と第２液体供給装置３１とは同じ液体ＬＱを送出しており、第１液体供給装置１１から送出され、供給口１２より供給される液体ＬＱの温度と、第２液体供給装置３１から送出され、噴射口３２より噴射される液体ＬＱの温度とはほぼ同じ値に設定されている。
Further, as described above, in the present embodiment, the first
また、供給口１２より供給される液体の溶存気体濃度と、噴射口３２より噴射される液体の溶存気体濃度ともほぼ同じ値（５ｐｐｍ以下）に設定されており、露光光ＥＬの光路中における気泡の発生や透過率の低下が抑制されている。
Further, the dissolved gas concentration of the liquid supplied from the
ノズル部材７０は支持機構９１に支持されており、支持機構９１はメインコラム９の下側段部８に接続されている。ノズル部材７０を支持機構９１を介して支持しているメインコラム９と、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫをフランジＰＦを介して支持している鏡筒定盤５とは、防振装置８７を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材７０で発生した振動が投影光学系ＰＬに伝達されることは防止されている。また、メインコラム９と、基板ステージＰＳＴを支持している基板ステージ定盤６とは、防振装置８９を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材７０で発生した振動がメインコラム９及びベースＢＰを介して基板ステージＰＳＴに伝達されることが防止されている。また、メインコラム９と、マスクステージＭＳＴを支持しているマスクステージ定盤２とは、防振装置８６を介して振動的に分離されている。したがって、ノズル部材７０で発生した振動がメインコラム９を介してマスクステージＭＳＴに伝達されることが防止されている。
The
次に、図２〜図５を参照しながら、ノズル部材７０について説明する。図２はノズル部材７０近傍を示す概略斜視図の一部破断図、図３はノズル部材７０を下側から見た斜視図、図４はＹＺ平面と平行な側断面図、図５はＸＺ平面と平行な側断面図である。
Next, the
ノズル部材７０は、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＬＳ１の近傍に設けられている。ノズル部材７０は環状部材であって、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において第１光学素子ＬＳ１を囲むように配置されている。ノズル部材７０は、その中央部に投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）を配置可能な穴部７０Ｈを有している。ノズル部材７０は、複数の部材を組み合わせて構成されており、全体として平面視略円形状に形成されている。なお、ノズル部材７０は一つの部材によって構成されていてもよい。
The
ノズル部材７０の穴部７０Ｈの内側面７０Ｔは、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴと対向して、第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴに沿うようにすり鉢状に形成されている。具体的には、第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴ及びノズル部材７０の内側面７０Ｔは、光路空間Ｋ１の外側から内側に向かうにつれて基板Ｐとの間隔（距離）が小さくなるように傾斜している。そして、ノズル部材７０の内側面７０Ｔと第１光学素子ＬＳ１の側面ＬＴとの間には所定のギャップＧ１が設けられている。ギャップＧ１が設けられていることにより、ノズル部材７０で発生した振動が、投影光学系ＰＬ（第１光学素子ＬＳ１）側に直接的に伝達することが防止されている。
The
ノズル部材７０は、Ｚ軸方向に関して、投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間に配置される底板部７０Ｄを有している。底板部７０Ｄの中央部には、露光光ＥＬが通過する開口部７４が形成されている。開口部７４は、露光光ＥＬが照射される投影領域ＡＲよりも大きく形成されている。本実施形態においては、開口部７４は平面視略十字状に形成されている。なお開口部７４は、十字状に限られず、投影領域ＡＲと合わせた矩形状であってもよい。底板部７０Ｄは、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１及び基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）とは接触しないように設けられている。そして、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と底板部７０Ｄの上面との間には、所定のギャップＧ２を有する空間が設けられている。以下の説明においては、第１光学素子ＬＳ１の下面Ｔ１と底板部７０Ｄの上面との間の空間を含むノズル部材７０の内側の空間を適宜、「内部空間Ｇ２」と称する。
The
ノズル部材７０のうち、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面と対向する下面７５は、ＸＹ平面と平行な平坦面となっている。ノズル部材７０の下面７５には、底板部７０Ｄの下面が含まれる。ここで、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面はＸＹ平面とほぼ平行であるため、ノズル部材７０の下面７５は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面と対向するように、且つ基板Ｐの表面と略平行となるように設けられた構成となっている。
Of the
ノズル部材７０は、液体ＬＱを供給する供給口１２、及び液体ＬＱを回収する回収口２２を備えている。また、ノズル部材７０は、供給口１２に接続する供給流路１４、及び回収口２２に接続する回収流路２４を備えている。また、図２〜図５においてはその図示を省略若しくは簡略しているが、供給流路１４は第１供給管１３の他端部と接続され、回収流路２４は回収管２３の他端部と接続される。
The
供給流路１４は、ノズル部材７０の内部を傾斜方向に沿って貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。供給流路１４は、光路空間Ｋ１の外側から内側に向かうにつれて基板Ｐとの間隔（距離）が小さくなるように傾斜しており、本実施形態においては、内側面７０Ｔとほぼ平行に設けられている。また、本実施形態においては、供給流路１４は、光路空間Ｋ１（投影領域ＡＲ）に対してＹ軸方向両側のそれぞれに設けられている。そして、供給流路（貫通孔）１４の上端部と第１供給管１３の他端部とが接続され、これにより、供給流路１４が第１供給管１３を介して第１液体供給装置１１に接続される。一方、供給流路１４の下端部は、第１光学素子ＬＳ１と底板部７０Ｄとの間の内部空間Ｇ２に接続されており、この供給流路１４の下端部が供給口１２となっている。供給口１２は、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１の外側において、光路空間Ｋ１を挟んだＹ軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。供給口１２は、内部空間Ｇ２に液体ＬＱを供給可能である。
The
また、ノズル部材７０は、内部空間Ｇ２の気体を外部空間（大気空間）Ｋ３に排出（排気）する排出口１６と、排出口１６に接続する排出流路１５とを備えている。排出流路１５は、ノズル部材７０の内部を傾斜方向に沿って貫通するスリット状の貫通孔によって形成されている。排出流路１５は、光路空間Ｋ１の外側から内側に向かうにつれて基板Ｐとの間隔（距離）が小さくなるように傾斜しており、本実施形態においては、内側面７０Ｔとほぼ平行に設けられている。また、本実施形態においては、排出流路１５は、光路空間Ｋ１（投影領域ＡＲ）に対してＸ軸方向両側のそれぞれに設けられている。そして、排出流路（貫通孔）１５の上端部は外部空間（大気空間）Ｋ３に接続されており、大気開放された状態となっている。一方、排出流路１５の下端部は、第１光学素子ＬＳ１と底板部７０Ｄとの間の内部空間Ｇ２に接続されており、この排出流路１５の下端部が排出口１６となっている。排出口１６は、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１の外側において、光路空間Ｋ１を挟んだＸ軸方向両側のそれぞれの所定位置に設けられている。排出口１６は、内部空間Ｇ２の気体、すなわち投影光学系ＰＬの像面周囲の気体と接続されている。したがって、内部空間Ｇ２の気体は、排出口１６を介して、排出流路１５の上端部より、外部空間（大気空間）Ｋ３に排出（排気）可能となっている。なお、内部空間Ｇ２に接続された排気流路１５の上端を吸引装置と接続して、内部空間Ｇ２の気体を強制的に排出するようにしてもよい。
The
底板部７０Ｄは、供給口１２から供給された液体ＬＱの流れをガイドするガイド部材としての機能を有している。底板部７０Ｄは、供給口１２から供給された液体ＬＱが、排出口１６が設けられている位置又はその近傍に向かって流れるようにガイドする。
The
ノズル部材７０は、下向きに開口する空間部２４を有している。回収口２２は、空間部２４の開口部によって構成されている。また、回収流路は空間部２４によって構成されている。空間部２４は、光路空間Ｋ１に対して供給流路１４及び排出流路１５の外側に設けられている。そして、回収流路（空間部）２４の一部と回収管２３の他端部とがノズル部材７０の側面において接続されている。
The
回収口２２は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐの表面と対向する位置に設けられている。基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面とノズル部材７０に設けられた回収口２２とは所定距離だけ離れている。回収口２２は、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１に対して供給口１２の外側に設けられており、光路空間Ｋ１（投影領域ＡＲ）及び供給口１２を囲むように環状に形成されている。すなわち、光路空間Ｋ１に対して供給口１２の外側に回収口２２が設けられた構成となっている。本実施形態においては、回収口２２は平面視円環状に形成されている。なお、回収口２２は平面視円環状に限らず、例えば平面視矩形環状であってもよい。
The
ノズル部材７０は、回収口２２を覆うように配置された、複数の孔を有する多孔部材２５を備えている。本実施形態においては、多孔部材２５は複数の孔を有したメッシュ部材により構成されている。多孔部材２５としては、例えば略六角形状の複数の孔からなるハニカムパターンを形成されたメッシュ部材やチタンなどの板状部材に多数の孔を形成したメッシュ部材、あるいはセラミックス製の多孔部材によって構成可能である。
The
