JP4533416B2 - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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本発明は、 影光学系を有し、 投影光学系の最終面と基板との間隙に満たされた液体と該投影光学系と原版を介して基板を露光する露光装置に関する。 The present invention has a light projecting projection optical system, an exposure apparatus that exposes the substrate through the final surface liquid and the projection optical system filled in a gap between the substrate and the precursor of the projection optical system.

LSIあるいは超LSIなどの極微細パターンで構成される半導体デバイスの製造工程において、マスクに形成されたパターンを感光剤が塗布された基板上に縮小投影して転写する縮小型投影露光装置が使用されている。 In the manufacturing process of a semiconductor device comprising ultrafine pattern such as LSI or ultra LSI, reduction projection exposure apparatus a pattern formed on a mask is photosensitive agent to transfer to the reduction projection onto the substrate coated is used ing. 半導体デバイスにおける集積密度の向上に伴いパターンの更なる微細化が要求され、レジストプロセスの発展と同時に露光装置の微細化への対応がなされてきた。 Further miniaturization of a pattern with the improvement of the integration density in semiconductor devices are required, corresponding to the miniaturization of development simultaneously with the exposure apparatus of the resist process have been made.

露光装置の解像力を向上させる手段としては、露光波長を短くする方法と、投影光学系の開口数(NA)を大きくする方法とが一般的である。 As means for improving the resolution of an exposure apparatus, a method of shortening the exposure wavelength, a method of increasing the numerical aperture (NA) of a projection optical system is generally used.

露光波長については、365nmのi線から248nm付近の発振波長を有するKrFエキシマレーザ光に移行しつつあり、更には193nm付近の発振波長を有するArFエキシマレーザの開発が進んでいる。 For exposure wavelength, is moving to the KrF excimer laser beam having an oscillation wavelength of about 248nm from 365nm i-line, even it has been developed an ArF excimer laser with an oscillation wavelength around 193 nm. 更に、157nm付近の発振波長を有するフッ素(F2)エキシマレーザの開発も行なわれている。 Furthermore, fluorine (F2) having an oscillation wavelength of about 157nm has also been developed for excimer lasers.

一方、これらとは全く別な解像力向上技術として液浸法を用いた投影露光方法が注目されつつある。 On the other hand, the projection exposure method is being focused using an immersion method as another resolution enhancement techniques at all with them. 従来は、投影光学系の最終面と露光対象基板(例えばウエハ)面との間の空間は気体で満たされていたが、液浸法では、この空間を液体で満たして投影露光を実施する。 Conventionally, the space between the final surface and the exposure target substrate (e.g., wafer) plane of the projection optical system has been filled with gas, the liquid immersion method, implementing projection exposure meet the space with liquid. 液浸法の利点は、例えば、投影光学系とウエハとの間の空間に提供される液体を純水とし、ウエハに結像する光線の最大入射角が液浸法と従来法で等しいと仮定した場合、同一波長の光源を用いても、液浸法の解像力が従来法の1.33倍に向上することである。 An advantage of the immersion method, for example, assuming that the maximum incident angle of a ray of liquid provided to the space between the projection optical system and the wafer with pure water to form an image on the wafer is equal immersion method and the conventional method If you, even using a light source of the same wavelength, the resolution of the liquid immersion method is to improve the 1.33 times the conventional method. これは従来法の投影光学系のNAを1.33倍にすることと等価であり、液浸法によれば、従来法では不可能なNA=1以上の解像力を得ることが可能である。 This is equivalent to 1.33 times the NA of the projection optical system of the prior art, according to the immersion method, it is possible to obtain a non NA = 1 or more resolution in the conventional method.

この投影光学系の最終面とウエハ面との間の空間を液体で満たす方法として、大別して二つの方法が提案されている。 A space between the final surface and the wafer surface of the projection optical system as a method of filling with liquid, two methods are roughly has been proposed.

一つの方法は、投影光学系の最終面とウエハ全体を液槽の中に配置する方法であり、この方法を用いた露光装置が特許文献1に開示されている。 One method is a method of placing the final surface and the entire wafer of the projection optical system into the liquid tank, the exposure apparatus using this method is disclosed in Patent Document 1.

もう一つは、投影光学系とウエハ面とで挟まれた空間だけに液体を流すローカルフィル法であり、この方法を用いた露光装置が特許文献2に開示されている。 The other is a local-fill method in which flow of liquid only in a space sandwiched between the projection optical system and the wafer surface, the exposure apparatus using this method is disclosed in Patent Document 2.
特開平06−124873号公報 JP 06-124873 discloses 再公表特許WO99/49504号公報 Re-published patent WO99 / ​​49504 Patent Publication No.

特許文献1に開示された方法では、ウエハを高速で動かすと液体が周囲に飛散するので、それを回収する装備が必要であり、また、液面が波立つことにより発生しうる微少な気泡が結像性能に悪影響を与えるという欠点がある。 The disclosed in Patent Document 1 a method, the liquid move the wafer at a high speed is scattered around, it is necessary equipment to recover it, also, is a minute air bubbles which may occur by the liquid surface rippling there is a disadvantage that adversely affect the imaging performance. また、この方法では装置が複雑かつ大型化すると考えられる。 Further, in this method it is believed apparatus is complicated and large in size.

一方、特許文献2に開示の方法では、ウエハと投影光学系の間隙が狭い場合に、この間隙にノズルを向けて液体を供給しても、ノズルから放出された液体がうまくこの間隙に流れ込まないで気体が残り、このために十分な液浸ができないという不具合があった。 Meanwhile, in the method disclosed in Patent Document 2, when the wafer and the gap of the projection optical system is narrow, even by supplying the liquid toward the nozzle into the gap, it does not flow well into the gap released liquid from a nozzle in the rest is gas, there is a problem that can not be sufficient immersion for this purpose. また、うまく流れ込まない液体は、投影レンズ外周に衝突して外に逃げてしまい、この周囲に逃げた液体を回収するための装備が必要となり、露光装置が大がかりになってしまうという欠点があった。 Also, do not flow well liquid escapes to the outside collides with the projection lens periphery, requires equipment for recovering the liquid escaping to the surroundings, there is a disadvantage that the exposure device becomes large-scale . また、仮に狭い間隙に液体を流し込むことができるとしても、この間隙の内部における流動抵抗が外に比べて大きいためにノズルから放出される液体の流速が、間隙を流れる流速に比べて非常に早い。 Also, even it can be poured the liquid if a narrow gap, the flow velocity of the liquid flow resistance in the interior of the gap is discharged from the nozzles larger than the outside is very fast compared to the flow rate through the gap . したがって、ノズル先端部や、液が投影レンズ外周に衝突する箇所で、液体の流速が極端に変化し、流れが大きく乱れ、気泡が発生しうる。 Accordingly, and nozzle tip, at the point where liquid impinges on the projection lens outer periphery, the flow rate of the liquid is extremely changed, the flow is disturbed greatly, bubbles may occur. この気泡が投影レンズとウエハとの間に入り込んで、光の透過を妨げ、露光装置としての結像性能に悪影響を与えうる。 Enters the air bubbles between the projection lens and the wafer, prevent the transmission of light, it can adversely affect the imaging performance of the exposure apparatus.

更に、特許文献2に開示された方法では、少なくともウエハを交換する度に、ウエハ上に供給された液体を回収する必要があり、この液体の回収のために装置の生産性を犠牲にせざるを得なかった。 Further, in the method disclosed in Patent Document 2, each time to replace at least a wafer, it is necessary to recover the liquid supplied onto the wafer, forced to sacrifice the productivity of the apparatus for recovery of the liquid obtained did not. しかも、ウエハ上の液体を回収することは、投影レンズ下面に満たされていた液体を回収することである。 Moreover, recovering the liquid on the wafer is to recover the liquid that has been filled to the lower surface projection lens. したがって、投影レンズ下面は、少なくともウエハを交換する度に、一部は液滴で濡れ、他の一部は薄い液体の膜で覆われ、更に他の一部は直接外気に触れた状態となりうる。 Therefore, the projection lens bottom surface, each time to replace at least a wafer, a portion is wetted with the liquid droplets, the other part is covered with a thin film of liquid can be a further condition the other part that touch the outside air . そして、供給された液体に比べると、投影レンズやウエハを取り囲む環境中にはより多くの不純物が存在しており、投影レンズ下面の表面に付着している液体が、外気に含まれている不純物を取り込んでしまう。 When compared to the feed liquid, there are many more impurities in the environment surrounding the projection lens and the wafer, the liquid adhering to the projection lens underside surface, are contained in the outside air impurities It will incorporate the. 一方、投影レンズ下面に付着した液体自身は外気に向かって蒸発するため、元々液体中に含まれていた不純物や外気中から取り込んだ不純物が徐々に液中で濃縮される。 On the other hand, the liquid itself adhering to the lower surface projection lens to evaporate towards the outside air, taken from the original impurities and open air contained in the liquid impurities are concentrated gradually submerged. その結果として、投影レンズ表面に不純物が吸着して曇りを生じさせたり、完全に液体が蒸発・乾燥して残渣として不純物が投影レンズ表面に残って曇りを生じさせたりする可能性があった。 As a result, or cause fogging impurities adsorbed on the projection lens surface, impurities were likely to or cause fogging remaining in the projection lens surface completely as liquid is evaporated, the dry residue.

本発明は、投影光学系の最終面と基板との間隙の液浸有用な技術を提供することを例示的目的とする。 The present invention is an exemplary object to provide a technique useful for immersion of the gap between the final surface and the substrate of the projection optical system.

本発明は、 影光学系を有し、該投影光学系の最終面と基板との間隙に満たされた液体と該投影光学系と原版とを介して該基板を露光する露光装置であって、 前記基板を保持し移動するステージと、 前記投影光学系の最終面の周囲に配置され、前記ステージに保持された前記基板の表面に対向する第1の面と、前記ステージに保持された前記基板の表面に対向し且つ前記第1の面より外側に配置されて前記第1の面の前記表面からの距離とは異なる前記表面からの距離を有する第2の面と、前記間隙に液体を供給する供給口と、前記第2の面に且つ前記供給口の外側に配置されて前記間隙から液体を回収する回収口とを含む部材と、を有することを特徴とする。 The present invention has a light projecting projection optical system, an exposure apparatus that exposes a substrate through a final surface and gaps filled liquid and the projection optical system and the precursor of the substrate of the projection optical system a stage that moves while holding the substrate, is positioned around the final surface of the projection optical system, a first surface facing the surface of the substrate held by the stage, held by the stage a second surface having a distance from said different surface and is positioned outside the opposite and the first surface on the surface of the substrate a distance from said surface of said first surface, the liquid in said gap a supply port for supplying, characterized by having a a member comprising a recovery port for recovering the liquid from the second being and arranged on the outside of the supply port on the surface and the gap.

本発明によれば、投影光学系の最終面と基板との間隙の液浸有用な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique useful for immersion of the gap between the final surface and the substrate of the projection optical system.

本発明の露光装置は、例えば、露光光として紫外光を用い、投影光学系と基板(例えば、ウエハ)間を液体で満たす液浸法が適用されるあらゆる露光方法及び露光装置に有用である。 The exposure apparatus of the present invention, for example, ultraviolet light is used as exposure light, a projection optical system and the substrate (e.g., wafer) during a utility for any exposure method and apparatus the liquid immersion method is applied to filled with the liquid. そのような露光装置には、例えば、基板を静止させた状態で該基板に原版のパターンを投影転写する露光装置や、基板と原版とを同期スキャンしながら該基板に該原版のパターンをスリット光によりスキャン露光する露光装置が含まれうる。 Such an exposure apparatus, for example, an exposure apparatus which projects and transfers a pattern of an original to the substrate in a stationary state of the substrate and the slit light patterns raw plate to the substrate while synchronously scanning the substrate and precursor It may include an exposure apparatus for scanning exposure by.

以下、本発明の好適な実施形態を例示的に説明する。 Hereinafter, exemplarily illustrating a preferred embodiment of the present invention. 図1は、本発明の好適な実施形態の構成を概略的に示す図である。 Figure 1 is a diagram schematically showing the configuration of a preferred embodiment of the present invention. 図1において、ArFエキシマレーザやF2レーザなどの露光光源(不図示)から射出された光が照明光学系2に提供される。 In Figure 1, light emitted from an exposure light source (not shown), such as ArF excimer laser or F2 laser is provided to the illumination optical system 2. 照明光学系2は、露光光源から提供された光を用いて、レチクル(原版)1の一部をスリット光(スリットを通過したような断面形状を有する光)により照明する。 The illumination optical system 2, using the light provided from the exposure light source, to illuminate the reticle (original) 1 part a slit light (light having a cross-sectional shape as passed through the slit). スリット光によってレチクル1を照明している間、レチクル1を保持しているレチクルステージ(原版ステージ)3とウエハ(基板)9を保持しているウエハステージ(基板ステージ)10は、一方が他方に同期しながらスキャン移動する。 While illuminating the reticle 1 by the slit light, a reticle stage holding the reticle 1 (original stage) 3 and the wafer wafer stage holding the (substrate) 9 (substrate stage) 10, in one of the other synchronization while scanning movement. このような同期スキャンを通して、結果としてレチクル1上のパターン全体が投影光学系4を介してウエハ9上に連続的に結像し、ウエハ9表面に塗布されたレジストを感光させる。 Through such synchronous scan, the result continuously imaged on the wafer 9 entire pattern on the reticle 1 through the projection optical system 4 as a and expose the resist applied to the wafer 9 surface.

レチクルステージ3やウエハステージ10の二次元的な位置は、参照ミラー11とレーザー干渉計12によってリアルタイムに計測される。 Two-dimensional position of the reticle stage 3 and the wafer stage 10 is measured in real time by the reference mirror 11 and the laser interferometer 12. この計測値に基づいて、ステージ制御装置13は、レチクル1(レチクルステージ3)やウエハ9(ウエハステージ10)の位置決めや同期制御を行う。 Based on this measured value, the stage control unit 13 performs positioning and synchronization control of the reticle 1 (reticle stage 3) and the wafer 9 (wafer stage 10). ウエハステージ10には、ウエハ9の上下方向(鉛直方向)の位置や回転方向、傾きを調整、変更或いは制御する駆動装置が内蔵される。 The wafer stage 10, the vertical position and rotation direction of the (vertical direction) of the wafer 9, adjust the inclination, the driving device is incorporated to modify or control. 露光時は、この駆動装置により投影光学系4の焦点面にウエハ9上の露光領域が常に高精度に合致するようにウエハステージ10が制御される。 Exposure time is the wafer stage 10 so that the exposure area on the wafer 9 in the focal plane of the projection optical system 4 by the drive unit matches always high precision is controlled. ここで、ウエハ9上の面の位置(上下方向位置と傾き)は、不図示の光フォーカスセンサによって計測され、ステージ制御装置13に提供される。 Here, the position of the surface of the wafer 9 (vertical position and inclination) is measured by an optical focus sensor (not shown), it is provided to the stage control unit 13.

