JP2007242784A - Lighting system, exposure equipment, and method of manufacturing device - Google Patents

Lighting system, exposure equipment, and method of manufacturing device Download PDF

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博之 長坂
Koji Shigematsu
幸二 重松
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting system inhibited from getting larger and capable of well lighting a pattern with exposure light. <P>SOLUTION: The lighting system IL illuminates a pattern with the exposure light EL for exposing a substrate P. The pattern is illuminated by the exposure light EL while a predetermined space K1 on the light path of the light EL is filled with a liquid LQ. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、基板を露光するための露光光でパターンを照明する照明装置、及び基板を露光する露光装置、並びにデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an illumination apparatus that illuminates a pattern with exposure light for exposing a substrate, an exposure apparatus that exposes a substrate, and a device manufacturing method.

半導体デバイス等のマイクロデバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程においては、照明系からの露光光でパターンを照明し、その露光光で照明されたパターン像を投影光学系を介して感光性の基板上に投影する露光装置が使用される。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空間を液体で満たし、その液体を介して基板を露光する液浸式の露光装置が案出されている。露光装置の高解像度化を実現するためには、使用する露光光の波長を短くしたり、投影光学系の開口数を大きくすることが有効であるが、液浸式の露光装置においては、投影光学系と基板との間の空間が、露光光に対する屈折率が空気よりも大きい液体で満たされているので、露光光の波長を実質的に短くすることができるとともに、投影光学系の開口数を例えば1よりも大きくした場合でも、露光光を基板上まで良好に到達させることができる。
国際公開第99/49504号パンフレット
In a photolithography process when manufacturing microdevices such as semiconductor devices, a pattern is illuminated with exposure light from an illumination system, and a pattern image illuminated with the exposure light is projected onto a photosensitive substrate via a projection optical system. An exposure apparatus for projecting onto the screen is used. In the manufacture of micro devices, miniaturization of patterns formed on a substrate is required in order to increase the density of devices. In order to meet this demand, it is desired to further increase the resolution of the exposure apparatus. As one of means for realizing the high resolution, the space between the projection optical system and the substrate is filled with a liquid as disclosed in Patent Document 1 below, and the substrate is exposed through the liquid. An immersion type exposure apparatus has been devised. In order to achieve higher resolution of the exposure apparatus, it is effective to shorten the wavelength of the exposure light used or increase the numerical aperture of the projection optical system. Since the space between the optical system and the substrate is filled with a liquid whose refractive index for exposure light is larger than that of air, the wavelength of the exposure light can be substantially shortened, and the numerical aperture of the projection optical system For example, even when the value is larger than 1, exposure light can reach the substrate satisfactorily.
International Publication No. 99/49504 Pamphlet

投影光学系の開口数の増大に伴って、照明系(照明光学系)の開口数も増大させる可能性がある。例えば、投影光学系の開口数と照明系の開口数との比であるコヒーレンスファクタを所望値にするために、投影光学系の開口数に応じて、照明系の開口数を大きくする必要が生じる可能性がある。しかし、照明系の開口数を大きくすると、照明系が大型化する可能性がある。   As the numerical aperture of the projection optical system increases, the numerical aperture of the illumination system (illumination optical system) may also increase. For example, in order to set the coherence factor, which is the ratio of the numerical aperture of the projection optical system and the numerical aperture of the illumination system, to a desired value, it is necessary to increase the numerical aperture of the illumination system according to the numerical aperture of the projection optical system. there is a possibility. However, when the numerical aperture of the illumination system is increased, the illumination system may be increased in size.

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、大型化が抑制され、露光光でパターンを良好に照明できる照明装置、及びその照明装置からの露光光を用いて基板を良好に露光できる露光装置を提供することを目的とする。また、その露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, The enlargement is suppressed and the board | substrate is favorably used using the exposure light from the illumination apparatus which can illuminate a pattern favorably with exposure light, and the illumination apparatus An object is to provide an exposure apparatus capable of exposure. It is another object of the present invention to provide a device manufacturing method using the exposure apparatus.

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、基板(P)を露光するための露光光(EL)でパターンを照明する照明装置において、露光光(EL)の光路上の所定空間(K1、K2)を液体(LQ)で満たした状態でパターンを露光光(EL)で照明する照明装置(IL)が提供される。   According to the first aspect of the present invention, in an illumination device that illuminates a pattern with exposure light (EL) for exposing the substrate (P), predetermined spaces (K1, K2) on the optical path of the exposure light (EL). An illumination device (IL) that illuminates a pattern with exposure light (EL) in a state where is filled with liquid (LQ) is provided.

本発明の第1の態様によれば、大型化が抑制され、パターンを良好に照明できる。   According to the 1st aspect of this invention, enlargement is suppressed and a pattern can be illuminated favorably.

本発明の第2の態様に従えば、上記態様の照明装置(IL)を備えた露光装置(EX)が提供される。   According to the second aspect of the present invention, an exposure apparatus (EX) provided with the illumination apparatus (IL) of the above aspect is provided.

本発明の第2の態様によれば、基板を良好に露光できる。   According to the second aspect of the present invention, the substrate can be exposed satisfactorily.

本発明の第3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 third 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3の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造できる。   According to the 3rd aspect of this invention, a device can be manufactured using the exposure apparatus which can expose a board | substrate favorably.

本発明によれば、大型化が抑制された照明装置及びそれを備えた露光装置を提供することができ、その露光装置を用いて基板を良好に露光することができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illuminating device by which the enlargement was suppressed and the exposure apparatus provided with the same can be provided, and a board | substrate can be favorably exposed using the exposure apparatus. Therefore, a device having a desired performance can be manufactured.

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。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、そのXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向を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、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system. The predetermined direction 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, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. To do. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態に係る照明系ILを備えた露光装置EXを示す概略構成図である。図1において、露光装置EXは、パターンを有するマスクMを保持して移動可能なマスクステージ3と、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ4と、基板Pを露光するための露光光ELを射出する光源装置5を有し、光源装置5から射出された露光光ELでマスクMのパターンを照明する照明系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P上に投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置2とを備えている。
<First Embodiment>
A first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX that includes an illumination system IL according to the first embodiment. In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes a mask stage 3 that is movable while holding a mask M having a pattern, a substrate stage 4 that is movable while holding a substrate P, and an exposure light EL for exposing the substrate P. The illumination system IL for illuminating the pattern of the mask M with the exposure light EL emitted from the light source device 5, and the pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL on the substrate P. A projection optical system PL for projecting and a control device 2 for controlling the overall operation of the exposure apparatus EX are provided.

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が形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。   Here, the substrate includes a substrate such as a semiconductor wafer coated with a photosensitive material (photoresist), and the mask includes a reticle on which a device pattern to be reduced and projected is formed on the substrate. In this embodiment, a transmissive mask is used as a mask, but a reflective mask may be used.

本実施形態の露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しつつマスクMのパターン像を基板P上に投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、マスクMと基板Pとの同期移動方向(走査方向)をY軸方向とする。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that projects a pattern image of the mask M onto the substrate P while synchronously moving the mask M and the substrate P in a predetermined scanning direction. In the present embodiment, the synchronous movement direction (scanning direction) between the mask M and the substrate P is the Y-axis direction.

マスクMは、ガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンを形成したものであり、パターンが配置されたパターン形成面MAを有する。本実施形態においては、マスクMは平行平板であり、パターン形成面MAは、マスクMの下面に設けられている。また、マスクステージ3は、パターン形成面MAとXY平面とがほぼ平行となるようにマスクMを保持する。制御装置2は、照明系ILからの露光光ELをマスクMに照射し、マスクMを通過した露光光ELを投影光学系PLを介して基板P上に照射することによって、マスクMのパターン形成面MAに配置されたパターンの像を基板P上に投影して、基板Pを露光する。   The mask M is obtained by forming a predetermined pattern on a transparent plate member such as a glass plate using a light shielding film such as chrome, and has a pattern forming surface MA on which the pattern is arranged. In the present embodiment, the mask M is a parallel plate, and the pattern formation surface MA is provided on the lower surface of the mask M. The mask stage 3 holds the mask M so that the pattern formation surface MA and the XY plane are substantially parallel. The control device 2 irradiates the mask M with the exposure light EL from the illumination system IL, and irradiates the exposure light EL that has passed through the mask M onto the substrate P through the projection optical system PL, thereby forming the pattern of the mask M. The image of the pattern arranged on the surface MA is projected onto the substrate P, and the substrate P is exposed.

本実施形態の露光装置EXは、照明系ILの露光光ELの光路上の所定空間K1を液体LQで満たす液浸システム1を備えている。制御装置2は、液浸システム1を用いて、照明系ILの露光光ELの光路上の所定空間K1を液体LQで満たすことができる。照明系ILは、露光光ELの光路上の所定空間K1を液体LQで満たした状態で、マスクMのパターンを露光光ELで照明する。   The exposure apparatus EX of the present embodiment includes an immersion system 1 that fills a predetermined space K1 on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL with a liquid LQ. Using the liquid immersion system 1, the control device 2 can fill the predetermined space K1 on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL with the liquid LQ. The illumination system IL illuminates the pattern of the mask M with the exposure light EL in a state where the predetermined space K1 on the optical path of the exposure light EL is filled with the liquid LQ.

また、本実施形態の露光装置EXは、露光光ELの光路を満たす液体LQの光学的な特性を計測する計測装置30を備えている。液体LQの光学的な特性とは、液体LQの露光光ELに対する屈折率、及び液体LQの透過率の少なくとも一方を含む。計測装置30は、液体LQの露光光ELに対する屈折率、及び液体LQの透過率の少なくとも一方を計測可能である。計測装置30は、露光光ELの光路を含む所定空間K1に供給される前の液体LQの計測する。   Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment includes a measuring apparatus 30 that measures the optical characteristics of the liquid LQ that satisfies the optical path of the exposure light EL. The optical characteristics of the liquid LQ include at least one of the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL and the transmittance of the liquid LQ. The measuring device 30 can measure at least one of the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL and the transmittance of the liquid LQ. The measuring device 30 measures the liquid LQ before being supplied to the predetermined space K1 including the optical path of the exposure light EL.

まず、照明系ILについて説明する。照明系ILは、基板Pを露光するための露光光ELを射出する光源装置5を有しており、光源装置5から射出された露光光ELでマスクMのパターンを照明するものである。照明系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。本実施形態においては、光源装置5には、ArFエキシマレーザ装置が用いられ、露光光ELにはArFエキシマレーザ光が用いられる。 First, the illumination system IL will be described. The illumination system IL has a light source device 5 that emits exposure light EL for exposing the substrate P, and illuminates the pattern of the mask M with the exposure light EL emitted from the light source device 5. As the exposure light EL emitted from the illumination system IL, 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, , 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 the present embodiment, an ArF excimer laser device is used for the light source device 5, and ArF excimer laser light is used for the exposure light EL.

照明系ILは、マスクM上の所定の照明領域IAを均一な照度分布の露光光ELで照明可能であり、マスクM上での露光光ELの照明領域IAを規定する開口を有するブラインド装置6を備えている。また、本実施形態の照明系ILは、光源装置5から射出された露光光EL(レーザビーム)を整形するビーム整形光学系、ビーム整形光学系から射出された露光光ELの光路上に配置された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の光射出面に配置された開口絞り、及びリレー光学系、コンデンサ光学系等の各種光学素子(光学部材)を備えている。ビーム整形光学系は、例えばシリンドリカルレンズやビームエキスパンダ等を含み、光源装置5から射出された露光光EL(レーザビーム)をオプティカルインテグレータに効率良く入射させるために、その光源装置5から射出された露光光EL(レーザビーム)の断面形状を整形する。オプティカルインテグレータは、フライアイレンズを含み、その光射出面に二次光源を形成する。   The illumination system IL can illuminate a predetermined illumination area IA on the mask M with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution, and has a blind device 6 having an opening that defines the illumination area IA of the exposure light EL on the mask M. It has. The illumination system IL of the present embodiment is arranged on the optical path of the exposure light EL emitted from the beam shaping optical system and the beam shaping optical system that shapes the exposure light EL (laser beam) emitted from the light source device 5. The optical integrator, an aperture stop disposed on the light exit surface of the optical integrator, and various optical elements (optical members) such as a relay optical system and a condenser optical system. The beam shaping optical system includes, for example, a cylindrical lens, a beam expander, and the like, and is emitted from the light source device 5 so that the exposure light EL (laser beam) emitted from the light source device 5 is efficiently incident on the optical integrator. The cross-sectional shape of the exposure light EL (laser beam) is shaped. The optical integrator includes a fly-eye lens and forms a secondary light source on its light exit surface.

ブラインド装置6は、マスクM上での露光光ELによる照明領域IAを規定するための開口8Kを有する固定ブラインド8と、基板Pに対する不要な露光光ELの照射を防止するための遮光部材として機能する可動ブラインド7とを備えている。   The blind device 6 functions as a fixed blind 8 having an opening 8K for defining the illumination area IA by the exposure light EL on the mask M, and a light shielding member for preventing the substrate P from being irradiated with unnecessary exposure light EL. The movable blind 7 is provided.

固定ブラインド8は、露光光ELを通過可能な開口8Kを有しており、その開口8Kを用いてマスクM上の照明領域IAを規定する。固定ブラインド8は、マスクMのパターンが配置されたパターン形成面MAと光学的に共役な位置から所定距離離れた位置(僅かにデフォーカスした位置)に配置されている。本実施形態においては、固定ブラインド8の開口8Kは矩形状である。   The fixed blind 8 has an opening 8K through which the exposure light EL can pass, and the illumination area IA on the mask M is defined using the opening 8K. The fixed blind 8 is arranged at a position (a slightly defocused position) away from a position optically conjugate with the pattern forming surface MA on which the pattern of the mask M is arranged. In the present embodiment, the opening 8K of the fixed blind 8 is rectangular.

可動ブラインド7は、露光光ELを通過可能な開口(光通過領域)7Kを有しており、マスクMのパターンが配置されたパターン形成面MAと光学的に共役な位置、又はその近傍に配置されている。本実施形態においては、可動ブラインド7は、固定ブラインド8の近傍に配置されている。可動ブラインド7は、パターンを有するマスクM、及び基板Pの少なくとも一方の移動と同期して移動可能に設けられている。可動ブラインド7は、マスクMのパターン形成領域以外の部分に対する露光光ELの照射を遮ることによって、露光光ELによる基板Pの不要な露光を防止する。具体的には、可動ブラインド7は、1回の走査露光の開始前及び終了後に、その可動ブラインド7を使って照明領域IAを更に制限することによって、露光光ELによる基板Pの不要な露光を防止する。なお、このような可動ブラインド7を有するブラインド装置6の一例は、例えば国際公開第99/63585号パンフレット等に開示されている。   The movable blind 7 has an opening (light passage area) 7K through which the exposure light EL can pass, and is arranged at a position optically conjugate with or near the pattern formation surface MA on which the pattern of the mask M is arranged. Has been. In the present embodiment, the movable blind 7 is disposed in the vicinity of the fixed blind 8. The movable blind 7 is provided to be movable in synchronization with the movement of at least one of the mask M having a pattern and the substrate P. The movable blind 7 prevents unnecessary exposure of the substrate P by the exposure light EL by blocking irradiation of the exposure light EL to portions other than the pattern formation region of the mask M. Specifically, the movable blind 7 uses the movable blind 7 to further limit the illumination area IA before and after the start of one scanning exposure, thereby performing unnecessary exposure of the substrate P with the exposure light EL. To prevent. An example of the blind device 6 having such a movable blind 7 is disclosed in, for example, the pamphlet of International Publication No. 99/63585.

光源装置5から射出された露光光ELは、ビーム整形光学系を通過した後、オプティカルインテグレータに入射する。オプティカルインテグレータは、その光射出面に二次光源を形成する。二次光源から射出された露光光ELは、開口絞りを通過した後、ブラインド装置6を重畳的に照明する。ブラインド装置6に入射した露光光ELは、ブラインド装置6の可動ブラインド7の開口7K及び固定ブラインド8の開口8Kを通過した後、所定の光学素子等を介して、マスクステージ3に保持されたマスクM上の照明領域IAを均一な照度分布で照明する。   The exposure light EL emitted from the light source device 5 enters the optical integrator after passing through the beam shaping optical system. The optical integrator forms a secondary light source on its light exit surface. The exposure light EL emitted from the secondary light source illuminates the blind device 6 in a superimposed manner after passing through the aperture stop. The exposure light EL incident on the blind device 6 passes through the opening 7K of the movable blind 7 and the opening 8K of the fixed blind 8 of the blind device 6, and then is held on the mask stage 3 via a predetermined optical element or the like. The illumination area IA on M is illuminated with a uniform illuminance distribution.

次に、マスクステージ3について説明する。マスクステージ3は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置3Dの駆動により、マスクMを保持した状態で、X軸、Y軸、及びθZ方向に移動可能である。マスクステージ3(ひいてはマスクM)の位置情報は、レーザ干渉計3Lによって計測される。レーザ干渉計3Lは、マスクステージ3上に設けられた移動鏡の反射面3Kを用いてマスクステージ3の位置情報を計測する。制御装置2は、レーザ干渉計3Lの計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置3Dを駆動し、マスクステージ3に保持されているマスクMの位置制御を行う。   Next, the mask stage 3 will be described. The mask stage 3 is movable in the X-axis, Y-axis, and θZ directions while holding the mask M by driving a mask stage driving device 3D including an actuator such as a linear motor. Position information of the mask stage 3 (and hence the mask M) is measured by the laser interferometer 3L. The laser interferometer 3L measures the position information of the mask stage 3 using the reflecting surface 3K of the moving mirror provided on the mask stage 3. The control device 2 drives the mask stage driving device 3D based on the measurement result of the laser interferometer 3L, and controls the position of the mask M held on the mask stage 3.

次に、投影光学系PLについて説明する。投影光学系PLは、マスクMのパターン像を所定の投影倍率で基板Pに投影するものであって、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒PKで保持されている。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、1/8等の縮小系である。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。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。   Next, the projection optical system PL will be described. The projection optical system PL projects the pattern image of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification, and has a plurality of optical elements, and these optical elements are held by a lens barrel PK. The projection optical system PL of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, 1/8 or the like. 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 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. Further, the projection optical system PL may form either an inverted image or an erect image.

