以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る露光装置EXの一例を示す概略構成図である。本実施形態の露光装置EXは、液体LQを介して露光光ELで基板Pを露光する液浸露光装置である。本実施形態においては、基板Pに照射される露光光ELの光路Kが液体LQで満たされるように液浸空間LSが形成される。液浸空間とは、液体で満たされた部分(空間、領域)をいう。基板Pは、液浸空間LSの液体LQを介して露光光ELで露光される。本実施形態においては、液体LQとして、水(純水)を用いる。
また、本実施形態の露光装置EXは、例えば米国特許第6897963号、及び欧州特許出願公開第1713113号等に開示されているような、基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置である。
図1において、露光装置EXは、マスクMを保持して移動可能なマスクステージ1と、基板Pを保持して移動可能な基板ステージ2と、基板Pを保持せずに、露光光ELを計測する計測部材(計測器)Cを搭載して移動可能な計測ステージ3と、基板ステージ2及び計測ステージ3の位置を計測する計測システム4と、マスクMを露光光ELで照明する照明系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板Pに投影する投影光学系PLと、液浸空間LSを形成する液浸部材5と、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置6と、制御装置6に接続され、露光に関する各種の情報を記憶する記憶装置7とを備えている。
また、露光装置EXは、投影光学系PL、及び計測システム4を含む各種の計測システムを支持する基準フレーム8Aと、基準フレーム8Aを支持する装置フレーム8Bと、基準フレーム8Aと装置フレーム8Bとの間に配置され、装置フレーム8Bから基準フレーム8Aへの振動の伝達を抑制する防振装置10とを備えている。防振装置10は、ばね装置などを含む。本実施形態において、防振装置10は、気体ばね(例えばエアマウント)を含む。なお、基板Pのアライメントマークを検出する検出システム、あるいは基板Pなどの物体の表面の位置を検出する検出システムが、基準フレーム8Aに支持されてもよい。
また、露光装置EXは、露光光ELが進行する空間CSの環境(温度、湿度、圧力、及びクリーン度の少なくとも一つ)を調整するチャンバ装置9を備えている。空間CSには、少なくとも投影光学系PL、液浸部材5、基板ステージ2、及び計測ステージ3が配置される。本実施形態においては、マスクステージ1、及び照明系ILの少なくとも一部も空間CSに配置される。
マスクMは、基板Pに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクMは、例えばガラス板等の透明板と、その透明板上にクロム等の遮光材料を用いて形成されたパターンとを有する透過型マスクを含む。なお、マスクMとして、反射型マスクを用いることもできる。
基板Pは、デバイスを製造するための基板である。基板Pは、例えば半導体ウエハ等の基材と、その基材上に形成された感光膜とを含む。感光膜は、感光材(フォトレジスト)の膜である。また、基板Pが、感光膜に加えて別の膜を含んでもよい。例えば、基板Pが、反射防止膜を含んでもよいし、感光膜を保護する保護膜(トップコート膜)を含んでもよい。
照明系ILは、照明領域IRに露光光ELを照射する。照明領域IRは、照明系ILから射出される露光光ELが照射可能な位置を含む。照明系ILは、照明領域IRに配置されたマスクMの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系ILから射出される露光光ELとして、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられる。本実施形態においては、露光光ELとして、紫外光(真空紫外光)であるArFエキシマレーザ光を用いる。
マスクステージ1は、マスクMを保持した状態で移動可能である。マスクステージ1は、例えば米国特許第6452292号に開示されているような平面モータを含む駆動システム11の作動により移動する。本実施形態において、マスクステージ1は、駆動システム11の作動により、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。なお、駆動システム11は、平面モータを含まなくてもよい。例えば、駆動システム11が、リニアモータを含んでもよい。
投影光学系PLは、投影領域PRに露光光ELを照射する。投影領域PRは、投影光学系PLから射出される露光光ELが照射可能な位置を含む。投影光学系PLは、投影領域PRに配置された基板Pの少なくとも一部に、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。本実施形態において、投影光学系PLは、縮小系である。投影光学系PLの投影倍率は、1/4である。なお、投影光学系PLの投影倍率は、1/5、又は1/8等でもよい。なお、投影光学系PLは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態において、投影光学系PLの光軸は、Z軸と平行である。投影光学系PLは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれでもよい。投影光学系PLは、倒立像及び正立像のいずれを形成してもよい。
投影光学系PLは、露光光ELが射出される射出面12を有する終端光学素子13を含む。射出面12は、投影光学系PLの像面に向けて露光光ELを射出する。終端光学素子13は、投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い光学素子である。投影領域PRは、射出面12から射出される露光光ELが照射可能な位置を含む。本実施形態において、射出面12は、−Z方向を向いている。射出面12から射出される露光光ELは、−Z方向に進行する。射出面12は、XY平面と平行である。なお、−Z方向を向いている射出面12は、凸面でもよいし、凹面でもよい。なお、射出面12は、XY平面に対して傾斜してもよいし、曲面を含んでもよい。本実施形態において、終端光学素子13の光軸は、Z軸と平行である。