多孔部材２５は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐと対向する下面２５Ｂを有している。多孔部材２５の基板Ｐと対向する下面２５Ｂはほぼ平坦である。多孔部材２５は、その下面２５Ｂが基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面（すなわちＸＹ平面）とほぼ平行になるように回収口２２に設けられている。また、多孔部材２５は、その下面２５Ｂとノズル部材７０の下面７５とがＺ軸方向においてほぼ同じ位置（高さ）になるように、且つ下面２５Ｂとノズル部材７０の下面７５とが連続するように、回収口２２に設けられている。液体ＬＱは、回収口２２に配置された多孔部材２５を介して回収される。
The
次に、液体噴射機構３について説明する。ノズル部材７０は、液体ＬＱを噴射する噴射口３２を備えている。ノズル部材７０は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐの表面と対向する下面７５を有しており、噴射口３２は下面７５に設けられている。したがって、噴射口３２は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの上方において、その基板Ｐの表面と対向する位置に設けられた構成となっている。基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面とノズル部材７０の下面７５に設けられた噴射口３２とは所定距離だけ離れている。
Next, the
噴射口３２は、投影光学系ＰＬの像面側の光路空間Ｋ１に対して回収口２２の外側に設けられており、光路空間Ｋ１（投影領域ＡＲ）、及び回収口２２を囲むように環状に設けられている。本実施形態においては、噴射口３２は平面視円環状に形成され、所定のスリット幅Ｄ１（図４参照）を有するスリット状に形成されている。なお、噴射口３２は平面視円環状に限らず、例えば平面視矩形環状であってもよい。
The
ノズル部材７０は、噴射口３２に液体ＬＱを供給する供給流路３４を有している。供給流路３４はノズル部材７０の内部に設けられており、その下端部は噴射口３２に接続されている。また、供給流路３４の一部には第２供給管３３の他端部が接続されている。
The
供給流路３４は、噴射口３２に接続する第１流路部３４Ａと、第１流路部３４Ａよりも大きいバッファ空間３７を含む第２流路部３４Ｂとを有している。第２流路部３４Ｂは、光路空間Ｋ１に対して第１流路部３４Ａの外側に設けられており、第２供給管３３と接続されている。第１流路部３４Ａは、傾斜領域と、光路空間Ｋ１に対して傾斜領域よりも外側に設けられた水平領域とを有している。第１流路部３４Ａの傾斜領域は、光路空間Ｋ１の外側から内側に向かうにつれて、すなわち光路空間Ｋ１に近づくにつれて基板Ｐとの間隔（距離）が漸次小さくなるように傾斜している。そして、第１流路部３４Ａの傾斜領域の下端部が噴射口３２となっている。本実施形態においては、第１流路部３４Ａの傾斜領域は、基板ステージＰＳＴに保持された基板Ｐの表面（ＸＹ平面）に対して所定角度（例えば３０°程度）傾斜している。第１流路部３４Ａの水平領域は、ＸＹ平面とほぼ平行に設けられており、第１流路部３４Ａの傾斜領域の上端部と第２流路部３４Ｂのバッファ空間３７とを接続している。
The
第１流路部３４Ａの傾斜領域は、環状のスリット状に形成された噴射口３２に対応するように、ＸＹ平面に沿った断面視において環状に形成されたスリット状の流路である。傾斜領域の上端部近傍の流路の幅は広く、噴射口３２に向かうにつれて漸次狭くなるように設けられている。そして、傾斜領域の下端部は、噴射口３２のスリット幅Ｄ１とほぼ同じ幅を一様に有したスリット状の流路となっている。バッファ空間３７は、光路空間Ｋ１に対して第１流路部３４Ａの水平領域の外側に設けられ、第１流路部３４Ａの水平領域を囲むように環状に形成された空間であり、第１流路部３４Ａの幅よりも十分に大きい幅Ｄ２（図４参照）を一様に有している。
The inclined area of the first
すなわち、供給流路３４は、Ｚ軸方向において幅Ｄ２を有するバッファ空間３７を含む第２流路部３４Ｂと、第２流路部３４Ｂよりも流路下流側に設けられ、幅Ｄ２よりも小さい幅を有する第１流路部３４Ａとを有した構成となっている。第１流路部３４Ａは、流路上流側に設けられたバッファ空間３７よりも狭められた構成となっている。
That is, the
バッファ空間３７を含む第２流路部３４Ｂには第２供給管３３の他端部が接続される。本実施形態においては、供給流路３４の第２流路部３４Ｂと第２供給管３３との接続位置は、ノズル部材７０の側面において周方向（θＺ方向）にほぼ等間隔で複数設定されており、それら複数の接続位置のそれぞれに第２供給管３３の他端部が接続されている。なお図では、供給流路３４の第２供給管３３との接続位置は４箇所のように示されているが、例えば８箇所など任意の複数の位置に設定されてよい。噴射口３２と第２液体供給装置３１とは、供給流路３４及び第２供給管３３を介して接続されている。
The other end of the
第２液体供給装置３１から送出された液体ＬＱは、第２供給管３３を介して供給流路３４のうちバッファ空間３７を含む第２流路部３４Ｂに流入した後、第２流路部３４Ｂ及び第１流路部３４Ａを介して噴射口３２に供給される。第２流路部３４Ｂ及び第１流路部３４Ａを含む供給流路３４より噴射口３２に供給された液体ＬＱは、噴射口３２よりノズル部材７０の外部に噴射される。
The liquid LQ delivered from the second
このとき、第１流路部３４Ａの傾斜領域の幅は、噴射口３２に向かうにつれて漸次狭くなっているため、第２流路部３４Ｂのバッファ空間３７を介して第１流路部３４Ａの傾斜領域の上端部に流入した液体ＬＱは、ノズル効果によりその流速を高めつつ噴射口３２に向かって流れ、噴射口３２より所定の流速で噴射される。
At this time, since the width of the inclined region of the first
また、第１流路部３４Ａの傾斜領域は、光路空間Ｋ１に近づくにつれて基板Ｐとの間隔（距離）が漸次小さくなるように所定角度（３０°程度）傾斜しており、第１流路部３４Ａの傾斜領域の下端部に設けられた噴射口３２は、光路空間Ｋ１に向けて傾斜方向に液体ＬＱを噴射する。
The inclined region of the first
また、バッファ空間３７は、第２液体供給装置３１から第２供給管３３を介して供給された液体ＬＱのエネルギー（圧力、流速）を分散して均一化し、バッファ空間３７から第１流路部３４Ａに流入する液体ＬＱの単位時間当たりの量（流速）を、スリット状の流路である第１流路部３４Ａの各位置において均一化する。バッファ空間３７を設けたことにより、液体噴射機構３は、バッファ空間３７を含む第２流路部３４Ｂ及び第１流路部３４Ａを介して噴射口３２に供給された液体ＬＱを、スリット状の噴射口３２からほぼ均一に噴射することができる。つまり、バッファ空間３７が設けられていない場合、第１流路部３４Ａを流れる単位時間当たりの液体ＬＱの量は、第２供給管３３の他端部が接続された位置近傍のほうがその他の位置より多くなるため、所定長さに形成されたスリット状の噴射口３２の各位置において噴射される液体ＬＱの単位時間当たりの噴射量（流速）が不均一となる場合がある。しかしながら、バッファ空間３７を設けて第２供給管３３から供給された液体ＬＱのエネルギーを分散して均一化することによって、第１流路部３４Ａを介してスリット状の噴射口３２の各位置に供給される液体ＬＱの流量（流速）を均一化することができ、液体ＬＱは、円環状のスリット状の噴射口３２の各位置においてほぼ均一な噴射量で噴射される。
Further, the
また、第２液体供給装置３１は脱気装置３１Ｂを有しているので、液体噴射機構３は、脱気装置３１Ｂを使って、噴射口３２から噴射される液体ＬＱ中の気体成分を低減することができる。
In addition, since the second
図６は、第２液体供給装置３１に設けられている脱気装置３１Ｂの一例を示す概略構成図である。なお、第１液体供給装置１１に設けられている脱気装置１１Ｂも、第２液体供給装置３１の脱気装置３１Ｂと同等の構成を有する。図６において、脱気装置３１Ｂは、ハウジング１７１と、ハウジング１７１の内部に空間１７３を介して収容された中空糸束１７２とを備えている。中空糸束１７２は、複数のストロー状の中空糸膜１７４を互いに平行に束ねたものである。各中空糸膜１７４は、疎水性が高く気体透過性に優れた素材（例えば、ポリ４メチルペンテン１）で形成されている。ハウジング１７１の両端には真空キャップ部材１７５ａ、１７５ｂが固定されており、ハウジング１７１の両端外側に密閉空間１７６ａ、１７６ｂを形成している。真空キャップ部材１７５ａ、１７５ｂには不図示の真空ポンプに接続された脱気口１７７ａ、１７７ｂが設けられている。また、ハウジング１７１の両端には、中空糸束１７２の両端のみが密閉空間１７６ａ、１７６ｂに連結されるように封止部１７８ａ、１７８ｂが形成されている。脱気口１７７ａ、１７７ｂには真空ポンプが接続されており、制御装置ＣＯＮＴは真空ポンプを駆動することで各中空糸膜１７４の内側を減圧状態にすることができる。また、中空糸束１７２の内部には、未だ脱気処理されていない液体ＬＱを流入させるための管１７９が設けられている。管１７９には複数の液体供給穴１８０が設けられており、封止部１７８ａ、１７８ｂ及び中空糸束１７２で囲まれた空間１８１に、液体供給穴１８０から液体ＬＱが供給される。液体供給穴１８０から空間１８１への液体ＬＱの供給を続けると、液体ＬＱは平行に束ねた中空糸膜１７４の層を横切るように外側へ向かって流れ、中空糸膜１７４の外表面と接触する。上述したように、中空糸膜１７４のそれぞれは、疎水性が高く気体透過性に優れた素材で形成されているので、液体ＬＱは中空糸膜１７４の内側に入ることなく、各中空糸膜１７４の間を通って中空糸束１７２の外側の空間１７３に移動する。一方、液体ＬＱ中に溶解している気体（分子）は、中空糸膜１７４の内側が減圧状態（２０Ｔｏｒｒ程度）になっているので、各中空糸膜１７４の内側へ移動する（吸収される）。このように、中空糸膜１７４の層を横切る間に液体ＬＱから除去（脱気）された気体成分は、矢印１８３で示すように、中空糸束１７２の両端から密閉空間１７６ａ、１７６ｂ介して脱気口１７７ａ、１７７ｂから排出される。また、脱気処理された液体ＬＱは、ハウジング１５１に設けられた液体出口１８２を介して第２供給管３３（噴射口３２）に供給される。本実施形態においては、脱気装置３１Ｂは、液体ＬＱの溶存気体濃度が５ｐｐｍ以下となるように脱気を行う。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a
次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いてマスクＭのパターン像を基板Ｐに露光する方法について説明する。 Next, a method for exposing the pattern image of the mask M onto the substrate P using the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described.