露光装置本体は、不図示の環境チャンバの中に設置されており、露光装置本体を取り巻く環境が所定の温度に保たれる。 The exposure apparatus main body is placed in the environmental chamber (not shown), the environment surrounding the exposure apparatus main body is maintained at a predetermined temperature. レチクルステージ3、ウエハステージ10、干渉計12を取り巻く空間や、投影レンズ4を取り巻く空間には、更に個別に温度制御された空調空気が吹き込まれて、環境温度が更に高精度に維持される。 The reticle stage 3, and the space surrounding the wafer stage 10, the interferometer 12, the space surrounding the projection lens 4, is blown further conditioned air are individually temperature controlled, the environmental temperature is kept further highly accurately.

投影光学系4とウエハ9との間の空間又は間隙を液体で満たす液浸法は、ウエハ9の上方かつ投影光学系4の近傍に配置された供給部液体供給ノズル5と、投影光学系4を挟んで液体供給ノズル5の反対側に配置された液体回収ノズル6によって実現される。 Immersion method filled with the liquid space or gap between the projection optical system 4 and the wafer 9, the upper and supply unit liquid supply nozzle 5 disposed in the vicinity of the projection optical system 4 of the wafer 9, the projection optical system 4 across it is realized by the liquid recovery nozzle 6 disposed on the opposite side of the liquid supply nozzle 5.

以下、この実施形態において実施される液浸法について詳細に説明する。 Hereinafter, the liquid immersion method is performed in this embodiment will be described in detail. 露光中にウエハ9をスキャンする方向の上流側であって投影光学系4の近傍に液体供給部としての液体供給ノズル5が配置されている。 The liquid supply nozzle 5 as a liquid supply portion is disposed in the vicinity of the projection optical system 4 a upstream side in the direction to scan the wafer 9 during exposure. ここで、スキャン方向の上流側とは、例えば、ウエハを右から左に向かって左方向(第2方向)に移動させる場合について説明すると、その反対方向(第1方向)である右側である。 Here, the upstream side of the scanning direction, for example, when description will be given of a case of moving the wafer from right to left direction (second direction) to the left, a right which is the opposite direction (first direction). すなわち、スキャン方向(第2方向)を矢印で示した場合に、矢印の始点側の方向(第1方向)が上流側である。 That is, when showing the scanning direction (second direction) by the arrow, the direction of the starting point side of the arrow (first direction) is the upstream side. 投影光学系4を挟んで液体供給ノズル5の反対側(すなわち、スキャン方向の下流側)には、液体回収ノズル6が配置されている。 Opposite side of the liquid supply nozzle 5 across the projection optical system 4 (i.e., the scanning direction of the downstream side), the liquid recovery nozzle 6 is arranged.

液体供給ノズル5は、供給管16を介して液体供給装置7と接続されており、同様に液体回収ノズル6は、回収管17を介して液体回収装置8と接続されている。 Liquid supply nozzle 5 is connected to a liquid supply device 7 via the supply pipe 16, likewise the liquid recovery nozzle 6 is connected to the liquid recovery device 8 via the recovery pipe 17. 液体供給装置7は、例えば、液体を貯めるタンク、液体を送り出す圧送装置、液体の供給流量の制御を行う流量制御装置を含みうる。 Liquid supply device 7 may comprise, for example, a tank to accumulate a liquid pumping device for feeding the liquid, a flow control device for controlling the supply flow rate of the liquid. 液体供給装置7には、更に、液体の供給温度を制御するための温度制御装置を含むことが好ましい。 The liquid supply device 7 further preferably comprises a temperature control device for controlling the supply temperature of the liquid. 液体回収装置8は、例えば、回収した液体を一時的に貯めるタンク、液体を吸い取る吸引装置、液体の回収流量を制御するための流量制御装置を含みうる。 Liquid recovery device 8, for example, a tank to accumulate the recovered liquid temporarily, suction device sucks the liquid can include a flow control device for controlling the recovery rate of the liquid. 液浸制御装置18は、更に、ウエハステージ10の現在位置、速度、加速度、目標位置、移動方向といった情報をステージ制御装置13から受けて、これらの情報に基づいて、液浸の開始や中止、流量等の制御指令を液体供給装置7や液体回収装置8に与える。 Immersion controller 18 further, the current position of the wafer stage 10, velocity, acceleration, receives target position information such as the moving direction from the stage controller 13, based on the information, the immersion of the start and stop, providing a control command for flow rate, etc. to the liquid supply unit 7 and liquid recovery device 8.

液浸用の液体は、露光光の吸収が少ないものから選ばれ、更に石英や蛍石などの屈折系光学素子とほぼ同程度の屈折率を有することが望まれる。 An immersion liquid is selected from those absorption of exposure light is small, it is desirable to further have a refractive index of approximately the same as the refractive system optical elements such as quartz and fluorite. 具体的には、液浸用の液体としては、純水、機能水、フッ化液(例えば、フルオロカーボン)などが候補として掲げられる。 Specifically, as the immersion liquid, pure water, functional water, fluoride solution (e.g., fluorocarbons) and the like are listed as candidates. 液浸用の液体は、予め脱気装置を用いて溶存ガスが十分に取り除かれたものが好ましい。 The immersion liquid is preferably those dissolved gases using pre-degassing device is sufficiently removed. これは、気泡の発生を抑制し、また、気泡が発生しても即座に液体中に吸収できるからである。 This suppresses the occurrence of bubbles, also because in real even bubbles are generated can be absorbed in the liquid. 例えば、環境気体中に多く含まれる窒素、酸素を対象とし、液体に溶存可能なガス量の80%以上を除去すれば、十分に気泡の発生を抑制することができる。 For example, nitrogen contained much in the environmental gas, oxygen targeted, by removing more than 80% of the dissolvable gas volume in the liquid, it is possible to suppress the generation of sufficient bubble. もちろん、不図示の脱気装置を露光装置に備えて、常に液体中の溶存ガスを取り除きながら液体供給装置7に液体を供給してもよい。 Of course, it provided with a degassing device (not shown) in the exposure apparatus, always liquid in the liquid supply device 7 while removing the dissolved gas in the liquid may be supplied. 脱気装置としては、例えば、ガス透過性の膜を隔てて一方に液体を流し、もう一方を真空にして液体中の溶存ガスをその膜を介して真空中に追い出す、真空脱気装置が好適である。 The deaerator, for example, one to flowing liquid at a gas-permeable membrane, expelled into a vacuum the dissolved gas in the liquid through the membrane and the other end to a vacuum, preferably the vacuum deaerator it is.

次に、図2を参照しながら、投影光学系4とウエハ9の間に液を満たす工程を説明する。 Next, referring to FIG. 2, a process that meets the liquid between the projection optical system 4 and the wafer 9.

まず、ウエハ9が静止した状態又は移動している状態で、液体供給ノズル5よりウエハ9上に、例えばほぼ一定流量で液体fを供給し、液体供給ノズル5の下面とウエハ9の上面に液体を密着させることで、十分な液膜を形成する(図2(a))。 First, the liquid in a state in which the wafer 9 is a state or moved still, on the wafer 9 from the liquid supply nozzle 5, for example by supplying the liquid f a substantially constant flow rate, the lower surface and the upper surface of the wafer 9 of the liquid supply nozzle 5 by adhering the, to form a sufficient liquid film (FIG. 2 (a)).

次に、供給ノズル5より液体を供給し続けたまま、ウエハ9の移動を開始し又は更に移動させ、(図2(a))で形成した液膜を途切れさせることなく、ウエハ9の移動を利用して投影光学系4下面まで液膜を導く(図2(b)、図2(c))。 Then, while continuing to supply the liquid from the supply nozzle 5, and starts to move the wafer 9 or moved further, (FIG. 2 (a)) without interrupting the formed liquid film, the movement of the wafer 9 use to guide the liquid film to the projection optical system 4 the lower surface (FIG. 2 (b), the FIG. 2 (c)).

ウエハ9が更に移動して露光開始位置に至るとスリット光によるスキャン露光が開始される(図2(d))。 When the wafer 9 moves further reaches the exposure start position scanning exposure by the slit light is started (Figure 2 (d)). スリット露光中においても、図2(c)と同様に、供給ノズル5より液体を供給し続け、更に、投影光学系4に対してスキャン方向Sの下流側(図2では、左側)より流出する液体を回収ノズル6で回収する。 Even during slit exposure, similarly to FIG. 2 (c), the continuously supplied liquid from the supply nozzle 5, further comprising (in FIG. 2, left) downstream in the scanning direction S with respect to the projection optical system 4 and flows out from the recovering the liquid recovery nozzle 6. それによって、ウエハ9と投影光学系4の間が安定して液で満たされる(図2(d))。 Thereby, between the wafer 9 and the projection optical system 4 is filled with stable liquid (Figure 2 (d)).

ウエハ9が更に移動して露光終了位置に至るとスリット光による露光が終了する(e)。 When the wafer 9 moves further reaches the exposure end position exposure by the slit light ends (e). スリット光による露光が終了すると、液体供給ノズル5からの液体の供給を停止し(図2(e))、ウエハ9をスキャン方向Sに移動させながら、ウエハ9上に残った液体を液体回収ノズル6によって回収する(図2(f)、図2(g))。 When the exposure by the slit light is completed, stops the supply of the liquid from the liquid supply nozzle 5 (FIG. 2 (e)), while the wafer 9 is moved in the scanning direction S, the remaining liquid on the wafer 9 liquid recovery nozzle by 6 recovered (FIG. 2 (f), the FIG. 2 (g)).

以上のように、ウエハ9の移動に伴って液膜が広がるように、ウエハ9を移動させながらウエハ9の表面上に連続的に液体を供給する方法によれば、投影光学系4の最終面とウエハ9との間隙を連続的な液膜(途切れない液膜)で満たすことができる。 As described above, as the liquid film in accordance with the movement of the wafer 9 is spread, according continuously liquid on the surface of the wafer 9 while moving the wafer 9 to the method of supplying the final surface of the projection optical system 4 it can be to meet the gap between the wafer 9 in a continuous liquid film (unbroken liquid film). そして、このような方法によれば、投影光学系4とウエハ9との間隙にノズルを向けて該間隙に液体を供給する特許文献2に記載された方法に比べて、投影光学系とウエハとの間隙が小さい場合においてもその間隙に確実に液膜を形成することができる。 According to such a method, as compared with the method described liquid in Patent Document 2 supplies to said gap toward the nozzle gap between the projection optical system 4 wafer 9, a projection optical system and the wafer in the case the gap is less can be reliably formed a liquid film in the gap. しかも、このような方法によれば、その液膜中の存在しうる気泡を低減することができる。 Moreover, according to such a method, it is possible to reduce the presence and may bubbles in the liquid film. また、このような方法によれば、液膜はウエハに対する相対速度が遅いので、液体回収ノズル6を通して確実に回収されうる。 Further, according to such a method, the liquid film is the relative speed with respect to the wafer is low, can be reliably recovered through the liquid recovery nozzle 6. したがって、外部への液体の飛散が効果的に防止されうる。 Accordingly, splashing to the outside can be effectively prevented.

上記のような液体の供給・回収のシーケンスは、露光ショット領域毎(レチクル像の1回の転写毎)に実施されてもよいし、ウエハ上の全部又は一部の露光ショット領域を1つの単位として実施されてもよい。 Sequence of supply and recovery of the liquid as described above, the exposure shot areas each may be implemented in (every single transfer of a reticle image), all on the wafer or part of the exposure shot areas one unit it may be implemented as. 後者の場合、露光ショット領域間でのウエハのステップ移動時においても液体の供給及び回収を実施してもよいし、ステップ移動時においては液体の供給及び回収を停止してもよい。 In the latter case, it may be carried out supply and recovery of the liquid even when the step movement of the wafer between the exposure shot areas, may be stopped the supply and the recovery of the liquid at the time of step movement.

上記のような液浸は、ウエハを静止させた状態で露光を実施する露光装置(いわゆるステッパー等)にも適用することができる。 Immersion as described above, can also be applied to an exposure apparatus (so-called stepper or the like) to carry out exposure in a state in which the wafer is stationary. この場合は、例えば、露光ショット領域間でウエハをステップ移動させる際に、次に露光すべき露光ショット領域と投影光学系4の下面との間に液膜を広げるように液体の供給及び回収を制御すればよい。 In this case, for example, when the wafer is moved step between exposure shot areas, then the supply and recovery of the liquid so as to spread the liquid film between the exposure shot area to be exposed and the lower surface of the projection optical system 4 it may be controlled.

次に、図3〜図7を参照しながら液体供給ノズル5と液体回収ノズル6の具体的な構成及び配置の好適な例を説明する。 Next, a preferred example of a specific configuration and arrangement of the liquid supply nozzle 5 and liquid recovery nozzle 6 with reference to FIGS. 3 to 7.

図3は、図1の露光装置をウエハ9より上方で切断し、見下ろした平面図である。 3, the exposure apparatus of Figure 1 was cut with above the wafer 9 is a plan view looking down. 投影光学系4の最終面4sを挟んで、ウエハ9の移動方向S(投影光学系4から見て+X方向)の上流側(投影光学系4から見て−X方向)に液体供給ノズル5が、下流側(投影光学系4から見て+X方向)に液体回収ノズル6が配置されている。 Across the last surface 4s of the projection optical system 4, the moving direction S liquid supply nozzle 5 on the upstream side (-X direction as viewed from the projection optical system 4) (viewed in the + X direction from the projection optical system 4) of the wafer 9 , the liquid recovery nozzle 6 is disposed on the downstream side (as viewed from the projection optical system 4 + X direction). ウエハの移動方向は、露光装置がスキャナー(走査露光装置)である場合には、露光時のウエハのスキャン方向と同じにすることが安定して液膜を形成する上で望ましい。 Moving direction of the wafer, when the exposure apparatus is a scanner (scanning exposure apparatus) is desirable for it to be the same as the scanning direction of the wafer during exposure to form a stable liquid film.

液体供給ノズル5は、その下面(下端)が投影光学系4の最終面(下面)4sとほぼ同じ高さかそれよりも若干高くなるように配置されることが好ましい。 Liquid supply nozzle 5, that the lower surface (lower end) is arranged to be slightly higher than or approximately the same height as the projection final surface of the optical system 4 (the lower surface) 4s is preferred. これによって、空気層を排除しながら液体が投影レンズ4の最終面に十分密着しながらウエハとともに移動することができ、液膜への気泡の混入を防ぐことができる。 Thus, while eliminating the air layer can be liquid moves with the wafer while sufficiently close contact with the final surface of the projection lens 4, it is possible to prevent the mixing of air bubbles into the liquid film.

液体回収ノズル6は、その下面(下端)が投影光学系4の最終面(下面)4sとほぼ同じ高さかそれよりも若干低くなるように配置されることが好ましい。 Liquid recovery nozzle 6, that the lower surface (lower end) is arranged to be slightly lower than or substantially the same height as the projection final surface of the optical system 4 (the lower surface) 4s is preferred. 、これにより液体の取りこぼし(完全に回収できないこと)を防止しながら、ウエハ上の液体を効率よく回収することができる。 , Thereby while preventing liquid missed (the inability completely recover) the liquid on the wafer can be efficiently recovered.