本実施形態においては、終端光学素子13の光軸と平行な方向に関して、射出面12側が−Z側であり、入射面側が+Z側である。本実施形態においては、投影光学系PLの光軸と平行な方向に関して、投影光学系PLの像面側が−Z側であり、投影光学系PLの物体面側が+Z側である。
基板ステージ2は、基板Pを保持した状態で、射出面12からの露光光ELが照射可能な位置(投影領域PR)を含むXY平面内を移動可能である。計測ステージ3は、計測部材(計測器)Cを搭載した状態で、射出面12からの露光光ELが照射可能な位置(投影領域PR)を含むXY平面内を移動可能である。基板ステージ2及び計測ステージ3のそれぞれは、ベース部材14のガイド面14G上を移動可能である。本実施形態において、ガイド面14GとXY平面とは実質的に平行である。
本実施形態において、基板ステージ2は、例えば米国特許出願公開第2007/0177125号、米国特許出願公開第2008/0049209号等に開示されているような、基板Pをリリース可能に保持する第1保持部と、第1保持部の周囲に配置され、カバー部材Tをリリース可能に保持する第2保持部とを有する。第1保持部は、基板Pの表面(上面)とXY平面とが実質的に平行となるように、基板Pを保持する。本実施形態において、第1保持部に保持された基板Pの上面と、第2保持部に保持されたカバー部材Tの上面とは、実質的に同一平面内に配置される。なお、第1保持部に保持された基板Pの上面と、第2保持部に保持されたカバー部材Tの上面とは、同一平面内に配置されなくてもよい。なお、基板Pの上面に対してカバー部材Tの上面が傾斜してもよいし、カバー部材Tの上面が曲面を含んでもよい。
基板ステージ2及び計測ステージ3は、例えば米国特許第6452292号に開示されているような平面モータを含む駆動システム15の作動により移動する。駆動システム15は、基板ステージ2に配置された可動子2Cと、計測ステージ3に配置された可動子3Cと、ベース部材14に配置された固定子14Mとを有する。基板ステージ2及び計測ステージ3のそれぞれは、駆動システム15の作動により、ガイド面14G上において、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。なお、駆動システム15は、平面モータを含まなくてもよい。例えば、駆動システム15が、リニアモータを含んでもよい。
計測システム4は、干渉計システムを含む。干渉計システムは、基板ステージ2の計測ミラー及び計測ステージ3の計測ミラーに計測光を照射して、その基板ステージ2及び計測ステージ3の位置を計測するユニットを含む。なお、計測システムが、例えば米国特許出願公開第2007/0288121号に開示されているようなエンコーダシステムを含んでもよい。なお、計測システム4が、干渉計システム及びエンコーダシステムのいずれか一方のみを含んでもよい。
基板Pの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置6は、計測システム4の計測結果に基づいて、基板ステージ2(基板P)、及び計測ステージ3(計測部材C)の位置制御を実行する。
次に、本実施形態に係る液浸部材5について説明する。なお、液浸部材を、ノズル部材、と称してもよい。図2は、液浸部材5のXZ平面と平行な断面図である。図3は、図2の一部を拡大した図である。図4は、液浸部材5の動作の一例を示す図である。図5は、液浸部材5を下側(−Z側)から見た図である。図6及び図7は、液浸部材5の分解斜視図である。
液浸部材5は、終端光学素子13の下方で移動可能な物体上に液体LQの液浸空間LSを形成する。
本実施形態において、終端光学素子13の下方で移動可能な物体は、射出面12と対向する位置を含むXY平面内を移動可能である。その物体は、射出面12と対向可能であり、投影領域PRに配置可能である。その物体は、液浸部材5の下方で移動可能であり、液浸部材5と対向可能である。本実施形態において、その物体は、基板ステージ2の少なくとも一部(例えば基板ステージ2のカバー部材T)、基板ステージ2(第1保持部)に保持された基板P、及び計測ステージ3の少なくとも一つを含む。基板Pの露光において、終端光学素子13の射出面12と基板Pとの間の露光光ELの光路Kが液体LQで満たされるように液浸空間LSが形成される。基板Pに露光光ELが照射されているとき、投影領域PRを含む基板Pの表面の一部の領域だけが液体LQで覆われるように液浸空間LSが形成される。
以下の説明においては、物体が基板Pであることとする。なお、上述のように、物体は、基板ステージ2及び計測ステージ3の少なくとも一方でもよいし、基板P、基板ステージ2及び計測ステージ3とは別の物体でもよい。また、基板ステージ2のカバー部材Tと基板Pとを跨ぐように液浸空間LSが形成される場合もあるし、基板ステージ2と計測ステージ3とを跨ぐように液浸空間LSが形成される場合もある。
液浸空間LSは、終端光学素子13の射出面12から射出される露光光ELの光路Kが液体LQで満たされるように形成される。液浸空間LSの少なくとも一部は、終端光学素子13と基板P(物体)との間の空間に形成される。また、液浸空間LSの少なくとも一部は、液浸部材5と基板P(物体)との間の空間に形成される。
液浸部材5は、終端光学素子13の周囲の少なくとも一部に配置される第1部材21と、第1部材21の下方において光路Kの周囲の少なくとも一部に配置され、第1部材21に対して可動な第2部材22とを備えている。本実施形態においては、第2部材22は、光路Kの周囲に、光路Kを囲むように配置されている。
第1材21は、第2部材22よりも基板P(物体)から離れた位置に配置される。第2部材22の少なくとも一部は、第1部材21と基板P(物体)との間に配置される。
本実施形態においては、第2部材22の一部が第1部材21の下方に配置されている。すなわち、本実施形態においては、第2部材22の一部が第1部材21と基板P(物体)との間に配置される。