露光光ＥＬの光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たすために、制御装置ＣＯＮＴは、第１液体供給装置１１及び液体回収装置２１のそれぞれを駆動する。制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで第１液体供給装置１１から送出された液体ＬＱは、第１供給管１３を流れた後、ノズル部材７０の供給流路１４を介して、供給口１２より投影光学系ＰＬの第１光学素子ＬＳ１と底板部７０Ｄとの間の内部空間Ｇ２に供給される。内部空間Ｇ２に液体ＬＱが供給されることにより、内部空間Ｇ２に存在していた気体部分は排出口１６や開口部７４を介して外部に排出される。したがって、内部空間Ｇ２に対する液体ＬＱの供給開始時に、内部空間Ｇ２に気体が留まってしまうといった不都合を防止することができ、光路空間Ｋ１の液体ＬＱ中に気体部分（気泡）が生成される不都合を防止することができる。
In order to fill the optical path space K1 of the exposure light EL with the liquid LQ, the control device CONT drives each of the first
内部空間Ｇ２に供給された液体ＬＱは、ノズル部材７０の開口部７４を介して下面７５と基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との間の空間に流入し、光路空間Ｋ１を満たす。このとき、制御装置ＣＯＮＴの制御のもとで駆動されている液体回収装置２１は、単位時間当たり所定量の液体ＬＱを回収している。ノズル部材７０の下面７５と基板Ｐとの間の空間の液体ＬＱは、ノズル部材７０の回収口２２を介して回収流路２４に流入し、回収管２３を流れた後、液体回収装置２１に回収される。
The liquid LQ supplied to the internal space G2 flows into the space between the
ここで、供給口１２から内部空間Ｇ２に対して供給された液体ＬＱは、底板部７０Ｄに形成された開口部７４の内側面にガイドされつつ露光光ＥＬの光路空間Ｋ１（投影領域ＡＲ）に向かって流れた後、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１の外側に向かって流れるので、仮に液体ＬＱ中に気体部分（気泡）が生成されても、液体ＬＱの流れによって、その気泡を露光光ＥＬの光路空間Ｋ１の外側に排出することができる。そして、本実施形態においては、底板部７０Ｄは、液体ＬＱを排出口１６に向けて流すので、液体ＬＱ中に存在している気体部分（気泡）は、排出口１６を介して外部空間Ｋ３に円滑に排出される。また、液浸機構１は、液体ＬＱを開口部７４の内側面でガイドしつつ流すことにより、露光光ＥＬの光路空間Ｋ１内において、渦流が生成されることを抑制している。
Here, the liquid LQ supplied from the
以上のように、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って、光路空間Ｋ１に液体ＬＱを所定量供給するとともに基板Ｐ上の液体ＬＱを所定量回収することで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たし、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しながらマスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬ及び光路空間Ｋ１の液体ＬＱを介して基板Ｐ上に投影露光する。
As described above, the control device CONT uses the
制御装置ＣＯＮＴは、供給口１２から液体ＬＱを供給するときに、液体噴射機構３の第２液体供給装置３１を駆動する。制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの走査露光中に噴射口３２の液体噴射動作を継続する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って光路空間Ｋ１に対する液体ＬＱの供給動作及び回収動作を行っている最中、あるいは、供給動作及び回収動作が停止していても、液浸領域ＬＲが形成されている最中には、液体噴射機構３の第２液体供給装置３１の駆動を継続する。
The control device CONT drives the second
上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しつつ露光を行う走査型露光装置である。具体的には、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して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。このような走査型露光装置において、例えば走査速度（スキャン速度）の高速化に伴って、回収口２２を介して液体ＬＱを十分に回収することができず、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱが光路空間Ｋ１に対して回収口２２よりも外側へ漏出する可能性がある。例えば、図７（Ａ）の模式図に示す初期状態から、液浸領域ＬＲに対して基板Ｐを＋Ｘ方向に所定速度で所定距離だけスキャン移動し、図７（Ｂ）に示すように、液浸領域ＬＲの液体ＬＱとその外側の空間との界面ＬＧが移動したとする。スキャン速度を高速化した場合、液界面ＬＧの移動速度が大きくなったり、あるいは界面ＬＧの形状が大きく変化して、液体ＬＱが回収口２２の外側に漏出する可能性がある。特に、液体ＬＱは基板Ｐの移動方向前方側（図７においては＋Ｘ側）に漏出する可能性が高くなる。
As described above, the exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus that performs exposure while relatively moving the projection optical system PL and the substrate P. Specifically, the exposure apparatus EX projects and exposes the pattern image of the mask M onto the substrate P while moving the mask M and the substrate P in the X-axis direction (scanning direction) with respect to the projection optical system PL. In such a scanning exposure apparatus, for example, as the scanning speed (scanning speed) increases, the liquid LQ cannot be sufficiently recovered through the
本実施形態においては、制御装置ＣＯＮＴは、噴射口３２を介した液体ＬＱの噴射動作を行うことで、噴射した液体ＬＱの力によって投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏出や、液浸領域ＬＲの巨大化を防止する。
In the present embodiment, the control device CONT performs the ejection operation of the liquid LQ via the
図８は液体噴射機構３の動作を説明するための要部を拡大した模式図である。図８に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給装置３１を駆動して、光路空間Ｋ１を囲むように形成された回収口２２の内側に液体ＬＱ（液浸領域ＬＲ）を閉じこめるように、光路空間Ｋ１に対して回収口２２の外側に設けられた噴射口３２より液体ＬＱを噴射する。
FIG. 8 is an enlarged schematic view of a main part for explaining the operation of the
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、第２液体供給装置３１を駆動して、単位時間当たり所定量の液体ＬＱの送出する。第２液体供給装置３１から送出された液体ＬＱは、第２供給管３３を介して、ノズル部材７０の供給流路３４の第２流路部３４Ｂに流入する。第２流路部３４Ｂに流入した液体ＬＱは、第２流路部３４Ｂのバッファ空間３７を介して第１流路部３４Ａに流入し、第１流路部３４Ａの下端部に設けられた噴射口３２に供給される。上述のように、供給流路３４の途中にバッファ空間３７が設けられていることにより、バッファ空間３７を含む供給流路３４を介してスリット状の噴射口３２に供給された液体ＬＱは、噴射口３２の各位置からほぼ均一に噴射される。また、第１流路部３４Ａの傾斜領域の流路の幅は、噴射口３２に向かうにつれて漸次狭くなっているので、液体ＬＱは高い流速で噴射口３２より噴射される。
Specifically, the control device CONT drives the second
噴射口３２は、光路空間Ｋ１に向けて傾斜方向に基板Ｐに対して液体ＬＱを噴射するようになっており、本実施形態においては、基板Ｐのうち回収口２２と対向する領域、すなわち基板Ｐのうち回収口２２の直下の領域に向けて液体ＬＱを噴射する。ここで、液浸領域ＬＲの液体ＬＱとその外側の空間との界面ＬＧは、回収口２２と基板Ｐとの間に形成されるため、噴射口３２より噴射された液体ＬＱは、液浸領域ＬＲの液体ＬＱの界面ＬＧ（界面ＬＧの下端部）に当たる。これにより、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱ（液体ＬＱの界面ＬＧ）が、光路空間Ｋ１の外側に移動しようとしても、噴射口３２から噴射された液体ＬＱの力によって、光路空間Ｋ１を含む所定空間の外側への液体ＬＱの漏出を防止することができる。ここで、所定空間とは、投影光学系ＰＬの像面側の空間であって、光路空間Ｋ１に対して回収口２２よりも内側の空間を含む。
The
すなわち、基板Ｐが所定方向（例えば＋Ｘ方向）に移動する場合、液体ＬＱは基板Ｐの移動方向前方側（＋Ｘ側）に漏出する可能性が高いが、光路空間Ｋ１に対して基板Ｐの移動方向前方側（＋Ｘ側）にある噴射口３２から噴射された液体ＬＱによって、漏出しようとする液体ＬＱに逆方向の運動量を与えることができる。換言すれば、漏出しようとする液体ＬＱに対して、漏出方向前方側から液体ＬＱを噴射することにより、その液体ＬＱに逆方向の運動量を与えることができる。これにより、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏出を防止することができる。
That is, when the substrate P moves in a predetermined direction (for example, + X direction), the liquid LQ is likely to leak to the front side (+ X side) in the movement direction of the substrate P, but the movement of the substrate P with respect to the optical path space K1. By the liquid LQ ejected from the
また、基板ＰはＹ軸方向にステッピング移動するため、ステッピング移動時においては、液体ＬＱはＹ軸方向に漏出する可能性があるが、噴射口３２は光路空間Ｋ１を囲むように環状に形成されているため、光路空間Ｋ１に対して基板Ｐの移動方向前方側（例えば＋Ｙ側）にある噴射口３２から噴射された液体ＬＱによって、漏出しようとする液体ＬＱに逆方向の運動量を与えることができる。
Further, since the substrate P is stepped and moved in the Y-axis direction, the liquid LQ may leak in the Y-axis direction during the stepping movement, but the
そして、噴射口３２より光路空間Ｋ１に向けて勢い良く噴射された液体ＬＱは、回収口２２の外側に漏出することなく、光路空間ＬＱに満たされている液体ＬＱと一緒に回収口２２より回収される。
The liquid LQ ejected vigorously from the
また、制御装置ＣＯＮＴは、露光条件に応じて、噴射口３２の噴射条件を調整する。本実施形態においては、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しつつ露光が行われるが、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬと基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）との相対的な移動速度に応じて、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速（圧力、エネルギー）を調整する。制御装置ＣＯＮＴは、調整装置３８を使って、供給流路３４を介した噴射口３２に対する単位時間当たりの液体供給量を調整することにより、噴射口３２から光路空間Ｋ１に向けて噴射する液体ＬＱの流速を調整する。
Further, the control device CONT adjusts the injection condition of the
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を、投影光学系ＰＬに対する基板Ｐの移動速度よりも大きくする。例えば、図９（Ａ）の模式図に示すように、投影光学系ＰＬ（光路空間Ｋ１）に対して基板Ｐが＋Ｘ方向に速度Ｖ１で移動している場合には、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速ＶＬ１が、基板Ｐの速度Ｖ１よりも大きくなるように制御される。好ましくは、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの基板Ｐの移動方向（すなわちＸ軸方向）に関する速度成分ＶＬ１ｘが、基板Ｐの速度Ｖ１よりも大きくなるように制御されることが望ましい。これにより、基板Ｐが移動した場合でも、光路空間Ｋ１からの液体ＬＱの漏出を良好に防止することができる。
Specifically, the control device CONT makes the flow rate of the liquid LQ ejected from the
また、図９（Ｂ）の模式図に示すように、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐが＋Ｘ方向に速度Ｖ１よりも遅い速度Ｖ２で移動している場合には、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速は、上記流速ＶＬ１よりも低い流速ＶＬ２に制御される。この場合においても、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速ＶＬ２は、基板Ｐの移動速度Ｖ２よりも大きくなるように制御される。
Further, as shown in the schematic diagram of FIG. 9B, when the substrate P is moving in the + X direction at a speed V2 slower than the speed V1 with respect to the projection optical system PL, it is ejected from the