液体供給ノズル5の液体を吐出する出口の総長L1は、少なくとも露光光束が通る領域の長さLeと同じかそれより長いことが好ましく、投影光学系4の最終面4sの幅と同じかそれより長いことが更に好ましい。 General L1 outlet for ejecting liquid in the liquid supply nozzle 5 is preferably equal to or longer than the length Le of the region through which at least the exposure light beam, the same as or than the width of the last surface 4s of the projection optical system 4 longer is more preferable. 液体回収ノズル6の長さL2は、液体供給ノズル5の液体吐出口の長さL1と同じかそれよりも長いことが好ましく、投影光学系最終面4sの幅と同じかそれより長いことが更に好ましい。 The length L2 of the liquid recovery nozzle 6 is preferably equal to or longer than the length L1 of the liquid discharge port of the liquid supply nozzle 5, further be equal to or longer than the width of the projection optical system last surface 4s preferable.

供給ノズル5からウエハ9と投影光学系4の下面との間の空間(液浸空間)に供給する液体の流量Vは、式(1)に従って決定することが望ましい。 Flow rate V of the fluid supplied to the space (liquid immersion space) between the supply nozzle 5 and the wafer 9 and the lower surface of the projection optical system 4 is desirably determined in accordance with equation (1).

V≧L1・d・υ ・・・・式(1) V ≧ L1 · d · υ ···· formula (1)
ここで、dは、ウエハと投影光学系最終面(下面)との間の液を満たす部分の間隔である。 Here, d is the spacing of the portion that satisfies the liquid between the wafer and the projection optical system final surface (lower surface). υは、液浸時のウエハの移動速度であり、スキャン露光時においてはウエハのスキャン速度が適用される。 υ is the speed of movement of the wafer during immersion, the scanning speed of the wafer is applied at the time of scanning exposure.

さらに、液体供給ノズル5から液浸空間に供給する液体の流量Vは、供給ノズル5の液体吐出口での液体の平均流速をμとすると、式(2)で示される。 Further, the flow rate V of the liquid supplied from the liquid supply nozzle 5 to the immersion space, when the average flow velocity of the liquid in the liquid discharge port of the supply nozzle 5 and mu, represented by formula (2).

V=L1・w・μ ・・・・式(2) V = L1 · w · μ ···· formula (2)
ここで、wは、液体吐出口の幅である。 Here, w is a width of the liquid discharge port. 式(1)と式(2)より式(3)が導かれる。 Equation (3) is derived from Equation (2) Equation (1).

μ≧d・υ/w ・・・・式(3) μ ≧ d · υ / w ···· formula (3)
即ち、供給ノズル5の液体吐出口における液体の平均流速が、投影光学系最終面4sとウエハ9との間隙の間隔dとウエハステージ10の移動速度υとの積を吐出口の幅wで除した値と等しいかそれより大きくなるように、供給する液体の流量を決定すればよい。 That is, the average flow velocity of the liquid in the liquid discharge port of the supply nozzle 5, dividing the product of the moving speed υ gap distance d and the wafer stage 10 of the projection optical system last surface 4s and the wafer 9 in the width w of the discharge port as greater than or equal to the value may be determined the flow rate of the liquid to be supplied. 供給ノズル5の液体吐出口における液体の平均流速は、吐出口単位面積あたりの供給流量である。 The average flow rate of the liquid in the liquid discharge port of the supply nozzle 5 is a supply flow rate per discharge port unit area. ここで、wを厳密に定義すると、対応する液体供給ノズル5におけるウエハ9の移動方向に沿った液体吐出口の幅の最小値となる。 Here, strictly define w, the minimum value of the width of the liquid discharge ports along the moving direction of the wafer 9 in the liquid supply nozzle 5 corresponding.

ウエハの端部から露光を開始することを可能にするためには、ウエハの端部が露光領域(露光光が照射される領域)に到達する前に投影光学系4の最終面(下面)4sの下に液膜を十分成長させる必要がある。 To the edge of the wafer allows to start the exposure, the final surface of the projection optical system 4 before the end of the wafer reaches the exposure area (area where the exposure light is irradiated) (lower surface) 4s it is necessary to sufficiently grow the liquid film under. そこで、図3に示す構成例では、ウエハ9の外側に、ウエハ9とほぼ同じ高さの同面板(平面板)19を設けることにより、ウエハ9の外側の領域においても液膜を形成することを可能にしている。 Therefore, in the configuration example shown in FIG. 3, on the outside of the wafer 9, the coplanar plate of substantially the same height as the wafer 9 by providing a (flat plate) 19, also forming a liquid film in the region outside the wafer 9 It is to allow.

図4は、液体供給ノズル5及び液体回収ノズル6の構成及び配置に関する第2の構成例を示す図である。 Figure 4 is a diagram showing a second configuration example of construction and the arrangement of the liquid supply nozzle 5 and liquid recovery nozzle 6. 図4に示す第2の構成例は、液体供給ノズル5と液体回収ノズル6の口が連続部材20a、20bの面(ウエハステージ又はウエハに対向する対向面)内に設けられている点で図3に示す第1の構成例と異なる。 A second configuration example shown in FIG. 4, FIG in that the mouth of the liquid supply nozzle 5 and liquid recovery nozzle 6 is provided in the continuous member 20a, 20b of the surface (opposing surface facing the wafer stage or the wafer) the first configuration example shown in 3 different.

連続部材20a及び20bの底面(対向面)は、投影光学系最終面4sとほぼ同じ高さである。 The bottom surface of the continuous member 20a and 20b (facing surface) is almost the same height as the projection optical system last surface 4s. また、投影光学系最終面4sの外周端は、投影光学系4の鏡筒の外周部と密接するように配置されている。 The outer peripheral edge of the projection optical system last surface 4s is arranged so as to close contact with the outer peripheral portion of the barrel of the projection optical system 4. このような構成によれば、ウエハ9と液体供給ノズル5の底面との間隔、ウエハ9と液体回収ノズル6の底面との間隔、及びウエハ9と投影光学系最終面4sとの間隔をほぼ同一にする。 According to such a configuration, the distance between the bottom surface of the wafer 9 and the liquid supply nozzle 5, the distance between the bottom surface of the wafer 9 and the liquid recovery nozzle 6, and the distance between the wafer 9 and the projection optical system last surface 4s almost identical to. 更に、液体供給ノズル5の底面、投影光学系最終面4s、液体回収ノズル6の底面が連続した面として構成される。 Further, the bottom surface of the liquid supply nozzle 5, the projection optical system last surface 4s, configured as a surface which bottom continuous liquid recovery nozzle 6.

投影光学系最終面4sから連続した面内に各ノズル5、6を配置した構成は、次のような利点を有する。 Configuration of arranging the respective nozzles 5,6 in the continuous surface from the projection optical system last surface 4s has the following advantages. 液体供給ノズル5から供給された液体は、液体供給ノズル5が開口した連続部材20aの底面とウエハ9とに密着して液膜を形成する。 Liquid supplied from the liquid supply nozzle 5, the liquid supply nozzle 5 to form a liquid film in close contact with the bottom and the wafer 9 of continuous member 20a having an opening. この液膜は、ウエハ9とともに、連続部材20aの底面に対して連続して繋がった投影光学系最終面4sに向かって進む。 The liquid film, together with the wafer 9, the flow proceeds toward led continuously to the bottom surface of the continuous member 20a projecting optical system last surface 4s. したがって、この液膜は、投影光学系4の最終面4s、更には連続部材20bの底面にスムーズに進入することができる。 Therefore, the liquid film, the final surface 4s of the projection optical system 4, and further can enter smoothly into the bottom of the continuous member 20b. このように、投影光学系最終面4sとそれに連続した連続部材20a、20bは、それらとウエハ9との間隙のほぼ全面を液体で満たすことを可能にする。 Thus, the projection optical system last surface 4s and continuous member 20a continuous thereto, 20b are substantially the entire gap between them and the wafer 9 makes it possible to fill with liquid.

また、液膜は常にその上面及び下面が平面と密着しながらウエハ9とともに移動するので、液膜を取り巻く環境(気体)との接触は実質的に液膜の側面のみとなる。 Further, the liquid film always because the upper and lower surfaces are moved together with the wafer 9 with close contact with the flat surface, the contact with the environment (air) surrounding the liquid film is only the side surface of the substantially liquid film. したがって、液膜と気体との接触面積が小さく、更に液膜は、ほぼ一定の間隙を流れるために速度変化が少なく流れに乱れが起こりにくく、液膜中に気泡が発生しにくい。 Thus, small contact area between the liquid film and gas, further liquid film is substantially less likely to occur disturbance in the speed change is small flow to flow through a fixed gap, bubbles are less likely to occur during the liquid film. また、このことは液体中への気体の溶解を低減するため、温度や局所的な圧力変化に起因して液膜中に微少気泡が発生することを抑制することができる。 This also to reduce the dissolution of the gas into the liquid, it is possible to suppress the fine bubbles are generated in the liquid film due to the temperature and local pressure changes.

連続部材20a、20bは、その底面(下面)が投影光学系4の最終面(下面)4sと連続している限り、薄板形状であってもよいし、ブロック形状であってもよいし、その他の形状を有してもよい。 Continuous member 20a, 20b is as long as the bottom surface (lower surface) is continuous with the projecting end surface of the optical system 4 (the lower surface) 4s may be a thin plate shape may be a block shape, other shape may have of. また、連続部材20a、20bは、ノズル5、6の底面及び/又は投影光学系4の鏡筒の底面と一体化した部分として構成されてもよい。 Further, continuous member 20a, 20b may be configured as a bottom surface and / or bottom and integral part of the barrel of the projection optical system 4 of the nozzle 5 and 6.

図5は、液体供給ノズル5と液体回収ノズル6の構成及び配置に関する第3の構成例を示す図である。 Figure 5 is a diagram showing a third configuration example of construction and the arrangement of the liquid supply nozzle 5 and liquid recovery nozzle 6. 図5に示す第3の構成例は、液体供給ノズル5(5a、5b)と液体回収ノズル6(6a、6b)の双方を投影光学系最終面4sを挟んで両側に配置した点で、図4に示す第2の構成例と異なる。 The third configuration example of FIG. 5, in that arranged liquid supply nozzle 5 (5a, 5b) and the liquid recovery nozzle 6 (6a, 6b) both on both sides of the projection optical system last surface 4s, FIG a second configuration example shown in 4 different.

液体供給ノズル5a、5bは、相対的に投影光学系4の最終面4sに近い位置に投影光学系4を挟むように配置され、液体回収ノズル6a、6bは、相対的に投影光学系4の最終面4sから遠い位置、すなわち液体供給ノズル5a、5bの外側に配置されうる。 Liquid supply nozzle 5a, 5b are arranged so as to sandwich the projection optical system 4 at a position close to the final surface 4s of the relatively projection optical system 4, the liquid recovery nozzle 6a, 6b is relatively projection optical system 4 a position further from the last surface 4s, i.e. the liquid supply nozzle 5a, may be located outside of 5b.

図5に示す矢印の+X方向にウエハ9が移動している際は、液体供給ノズル5aからウエハ9と最終面4sとの間隙に液体を供給し、液体供給ノズル5bからの供給は停止する。 When the wafer 9 is moved to the arrow + X direction shown in FIG. 5, the liquid is supplied from the liquid supply nozzle 5a to the gap between the wafer 9 and the final surface 4s, supplied from the liquid supply nozzle 5b is stopped. このとき、液体回収ノズル6bにより殆どの液体は回収されうる。 At this time, most of the liquid by the liquid recovery nozzle 6b may be recovered. しかしながら、液体供給ノズル5aから供給される液体の流量によっては反対方向にも液体が流れる可能性がある。 However, there is a possibility that the liquid flow in the opposite direction by the flow of the liquid supplied from the liquid supply nozzle 5a. そこで、液体回収ノズル6bの他、液体回収ノズル6aも動作させ、逆方向に流れる液も回収することにより、液体の飛散やこぼれを防止することができる。 Therefore, other liquid recovery nozzle 6b, the liquid recovery nozzle 6a is also operated by the liquid flowing in the reverse direction to recover, it is possible to prevent scattering or spillage of liquids. このような効果を考慮すると、液体回収ノズルは、投影光学系最終面4sの周囲を取り囲むように全周に配置されることが好ましく、液体供給ノズルから液体が供給される際には常に液体回収ノズルを作動させることが好ましい。 Considering such effect, the liquid recovery nozzle is always liquid recovery when are preferably arranged on the entire circumference, the liquid from the liquid supply nozzle is provided to surround the projection optical system last surface 4s it is preferred to operate the nozzle.

一方、図5に示す矢印の−X方向にウエハ9が移動している際は、上記とは逆に、液体供給ノズル5bより液体を供給し、5aからの液体の供給は停止する。 Meanwhile, when the wafer 9 is moved in the -X direction of the arrow shown in FIG. 5, contrary to the above, the liquid supply from the liquid supply nozzle 5b, the supply of liquid from 5a is stopped. これにより、ウエハの移動方向の正逆に関わらず、常にウエハ9と投影レンズ最終面4sとの間隙を液体で満たすことができる。 Thus, regardless of the forward and reverse movement direction of the wafer is always a gap wafer 9 and the projection lens last surface 4s can be filled with liquid. また、双方のノズル5a、5bからの液体の供給を切り替えることで、ウエハの移動方向を反転させる際にも、液膜を途切れさせずに(液膜を分離させずに)、ウエハ9と投影レンズ最終面4sとの間隙を液体で満たすことができる。 Further, both nozzles 5a, by switching the supply of the liquid from 5b, when reversing the direction of movement of the wafer is also (without separation of the liquid film) without let interrupting the liquid film, and the wafer 9 projection the gap between the last lens surface 4s can be filled with liquid.

投影レンズ最終面4sの形状は円形である必要はない。 The shape of the projection lens last surface 4s need not be circular. 例えば、ノズルに面する部分を直線とし、例えば図5のような俵形にすることにより、液体供給ノズル5a、5bと液体回収ノズル6a、6bをより露光光束の光路に近づけることができる。 For example, a straight line a portion facing the nozzle, by the bale-shaped as shown in FIG. 5, for example, the liquid supply nozzle 5a, 5b and the liquid recovery nozzle 6a, can be made close to 6b more optical path of the exposure light beam. これにより、液体を満たすために必要な時間やウエハの移動距置を少なくすることができる。 Thus, it is possible to reduce the movement 距置 time and wafer required to satisfy the liquid. 特にスキャナーの場合は、露光光束がウエハ面上でスリット形状であり、それに近接する投影レンズ最終面4sにおいてもスキャン方向に短くスキャン方向に直交する方向に長い断面形状の光束が使われる。 Especially in the case of the scanner, the exposure light beam is slit on the wafer surface, the light flux of the long cross-sectional shape in the direction perpendicular to the short scan direction in a scanning direction in the projection lens last surface 4s adjacent to it is used. そこで、このような光束の断面形状に合わせて、投影光学系4の最終面の形状をスキャン方向の幅が狭い俵型等の形状にすることができる。 Therefore, in accordance with the sectional shape of such light beam, the width of the shape scanning direction of the final surface of the projection optical system 4 can be in the form of narrow bale type. もちろん、投影光学系の最終面の形状は俵型に限られるものではなく、矩形や円環弧(円環の一部分)の形状など、様々な形状にしうる。 Of course, the shape of the final surface of the projection optical system is not limited to the bale-type, such as the shape of a rectangular or circular arc (a portion of the annular), can in various shapes.