また、第2部材22の少なくとも一部は、終端光学素子13と基板P(物体)との間に配置される。なお、第2部材22は、終端光学素子13と基板P(物体)との間に配置されなくてもよい。
第1部材21は、−Z方向を向く下面23と、下面23の周囲の少なくとも一部に配置された流体回収部24とを有する。第2部材22は、+Z方向を向く上面25と、−Z方向を向く下面26と、下面26の周囲の少なくとも一部に配置された流体回収部27とを有する。
第1部材21は、終端光学素子13の側面13Fと対向する内側面28と、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して外側を向く外側面29とを有する。第2部材22は、外側面29と間隙を介して対向する内側面30を有する。
第1部材21の内側面28は、終端光学素子13の側面13Fと間隙を介して対向する。
第2部材22は、下面23に対向可能である。第2部材22は、流体回収部24に対向可能である。本実施形態において、第2部材22の上面25の少なくとも一部は、下面23と間隙を介して対向する。本実施形態において、上面25の少なくとも一部は、射出面12と間隙を介して対向する。なお、上面25が射出面12と対向しなくてもよい。
基板P(物体)は、下面26に対向可能である。基板P(物体)は、流体回収部27に対向可能である。本実施形態において、基板Pの上面の少なくとも一部は、下面26と間隙を介して対向する。基板Pの上面の少なくとも一部は、射出面12と間隙を介して対向する。本実施形態において、Z軸方向に関して、基板P(物体)の上面と下面26との間隙の寸法は、基板P(物体)の上面と下面26との間隙の寸法よりも大きいが、同じであってもよいし、基板P(物体)の上面と下面26との間隙の寸法が、基板P(物体)の上面と下面26との間隙の寸法よりも小さくてもよい。本実施形態において、Z軸方向において、基板P(物体)の上面と射出面12との間隙の寸法は、基板Pの上面と下面26との間隙の寸法よりも大きい。
下面23と上面25との間に第1空間SP1が形成される。下面26と基板P(物体)の上面との間に第2空間SP2が形成される。側面13Fと内側面28との間に第3空間SP3が形成される。
本実施形態において、上面25は、液体LQに対して撥液性である。本実施形態において、上面25は、フッ素を含む樹脂の膜の表面を含む。本実施形態において、上面25は、PFA(Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)の膜の表面を含む。なお、上面25が、PTFE(Poly tetra fluoro ethylene)の膜の表面を含んでもよい。液体LQに対する上面25の接触角は、90度よりも大きい。なお、液体LQに対する上面25の接触角が、例えば100度よりも大きくてもよいし、110度よりも大きくてもよいし、120度よりも大きくてもよい。
上面25が液体LQに対して撥液性であるため、第1空間SP1の液体LQに気体部分が生成されたり、液体LQに気泡が混入したりすることが抑制される。
なお、液体LQに対する上面25の接触角が、液体LQに対する基板Pの上面の接触角よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、液体LQに対する基板Pの上面の接触角と実質的に等しくてもよい。
なお、上面25が液体LQに対して親液性でもよい。液体LQに対する上面25の接触角が、90度よりも小さくてもよいし、80度よりも小さくてもよいし、70度よりも小さくてもよい。これにより、第1空間SP1において液体LQが円滑に流れる。
なお、下面23が液体LQに対して撥液性でもよい。例えば、下面23及び上面25の両方が液体LQに対して撥液性でもよい。なお、下面23が液体LQに対して撥液性で、上面25が液体LQに対して親液性でもよい。
なお、下面23が液体LQに対して親液性でもよい。例えば、下面23及び上面25の両方が液体LQに対して撥液性でもよい。なお、下面23が液体LQに対して親液性で、上面25が液体LQに対して撥液性でもよい。
本実施形態において、下面26は、液体LQに対して親液性である。液体LQに対する下面26の接触角が、90度よりも小さくてもよいし、80度よりも小さくてもよいし、70度よりも小さくてもよい。本実施形態において、液体LQに対する下面26の接触角は、液体LQに対する基板Pの上面の接触角よりも小さい。なお、液体LQに対する下面26の接触角は、液体LQに対する基板Pの上面の接触角よりも大きくてもよいし、実質的に等しくてもよい。
終端光学素子13の側面13Fは、射出面12の周囲に配置される。側面13Fは、露光光ELを射出しない非射出面である。露光光ELは、射出面12を通過し、側面13Fを通過しない。
第1部材21の下面23は、液体LQを回収しない。下面23は、非回収部であり、液体LQを回収不可能である。第1部材21の下面23は、第2部材22との間で液体LQを保持可能である。
第2部材22の上面25は、液体LQを回収しない。上面25は、非回収部であり、液体LQを回収不可能である。第2部材22の上面25は、第1部材21との間で液体LQを保持可能である。
第2部材22の下面26は、液体LQを回収しない。下面26は、非回収部であり、液体LQを回収不可能である。第2部材22の下面26は、基板P(物体)との間で液体LQを保持可能である。
内側面28、外側面29、及び内側面30は、液体LQを回収しない。内側面28、外側面29、及び内側面30は、非回収部であり、液体LQを回収不可能である。
本実施形態において、下面23は、XY平面と実質的に平行である。上面25も、XY平面と実質的に平行である。下面26も、XY平面と実質的に平行である。すなわち、下面23と上面25とは、実質的に平行である。上面25と下面26とは、実質的に平行である。
なお、下面23が、XY平面に対して非平行でもよいし、曲面を含んでもよい。なお、上面25が、XY平面に対して非平行でもよいし、曲面を含んでもよい。なお、下面26が、XY平面に対して非平行でもよいし、曲面を含んでもよい。なお、下面23と上面25と下面26の一つが別の一つと非平行であってもよい。