このように、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を、投影光学系ＰＬに対する基板Ｐの移動速度よりも高くすることで、液体ＬＱの漏出を良好に防止することができる。また、基板Ｐの移動速度に応じて、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を適宜調整することで、噴射した液体ＬＱによって光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの流れが乱れたり、光路空間Ｋ１の液体ＬＱ中に気泡が形成されたり、液体ＬＱが漏出する等の不都合を防止することができる。すなわち、例えば基板Ｐを比較的低い速度Ｖ２で所定方向（例えば＋Ｘ方向）移動している状態で、光路空間Ｋ１に対して流速の高い（運動量の大きい）液体ＬＱを噴射した場合、その噴射した液体ＬＱによって光路空間Ｋ１の液体ＬＱの流れが乱れたり、光路空間Ｋ１の液体ＬＱ中に気泡が形成される可能性が高くなる。本実施形態においては、光路空間Ｋ１を囲むように環状に形成された噴射口３２からほぼ一様の流速で液体ＬＱが噴射されるため、過剰な流速の液体ＬＱを噴射すると、その噴射された液体ＬＱの力に起因して、光路空間Ｋ１の液体ＬＱの流れが乱れたり、光路空間Ｋ１の液体ＬＱ中に気泡が形成されたり、基板Ｐが変形・変位したり、振動が発生したり、液体ＬＱが漏出する可能性がある。また、基板Ｐを比較的低い速度Ｖ２で所定方向（例えば＋Ｘ方向）に移動している状態で、光路空間Ｋ１に対して基板Ｐの移動方向前方側（＋Ｘ側）から流速の高い（運動量の大きい）液体ＬＱを噴射した場合、その噴射した液体ＬＱの力によって、光路空間Ｋ１に満たされている液体ＬＱが基板Ｐの移動方向後方側（−Ｘ側）から漏出する可能性もある。そこで、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの相対的な移動速度に応じて、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を調整することで、上述の不都合を防止することができる。
As described above, by making the flow rate of the liquid LQ ejected from the
また、基板Ｐを走査露光するとき、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）は、例えば加速区間、定常区間（定速区間）、及び減速区間の順に移動するが、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の加速区間、定常区間、及び減速区間に応じて、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を調整することができる。
Further, when scanning exposure of the substrate P, the substrate P (substrate stage PST) moves in the order of, for example, an acceleration section, a steady section (constant speed section), and a deceleration section. The flow velocity of the liquid LQ ejected from the
以上説明したように、光路空間Ｋ１に対して回収口２２の外側に設けられた噴射口３２から液体ＬＱを噴射することで、光路空間Ｋ１を液体ＬＱで満たした状態で投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対移動させた場合においても、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏出を防止することができる。すなわち、本実施形態においては、十分な運動量を有した液体ＬＱを液浸領域ＬＲの液体ＬＱの界面ＬＧに当てているので、液体ＬＱの漏出を良好にに防止することができる。また、光路空間Ｋ１に向けて液体ＬＱを噴射することで、液浸領域ＬＲの大きさや形状を所望状態に維持することができ、露光装置ＥＸ全体のコンパクト化を図ることもできる。
As described above, the projection optical system PL and the substrate in a state where the optical path space K1 is filled with the liquid LQ by ejecting the liquid LQ to the optical path space K1 from the
また、噴射口３２はスリット状に形成されているので、噴射する液体ＬＱを断面視においてスリット状にすることができる。したがって、噴射する液体ＬＱの位置制御を容易に行うことができるとともに、噴射する液体ＬＱの運動量を十分に高めることができる。
Further, since the
また本実施形態は、噴射口３２より噴射した液体ＬＱを使って光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏出を防止する構成であるため、気体を噴射して液体ＬＱの漏出を防止する構成と異なり、液体ＬＱの気化を抑制することができる。したがって、液体ＬＱの気化に起因する気化熱によって基板Ｐの温度が変動したり、露光装置ＥＸの置かれている環境が変動する等の不都合を防止することができる。
Moreover, since this embodiment is a structure which prevents the leakage of the liquid LQ with which the optical path space K1 was filled using the liquid LQ injected from the
また、噴射口３２は光路空間Ｋ１に向けて傾斜方向に液体ＬＱを噴射するので、光路空間Ｋ１を囲むように形成された回収口２２の内側に液体ＬＱを閉じこめることができる。また、噴射口３２は基板Ｐに対向する位置に設けられているので、噴射口３２より噴射された液体ＬＱを液浸領域ＬＲの界面ＬＧあるいは基板Ｐの表面に円滑に当てることができる。また、噴射口３２は、基板Ｐのうち回収口２２と対向する領域に向けて液体ＬＱを噴射するので、回収口２２の直下に形成される液浸領域ＬＲの界面ＬＧに液体ＬＱを噴射し、回収口２２の直下の領域から外側への液体ＬＱの漏出を良好に防止することができる。また、基板Ｐのうち回収口２２と対向する領域に向けて液体ＬＱを噴射することにより、噴射した液体ＬＱにより、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの流れが乱れる等の不都合を防止することができる。また上述のように、基板Ｐの移動速度に応じて噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速を調整することによっても、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの流れが乱れたり、液体ＬＱが漏出する等の不都合を防止することができる。
Further, since the
また、噴射口３２は光路空間Ｋ１を囲むように環状に形成されているので、光路空間Ｋ１を囲む外側の全ての方向から光路空間Ｋ１に向けて液体ＬＱを噴射することができ、液体ＬＱの漏出をより確実に防止することができる。また、噴射口３２に液体ＬＱを供給する供給流路３４はバッファ空間３７を有しているので、スリット状の噴射口３２から均一に液体ＬＱを噴射することができる。
Further, since the
また、液体噴射機構３は、噴射口３２から噴射される液体ＬＱ中の気体成分を低減する脱気装置３１Ｂを有しているので、十分に脱気された液体ＬＱを光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱに噴射することができる。したがって、噴射口３２から噴射された液体ＬＱと光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱとが混合されても、光路空間Ｋ１上の液体ＬＱ中に気泡（気体成分）が形成されるといった不都合を防止することができる。
Further, since the
また、上述のように、フォーカス・レベリング検出系が光路空間Ｋ１に対して噴射口３２よりも外側で、光路空間Ｋ１の液体ＬＱを介さずに基板Ｐの面位置情報を検出する構成の場合、噴射口３２より噴射された液体ＬＱによって噴射口３２よりも外側への液体ＬＱの漏出を防止することで、フォーカス・レベリング検出系の検出精度を維持することができる。
Further, as described above, when the focus / leveling detection system is configured to detect the surface position information of the substrate P without passing through the liquid LQ in the optical path space K1 outside the
なお本実施形態においては、噴射口３２は、基板Ｐのうち回収口２２と対向する領域（回収口２２の直下の領域）に向けて液体ＬＱを噴射しているが、回収口２２と基板Ｐとの間の空間に向けて液体ＬＱを噴射するようにしてもよい。例えば、噴射口３２は、基板Ｐのうち、光路空間Ｋ１に対して回収口２２よりも内側のノズル部材７０の下面７５と対向する領域に向けて液体ＬＱを噴射するようにしてもよい。この場合においても、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの漏出を防止することができる。なお、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの噴射角度（方向）は、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの流れを乱すことなく、且つ光路空間Ｋ１から液体ＬＱを漏出させないように最適に設定される。
In the present embodiment, the
なお本実施形態において、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴが移動していないときには、噴射口３２からの液体ＬＱの噴射を停止するようにしてもよい。換言すれば、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴが駆動しているときだけ、噴射口３２から液体ＬＱを噴射するようにしてもよい。もちろん、基板ステージＰＳＴの駆動にかかわらず、液浸機構１を使って光路空間Ｋ１に対する液体ＬＱの供給動作及び回収動作を行っている最中には、制御装置ＣＯＮＴは、噴射口３２から液体ＬＱを噴射するようにしてもよい。
In the present embodiment, the control device CONT may stop the ejection of the liquid LQ from the
＜第２実施形態＞
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態の特徴的な部分は、基板Ｐ上の液体接触面に形成される膜部材と液体ＬＱとの接触角条件に応じて、噴射口３２の噴射条件が調整される点にある。以下の説明において、上述の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、その説明を簡略若しくは省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. The characteristic part of the second embodiment is that the injection condition of the
図１０（Ａ）は基板Ｐの断面図の一例である。図１０（Ａ）において、基板Ｐは、基材１００と、その基材１００の上面１００Ａに設けられた膜部材１０１とを有している。基材１００は半導体ウエハを含むものである。膜部材１０１は感光材（フォトレジスト）によって形成されており、基材１００の上面１００Ａの中央部の殆どを占める領域に所定の厚みで被覆されている。なお、図１０（Ａ）において、基材１００の上面１００Ａの周縁部の感光材（膜部材）１０１は除去されている。図１０（Ａ）においては、膜部材（感光材）１０１が基板Ｐの最上層に設けられており、この膜部材１０１が液浸露光時において液体ＬＱと接触する液体接触面となる。
FIG. 10A is an example of a cross-sectional view of the substrate P. In FIG. 10A, the substrate P includes a
図１０（Ｂ）は基板Ｐの別の例を示す図である。図１０（Ｂ）において、基板Ｐは、膜部材１０１の表面を覆う第２膜部材１０２を有している。第２膜部材１０２はトップコート膜と呼ばれる保護膜によって形成されている。図１０（Ｂ）においては、第２膜部材（保護膜）１０２が基板Ｐの最上層に設けられており、この第２膜部材１０２が液浸露光時において液体ＬＱを接触する液体接触面となる。
FIG. 10B is a diagram showing another example of the substrate P. In FIG. 10B, the substrate P has a
本実施形態の露光装置ＥＸは、液体接触面を形成する膜部材の種類（物性）が互いに異なる複数種類の基板Ｐを順次露光する。記憶装置ＭＲＹには、複数種類の基板Ｐの液浸露光を行うための噴射口３２の噴射条件に関する情報が予め記憶されている。具体的には、記憶装置ＭＲＹには、液浸露光時において基板Ｐ上の液体ＬＱに接触する液体接触面に形成される膜部材と液体ＬＱとの親和性と、その親和性に対応する噴射口３２の噴射条件との関係がマップデータとして複数記憶されている。ここで、膜部材と液体ＬＱとの親和性に関する情報は、膜部材と液体ＬＱとの接触角（動的接触角及び静的接触角を含む）に関する情報を含む。
The exposure apparatus EX of the present embodiment sequentially exposes a plurality of types of substrates P having different types (physical properties) of film members forming a liquid contact surface. In the storage device MRY, information related to the ejection conditions of the
液浸露光処理を行うに際し、露光処理されるべき基板Ｐの膜部材に関する情報が入力装置ＩＮＰを介して制御装置ＣＯＮＴに入力される。入力される膜部材に関する情報には、膜部材と液体ＬＱとの接触角に関する情報（接触角条件）が含まれている。制御装置ＣＯＮＴは、入力された膜部材に関する情報（接触角条件）に応じて、記憶装置ＭＲＹに予め記憶されている、膜部材と液体ＬＱとの接触角と、その接触角に対応する噴射口３２の噴射条件との関係（マップデータ）を参照し、露光処理されるべき基板Ｐに対する最適な噴射条件を選択し、決定する。 When performing the immersion exposure processing, information on the film member of the substrate P to be exposed is input to the control device CONT via the input device INP. The information relating to the input membrane member includes information (contact angle condition) relating to the contact angle between the membrane member and the liquid LQ. The control device CONT responds to the input information (contact angle condition) on the membrane member, and stores the contact angle between the membrane member and the liquid LQ, which is stored in advance in the storage device MRY, and the ejection port corresponding to the contact angle. With reference to the relationship (map data) with the 32 injection conditions, the optimum injection condition for the substrate P to be exposed is selected and determined.