図6は、液体供給ノズル及び液体回収ノズルの構成及び配置に関する第4の構成例を示す図である。 Figure 6 is a diagram showing a fourth configuration example of the related construction and the arrangement of the liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle. 図6に示す第4の構成例では、投影光学系最終面4sを取り囲む周囲4辺にそれぞれ液体供給ノズル5a〜5dを設け、更に、それらの外周を取り囲むように液体回収ノズル6a〜6dを設けている。 In the fourth configuration example shown in FIG. 6, respectively around four sides surrounding the projection optical system last surface 4s provided a liquid supply nozzle 5a to 5d, further, the liquid recovery nozzle 6a~6d provided so as to surround their periphery ing. 図中矢印+X方向にウエハが移動するときは、このウエハ移動方向における上流側に設けられた液体供給ノズル5aより液体を供給し、矢印−X方向にウエハが移動するときは、液体供給ノズル5bより液体を供給する。 When the wafer in the arrow + X direction in FIG moves, when the liquid supply from the liquid supply nozzle 5a provided on the upstream side in the wafer movement direction, the wafer is moved in the arrow -X direction, liquid supply nozzle 5b more supplies the liquid. また、矢印+Y方向にウエハが移動するときには、供給ノズル5cから液体を供給し、矢印−Y方向にウエハが移動するときには、液体供給ノズル5dから液体を供給する。 Further, when the wafer in the arrow + Y direction to move supplies the liquid from the supply nozzle 5c, when the wafer in the arrow -Y direction moves, supplies the liquid from the liquid supply nozzle 5d.

液体の回収は、ウエハの移動方向における下流側に配置された液体回収ノズルによって殆どが行われるため、対象となる回収ノズルのみを作動させる構成であってもよい。 Recovery of the liquid because most by the liquid recovery nozzle disposed downstream in the moving direction of the wafer is performed, may be configured to operate only the recovery nozzle in question. しかしながら、誤動作などの不測の事態に備えて、液体回収ノズル6a〜6cは、この4つすべてを少なくとも液体を供給している間は同時に作動させた方が、液体の飛散やこぼれをより確実に防止することができる。 However, in preparation for contingencies, such as malfunctions, liquid recovery nozzle 6a~6c is better while the was operated at the same time that all the four feeding at least liquid, scattering or spillage of the liquid more reliably it is possible to prevent. もちろん、複数個の液体回収ノズルを配置する代わりに、投影光学系最終面4sの周囲を取り囲むように全周にわたった一つの液体回収ノズルを配置してもよい。 Of course, instead of placing a plurality of liquid recovery nozzle, it may be arranged one liquid recovery nozzle over the entire circumference so as to surround the projection optical system last surface 4s. 液体供給ノズル5a〜5cから供給する液体の流量は、式(3)に従って決定すればよい。 Flow rate of the liquid supplied from the liquid supply nozzle 5a~5c may be determined according to equation (3). 以上のような構成によれば、ウエハの移動方向は、X、Y方向に制限されず、斜め方向への移動においても液膜の維持が可能となる。 According to the above configuration, the moving direction of the wafer, X, is not limited in the Y direction, it becomes possible to maintain the liquid film in the movement in the diagonal direction.

このように、投影光学系最終面4sを取り囲むように複数の液体供給ノズルを配置する。 Thus, arranging a plurality of liquid supply nozzle so as to surround the projection optical system last surface 4s. 更にウエハ移動時には、その移動方向における上流(投影光学系から見て移動方向の反対側)に配置された液体供給ノズルから液体が供給されるように、供給に使用する液体供給ノズルを切り替える。 Further During wafer movement, upstream in the direction of movement so that the liquid from the liquid supply nozzle arranged on (opposite side of the moving direction when viewed from the projection optical system) is supplied, switching the liquid supply nozzle to be used for supply. その結果、ウエハの移動方向によらず投影光学系最終面4sとウエハとの間隙を常に液体で満たすことが可能となる。 As a result, it is possible to always filled with the liquid to the gap between the projection optical system last surface 4s and the wafer regardless of the direction of movement of the wafer. その結果、スキャン露光中だけでなくウエハ面内でのステップ移動中やウエハの移動方向を変える際においても、常に液膜を途切れさせずに、ウエハ9と投影レンズ最終面4sの間を液体で満たしておくことができる。 As a result, even when changing the step movement direction of the move or wafers within the wafer surface not only during the scanning exposure, always without causing interruption of the liquid film, between the wafer 9 and the projection lens last surface 4s in liquid it is possible to be met. これにより、一枚のウエハの中で露光開始からウエハ全面の露光が完了するまで、投影光学系最終面4sとウエハ9との間隙を液膜を途切れさることなく常に液体で満たすことが可能となる。 Thus, from the start of exposure in a single wafer to the exposure of the entire wafer surface is completed, it can be satisfied always liquid without monkey interrupting the liquid film the gap between the projection optical system last surface 4s and the wafer 9 Become. その結果、ショット毎に液膜を形成する必要がなくなり、露光装置の生産性が大幅に向上する。 As a result, there is no need to form a liquid film on each shot, the productivity of the exposure apparatus can be greatly improved.

図7は、液体供給ノズル及び液体回収ノズルの構成及び配置に関する第5の構成例を示す図である。 Figure 7 is a diagram showing a fifth configuration example relating to the configuration and arrangement of the liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle. この構成例では、液体供給ノズル5a〜5hと液体回収ノズル6a〜6hが、投影光学系最終面4sの外周を取り囲むように、円周上に並べられている。 In this configuration example, the liquid supply nozzle 5a~5h liquid recovery nozzle 6a~6h is, so as to surround the outer circumference of the projection optical system final surface 4s, are arranged on the circumference. 液体供給ノズルは、液体回収ノズルの内側に配置される。 Liquid supply nozzle is arranged inside the liquid recovery nozzle. このように、各ノズルを円周上に配置することで、ウエハステージ10が斜めに移動する場合においても、液体供給ノズルから液体を供給し、液体回収ノズルから液体を回収することで、投影光学系最終面とウエハとの間隙を液体で満たすことが可能となる。 Thus, by arranging the respective nozzles on the circumference, when the wafer stage 10 is moved diagonally also the liquid is supplied from the liquid supply nozzle, by recovering the liquid from the liquid recovery nozzle, the projection optical the gap between the system final surface and the wafer can be satisfied with the liquid.

例えば、ウエハが矢印で示すように+X、+Y方向の斜め45°に移動する場合は、少なくとも液体供給ノズル5bと5cから液体を供給し、少なくとも液体回収ノズル6fと6gから液体を回収するように各ノズルを制御すればよい。 For example, if the wafer is moved so + X, + Y direction of the oblique 45 ° indicated by arrows, supplying a liquid from at least a liquid supply nozzle 5b and 5c, so as to recover the liquid from at least the liquid recovery nozzle 6f and 6g it may be controlled each nozzle. このように、各ノズルを円周上に配置することによって、より柔軟にウエハの様々な移動方向に対応して液膜を形成することが可能になる。 Thus, by placing the nozzles on the circumference, it becomes possible to form a more flexible in response to different moving direction of the wafer liquid film. 図7では、複数個の分割された液体回収ノズルが示されている。 In Figure 7, a plurality of divided liquid recovery nozzle is shown. しかし、第4の構成例に関して説明したことと同様に、誤動作などの不測の事態に備えて、液体回収ノズル6a〜6hのすべてを少なくとも液体を供給している間は同時に作動させた方が液体の飛散やこぼれをより確実に防止することができる。 However, as with that described with respect to the fourth configuration example, and includes contingencies such as malfunction, is better while the was operated at the same time all of the liquid recovery nozzle 6a~6h supplies at least liquid liquid it is possible to prevent the scattering or spillage more reliably. もちろん、複数の液体回収ノズルを配置する代わりに、投影光学系最終面4sの周囲を取り囲むように全周にわたった一つの液体回収ノズルを配置してもよい。 Of course, instead of placing a plurality of liquid recovery nozzle, it may be arranged one liquid recovery nozzle over the entire circumference so as to surround the projection optical system last surface 4s.

ウエハと投影レンズ最終面4sとの間隙が液体で満たされていない状態や、液体の満たし方が不完全で未だ間隙に気体が存在する場合には、これまで説明したように、ウエハの移動方向の上流側から液体を供給することが好ましい。 State and the gap of the wafer and the projection lens last surface 4s is not filled with liquid, as when Fills liquid is present gas still gaps incomplete, described so far, the moving direction of the wafer it is preferred that the upstream supplying liquid. しかしながら、完全にウエハ9と投影レンズ最終面4sとの間隙が液体で満たされた後は、ウエハの移動方向に拘わらず、すべての液体供給ノズルから液体を供給してもよい。 However, completely after clearance of the wafer 9 and the projection lens last surface 4s it is filled with liquid, irrespective of the direction of movement of the wafer may be supplied liquid from all the liquid supply nozzle. この場合、供給する液体の流量や回収流量が増え、ランニングコストが高くなる欠点がある反面、供給ノズルの切り替えを頻繁に行う必要がなくなるため、切り替えに要する時間がなくなり、露光装置の生産性が向上する。 In this case, increasing the flow rate and the recovery rate of the liquid to be supplied, whereas there is a disadvantage that the running cost is high, because there is no need to switch the supply nozzle often eliminates the time required for switching, productivity of the exposure apparatus improves. また、供給ノズルを高速で切り替える駆動装置が不要となり、更には液体供給装置を小型化できるという利点もある。 The drive device is not required to switch the supply nozzle at high speed, there is an advantage that more can be miniaturized liquid supply device. このような液体の供給の制御は、図7に示す構成例に限られず、図5、図6に示すノズルの構成にも適用することができ、この場合においても同様の効果を得ることができる。 Such control of the supply of the liquid is not limited to the configuration example shown in FIG. 7, FIG. 5, can also be used in the configuration of the nozzle shown in FIG. 6, it is possible to obtain the same effect in this case .

図7に示す構成例において、液体供給ノズルから供給する液体の流量については、基本的には、個々の液体供給ノズルに対してそれぞれ式(3)を適用して決定すればよい。 In the configuration example shown in FIG. 7, the flow rate of the liquid supplied from the liquid supply nozzle, basically, may be determined by applying the respective formula (3) for each of the liquid supply nozzle. また、これを簡略化して、すべての液体供給ノズルから同一流量の液体を均一に供給することができる。 Also, by simplifying it, it is possible to uniformly supply the liquid in the same flow rate from all of the liquid supply nozzle. この場合は、図7に示す構成例においては液体供給ノズルの吐出口の形状が露光光束の中心の周りに同状に配置されているので、ウエハの移動方向によらず液体供給口の幅を一定値w'とし、式(4)に従って総流量V'を決定すればよい。 In this case, since the configuration example shown in FIG. 7 the shape of the discharge port of the liquid supply nozzle are arranged the same shape around the center of the exposure light beam, the width of the liquid supply port regardless of the direction of movement of the wafer 'and the total flow rate V according to equation (4)' constant value w may be determined.

V'≧π・D・d・υ ・・・・式(4) V '≧ π · D · d · υ ···· formula (4)
ここで、πは円周率、Dは吐出口の平均直径、dはウエハと投影光学系最終面との間隔、υは液浸時のウエハの移動速度である。 Here, [pi is circle ratio, D is the average diameter of the discharge port, d the distance between the wafer and the projection optical system final surface, upsilon is the moving speed of the wafer at the time of immersion.

次に、本発明の他の好適な実施形態を図8と図9を参照しながら説明する。 Next, another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. 図8は、投影光学系最終面4s及びその周辺に設けられた各ノズルの上方からウエハステージ10を見た平面図である。 Figure 8 is a plan view of the wafer stage 10 from the top of the nozzles provided in the projection optical system last surface 4s and its periphery. なお、本来の作図法によれば、各ノズル5、6の吹き出し口は、ウエハ9に対向するように設けられているため、上方から見た平面図では隠れ線(破線)によって表されるべきであるが、解りやすくするために実線で表現している。 Note that according to the original construction methods, outlet of each nozzle 5 and 6, because it is arranged so as to face the wafer 9, a plan view from above should be represented by a hidden line (dashed line) some, but it represented by solid lines for clarity.

ウエハステージ上10に吸着されたウエハ9に隣接して平面板21が設けられている。 Flat plate 21 adjacent to the wafer 9, which is adsorbed to the wafer stage on 10 is provided. 平面板21は、その上面がウエハステージ10上に真空吸着などによって固定されるウエハ9の上面とほぼ同じ高さになるように、配置されている。 Flat plate 21 has its upper surface so that approximately the same height as the upper surface of the wafer 9 which is fixed by vacuum suction on the wafer stage 10, is disposed. 投影光学系最終面4sの直下に平面板21が位置している際に、ウエハ9をウエハステージ10上から回収し、及び、ウエハ9をウエハステージ10上に載置することができるように、不図示のウエハ搬送装置が配置されている。 When flat plate 21 directly below the projection optical system final surface 4s is located, the wafer 9 is recovered from the top wafer stage 10, and, as the wafer 9 can be placed on the wafer stage 10, wafer transfer apparatus (not shown) is disposed.

図9を参照しながら本実施形態の工程を説明する。 With reference to FIG. 9 for explaining the process of the present embodiment. 図9は、図8の主要部の横断面図を用いて各部の挙動を工程順に示している。 Figure 9 shows the behavior of each part in the order of steps with reference to cross-sectional view of a main part of FIG.

露光中は、必要に応じて液体供給ノズル5より液体が供給され、液体回収ノズル6により液体が回収されつつ、ウエハ9と投影光学系最終面4sとの間隙が液体で常に満たされた状態に維持される(図9(a))。 During exposure, it is supplied liquid from the liquid supply nozzle 5 as necessary, while the liquid is recovered by the liquid recovery nozzle 6, a state in which the gap of the wafer 9 and the projection optical system final surface 4s is always filled with liquid is maintained (FIG. 9 (a)). 一枚のウエハ9に対する一連の露光が終了した時点で、ウエハ9に隣接する平面板21が投影光学系最終面4sの直下に位置するようにウエハステージ10を移動する(図9(b))。 When the series of exposures for one wafer 9 has been completed, the planar plate 21 adjacent to the wafer 9 moves wafer stage 10 so as to be located directly below the projection optical system last surface 4s (to FIG. 9 (b)) . ウエハステージ10を移動する際には液体供給ノズル5より液体を供給し、液体回収ノズル6より液体を回収し続けることにより、平面板21が投影光学系最終面4sの下に位置した状態においても、投影光学系最終面4sの下は常に液体で満たされている。 When moving wafer stage 10 supplies the liquid from the liquid supply nozzle 5, by the liquid from the liquid recovery nozzle 6 continues to recover, even in a state where the plane plate 21 is positioned under the projection optical system last surface 4s , below the projection optical system last surface 4s is always filled with liquid. 次に、この状態を維持しつつウエハステージ10上に吸着固定されている露光済みのウエハ9をウエハステージ10より不図示のウエハ収納部に回収する。 Then, to recover the wafer 9 exposed that is adsorbed and fixed on the wafer stage 10 while maintaining the state in wafer storage unit (not shown) from the wafer stage 10. 更に、新しいウエハ9'をウエハステージ10上に載置し、吸着固定させる(図9(c))。 Moreover, a new wafer 9 'is mounted on the wafer stage 10, is adsorbed and fixed (FIG. 9 (c)).