第1部材21は、射出面12から射出された露光光ELが通過可能な開口34を有する。第2部材22は、射出面12から射出された露光光ELが通過可能な開口35を有する。開口34の内側に終端光学素子13の少なくとも一部が配置される。本実施形態において、光路Kに面する開口34を規定する第2部材22の内面34Uは、光路Kに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜する。開口34の下端の周囲に下面23が配置される。開口35の上端の周囲に上面25が配置される。開口35の下端の周囲に下面26が配置される。
本実施形態において、光路Kに面する開口35を規定する第2部材22の内面35Uの少なくとも一部は、光路Kに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜する。これにより、第2部材22の内面35Uが液浸空間LSに配置されている状態で、第2部材22は円滑に移動可能である。また、第2部材22の内面35Uが液浸空間LSに配置されている状態で第2部材22が移動しても、液浸空間LSの液体LQの圧力が変動することが抑制される。
本実施形態において、XY平面内における開口34の寸法は、開口35の寸法よりも大きい。本実施形態において、X軸方向に関して、開口34の寸法は、開口35の寸法よりも大きい。本実施形態において、Y軸方向に関して、開口34の寸法は、開口35の寸法よりも大きい。本実施形態において、射出面12の直下には、第1部材21が配置されておらず、開口34は、射出面12の周囲に配置される。本実施形態において、開口34は、射出面12より大きい。本実施形態において、終端光学素子13の側面13Fと第1部材21との間に形成された間隙の下端は、第2部材22の上面25に面している。また、第2部材22の開口35は、射出面12と対向するように配置される。本実施形態において、XY平面内における開口35の形状は、X軸方向に長い長方形状である。なお、開口35の形状は、長方形に限定されず、X軸方向に長い楕円形であってもよいし、X軸方向に長い多角形であってもよい。
なお、開口34の寸法が開口35の寸法よりも小さくてもよい。なお、開口34の寸法が開口35の寸法と実質的に等しくてもよい。また、X軸方向に関しては、開口34の寸法が開口35の寸法よりも小さく、Y軸方向に関しては、開口34の寸法が開口35の寸法よりも大きくしてもよい。
第1部材21は、終端光学素子13の周囲に配置される。第1部材21は、環状の部材である。第1部材21は、終端光学素子13に接触しないように配置される。第1部材21と終端光学素子13との間に間隙が形成される。本実施形態において、第1部材21は、射出面12と対向しない。なお、第1部材21の一部が、射出面12と対向してもよい。すなわち、第1部材21の一部が、射出面12と基板P(物体)の上面との間に配置されてもよい。なお、第1部材21は環状でなくてもよい。例えば、第1部材21は、終端光学素子13(光路K)の周囲の一部に配置されてもよい。例えば、第1部材21は、終端光学素子13(光路K)の周囲において複数配置されてもよい。
第2部材22は、光路Kの周囲に配置される。第2部材22は、環状の部材である。第2部材22は、第1部材21に接触しないように配置される。第2部材22と第1部材21との間に間隙が形成される。
本実施形態において、第1部材21は、支持部材21Sを介して装置フレーム8Bに支持される。なお、第1部材21が支持部材を介して基準フレーム8Aに支持されてもよい。
第2部材22は、支持部材22Sを介して装置フレーム8Bに支持される。支持部材22Sは、光路Kに対して第1部材21の外側で第2部材22に接続される。なお、第1部材21が支持部材を介して基準フレーム8Aに支持されていてもよい。
第2部材22は、第1部材21に対して移動可能である。第2部材22は、終端光学素子13に対して移動可能である。第2部材22と第1部材21との相対位置は、変化する。第2部材22と終端光学素子13との相対位置は、変化する。
第2部材22は、終端光学素子13の光軸と垂直なXY平面内を移動可能である。第2部材22は、XY平面と実質的に平行に移動可能である。図4に示すように、本実施形態において、第2部材22は、少なくともX軸方向に移動可能である。なお、第2部材22が、X軸方向に加えて、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZの少なくとも一つの方向に移動可能でもよい。
本実施形態において、終端光学素子13は、実質的に移動しない。第1部材21も、実質的に移動しない。
第2部材22は、第1部材21の少なくとも一部の下方で移動可能である。第2部材22は、第1部材21と基板P(物体)との間において移動可能である。
本実施形態においては、第2部材22がXY平面内において移動することにより、第1部材21の外側面29と第2部材22の内側面30との間隙の寸法が変化する。換言すれば、第2部材22がXY平面内において移動することによって、外側面29と内側面30との間の空間の大きさが変化する。例えば、図4に示す例では、第2部材22が−X方向に移動することにより、外側面29と内側面30との間隙の寸法が小さくなる(外側面29と内側面30との間の空間が小さくなる)。第2部材22が+X方向に移動することにより、外側面29と内側面30との間隙の寸法が大きくなる(外側面29と内側面30との間の空間が大きくなる)。本実施形態においては、第1部材21(外側面29)と第2部材22(内側面30)とが接触しないように、第2部材22の移動可能範囲が定められる。
本実施形態において、第2部材22は、駆動装置32によって移動する。本実施形態において、駆動装置32は、支持部材22Sを移動する。支持部材22Sが駆動装置32により移動されることにより、第2部材22が移動する。駆動装置32は、例えばモータを含み、ローレンツ力を使って第2部材22を移動する。
駆動装置32は、支持部材32Sを介して、装置フレーム8Bに支持される。本実施形態において、第2部材22は、支持部材22S、駆動装置32、及び支持部材32Sを介して、装置フレーム8Bに支持される。第2部材22の移動により振動が発生しても、防振装置10によって、その振動が基準フレーム8Aに伝達されることが抑制される。