次に、基板ステージ4について説明する。基板ステージ4は、基板Pを保持する基板ホルダを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置4Dの駆動により、基板ホルダに基板Pを保持した状態で、ベース部材BP上で、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。   Next, the substrate stage 4 will be described. The substrate stage 4 has a substrate holder for holding the substrate P. The substrate stage 4 is held on the base member BP in a state where the substrate P is held by the substrate holder by driving of a substrate stage driving device 4D including an actuator such as a linear motor. , X-axis, Y-axis, Z-axis, θX, θY, and θZ directions are movable in directions of six degrees of freedom.

基板ステージ4(ひいては基板P)の位置情報は、レーザ干渉計4Lによって計測される。レーザ干渉計4Lは、基板ステージ4に設けられた反射面4Kを用いて、基板ステージ4のX軸、Y軸、及びθZ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ4に保持されている基板Pの表面の面位置情報(Z軸、θX、及びθY方向に関する位置情報)は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置2は、レーザ干渉計4Lの計測結果及びフォーカス・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4Dを駆動し、基板ステージ4に保持されている基板Pの位置制御を行う。   The position information of the substrate stage 4 (and thus the substrate P) is measured by the laser interferometer 4L. The laser interferometer 4 </ b> L uses the reflecting surface 4 </ b> K provided on the substrate stage 4 to measure position information regarding the X-axis, Y-axis, and θZ directions of the substrate stage 4. Further, surface position information (position information regarding the Z-axis, θX, and θY directions) of the surface of the substrate P held on the substrate stage 4 is detected by a focus / leveling detection system (not shown). The control device 2 drives the substrate stage driving device 4D based on the measurement result of the laser interferometer 4L and the detection result of the focus / leveling detection system, and controls the position of the substrate P held on the substrate stage 4.

図2は、照明系ILのうち、液浸システム1によって液体LQが満たされる露光光ELの光路上の所定空間K1近傍を示す側断面図である。   FIG. 2 is a side sectional view showing the vicinity of the predetermined space K1 on the optical path of the exposure light EL that is filled with the liquid LQ by the liquid immersion system 1 in the illumination system IL.

照明系ILは、露光光ELの光路上に配置される複数の光学素子を有している。図2に示すように、照明系ILは、マスクMのパターン形成面MAに最も近い第1光学素子G1と、第1光学素子G1に次いでパターン形成面MAに近い第2光学素子G2と、第2光学素子G2に次いでパターン形成面MAに近い第3光学素子G3と、第3光学素子G3に次いでパターン形成面MAに近い第4光学素子G4とを有している。   The illumination system IL has a plurality of optical elements arranged on the optical path of the exposure light EL. As shown in FIG. 2, the illumination system IL includes a first optical element G1 that is closest to the pattern formation surface MA of the mask M, a second optical element G2 that is next to the pattern formation surface MA after the first optical element G1, and a first optical element G2. The second optical element G2 has a third optical element G3 close to the pattern formation surface MA, and the third optical element G3 has a fourth optical element G4 close to the pattern formation surface MA.

照明系ILの複数の光学素子は、同一の保持部材で保持されている。図2に示すように、本実施形態においては、第2、第3、第4光学素子G2、G3、G4は、保持部材(ハウジング)60で保持される。また、不図示ではあるが、第1光学素子G1も、保持部材60とは別の部材(不図示)で保持される。もちろん、第1光学素子G1を保持部材60で保持してもよい。   The plurality of optical elements of the illumination system IL are held by the same holding member. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the second, third, and fourth optical elements G2, G3, and G4 are held by a holding member (housing) 60. Although not shown, the first optical element G1 is also held by a member (not shown) different from the holding member 60. Of course, the first optical element G1 may be held by the holding member 60.

液浸システム1は、パターンが配置されたマスクMのパターン形成面MA近傍の所定空間K1を液体LQで満たす。本実施形態においては、液浸システム1は、露光光ELの光路上のうち、第1光学素子G1と第2光学素子G2との間の所定空間K1を液体LQで満たす。液体LQは、マスクMのパターン形成面MA近傍であって、第1光学素子LS1と第2光学素子LS2との間の光路を含む所定空間K1に満たされる。   The liquid immersion system 1 fills a predetermined space K1 near the pattern formation surface MA of the mask M on which the pattern is arranged with the liquid LQ. In the present embodiment, the immersion system 1 fills a predetermined space K1 between the first optical element G1 and the second optical element G2 in the optical path of the exposure light EL with the liquid LQ. The liquid LQ is filled in a predetermined space K1 in the vicinity of the pattern formation surface MA of the mask M and including the optical path between the first optical element LS1 and the second optical element LS2.

ここで、以下の説明においては、所定空間K1を適宜、第1空間K1、と称する。   Here, in the following description, the predetermined space K1 is appropriately referred to as a first space K1.

第2光学素子G2は、露光光ELが入射される入射面T4及び露光光ELが射出される光射出面T3を有している。すなわち、光源装置5から射出され、ブラインド装置6を通過した露光光ELは、第4光学素子G4、第3光学素子G3を通過した後、第2光学素子G2の入射面T4に入射する。また、第2光学素子G2の入射面T4に入射した露光光ELは、第2光学素子G2を通過した後、光射出面T3より射出される。   The second optical element G2 has an incident surface T4 on which the exposure light EL is incident and a light emission surface T3 on which the exposure light EL is emitted. That is, the exposure light EL emitted from the light source device 5 and passing through the blind device 6 passes through the fourth optical element G4 and the third optical element G3, and then enters the incident surface T4 of the second optical element G2. The exposure light EL that has entered the incident surface T4 of the second optical element G2 passes through the second optical element G2, and then exits from the light exit surface T3.

本実施形態においては、第2光学素子G2の入射面T4及び光射出面T3は、マスクMのパターン形成面MAから離れる方向に凸な曲面である。本実施形態においては、第2光学素子G2の入射面T4と光射出面T3とは互いにほぼ同心であり、且つ入射面T4及び光射出面T3は、マスクMのパターン形成面MAから離れる方向に凸な球面である。すなわち、入射面T4の曲率中心と光射出面T3の曲率中心とは一致している。なお、第2光学素子G2の入射面T4及び光射出面T3の少なくとも一方が非球面であってもよい。また、本実施形態においては、第1光学素子G1は、第2光学素子G2の光射出面T3との間で液体LQを保持可能な上面T2を有する平行平板である。   In the present embodiment, the incident surface T4 and the light exit surface T3 of the second optical element G2 are curved surfaces that are convex in a direction away from the pattern formation surface MA of the mask M. In the present embodiment, the incident surface T4 and the light exit surface T3 of the second optical element G2 are substantially concentric with each other, and the entrance surface T4 and the light exit surface T3 are away from the pattern formation surface MA of the mask M. Convex spherical surface. That is, the center of curvature of the entrance surface T4 and the center of curvature of the light exit surface T3 coincide. Note that at least one of the incident surface T4 and the light exit surface T3 of the second optical element G2 may be an aspherical surface. In the present embodiment, the first optical element G1 is a parallel plate having an upper surface T2 capable of holding the liquid LQ between the first optical element G1 and the light emission surface T3 of the second optical element G2.

液浸システム1は、第1光学素子G1の上面T2と第2光学素子G2の光射出面T3との間の露光光ELの光路を含む第1空間K1の近傍に設けられ、第1空間K1に液体LQを供給可能な供給口12と、第1空間K1の液体LQを回収可能な回収口22とを備えている。本実施形態においては、供給口12及び回収口22は、第2光学素子G2を保持する保持部材60に設けられている。保持部材60は、第2光学素子G2及び露光光ELの光路を囲むように環状に形成されており、供給口12は、露光光ELの光路を向く保持部材60の内側面に設けられ、回収口22は、第1光学素子G1の上面T2と対向する保持部材60の下面60Aに設けられている。本実施形態においては、保持部材60の下面60Aは、第2光学素子G2よりも下側(+Z側)に設けられており、保持部材60の下面60Aと、第1光学素子G1の上面T2との間には所定のギャップGA1が形成されている。また、保持部材60の下面60Aと、第1光学素子G1の上面T2とは、ほぼ平行である。   The immersion system 1 is provided in the vicinity of the first space K1 including the optical path of the exposure light EL between the upper surface T2 of the first optical element G1 and the light exit surface T3 of the second optical element G2, and the first space K1. Are provided with a supply port 12 capable of supplying the liquid LQ and a recovery port 22 capable of recovering the liquid LQ in the first space K1. In the present embodiment, the supply port 12 and the recovery port 22 are provided in the holding member 60 that holds the second optical element G2. The holding member 60 is formed in an annular shape so as to surround the optical path of the second optical element G2 and the exposure light EL, and the supply port 12 is provided on the inner surface of the holding member 60 facing the optical path of the exposure light EL, and is collected. The mouth 22 is provided on the lower surface 60A of the holding member 60 that faces the upper surface T2 of the first optical element G1. In the present embodiment, the lower surface 60A of the holding member 60 is provided below (+ Z side) the second optical element G2, and the lower surface 60A of the holding member 60 and the upper surface T2 of the first optical element G1 A predetermined gap GA1 is formed between the two. Further, the lower surface 60A of the holding member 60 and the upper surface T2 of the first optical element G1 are substantially parallel.

また、液浸システム1は、供給管13及び保持部材60の内部に形成された供給流路14を介して供給口12と接続され、供給口12に供給管13及び供給流路14を介して液体LQを供給する液体供給装置10と、回収管23及び保持部材60の内部に形成された回収流路24を介して回収口22と接続され、回収口22からの液体LQを回収流路24及び回収管23を介して回収する液体回収装置20とを備えている。なお、回収口22に、例えばチタン製のメッシュ部材、あるいはセラミックス製の多孔部材を配置することができる。   The liquid immersion system 1 is connected to the supply port 12 via a supply channel 14 formed inside the supply tube 13 and the holding member 60, and is connected to the supply port 12 via the supply tube 13 and the supply channel 14. The liquid supply device 10 for supplying the liquid LQ is connected to the recovery port 22 via the recovery channel 23 formed in the recovery pipe 23 and the holding member 60, and the recovery channel 24 supplies the liquid LQ from the recovery port 22. And a liquid recovery apparatus 20 that recovers via a recovery pipe 23. For example, a titanium mesh member or a ceramic porous member can be disposed in the recovery port 22.

液体供給装置10は、供給する液体LQの温度を調整する温度調整装置、液体LQ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体LQ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えており、清浄で温度調整された液体LQを送出可能である。また、液体回収装置20は、真空系等を備えており、液体LQを回収可能である。   The liquid supply device 10 includes a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the liquid LQ to be supplied, a deaeration device that reduces a gas component in the liquid LQ, a filter unit that removes foreign matters in the liquid LQ, and the like. The temperature-controlled liquid LQ can be delivered. The liquid recovery apparatus 20 includes a vacuum system and the like and can recover the liquid LQ.

液体供給装置10及び液体回収装置20の動作は制御装置2に制御される。液体供給装置10から送出された液体LQは、供給管13、及び保持部材60の供給流路14を流れた後、供給口12より露光光ELの光路を含む第1空間K1に供給される。また、液体回収装置20を駆動することにより回収口22から回収された液体LQは、保持部材60の回収流路24を流れた後、回収管23を介して液体回収装置20に回収される。   The operations of the liquid supply device 10 and the liquid recovery device 20 are controlled by the control device 2. The liquid LQ delivered from the liquid supply apparatus 10 flows through the supply pipe 13 and the supply flow path 14 of the holding member 60, and then is supplied from the supply port 12 to the first space K1 including the optical path of the exposure light EL. Further, the liquid LQ recovered from the recovery port 22 by driving the liquid recovery device 20 flows through the recovery flow path 24 of the holding member 60 and is then recovered by the liquid recovery device 20 via the recovery tube 23.

制御装置2は、液浸システム1を制御して、液体供給装置10による液体供給動作を行うことで、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間の第1空間K1を液体LQで満たすことができる。液体供給装置10より第1空間K1に供給された液体LQは、第2光学素子G3の光射出面T3及び第1光学素子G1の上面T2のそれぞれと密着するように、第1光学素子G1と第2光学素子G2との間に満たされる。   The control device 2 controls the liquid immersion system 1 and performs a liquid supply operation by the liquid supply device 10, so that the space between the light emission surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1 is reached. The first space K1 can be filled with the liquid LQ. The liquid LQ supplied from the liquid supply device 10 to the first space K1 is in close contact with each of the light emitting surface T3 of the second optical element G3 and the upper surface T2 of the first optical element G1, and the first optical element G1. It is filled between the second optical element G2.

また、制御装置2は、液浸システム1を制御して、液体回収装置20による液体回収動作を行うことで、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間の第1空間K1の液体LQを回収することができる。   In addition, the control device 2 controls the liquid immersion system 1 and performs a liquid recovery operation by the liquid recovery device 20, whereby the light emission surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1 are The liquid LQ in the first space K1 can be recovered.

また、図2に示すように、液浸システム1は、第1光学素子G1の上面T2の一部の領域に局所的に液浸領域LRを形成するように、第1空間K1を液体LQで満たす。本実施形態においては、第1光学素子G1の上面T2に液浸領域LRを形成する液体LQは、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間に保持されるとともに、保持部材60の下面60Aの少なくとも一部と第1光学素子G1の上面T2との間に保持される。本実施形態においては、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間の露光光ELの光路を含む第1空間K1を液体LQで満たして液浸領域LRを形成したとき、液浸領域LRを形成する液体LQとその外側の気体空間との界面LGが、液体LQの表面張力により、保持部材60の下面60Aと第1光学素子G1の上面T2との間に維持されるようになっている。   Further, as shown in FIG. 2, the liquid immersion system 1 allows the first space K1 to be formed with the liquid LQ so that the liquid immersion region LR is locally formed in a partial region of the upper surface T2 of the first optical element G1. Fulfill. In the present embodiment, the liquid LQ that forms the immersion region LR on the upper surface T2 of the first optical element G1 is held between the light exit surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1. At the same time, it is held between at least a part of the lower surface 60A of the holding member 60 and the upper surface T2 of the first optical element G1. In the present embodiment, the liquid LQ fills the first space K1 including the optical path of the exposure light EL between the light exit surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1, and the immersion region LR. Is formed, the interface LG between the liquid LQ forming the liquid immersion region LR and the gas space outside the liquid LQ is formed between the lower surface 60A of the holding member 60 and the upper surface T2 of the first optical element G1 by the surface tension of the liquid LQ. It is supposed to be maintained in between.

また、本実施形態においては、第1光学素子G1の下面T1とマスクMの上面との間には所定のギャップGA2が形成されている。第1光学素子G1の下面T1と、マスクMの上面とは、ほぼ平行である。また、第1光学素子G1の下面T1とマスクMの上面との間は気体空間である。   In the present embodiment, a predetermined gap GA2 is formed between the lower surface T1 of the first optical element G1 and the upper surface of the mask M. The lower surface T1 of the first optical element G1 and the upper surface of the mask M are substantially parallel. Further, a space between the lower surface T1 of the first optical element G1 and the upper surface of the mask M is a gas space.

光源装置5から射出され、ブラインド装置6を通過した露光光ELは、第4光学素子G4を通過し、第3光学素子G3を通過した後、第2光学素子G2の入射面T4に入射する。第2光学素子G2の入射面T4に入射した露光光ELは、第2光学素子G2を通過した後、光射出面T3より射出される。第2光学素子G2の光射出面T3より射出された露光光ELは、第1空間K1の液体LQを通過した後、第1光学素子G1の上面T2に入射する。第1光学素子G1の上面T2に入射した露光光ELは、第1光学素子G1を通過した後、下面T1より射出され、第1光学素子G1の下面T1とマスクMの上面との間の気体空間を通過した後、マスクMに照射される。このように、本実施形態の照明系ILは、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間の第1空間K1を満たす液体LQを介して、マスクMの所定の照明領域IAを露光光ELで照明する。   The exposure light EL emitted from the light source device 5 and passing through the blind device 6 passes through the fourth optical element G4, passes through the third optical element G3, and then enters the incident surface T4 of the second optical element G2. The exposure light EL that has entered the incident surface T4 of the second optical element G2 passes through the second optical element G2, and then exits from the light exit surface T3. The exposure light EL emitted from the light emission surface T3 of the second optical element G2 passes through the liquid LQ in the first space K1, and then enters the upper surface T2 of the first optical element G1. The exposure light EL that has entered the upper surface T2 of the first optical element G1 passes through the first optical element G1, and then is emitted from the lower surface T1, and is a gas between the lower surface T1 of the first optical element G1 and the upper surface of the mask M. After passing through the space, the mask M is irradiated. As described above, the illumination system IL of the present embodiment includes the mask M via the liquid LQ that fills the first space K1 between the light exit surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1. The predetermined illumination area IA is illuminated with the exposure light EL.

次に、液体LQ及び第2光学素子G2について説明する。以下の説明においては、簡単のため、液体LQの露光光ELに対する屈折率を、液体LQの屈折率、と適宜称し、第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率を、第2光学素子G2の屈折率、と適宜称する。   Next, the liquid LQ and the second optical element G2 will be described. In the following description, for the sake of simplicity, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL is appropriately referred to as the refractive index of the liquid LQ, and the refractive index of the second optical element G2 with respect to the exposure light EL is referred to as the second optical element G2. The refractive index is referred to as appropriate.

本実施形態においては、液体LQの露光光EL(ArFエキシマレーザ光:波長193nm)に対する屈折率は、第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率よりも大きく、露光光ELの光路を含む第1空間K1は、第2光学素子G2の屈折率よりも大きい屈折率を有する液体LQで満たされる。例えば、第2光学素子G2が石英(合成石英)で形成される場合には、石英の屈折率は約1.51なので、液体LQとしては、その屈折率が石英の屈折率よりも大きいもの、例えば屈折率が1.6以上(1.6〜2.0程度)のものが使用される。   In the present embodiment, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL (ArF excimer laser light: wavelength 193 nm) is larger than the refractive index of the second optical element G2 with respect to the exposure light EL and includes the optical path of the exposure light EL. The one space K1 is filled with the liquid LQ having a refractive index larger than the refractive index of the second optical element G2. For example, when the second optical element G2 is formed of quartz (synthetic quartz), the refractive index of quartz is about 1.51, so that the liquid LQ has a refractive index larger than that of quartz, For example, those having a refractive index of 1.6 or more (about 1.6 to 2.0) are used.