ここで、噴射口３２の噴射条件とは、噴射口３２から光路空間Ｋ１に向けて噴射する液体ＬＱの流速（単位時間当たりの液体ＬＱの噴射量）を含む。制御装置ＣＯＮＴは、膜部材と液体ＬＱとの接触角条件に応じて、調整装置３８を使って、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を調整する。具体的には、膜部材と液体ＬＱの接触角が小さい場合、膜部材は液体ＬＱに対して親液性（親水性）を有していることになるので、液浸機構１を使って基板Ｐ（膜部材）上に液体ＬＱを供給した際、この液体ＬＱは濡れ拡がりやすいため、光路空間Ｋ１（回収口２２）の外側へ漏出する可能性が高くなる。したがって、この膜部材上で液浸領域ＬＲを形成する場合、調整装置３８は、噴射口３２より噴射する液体ＬＱの流速を高くする。こうすることにより、その噴射された液体ＬＱの力によって、液体ＬＱの漏出を防止することができる。
Here, the ejection conditions of the
一方、膜部材と液体ＬＱとの接触角が大きい場合、膜部材は液体ＬＱに対して撥液性（撥水性）を有していることになるので、液浸機構１を使って基板Ｐ（膜部材）上に液体ＬＱを供給した際、この液体ＬＱは過剰に濡れ拡がらない。したがって、この膜部材に対して液体ＬＱを供給する場合、調整装置３８は、噴射口３２より噴射する液体ＬＱの流速を低くする。こうすることにより、噴射される液体ＬＱによって、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱが乱れたり、液体ＬＱが漏出しやすくなったり、あるいは噴射される液体ＬＱの力に起因して基板Ｐが変形・変位したり、振動が発生する等の不都合を防止することができる。
On the other hand, when the contact angle between the film member and the liquid LQ is large, the film member has liquid repellency (water repellency) with respect to the liquid LQ. When the liquid LQ is supplied onto the membrane member), the liquid LQ does not spread excessively. Therefore, when supplying the liquid LQ to the membrane member, the adjusting
以上説明したように、本実施形態においては、基板Ｐ上の液体接触面に形成される膜部材と液体ＬＱとの接触角に対応する最適な液体噴射条件（噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速）が予め求められており、この最適な液体噴射条件に関する情報が記憶装置ＭＲＹに記憶されている。制御装置ＣＯＮＴは、入力装置ＩＮＰを介して入力された露光処理されるべき基板Ｐの膜部材に関する情報（膜部材と液体ＬＱとの接触角に関する情報）に基づいて、複数記憶されている液体噴射条件のなかから最適な液体噴射条件を選択して決定し、この決定された液体噴射条件に基づいて、基板Ｐの液浸露光を行うことにより、液体ＬＱの漏出を防止しつつ、基板Ｐを良好に露光することができる。 As described above, in the present embodiment, the optimum liquid ejection condition (liquid LQ ejected from the ejection port 32) corresponding to the contact angle between the film member formed on the liquid contact surface on the substrate P and the liquid LQ. Is obtained in advance, and information relating to the optimum liquid ejection condition is stored in the storage device MRY. The control device CONT stores a plurality of stored liquid jets based on information about the film member of the substrate P to be exposed (input information about the contact angle between the film member and the liquid LQ) input via the input device INP. The optimum liquid ejecting condition is selected and determined from the conditions, and the substrate P is exposed while preventing the liquid LQ from leaking by performing immersion exposure of the substrate P based on the determined liquid ejecting condition. Good exposure can be achieved.
なおここでは、基板Ｐ上の膜部材の種類が変更される場合について説明したが、液体ＬＱの種類（物性）が変更される場合もある。その場合においても、制御装置ＣＯＮＴは、調整装置３８を使って、基板Ｐ上の膜部材と液体ＬＱとの親和性に応じて、噴射口３２から噴射する液体の流速を調整することができる。
In addition, although the case where the kind of film | membrane member on the board | substrate P was changed was demonstrated here, the kind (physical property) of the liquid LQ may be changed. Even in such a case, the control device CONT can adjust the flow rate of the liquid ejected from the
なお、液浸領域ＬＲは、基板ステージＰＳＴの上面９４など基板Ｐとは異なる物体上に形成される場合もあるので、基板Ｐだけでなく、液浸領域ＬＲが形成される物体表面の条件（接触角など）に応じて、調整装置３８を使って噴射口３２から噴射される液体ＬＱの流速を調整するようにしてもよい。
Note that the immersion region LR may be formed on an object different from the substrate P, such as the
上述のように、液体ＬＱと膜部材との接触角は、静的接触角及び動的接触角を含むものであり、制御装置ＣＯＮＴは、静的接触角及び動的接触角の双方を考慮して、噴射口３２の噴射条件を調整することができる。一方、図７などを参照して説明したように、光路空間Ｋ１の液体ＬＱの漏出の主な原因が、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの相対的な移動である場合、制御装置ＣＯＮＴは、主に液体ＬＱと膜部材との動的接触角（後退角）を考慮して噴射口３２の噴射条件を調整することができる。
As described above, the contact angle between the liquid LQ and the membrane member includes a static contact angle and a dynamic contact angle, and the control device CONT considers both the static contact angle and the dynamic contact angle. Thus, the injection condition of the
＜第３実施形態＞
次に第３実施形態について説明する。本実施形態の特徴的な部分は、噴射口３２が光路空間Ｋ１に対して複数方向から液体ＬＱを噴射可能に設けられており、投影光学系ＰＬに対する基板Ｐの移動方向に応じて、噴射口３２から液体ＬＱを噴射する方向が調整される点にある。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. A characteristic part of the present embodiment is that the
図１１は、第３実施形態に係るノズル部材７０を下方（−Ｚ側）から見た図である。図１１に示すように、本実施形態においては、噴射口３２（３２Ａ〜３２Ｄ）は、光路空間Ｋ１及び回収口２２を囲むように複数設けられている。本実施形態においては、４つの噴射口３２Ａ〜３２Ｄが設けられている。噴射口３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれは平面視略円弧状であって、所定の長さを有するスリット状に形成されている。４つの噴射口３２Ａ〜３２Ｄのうち、第１噴射口３２Ａは光路空間Ｋ１に対して＋Ｘ側に配置され、第２噴射口３２Ｂは光路空間Ｋ１に対して＋Ｙ側に配置され、第３噴射口３２Ｃは光路空間Ｋ１に対して−Ｘ側に配置され、第４噴射口３２Ｄは光路空間Ｋ１に対して−Ｙ側に配置されている。したがって、第１噴射口３２Ａは光路空間Ｋ１に対して＋Ｘ側から−Ｘ方向に向けて液体ＬＱを噴射可能であり、第２噴射口３２Ｂは光路空間Ｋ１に対して＋Ｙ側から−Ｙ方向に向けて液体ＬＱを噴射可能であり、第３噴射口３２Ｃは光路空間Ｋ１に対して−Ｘ側から＋Ｘ方向に向けて液体ＬＱを噴射可能であり、第４噴射口３２Ｄは光路空間Ｋ１に対して−Ｙ側から＋Ｙ方向に向けて液体ＬＱを噴射可能である。また、液体噴射機構３は、第１〜第４噴射口３２Ａ〜３２Ｄによる液体噴射動作をそれぞれ独立して行うことができる。そして、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬに対する基板Ｐの移動方向に応じて、４つの噴射口３２Ａ〜３２Ｄのうち液体ＬＱを噴射する噴射口を選択し、選択された噴射口のみから液体ＬＱを噴射する。
FIG. 11 is a view of the
図１２は、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しつつ露光するときの投影光学系ＰＬ及び噴射口３２と基板Ｐとの位置関係を模式的に示した図である。図１２において、基板Ｐ上には、マスクＭのパターンが露光される複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定されている。制御装置ＣＯＮＴは、図１２中、矢印ｙ１で示すように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと基板Ｐとを相対的に移動しつつ、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれを順次露光する。このように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＸ軸（Ｙ軸）に対して傾斜方向のそれぞれの方向に移動しつつ露光する。
FIG. 12 is a diagram schematically showing the positional relationship between the projection optical system PL and the
図１３は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの動作を説明するための模式図である。本実施形態において、記憶装置ＭＲＹには、投影光学系ＰＬと基板Ｐとを相対的に移動しつつ露光するときの移動条件に関する情報が予め記憶されている。具体的には、記憶装置ＭＲＹには、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を液浸露光するときの投影光学系ＰＬと基板Ｐとの相対的な移動方向と、その移動方向に対応する噴射口３２の噴射条件との関係が記憶されている。
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining the operation of the exposure apparatus EX according to the present embodiment. In the present embodiment, the storage device MRY stores in advance information relating to movement conditions when exposure is performed while relatively moving the projection optical system PL and the substrate P. Specifically, in the storage device MRY, the relative movement direction of the projection optical system PL and the substrate P when the respective shot areas S1 to S21 are subjected to immersion exposure, and the
ここで、本実施形態における噴射口３２の噴射条件とは、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２（３２Ａ〜３２Ｄ）から液体ＬＱを噴射する方向を含む。制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬに対する基板Ｐの移動方向に応じて、複数の噴射口３２Ａ〜３２Ｄのうち液体ＬＱを噴射させる噴射口を選択することによって、光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを噴射する方向を調整する。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、複数の噴射口３２Ａ〜３２Ｄのうち、基板Ｐの移動方向前方側に設けられている噴射口から液体ＬＱを噴射させる。
Here, the ejection condition of the