第2部材22は、例えば射出面12から露光光ELが射出される期間の少なくとも一部と並行して移動してもよい。第2部材22は、液浸空間LSが形成されている状態で射出面12から露光光ELが射出される期間の少なくとも一部と並行して移動してもよい。
第2部材22は、基板P(物体)が移動する期間の少なくとも一部と並行して移動してもよい。第2部材22は、液浸空間LSが形成されている状態で基板P(物体)が移動する期間の少なくとも一部と並行して移動してもよい。
第2部材22は、基板P(物体)の移動方向に移動してもよい。例えば、基板PがXY平面内における一方向(例えば+X方向)に移動するとき、第2部材22は、その基板Pの移動と同期して、XY平面内における一方向(+X方向)に移動してもよい。
液浸部材5は、液浸空間LSを形成するための液体LQを供給する液体供給部31を有する。本実施形態においては、液体供給部31は、第1部材21に配置される。なお、液体供給部31は、第1部材21及び第2部材22の両方に配置されてもよい。なお、液体供給部31は、第1部材21に配置され、第2部材22に配置されなくてもよいし、第2部材22に配置され、第1部材21に配置されなくてもよい。なお、液体供給部31は、第1部材21及び第2部材22とは異なる部材に配置されてもよい。
液体供給部31は、光路K(終端光学素子13の光軸)に対する放射方向に関して流体回収部24及び流体回収部27の内側に配置される。本実施形態において、液体供給部31は、第1部材21の内側面28に配置される開口(液体供給口)を含む。液体供給部31は、側面13Fに対向するように配置される。液体供給部31は、側面13Fと内側面28との間の第3空間SP3に液体LQを供給する。本実施形態において、液体供給部31は、光路K(終端光学素子13)に対して+X側及び−X側のそれぞれに配置される。なお、液体供給部31は、光路K(終端光学素子13)に対してY軸方向に配置されてもよいし、X軸方向及びY軸方向を含む光路K(終端光学素子13)の周囲に複数配置されてもよい。また、液体供給部31が一つでもよい。なお、液体供給部31の替わりに、あるいは液体供給部31に加えて、液体LQを供給可能な液体供給部を下面23に設けてもよい。
本実施形態において、液体供給部(液体供給口)31は、第1部材21の内部に形成された供給流路31Rを介して、液体供給装置31Sと接続される。液体供給装置31Sは、クリーンで温度調整された液体LQを液体供給部31に供給可能である。液体供給部31は、液浸空間LSを形成するために、液体供給装置31Sからの液体LQを供給する。
下面23の内側のエッジと上面25との間に、開口40が形成される。射出面12と基板P(物体)との間の光路Kを含む光路空間SPKと、下面23と上面25との間の第1空間SP1とは、開口40を介して結ばれる。光路空間SPKは、射出面12と基板P(物体)との間の空間、及び射出面12と上面25との間の空間を含む。開口40は、光路Kに面するように配置される。側面13Fと内側面28との間の第3空間SP3と、第1空間SP1とは、開口40を介して結ばれる。
液体供給部31からの液体LQの少なくとも一部は、開口40を介して、下面23と上面25との間の第1空間SP1に供給される。液浸空間LSを形成するために液体供給部31から供給された液体LQの少なくとも一部は、開口34及び開口35を介して、射出面12と対向する基板P(物体)上に供給される。これにより、光路Kが液体LQで満たされる。液体供給部31からの液体LQの少なくとも一部は、下面26と基板P(物体)の上面との間の第2空間SP2に供給される。
本実施形態においては、Z軸方向に関して、第1空間SP1の寸法は、第2空間SP2の寸法よりも小さい。なお、Z軸方向に関して、第1空間SP1の寸法が、第2空間SP2の寸法と実質的に等しくてもよいし、第2空間SP2の寸法よりも大きくてもよい。
流体回収部24は、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して下面23の外側に配置される。本実施形態において、流体回収部24は、下面23の周囲に配置される。流体回収部24は、露光光ELの光路Kの周囲に配置される。なお、流体回収部24は、下面23の周囲の一部に配置されてもよい。例えば、流体回収部24は、下面23の周囲において複数配置されてもよい。本実施形態において、流体回収部24は、第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部を回収する。
流体回収部27は、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して下面26の外側に配置される。本実施形態において、流体回収部27は、下面26の周囲に配置される。流体回収部27は、露光光ELの光路Kの周囲に配置される。なお、流体回収部27は、下面26の周囲の一部に配置されてもよい。例えば、流体回収部27は、下面26の周囲において複数配置されてもよい。本実施形態において、流体回収部27は、基板P(物体)に面するように配置される。流体回収部27は、第2空間SP2の液体LQの少なくとも一部を回収する。
本実施形態において、流体回収部27は、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して第1部材21の外側面29の外側に配置される。また、流体回収部27は、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して第1空間SP1の外側に配置される。また、流体回収部27は、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して上面25の外側に配置される。