本実施形態においては、第1光学素子G2の+Z側(第3光学素子G3側、入射面T4側)の光路は気体(例えば窒素)で満たされ、第2光学素子G2の−Z側(第1光学素子G1側、光射出面T3側)の光路は液体LQで満たされる。上述のように、第2光学素子G2の+Z側の入射面T4の形状、及び−Z側の光射出面T3の形状は、マスクMのパターン形成面MAから離れる方向に凸な曲面(球面)であり、マスクMのパターン形成面MAに入射すべき全ての光線が入射するような形状となっている。   In the present embodiment, the optical path on the + Z side (the third optical element G3 side, the incident surface T4 side) of the first optical element G2 is filled with gas (for example, nitrogen), and the −Z side (the first optical element G2) The optical path on the one optical element G1 side and the light emission surface T3 side) is filled with the liquid LQ. As described above, the shape of the entrance surface T4 on the + Z side and the shape of the light exit surface T3 on the −Z side of the second optical element G2 are curved surfaces (spherical surfaces) that protrude in a direction away from the pattern formation surface MA of the mask M. In other words, all the light rays that should be incident on the pattern forming surface MA of the mask M are incident.

液体LQとしては、例えば、屈折率が約1.50のイソプロパノールや、屈折率が約1.61のグリセロール(グリセリン)といったC−H結合やO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)が挙げられる。あるいは、これら所定液体のうち任意の2種類以上の液体が混合されたものであってもよいし、純水に上記所定液体が添加(混合)されたものであってもよい。あるいは、液体LQとしては、純水に、H、Cs、K、Cl、SO 2−、PO 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものであってもよい。更には、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものであってもよい。これら液体LQは、ArFエキシマレーザ光を透過可能である。また、液体LQとしては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少ないものであることが好ましい。 Examples of the liquid LQ include predetermined liquids having C—H bonds and O—H bonds such as isopropanol having a refractive index of about 1.50 and glycerol (glycerin) having a refractive index of about 1.61, hexane, heptane, and decane. And a predetermined liquid (organic solvent). Alternatively, any two or more of these predetermined liquids may be mixed, or the predetermined liquid may be added (mixed) to pure water. Alternatively, the liquid LQ may be one obtained by adding (mixing) a base or an acid such as H + , Cs + , K + , Cl , SO 4 2− or PO 4 2− to pure water. Further, it may be one obtained by adding (mixing) fine particles such as Al oxide to pure water. These liquids LQ can transmit ArF excimer laser light. The liquid LQ preferably has a small light absorption coefficient and low temperature dependency.

また、第2光学素子G2は、例えば石英(シリカ)で形成することができる。あるいは、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。また、他の光学素子G1、G3、G4等を上述の材料で形成することができる。   The second optical element G2 can be formed of, for example, quartz (silica). Alternatively, it may be formed of a single crystal material of a fluoride compound such as calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, strontium fluoride, lithium fluoride, and sodium fluoride. Further, other optical elements G1, G3, G4 and the like can be formed of the above-described materials.

また、例えば第2光学素子G2を蛍石で形成し、他の光学素子G1、G3、G4等を石英で形成してもよいし、光第2学素子G2を石英で形成し、他の光学素子G1、G3、G4等を蛍石で形成してもよいし、光学素子G1、G2、G3、G4を含む全ての光学素子を石英(あるいは蛍石)で形成してもよい。   Further, for example, the second optical element G2 may be formed of fluorite and the other optical elements G1, G3, G4, etc. may be formed of quartz, or the optical second optical element G2 may be formed of quartz, and other optical elements may be formed. The elements G1, G3, G4, etc. may be formed of fluorite, or all optical elements including the optical elements G1, G2, G3, G4 may be formed of quartz (or fluorite).

また、第2光学素子G2を含む照明系ILの光学素子を、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で形成してもよい。例えば、国際公開第2005/059617号パンフレットに開示されているような、サファイア、二酸化ゲルマニウム等を用いて照明系ILの光学素子を形成することができる。あるいは、国際公開第2005/059618号パンフレットに開示されているような、塩化カリウム(屈折率約1.75)等を用いて、照明系ILの光学素子を形成することができる。   Further, the optical element of the illumination system IL including the second optical element G2 may be formed of a material having a refractive index higher than that of quartz or fluorite (for example, 1.6 or more). For example, the optical element of the illumination system IL can be formed using sapphire, germanium dioxide, or the like as disclosed in International Publication No. 2005/059617 pamphlet. Or the optical element of illumination system IL can be formed using potassium chloride (refractive index of about 1.75) etc. which are disclosed by the international publication 2005/059618 pamphlet.

次に、計測装置30について説明する。計測装置30は、液体供給装置10により第1空間K1に供給される前の液体LQの光学的な特性を計測するものであって、液体供給装置10と保持部材60(供給口12)との間の供給管13の途中に設けられている。   Next, the measuring device 30 will be described. The measuring device 30 measures the optical characteristics of the liquid LQ before being supplied to the first space K1 by the liquid supply device 10, and includes the liquid supply device 10 and the holding member 60 (supply port 12). It is provided in the middle of the supply pipe 13 between.

図3は、計測装置30を示す概略斜視図、図4は、断面図である。図3及び図4において、計測装置30は、液体LQが流れる供給管13の途中に設けられた流路形成部材33と、流路形成部材33に対して計測光Laを照射する投光装置34と、流路形成部材33を通過した計測光Laを集光する光学素子(集光光学系)35と、光学素子35を介した計測光Laを受光するCCD等からなる撮像素子36とを備えている。投光装置34から流路形成部材33に対して照射される計測光Laは、適当な断面積を有する平行光線である。光学素子35と撮像素子36との距離は、光学素子35の焦点距離にほぼ等しくなるように設けられており、光学素子35は、その光学素子35を通過した計測光Laを撮像素子36上に集光する。投光装置34から射出される計測光Laは、露光光ELとほぼ同じ波長(ArFエキシマレーザ光の波長である193nm)を有している。   FIG. 3 is a schematic perspective view showing the measuring device 30, and FIG. 4 is a cross-sectional view. 3 and 4, the measuring device 30 includes a flow path forming member 33 provided in the middle of the supply pipe 13 through which the liquid LQ flows, and a light projecting device 34 that irradiates the flow path forming member 33 with the measurement light La. An optical element (condensing optical system) 35 that condenses the measurement light La that has passed through the flow path forming member 33, and an imaging element 36 that includes a CCD or the like that receives the measurement light La via the optical element 35. ing. The measurement light La emitted from the light projecting device 34 to the flow path forming member 33 is a parallel light beam having an appropriate cross-sectional area. The distance between the optical element 35 and the imaging element 36 is set to be substantially equal to the focal length of the optical element 35, and the optical element 35 places the measurement light La that has passed through the optical element 35 on the imaging element 36. Condensate. The measurement light La emitted from the light projecting device 34 has substantially the same wavelength as the exposure light EL (193 nm which is the wavelength of ArF excimer laser light).

流路形成部材33は、石英や蛍石など、計測光La(露光光EL)を通過可能な部材で形成されており、断面視三角形状に形成された管状部材である。流路形成部材33はプリズムとしての機能を有している。流路形成部材33の内部には、液体LQが流れる流路37が形成されている。流路形成部材33によって形成された流路37の一端は、供給管13を介して液体供給装置10に接続されている。液体供給装置10から送出された液体LQは、供給管13を介して流路37の一端に流入する。また、流路形成部材33によって形成された流路37の他端は、供給管13及び供給流路14を介して供給口12に接続されている。液体供給装置10から送出され、流路37の一端に流入した液体LQは、流路37を流れた後、他端より流出し、供給管13及び供給流路14を介して供給口12に供給される。このように、流路形成部材33の流路37には、液体供給装置10から供給口12(第1空間K1)に供給される液体LQが流れる。流路37は、第1空間K1に供給される液体LQで満たされる。   The flow path forming member 33 is formed of a member that can pass the measurement light La (exposure light EL), such as quartz or fluorite, and is a tubular member formed in a triangular shape in cross section. The flow path forming member 33 has a function as a prism. A flow path 37 through which the liquid LQ flows is formed inside the flow path forming member 33. One end of the flow path 37 formed by the flow path forming member 33 is connected to the liquid supply apparatus 10 via the supply pipe 13. The liquid LQ delivered from the liquid supply apparatus 10 flows into one end of the flow path 37 via the supply pipe 13. The other end of the flow path 37 formed by the flow path forming member 33 is connected to the supply port 12 via the supply pipe 13 and the supply flow path 14. The liquid LQ delivered from the liquid supply apparatus 10 and flowing into one end of the flow path 37 flows through the flow path 37, then flows out from the other end, and is supplied to the supply port 12 through the supply pipe 13 and the supply flow path 14. Is done. Thus, the liquid LQ supplied from the liquid supply apparatus 10 to the supply port 12 (first space K1) flows through the flow path 37 of the flow path forming member 33. The flow path 37 is filled with the liquid LQ supplied to the first space K1.

計測装置30を用いて液体LQの光学的な特性を計測するとき、制御装置2は、流路形成部材33の流路37に液体LQが満たされている状態で、流路形成部材33の第1面33Aに投光装置34より計測光Laを斜入射で照射する。流路形成部材33は計測光Laを透過可能であるため、流路形成部材33に照射された計測光Laは、流路37を流れる液体LQに照射される。そして、流路37を流れる液体LQに照射された計測光Laは、その液体LQを通過した後、流路形成部材33の第2面33Bより外部に射出される。流路形成部材33の第2面33Bより射出された計測光Laは、光学素子35によって撮像素子36上に集光される。   When measuring the optical characteristics of the liquid LQ using the measuring device 30, the control device 2 is configured so that the flow path 37 of the flow path forming member 33 is filled with the liquid LQ. The measurement light La is irradiated onto the first surface 33A from the light projecting device 34 at an oblique incidence. Since the flow path forming member 33 can transmit the measurement light La, the measurement light La applied to the flow path forming member 33 is applied to the liquid LQ flowing through the flow path 37. Then, the measurement light La irradiated to the liquid LQ flowing through the flow path 37 passes through the liquid LQ, and then is emitted to the outside from the second surface 33B of the flow path forming member 33. The measurement light La emitted from the second surface 33B of the flow path forming member 33 is condensed on the image sensor 36 by the optical element 35.

計測光Laの撮像素子36上での集光位置は、流路37を流れる液体LQの光学的な特性に応じて変化する。具体的には、流路37に満たされた液体LQの計測光Laに対する屈折率に応じて、流路形成部材33と液体LQとの界面における入射角及び射出角がそれぞれ変化し、それにより液体LQを通過する計測光Laの光路が変動するため、計測光Laの撮像素子36上における集光位置、すなわち撮像素子36による計測光Laの受光位置が、図4の矢印F1で示すように変化する。撮像素子36の受光結果は制御装置2に出力される。ここで、制御装置2(あるいは制御装置2に接続されている所定の記憶装置)には、撮像素子36上での計測光Laの受光位置と、流路37を流れる液体LQの計測光Laに対する屈折率との関係が予め記憶されている。制御装置2は、撮像素子36の受光結果と、記憶されている記憶情報とに基づいて、流路37を流れる液体LQの計測光Laに対する屈折率を求めることができる。   The condensing position of the measurement light La on the image sensor 36 changes according to the optical characteristics of the liquid LQ flowing through the flow path 37. Specifically, the incident angle and the emission angle at the interface between the flow path forming member 33 and the liquid LQ change in accordance with the refractive index of the liquid LQ filled in the flow path 37 with respect to the measurement light La, whereby the liquid Since the optical path of the measurement light La passing through the LQ varies, the condensing position of the measurement light La on the image sensor 36, that is, the light reception position of the measurement light La by the image sensor 36 changes as indicated by an arrow F1 in FIG. To do. The light reception result of the image sensor 36 is output to the control device 2. Here, the control device 2 (or a predetermined storage device connected to the control device 2) receives the measurement light La on the image sensor 36 and the measurement light La of the liquid LQ flowing through the flow path 37. The relationship with the refractive index is stored in advance. The control device 2 can obtain the refractive index of the liquid LQ flowing through the flow path 37 with respect to the measurement light La based on the light reception result of the image sensor 36 and the stored storage information.

また、流路37を流れる液体LQの計測光Laに対する透過率に応じて、撮像素子36による計測光Laの受光量が変化する。撮像素子36の受光結果は制御装置2に出力される。ここで、制御装置2(あるいは制御装置2に接続されている所定の記憶装置)には、撮像素子36上での計測光Laの受光量と、流路37を流れる液体LQの計測光Laに対する透過率との関係が予め記憶されている。制御装置2は、撮像素子36の受光結果と、記憶されている記憶情報とに基づいて、流路37を流れる液体LQの計測光Laに対する透過率も求めることができる。   Further, the amount of the measurement light La received by the image sensor 36 changes according to the transmittance of the liquid LQ flowing through the flow path 37 with respect to the measurement light La. The light reception result of the image sensor 36 is output to the control device 2. Here, the control device 2 (or a predetermined storage device connected to the control device 2) receives the measurement light La on the image sensor 36 and the measurement light La of the liquid LQ flowing through the flow path 37. The relationship with the transmittance is stored in advance. The control device 2 can also determine the transmittance of the liquid LQ flowing through the flow path 37 with respect to the measurement light La based on the light reception result of the image sensor 36 and the stored storage information.

そして、計測光Laは露光光ELとほぼ同じ波長を有しているため、制御装置2は、液体LQの露光光ELに対する屈折率及び透過率を求めることができる。このように、計測装置30は、液体LQの露光光ELに対する屈折率及び透過率のうち少なくとも一方を含む光学的な特性を、計測光Laを用いて光学的に求める。   Since the measurement light La has substantially the same wavelength as the exposure light EL, the control device 2 can obtain the refractive index and transmittance of the liquid LQ with respect to the exposure light EL. As described above, the measuring device 30 optically obtains the optical characteristics including at least one of the refractive index and the transmittance of the liquid LQ with respect to the exposure light EL using the measuring light La.

次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法について説明する。   Next, a method for exposing the substrate P using the exposure apparatus EX having the above-described configuration will be described.

基板Pを露光するために、制御装置2は、不図示の搬送系を用いて、マスクMをマスクステージ3にロード(搬入)するとともに、基板Pを基板ステージ4にロードする。また、制御装置2は、液浸システム1を制御して、第1光学素子G1と第2光学素子G2との間の露光光ELの光路を含む第1空間K1を液体LQで満たす動作を開始する。   In order to expose the substrate P, the control device 2 loads (loads in) the mask M onto the mask stage 3 and loads the substrate P onto the substrate stage 4 using a transport system (not shown). Further, the control device 2 controls the liquid immersion system 1 and starts an operation of filling the first space K1 including the optical path of the exposure light EL between the first optical element G1 and the second optical element G2 with the liquid LQ. To do.

制御装置2は、第1空間K1を液体LQで満たすために、液浸システム1の液体供給装置10を駆動する。液体供給装置10から送出された液体LQは、供給管13、及び保持部材60の供給流路14を流れた後、供給口12より第1空間K1に供給される。   The control device 2 drives the liquid supply device 10 of the liquid immersion system 1 in order to fill the first space K1 with the liquid LQ. The liquid LQ delivered from the liquid supply apparatus 10 flows through the supply pipe 13 and the supply flow path 14 of the holding member 60 and is then supplied from the supply port 12 to the first space K1.

また、本実施形態においては、制御装置2は、第1空間K1を液体LQで満たすために、液浸システム1の液体供給装置10及び液体回収装置20を制御して、第1空間K1に対する液体供給動作と第1空間K1の液体回収動作とを並行して行う。これにより、第1空間K1は、液体供給装置10から供給される清浄で温度調整された液体LQで満たされる。   Further, in the present embodiment, the control device 2 controls the liquid supply device 10 and the liquid recovery device 20 of the liquid immersion system 1 to fill the first space K1 with the liquid LQ, and the liquid for the first space K1. The supply operation and the liquid recovery operation in the first space K1 are performed in parallel. Thus, the first space K1 is filled with the clean and temperature-adjusted liquid LQ supplied from the liquid supply apparatus 10.

そして、制御装置2は、基板Pを露光するために、照明系ILを制御して、露光光ELによるマスクMに対する照明を開始する。制御装置2は、第1光学素子G1の下面T1とマスクMの上面とを対向させ、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間の露光光ELの光路を含む第1空間K1を液体LQで満たした状態で、照明系ILを用いて、マスクMの所定の照明領域IAを露光光ELで照明する。照明系ILは、第2光学素子G2の光射出面T3と第1光学素子G1の上面T2との間の第1空間K1を満たす液体LQを介して、マスクMの所定の照明領域IAを露光光ELで照明する。露光光ELで照明されたマスクMのパターン像は、投影光学系PLを介して、基板P上に投影される。   Then, in order to expose the substrate P, the control device 2 controls the illumination system IL and starts illuminating the mask M with the exposure light EL. The control device 2 makes the lower surface T1 of the first optical element G1 and the upper surface of the mask M face each other, and the exposure light EL between the light exit surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1. In a state where the first space K1 including the optical path is filled with the liquid LQ, a predetermined illumination area IA of the mask M is illuminated with the exposure light EL using the illumination system IL. The illumination system IL exposes a predetermined illumination area IA of the mask M through the liquid LQ that fills the first space K1 between the light exit surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1. Illuminate with light EL. The pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL is projected onto the substrate P via the projection optical system PL.