そして、液体供給ノズル5から液体を供給し、液体回収ノズル6によって液体を回収しながらウエハステージ10を移動し、投影光学系最終面4sの下に常に液体を満たし続けながら、ウエハ9'を投影光学系最終面4sの直下に送り込む(図9(d))。 Then, the liquid is supplied from the liquid supply nozzle 5, the wafer stage 10 moves while collecting the liquid by the liquid recovery nozzle 6, while constantly filled with liquid under the projection optical system final surface 4s, projecting the wafer 9 ' fed directly below the optical system last surface 4s (Fig 9 (d)).

このように、露光終了後においても液体の供給と回収を続けながら平面板21を露光位置に移動させることで、ウエハ上の液体の殆どを回収することができる。 Thus, even after the completion of the exposure by moving the flat plate 21 to the exposure position while continuing the recovery and supply of liquid can be recovered most of the liquid on the wafer. したがって、特別な液体の回収動作をすることなく、ウエハの交換をスムーズに行うことができるため、露光装置の生産性を向上させることができる。 Therefore, without a recovery operation of the special liquid, because the replacement of the wafer can be carried out smoothly, it is possible to improve the productivity of the exposure apparatus. 更に、投影光学系最終面4sはウエハの交換に関わらず常に液体で満たされるため、環境雰囲気に含まれる不純物が直接的に投影光学系最終面4sに触れることがない。 Furthermore, the projection optical system last surface 4s is because it is always filled with liquid irrespective of the exchange of the wafer, there is no possibility that the impurities contained in the environmental atmosphere touching directly the projection optical system last surface 4s. しかも、液体と空気との接触部が最小限に抑えられるため、液体中に取り込まれる不純物の量が最小限に抑えることができる。 Moreover, since the contact portion between the liquid and air is minimized, the amount of impurities incorporated into the liquid can be minimized. したがって、不純物による投影光学系最終面4sの曇りを抑制することができる。 Therefore, it is possible to suppress the clouding of the projection optical system last surface 4s by impurities.

逆に、ウエハ交換の度に液体を回収した場合には、投影光学系最終面4sの表面は、一時的に薄い液膜が付いた状態に置かれる。 Conversely, when the liquid collected at every wafer replacement, the surface of the projection optical system last surface 4s is temporarily placed in a thin liquid film with the state. 液体が純水などの場合には、環境中に含まれる無機成分や親水性の有機成分が純水の膜の中に取り入れられやすく、純水が蒸発したときには、無機成分や有機成分が投影光学系の表面に残存し、曇りの原因となる可能性が非常に高い。 If liquid such as pure water, an inorganic component and a hydrophilic organic components contained in the environment are easily incorporated into the pure water film, when the pure water has evaporated, the inorganic component and organic component projection optical remaining on the surface of the system, it is very likely to cause fogging.

また、図9(b)、(c)に示すように、ウエハステージ10上のウエハを交換している最中には、投影光学系最終面4sと平面板21との間に液膜が維持されている状態になっている。 Further, FIG. 9 (b), the as shown in (c), in the middle of replacing the wafer on the wafer stage 10, the liquid film is maintained between the projection optical system last surface 4s and the flat plate 21 It is in a state that is. しかし、この直前まで液膜はウエハ上に塗布された感光剤表面に接して露光光を受けていたことになる。 However, the liquid film will be had received exposure light against the applied photosensitive agent surface on a wafer to this last minute. 感光剤が露光される時には多かれ少なかれ感光剤に含まれていた成分がガス状物質となって放出され、その上面に接している液膜にこのガス状物質が溶け込んでしまう。 Component contained in more or less photosensitizer when the photosensitive agent is exposed is released as gaseous substances, thus it merges this gaseous material to the liquid film in contact with the upper surface.

露光直後の液膜にはこのガス状物質が溶け込んだ汚染された状態になっているため、次の露光開始前までに液膜を新しい液体に十分に置換した方がよい。 Since the the liquid film immediately after the exposure in a state in which the gaseous material is contaminated it dissolved, it is better to fully replace the new liquid liquid film before the next exposure start. さもなければ、溶け込んだ不純物によって液膜中の透過率が変化して露光量制御に悪影響を与え、線幅バラツキの増大など露光装置の生産性を悪化させる不具合が生じる可能性がある。 Otherwise, there is a possibility that a problem of deteriorating the dissolved's transmittance in the liquid film by impurities is changed adversely affect the exposure amount control, productivity increases and exposure apparatuses linewidth variations occur. 更に、溶け込んだ不純物が過飽和の状態になって気泡として発生し結像不良が生じる懸念もある。 In addition, the dissolved's impurities there is also concern that generated imaging failure occurs as bubbles in a state of supersaturation. 液膜中に溶け込んだ不純物が露光光によって化学反応を引き起こし、それが投影光学系最終面の曇りの原因となる可能性もある。 Causing a chemical reaction impurities that dissolved in the liquid film by exposure light, it is also possible that causes cloudiness of the projection optical system final surface. そこで、以下では、このような問題とその解決方法について考える。 In the following, consider such issues and solutions.

液体供給ノズル5から絶えず新しい液体が供給され、液体回収ノズル6から絶えず回収されている状態であれば、置換速度が遅いとしても、一応液膜は新しい液体で置換されることになる。 Is supplied constantly new liquid from the liquid supply nozzle 5, as long as the state in which the liquid recovery nozzle 6 are constantly being recovered, even slow replacement rate, once the liquid film will be replaced by fresh liquid. したがって、ウエハ9上あるいは平面板21上において、ノズル5、6による供給と回収だけで次の露光に十分な液膜の純度が高められることもあると考えられる。 Therefore, on the wafer 9 on or flat plate 21, the purity of sufficient liquid film to the next exposure only collection and supply by nozzles 5,6 is considered also be enhanced. また、供給及び回収の流量を露光直後に大きくし、露光直前に元の流量に戻すことにより、液膜の純度をさらに改善することができる。 Also, the flow rates of supply and recovery was increased immediately after exposure, by returning to the original flow rate immediately before exposure, it can further improve the purity of the liquid film. この場合において、流量の変更とともにウエハ9及び平面板21を移動させ、さらに流量の変更量に応じてウエハ9及び平面板21の移動速度も変更した方が液膜の置換速度が上がる。 In this case, to move the wafer 9 and a plane plate 21 with the changes of the flow rate, further substituted speed towards the liquid film moving speed was changed in the wafer 9 and the plane plate 21 increases in accordance with the change amount of the flow rate. ウエハ9又は平面板21を往復又は回転運動させながら液体の供給・回収を行えば、連続的に液膜を置換することができるので更によい。 If while the wafer 9 or flat plate 21 back and forth or rotational movement carried out supply and recovery of the liquid, even better since it is possible to replace the continuous liquid film.

このうような供給流量と回収流量の増減をショット領域毎に実施してもよいし、ウエハ毎に実施してもよいし、必要に応じて実施する間隔やタイミングを変えられるようにしても良い。 It increases or decreases the supply flow rate and the recovery rate as Of this may be performed for each shot region, may be performed for each wafer, it may be varied intervals and timing to implement if necessary . しかし、使用する感光剤の材質よっては露光をしていない状態でもアウトガスが発生するため、感光剤上に液膜が接触するだけで汚染が進行する場合もあり、更に必要な露光量に対して非常にアウトガスの多いのものもある。 However, since the outgas even when the by material of the photosensitive agent used is not an exposure occurs, sometimes simply contamination progresses liquid film on the photosensitive material is in contact, against further exposure required amount also those of very many of the outgas. したがって、予想以上に液膜が汚染されやすい場合もある。 Therefore, there is a case where the liquid film than expected is likely to be contaminated.

そこで、より積極的に投影光学系最終面下の液膜を新しい液体と置換する別の方法として、図8のように平面板21の中央などの適切な位置に液体吸引口22を設けてもよい。 Therefore, the more aggressively the projection optical system final surface of a liquid film alternatively be replaced with fresh liquid, even when the liquid suction port 22 provided at a suitable position such as the center of the flat plate 21 as shown in FIG. 8 good. この吸引口22には不図示の吸引ポンプやシリンダーなどの吸引装置が接続されており、気体や液体を吸引することができる。 Is connected to a suction device such as a suction pump and a cylinder (not shown) in the suction port 22, it is possible to suck the gas or liquid. 即ち、図10に示すように、投影光学系最終面4s直下に平面板21が送り込まれた状態で、吸引口22から液体を回収すると同時に、液体供給ノズル5から供給される液体の流量を少なくとも吸引口22から吸引される量と同じ流量だけ増やす。 That is, as shown in FIG. 10, with the flat plate 21 is fed into the projection optical system last surface 4s directly below, at the same time from the suction port 22 when recovering the liquid, the flow rate of the liquid supplied from the liquid supply nozzle 5 at least It increased by the same flow rate as the amount sucked from the suction port 22. これにより投影光学系最終面下の液膜の殆どは、外周方向(液体回収ノズル6方向)ではなく中央の吸引口22に向かう流れを持つこととなる。 Most Thereby the projection optical system final surface of a liquid film, and to have a flow directed toward the outer periphery (the liquid recovery nozzle 6 direction) rather than the center of the suction port 22. その結果、平板21が静止している状態においても、この液膜を常に新しい液体で置換し続けることができる(図10(b)、図10(c))。 As a result, even in a state where the flat plate 21 is stationary, it is possible to continue to replace this liquid film always fresh liquid (FIG. 10 (b), the FIG. 10 (c)).

以上のような構成により、投影光学系最終面下における液体の置換速度が飛躍的に向上する。 With the above configuration, displacement rate of the liquid under the projection optical system final surface is drastically improved. また、汚染の懸念のある感光剤上ではなくステンレス鋼やフッ素樹脂等の化学的に汚染されにくく清浄度を保ちやすい材質を適用できる平面板21上で液膜の置換を行うので、非常に純度の高い液体で投影光学系最終面の下の間隙を満たすことができる。 Moreover, since the replacement of the liquid film on the flat plate 21 which can be applied easily material maintaining chemically contaminated unlikely cleanliness such as stainless steel or a fluorine resin and not on a photosensitive material with concern of contamination, very pure it can be at a high liquid fill the gap under the projection optical system final surface. したがって、外気中に存在する不純物や感光剤表面から発生する不純物ガス成分が投影光学系最終面に与える曇りなどの影響を更に効果的に抑えることができる。 Therefore, it is possible to suppress the influence of fogging impurity gas components generated from impurities and photosensitive agent surface present in the ambient air has on the projection optical system final surface more effectively.

図9、図10に示すような平面板21上での液膜の置換は、ウエハ交換時に限定されるものではなく、一枚のウエハの一連の露光シーケンス中においても、定期・不定期に拘わらず、必要に応じて実施することができる。 9, substitution of liquid film on the flat plate 21 as shown in FIG. 10 is not intended to be limited to the time of wafer exchange, even in the series of exposures in the sequence of a single wafer, whether regularly-irregular It not, can be carried out if necessary.

図9、図10に示す構成例では、ウエハステージ上に平面板21を設け、ウエハステージと不図示のウエハ搬送装置との間でウエハを受け渡しする際に、投影光学系最終面4s直下に平面板21が位置する。 9, in the configuration example shown in FIG. 10, a flat plate 21 provided on the wafer stage, when transferring the wafer between the wafer transfer apparatus of the wafer stage and not shown, a flat projection optical system last surface 4s just below face plate 21 is located. 平面板21は、例えば、露光前に実施する不図示のオフアクシス顕微鏡による位置合わせ計測工程を行う際など、露光前後に必要な各種作業や露光装置の維持・管理に必要な各種作業を行う際においても、投影光学系最終面の直下に位置するように構成されてもよい。 Flat plate 21, for example, when performing alignment measurement process due to the off-axis microscope (not shown) to be carried out before the exposure, when performing various operations necessary for the maintenance and management of the various tasks and the exposure apparatus required before and after exposure in may also be configured so as to be located directly below the projection optical system final surface. ここで、複数のウエハステージ位置において投影光学系最終面の直下に平面板21や吸引口22が必要な場合は、複数の平面板や吸引口をウエハステージ上に配置してもよい。 Here, if the flat plate 21 and the suction port 22 is required immediately below the projection optical system final surface in a plurality of wafer stage position, it may be arranged a plurality of flat plates and the suction port on a wafer stage. もちろん、図3で示した同面板19のように、ウエハを取り囲むように平面板を配置してよく、この平面板に複数の吸引口を各種工程を行う際の投影光学系最終面の位置に合わせて設けてもよい。 Of course, as in the coplanar plate 19 shown in FIG. 3, it may be arranged a flat plate so as to surround the wafer, a plurality of suction ports in the flat plate to the position of the projection optical system final surface when performing various steps it may be provided together.

図9、図10では、平面板21がウエハステージ10上に配置されているが、不図示の専用の駆動装置を設けて、平面板21をウエハステージ10から独立して移動できるように構成してもよい。 9, 10, although the plane plate 21 is placed on the wafer stage 10, and a dedicated drive device (not shown), configured so as to be movable independently flat plate 21 from the wafer stage 10 it may be. ただし、この場合は、平面板21は、ウエハステージ10上に吸着固定されたウエハとの間に大きな間隙が形成されないように駆動されるべきである。 However, in this case, the planar plate 21 should be driven to a large gap is not formed between the adsorption fixed wafer on the wafer stage 10. 例えば、図9(a)から(b)の状態に移行する際や、図9(c)から(d)の状態に移行する際には、ウエハステージ10と平面板21は、互いに隣接する位置関係を保つように連携しながら投影光学系最終面付近を移動するように駆動されるべきである。 For example, the state and when moving to the FIG. 9 (a) (b), in the transition 9 from (c) to the state (d) is the wafer stage 10 and the flat plate 21 are adjacent to each other located It should be driven to move the projection optical system final surface vicinity in cooperation so as to maintain the relationship. ここで、少なくともウエハと平面板21との間隙が投影光学系最終面の直下を通過する間は、平面板21の高さがウエハ上面とほぼ同じ高さに維持されるべきである。 Here, while the gap between at least the wafer and the flat plate 21 passes directly below the projection optical system final surface should the height of the flat plate 21 is maintained at substantially the same height as the upper surface of the wafer.