本実施形態においては、上面25側の第1空間SP1及び下面26側の第2空間SP2の一方から他方への液体LQの移動が抑制されている。第1空間SP1と第2空間SP2とは、第2部材22によって仕切られている。第1空間SP1の液体LQは、開口35を介して第2空間SP2に移動できる。第1空間SP1の液体LQは、開口35を介さずに第2空間SP2に移動できない。光路Kに対して開口35よりも外側の第1空間SP1に存在する液体LQは、第2空間SP2に移動できない。第2空間SP2の液体LQは、開口35を介して第1空間SP1に移動できる。第2空間SP2の液体LQは、開口35を介さずに第1空間SP1に移動できない。光路Kに対して開口35よりも外側の第2空間SP2に存在する液体LQは、第1空間SP1に移動できない。すなわち、本実施形態において、液浸部材5は、開口35以外に、第1空間SP1と第2空間SP2とを流体的に接続する流路を有しない。
本実施形態において、流体回収部27は、第2空間SP2の液体LQの少なくとも一部を回収し、第1空間SP1の液体LQを回収しない。流体回収部24は、第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部を回収し、第2空間SP2の液体LQを回収しない。
また、光路Kに対して第1空間SP1の外側(外側面29の外側)に移動した液体LQは、内側面30によって、基板P上(第2空間SP2)に移動することが抑制される。
流体回収部24は、第1部材21の下面23の周囲の少なくとも一部に配置される開口(流体回収口)を含む。流体回収部24は、上面25に対向するように配置される。流体回収部24は、第1部材21の内部に形成された回収流路(空間)24Rを介して、液体回収装置24Cと接続される。液体回収装置24Cは、流体回収部24と真空システムとを接続可能である。流体回収部24は、第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部を回収可能である。第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部は、流体回収部24を介して回収流路24Rに流入可能である。
本実施形態において、流体回収部24は、多孔部材36を含み、流体回収口は、多孔部材36の孔を含む。本実施形態において、多孔部材36は、メッシュプレートを含む。多孔部材36は、上面25が対向可能な下面と、回収流路24Rに面する上面と、下面と上面とを結ぶ複数の孔とを有する。液体回収部24は、多孔部材36の孔を介して液体LQを回収する。流体回収部24(多孔部材36の孔)から回収された液体LQは、回収流路24Rに流入し、その回収流路24Rを流れて、液体回収装置24Cに回収される。
本実施形態においては、流体回収部24を介して実質的に液体LQのみが回収され、気体の回収が制限されている。制御装置6は、第1空間SP1の液体LQが多孔部材36の孔を通過して回収流路24Rに流入し、気体は通過しないように、多孔部材36の下面側の圧力(第1空間SP1の圧力)と上面側の圧力(回収流路24Rの圧力)との差を調整する。なお、多孔部材を介して液体のみを回収する技術の一例が、例えば米国特許第7292313号等に開示されている。
なお、多孔部材36を介して液体LQ及び気体の両方が回収(吸引)されてもよい。また、多孔部材36を設けなくてもよい。
本実施形態において、流体回収部24の下面は、多孔部材36の下面を含む。流体回収部24の下面は、下面23の周囲に配置される。本実施形態において、流体回収部24の下面は、XY平面と実質的に平行である。本実施形態において、流体回収部24の下面と下面23とは、同一平面内に配置される(面一である)。
なお、流体回収部24の下面が下面23よりも+Z側に配置されてもよいし、−Z側に配置されてもよい。なお、流体回収部24の下面が下面23に対して傾斜してもよいし、曲面を含んでもよい。
なお、第1空間SP1の流体(液体LQ及び気体の一方又は両方)を回収するための流体回収部24が、第2部材22に配置されてもよい。例えば、上面25の周縁部に流体回収部24を設けてもよい。流体回収部24は、第1部材21及び第2部材22の両方に配置されてもよい。流体回収部24は、第1部材21に配置され、第2部材22に配置されなくてもよい。流体回収部24は、第2部材22に配置され、第1部材21に配置されなくてもよい。
流体回収部27は、第2部材22の下面26の周囲の少なくとも一部に配置される開口(流体回収口)を含む。流体回収部27は、基板P(物体)の上面に対向するように配置される。流体回収部27は、第2部材22の内部に形成された回収流路(空間)27Rを介して、液体回収装置27Cと接続される。液体回収装置27Cは、流体回収部27と真空システムとを接続可能である。流体回収部27は、第2空間SP2の液体LQの少なくとも一部を回収可能である。第2空間SP2の液体LQの少なくとも一部は、流体回収部27を介して回収流路27Rに流入可能である。
本実施形態において、流体回収部27は、多孔部材37を含み、流体回収口は、多孔部材37の孔を含む。本実施形態において、多孔部材37は、メッシュプレートを含む。多孔部材37は、基板P(物体)の上面が対向可能な下面と、回収流路27Rに面する上面と、下面と上面とを結ぶ複数の孔とを有する。液体回収部27は、多孔部材37の孔を介して流体(液体LQ及び気体の一方又は両方)を回収する。流体回収部27(多孔部材37の孔)から回収された液体LQは、回収流路27Rに流入し、その回収流路27Rを流れて、液体回収装置27Cに回収される。
本実施形態において、回収流路27Rは、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して内側面30の外側に配置される。回収流路27Rは、液体回収部27の上方に配置される。第2部材22が移動することにより、第2部材22の流体回収部27及び回収流路27Rが、第1部材21の外側面29の外側で移動する。
本実施形態においては、流体回収部27を介して液体LQとともに気体が回収される。なお、多孔部材37を介して液体LQのみが回収され、気体の回収が制限されてもよい。なお、多孔部材37を設けなくてもよい。
本実施形態において、流体回収部27の下面は、多孔部材37の下面を含む。流体回収部27の下面は、下面26の周囲に配置される。本実施形態において、流体回収部27の下面は、XY平面と実質的に平行である。本実施形態において、流体回収部27の下面は、下面26よりも+Z側に配置される。