本実施形態の露光装置EXは、走査型露光装置であり、制御装置2は、マスクステージ3及び基板ステージ4を制御して、マスクMのY軸方向への移動と同期して、基板PをY軸方向へ移動しつつ、マスクMを露光光ELで照明して、マスクMのパターン像を投影光学系PLを介して基板P上に投影する。露光装置EXは、照明系ILより射出され、マスクM及び投影光学系PLを介して基板P上に照射される露光光ELで形成されるマスクMのパターン像で、基板P上の所定領域(ショット領域)を露光する。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus, and the control apparatus 2 controls the mask stage 3 and the substrate stage 4 so that the substrate P is moved in synchronization with the movement of the mask M in the Y-axis direction. While moving in the Y-axis direction, the mask M is illuminated with the exposure light EL, and the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P via the projection optical system PL. The exposure apparatus EX is a pattern image of the mask M formed by the exposure light EL emitted from the illumination system IL and irradiated onto the substrate P via the mask M and the projection optical system PL. The shot area) is exposed.

制御装置2は、第1空間K1に対する液体供給動作と第1空間K1の液体回収動作とを並行して行いつつ、照明系ILによりマスクMに露光光ELを照射する。すなわち、制御装置2は、基板Pの露光中においても、液浸システム1の液体供給装置10及び液体回収装置20を制御して、第1空間K1に対する液体供給動作と第1空間K1の液体回収動作とを並行して行う。これにより、基板Pの露光中においても、第1空間K1は、液体供給装置10から供給される清浄で温度調整された液体LQで満たされる。   The control device 2 irradiates the mask M with the exposure light EL by the illumination system IL while performing the liquid supply operation for the first space K1 and the liquid recovery operation for the first space K1 in parallel. That is, the control device 2 controls the liquid supply device 10 and the liquid recovery device 20 of the immersion system 1 even during the exposure of the substrate P, so that the liquid supply operation to the first space K1 and the liquid recovery of the first space K1 are performed. Perform operations in parallel. Thus, even during the exposure of the substrate P, the first space K1 is filled with the clean and temperature-adjusted liquid LQ supplied from the liquid supply apparatus 10.

また、本実施形態においては、制御装置2は、計測装置30を用いて、液体供給装置10から第1空間K1に供給される液体LQの光学的な特性を計測(モニタ)しつつ、第1空間K1に液体LQを供給し、その液体LQを介してマスクM上に露光光ELを照射する。これにより、露光光ELに対する屈折率が計測された液体LQで第1空間K1を満たすことができる。   In the present embodiment, the control device 2 uses the measurement device 30 to measure (monitor) the optical characteristics of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 10 to the first space K1, while performing the first measurement. The liquid LQ is supplied to the space K1, and the mask M is irradiated with the exposure light EL through the liquid LQ. Thereby, the first space K1 can be filled with the liquid LQ whose refractive index with respect to the exposure light EL is measured.

また、制御装置2は、計測装置30の計測結果に基づいて、液体供給装置10から第1空間K1に供給される液体LQの露光光ELに対する屈折率を調整することができる。液体供給装置10は、第1空間K1に供給する液体LQの温度を調整可能な温度調整装置を有しており、液体LQの温度を調整することによって、液体LQの露光光ELに対する屈折率を調整することができる。ここで、液体LQの温度と、その液体LQの露光光ELに対する屈折率との関係が、例えば実験あるいはシミュレーションによって予め求められており、その関係に関する情報が、制御装置2(あるいは制御装置2に接続されている所定の記憶装置)に予め記憶されている。制御装置2は、記憶されている記憶情報と、計測装置30の計測結果とに基づいて、液体LQの光学的な特性(露光光ELに対する屈折率)を所望状態にするために、温度調整装置を用いて、液体LQの温度を調整する。このように、制御装置2は、計測装置30の計測結果に基づいて、液体LQの温度を調整することにより、第1空間K1を満たす液体LQの光学的な特性(露光光ELに対する屈折率)を調整することができる。   Further, the control device 2 can adjust the refractive index of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 10 to the first space K1 with respect to the exposure light EL based on the measurement result of the measurement device 30. The liquid supply device 10 includes a temperature adjustment device capable of adjusting the temperature of the liquid LQ supplied to the first space K1, and the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL is adjusted by adjusting the temperature of the liquid LQ. Can be adjusted. Here, the relationship between the temperature of the liquid LQ and the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL is obtained in advance by, for example, experiments or simulations, and information regarding the relationship is given to the control device 2 (or the control device 2). Stored in a predetermined storage device). Based on the stored information stored and the measurement result of the measuring device 30, the control device 2 sets the temperature adjustment device to bring the optical characteristics of the liquid LQ (refractive index with respect to the exposure light EL) into a desired state. Is used to adjust the temperature of the liquid LQ. As described above, the control device 2 adjusts the temperature of the liquid LQ based on the measurement result of the measurement device 30, thereby optical properties of the liquid LQ that fills the first space K1 (refractive index with respect to the exposure light EL). Can be adjusted.

また、本実施形態においては、制御装置2は、マスクM及び基板Pの少なくとも一方の移動と同期して、可動ブラインド7を、マスクMの走査方向(Y軸方向)に対応する方向に移動する。制御装置2は、基板P上のショット領域の走査露光開始前、走査露光中、及び走査露光終了後において、レーザ干渉計3Lの計測結果に基づいて、必要に応じて可動ブラインド7の位置検出結果をモニタしつつ、マスクMの移動と同期して、可動ブラインド7を移動する。可動ブラインド7は、基板P上の1つのショット領域の走査露光の開始時及び終了時において、基板Pに対する不要な露光光ELの照射を遮る。可動ブラインド7は、マスクMのうちパターンが形成されたパターン形成領域以外の部分に対する不要な露光光ELの照射を遮ることによって、露光光ELによる基板Pの不要な露光を防止する。これにより、基板Pを良好に露光することができる。   In the present embodiment, the control device 2 moves the movable blind 7 in a direction corresponding to the scanning direction (Y-axis direction) of the mask M in synchronization with the movement of at least one of the mask M and the substrate P. . The control device 2 detects the position detection result of the movable blind 7 on the basis of the measurement result of the laser interferometer 3L before the start of the scanning exposure of the shot area on the substrate P, during the scanning exposure, and after the end of the scanning exposure. In synchronization with the movement of the mask M, the movable blind 7 is moved. The movable blind 7 blocks unnecessary exposure light EL from being irradiated on the substrate P at the start and end of scanning exposure of one shot area on the substrate P. The movable blind 7 prevents unnecessary exposure of the substrate P by the exposure light EL by blocking the exposure of the exposure light EL to the portion of the mask M other than the pattern formation region where the pattern is formed. Thereby, the board | substrate P can be exposed favorably.

以上説明したように、本実施形態の照明系ILは、露光光ELの光路上の第1空間K1を液体LQで満たした状態で、マスクMのパターンを露光光ELで照明することができる。これにより、照明系ILの大型化、ひいては露光装置EX全体の大型化を抑制できる。   As described above, the illumination system IL of the present embodiment can illuminate the pattern of the mask M with the exposure light EL in a state where the first space K1 on the optical path of the exposure light EL is filled with the liquid LQ. As a result, it is possible to suppress an increase in the size of the illumination system IL and consequently an increase in the size of the entire exposure apparatus EX.

例えば、投影光学系PLの開口数NAと照明系ILの開口数NAiとの比であるコヒーレンスファクタ(照明系のσ)は、パターン像の質に影響を与える可能性があるが、そのコヒーレンスファクタを所望値にするために、投影光学系PLの開口数NAに応じて、照明系ILの開口数NAiを大きくする必要が生じる可能性がある。なお、コヒーレンスファクタ(照明系のσ)は、投影光学系PLのマスクM側の開口数をNAr、照明系ILの開口数をNAiとした場合、
σ=NAi/NAr … (1)
である。また、投影光学系の開口数NAは、通常、基板P側の開口数NAwを示し、投影光学系の倍率をβとした場合、マスクM側の開口数NArは、
NAr=NAw/β … (2)
である。
For example, the coherence factor (σ of the illumination system) that is the ratio of the numerical aperture NA of the projection optical system PL and the numerical aperture NAi of the illumination system IL may affect the quality of the pattern image. In order to obtain a desired value, it may be necessary to increase the numerical aperture NAi of the illumination system IL in accordance with the numerical aperture NA of the projection optical system PL. The coherence factor (σ of the illumination system) is NAr when the numerical aperture on the mask M side of the projection optical system PL is NAr, and NAi is the numerical aperture of the illumination system IL.
σ = NAi / NAr (1)
It is. Further, the numerical aperture NA of the projection optical system usually indicates the numerical aperture NAw on the substrate P side, and when the magnification of the projection optical system is β, the numerical aperture NAr on the mask M side is
NAr = NAw / β (2)
It is.

照明系ILの開口数NAiを大きくすると、照明系ILが大型化する可能性がある。露光光ELに対する屈折率が大きい光学素子を用いて照明系ILを構築することにより、大きい開口数NAiを維持しつつ、照明系ILの大型化を抑制できる可能性がある。しかしながら、露光光ELを通過可能な光学素子の材料には制約があり、光学素子の材料の最適化(選定)により、照明系IL(照明光学系)の小型化を図るのは困難である。   Increasing the numerical aperture NAi of the illumination system IL may increase the size of the illumination system IL. By constructing the illumination system IL using an optical element having a large refractive index with respect to the exposure light EL, there is a possibility that an increase in the size of the illumination system IL can be suppressed while maintaining a large numerical aperture NAi. However, the material of the optical element that can pass the exposure light EL is limited, and it is difficult to reduce the size of the illumination system IL (illumination optical system) by optimizing (selecting) the material of the optical element.

本実施形態においては、照明系ILの露光光ELの光路上の第1空間K1を、例えば第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率よりも大きい屈折率を有する液体LQで満たすことにより、照明系ILの大きい開口数NAiを維持しつつ、照明系ILの大型化を抑制することができ、その照明系ILを用いてマスクMのパターンを良好に照明できる。また、照明系ILの小型化が実現されることにより、照明系ILの軽量化を図ることができ、露光装置EXのボディに要求される強度が比較的緩くでも許容される。そのため、露光装置EX全体の小型化のみならず、装置コストを低減することもできる。   In the present embodiment, by filling the first space K1 on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL with, for example, the liquid LQ having a refractive index larger than the refractive index of the second optical element G2 with respect to the exposure light EL, While maintaining a large numerical aperture NAi of the illumination system IL, it is possible to suppress an increase in the size of the illumination system IL, and the pattern of the mask M can be favorably illuminated using the illumination system IL. In addition, since the illumination system IL can be reduced in size, the illumination system IL can be reduced in weight, and is allowed even if the strength required for the body of the exposure apparatus EX is relatively low. Therefore, not only the exposure apparatus EX as a whole can be downsized, but also the apparatus cost can be reduced.

そして、本実施形態においては、照明系ILのうち、開口数NAiが大きく、強い屈折力が要求される部位、すなわちマスクMのパターン形成面MA近傍の第1空間K1が液体LQで満たされている。これにより、照明系ILの大型化を抑制することができる。   In the present embodiment, in the illumination system IL, a portion where the numerical aperture NAi is large and a strong refractive power is required, that is, the first space K1 near the pattern formation surface MA of the mask M is filled with the liquid LQ. Yes. Thereby, the enlargement of illumination system IL can be suppressed.

また、本実施形態においては、第2光学素子G2の光射出面T3は、マスクMのパターン形成面MAから離れる方向に凸な曲面(球面)であるので、液体LQの露光光ELに対する屈折率が、第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率よりも大きく、照明系ILの開口数NAiが、第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率よりも大きい場合においても、露光光ELをマスクMのパターン形成面MAまで良好に到達させることができる。   In the present embodiment, since the light exit surface T3 of the second optical element G2 is a curved surface (spherical surface) that protrudes away from the pattern formation surface MA of the mask M, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL. Is larger than the refractive index of the second optical element G2 with respect to the exposure light EL, and the numerical aperture NAi of the illumination system IL is larger than the refractive index of the second optical element G2 with respect to the exposure light EL. It is possible to satisfactorily reach the pattern formation surface MA of the mask M.

また、本実施形態においては、第1光学素子G1は平行平板であるため、照明系ILの光軸(Z軸)と直交する方向(XY方向)に対する第1光学素子G1の位置決め精度が比較的緩くても許容される。そのため、第1光学素子G1を保持する保持機構の複雑化等を抑え、装置コストの低減を図ることができる。   In the present embodiment, since the first optical element G1 is a parallel plate, the positioning accuracy of the first optical element G1 with respect to the direction (XY direction) orthogonal to the optical axis (Z axis) of the illumination system IL is relatively high. Even loose is acceptable. For this reason, it is possible to suppress the complexity of the holding mechanism for holding the first optical element G1 and reduce the apparatus cost.

また、本実施形態においては、第1空間K1に対する液体供給動作と第1空間K1の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ELを照射しているので、清浄で温度調整された液体LQで第1空間K1を常に満たすことができる。特に、液体LQの露光光ELに対する透過率が低く、露光光ELの吸収により液体LQの温度が変化(上昇)し易い場合には、第1空間K1に対する液体供給動作と第1空間K1の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ELを照射することにより、第1空間K1を満たす液体LQの温度をほぼ一定に保つことができる。   In the present embodiment, since the exposure light EL is irradiated while performing the liquid supply operation for the first space K1 and the liquid recovery operation for the first space K1, the liquid LQ that is clean and temperature-adjusted. Thus, the first space K1 can always be filled. In particular, when the transmittance of the liquid LQ to the exposure light EL is low and the temperature of the liquid LQ is likely to change (rise) due to the absorption of the exposure light EL, the liquid supply operation to the first space K1 and the liquid in the first space K1. By irradiating the exposure light EL while performing the recovery operation in parallel, the temperature of the liquid LQ filling the first space K1 can be kept substantially constant.

また、本実施形態の計測装置30は、液体供給装置10から第1空間K1までの流路の一部である流路37を流れる液体LQの光学的な特性を計測している。液体LQを流しながらその液体LQの光学的な特性を計測することで、液体LQの大きな温度変化を抑制した状態で、その液体LQの光学的な特性を計測することができ、計測精度を向上することができる。また、基板Pを露光するときは、液体供給装置10より第1空間K1に液体LQが供給されるが、計測装置30は、液体供給装置10から第1空間K1までの流路を流れる液体LQの光学的な特性を直接的に計測できるため、基板Pを露光しながら液体LQの特性を常時計測(モニタ)することができる。すなわち、液体LQの供給動作を行いながら液体LQの計測動作を行うことができるため、露光装置EXの稼働を停止することなく、液体LQの計測動作を行うことができる。したがって、露光装置EXの稼働率の低下等を抑制することができる。   In addition, the measuring device 30 of the present embodiment measures the optical characteristics of the liquid LQ flowing through the flow path 37 that is a part of the flow path from the liquid supply apparatus 10 to the first space K1. By measuring the optical characteristics of the liquid LQ while flowing the liquid LQ, it is possible to measure the optical characteristics of the liquid LQ while suppressing a large temperature change of the liquid LQ, thereby improving the measurement accuracy. can do. Further, when the substrate P is exposed, the liquid LQ is supplied from the liquid supply device 10 to the first space K1, but the measuring device 30 is configured to supply the liquid LQ flowing through the flow path from the liquid supply device 10 to the first space K1. Therefore, it is possible to always measure (monitor) the characteristics of the liquid LQ while exposing the substrate P. In other words, since the liquid LQ measurement operation can be performed while the liquid LQ supply operation is performed, the liquid LQ measurement operation can be performed without stopping the operation of the exposure apparatus EX. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the operating rate of the exposure apparatus EX.

なお、計測装置30の近傍に温度センサを配置して、液体LQの光学的な特性として、液体LQの温度を計測するようにしてもよい。例えば、液体LQの温度を調整することによって液体LQの光学的な特性(露光光ELに対する屈折率)を調整する際、温度センサの検出結果に基づいて、液体LQの光学的な特性を所望状態にするために、液体LQの温度を調整するようにしてもよい。   Note that a temperature sensor may be disposed in the vicinity of the measuring device 30 to measure the temperature of the liquid LQ as the optical characteristic of the liquid LQ. For example, when adjusting the optical characteristic (refractive index with respect to the exposure light EL) of the liquid LQ by adjusting the temperature of the liquid LQ, the optical characteristic of the liquid LQ is set to a desired state based on the detection result of the temperature sensor. In order to achieve this, the temperature of the liquid LQ may be adjusted.

なお、上述の第1実施形態においては、第1空間K1に対する液体供給動作と第1空間K1の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ELを照射しているが、露光光ELの照射中に第1空間K1に対する液体供給動作及び第1空間K1の液体回収動作を停止し、露光光ELの照射が停止されている所定のタイミングで液体供給動作と液体回収動作とを行って第1空間K1の液体LQを置換するようにしてもよい。   In the first embodiment described above, the exposure light EL is irradiated while the liquid supply operation for the first space K1 and the liquid recovery operation for the first space K1 are performed in parallel, but the exposure light EL is irradiated. The liquid supply operation to the first space K1 and the liquid recovery operation in the first space K1 are stopped, and the liquid supply operation and the liquid recovery operation are performed at a predetermined timing when the irradiation of the exposure light EL is stopped. The liquid LQ in the space K1 may be replaced.

また、第1空間K1の液体LQを置換(交換)することなく、第1空間K1を例えば密閉された空間とし、その密閉された第1空間K1を液体LQで満たすようにしてもよい。この場合、液浸システム1を省略することができる。   Further, without replacing (exchange) the liquid LQ in the first space K1, the first space K1 may be a sealed space, for example, and the sealed first space K1 may be filled with the liquid LQ. In this case, the immersion system 1 can be omitted.

なお、上述の第1実施形態においては、第1光学素子G1は平行平板であるが、第2光学素子G2の光射出面T3との間で液体LQを保持可能な上面T2を有していれば、第1光学素子G1は、屈折力を有する光学素子(レンズ)であってもよい。   In the first embodiment described above, the first optical element G1 is a parallel plate. However, the first optical element G1 has an upper surface T2 that can hold the liquid LQ with the light emission surface T3 of the second optical element G2. For example, the first optical element G1 may be an optical element (lens) having refractive power.