投影光学系最終面と平面板21との間に液膜を移動させた後は、平面板21についてはその位置を維持し、ウエハステージ10についてはその位置を任意に変更し、種々の工程を行うことができる。 After moving the liquid film between the projection optical system final surface and the flat plate 21, to maintain its position for a planar plate 21, optionally by changing its position for the wafer stage 10, the various steps It can be carried out. このように平面板21をウエハステージ10から独立して移動させる機構を設けることにより、ウエハステージ10が露光以外の種々の作業のために使用されている時間区間を利用して、投影光学系最終面の下を液体で満たし続けることができる利点がある。 By providing a mechanism for moving this way independently flat plate 21 from the wafer stage 10, by utilizing the time interval wafer stage 10 is used for various operations other than the exposure, the projection optical system final there is an advantage that the bottom surface can be continuously filled with the liquid. また、このような機構を設けることにより、複数の平面板や吸引口を設けたり、平面板を大きくしたりする必要がなくなるので、露光装置を小型化することができる。 Further, by providing such a mechanism, or a plurality of flat plate and the suction port, the need or to increase the flat plate eliminated, it is possible to reduce the size of the exposure apparatus.

平面板21の適当な箇所に露光光の照度分布を計測するための照度ムラセンサや、露光光の絶対照度を計測するための絶対照度計を設けてもよい。 And the uneven illuminance sensor for measuring the illuminance distribution of the exposure light to a suitable location of the flat plate 21 may be provided an absolute illuminance meter for measuring the absolute intensity of the exposure light. この場合、一旦液体を回収することなく投影光学系最終面下に液体を満たし続けたままで、しかも露光状態とほぼ同じ液浸状態で照度ムラや絶対照度を計測することができる。 In this case, once while continuing filled with liquid under the projection optical system final surface without recovering the liquid, moreover it is possible to measure the illuminance unevenness or absolute illumination in substantially the same immersion state and exposure state. これにより、露光装置の生産性を落とすことなく、高い精度で照度ムラや絶対照度を計測することができる。 Thus, without lowering the productivity of the exposure apparatus, it is possible to measure the illuminance unevenness or absolute illumination with high accuracy. 以上のように、平面板はウエハステージとは個別に移動できることが生産性の点で好ましいが、走査型露光装置の場合においては、走査時の積算照度ムラを計測できる点で照度ムラセンサを平面板と一緒にウエハステージ上に配置することにも利点がある。 As described above, it is preferred in view of productivity that can be moved separately from the flat plate wafer stage, in the case of a scanning exposure apparatus, the planar plate the uneven illuminance sensor in that it can measure the accumulated illuminance unevenness in the scanning also be arranged on the wafer stage with an advantage.

吸引口22から気体や液体を吸引する機能を用いることにより、投影光学系最終面4sへの初期液膜の生成をより迅速に行うことができる。 By using the function of sucking the gas or liquid from the suction port 22, it is possible to generate the initial liquid film to the projection optical system last surface 4s more quickly. 図11を参照しながら吸引口22を用いた初期液膜の生成方法を説明する。 Initial liquid explaining a generation method of a film using a suction port 22 with reference to FIG.

初めに、投影レンズ最終面4sの外周を囲むように配置された液体供給ノズル5のほぼ中央の直下に、吸引口22が位置するように平面板21を移動させる。 First, approximately in the center directly below the projection lens last surface 4s liquid supply nozzle 5 outer periphery arranged to surround the suction port 22 moves the flat plate 21 so as to be located. この状態において、液体供給ノズル5の全周から液体を平面板21上に供給する(図11(a))。 In this state, it supplies the entire circumference liquid on the plane plate 21 of the liquid supply nozzle 5 (FIG. 11 (a)).

供給された液体は、投影レンズ最終面4sを含む平行平面(連続部材)20と平面板21の間に、中央に気体gを残したまま、液体供給ノズル5の配置に従って周状或いは環状に液膜fを形成する。 Supplied liquid, while the parallel planes (continuous member) 20 and the flat plate 21 including a projection lens last surface 4s, leaving the gas g in the middle, the liquid in the circumferential or cyclic in accordance with the arrangement of the liquid supply nozzle 5 to form a film f. このまま液体を供給し続けただけでは、液膜fの内側に気体gが封じ込められているため、気体gは外に排出されない。 In only continued to feed this state liquid, because the gas g is confined to the inside of the liquid film f, the gas g is not discharged to the outside. したがって、投影レンズ最終面4sの下の空間を何時まで経っても液体で完全に満たすことはできない。 Therefore, it is impossible to completely fill with liquid even after the space below the projection lens last surface 4s to what time.

そこで、液体供給ノズル5から液体を周状或いは環状に最終面4s下の空間に供給した状態で吸引口22を通して気体gを吸引する。 Therefore, sucking the gas g through the suction port 22 while supplying the liquid supply nozzle 5 to the space of the final surface under 4s liquid circumferentially or cyclic. この吸引によって気体gの圧力は外部環境の圧力よりも負圧になり、外周に形成されている液膜には、この圧力差によって、外周から吸引口22に向かう力が働き、液膜は吸引口22に向かって速やかに広がり始める(図11(b))。 The pressure of the gas g by the suction becomes negative pressure than the pressure of the external environment, the liquid film formed on the outer periphery, by the pressure difference, force acts toward the outer periphery to the suction port 22, the liquid film is sucked begin spread quickly towards the mouth 22 (FIG. 11 (b)). 更に、吸引口22を通して吸引を続けると、液体が吸引口22を通して吸引され始める頃には、投影光学系最終面4sと平面板21との間の隙間は、気体gのない液膜で満たされる(図11(c))。 Moreover, continuing the suction through the suction port 22, by the time the liquid begins to be sucked through the suction port 22, the gap between the projection optical system last surface 4s and the flat plate 21 is filled with no gas g liquid film (FIG. 11 (c)).

次に、吸引口22からの吸引を停止する。 Next, to stop the suction from the suction port 22. 吸引を停止した状態では、ウエハステージ10が停止している間は液体供給ノズル5からの液体の供給を停止してもよい。 In the state in which the suction was stopped, while the wafer stage 10 is stopped may be stopped the supply of the liquid from the liquid supply nozzle 5. しかしながら、液体が静止した状態では、周囲環境を構成する気体や不純物が絶えず液体の中に取り込まれている。 However, when the liquid is stationary, it is incorporated into the continually liquid gases and impurities constituting the ambient environment. そのため、気泡や不純物の濃度が高くなり、発生した気泡が消失せずに露光時まで残ったり、露光によって微少な気泡が発生したり、更には取り込まれた不純物によって投影光学系最終面が曇ったりする不具合が生じうる。 Therefore, the higher the concentration of the bubbles and impurities, may remain until exposure without bubbles generated disappeared, fine air bubbles or generated by exposure, more or cloudy projection optical system final surface by the incorporated impurities problems that may occur. この不具合を避けるためには、ウエハステージ10が停止している間も絶えず液体を供給し続け、この液体を供給している間は、少なくとも液体回収ノズル6により液体を回収することが好ましい。 To avoid this inconvenience, while the wafer stage 10 during the stop also continue to constantly supply the liquid and supplies the liquid, it is preferable to recover the liquid by at least the liquid recovery nozzle 6.

図11(a)〜(c)の間は、液体回収ノズル6は停止しておいてもよいが、振動や突発的な液体供給量の変動などにより外部に液体が飛び散るのを防ぐためには、常に液体回収ノズル6は稼働させておくことが好ましい。 Between FIG 11 (a) ~ (c), the liquid recovery nozzle 6 may have been stopped, but in order to prevent the outside is splashing liquid due to vibration or sudden liquid supply amount of variation, always it is preferable that the liquid recovery nozzle 6 is allowed to operate.

最後に、液体の供給と回収を続けたまま投影光学系最終面の直下にウエハ9が位置するようにウエハステージ21を移動させる(図11(d))。 Finally, the wafer 9 directly under the left projection optical system final surface continued to supply and recovery of the liquid moves the wafer stage 21 so as to be located (FIG. 11 (d)).

このように、吸引により、周状或いは環状に形成された液膜を中央に向かって成長させれば、より迅速に気泡の無い液膜を形成することが可能であり、ひいては露光装置の生産性を向上させる利点がある。 Thus, by suction, be grown a liquid film formed on the circumferential or cyclic toward the center, it is possible to form more quickly without bubbles the liquid film, and hence the exposure apparatus productivity there is an advantage to improve. また、この方法によれば、ステージの移動が不要であるため、より開口数の大きい投影光学系を採用した場合など、特に大きな面積の液膜を生成する方法としても適している。 Further, according to this method, since the movement of the stage is not required, such as when employing a more numerical aperture of greater projection optical system, it is particularly suitable as a method of producing a liquid film of large area.

もちろん、吸引口22を用いることにより、液膜の回収を迅速に行うこともできる。 Of course, by using the suction port 22, it is also possible to perform the recovery of the liquid film quickly. 即ち、投影光学系最終面4sと平面板21との間に液膜を移した状態から、液体供給ノズル5からの液体の供給を停止し、吸引口22より液体を吸引することで、投影光学系最終面4sと液体吸引板21の間にあった液膜の殆どを迅速に回収することができる。 That is, from a state in which transferred the liquid film between the projection optical system last surface 4s and the flat plate 21, the supply of the liquid from the liquid supply nozzle 5 is stopped, by sucking the liquid from the suction port 22, a projection optical it can be quickly recovered most of a liquid film between the system final surface 4s and the liquid suction plate 21. この時、液体の回収をより完全に行うために、ウエハステージ10を動かしながら液体を吸引してもよい。 At this time, in order to perform the recovery of the liquid more completely, or to suck the liquid while moving the wafer stage 10. この液膜の回収機能を使用することによって、即座に液膜を回収することができるため、装置の保守・点検作業や故障時の対応作業を遅滞なく迅速に開始することが可能となる。 By using the recovery function of the liquid film, it is possible to immediately recover the liquid film, it is possible to start the maintenance and inspection work and failure time of a corresponding working device without delay quickly.

図11を参照しながら、平面板21に設けた吸引口22を用いることにより、初期液膜を迅速に生成する方法を説明した。 With reference to FIG. 11, by using a suction port 22 provided in the flat plate 21, it has described a method for rapidly generating an initial liquid film. この方法とは別に、図12に示すように、吸引口22の代わりに液体注入口23を平面板21に設けて、不図示の液体供給装置から液体注入口23を通して液体を供給しても、以下のように初期液膜を迅速に生成することができる。 Apart from this method, as shown in FIG. 12, a liquid inlet 23 in place of the suction port 22 provided in the flat plate 21, it is supplied with liquid through the liquid inlet 23 from the liquid supply device, not shown, it can quickly generate the initial liquid film as follows. 即ち、図12において、まず初めに投影レンズ最終面4sの外周を囲むように配置された液体供給ノズル5のほぼ中央の直下に、液体注入口23が位置するように平面板21を移動させる。 That is, in FIG. 12, first, approximately in the middle just below the projection lens last surface 4s liquid supply nozzle 5 outer periphery arranged to surround the liquid inlet 23 moves the flat plate 21 so as to be located. この状態から液体注入口23を通して液体を平面板21上に供給する。 Liquid through the liquid inlet 23 from this state and supplies on the plane plate 21. 供給した液体は、投影レンズ最終面4sと液体注入口23を含む平面板21との間に、小さな液膜を形成する(図12(a))。 Supplied liquid is between the flat plate 21 including a projection lens last surface 4s and the liquid inlet 23 to form a small liquid film (FIG. 12 (a)).

さらに続けて液体注入口23を通して液体を供給することにより、この小さな液膜fは放射状に広がり(図12(b))、投影光学系最終面4sと平面板21との間隙が液体で満たされる。 By supplying liquid through the liquid inlet 23 continues further, this small liquid film f is spread radially (FIG. 12 (b)), the gap between the projection optical system last surface 4s and the flat plate 21 is filled with the liquid .

必要に応じて液体回収ノズル6を通して液体を回収することにより、平面板21や投影光学系最終面4sから液体がはみ出すことを防ぐことができる(図12(c))。 By recovering the liquid through the liquid recovery nozzle 6 as required, it is possible to prevent the protruding liquid from the flat plate 21 and the projection optical system last surface 4s (FIG 12 (c)).

また、液体注入口23を利用することでも、図10を参照して説明したことと同様に、平面板21を静止させた状態で、周囲に液体を飛散、漏出させることなく投影光学系最終面下の液膜を新しい液体で絶えず満たし続けることができる。 Also, by using the liquid inlet 23, similarly to what has been described with reference to FIG. 10, in a stationary state of the flat plate 21, scattering liquid around, the projection optical system final surface without leakage it is possible to continue to meet constantly under the liquid film with a new liquid. 具体的には、液体注入口23より液体を供給すると同時に、液体回収ノズル6を通して液体を回収する。 Specifically, at the same time to supply the liquid from the liquid inlet 23, which recovers the liquid through the liquid recovery nozzle 6. もちろん、このときには、液体供給ノズル5からの液体の供給は中断した方がよい。 Of course, at this time, the supply of the liquid from the liquid supply nozzle 5 may as well be interrupted.

このようにすれば、平面板21と投影光学系最終面4sとの間の空間のほぼ中央より液体を満たし始めるので、吸引口22を使って投影光学系最終面4sの外周より液体を満たし始める方法よりも、より周囲の気体との接触面積を小さくすることができる。 Thus, because start filled with liquid from the approximate center of the space between the flat plate 21 and the projection optical system last surface 4s, start filled with liquid from the outer periphery of the projection optical system final surface 4s using the suction port 22 than methods, it is possible to further reduce the contact area with the surrounding gas. したがって、初期液膜中に溶解する気体や気体中に含まれる不純物の量をより小さくすることができるため、より安定した露光・解像性能が得られ、また不純物による曇りに対する抑制効果を一層高めることができる。 Therefore, it is possible to further reduce the amount of impurities contained in a gas or a gas dissolved in the initial liquid film, more stable exposing and resolution performance can be obtained and further enhance the inhibitory effect against clouding by impurities be able to.

また、液体注入口23に加えて、図10、図11で示した液体吸引口22を、平面板21に設けて、初期液膜の生成や液膜の置換には液体注入口23を使用し、液膜部を周囲の環境気体に置換するための液体の回収には液体吸引口22を使用してもよい。 In addition to the liquid inlet 23, 10, the liquid suction port 22 shown in FIG. 11, provided on the flat plate 21, the substitution of generation or liquid film of the initial liquid film using a liquid injection port 23 , the recovery of the liquid to replace the liquid film portion to the surrounding environment gas may be used a liquid suction port 22. 液体注入口23の機能と液体吸引口22の機能を同じ開口部で実現することもできる。 The functions of the liquid suction port 22 of the liquid inlet 23 can also be realized by the same opening. 即ち、平面板21に設けた開口に対して、吸引装置(不図示)及び液体供給装置(不図示)の両方を切換バルブを介して連通させ、この切換バルブを切り替えることにより、吸引口22と注入口23の機能を必要に応じて切り替えることができる。 That is, the opening provided in the flat plate 21, communicates via the switching valve both suction device (not shown) and the liquid supply device (not shown), by switching the switching valve, a suction port 22 the function of the inlet 23 can be switched as needed. このようにすれば平面板21をよりコンパクトにできる。 Thus can the flat plate 21 more compact.