なお、流体回収部27の下面と下面26とが同一平面内に配置されてもよい(面一でもよい)。流体回収部27の下面が下面26よりも−Z側に配置されてもよい。なお、流体回収部27の下面が下面26に対して傾斜してもよいし、曲面を含んでもよい。例えば、流体回収部27(多孔部材37)の下面が、光路Kに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜していてもよい。
本実施形態においては、液体供給部31からの液体LQの供給動作と並行して、流体回収部27からの液体LQの回収動作が実行されることによって、一方側の終端光学素子13及び液浸部材5と、他方側の基板P(物体)との間に液体LQで液浸空間LSが形成される。
また、本実施形態においては、液体供給部31からの液体LQの供給動作、及び流体回収部27からの流体の回収動作と並行して、流体回収部24からの流体の回収動作が実行される。
本実施形態において、液浸空間LSの液体LQの界面LGの一部は、第2部材22と基板P(物体)との間に形成される。
また、本実施形態においては、液浸空間LSの液体LQの界面LGの一部は、第1部材21と第2部材22との間に形成される。
また、本実施形態においては、液浸空間LSの液体LQの界面LGの一部は、終端光学素子13と第1部材21との間に形成される。
以下の説明において、第1部材21と第2部材22との間に形成される液体LQの界面LGを適宜、第1界面LG1、と称する。第2部材22と基板P(物体)との間に形成される界面LGを適宜、第2界面LG2、と称する。終端光学素子13と第1部材21との間に形成される界面LGを適宜、第3界面LG3、と称する。
本実施形態において、第1界面LG1は、液体回収部24の下面と上面25との間に形成される。第2界面LG2は、液体回収部27の下面と基板P(物体)の上面との間に形成される。
本実施形態においては、第1界面LG1が液体回収部24の下面と上面25との間に形成され、第1空間SP1の液体LQが液体回収部24の外側の空間(例えば外側面29と内側面30との間の空間)に移動することが抑制されている。外側面29と内側面30との間の空間には液体LQが存在せず、外側面29と内側面30との間の空間は気体空間となる。また、外側面29と内側面30との間の空間は、空間CSと接続される。換言すれば、外側面29と内側面30との間の空間は、雰囲気に開放される。空間CSの圧力が大気圧である場合、外側面29と内側面30との間の空間は、大気開放される。そのため、第2部材22は円滑に移動可能である。なお、空間CSの圧力は、大気圧よりも高くてもよいし、低くてもよい。
図8は、第1部材21を下面23側から見た図である。本実施形態においては、第1部材21の下面23に、液体供給部31からの液体LQの少なくとも一部を誘導する誘導部38が配置される。誘導部38は、下面23に設けられた凸部である。本実施形態において、誘導部38は、液体供給部31からの液体LQの少なくとも一部を流体回収部24に誘導する。なお、誘導部38を下面23に設けなくてもよい。
本実施形態においては、誘導部38の形状は、第2部材22の移動方向に基づいて定められる。本実施形態においては、誘導部38は、第2部材22の移動方向と平行な方向の液体LQの流れを促進するように設けられている。
例えば、第2部材22がX軸方向に移動する場合、第1空間SP1において液体LQがX軸方向と平行な方向に流れて流体回収部24に到達するように、誘導部38の形状が定められる。例えば、第2部材22が+X方向に移動する場合、誘導部38によって、第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部は、+X方向に流れる。第2部材22が−X方向に移動する場合、誘導部38によって、第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部は、−X方向に流れる。
本実施形態においては、誘導部38は、開口34を囲むように配置される周壁部38Rと、その周壁部38Rの一部に形成されるスリット(開口)38Kとを有する。スリット38Kは、X軸方向と平行な方向の液体LQの流れが促進されるように、光路Kに対して+X側及び−X側のそれぞれに形成される。
誘導部38により、第2部材22の移動方向と平行な方向に関して、第1空間SP1における液体LQの流速を高めることができる。本実施形態においては、誘導部38により、第1空間SP1におけるX軸方向に関する液体LQの流速が高められる。すなわち、流体回収部24の下面と上面25との間の空間に向かって流れる液体LQの速度が高められる。これにより、第1部材21に対する第1界面LG1の位置が変動したり、第1界面LG1の形状が変化したりすることが抑制される。そのため、第1空間SP1の液体LQが、第1空間SP1の外側に流出することが抑制される。
なお、スリット38Kが形成される位置は、光路Kに対して+X側及び−X側に限定されない。例えば、第2部材22がY軸と平行にも移動する場合には、光路Kに対して+Y側及び−Y側に、スリット38Kを追加してもよい。あるいは、第2部材22がY軸と平行にも移動しない場合でも、光路Kに対して+Y側及び−Y側に、スリット38Kを追加してもよい。
また、第2部材22の移動方向に基づいて、誘導部38の形状(スリット38Kの位置など)を定めなくてもよい。例えば、光路Kの全周囲において、光路Kに対して放射状に液体LQが流れるようい、誘導部38の形状を決めてよい。
本実施形態において、第2部材22は、下面23の全部と対向可能である。例えば図2に示すように、終端光学素子13の光軸と開口35の中心とが実質的に一致する原点に第2部材22が配置されているときに、下面23の全部と第2部材22の上面25とが対向する。また、第2部材22が原点に配置されているときに、射出面12の一部と第2部材22の上面25とが対向する。また、第2部材22が原点に配置されているときに、流体回収部24の下面と第2部材22の上面25とが対向する。