なお、上述の第1実施形態においては、第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率よりも大きい屈折率を有する液体LQを用いているが、第2光学素子G2の露光光ELに対する屈折率よりも小さい屈折率を有する液体LQを用いてもよい。例えば、液体LQとして水(純水)を用いてもよい。ここで、水の露光光EL(ArFエキシマレーザ光)に対する屈折率は、約1.44であり、石英の露光光EL(ArFエキシマレーザ光)に対する屈折率は、約1.51である。   In the first embodiment described above, the liquid LQ having a refractive index larger than the refractive index for the exposure light EL of the second optical element G2 is used. However, the refractive index for the exposure light EL of the second optical element G2 is used. A liquid LQ having a smaller refractive index may be used. For example, water (pure water) may be used as the liquid LQ. Here, the refractive index for water exposure light EL (ArF excimer laser light) is about 1.44, and the refractive index for quartz exposure light EL (ArF excimer laser light) is about 1.51.

<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。上述の第1実施形態においては、液体供給装置10は、液体LQの温度を調整することによって、液体LQの光学的な特性(露光光ELに対する屈折率)を調整しているが、第1実施形態と異なる本実施形態の特徴的は部分は、互いに異なる種類(材質)の複数の液体を用いて、液体LQの光学的な特性を調整する点にある。以下の説明において、上述の第1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. In the first embodiment described above, the liquid supply apparatus 10 adjusts the optical characteristic of the liquid LQ (refractive index with respect to the exposure light EL) by adjusting the temperature of the liquid LQ. A characteristic feature of the present embodiment, which is different from the form, is that the optical characteristics of the liquid LQ are adjusted by using a plurality of liquids of different types (materials). In the following description, the same or equivalent components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

図5は、第2実施形態に係る液体供給装置10を示す図である。図5において、液体供給装置10は、第1液体LQ1を送出可能な第1液体供給器41と、第2液体LQ2を送出可能な第2液体供給器42と、第1液体供給器41から送出された第1液体LQ1と第2液体供給器42から送出された第2液体LQ2とを混合する混合装置50とを備えており、混合装置50で生成した液体LQを照明系ILの第1空間K1に供給する。第1液体LQ1と第2液体LQ2とは、光学的な特性が互いに異なる液体であって、混合装置50は、光学的な特性が互いに異なる2種類の液体LQ1、LQ2どうしを混合する。本実施形態においては、混合装置50で生成された液体を、液体LQ、と称する。   FIG. 5 is a diagram illustrating the liquid supply apparatus 10 according to the second embodiment. In FIG. 5, the liquid supply apparatus 10 sends the first liquid LQ 1 from the first liquid supplier 41, the second liquid L 42 that can send the second liquid LQ 2, and the first liquid supplier 41. A mixing device 50 that mixes the first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 delivered from the second liquid supplier 42, and the liquid LQ generated by the mixing device 50 is converted into the first space of the illumination system IL. Supply to K1. The first liquid LQ1 and the second liquid LQ2 are liquids having different optical characteristics, and the mixing device 50 mixes two types of liquids LQ1 and LQ2 having different optical characteristics. In this embodiment, the liquid produced | generated with the mixing apparatus 50 is called the liquid LQ.

第1液体供給器41には第1供給管43の一端が接続されており、第1供給管43の他端部は集合管45に接続されている。また、第2液体供給器42には第2供給管44の一端が接続されており、第2供給管44の他端は集合管45に接続されている。第1液体供給器41から送出された第1液体LQ1は、第1供給管43を流れた後、集合管45を介して混合装置50に供給される。第2液体供給器42から送出された第2液体LQ2は、第2供給管44を流れた後、集合管45を介して混合装置50に供給される。   One end of a first supply pipe 43 is connected to the first liquid supplier 41, and the other end of the first supply pipe 43 is connected to a collecting pipe 45. One end of the second supply pipe 44 is connected to the second liquid supply device 42, and the other end of the second supply pipe 44 is connected to the collecting pipe 45. The first liquid LQ1 delivered from the first liquid supply device 41 flows through the first supply pipe 43 and then is supplied to the mixing device 50 via the collecting pipe 45. The second liquid LQ <b> 2 delivered from the second liquid supplier 42 flows through the second supply pipe 44 and is then supplied to the mixing device 50 via the collecting pipe 45.

また、第1、第2供給管43、44には第1、第2バルブ43B、44Bがそれぞれ設けられている。第1、第2バルブ43B、44Bの動作は制御装置2に制御される。制御装置2は、第1、第2バルブ43B、44B(第1、第2バルブ43B、44Bの開度)を調整することで、第1、第2液体供給器41、42より、第1、第2供給管43、44、及び集合管45を介して、混合装置50に供給される第1、第2液体LQ1、LQ2のそれぞれの単位時間あたりの供給量を調整する。   The first and second supply pipes 43 and 44 are provided with first and second valves 43B and 44B, respectively. The operation of the first and second valves 43B and 44B is controlled by the control device 2. The control device 2 adjusts the first and second valves 43B and 44B (the opening degree of the first and second valves 43B and 44B), thereby allowing the first and second liquid supply devices 41 and 42 to The supply amounts per unit time of the first and second liquids LQ1 and LQ2 supplied to the mixing device 50 are adjusted via the second supply pipes 43 and 44 and the collecting pipe 45.

また、混合装置50には、供給管13の一端が接続され、他端は供給口12(第1空間K1)に接続されている。また、供給管13の途中には、上述の第1実施形態で説明した計測装置30が設けられている。混合装置50で生成された液体LQは、供給管13及び供給口12を介して第1空間K1に供給される。   In addition, one end of the supply pipe 13 is connected to the mixing device 50, and the other end is connected to the supply port 12 (first space K1). Further, the measuring device 30 described in the first embodiment is provided in the middle of the supply pipe 13. The liquid LQ generated by the mixing device 50 is supplied to the first space K1 through the supply pipe 13 and the supply port 12.

上述のように、第1、第2液体LQ1、LQ2は、光学的な特性(屈折率、透過率)が互いに異なっている。制御装置2は、混合装置50で生成される液体LQの光学的な特性を所望状態に調整するために、具体的には混合装置50で生成された液体LQの屈折率及び透過率の少なくとも一方を所望値に調整するために、計測装置30の計測結果に基づいて、混合装置50で混合される第1、第2液体LQ1、LQ2の混合比を調整する。すなわち、制御装置2は、計測装置30の計測結果に基づいて、混合装置50を用いて、第1空間K1に供給する液体LQの光学的な特性を調整する。   As described above, the first and second liquids LQ1, LQ2 have different optical characteristics (refractive index, transmittance). In order to adjust the optical characteristics of the liquid LQ generated by the mixing device 50 to a desired state, the control device 2 specifically controls at least one of the refractive index and the transmittance of the liquid LQ generated by the mixing device 50. Is adjusted to a desired value, the mixing ratio of the first and second liquids LQ1, LQ2 mixed by the mixing device 50 is adjusted based on the measurement result of the measuring device 30. That is, the control device 2 adjusts the optical characteristics of the liquid LQ supplied to the first space K1 using the mixing device 50 based on the measurement result of the measurement device 30.

ここで、第1、第2液体LQ1、LQ2の混合比と、その混合比で生成された液体LQの光学的な特性との関係が、例えば実験あるいはシミュレーションによって予め求められており、その関係に関する情報が、制御装置2(あるいは制御装置2に接続されている所定の記憶装置)に予め記憶されている。制御装置2は、液体LQの光学的な特性を所望状態にするために、記憶されている記憶情報と、計測装置30の計測結果とに基づいて、第1、第2バルブ43B、44Bを調整し、第1、第2液体LQ1、LQ2の混合比を決定する。そして、制御装置2は、決定した混合比に基づいて、混合装置50を用いて、第1、第2液体供給器41、42より送出された第1、第2液体LQ1、LQ2の混合を行い、液体LQを生成する。   Here, the relationship between the mixing ratio of the first and second liquids LQ1 and LQ2 and the optical characteristics of the liquid LQ generated at the mixing ratio is obtained in advance by, for example, experiments or simulations. Information is stored in advance in the control device 2 (or a predetermined storage device connected to the control device 2). The control device 2 adjusts the first and second valves 43B and 44B based on the stored information stored and the measurement result of the measurement device 30 to bring the optical characteristics of the liquid LQ into a desired state. Then, the mixing ratio of the first and second liquids LQ1, LQ2 is determined. And the control apparatus 2 mixes the 1st, 2nd liquid LQ1 and LQ2 sent out from the 1st, 2nd liquid supply devices 41 and 42 using the mixing apparatus 50 based on the determined mixing ratio. To produce liquid LQ.

例えば、第1液体LQ1の露光光ELに対する屈折率が第2液体LQ2の露光光ELに対する屈折率よりも大きい場合において、計測装置30の計測結果に基づいて、液体LQの屈折率が所望値よりも小さいと判断した場合、制御装置2は、第1、第2バルブ43B、44Bを制御して、混合装置50に供給する第1液体LQ1の量を、第2液体LQ2の量よりも多くする。また、計測装置30の計測結果に基づいて、液体LQの屈折率が所望値よりも大きいと判断した場合には、制御装置2は、第1、第2バルブ43B、44Bを制御して、混合装置50に供給する第2液体LQ2の量を、第1液体LQ1の量よりも多くする。こうすることにより、液体LQの屈折率を所望値にすることができる。   For example, when the refractive index of the first liquid LQ1 with respect to the exposure light EL is larger than the refractive index of the second liquid LQ2 with respect to the exposure light EL, the refractive index of the liquid LQ is less than a desired value based on the measurement result of the measurement device 30. Is determined to be smaller, the control device 2 controls the first and second valves 43B and 44B so that the amount of the first liquid LQ1 supplied to the mixing device 50 is larger than the amount of the second liquid LQ2. . Further, when it is determined that the refractive index of the liquid LQ is larger than the desired value based on the measurement result of the measuring device 30, the control device 2 controls the first and second valves 43B and 44B to perform mixing. The amount of the second liquid LQ2 supplied to the device 50 is made larger than the amount of the first liquid LQ1. By doing so, the refractive index of the liquid LQ can be set to a desired value.

このように、本実施形態においては、計測装置30の計測結果に基づいて、混合装置50で生成される液体LQの光学的な特性が調整される。   As described above, in the present embodiment, the optical characteristics of the liquid LQ generated by the mixing device 50 are adjusted based on the measurement result of the measuring device 30.

第1、第2液体LQ1、LQ2としては、イソプロパノール、グリセロール(グリセリン)といったC−H結合やO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)が挙げられる。あるいは、これら所定液体のうち任意の2種類以上の液体が混合されたものであってもよいし、純水に上記所定液体が添加(混合)されたものであってもよい。あるいは、第1、第2液体LQ1、LQ2としては、純水に、H、Cs、K、Cl、SO 2−、PO 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものであってもよい。更には、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものであってもよい。 Examples of the first and second liquids LQ1 and LQ2 include a predetermined liquid having a C—H bond and an OH bond such as isopropanol and glycerol (glycerin), and a predetermined liquid (organic solvent) such as hexane, heptane, and decane. Alternatively, any two or more of these predetermined liquids may be mixed, or the predetermined liquid may be added (mixed) to pure water. Alternatively, as the first and second liquids LQ1 and LQ2, a base or an acid such as H + , Cs + , K + , Cl , SO 4 2− , PO 4 2−, or the like is added (mixed) to pure water. It may be a thing. Further, it may be one obtained by adding (mixing) fine particles such as Al oxide to pure water.

また、混合装置50においては、液体LQの光学的な特性のうち、露光光ELに対する屈折率を調整するために、液体LQにAl酸化物の微粒子などの所定物質を混合(添加)するようにしてもよいし、液体LQの透過率を調整するための所定物質を液体LQに混合(添加)するようにしてもよい。また、液体LQに混合する所定物質としては、固体であってもよいし、スラリー状であってもよい。また、液体LQに固体の微粒子を分散してもよいし、液体LQに固体を投入した後、その固体を液体LQに溶解させてもよい。   Further, in the mixing device 50, in order to adjust the refractive index with respect to the exposure light EL among the optical characteristics of the liquid LQ, a predetermined substance such as Al oxide fine particles is mixed (added) to the liquid LQ. Alternatively, a predetermined substance for adjusting the transmittance of the liquid LQ may be mixed (added) to the liquid LQ. Further, the predetermined substance to be mixed with the liquid LQ may be a solid or a slurry. Further, solid fine particles may be dispersed in the liquid LQ, or after the solid is charged into the liquid LQ, the solid may be dissolved in the liquid LQ.

また、第2実施形態においても、液体供給装置10に、液体LQの温度を調整可能な温度調整装置を設け、混合装置50で生成された液体LQの温度を調整することによって、その液体LQの光学的な特性(露光光ELに対する屈折率)を調整することができる。また、液体LQの温度を検出可能な温度センサを設け、その温度センサの検出結果に基づいて、所望の光学的な特性(露光光ELに対する屈折率)が得られるように、液体LQの温度を調整するようにしてもよい。   Also in the second embodiment, the liquid supply device 10 is provided with a temperature adjusting device capable of adjusting the temperature of the liquid LQ, and by adjusting the temperature of the liquid LQ generated by the mixing device 50, the liquid LQ Optical characteristics (refractive index with respect to the exposure light EL) can be adjusted. Also, a temperature sensor capable of detecting the temperature of the liquid LQ is provided, and the temperature of the liquid LQ is adjusted so that desired optical characteristics (refractive index with respect to the exposure light EL) can be obtained based on the detection result of the temperature sensor. You may make it adjust.

なお、第1、第2液体供給器41、42は、第1、第2液体LQ1、LQ2として、同じ種類(材質)の液体を供給してもよい。例えば、第1液体供給器41は、第1液体LQ1として、第1の温度を有するグリセロールを供給し、第2液体供給器42は、第2液体LQ2として、第1の温度とは異なる第2の温度を有するグリセロールを供給するようにしてもよい。この場合、第1、第2液体LQ1、LQ2の材質は同じであるが、温度は互いに異なるため、第1、第2液体LQ1、LQ2の光学的な特性(屈折率)は互いに異なる。混合装置50においては、第1、第2の温度に応じた液体LQが生成される。   The first and second liquid supply devices 41 and 42 may supply the same type (material) of liquid as the first and second liquids LQ1 and LQ2. For example, the first liquid supplier 41 supplies glycerol having a first temperature as the first liquid LQ1, and the second liquid supplier 42 uses a second liquid LQ2 that is different from the first temperature. Glycerol having a temperature of may be supplied. In this case, although the materials of the first and second liquids LQ1 and LQ2 are the same, since the temperatures are different from each other, the optical characteristics (refractive indexes) of the first and second liquids LQ1 and LQ2 are different from each other. In the mixing device 50, the liquid LQ corresponding to the first and second temperatures is generated.

また、第1、第2液体LQ1、LQ2としては、同じ材質であって、性質又は成分(液体が水である場合には水質)が異なるものであってもよい。ここで、液体の性質又は成分の項目としては、液体の比抵抗値、液体中の全有機体炭素(TOC:total organic carbon)、液体中に含まれる微粒子(particle)あるいは気泡(bubble)を含む異物、溶存酸素(DO:dissolved oxygen)及び溶存窒素(DN:dissolved nitrogen)を含む溶存気体、金属イオン含有量、及び液体中のシリカ濃度、生菌などが挙げられる。   In addition, the first and second liquids LQ1 and LQ2 may be the same material and may have different properties or components (water quality when the liquid is water). Here, the properties or components of the liquid include specific resistance value of the liquid, total organic carbon (TOC) in the liquid, particles or bubbles contained in the liquid. Examples include foreign substances, dissolved gas containing dissolved oxygen (DO) and dissolved nitrogen (DN), metal ion content, silica concentration in the liquid, viable bacteria, and the like.

<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、液体LQに起因する基板P上での露光光ELの照度むらを補正するための補正部材を設けた点にある。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described. A characteristic part of the present embodiment is that a correction member for correcting unevenness in illuminance of the exposure light EL on the substrate P caused by the liquid LQ is provided.