図8〜図12を参照して説明した平面板21、吸引口22、注入口23の適用は、本明細書において明示的に説明した液体供給ノズルや液体回収ノズルとの組み合わせにおいて使用されることに限定されない。 Flat plate 21 has been described with reference to FIGS. 8 to 12, the suction port 22, the application of the injection port 23, to be used in combination with the liquid supply nozzle and a liquid recovery nozzle explicitly described herein but it is not limited to. 平面板21、吸引口22、注入口23は、例えばWO99/49504号公報に開示されている液体供給用や液体回収用の配管など、種々の液体供給・回収機構との組み合わせにおいて使用されうる。 Flat plate 21, the suction port 22, inlet 23, for example, WO99 / ​​99/49504 Patent disclosed in Japanese in which piping for supply and liquid recovery liquid may be used in combination with various liquid supply-recovery mechanism.

図13は、液体供給ノズルと液体回収ノズルの構成及び配置に関する第6の構成例を示す斜視図である。 Figure 13 is a perspective view showing a sixth configuration example of the related construction and the arrangement of the liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle. 図13に示す構成例は、液体供給ノズル5が配置された液接触面20aの外周側に、液接触面20aよりもウエハに近い位置に配置された外周面(突出面)20cが設けられている点、すなわち、段差がある点が図6に示す構成例と異なる。 Configuration example shown in FIG. 13, the outer peripheral side of the liquid supply nozzle 5 is disposed the liquid contact surface 20a, an outer peripheral surface (projecting surface) located closer to the wafer than the liquid contact surface 20a 20c is provided that are, namely, that there is a difference in level is different from the configuration example shown in FIG. 外周面20cには、液体回収ノズル6が周状に配置されている。 The outer peripheral surface 20c, the liquid recovery nozzle 6 is arranged circumferentially.

このように、投影光学系最終面4sの液膜が形成される液接触面20aの外周側に、液接触面20aよりもウエハに近い位置に外周面20cを設けることにより、液体が液接触面20aの外側に逃げにくくなる。 Thus, the outer peripheral side of the liquid contact surface 20a of the liquid film of the projection optical system last surface 4s is formed, by providing the outer peripheral surface 20c at a position closer to the wafer than the liquid contact surface 20a, the liquid is a liquid contact surface less likely to escape to the outside of 20a. これによって、液体回収ノズル6を通して液体を回収する能力を小さくことを可能にし、ひいては液体回収ノズル6や液体回収装置8を小型化することができる。 This makes it possible reduce the ability to recover the liquid through the liquid recovery nozzle 6, and thus the liquid recovery nozzle 6 and the liquid recovery device 8 can be miniaturized. ここで、図13に示す構成例では、液体回収ノズル6が外側の面20c側に設けられているが、液体回収ノズルは、例えば20a側に設けられてもよいし、より確実な液体の回収のために面20a、20cの双方に設けられてもよい。 Here, in the configuration example shown in FIG. 13, but the liquid recovery nozzle 6 is provided on the outer surface 20c side, the liquid recovery nozzle, for example may be provided on the 20a side, more reliable recovery of the liquid face 20a, may be provided on both the 20c for.

また、図13に示す構成例では、内側の面20aに対して段差をもって形成された外側の面20cが投影光学系最終面4sを全周にわたって取り囲む用に設けた。 In the configuration example shown in FIG. 13, the outer surface 20c which is formed with a step it is provided for surrounding the projection optical system last surface 4s over the entire circumference against the inner surface 20a. しかし、例えば液浸時のウエハの移動方向が限定される場合には、外側の面20c或いは段差部は、ウエハの移動方向の下流側のみに設けられてもよい。 However, for example, when the movement direction of the wafer at the time of immersion is limited, the surface 20c or the step portion of the outer may be provided only on the downstream side in the moving direction of the wafer. この場合、外側20c或いは段差部の長さは、液体回収ノズルの長さと同じか、それよりも長いことが望ましい。 In this case, the length of the outer 20c or stepped portions is either equal to the length of the liquid recovery nozzle, longer desirable than that.

液体供給ノズル5や液体回収ノズル6のノズル口は、単なる開口として構成してもよいが、液の供給量や回収量の場所ムラを少なくし、更に液ダレしにくくするという点では、微少な穴を複数有する多孔板や多孔質体をノズル口に設けることが望ましい。 Nozzle port of the liquid supply nozzle 5 and liquid recovery nozzle 6 may be configured as a simple opening, but to reduce the location unevenness in supply amount or recovery amount of the liquid, in that it hardly further dripping, a small it is desirable to provide a porous plate or a porous body having a plurality of holes in the nozzle opening. 特に繊維状や粒状(粉状)の金属材料や無機材料を焼結した多孔質体が好適である。 Porous body in particular sintered metal materials and inorganic fibrous materials and particulate (powdery) is preferable. またこれらに使用される材料(少なくとも表面を構成する材質)としてはステンレス、ニッケル、アルミナ、石英ガラスが液浸用媒体として使用される純水やフッ化液との相性の点で好適である。 Examples of materials used in these (material constituting at least the surface) stainless steel, nickel, alumina, silica glass is preferred in terms of compatibility with pure water or fluoride solution used as the immersion medium.

図14は、液体供給ノズル及び液体回収ノズルの構成及び配置に関する第7の構成例を示す斜視図である。 Figure 14 is a perspective view showing a seventh configuration example of the related construction and the arrangement of the liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle. 図14に示す構成例は、投影光学系最終面4sを取り囲む最外周部に不活性ガス吹き出し部24を設けた点で、これまでに挙げた第1〜第6の構成例と異なる。 Configuration example shown in FIG. 14, a point in which a inert gas blow unit 24 in the outermost peripheral portion surrounding the projection optical system last surface 4s, different from the first to the sixth configuration mentioned before.

不活性ガス吹き出し部(吹き出し環)24は、不図示の不活性ガス供給装置と連通しており、その下方に配置されるウエハや平面板に向かって、ほぼ均一な速度で不活性ガスを吹き出すことができるように構成されている。 Inert gas blowout portion (balloon ring) 24 is in communication with the inert gas supply unit (not shown), toward the wafer and a plane plate disposed thereunder, blowing an inert gas with a substantially uniform rate and it is configured to be able. 投影光学系最終面4sとウエハや平面板との間に液膜が形成されている状態で、不活性ガス吹き出し部24より不活性ガスを吹き出し、液膜に対しその外周側から不活性ガスにより圧力を加え、液膜を構成している液体が外に飛散することを防止しうる。 In a state where the liquid film is formed between the projection optical system last surface 4s and the wafer or flat plate, blowing inert gas from the inert gas blow unit 24, the inert gas from the outer peripheral side with respect to the liquid film was added pressure, it can prevent the liquid constituting the liquid film is scattered outside. この利点は、ウエハや平面板が移動している際に特に有効に機能する。 This advantage, functions particularly effectively when the wafer or flat plate is moving. また、不活性ガスを供給することにより、液膜が中心方向に押されるので、液膜がウエハや平面板の表面に付着したまま残ってしまうことを防止することができる。 Further, by supplying the inert gas, since a liquid film is pushed toward the center, it is possible to prevent the liquid film is left remain attached to the surface of the wafer or flat plate. また、不活性ガスを供給することにより、ウエハや平面板の表面を乾燥させることができる。 Further, by supplying the inert gas, it is possible to dry the surface of the wafer and a plane plate. ここで、ウエハや平面板を乾燥させるためだけに不活性ガスを利用するのであれば、不活性ガスの圧力は低くてもよい。 Here, if the use of only inert gas for drying the wafers and flat plate, the pressure of the inert gas may be low.

また不活性ガス吹き出し部24には吹き出し速度の場所ムラを抑えるために、液体供給ノズル5と同様、その吹き出し口に多孔板や多孔質体をノズル口に設けても良い。 In order to suppress the location unevenness blowing velocity inert gas blowing unit 24, similarly to the liquid supply nozzle 5, a porous plate or a porous body may be provided in the nozzle orifice to the outlet. またおよそ0.1mm程度の微少な隙間から不活性ガスを吹き出すスリットノズルとすれば、さらに不活性ガスの消費量を抑える利点があり尚良い。 Further, if a slit nozzle for blowing an inert gas from approximately 0.1mm about a minute clearance, has the advantage of suppressing the consumption of the inert gas further noted better.

以上のような構成によれば、ウエハや平面板の上面に液体が残存することをより確実に防止することができる。 According to the above configuration, it is possible to prevent the liquid on the upper surface of the wafer and a plane plate remains more reliably. これは、ウエハ交換時や保守点検時に、残存した液体を回収するためのユニットや作業が不要とし、露光装置の生産性を向上させること、及び、装置の大型化を防ぐことに寄与する。 This time when wafer exchange and maintenance, and unnecessary units and work for recovering the residual liquid, to improve the productivity of the exposure apparatus, and contributes to prevent an increase in size of the apparatus. また、不活性ガスの供給により、ウエハ上面に塗布された感光剤表面が濡れた状態に置かれる時間を短時間に抑え、さらに即座に感光剤表面を乾燥させることができる。 Further, by the supply of inert gas, reducing the time that the applied photosensitive agent surface of the wafer upper surface is placed in a wet state in a short time, it is possible to further dry the immediately photosensitive agent surface. したがって、感光剤の露光後の現像工程に影響を与える、濡れ状態に対する依存性を極力低減することができるため、安定した解像性能を感光剤に期待することができる。 Therefore, affecting the development step after the exposure of the photosensitive agent, since the dependence on wetting state can be reduced as much as possible, it is possible to expect a stable resolution performance photosensitizer.

図14に示す構成例では、投影光学系最終面4sとほぼ同面となる液接触面20aに液体供給ノズル5と液体回収ノズル6を設け、その外周側に平面20aよりもウエハに近い平面20cを設け、平面20cに不活性ガス吹き出し部を設けている。 In the configuration example shown in FIG. 14, the liquid supply nozzle 5 and liquid recovery nozzle 6 to the liquid contact surface 20a which becomes substantially Domen the projection optical system last surface 4s provided, a plane 20c closer to the wafer than the plane 20a on the outer peripheral side the provided is provided an inert gas blow section in the plane 20c. このように液接触面20aよりもウエハに近い面に不活性ガス吹き出し部を設けることにより、比較的少ないガス流量で、大きな圧力差を得ることができ、露光装置のランニングコストを抑え、また、不活性ガスが外部に与える影響を最小限に抑えることができる。 By providing the inert gas blow unit in the near surface to the wafer than the liquid contact surface 20a, a relatively small gas flow, it is possible to obtain a large pressure difference, reducing the running cost of the exposure apparatus, also, it is possible to minimize the impact of inert gas has on the outside. もちろん、不活性ガス吹き出し部の効果は、これを液接触面20a内に設けた場合においても、十分に発揮されうる。 Of course, the effect of the inert gas blow unit, even in case of providing it to the liquid contact plane 20a, may be sufficiently exhibited. また、図3〜図5に示す構成例においても、液体供給口5や液体回収口6の外側であって、ウエハ移動方向の上流側に、それらと同じ長さかそれより長い不活性ガス吹き出し部を設けることができる。 Further, in the configuration example shown in FIGS. 3 to 5, an outer liquid supply port 5 and liquid recovery port 6, on the upstream side of the wafer movement direction, which the same length or it longer inert gas blowout unit it can be provided.

図14に示す不活性ガス吹き出し部24の更に外周側に、不図示のガス吸い込み部(吸い込み環)を設ける。 Further outer peripheral side of the inert gas blowout unit 24 shown in FIG. 14, provided the gas suction unit (not shown) (the suction ring). そして、不活性ガス吹き出し部24から吹き出された不活性ガスを、このガス吸い込み部によって吸い込んで回収し、露光領域の周囲に影響を及ぼさない場所にその吸い込んだ不活性ガスを排気する。 Then, the inert gas blown out from the inert gas blowout part 24, the gas suction portion by then inhale recovered and evacuated the sucked inert gas in a location that does not affect the surrounding exposed area. そうすることにより露光領域の周囲の領域に与える不活性ガスの影響を最小限に抑えることができる。 It is possible to minimize the influence of the inert gas to be supplied to the region around the exposed region by doing so. 例えば、不活性ガスがウエハステージの位置を計測する干渉計の光路や、光学的フォーカスセンサの光路に流れ込んで、光路中の気体の成分が時間的、空間的に不均一となり、それが計測値の揺らぎ成分となって計測誤差の原因となるのが抑制される。 For example, the optical path and the position of the interferometer for measuring the inert gas wafer stage, flows into the optical path of the optical focus sensor, components of the gas in the optical path of time, spatial becomes uneven, it is the measured value It becomes fluctuation component of causing measurement error can be suppressed.

またこの不活性ガスには、有機物や酸性ガス、アルカリ性ガスなど光学系の曇りや感光剤に影響を与える不純物や水分を十分に取り除いた空気や窒素を使用するのが適当である。 Moreover The inert gas, it is appropriate to use organic substances and acid gases, the fogging or air and nitrogen have been removed sufficiently impurities and moisture affecting the photosensitive agent of the optical system such as alkaline gas. また特に窒素を使用すれば投影光学系最終面下に満たされた液体中に、大気中の酸素が溶け込むのを防ぐことができるため、特に液体として純水や機能水を使用する場合に、液体との接触面が酸化腐食するのを防止できる利点がある。 Further especially in the liquid filled in under the projection optical system final surface With nitrogen, it is possible to prevent the blend is atmospheric oxygen, particularly when using pure water and functional water as the liquid, liquid It can be advantageously prevent contact surfaces to oxidation corrosion and.

図15は、液体供給ノズル5の好ましい構成例を示す図である。 Figure 15 is a diagram illustrating a preferred configuration of the liquid supply nozzle 5. 図3〜図8、図13、図14に示した液体供給ノズル5の吹き出し口形状はスリット状である。 FIGS. 3-8, FIG. 13, outlet shape of the liquid supply nozzle 5 shown in FIG. 14 is a slit shape. これに対して、図15に示す構成例では、一つのノズルユニット(排出ユニット)5にn個(複数個)のノズルJ1〜Jnを備えている。 In contrast, in the configuration example shown in FIG. 15, the single nozzle unit (discharge unit) 5 is provided with a nozzle J1~Jn of n (plural). これらのノズルJ1〜Jnは、それぞれ開閉バルブV1〜Vnを介して液体供給装置7と接続されており、それぞれのノズルJ1〜Jnに対応した開閉バルブV1〜Vnの動作を切り替えることにより、液体をそれぞれ個別に供給・停止することができる。 These nozzles J1~Jn are each connected via an on-off valve V1~Vn a liquid supply device 7, by switching operation of the switching valve V1~Vn corresponding to each nozzle J1~Jn, the liquid each can be supplied and stopped individually.

また、これらのノズル群は、一列だでなく、複数列に配置されてもよく、これによれば、供給流量を増やすことも可能であるし、さらには複雑な形状に液膜を形成することも可能である。 These nozzle groups, not but one row may be arranged in a plurality of rows, according to this, and it is also possible to increase the supply flow rate, it further forms a liquid film on the complex shape it is also possible.