例えば、図１３（Ａ）に示すように、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐが＋Ｘ方向に移動している場合には、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の＋Ｘ側に設けられている第１噴射口３２Ａから液体ＬＱを噴射させ、他の噴射口３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄからの液体ＬＱの噴射を停止する。こうすることにより、基板Ｐの＋Ｘ側への移動に伴って、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが＋Ｘ側に漏出しようとしても、第１噴射口３２Ａから噴射された液体ＬＱの力によって、逆方向（−Ｘ方向）の運動量を与えることができ、液体ＬＱの漏出を防止することができる。
For example, as shown in FIG. 13A, when the substrate P is moved in the + X direction with respect to the projection optical system PL, the control device CONT is provided on the + X side of the optical path space K1. The liquid LQ is ejected from the one
一方、図１３（Ｂ）に示すように、投影光学系ＰＬに対して基板Ｐが−Ｘ方向に移動している場合には、制御装置ＣＯＮＴは、光路空間Ｋ１の−Ｘ側に設けられている第３噴射口３２Ｃから液体ＬＱを噴射させ、他の噴射口３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｄからの液体ＬＱの噴射を停止する。こうすることにより、基板Ｐの−Ｘ側への移動に伴って、光路空間Ｋ１の液体ＬＱが−Ｘ側に漏出しようとしても、第３噴射口３２Ｃから噴射された液体ＬＱの力によって、逆方向（＋Ｘ方向）の運動量を与えることができ、液体ＬＱの漏出を防止することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 13B, when the substrate P is moved in the −X direction with respect to the projection optical system PL, the control device CONT is provided on the −X side of the optical path space K1. The liquid LQ is ejected from the
図１４は、基板Ｐの移動方向と、その移動方向に応じて選択された噴射口との関係を説明するための模式図である。図１４（Ａ）の矢印ｙＰで示すように、基板Ｐが＋Ｘ方向に移動する場合には、図１３（Ａ）を参照して説明したように、制御装置ＣＯＮＴは、第１噴射口３２Ａから液体ＬＱを噴射する。また、図１４（Ｂ）に示すように、基板Ｐが＋Ｙ方向に移動する場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの移動方向前方側に設けられた第２噴射口３２Ｂから液体ＬＱを噴射する。また、図１４（Ｃ）に示すように、基板Ｐが＋Ｘ方向に対して＋Ｙ側の傾斜方向に移動する場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの移動方向前方側に設けられた第１噴射口３２Ａ及び第２噴射口３２Ｂのそれぞれから液体ＬＱを噴射する。また、図１４（Ｄ）に示すように、基板Ｐが＋Ｘ方向に対して−Ｙ側の傾斜方向に移動する場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの移動方向前方側に設けられた第１噴射口３２Ａ及び第４噴射口３２Ｄのそれぞれから液体ＬＱを噴射する。また、図１４（Ｅ）に示すように、基板Ｐが−Ｘ方向に対して−Ｙ側の傾斜方向に移動する場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの移動方向前方側に設けられた第３噴射口３２Ｃ及び第４噴射口３２Ｄのそれぞれから液体ＬＱを噴射する。また、図１４（Ｆ）に示すように、基板Ｐが−Ｘ方向に対して＋Ｙ側の傾斜方向に移動する場合には、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐの移動方向前方側に設けられた第２噴射口３２Ｂ及び第３噴射口３２Ｃのそれぞれから液体ＬＱを噴射する。
FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the relationship between the movement direction of the substrate P and the ejection ports selected according to the movement direction. As shown by the arrow y P of FIG. 14 (A), when moving the substrate P in the + X direction, as described with reference to FIG. 13 (A), the control unit CONT, the
以上説明したように、光路空間Ｋ１（投影光学系ＰＬ）に対する基板Ｐの移動方向に応じて、噴射口３２から液体ＬＱを噴射する方向を調整することで、液体ＬＱの漏出を良好に抑制することができる。そして、基板Ｐの移動方向前方側から光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを噴射することで、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱに対して基板Ｐの移動方向後方側への運動量を与えて、液体ＬＱの漏出を良好に防止することができる。また、基板Ｐの移動方向後方側からは液体ＬＱを噴射しないようにすることで、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの流れが乱れたり、液体ＬＱが漏出する等の不都合を防止することができる。また、過剰に液体ＬＱを噴射しないことにより、噴射される液体ＬＱの力に起因して基板Ｐが変形・変位したり、振動が発生する等の不都合を防止することができる。
As described above, the leakage of the liquid LQ is satisfactorily suppressed by adjusting the direction in which the liquid LQ is ejected from the
なお、本実施形態においても、基板Ｐの移動速度に応じて、各噴射口３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれから噴射する液体ＬＱの流速を調整することができる。例えば、記憶装置ＭＲＹに、基板Ｐの移動方向に加えて、基板Ｐの移動速度（Ｘ軸方向へのスキャン速度、Ｙ軸方向へのステッピング速度を含む）に関する情報を予め記憶させておくことにより、制御装置ＣＯＮＴは、その記憶情報に基づいて、複数の噴射口３２Ａ〜３２Ｄのうち液体ＬＱを噴射する噴射口を選択することによって液体ＬＱを噴射する方向を調整するとともに、その選択した噴射口から噴射する液体ＬＱの流速を調整することができる。なお、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の移動方向及び移動速度を検出可能なセンサを設けておくことにより、制御装置ＣＯＮＴは、そのセンサの検出結果に基づいて、複数の噴射口３２Ａ〜３２Ｄのうち液体ＬＱを噴射する噴射口を選択することによって液体ＬＱを噴射する方向を調整するとともに、その選択した噴射口から噴射する液体ＬＱの流速を調整することができる。また、基板Ｐを走査露光するとき、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）は、例えば加速区間、定常区間（定速区間）、及び減速区間の順に移動するが、制御装置ＣＯＮＴは、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の加速区間、定常区間、及び減速区間に応じて、噴射口３２から噴射する液体ＬＱの流速を調整することができる。
In the present embodiment, the flow rate of the liquid LQ ejected from each of the
なお、本実施形態においては、噴射口３２は、第１〜第４噴射口３２Ａ〜３２Ｄの４つであるが、もちろん任意の複数（例えば８つ）設けることができる。
In the present embodiment, the number of the
なお、本実施形態においては、複数の噴射口のうち、基板Ｐの移動方向に応じて選択された特定の噴射口（例えば３２Ａ）から液体ＬＱを噴射しているときには、他の噴射口（３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ）からの液体ＬＱの噴射を停止しているが、液体ＬＱの漏出や、光路空間Ｋ１の液体ＬＱの流れの乱れを引き起こさない程度であれば、他の噴射口から所定の流速（流量）で液体ＬＱを噴射するようにしてもよい。 In the present embodiment, when the liquid LQ is ejected from a specific ejection port (for example, 32A) selected according to the moving direction of the substrate P among the plurality of ejection ports, the other ejection ports (32B , 32C, 32D), the liquid LQ is stopped from being ejected. However, if the liquid LQ does not leak and the flow of the liquid LQ in the optical path space K1 is not disturbed, a predetermined flow velocity is obtained from another ejection port. The liquid LQ may be ejected at (flow rate).
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について図１５を参照しながら説明する。図１５において、ノズル部材７０の下面７５には、光路空間Ｋ１に対して回収口２２の外側に設けられた内側噴射口３２Ｅと、光路空間Ｋ１に対して内側噴射口３２Ｅよりも更に外側に設けられた外側噴射口３２Ｆとが設けられている。内側噴射口３２Ｅは、回収口２２と基板Ｐとの間の空間、又は基板Ｐのうち回収口２２と対向する所定の領域に向けて液体ＬＱを噴射し、外側回収口３２Ｆは、基板Ｐのうち内側噴射口３２Ｅからの液体ＬＱが噴射される領域よりも外側であって、回収口２２と対向する領域に向けて液体ＬＱを噴射するように設けられている。このように、液体噴射機構３は、液浸領域ＬＲの液体ＬＱの界面ＬＧに、Ｚ軸方向に関して互いに異なる位置に液体ＬＱを噴射するようにしてもよい。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 15, on the
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について図１６を参照しながら説明する。図１６において、ノズル部材７０の上面には、投影光学系ＰＬを囲むように形成された内側周壁部７１と、投影光学系ＰＬに対して内側周壁部７１よりも外側に設けられ、投影光学系ＰＬ及び内側周壁部７１を囲むように設けられた外側周壁部７２とが設けられている。そして、ノズル部材７０は、その上面と内側周壁部７１と外側周壁部７２とで囲まれた空間７０Ｇに液体ＬＱを保持可能となっている。また、液浸機構１は、空間７０Ｇに保持されている液体ＬＱを回収可能な液体回収機構１９０を有している。液体回収機構１９０は、液体ＬＱを吸引回収可能な真空系を含む液体回収部１９１と、その一端部を液体回収部１９１に接続し、他端部を空間７０Ｇに配置した回収管１９２とを備えている。制御装置ＣＯＮＴは、液体回収部１９１を駆動することにより、空間７０Ｇに保持された液体ＬＱを回収管１９２を介して回収可能である。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 16, on the upper surface of the
本実施形態の液浸機構１は、光路空間Ｋ１に液体ＬＱを満たすとともに、投影光学系ＰＬの側面ＬＴとノズル部材７０の内側面７０Ｔとの間のギャップＧ１を形成する空間にも液体ＬＱを満たす程度に、液体ＬＱの供給及び回収を行う。更に、液浸機構１は、ギャップＧ１を形成する空間に満たされた液体ＬＱが内側周壁部７１の上面を通過して空間７０Ｇに流出する程度に、液体ＬＱの供給及び回収を行う。すなわち、液浸機構１は、少なくとも基板Ｐの露光中においては、光路空間Ｋ１及びギャップＧ１を形成する空間を液体ＬＱで満たすとともに、光路空間Ｋ１及びギャップＧ１を形成する空間に満たされた液体ＬＱを内側周壁部７１より空間７０Ｇにオーバーフローさせている。そして、液体回収機構１９０は、ギャップＧ１を形成する空間から内側周壁部７１をオーバーフローし、空間７０Ｇに満たされた液体ＬＱを回収するように設けられている。
The
制御装置ＣＯＮＴは、液浸機構１を使って、ギャップＧ１を形成する空間の液体ＬＱを空間７０Ｇに常にオーバーフローさせるように、光路空間Ｋ１に対して液体ＬＱを供給し続けることで、液体ＬＱの液面の高さをほぼ一定に維持することができる。したがって、ギャップＧ１を形成する空間及びその空間に接続する光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの圧力をほぼ一定に維持することができる。そのため、光路空間Ｋ１を満たす液体ＬＱに噴射口３２より噴射された液体ＬＱが追加されても、液体ＬＱは内側周壁部７１を介して空間７０Ｇに流出するため、光路空間Ｋ１の液体ＬＱの圧力をほぼ一定に維持することができる。したがって、光路空間Ｋ１の液体ＬＱの圧力変動に伴う基板Ｐや第１光学素子ＬＳ１の変位又は変形といった不都合の発生を防止することができる。
The control device CONT uses the