図6は、第3実施形態に係る補正部材80の一例を示す模式図である。補正部材80は、第1光学素子G1と第2光学素子G2との間の露光光ELの光路を含む第1空間K1を満たす液体LQに起因する基板P上での露光光ELの照度むらを補正するためのものである。上述の実施形態と同様、第2光学素子G2の入射面T4及び光射出面T3は、マスクMのパターン形成面MAから離れる方向に凸な曲面であり、第1光学素子G1の上面T2及び下面T1は、マスクMのパターン形成面MAとほぼ平行(XY平面とほぼ平行)な平行平板である。したがって、第1空間K1のXY方向における各位置でのZ軸方向の距離は互いに異なる。例えば、第2光学素子G2の光射出面T3の頂点(光軸が通る第1の点)C1と第1光学素子G1の上面T2との間のZ軸方向の距離Z1と、第2光学素子G2の光射出面T3の周縁の第2の点C2と第1光学素子G1の上面T2との間のZ軸方向の距離Z2とは互いに異なり、距離Z1のほうが距離Z2よりも大きい。この場合、例えば、第1の点C1より第1光学素子G1の上面T2に入射する露光光ELが第1空間K1の液体LQ中を通過するときの光路の長さ(第1の長さ)と、第2の点C2より第1光学素子G1の上面T2に入射する露光光ELが第1空間K1の液体LQ中を通過するときの光路の長さ(第2の長さ)とは、互いに異なる。例えば、第1の長さが第2の長さよりも長い場合、液体LQの透過率に起因して、第1の点C1より第1空間K1の液体LQを介して第1光学素子G1の上面T2に入射する露光光ELの強度は、第2の点C2より第1空間K1の液体LQを介して第1光学素子G1の上面T2に入射する露光光ELの強度よりも小さくなる。すなわち、第2光学素子G2に応じた形状を有する第1空間K1を満たす液体LQに起因して、第1光学素子G1の上面T2に照射される露光光ELに照度むら(照度分布)が発生する可能性がある。そして、第1光学素子G1の上面T2での露光光ELの照度むらに起因して、マスクMのパターン形成面MA上での露光光ELの照度むら、ひいては基板P上での露光光ELの照度むらが発生する可能性がある。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of the correction member 80 according to the third embodiment. The correction member 80 causes unevenness in illuminance of the exposure light EL on the substrate P caused by the liquid LQ that fills the first space K1 including the optical path of the exposure light EL between the first optical element G1 and the second optical element G2. It is for correction. Similar to the above-described embodiment, the incident surface T4 and the light exit surface T3 of the second optical element G2 are curved surfaces that protrude in a direction away from the pattern formation surface MA of the mask M, and the upper surface T2 and the lower surface of the first optical element G1. T1 is a parallel plate substantially parallel to the pattern formation surface MA of the mask M (substantially parallel to the XY plane). Accordingly, the distance in the Z-axis direction at each position in the XY direction of the first space K1 is different from each other. For example, the distance Z1 in the Z-axis direction between the vertex (first point through which the optical axis passes) C1 of the light exit surface T3 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1, and the second optical element The distance Z2 in the Z-axis direction between the second point C2 at the periphery of the light exit surface T3 of G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1 is different from each other, and the distance Z1 is larger than the distance Z2. In this case, for example, the length of the optical path (first length) when the exposure light EL that enters the upper surface T2 of the first optical element G1 from the first point C1 passes through the liquid LQ in the first space K1. And the length (second length) of the optical path when the exposure light EL that enters the upper surface T2 of the first optical element G1 from the second point C2 passes through the liquid LQ in the first space K1 is: Different from each other. For example, when the first length is longer than the second length, due to the transmittance of the liquid LQ, the upper surface of the first optical element G1 from the first point C1 via the liquid LQ in the first space K1. The intensity of the exposure light EL incident on T2 is smaller than the intensity of the exposure light EL incident on the upper surface T2 of the first optical element G1 from the second point C2 via the liquid LQ in the first space K1. That is, due to the liquid LQ that fills the first space K1 having a shape corresponding to the second optical element G2, unevenness in illuminance (illuminance distribution) occurs in the exposure light EL irradiated on the upper surface T2 of the first optical element G1. there's a possibility that. Then, due to the uneven illuminance of the exposure light EL on the upper surface T2 of the first optical element G1, the uneven illuminance of the exposure light EL on the pattern formation surface MA of the mask M, and consequently the exposure light EL on the substrate P, is determined. Irradiance unevenness may occur.

補正部材80は、この液体LQの厚みに起因する基板P上での露光光ELの照度むらを補正する。本実施形態においては、補正部材80は、光源装置5と第2光学素子G2との間の露光光ELの光路上、すなわち、照明系ILの露光光ELの光路上に設けられており、通過する光の強度(強度分布)を調整可能な光学部材によって形成されている。補正部材80は、例えばNDフィルタ(neutral density filter)等、透過率(透過率分布)を調整可能な光学部材(フィルタ部材)を含む。例えば、液体LQに起因して、マスクM上での照明領域IAの中央領域の照度が周縁領域の照度よりも小さい場合には、照明領域IA内における照度を均一化するような補正部材80が露光光ELの光路上に配置される。例えば、補正部材80として、照明領域IAの中央領域に対応する領域の透過率が、照明領域IAの周縁領域に対応する領域の透過率よりも大きいものが用いられる。そして、マスクM上での照明領域IA内における照度を均一化することによって、基板P上での投影光学系PLによる投影領域内における照度を均一化することができる。   The correction member 80 corrects the illuminance unevenness of the exposure light EL on the substrate P due to the thickness of the liquid LQ. In the present embodiment, the correction member 80 is provided on the optical path of the exposure light EL between the light source device 5 and the second optical element G2, that is, on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL. It is formed of an optical member capable of adjusting the intensity (intensity distribution) of the light to be transmitted. The correction member 80 includes an optical member (filter member) such as an ND filter (neutral density filter) that can adjust the transmittance (transmittance distribution). For example, when the illuminance of the central area of the illumination area IA on the mask M is smaller than the illuminance of the peripheral area due to the liquid LQ, the correction member 80 that equalizes the illuminance in the illumination area IA is provided. It is arranged on the optical path of the exposure light EL. For example, as the correction member 80, a member whose transmittance corresponding to the central region of the illumination region IA is larger than the transmittance of the region corresponding to the peripheral region of the illumination region IA is used. Then, by making the illuminance in the illumination area IA on the mask M uniform, the illuminance in the projection area by the projection optical system PL on the substrate P can be made uniform.

本実施形態においては、補正部材80は、照明系ILの露光光ELの光路上のうち、第1光学素子G1の上面T2と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される。光源装置5から射出された露光光ELは、補正部材80を通過した後、第2光学素子G2に入射し、第1空間K1の液体LQを通過した後、第1光学素子G1に入射する。補正部材80により、第1光学素子G1の上面T2における露光光ELの照度は均一化されている。第1光学素子G1を通過した露光光ELは、マスクMに照射される。マスクMを通過した露光光ELは、投影光学系PLを介して、基板P上の投影領域に照射される。   In the present embodiment, the correction member 80 is disposed at or near a position optically conjugate with the upper surface T2 of the first optical element G1 in the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL. The exposure light EL emitted from the light source device 5 passes through the correction member 80, then enters the second optical element G2, passes through the liquid LQ in the first space K1, and then enters the first optical element G1. The illuminance of the exposure light EL on the upper surface T2 of the first optical element G1 is made uniform by the correction member 80. The exposure light EL that has passed through the first optical element G1 is applied to the mask M. The exposure light EL that has passed through the mask M is irradiated onto the projection area on the substrate P via the projection optical system PL.

以上説明したように、液体LQの厚みの違い(光路の長さの違い)に起因して、照度むらが発生するような場合であっても、その照度むらを補正する補正部材80を設けることによって、マスクMを均一な照度分布の露光光ELで照明することができる。   As described above, even when uneven illuminance occurs due to the difference in the thickness of the liquid LQ (difference in the length of the optical path), the correction member 80 for correcting the uneven illuminance is provided. Thus, the mask M can be illuminated with the exposure light EL having a uniform illuminance distribution.

なお、補正部材80としては、NDフィルタに限られず、例えば可変のスリット部材であってもよい。例えば、ガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて、すだれ状(櫛歯状)のパターンを形成し、透過率を漸次変化させたものを用いるようにしてもよい。   The correction member 80 is not limited to the ND filter, and may be a variable slit member, for example. For example, an interdigital (comb-like) pattern may be formed on a transparent plate member such as a glass plate using a light shielding film such as chromium, and the transmittance may be changed gradually.

なお、本実施形態においては、補正部材80は、第1光学素子G1の上面T2と光学的に共役な位置又はその近傍に配置されているが、基板P上での露光光ELの照度むらを補正できるのであれば、任意の位置に設けることができる。また、本実施形態においては、補正部材80は、照明系ILの露光光ELの光路上に設けられているが、基板P上での露光光ELの照度むらを補正できるのであれば、例えば投影光学系PLの露光光ELの光路上、あるいは基板Pの近傍などに設けるようにしてもよい。   In the present embodiment, the correction member 80 is disposed at a position optically conjugate with the upper surface T2 of the first optical element G1, or in the vicinity thereof. However, the illuminance unevenness of the exposure light EL on the substrate P is changed. If it can be corrected, it can be provided at an arbitrary position. In the present embodiment, the correction member 80 is provided on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL. However, if the unevenness of the exposure light EL on the substrate P can be corrected, for example, projection is performed. It may be provided on the optical path of the exposure light EL of the optical system PL or in the vicinity of the substrate P.

<第4実施形態>
次に、第4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、マスクMのパターン形成面MAと光学的に共役な位置、又はその近傍に配置された可動ブラインド7の開口7K近傍の露光光ELの光路上の所定空間を液体LQで満たす点にある。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. A characteristic part of the present embodiment is that a predetermined space on the optical path of the exposure light EL near the opening 7K of the movable blind 7 disposed at or near a position optically conjugate with the pattern formation surface MA of the mask M. It is in the point filled with the liquid LQ.

図7は、第4実施形態に係る照明系ILのうち、液体LQが満たされる可動ブラインド7の開口7K近傍の露光光ELの光路上の所定空間K2近傍を示す側断面図である。   FIG. 7 is a side sectional view showing the vicinity of the predetermined space K2 on the optical path of the exposure light EL in the vicinity of the opening 7K of the movable blind 7 filled with the liquid LQ in the illumination system IL according to the fourth embodiment.

照明系ILは、露光光ELの光路上に配置される複数の光学素子を有している。図7に示すように、照明系ILは、可動ブラインド7の開口7Kに最も近い第5光学素子G5と、第5光学素子G5に次いで可動ブラインド7の開口7Kに近い第6光学素子G6と、第6光学素子G6に次いで可動ブラインド7の開口7Kに近い第7光学素子G7と、第7光学素子G7に次いで可動ブラインド7の開口7Kに近い第8光学素子G8とを有している。第6、第7、第8光学素子G6、G7、G8のそれぞれは、保持部材60で保持され、第5光学素子G5は、不図示の所定の保持部材で保持される。もちろん、第5光学素子G5を保持部材60で保持してもよい。   The illumination system IL has a plurality of optical elements arranged on the optical path of the exposure light EL. As shown in FIG. 7, the illumination system IL includes a fifth optical element G5 closest to the opening 7K of the movable blind 7, a sixth optical element G6 closest to the opening 7K of the movable blind 7 next to the fifth optical element G5, The seventh optical element G7 is next to the opening 7K of the movable blind 7 after the sixth optical element G6, and the eighth optical element G8 is next to the opening 7K of the movable blind 7 after the seventh optical element G7. Each of the sixth, seventh, and eighth optical elements G6, G7, and G8 is held by a holding member 60, and the fifth optical element G5 is held by a predetermined holding member (not shown). Of course, the fifth optical element G5 may be held by the holding member 60.

第5、第6、第7、第8光学素子G5、G6、G7、G8のそれぞれは、上述の第1実施形態で説明した第1、第2、第3、第4光学素子G1、G2、G3、G4とほぼ同等の構成を有する。すなわち、第6光学素子G6は、露光光ELが入射される入射面T4’及び露光光ELが射出される光射出面T3’を有し、入射面T4’及び光射出面T3’は、可動ブラインド7の開口7Kから離れる方向に凸な曲面(球面)である。光源装置5から射出され、オプティカルインテグレータ等を通過した露光光ELは、第8光学素子G8を通過し、第7光学素子G7を通過した後、第6光学素子G6の入射面T4’に入射する。また、第6光学素子G6の入射面T4’に入射した露光光ELは、第6光学素子G6を通過した後、光射出面T3’より射出される。また、第5光学素子G5は、第6光学素子G6の光射出面T3’との間で液体LQを保持可能な上面T2’を有する平行平板である。   Each of the fifth, sixth, seventh, and eighth optical elements G5, G6, G7, and G8 includes the first, second, third, and fourth optical elements G1, G2, and the like described in the first embodiment. It has almost the same configuration as G3 and G4. That is, the sixth optical element G6 has an incident surface T4 ′ on which the exposure light EL is incident and a light emission surface T3 ′ on which the exposure light EL is emitted, and the incident surface T4 ′ and the light emission surface T3 ′ are movable. The curved surface (spherical surface) is convex in the direction away from the opening 7K of the blind 7. The exposure light EL emitted from the light source device 5 and passing through the optical integrator or the like passes through the eighth optical element G8, passes through the seventh optical element G7, and then enters the incident surface T4 ′ of the sixth optical element G6. . The exposure light EL incident on the incident surface T4 'of the sixth optical element G6 passes through the sixth optical element G6 and is then emitted from the light exit surface T3'. The fifth optical element G5 is a parallel plate having an upper surface T2 'that can hold the liquid LQ with the light emission surface T3' of the sixth optical element G6.

また、本実施形態の露光装置EXは、マスクMのパターン形成面MAと光学的に共役な位置近傍の所定空間K2を液体LQで満たすための第2液浸システム1’を備えている。第2液浸システム1’は、マスクMのパターン形成面MAと光学的に共役な位置近傍の所定空間K2を液体LQで満たす。本実施形態においては、第2液浸システム1’は、露光光ELの光路上のうち、第5光学素子G5と第6光学素子G6との間の所定空間K2を液体LQで満たす。液体LQは、可動ブラインド7の開口7K近傍であって、第5光学素子G5と第6光学素子G6との間の所定空間K2に満たされる。また、本実施形態においても、液体LQの露光光ELに対する屈折率は、第6光学素子G6の露光光ELに対する屈折率よりも大きい。   Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment includes a second immersion system 1 ′ for filling the predetermined space K <b> 2 near the position optically conjugate with the pattern formation surface MA of the mask M with the liquid LQ. The second immersion system 1 'fills the predetermined space K2 near the position optically conjugate with the pattern formation surface MA of the mask M with the liquid LQ. In the present embodiment, the second immersion system 1 'fills a predetermined space K2 between the fifth optical element G5 and the sixth optical element G6 with the liquid LQ in the optical path of the exposure light EL. The liquid LQ is near the opening 7K of the movable blind 7, and is filled in a predetermined space K2 between the fifth optical element G5 and the sixth optical element G6. Also in the present embodiment, the refractive index of the liquid LQ with respect to the exposure light EL is larger than the refractive index of the sixth optical element G6 with respect to the exposure light EL.

ここで、以下の説明においては、所定空間K2を適宜、第2空間K2、と称する。   Here, in the following description, the predetermined space K2 is appropriately referred to as a second space K2.

本実施形態の第2液浸システム1’は、上述の実施形態の液浸システム1とほぼ同等の構成を有しており、第2空間K2に液体LQを供給可能な供給口12’と、第2空間K2の液体LQを回収可能な回収口22’と、供給口12’に供給管13’及び保持部材60の内部に形成された供給流路14’を介して液体LQを供給する液体供給装置10’と、回収口22’からの液体LQを保持部材60の内部に形成された回収流路24’及び回収管23’を介して回収する液体回収装置20’とを備えている。供給口12’及び回収口22’は、第6光学素子G6を保持する保持部材60に設けられている。また、本実施形態の露光装置EXは、液体LQの光学的な特性を計測する計測装置30’を備えている。本実施形態の計測装置30’は、上述の第1実施形態の計測装置30と同等の構成を有し、第2空間K2に供給される前の液体LQを計測する。   The second immersion system 1 ′ of the present embodiment has a configuration that is substantially equivalent to the immersion system 1 of the above-described embodiment, and a supply port 12 ′ that can supply the liquid LQ to the second space K2. Liquid that supplies the liquid LQ through the recovery port 22 ′ capable of recovering the liquid LQ in the second space K 2 and the supply channel 12 ′ formed in the supply port 12 ′ inside the supply pipe 13 ′ and the holding member 60. A supply device 10 ′ and a liquid recovery device 20 ′ that recovers the liquid LQ from the recovery port 22 ′ via a recovery flow path 24 ′ formed inside the holding member 60 and a recovery pipe 23 ′ are provided. The supply port 12 'and the recovery port 22' are provided in the holding member 60 that holds the sixth optical element G6. Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment includes a measuring device 30 ′ that measures the optical characteristics of the liquid LQ. The measurement device 30 ′ of the present embodiment has a configuration equivalent to that of the measurement device 30 of the first embodiment described above, and measures the liquid LQ before being supplied to the second space K <b> 2.

また、上述の第1実施形態と同様、保持部材60の下面60Aと、第5光学素子G5の上面T2’との間には所定のギャップGA1’が形成されている。また、保持部材60の下面60Aと、第5光学素子G5の上面T2とは、ほぼ平行である。   As in the first embodiment described above, a predetermined gap GA1 'is formed between the lower surface 60A of the holding member 60 and the upper surface T2' of the fifth optical element G5. Further, the lower surface 60A of the holding member 60 and the upper surface T2 of the fifth optical element G5 are substantially parallel.

第2液浸システム1’の液体供給装置10’より第2空間K2に供給された液体LQは、第6光学素子G6の光射出面T3’及び第5光学素子G5の上面T2’のそれぞれと密着するように、第5光学素子G5と第6光学素子G6との間に満たされる。また、図7に示すように、第2液浸システム1’は、第5光学素子G5の上面T2’の一部の領域に局所的に液浸領域LR’を形成するように、第2空間K2を液体LQで満たす。第2空間K2を液体LQで満たして液浸領域LR’を形成したとき、液浸領域LR’を形成する液体LQの界面LG’は、液体LQの表面張力により、第5光学素子G5の上面T2’と保持部材60の下面60Aとの間に維持される。   The liquid LQ supplied to the second space K2 from the liquid supply device 10 ′ of the second immersion system 1 ′ is in contact with each of the light emission surface T3 ′ of the sixth optical element G6 and the upper surface T2 ′ of the fifth optical element G5. It fills between 5th optical element G5 and 6th optical element G6 so that it may contact | adhere. Further, as shown in FIG. 7, the second immersion system 1 ′ has the second space so as to locally form an immersion region LR ′ in a partial region of the upper surface T2 ′ of the fifth optical element G5. Fill K2 with liquid LQ. When the liquid immersion region LR ′ is formed by filling the second space K2 with the liquid LQ, the interface LG ′ of the liquid LQ forming the liquid immersion region LR ′ is the upper surface of the fifth optical element G5 due to the surface tension of the liquid LQ. It is maintained between T2 ′ and the lower surface 60A of the holding member 60.

基板Pを露光するために、制御装置2は、第2液浸システム1’を制御して、第5光学素子G5と第6光学素子G6との間の露光光ELの光路を含む第2空間K2を液体LQで満たす動作を開始する。   In order to expose the substrate P, the control device 2 controls the second immersion system 1 ′ to include the second space including the optical path of the exposure light EL between the fifth optical element G5 and the sixth optical element G6. The operation of filling K2 with the liquid LQ is started.