複数のノズルで構成されるノズルユニット5は、例えば図16に示すようにウエハ外周境界部から液浸を行う場合において、下方にウエハがあるノズルに対応する開閉バルブのみ開いて液を供給する。 The nozzle unit 5 composed of a plurality of nozzles, for example in the case of performing immersion from the wafer outer peripheral boundary portion as shown in FIG. 16, and supplies the liquid only open close valve corresponding to the nozzle where there is a wafer downward. ノズルユニット5は、さらにウエハの移動に伴って下方にウエハが入ってくるノズルに対応するバルブを順次開いてさらに液をウエハ上に供給するように制御されうる。 Nozzle unit 5 may be controlled to further supply a further liquid sequentially opening the valve corresponding to the nozzle which comes in wafer downward with the movement of the wafer on the wafer. これにより、液がウエハの外側にはみ出す事を防ぐことができる。 Thus, it is possible to prevent that the liquid protrudes to the outside of the wafer. これは、液体の回収のための装置負荷を低減する。 This reduces the equipment load for recovery of the liquid.

図16では、ウエハが移動してノズル列の下方の領域内に入ってゆくケースを示しているが、ウエハがノズル列の下方の領域から外れるケースについても適用しうる。 In Figure 16, the wafer is moved shows the case where Yuku enters the region below the nozzle column, but the wafer is also applicable for the case where out of the region below the nozzle array. また、ウエハの外側に同面板を設けてもよく、この場合は、同面板の外縁に対応して各ノズルからの液体の供給を制御すればよく、これにより同面板の大きさを最小化することができる。 Also may the coplanar plate provided on the outer side of the wafer, in this case, may be controlled supply of the liquid from the nozzles corresponding to the outer edge of the face plate, thereby minimizing the size of the face plate be able to. したがって、ウエハステージの移動距離を小さくすることができ、装置サイズを小型化することができる。 Therefore, it is possible to reduce the moving distance of the wafer stage, it is possible to miniaturize the device size.

また、図15に示す構成例では、ノズルユニット5の各ノズルからの液の供給・停止が対応する開閉バルブの開閉によって行われる。 In the configuration example shown in FIG. 15, the supply and stop of the liquid from the nozzles of the nozzle unit 5 is performed by opening and closing the corresponding opening and closing valve. これに代えて、例えばインクジェットプリンターで利用されているように、ノズルユニットの各ノズルに液滴を吐出・停止する機能を埋め込むことも可能である。 Alternatively, for example as are used in ink jet printers, it is also possible to embed the function of discharging and stopping the drop in the nozzles of the nozzle unit. また連続して液体を供給する他に、液滴を高周波で吐出させることによって、実質的に連続した液膜をウエハ上に形成させることも可能である。 Further in addition to continuously feeding the liquid, by ejecting droplets at a high frequency, it is possible to form a substantially continuous liquid film on the wafer. 具体的にはバブルジェット(登録商標)ノズルやサーマルジェットノズル、あるいはピエゾジェットノズルなどの構造及び機能を適用することができる。 Specifically, it is possible to apply the structure and function of such bubble jet nozzle and a thermal jet nozzle or piezo jet nozzle.

本発明の好適な実施の形態によれば、液浸法を適用した投影露光装置において、液滴を周囲に飛散させることなく、投影光学系最終面と基板との間に短時間で液膜を形成することが可能である。 According to a preferred embodiment of the present invention, in a projection exposure apparatus that applies the liquid immersion method, without scattering the droplets around, in a short time the liquid film between the projection optical system final surface and the substrate formation can be. 更に投影露光時に問題となる微少な気泡の発生を抑制することが可能である。 It is possible to further suppress the occurrence of minute bubble which is a problem when the projection exposure. また、基板毎に、又は、露光に先立って実施する位置合わせ工程毎に、又は、露光装置の性能を維持するための各種工程毎に、個別に液体を回収する作業が不要になる。 Further, each substrate or each positioning step which is carried prior to exposure, or, in each type of process for maintaining the performance of the exposure apparatus, becomes unnecessary work to recover the individual liquid. また、投影光学系最終面を常に純度の高い液体で覆うことができ、しかも環境雰囲気との接触面積を小さくすることができるため、所定の露光・解像性能を安定して得ることが可能となる。 Further, the projection optical system final surface can always be covered with a high purity liquid, moreover it is possible to reduce the contact area with the ambient atmosphere, can be stably a predetermined exposure-resolution performance Become. 更には環境中や感光剤中に含まれる不純物による曇りを抑制あるいは防止することができる。 Furthermore it is possible to suppress or prevent fogging due to impurities contained in the environment or a photosensitive agent. これらにより、露光装置の規模を大きくすることなく、また露光装置の生産性を損なうことなく、高精度かつ安定した投影露光が可能になり、微細なパターンを安定してかつ良好に基板に転写することができる。 These, without increasing the size of the exposure apparatus, and without impairing the productivity of the exposure apparatus enables high-precision and stable projection exposure, to transfer a fine pattern stably and and good substrate be able to.

次に、上述した露光装置を利用して、マイクロデバイス等のデバイスの一例としての半導体デバイスを製造するプロセスを説明する。 Next, using the above-described exposure apparatus will be described a process of manufacturing a semiconductor device as an example of a device such as a micro device. 図17は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。 Figure 17 is a flowchart showing the flow of the entire semiconductor device manufacturing process. ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。 In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. ステップ2(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。 Step 2 Based on the circuit pattern design process for making a mask.

一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。 On the other hand, a wafer is manufactured using a material such as silicon at step 3 (wafer manufacture). ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。 Step 4 (wafer process) called a pre-process wherein, by using the mask and wafer, an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the above-described exposure apparatus. 次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ5によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。 The next step 5 (assembly) called a post-process, a semiconductor chip by using the wafer manufactured in step 5, the assembly of such an assembly step (dicing, bonding), packaging (chip encapsulation) comprising the step. ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。 Step 6 (inspection) performs various tests for the semiconductor device manufactured in step 5, a durability check and perform. こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ7でこれを出荷する。 The semiconductor device is completed with these processes and shipped in step 7.

上記ステップ4のウエハプロセスは以下のステップを有する。 The wafer process in step 4 includes the following steps. ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ。 Oxidation step of oxidizing the surface of the wafer. ウエハ表面に絶縁膜を成膜するCVDステップ。 CVD step of forming an insulating film on the wafer surface. ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ。 An electrode formation step of forming by vapor deposition electrodes on the wafer. ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ。 Ion implantation step of implanting ions in the wafer. ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ。 Resist processing step of applying a photosensitive agent to the wafer. 上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写する露光ステップ。 Exposure step of transferring the circuit pattern to the wafer after the resist process step by the exposure apparatus described above. 露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ。 A development step of developing the wafer exposed in the exposure step. 現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ。 An etching step of removing portions other than the resist image developed in the developing step. エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。 Resist removal step of removing any unnecessary resist remaining after etching is removed. これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。 By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本発明によれば、液浸法を適用した露光装置及び露光方法の実用性を高めること、例えば、投影光学系の最終面と基板との間隙をより確実に液体で満たすことができる。 According to the present invention, to enhance the usefulness of the exposure apparatus and the exposure method of applying the liquid immersion method, for example, it is possible to meet the gap between the final surface and the substrate of the projection optical system more reliably in a liquid. 又、投影光学系の最終面がそれを取り巻く雰囲気に晒される可能性を低減することができる。 Further, it is possible to reduce the possibility that the final surface of the projection optical system is exposed to the atmosphere surrounding it. さらに、露光装置の構造を簡単化し、露光装置を小型化することができる。 Furthermore, simplify the structure of an exposure apparatus, an exposure apparatus can be miniaturized.

本発明の好適な実施形態の構成を概略的に示す図である。 The construction of a preferred embodiment of the present invention is a diagram schematically showing. 本発明の好適な実施の形態において投影光学系とウエハとの間隙を液体で満たす工程を模式的に示す図である。 The gap between the projection optical system and the wafer in the preferred embodiment of the present invention is a diagram schematically showing the step of filling with liquid. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第1の構成例を示す図である。 It is a diagram showing a first configuration example of a liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第2の構成例を示す図である。 It is a diagram showing a second configuration example of a liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第3の構成例を示す図である。 It is a diagram showing a third configuration example of a liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第4の構成例を示す図である。 It is a diagram showing a fourth configuration example of a liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第5の構成例を示す図である。 It is a diagram illustrating a fifth exemplary configuration of the liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な他の実施形態の一部構成を概略的に示す図である。 A partial configuration of another preferred embodiment of the present invention is a diagram schematically showing. 本発明の好適な他の実施の形態の露光装置において投影光学系下に平面板を送り込む工程を示す図である。 It illustrates a step of feeding the flat plate under the projection optical system in the exposure apparatus of another preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な他の実施の形態の露光装置において投影光学系下に平面板を送り込む他の工程を示す図である。 It is a diagram showing another step of feeding the flat plate under the projection optical system in the exposure apparatus of another preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置において投影光学系下に液膜を生成する工程を示す図である。 It illustrates a step of generating a liquid film under projection optical system in the exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置において投影光学系下に液膜を生成する他の工程を示した図である。 It is a diagram showing another step of generating a liquid film under projection optical system in the exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第6の構成例を示す図である。 It is a diagram illustrating a sixth configuration example of a liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置における液体供給ノズル及び液体回収ノズルの第7の構成例を示す図である。 It is a diagram showing a seventh configuration example of a liquid supply nozzle and the liquid recovery nozzle in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 本発明の好適な実施の形態の露光装置におけるノズルユニット(複数ノズルで構成されたノズルユニット)の構成例を示す図である。 It is a diagram illustrating a configuration example of a nozzle unit (nozzle unit including a plurality nozzles) in the exposure apparatus of the preferred embodiment of the present invention. 図15に示すノズルユニットの適用例を示す図である。 Is a diagram showing an application example of a nozzle unit shown in FIG. 15. 半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。 Is a flowchart showing the flow of the entire semiconductor device manufacturing process.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:レチクル2:照明系3:レチクルステージ4:投影光学系4s:投影光学系最終面5,5a,5b,5c,5d,5e,5f,5g,5h:液体供給ノズル6,6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6h:液体回収ノズル7:液体供給装置8:液体回収装置9:ウエハ10:ウエハステージ11:参照ミラー12:測距用レーザー干渉計13:ステージ制御装置、 1: The reticle 2: illumination system 3: the reticle stage 4: the projection optical system 4s: a projection optical system final surface 5,5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g, 5h: liquid supply nozzle 6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 6g, 6h: liquid recovery nozzle 7: liquid supply device 8: the liquid recovery unit 9: wafer 10: the wafer stage 11: reference mirror 12: rangefinding laser interferometer 13: stage controller,
14,15:定盤16:供給管17:回収管18:液浸制御装置19:同面板20,20a,20b:連続部材(液接触面) 14, 15: surface plate 16: supply pipe 17: recovery pipe 18: liquid immersion controller 19: the coplanar plate 20, 20a, 20b: continuous member (liquid contact surface)
20c:外周面21:平面板22:吸引口23:液体注入口24:不活性ガス吹き出し部f:液浸用液体g:気体ea:露光スリット領域J1,J2・・・Jn:ノズルV1,V2・・・Vn:開閉バルブ 20c: outer peripheral surface 21: flat plate 22: suction port 23: liquid inlet 24: inert gas blowout part f: immersion liquid g: gas ea: exposure slit region J1, J2 ··· Jn: nozzle V1, V2 ··· Vn: the opening and closing valve

Claims (7)

  1. 影光学系を有し、該投影光学系の最終面と基板との間隙に満たされた液体と該投影光学系と原版とを介して該基板を露光する露光装置であって、 It has a projecting projection optical system, an exposure apparatus that exposes a substrate through a final surface and gaps filled liquid and the projection optical system and the precursor of the substrate of the projection optical system,
    前記基板を保持し移動するステージと、 A stage that moves while holding the substrate,
    前記投影光学系の最終面の周囲に配置され、前記ステージに保持された前記基板の表面に対向する第1の面と、前記ステージに保持された前記基板の表面に対向し且つ前記第1の面より外側に配置されて前記第1の面の前記表面からの距離とは異なる前記表面からの距離を有する第2の面と、前記間隙に液体を供給する供給口と、前記第2の面に且つ前記供給口の外側に配置されて前記間隙から液体を回収する回収口とを含む部材と、 Disposed around the final surface of the projection optical system, a first surface facing the surface of the substrate held by the stage, and opposed to the surface of the substrate held by the stage and the first a second surface having a distance from said different surface from the distance is located outside the plane of the said surface of the first surface, and a supply port for supplying liquid to said gap, said second face a member comprising a recovery port for recovering the liquid from the gap is and disposed outside of the supply ports,
    を有することを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus characterized by having a.
  2. 投影光学系を有し、該投影光学系の最終面と基板との間隙に満たされた液体と該投影光学系と原版とを介して該基板を露光する露光装置であって、 Projecting an optical system, an exposure apparatus that exposes a substrate through a final surface liquid and the projection optical system and the original filling the gap between the substrate of the projection optical system,
    前記基板を保持して移動するステージと、 A stage that moves while holding the substrate,
    前記投影光学系の最終面の周囲に配置され、前記ステージに保持された前記基板の表面に対向する第1の面と、前記ステージに保持された前記基板の表面に対向し且つ前記第1の面より外側に配置されて前記第1の面の前記表面からの距離とは異なる前記表面からの距離を有する第2の面と、前記間隙に液体を供給する供給口と、前記第1の面に且つ前記供給口の外側に配置されて前記間隙から液体を回収する回収口とを含む部材と、 Disposed around the final surface of the projection optical system, a first surface facing the surface of the substrate held by the stage, and opposed to the surface of the substrate held by the stage and the first a second surface having a distance from said different surface from the distance is located outside the plane of the said surface of the first surface, and a supply port for supplying liquid to said gap, said first surface a member comprising a recovery port for recovering the liquid from the gap is and disposed outside of the supply ports,
    を有することを特徴とする露光装置。 Exposure apparatus characterized by having a.
  3. 前記第2の面は、前記第1の面の前記表面からの距離より小さい前記表面からの距離を有する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。 The second surface, the first with a distance from a distance smaller than said surface from said surface plane, that the exposure apparatus according to claim 1 or 2, characterized in.
  4. 前記第2の面は、前記最終面を取り囲むように配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の露光装置。 The second surface, the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3 wherein is arranged so as to surround the final surface, it is characterized.
  5. 前記供給口は、前記第1の面に配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の露光装置。 The supply port, the first being arranged on the surface, that the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in.
  6. 前記第2の面に配置されてガスを吹き出す吹き出し口を有する、ことを特徴とする請求項2に記載の露光装置。 The second is located on a surface having a blowing opening blowing the gas, exposure apparatus according to claim 2, characterized in that.
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、 A step of exposing a substrate using an exposure apparatus according to any one of claims 1 to 6,
    前記工程で露光された基板を現像する工程と、 A step of developing the substrate exposed in the step,
    を有することを特徴とするデバイス製造方法。 Device manufacturing method characterized by having a.
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