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について図１７を参照しながら説明する。図１７に示すように、噴射口３２から噴射された液体ＬＱの噴射方向を途中で曲げるようにしてもよい。噴射口３２より噴射された液体ＬＱの噴射方向を曲げるためには、例えば、噴射口３２よりも光路空間Ｋ１側のノズル部材７０の下面７５に、流れの抵抗となる突起部を設けることで、液体ＬＱの噴射方向を曲げることができる。あるいは、電力又は磁力によって、液体ＬＱの噴射方向を曲げることもできる。あるいは、噴射された液体ＬＱに気体を吹き付けることで、液体ＬＱの噴射方向を曲げることもできる。
<Sixth Embodiment>
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 17, the ejection direction of the liquid LQ ejected from the
あるいは、図１８の模式図に示すように、ノズル部材７０の下面７５に、光路空間Ｋ１に対して回収口２２の外側に設けられた内側噴射口３２Ｇと、光路空間Ｋ１に対して内側噴射口３２Ｇよりも更に外側に設けられた外側噴射口３２Ｈとを設け、内側噴射口３２Ｇから第１の流速で液体ＬＱを噴射するとともに、外側噴射口３２Ｈから第１の流速よりも速い第２の流速で液体ＬＱを噴射し、第１の流速で噴射された液体ＬＱと第２の流速で噴射された液体ＬＱとを合流させることによって、外側噴射口３２Ｈから噴射された液体ＬＱの噴射方向を曲げることもできる。速い流速（第２の流速）で噴射された液体ＬＱ上に遅い流速（第１の流速）で噴射された液体ＬＱを合流させると、速い流速（第２の流速）で噴射された液体ＬＱと遅い流速（第１の流速）で噴射された液体ＬＱとの合流部において、速い流速（第２の流速）で噴射された液体ＬＱにモーメントが発生し、速い流速で噴射された液体ＬＱの流れにブレーキがかかった状態となり、速い流速で噴射された液体ＬＱは、遅い流速で噴射された液体ＬＱ側に曲げられる。そのため、外側噴射口３２Ｈから噴射された液体ＬＱの噴射方向を曲げることができる。
Alternatively, as shown in the schematic diagram of FIG. 18, on the
噴射口３２から噴射される液体ＬＱの噴射方向と基板Ｐ表面との角度θをできるだけ小さくしたほうが液体ＬＱの漏出をより良好に抑えることができるが、噴射口３２から噴射された液体ＬＱの噴射方向を途中で曲げるようにすることで、噴射口３２を光路空間Ｋ１に近い位置に設けた場合でも、液体ＬＱの界面ＬＧ近傍における液体ＬＱの噴射方向と基板Ｐ表面との角度θを小さくすることができる。したがって、ノズル部材７０のコンパクト化、ひいては露光装置ＥＸ全体のコンパクト化を図りつつ、液体ＬＱの漏出を良好に防止することができる。
Leakage of the liquid LQ can be better suppressed by reducing the angle θ between the injection direction of the liquid LQ ejected from the
また、噴射口３２から噴射される液体ＬＱの噴射方向と基板Ｐ表面との角度θを適宜調整することで、基板Ｐに対して液体ＬＱを吹き付ける位置を適宜調整することができる。例えば、上述の図１８において、内側噴射口３２Ｇから噴射する液体ＬＱの流速、及び外側噴射口３２Ｈから噴射する液体ＬＱの流速の少なくとも一方を調整することにより、基板Ｐに対して液体ＬＱを吹き付ける位置を調整することができる。基板Ｐに対して液体ＬＱを吹き付ける位置を調整することにより、基板Ｐの液体ＬＱとの接触角条件が変わっても、その基板Ｐ上に形成された液体ＬＱの液浸領域ＬＲの所望位置（例えば液浸領域ＬＲの液体ＬＱの界面ＬＧの下端部）に、噴射口３２から噴射した液体ＬＱを当てることができる。すなわち、図１０等を参照して説明したように、基板Ｐの基材１００上に被覆された膜（レジスト、トップコート膜）に応じて基板Ｐの液体ＬＱとの接触角が変化するが、その基板Ｐの液体ＬＱとの接触角に応じて、基板Ｐ上に形成された液浸領域ＬＲの界面ＬＧの下端部の光路空間Ｋ１に対する位置が変動する。具体的には、図１９（Ａ）に示すように、基板Ｐの液体ＬＱとの接触角が大きい場合には、界面ＬＧの下端部は、光路空間Ｋ１に近い位置に設けられる可能性がある。そのような場合には、内側噴射口３２Ｇから噴射する液体ＬＱの流速、及び外側噴射口３２Ｈから噴射する液体ＬＱの流速の少なくとも一方を適宜調整して、噴射口から噴射した液体ＬＱの噴射方向を調整することにより、噴射口から噴射した液体ＬＱを液浸領域ＬＲの界面ＬＧの下端部に当てることができる。一方、図１９（Ｂ）に示すように、基板Ｐの液体ＬＱとの接触角が小さい場合には、界面ＬＧの下端部は、光路空間Ｋ１から遠い位置に設けられる可能性がある。そのような場合には、内側噴射口３２Ｇから噴射する液体ＬＱの流速、及び外側噴射口３２Ｈから噴射する液体ＬＱの流速の少なくとも一方を適宜調整して、噴射口から噴射した液体ＬＱの噴射方向を調整することにより、噴射口から噴射した液体ＬＱを液浸領域ＬＲの界面ＬＧの下端部に当てることができる。
Further, by appropriately adjusting the angle θ between the jet direction of the liquid LQ ejected from the
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について図２０を参照しながら説明する。本実施形態の特徴的な部分は、液体ＬＱを噴射する噴射口３２が、ノズル部材７０とは別の第２ノズル部材３０に設けられている点にある。図２０において、第２ノズル部材３０は、ノズル部材７０とは別の部材であって、ノズル部材７０の近傍に設けられ、光路空間Ｋ１に対してノズル部材７０よりも外側に設けられている。第２ノズル部材３０は環状部材であって、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）の上方において、光路空間Ｋ１及びノズル部材７０を囲むように配置されている。そして、第２ノズル部材３０のうち、基板Ｐ（基板ステージＰＳＴ）と対向する下面３５に、噴射口３２が設けられている。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. The characteristic part of the present embodiment is that the
第２ノズル部材３０は第２支持機構９２に支持されており、第２支持機構９２はメインコラム９の下側段部８に接続されている。第１支持機構９１に支持されたノズル部材７０と第２支持機構９２に支持された第２ノズル部材３０とは離れている。また、第２支持機構９２は、第２ノズル部材３０を駆動する駆動装置９５を備えている。駆動装置９５は、第２支持機構９２に支持されている第２ノズル部材３０をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。
The
駆動装置９５の動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。制御装置ＣＯＮＴは、駆動装置９５を駆動することにより、第２支持機構９２に支持されている第２ノズル部材３０の位置及び姿勢（傾き）を調整可能である。また、第２ノズル部材３０が駆動装置９５によって駆動されるので、第２ノズル部材３０に設けられた噴射口３２は、ノズル部材７０に設けられた回収口２２や、光路空間Ｋ１に満たされた液体ＬＱの界面ＬＧに対して可動となっている。
The operation of the driving
また、露光装置ＥＸは、メインコラム９と第２ノズル部材３０との位置関係を検出するノズル位置検出装置９６を備えている。本実施形態においては、ノズル位置検出装置９６は複数のレーザ干渉計を含んで構成されており、それら複数のレーザ干渉計はメインコラム９の所定位置に固定されている。また、第２ノズル部材３０の複数の所定位置のそれぞれには、ノズル位置検出装置９６を構成するレーザ干渉計用の反射面９７が設けられている。制御装置ＣＯＮＴは、複数の干渉計を有するノズル位置検出装置９６の検出結果に基づいて、６自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向）に関するメインコラム９に対する第２ノズル部材３０の位置を求めることができるようになっている。
Further, the exposure apparatus EX includes a nozzle
また、制御装置ＣＯＮＴは、ノズル位置検出装置９６の検出結果に基づいて、メインコラム９に対する第２ノズル部材３０の位置をモニタすることができ、そのノズル位置検出装置９６の検出結果に基づいて駆動装置９５を駆動することにより、第２ノズル部材３０をメインコラム９に対して所望位置に位置決めすることができる。また、基板Ｐの表面の面位置情報をフォーカス・レベリング検出系によって検出している場合には、制御装置ＣＯＮＴは、フォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて、メインコラム９に対する基板Ｐの表面の位置情報を求めることができる。したがって、制御装置ＣＯＮＴは、メインコラム９を基準として、第２ノズル部材３０と基板Ｐの表面との位置関係、ひいては噴射口３２と基板Ｐの表面との位置関係を制御することができる。
Further, the control device CONT can monitor the position of the
このように、ノズル部材７０とは別の第２ノズル部材３０を設け、その第２ノズル部材３０に液体ＬＱを噴射する噴射口３２を設けてもよい。
As described above, the
なお、本実施形態においては、第２ノズル部材３０の位置を調整するための駆動装置９５を搭載しているが、駆動装置９５を省いて、第２ノズル部材３０をメインコラム９に対して固定支持するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
なお、上述の第１〜第７実施形態において、噴射口３２より噴射される液体ＬＱの単位時間当たりの噴射量は、供給口１２より供給される単位時間当たりの液体供給量より多くてもよいし、少なくてもよいし、ほぼ同量でもよい。噴射口３２より噴射される液体ＬＱの単位時間当たりの噴射量は、基板Ｐの移動条件や接触角条件等を含む露光条件に応じて適宜調整可能である。
In the first to seventh embodiments described above, the injection amount per unit time of the liquid LQ ejected from the
なお、上述の第１〜第７実施形態において、光路空間Ｋ１に対して噴射口３２の外側に、回収口２２とは別の、液体ＬＱを回収する第２回収口を設けてもよい。
In the first to seventh embodiments described above, a second recovery port for recovering the liquid LQ, which is different from the
なお、上述の第１〜第７実施形態においては、第１液体供給装置１１と第２液体供給装置３１とは別々に設けられているが、液浸機構１及び液体噴射機構３が１つの液体供給装置を兼用してもよい。
In the first to seventh embodiments described above, the first
以上のように、第１〜第７実施形態においては、噴射口３２を有するノズル部材７０（又は第２ノズル部材３０）が、回収口２２よりも内側に液体ＬＱを封じ込めるシール機構として機能し、回収口２２の外側への液体ＬＱの漏出を防止又は抑制することができる。
As described above, in the first to seventh embodiments, the nozzle member 70 (or the second nozzle member 30) having the
なお、上述した各実施形態において、液浸機構１は、回収口２２を介して液体ＬＱのみを回収するように設けられている。以下、図２１を参照しながら、液浸機構１による液体回収動作の原理について説明する。図２１は多孔部材２５の一部を拡大した断面図であって、多孔部材２５を介して行われる液体回収動作を説明するための模式図である。
In each of the above-described embodiments, the
図２１において、回収口２２には多孔部材２５が設けられている。また、多孔部材２５の下側には基板Ｐが設けられている。そして、多孔部材２５と基板Ｐとの間には、気体空間及び液体空間が形成されている。より具体的には、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａと基板Ｐとの間には気体空間が形成され、多孔部材２５の第２孔２５Ｈｂと基板Ｐとの間には液体空間が形成されている。また、多孔部材２５の上側には、回収流路（流路空間）２４が形成されている。
In FIG. 21, the
多孔部材２５の第１孔２５Ｈａと基板Ｐとの間の空間Ｋ３の圧力（多孔部材２５Ｈの下面での圧力）をＰａ、多孔部材２５の上側の流路空間２４の圧力（多孔部材２５の上面での圧力）をＰｃ、孔２５Ｈａ、２５Ｈｂの孔径（直径）をｄ、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角をθ、液体ＬＱの表面張力をγとした場合、本実施形態の液浸機構１は、
（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ ≧ （Ｐａ−Ｐｃ） …（１）
の条件を満足するように設定されている。なお、上記（１）式においては、説明を簡単にするために多孔部材２５の上側の液体ＬＱの静水圧は考慮してない。
The pressure in the space K3 between the first hole 25Ha of the
(4 × γ × cos θ) / d ≧ (Pa−Pc) (1)
It is set to satisfy the conditions. In the above formula (1), the hydrostatic pressure of the liquid LQ on the upper side of the
この場合において、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角θは、
θ ≦ ９０° …（２）
の条件を満足する必要がある。
In this case, the contact angle θ of the porous member 25 (the inner surface of the
θ ≤ 90 ° (2)
It is necessary to satisfy the conditions.