本実施形態においても、制御装置2は、第2空間K2を液体LQで満たすために、第2液浸システム1’の液体供給装置10’及び液体回収装置20’を制御して、第2空間K2に対する液体供給動作と第2空間K2の液体回収動作とを並行して行う。これにより、第2空間K2は、液体供給装置10’から供給される清浄で温度調整された液体LQで満たされる。   Also in the present embodiment, the control device 2 controls the liquid supply device 10 ′ and the liquid recovery device 20 ′ of the second immersion system 1 ′ to fill the second space K2 with the liquid LQ, so that the second space The liquid supply operation for K2 and the liquid recovery operation for the second space K2 are performed in parallel. As a result, the second space K2 is filled with the clean and temperature-adjusted liquid LQ supplied from the liquid supply apparatus 10 '.

そして、制御装置2は、基板Pを露光するために、照明系ILを制御して、露光光ELによるマスクMに対する照明を開始する。光源装置5から射出された露光光ELは、ブライド装置6近傍に設けられた第8光学素子G8を通過し、第7光学素子G7を通過した後、第6光学素子G6の入射面T4’に入射する。第6光学素子G6の入射面T4’に入射した露光光ELは、第6光学素子G6を通過した後、光射出面T3’より射出される。第6光学素子G6の光射出面T3’より射出された露光光ELは、第2空間K2の液体LQを通過した後、第5光学素子G5の上面T2’に入射する。第5光学素子G5の上面T2’に入射した露光光ELは、第5光学素子G5を通過した後、下面T1’より射出され、ブラインド装置6に照射される。ブラインド装置6の可動ブラインド7の開口7K及び固定ブラインド8の開口8Kを通過した露光光ELは、所定の光学素子を通過した後、マスクMの所定の照明領域ILに照射される。すなわち、本実施形態の照明系ILは、第6光学素子G6の光射出面T3’と第5光学素子G5の上面T2’との間の第2空間K2を満たす液体LQを介して、マスクMの所定の照明領域ILを露光光ELで照明する。露光光ELで照明されたマスクMのパターン像は、投影光学系PLを介して、基板P上に投影される。   Then, in order to expose the substrate P, the control device 2 controls the illumination system IL and starts illuminating the mask M with the exposure light EL. The exposure light EL emitted from the light source device 5 passes through the eighth optical element G8 provided in the vicinity of the bride device 6, passes through the seventh optical element G7, and then enters the incident surface T4 ′ of the sixth optical element G6. Incident. The exposure light EL that has entered the incident surface T4 'of the sixth optical element G6 passes through the sixth optical element G6 and is then emitted from the light exit surface T3'. The exposure light EL emitted from the light emission surface T3 'of the sixth optical element G6 passes through the liquid LQ in the second space K2, and then enters the upper surface T2' of the fifth optical element G5. The exposure light EL that has entered the upper surface T2 'of the fifth optical element G5 passes through the fifth optical element G5, is then emitted from the lower surface T1', and is irradiated onto the blind device 6. The exposure light EL that has passed through the opening 7K of the movable blind 7 and the opening 8K of the fixed blind 8 of the blind device 6 passes through a predetermined optical element, and is then applied to a predetermined illumination region IL of the mask M. That is, the illumination system IL of the present embodiment includes the mask M via the liquid LQ that fills the second space K2 between the light emission surface T3 ′ of the sixth optical element G6 and the upper surface T2 ′ of the fifth optical element G5. The predetermined illumination area IL is illuminated with the exposure light EL. The pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL is projected onto the substrate P via the projection optical system PL.

本実施形態の露光装置EXは、走査型露光装置であり、制御装置2は、マスクステージ3及び基板ステージ4を制御して、マスクMのY軸方向への移動と同期して、基板PをY軸方向へ移動しつつ、マスクMを露光光ELで照明して、マスクMのパターン像を投影光学系PLを介して基板P上に投影する。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus, and the control apparatus 2 controls the mask stage 3 and the substrate stage 4 so that the substrate P is moved in synchronization with the movement of the mask M in the Y-axis direction. While moving in the Y-axis direction, the mask M is illuminated with the exposure light EL, and the pattern image of the mask M is projected onto the substrate P via the projection optical system PL.

本実施形態においても、制御装置2は、第2空間K2に対する液体供給動作と第2空間K2の液体回収動作とを並行して行いつつ、照明系ILよりマスクMに露光光ELを照射する。これにより、基板Pの露光中においても、第2空間K2は、液体供給装置10’から供給される清浄で温度調整された液体LQで満たされる。   Also in the present embodiment, the control device 2 irradiates the mask M with the exposure light EL from the illumination system IL while performing the liquid supply operation for the second space K2 and the liquid recovery operation for the second space K2 in parallel. Thus, even during the exposure of the substrate P, the second space K2 is filled with the clean and temperature-adjusted liquid LQ supplied from the liquid supply apparatus 10 '.

また、本実施形態においても、制御装置2は、計測装置30’を用いて、液体供給装置10’から第2空間K2に供給される液体LQの光学的な特性を計測(モニタ)しつつ、第2空間K2に液体LQを供給し、その液体LQを介してマスクM上に露光光ELを照射する。   Also in the present embodiment, the control device 2 uses the measurement device 30 ′ to measure (monitor) the optical characteristics of the liquid LQ supplied from the liquid supply device 10 ′ to the second space K2. The liquid LQ is supplied to the second space K2, and the exposure light EL is irradiated onto the mask M through the liquid LQ.

また、制御装置2は、マスクM及び基板Pの少なくとも一方の移動と同期して、可動ブラインド7を、マスクMの走査方向(Y軸方向)に対応する方向に移動することによって、基板P上の1つのショット領域の走査露光の開始時及び終了時において、基板Pに対する不要な露光光ELの照射を遮る。   Further, the control device 2 moves the movable blind 7 in a direction corresponding to the scanning direction (Y-axis direction) of the mask M in synchronization with the movement of at least one of the mask M and the substrate P, thereby moving the movable blind 7 on the substrate P. At the start and end of scanning exposure of one shot area, unnecessary exposure light EL irradiation to the substrate P is blocked.

以上説明したように、照明系ILの露光光ELの光路上の第2空間K2を液体LQで満たすことができる。照明系ILのうち、開口数が大きく、強い屈折力が要求される部位、すなわちマスクMのパターン形成面MAと光学的に共役な位置近傍の第2空間K2を液体LQで満たすことにより、照明系ILの大型化、ひいては露光装置EX全体の大型化を抑制できる。   As described above, the second space K2 on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL can be filled with the liquid LQ. By filling the second space K2 near the position optically conjugate with the pattern forming surface MA of the mask M with the liquid LQ, the illumination system IL has a large numerical aperture and requires a strong refractive power. An increase in the size of the system IL, and consequently an increase in the size of the entire exposure apparatus EX can be suppressed.

なお、第4実施形態においては、第2空間K2に対する液体供給動作と第2空間K2の液体回収動作とを並行して行いつつ露光光ELを照射しているが、露光光ELの照射中に第2空間K2に対する液体供給動作及び第2空間K2の液体回収動作を停止し、露光光ELの照射が停止されている所定のタイミングで液体供給動作と液体回収動作とを行って第2空間K2の液体LQを置換するようにしてもよい。   In the fourth embodiment, the exposure light EL is irradiated while the liquid supply operation for the second space K2 and the liquid recovery operation for the second space K2 are performed in parallel, but during the irradiation of the exposure light EL, The liquid supply operation for the second space K2 and the liquid recovery operation for the second space K2 are stopped, and the liquid supply operation and the liquid recovery operation are performed at a predetermined timing when the irradiation of the exposure light EL is stopped. The liquid LQ may be replaced.

また、第2空間K2の液体LQを置換(交換)することなく、第2空間K2を例えば密閉空間とし、その密閉された第2空間K2を液体LQで満たすようにしてもよい。この場合、第2液浸システム1’を省略することができる。   Alternatively, the second space K2 may be a sealed space, for example, and the sealed second space K2 may be filled with the liquid LQ without replacing (exchange) the liquid LQ in the second space K2. In this case, the second immersion system 1 'can be omitted.

なお、第4実施形態においては、第5光学素子G5は平行平板であるが、第6光学素子G6との間で液体LQを保持可能な上面T2’を有していれば、第5光学素子G5は、屈折力を有する光学素子(レンズ)であってもよい。   In the fourth embodiment, the fifth optical element G5 is a parallel plate. However, if the fifth optical element G5 has an upper surface T2 ′ capable of holding the liquid LQ with the sixth optical element G6, the fifth optical element. G5 may be an optical element (lens) having refractive power.

なお、第4実施形態においては、第6光学素子G6の露光光ELに対する屈折率よりも大きい屈折率を有する液体LQを用いているが、第6光学素子G6の露光光ELに対する屈折率よりも小さい屈折率を有する液体LQを用いてもよい。例えば、液体LQとして水(純水)を用いてもよい。   In the fourth embodiment, the liquid LQ having a refractive index larger than the refractive index for the exposure light EL of the sixth optical element G6 is used, but the refractive index for the exposure light EL of the sixth optical element G6 is larger. A liquid LQ having a small refractive index may be used. For example, water (pure water) may be used as the liquid LQ.

また、上述の第4実施形態においては、ブラインド装置6、及び第5〜第8光学素子G5〜G8は、露光光ELが、第8光学素子G8、第7光学素子G7、第6光学素子G6、第2空間K2、第5光学素子G5の順に通過して、ブラインド装置6に入射するように配置されているが、露光光ELが逆向きに進むように、ブラインド装置6、及び第5〜第8光学素子G5〜G8を配置してもよい。すなわち、光源装置5からの露光光ELが、ブラインド装置6、第5光学素子G5、第2空間K2、第6光学素子G6、第7光学素子G7、第8光学素子G8の順に通過して、マスクMへ向かうように、ブラインド装置6、及び第5〜第8光学素子G5〜G8を配置してもよい。   In the fourth embodiment described above, in the blind device 6 and the fifth to eighth optical elements G5 to G8, the exposure light EL is the eighth optical element G8, the seventh optical element G7, and the sixth optical element G6. , The second space K2, and the fifth optical element G5 are passed through in this order and are incident on the blind device 6, but the blind device 6 and the fifth to fifth light beams are arranged so that the exposure light EL travels in the opposite direction. Eighth optical elements G5 to G8 may be arranged. That is, the exposure light EL from the light source device 5 passes through the blind device 6, the fifth optical element G5, the second space K2, the sixth optical element G6, the seventh optical element G7, and the eighth optical element G8 in this order. The blind device 6 and the fifth to eighth optical elements G5 to G8 may be disposed so as to face the mask M.

なお、第4実施形態において、第2空間K2を液体LQで満たすととともに、第1空間K1も液体LQで満たした状態で、露光光ELを照射するようにしてもよいし、照明系ILの露光光ELの光路上のうち、第2空間K2のみを液体LQで満たすようにしてもよい。   In the fourth embodiment, the second space K2 may be filled with the liquid LQ, and the exposure light EL may be irradiated while the first space K1 is also filled with the liquid LQ. Of the optical path of the exposure light EL, only the second space K2 may be filled with the liquid LQ.

なお、第4実施形態において、第1空間K1と第2空間K2との両方を液体LQで満たす場合、第1空間K1を満たす液体LQと第2空間K2を満たす液体LQとの種類(材質)が異なっていてもよい。例えば、第1空間K1及び第2空間K2のいずれか一方をグリセロールで満たし、他方を水で満たすようにしてもよい。また、第1空間K1を、第1の温度を有する液体LQで満たし、第2空間K2を、第1の温度とは異なる第2の温度を有する液体LQで満たすようにしてもよい。   In the fourth embodiment, when both the first space K1 and the second space K2 are filled with the liquid LQ, the types (materials) of the liquid LQ that fills the first space K1 and the liquid LQ that fills the second space K2. May be different. For example, one of the first space K1 and the second space K2 may be filled with glycerol and the other may be filled with water. Alternatively, the first space K1 may be filled with the liquid LQ having the first temperature, and the second space K2 may be filled with the liquid LQ having a second temperature different from the first temperature.

なお、第4実施形態においても、液体供給装置10’として、図5を参照して説明したような、複数種類(材質)の液体を混合する混合装置を備えたものであってもよい。また、第4実施形態において、第2空間K2を満たす液体LQに起因する基板P上での露光光ELの照度むらを補正するための補正部材を設けてもよい。   Also in the fourth embodiment, the liquid supply device 10 ′ may include a mixing device that mixes a plurality of types (materials) of liquid as described with reference to FIG. 5. In the fourth embodiment, a correction member may be provided for correcting the illuminance unevenness of the exposure light EL on the substrate P caused by the liquid LQ filling the second space K2.

<第5実施形態>
次に、第5実施形態について説明する。上述の第1〜第4実施形態においては、投影光学系PLと基板Pとの間の空間は気体で満たされているが、上述の第1〜第4実施形態と異なる本実施形態の特徴的な部分は、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い終端光学素子FLと基板Pとの間の空間も液体LQで満たされる点にある。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described. In the first to fourth embodiments described above, the space between the projection optical system PL and the substrate P is filled with gas, but this embodiment is different from the first to fourth embodiments described above. This is that the space between the terminal optical element FL closest to the image plane of the projection optical system PL and the substrate P among the plurality of optical elements of the projection optical system PL is also filled with the liquid LQ.

図8は、第5実施形態に係る露光装置EXを示す概略構成図である。本実施形態の露光装置EXは、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い終端光学素子FLと基板Pとの間の空間を液体LQで満たす第3液浸システム101を備えている。   FIG. 8 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the fifth embodiment. In the exposure apparatus EX of the present embodiment, among the plurality of optical elements of the projection optical system PL, the third space that fills the space between the terminal optical element FL closest to the image plane of the projection optical system PL and the substrate P with the liquid LQ. An immersion system 101 is provided.

第3液浸システム101は、投影光学系PLの終端終光学素子FLと、その終端光学素子FLと対向する位置に配置され、基板ステージ4の基板ホルダ4Hに保持された基板Pとの間の露光光ELの光路を含む第3空間K3を液体LQで満たす。第3液浸システム101は、終端光学素子FLと基板Pとの間の露光光ELの光路の近傍に設けられ、その光路に対して液体LQを供給するための供給口112及び液体LQを回収するための回収口122を有するノズル部材171と、供給管113、及びノズル部材171の内部に形成された供給流路114を介して供給口112に液体LQを供給する液体供給装置110と、ノズル部材171の回収口122から回収された液体LQを、ノズル部材171の内部に形成された回収流路124、及び回収管123を介して回収する液体回収装置120とを備えている。本実施形態においては、ノズル部材171は、露光光ELの光路を囲むように環状に設けられており、液体LQを供給する供給口112は、ノズル部材171のうち、露光光ELの光路を向く内側面に設けられ、液体LQを回収する回収口122は、ノズル部材171のうち、基板Pの表面と対向する下面に設けられている。また、本実施形態においては、回収口122には多孔部材(メッシュ)が配置されている。   The third immersion system 101 is disposed between the terminal end optical element FL of the projection optical system PL and the substrate P disposed at a position facing the terminal optical element FL and held by the substrate holder 4H of the substrate stage 4. The third space K3 including the optical path of the exposure light EL is filled with the liquid LQ. The third immersion system 101 is provided in the vicinity of the optical path of the exposure light EL between the terminal optical element FL and the substrate P, and collects the supply port 112 for supplying the liquid LQ to the optical path and the liquid LQ. A nozzle member 171 having a recovery port 122, a liquid supply device 110 for supplying the liquid LQ to the supply port 112 via a supply pipe 114 and a supply channel 114 formed inside the nozzle member 171, and a nozzle A liquid recovery device 120 that recovers the liquid LQ recovered from the recovery port 122 of the member 171 through the recovery flow path 124 formed inside the nozzle member 171 and the recovery pipe 123 is provided. In the present embodiment, the nozzle member 171 is provided in an annular shape so as to surround the optical path of the exposure light EL, and the supply port 112 for supplying the liquid LQ faces the optical path of the exposure light EL in the nozzle member 171. The recovery port 122 provided on the inner side surface for recovering the liquid LQ is provided on the lower surface of the nozzle member 171 facing the surface of the substrate P. In the present embodiment, a porous member (mesh) is disposed in the recovery port 122.

液体供給装置110は、供給する液体LQの温度を調整する温度調整装置、液体LQ中の気体成分を低減する脱気装置、及び液体LQ中の異物を取り除くフィルタユニット等を備えており、清浄で温度調整された液体LQを送出可能である。また、液体回収装置120は、真空系等を備えており、液体LQを回収可能である。液体供給装置110及び液体回収装置120の動作は制御装置2に制御される。液体供給装置110から送出された液体LQは、供給管113、及びノズル部材171の供給流路114を流れた後、供給口112より、終端光学素子FLと基板Pとの間の露光光ELの光路に供給される。また、液体回収装置120を駆動することにより回収口122から回収された液体LQは、ノズル部材171の回収流路124を流れた後、回収管123を介して液体回収装置120に回収される。制御装置2は、第3液浸システム101を制御して、液体供給装置110による液体供給動作と液体回収装置120による液体回収動作とを並行して行うことで、終端光学素子FLと基板Pとの間の露光光ELの光路を液体LQで満たすように、基板P上の一部の領域に液体LQの液浸領域LRPを局所的に形成する。   The liquid supply device 110 includes a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the liquid LQ to be supplied, a deaeration device that reduces gas components in the liquid LQ, a filter unit that removes foreign matters in the liquid LQ, and the like. The temperature-controlled liquid LQ can be delivered. Further, the liquid recovery apparatus 120 includes a vacuum system or the like, and can recover the liquid LQ. The operations of the liquid supply device 110 and the liquid recovery device 120 are controlled by the control device 2. The liquid LQ delivered from the liquid supply device 110 flows through the supply pipe 113 and the supply flow path 114 of the nozzle member 171, and then the exposure light EL between the terminal optical element FL and the substrate P is supplied from the supply port 112. Supplied to the optical path. Further, the liquid LQ recovered from the recovery port 122 by driving the liquid recovery device 120 flows through the recovery flow path 124 of the nozzle member 171 and then is recovered by the liquid recovery device 120 via the recovery pipe 123. The control device 2 controls the third immersion system 101 to perform the liquid supply operation by the liquid supply device 110 and the liquid recovery operation by the liquid recovery device 120 in parallel, so that the terminal optical element FL and the substrate P are An immersion region LRP for the liquid LQ is locally formed in a part of the region on the substrate P so that the optical path of the exposure light EL is filled with the liquid LQ.

基板Pを露光するために、制御装置2は、液浸システム1を制御して、照明系ILの第1光学素子G1と第2光学素子G2との間の露光光ELの光路を含む第1空間K1を液体LQで満たす。また、制御装置2は、第3液浸システム101を制御して、終端光学素子FLと基板Pとの間の露光光ELの光路を含む第3空間K3を液体LQで満たす。   In order to expose the substrate P, the control device 2 controls the liquid immersion system 1 and includes a first optical path of the exposure light EL between the first optical element G1 and the second optical element G2 of the illumination system IL. The space K1 is filled with the liquid LQ. Further, the control device 2 controls the third immersion system 101 to fill the third space K3 including the optical path of the exposure light EL between the last optical element FL and the substrate P with the liquid LQ.

そして、制御装置2は、照明系ILを制御して、露光光ELによるマスクMに対する照明を開始する。照明系ILは、第2光学素子G2の光射出面T2と第1光学素子G1の上面T2との間の第1空間K1を満たす液体LQを介して、マスクMの所定の照明領域IAを露光光ELで照明する。露光光ELで照明されたマスクMのパターン像は、投影光学系PL及び第3空間K3の液体LQを介して、基板P上に投影される。   And the control apparatus 2 controls the illumination system IL, and starts the illumination with respect to the mask M by exposure light EL. The illumination system IL exposes a predetermined illumination area IA of the mask M through the liquid LQ that fills the first space K1 between the light exit surface T2 of the second optical element G2 and the upper surface T2 of the first optical element G1. Illuminate with light EL. The pattern image of the mask M illuminated with the exposure light EL is projected onto the substrate P via the projection optical system PL and the liquid LQ in the third space K3.

以上説明したように、照明系ILの第1空間K1を液体LQで満たすとともに、投影光学系PLと基板Pとの間の第3空間K3を液体LQで満たした状態で、基板Pを露光することができる。   As described above, the substrate P is exposed in a state where the first space K1 of the illumination system IL is filled with the liquid LQ and the third space K3 between the projection optical system PL and the substrate P is filled with the liquid LQ. be able to.

なお、第5実施形態においては、照明系ILの第1空間K1のみが液体LQで満たされるように説明したが、照明系ILの第2空間K2のみを液体LQで満たすとともに、投影光学系PLと基板Pとの間の第3空間K3を液体LQで満たした状態で、基板Pを露光するようにしてもよいし、照明系ILの第1空間K1及び第2空間K2の両方を液体LQで満たすとともに、投影光学系PLと基板Pとの間の第3空間K3を液体LQで満たした状態で、基板Pを露光することもできる。   In the fifth embodiment, it has been described that only the first space K1 of the illumination system IL is filled with the liquid LQ. However, only the second space K2 of the illumination system IL is filled with the liquid LQ, and the projection optical system PL is filled. The substrate P may be exposed in a state where the third space K3 between the substrate P and the substrate P is filled with the liquid LQ, or both the first space K1 and the second space K2 of the illumination system IL may be exposed to the liquid LQ. And the substrate P can be exposed in a state where the third space K3 between the projection optical system PL and the substrate P is filled with the liquid LQ.

なお、第5実施形態において、照明系ILの所定空間(K1、K2)と、投影光学系PLと基板Pとの間の第3空間K3とを液体LQで満たす場合、照明系ILの所定空間(K1、K2)を満たす液体LQと第3空間K3を満たす液体LQとの種類(材質)が異なっていてもよい。例えば、照明系ILの所定空間(K1、K2)及び第3空間K3のいずれか一方をグリセロールで満たし、他方を水で満たすようにしてもよい。また、照明系ILの所定空間(K1、K2)を、第1の温度を有する液体LQで満たし、第3空間K3を、第1の温度とは異なる第2の温度を有する液体LQで満たすようにしてもよい。また、第1、第2、第3空間K1、K2、K3のそれぞれを満たす液体LQの種類(材質)が互いに異なっていてもよいし、温度が互いに異なっていてもよい。   In the fifth embodiment, when the predetermined space (K1, K2) of the illumination system IL and the third space K3 between the projection optical system PL and the substrate P are filled with the liquid LQ, the predetermined space of the illumination system IL. The types (materials) of the liquid LQ that fills (K1, K2) and the liquid LQ that fills the third space K3 may be different. For example, either one of the predetermined spaces (K1, K2) and the third space K3 of the illumination system IL may be filled with glycerol, and the other may be filled with water. Further, the predetermined space (K1, K2) of the illumination system IL is filled with the liquid LQ having the first temperature, and the third space K3 is filled with the liquid LQ having a second temperature different from the first temperature. It may be. Further, the types (materials) of the liquid LQ that fill the first, second, and third spaces K1, K2, and K3 may be different from each other, and the temperatures may be different from each other.

なお、第5実施形態において、第3空間K3を満たす液体LQの露光光ELに対する屈折率が、終端光学素子FLの露光光ELに対する屈折率よりも大きく、投影光学系PLの開口数が、終端光学素子FLの露光光ELに対する屈折率よりも大きい場合には、終端光学素子FKの光射出面(基板Pの表面と対向する下面)を、基板Pの表面から離れる方向に凸な曲面(球面)とすることにより、露光光ELを基板P上まで良好に到達させることができる。   In the fifth embodiment, the refractive index of the liquid LQ that fills the third space K3 with respect to the exposure light EL is larger than the refractive index of the termination optical element FL with respect to the exposure light EL, and the projection optical system PL has a numerical aperture of When the refractive index of the optical element FL is larger than the refractive index for the exposure light EL, the light exit surface of the terminal optical element FK (the lower surface facing the surface of the substrate P) is a curved surface (spherical surface) that protrudes away from the surface of the substrate P. ), The exposure light EL can reach the substrate P satisfactorily.

なお、本実施形態の投影光学系PLは、終端光学素子FLの像面側の光路を含む第3空間K3を液体LQ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、終端光学素子FLの物体面側の光路を含む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。   Note that the projection optical system PL of the present embodiment fills the third space K3 including the optical path on the image plane side of the terminal optical element FL with the liquid LQ, but is disclosed in International Publication No. 2004/019128. In this way, a projection optical system that fills the space including the optical path on the object plane side of the last optical element FL with a liquid can also be employed.

なお、上述の第1〜第5実施形態において、液体回収装置(20、20’、120)で回収した液体LQの少なくとも一部を、液体供給装置(10、10’、110)に戻すようにしてもよい。そして、液体供給装置(10、10’、110)に戻した液体LQを再利用するようにしてもよい。また、例えば上述の第2実施形態においては、第1、第2液体供給器41、42から送出された第1、第2液体LQ1、LQ2と、液体回収装置20から液体供給装置10に戻された液体LQとを混合装置50で混合するようにしてもよい。   In the first to fifth embodiments described above, at least a part of the liquid LQ recovered by the liquid recovery apparatus (20, 20 ′, 120) is returned to the liquid supply apparatus (10, 10 ′, 110). May be. The liquid LQ returned to the liquid supply device (10, 10 ', 110) may be reused. Further, for example, in the second embodiment described above, the first and second liquids LQ1 and LQ2 sent from the first and second liquid supply devices 41 and 42 and the liquid recovery device 20 are returned to the liquid supply device 10. The liquid LQ may be mixed by the mixing device 50.

なお、上述の実施形態においては、照明系ILのうち、パターン形成面MA近傍の第1空間K1、及びパターン形成面MAと光学的に共役な位置近傍の第2空間K2が液体LQで満たされるが、照明系ILが所望の光学特性を得られるように、照明系ILの露光光ELの光路上の第1、第2空間K1、K2以外の任意の空間を液体LQで満たすようにしてもよい。   In the above-described embodiment, in the illumination system IL, the first space K1 near the pattern formation surface MA and the second space K2 near the position optically conjugate with the pattern formation surface MA are filled with the liquid LQ. However, any space other than the first and second spaces K1, K2 on the optical path of the exposure light EL of the illumination system IL may be filled with the liquid LQ so that the illumination system IL can obtain desired optical characteristics. Good.

なお、上述の各実施形態において、例えば、露光光ELの光源装置がFレーザ光を射出する場合、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。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いもの(例えばセダー油)を用いることも可能である。 In each of the above-described embodiments, for example, when the light source device for the exposure light EL emits F 2 laser light, the F 2 laser light does not pass through water, so that the liquid LQ can pass through the F 2 laser light. For example, a fluorinated fluid such as perfluorinated polyether (PFPE) or fluorinated oil may be used. In this case, a lyophilic treatment is performed by forming a thin film with a substance having a small molecular structure including fluorine, for example, in a portion in contact with the liquid LQ. In addition, as the liquid LQ, it is possible to use a liquid (for example, cedar oil) that is transmissive to the exposure light EL and has a refractive index as high as possible.

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ような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。   The present invention also relates to a multi-stage type exposure apparatus having a plurality of substrate stages as disclosed in JP-A-10-163099, JP-A-10-214783, JP-T 2000-505958, and the like. It can also be applied to.

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.

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、特開平10−303114号公報、米国特許第5,825,043号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。   In the above-described embodiment, an exposure apparatus that locally fills the liquid between the projection optical system PL and the substrate P is employed. However, the present invention is disclosed in JP-A-6-124873 and JP-A-10. -303114, US Pat. No. 5,825,043, etc., and can be applied to an immersion exposure apparatus that performs exposure in a state where the entire surface of the substrate to be exposed is immersed in the liquid. is there.

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 onto 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、このマスクに代えて、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-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. As disclosed in Japanese Patent 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基板処理ステップ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. 9, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate as a base material of the device. Manufacturing step 203, substrate processing step 204 for exposing the mask pattern onto the substrate by the exposure apparatus EX of the above-described embodiment, device assembly step (including dicing process, bonding process, packaging process) 205, inspection step 206, etc. It is manufactured after.

第1実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る照明系の要部を拡大した側断面図である。It is the sectional side view which expanded the principal part of the illumination system which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る計測装置を説明するための概略斜視図である。It is a schematic perspective view for demonstrating the measuring device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る計測装置の断面図である。It is sectional drawing of the measuring device which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る液体供給装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the liquid supply apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る補正部材を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the correction member which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る照明系の要部を拡大した側断面図である。It is the sectional side view to which the principal part of the illumination system which concerns on 4th Embodiment was expanded. 第5実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the exposure apparatus which concerns on 5th Embodiment. マイクロ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。It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing process of a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

1…液浸システム、1’…第2液浸システム、2…制御装置、3…マスクステージ、4…基板ステージ、5…光源装置、6…ブラインド装置、7…可動ブラインド、7K…開口、8…固定ブラインド、8K…開口、12…供給口、12’…供給口、22…回収口、22’…回収口、30…計測装置、80…補正部材、EL…露光光、EX…露光装置、FL…終端光学素子、G1〜G8…光学素子、IL…照明系、K1…第1空間、K2…第2空間、K3…第3空間、LQ…液体、LR…液浸領域、LR’…液浸領域、M…マスク、MA…パターン形成面、P…基板、PL…投影光学系、T2…上面、T2’…上面、T3…光射出面、T3’…光射出面、T4…入射面、T4’…入射面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid immersion system, 1 '... 2nd liquid immersion system, 2 ... Control apparatus, 3 ... Mask stage, 4 ... Substrate stage, 5 ... Light source device, 6 ... Blind device, 7 ... Moving blind, 7K ... Opening, 8 ... fixed blind, 8K ... opening, 12 ... supply port, 12 '... supply port, 22 ... collection port, 22' ... collection port, 30 ... measuring device, 80 ... correction member, EL ... exposure light, EX ... exposure device, FL ... last optical element, G1 to G8 ... optical element, IL ... illumination system, K1 ... first space, K2 ... second space, K3 ... third space, LQ ... liquid, LR ... liquid immersion region, LR '... liquid Immersion region, M ... mask, MA ... pattern formation surface, P ... substrate, PL ... projection optical system, T2 ... upper surface, T2 '... upper surface, T3 ... light exit surface, T3' ... light exit surface, T4 ... entrance surface, T4 '... Incident surface

Claims (19)

基板を露光するための露光光でパターンを照明する照明装置において、
前記露光光の光路上の所定空間を液体で満たした状態で前記パターンを前記露光光で照明する照明装置。
In an illumination device that illuminates a pattern with exposure light for exposing a substrate,
An illumination device that illuminates the pattern with the exposure light in a state where a predetermined space on the optical path of the exposure light is filled with a liquid.
前記露光光の光路上に配置される光学素子を有し、
前記液体は、前記パターンが配置された所定面近傍の空間、及び前記所定面と共役な位置近傍の空間の少なくとも一方を満たす請求項1記載の照明装置。
An optical element disposed on the optical path of the exposure light;
The lighting device according to claim 1, wherein the liquid fills at least one of a space near a predetermined surface where the pattern is arranged and a space near a position conjugate with the predetermined surface.
前記所定面に最も近い第1光学素子と、前記第1光学素子に次いで前記所定面に近い第2光学素子とを有し、
前記液体は、前記第1光学素子と前記第2光学素子との間の空間を満たす請求項2記載の照明装置。
A first optical element closest to the predetermined surface; and a second optical element closest to the predetermined surface next to the first optical element;
The lighting device according to claim 2, wherein the liquid fills a space between the first optical element and the second optical element.
前記第2光学素子は、前記露光光が入射される第1面及び前記露光光が射出される第2面を有し、
前記第1面及び前記第2面は前記所定面から離れる方向に凸な曲面である請求項3記載の照明装置。
The second optical element has a first surface on which the exposure light is incident and a second surface on which the exposure light is emitted,
The lighting device according to claim 3, wherein the first surface and the second surface are curved surfaces protruding in a direction away from the predetermined surface.
前記第1光学素子は、前記第2光学素子の前記第2面との間で液体を保持可能な第3面を有する平行平板である請求項4記載の照明装置。   The illumination device according to claim 4, wherein the first optical element is a parallel plate having a third surface capable of holding a liquid between the second optical element and the second surface. 前記液体の前記露光光に対する屈折率は、前記第2光学素子の前記露光光に対する屈折率よりも大きい請求項3〜5のいずれか一項記載の照明装置。   The illumination device according to claim 3, wherein a refractive index of the liquid with respect to the exposure light is larger than a refractive index of the second optical element with respect to the exposure light. 前記液体の前記露光光に対する屈折率は、1.6以上である請求項6記載の照明装置。   The illumination device according to claim 6, wherein a refractive index of the liquid with respect to the exposure light is 1.6 or more. 前記所定面と共役な位置又はその近傍に配置され、前記所定面上での前記露光光の照明領域を規定する開口を有するブラインド装置を備え、
前記液体は、前記開口近傍の光路上の空間を満たす請求項2〜7のいずれか一項記載の照明装置。
A blind device having an opening which is disposed at or near a position conjugate with the predetermined surface and defines an illumination area of the exposure light on the predetermined surface;
The lighting device according to claim 2, wherein the liquid fills a space on an optical path in the vicinity of the opening.
前記開口に最も近い第3光学素子と、前記第3光学素子に次いで前記開口に近い第4光学素子とを有し、
前記液体は、前記第3光学素子と前記第4光学素子との間の空間を満たす請求項8記載の照明装置。
A third optical element closest to the opening; and a fourth optical element close to the opening next to the third optical element;
The illumination device according to claim 8, wherein the liquid fills a space between the third optical element and the fourth optical element.
前記液体に起因する前記基板上での前記露光光の照度むらを補正するための補正部材を備えた請求項1〜9のいずれか一項記載の照明装置。   The illuminating device according to claim 1, further comprising a correction member for correcting illuminance unevenness of the exposure light on the substrate due to the liquid. 前記所定空間に液体を供給する供給口を備えた請求項1〜10のいずれか一項記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, further comprising a supply port that supplies liquid to the predetermined space. 前記所定空間の液体を回収する回収口を備えた請求項1〜11のいずれか一項記載の照明装置。   The lighting device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a collection port for collecting the liquid in the predetermined space. 前記所定空間に対する液体供給動作と前記所定空間の液体回収動作とを並行して行いつつ前記露光光が照射される請求項1〜12のいずれか一項記載の照明装置。   The illumination device according to claim 1, wherein the exposure light is irradiated while performing a liquid supply operation on the predetermined space and a liquid recovery operation on the predetermined space in parallel. 前記露光光の照射中に前記所定空間に対する液体供給動作及び前記所定空間の液体回収動作を停止し、前記露光光の照射が停止されている所定のタイミングで前記液体供給動作と前記液体回収動作とを行って前記所定空間の液体を置換する請求項1〜12のいずれか一項記載の照明装置。   During the exposure light irradiation, the liquid supply operation to the predetermined space and the liquid recovery operation in the predetermined space are stopped, and the liquid supply operation and the liquid recovery operation are performed at a predetermined timing when the exposure light irradiation is stopped. The illuminating device according to claim 1, wherein the liquid in the predetermined space is replaced. 請求項1〜請求項14のいずれか一項記載の照明装置を備えた露光装置。   An exposure apparatus comprising the illumination device according to claim 1. 前記液体の光学的な特性を計測する計測装置を備えた請求項15記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 15, further comprising a measurement device that measures an optical characteristic of the liquid. 前記計測装置は前記所定空間に供給される前の液体を計測する請求項16記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 16, wherein the measurement apparatus measures a liquid before being supplied to the predetermined space. 前記パターンの像を前記基板上に投影する投影光学系を備え、
前記投影光学系の複数の光学素子のうち前記投影光学系の像面に最も近い終端光学素子と前記基板との間の空間も液体で満たされる請求項15〜17のいずれか一項記載の露光装置。
A projection optical system that projects an image of the pattern onto the substrate;
The exposure according to any one of claims 15 to 17, wherein a space between the terminal optical element closest to the image plane of the projection optical system and the substrate among the plurality of optical elements of the projection optical system is also filled with a liquid. apparatus.
請求項15〜請求項18のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
The device manufacturing method using the exposure apparatus as described in any one of Claims 15-18.
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