上記条件が成立する場合、多孔部材２５の第１孔２５Ｈａの下側（基板Ｐ側）に気体空間が形成された場合でも、多孔部材２５の下側の空間Ｋ３の気体が孔２５Ｈａを介して多孔部材２５の上側の流路空間２４に移動（侵入）することが防止される。すなわち、上記条件を満足するように、多孔部材２５の孔径ｄ、多孔部材２５の液体ＬＱとの接触角（親和性）θ、液体ＬＱの表面張力γ、及び圧力Ｐａ、Ｐｃを最適化することにより、液体ＬＱと気体との界面を多孔部材２５の第１孔２５Ｈａの内側に維持することができ、第１孔２５Ｈａを介して空間Ｋ３から流路空間２４へ気体が侵入することを抑えることができる。一方、多孔部材２５の第２孔２５Ｈｂの下側（基板Ｐ側）には液体空間が形成されているので、第２孔２５Ｈｂを介して液体ＬＱのみを回収することができる。
When the above condition is satisfied, even when a gas space is formed below the first hole 25Ha (substrate P side) of the
本実施形態においては、多孔部材２５の下側の空間Ｋ３の圧力Ｐａ、孔径ｄ、多孔部材２５（孔２５Ｈの内側面）の液体ＬＱとの接触角θ、液体（純水）ＬＱの表面張力γはほぼ一定であり、液浸機構１は、液体回収装置２１の吸引力を制御して、上記条件を満足するように、多孔部材２５の上側の流路空間２４の圧力Ｐｃを調整する。
In the present embodiment, the pressure Pa of the lower space K3 of the
なお、上記（１）式において、（Ｐａ−Ｐｃ）の絶対値が大きいほど、すなわち、（（４×γ×ｃｏｓθ）／ｄ）の絶対値が大きいほど、上記条件を満足するような圧力Ｐｃの制御が容易になるので、孔径ｄは可能な限り小さく、多孔部材２５の液体ＬＱとの接触角θは可能な限り小さいことが望ましい。本実施形態においては、多孔部材２５は液体ＬＱに対して親液性を有しており、十分に小さい接触角θを有している。
In the above equation (1), as the absolute value of (Pa−Pc) is larger, that is, as the absolute value of ((4 × γ × cos θ) / d) is larger, the pressure Pc that satisfies the above condition is satisfied. Therefore, it is desirable that the hole diameter d is as small as possible and the contact angle θ of the
このように、本実施形態では、多孔部材２５が濡れた状態で、多孔部材２５の上側の空間２４と下側の空間Ｋ３との圧力差（多孔部材２５の上面と下面との圧力差）を、上記条件を満足するように制御することで、多孔部材２５の孔２５Ｈから液体ＬＱのみを回収する。これにより、液体ＬＱと気体とを一緒に吸引することに起因する振動の発生を抑制することができる。
Thus, in this embodiment, the pressure difference (the pressure difference between the upper surface and the lower surface of the porous member 25) between the
上述したように、本実施形態における液体ＬＱは純水により構成されている。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、基板Ｐ上のフォトレジストや光学素子（レンズ）等に対する悪影響がない利点がある。また、純水は環境に対する悪影響がないとともに、不純物の含有量が極めて低いため、基板Ｐの表面、及び投影光学系ＰＬの先端面に設けられている光学素子の表面を洗浄する作用も期待できる。 As described above, the liquid LQ in the present embodiment is composed of pure water. Pure water has an advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has no adverse effect on the photoresist, optical element (lens), etc. on the substrate P. In addition, pure water has no adverse effects on the environment, and since the impurity content is extremely low, it can be expected to clean the surface of the substrate P and the surface of the optical element provided on the front end surface of the projection optical system PL. .
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程度と言われており、露光光ＥＬの光源としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を用いた場合、基板Ｐ上では１／ｎ、すなわち約１３４ｎｍに短波長化されて高い解像度が得られる。更に、焦点深度は空気中に比べて約ｎ倍、すなわち約１．４４倍に拡大されるため、空気中で使用する場合と同程度の焦点深度が確保できればよい場合には、投影光学系ＰＬの開口数をより増加させることができ、この点でも解像度が向上する。 The refractive index n of pure water (water) with respect to the exposure light EL having a wavelength of about 193 nm is said to be about 1.44, and when ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as the light source of the exposure light EL On the substrate P, the wavelength is shortened to 1 / n, that is, about 134 nm, and a high resolution can be obtained. Furthermore, since the depth of focus is enlarged by about n times, that is, about 1.44 times compared with that in the air, the projection optical system PL can be used when it is sufficient to ensure the same depth of focus as that in the air. The numerical aperture can be further increased, and the resolution is improved in this respect as well.
本実施形態では、投影光学系ＰＬの先端に第１光学素子ＬＳ１が取り付けられており、この光学素子により投影光学系ＰＬの光学特性、例えば収差（球面収差、コマ収差等）の調整を行うことができる。なお、投影光学系ＰＬの先端に取り付ける光学素子としては、投影光学系ＰＬの光学特性の調整に用いる光学プレートであってもよい。あるいは露光光ＥＬを透過可能な平行平面板であってもよい。 In the present embodiment, the first optical element LS1 is attached to the tip of the projection optical system PL, and the optical characteristics of the projection optical system PL, such as aberration (spherical aberration, coma aberration, etc.) are adjusted by this optical element. Can do. The optical element attached to the tip of the projection optical system PL may be an optical plate used for adjusting the optical characteristics of the projection optical system PL. Alternatively, it may be a plane parallel plate that can transmit the exposure light EL.
なお、液体ＬＱの流れによって生じる投影光学系ＰＬの先端の第１光学素子ＬＳ１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。 Note that when the pressure between the first optical element LS1 at the tip of the projection optical system PL generated by the flow of the liquid LQ and the substrate P is large, the optical element is not exchangeable, and the optical is controlled by the pressure. The element may be firmly fixed so as not to move.
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと基板Ｐ表面との間は液体ＬＱで満たされている構成であるが、例えば基板Ｐの表面に平行平面板からなるカバーガラスを取り付けた状態で液体ＬＱを満たす構成であってもよい。 In the present embodiment, the space between the projection optical system PL and the surface of the substrate P is filled with the liquid LQ. However, for example, the liquid with the cover glass made of a plane-parallel plate attached to the surface of the substrate P is used. The structure which satisfy | fills LQ may be sufficient.
また、上述の実施形態の投影光学系は、先端の光学素子の像面側の光路空間を液体で満たしているが、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子のマスク側の光路空間も液体で満たす投影光学系を採用することもできる。 In the projection optical system of the above-described embodiment, the optical path space on the image plane side of the optical element at the tip is filled with liquid, but as disclosed in International Publication No. 2004/019128, the optical at the tip is used. It is also possible to employ a projection optical system in which the optical path space on the mask side of the element is filled with liquid.
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Ｆ２レーザである場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしてはＦ２レーザ光を透過可能な例えば、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体であってもよい。この場合、液体ＬＱと接触する部分には、例えばフッ素を含む極性の小さい分子構造の物質で薄膜を形成することで親液化処理する。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系ＰＬや基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。 The liquid LQ of the present embodiment is water, but may be a liquid other than water. For example, when the light source of the exposure light EL is an F 2 laser, the F 2 laser light does not pass through water. The liquid LQ may be, for example, a fluorinated fluid such as perfluorinated polyether (PFPE) or fluorinated oil that can transmit F 2 laser light. In this case, the lyophilic treatment is performed by forming a thin film with a substance having a molecular structure having a small polarity including fluorine, for example, at a portion in contact with the liquid LQ. In addition, as the liquid LQ, the liquid LQ is transmissive to the exposure light EL, has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the photoresist applied to the projection optical system PL and the surface of the substrate P (for example, Cedar). Oil) can also be used.
なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。 The substrate P in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。 As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise.
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。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。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。 Further, as the exposure apparatus EX, a reduced image of the first pattern is projected with the first pattern and the substrate P being substantially stationary (for example, a refraction type projection optical system that does not include a reflecting element at 1/8 reduction magnification). The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs batch exposure on the substrate P using the above. In this case, after that, with the second pattern and the substrate P substantially stationary, a reduced image of the second pattern is collectively exposed onto the substrate P by partially overlapping the first pattern using the projection optical system. It can also be applied to a stitch type batch exposure apparatus. Further, the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially 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。 The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-163099, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783, and Japanese Translation of PCT International Publication No. 2000-505958.
更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材や各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in JP-A-11-135400 and JP-A-2000-164504, a measurement stage equipped with a substrate stage for holding a substrate, a reference member on which a reference mark is formed, and various photoelectric sensors. The present invention can also be applied to an exposure apparatus including the above.
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。 The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ) Or an exposure apparatus for manufacturing reticles or masks.
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクにかえて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスクを用いてもよい。 In the above-described embodiment, a light transmissive mask in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmissive substrate is used. As disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used.
また、国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that exposes a line-and-space pattern on a substrate P by forming interference fringes on the substrate P. The present invention can also be applied.
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 As described above, the exposure apparatus EX according to the present embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２２に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
As shown in FIG. 22, a microdevice such as a semiconductor device includes a
１…液浸機構、３…液体噴射機構、１２…供給口、２２…回収口、３１Ｂ…脱気装置、３２…噴射口、３４…供給流路、３４Ａ…第１流路部、３４Ｂ…第２流路部、３７…バッファ空間、７０…ノズル部材、１００…基材、１０１…膜部材、１０２…第２膜部材、ＣＯＮＴ…制御装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、Ｋ１…光路空間、ＬＱ…液体、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記液体を供給する供給口と、
前記光路空間に対して前記供給口の外側に設けられ、液体を回収する回収口と、
前記光路空間に対して前記回収口の外側に設けられ、液体を噴射する噴射口とを備えた露光装置。 In an exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating the substrate with exposure light through a liquid,
A supply port for supplying the liquid;
A recovery port that is provided outside the supply port with respect to the optical path space and recovers the liquid;
An exposure apparatus including an ejection port that is provided outside the recovery port with respect to the optical path space and ejects liquid.
前記流路は、前記噴射口に接続する第１流路部と、前記第１流路部よりも大きいバッファ空間を含む第２流路部とを有する請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。 A flow path for supplying a liquid to the ejection port;
The said flow path has a 1st flow path part connected to the said injection port, and a 2nd flow path part containing the buffer space larger than the said 1st flow path part. Exposure equipment.
前記制御装置は、前記移動条件に応じて、前記噴射条件を調整する請求項９記載の露光装置。 The exposure condition includes a moving condition when performing exposure while moving the substrate,
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the control device adjusts the ejection condition according to the movement condition.
前記制御装置は、前記移動速度に応じて、前記噴射口から噴射する液体の流速を調整する請求項１０記載の露光装置。 The moving condition includes a relative moving speed between the projection optical system and the substrate,
The exposure apparatus according to claim 10, wherein the control device adjusts a flow rate of the liquid ejected from the ejection port according to the moving speed.
前記噴射口は前記光路空間に対して複数方向から液体を噴射可能であり、
前記制御装置は、前記移動方向に応じて、前記噴射口から液体を噴射する方向を調整する請求項１０〜１２のいずれか一項記載の露光装置。 The movement condition includes a relative movement direction of the projection optical system and the substrate,
The ejection port can eject liquid from a plurality of directions with respect to the optical path space;
The exposure apparatus according to claim 10, wherein the control device adjusts a direction in which the liquid is ejected from the ejection port according to the moving direction.
前記制御装置は、前記接触角条件に応じて、前記噴射条件を調整する請求項９記載の露光装置。 The exposure conditions include a contact angle condition between a film member formed on the liquid contact surface on the substrate and the liquid,
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the control device adjusts the ejection condition according to the contact angle condition.
The device manufacturing method using the exposure apparatus as described in any one of Claims 1-15.
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