また、本実施形態においては、第2部材22が原点に配置されているときに、開口34の中心と開口35の中心とが実質的に一致する。
次に、第2部材22の動作の一例について説明する。第2部材22は、基板P(物体)の移動と協調して移動可能である。第2部材22は、基板P(物体)と独立して移動可能である。すなわち、第2部材22は、基板P(物体)とは異なる方向に移動可能であり、基板P(物体)とは異なる速度で移動可能である。第2部材22は、基板P(物体)の移動の少なくとも一部と並行して移動可能である。第2部材22は、液浸空間LSが形成された状態で移動可能である。第2部材22は、第1空間SP1及び第2空間SP2に液体LQが存在する状態で移動可能である。
第2部材22は、第2部材22と基板P(物体)とが対向しないときに移動してもよい。例えば、第2部材22は、その第2部材22の下方に物体が存在しないときに移動してもよい。なお、第2部材22は、第2部材22と基板P(物体)との間の空間に液体LQが存在しないときに移動してもよい。例えば、第2部材22は、液浸空間LSが形成されていないときに移動してもよい。
第2部材22は、例えば基板P(物体)の移動条件に基づいて移動する。制御装置6は、例えば基板P(物体)の移動条件に基づいて、基板P(物体)の移動の少なくとも一部と並行して第2部材22を移動する。制御装置6は、液浸空間LSが形成され続けるように、液体供給部31からの液体LQの供給と流体回収部27及び流体回収部24からの液体LQの回収とを行いながら、第2部材22を移動する。
本実施形態において、第2部材22は、基板P(物体)との相対移動が小さくなるように移動可能である。また、第2部材22は、基板P(物体)との相対移動が、第1部材21と基板P(物体)との相対移動よりも小さくなるように移動可能である。例えば、第2部材22は、基板P(物体)と同期して移動してもよい。
相対移動は、相対速度、及び相対加速度の少なくとも一方を含む。例えば、第2部材22は、液浸空間LSが形成されている状態で、すなわち、第2空間SP2に液体LQが存在している状態で、基板P(物体)との相対速度が小さくなるように移動してもよい。また、第2部材22は、液浸空間LSが形成されている状態で、すなわち、第2空間SP2に液体LQが存在している状態で、基板P(物体)との相対加速度が小さくなるように移動してもよい。また、第2部材22は、液浸空間LSが形成されている状態で、すなわち、第2空間SP2に液体LQが存在している状態で、基板P(物体)との相対速度が、第1部材21と基板P(物体)との相対速度よりも小さくなるように移動してもよい。また、第2部材22は、液浸空間LSが形成されている状態で、すなわち、第2空間SP2に液体LQが存在している状態で、基板P(物体)との相対加速度が、第1部材21と基板P(物体)との相対加速度よりも小さくなるように移動してもよい。
第2部材22は、例えば基板P(物体)の移動方向に移動可能である。例えば、基板P(物体)が+X方向(または−X方向)に移動するとき、第2部材22は+X方向(または−X方向)に移動可能である。また、基板P(物体)が+X方向に移動しつつ、+Y方向(又は−Y方向)に移動するとき、第2部材22は+X方向に移動可能である。また、基板P(物体)が−X方向に移動しつつ、+Y方向(又は−Y方向)に移動するとき、第2部材22は−X方向に移動可能である。すなわち、本実施形態においては、基板P(物体)がX軸方向の成分を含むある方向に移動する場合、第2部材22をX軸方向へ移動する。なお、第2部材22がY軸方向へ移動可能な場合には、基板P(物体)のY軸方向の成分を含む移動の少なくとも一部と並行して、第2部材22がY軸方向に移動してもよい。
図9は、第2部材22が移動する状態の一例を示す図である。図9は、液浸部材5を下側(−Z側)から見た図である。
以下の説明においては、第2部材22はX軸方向に移動することとする。なお、上述のように、第2部材22は、Y軸方向に移動してもよいし、X軸方向(又はY軸方向)の成分を含むXY平面内における任意の方向に移動してもよい。
基板P(物体)がX軸方向(又はX軸方向の成分を含むXY平面内における所定方向)に移動する場合、第2部材22は、図9(A)〜図9(C)に示すように、X軸方向に移動する。
本実施形態において、第2部材22は、X軸方向に関して規定された移動可能範囲を移動可能である。図9(A)は、移動可能範囲の最も−X側の端に第2部材22が配置された状態を示す。図9(B)は、移動可能範囲の中央に第2部材22が配置された状態を示す。図9(C)は、移動可能範囲の最も+X側の端に第2部材22が配置された状態を示す。
以下の説明において、図9(A)に示す第2部材22の位置を適宜、第1端部位置、と称し、図9(B)に示す第2部材22の位置を適宜、中央位置、と称し、図9(C)に示す第2部材22の位置を適宜、第2端部位置、と称する。なお、図9(B)に示すように、第2部材22が中央位置に配置される状態は、第2部材22が原点に配置される状態である。
本実施形態においては、射出面12からの露光光ELが開口35を通過するように、第2部材22の移動可能範囲の寸法に基づいて開口35の寸法が定められる。本実施形態において、第2部材22の移動可能範囲の寸法は、X軸方向に関する第1端部位置と第2端部位置との距離を含む。第2部材22がX軸方向に移動しても、射出面12からの露光光ELが第2部材22に照射されないように、開口35のX軸方向の寸法が定められる。
図9において、X軸方向に関する開口35の寸法W35は、露光光EL(投影領域PR)の寸法Wprと、第2部材22の移動可能範囲の寸法(Wa+Wb)との和よりも大きい。寸法W35は、第2部材22が第1端部位置と第2端部位置との間において移動した場合でも、射出面12からの露光光ELを遮らない大きさに定めされる。これにより、第2部材22が移動しても、射出面12からの露光光ELは、第2部材22に遮られずに基板P(物体)に照射可能である。
次に、上述の構成を有する露光装置EXを用いて基板Pを露光する方法について説明する。
液浸部材5から離れた基板交換位置において、露光前の基板Pを基板ステージ2(第1保持部)に搬入(ロード)する処理が行われる。また、基板ステージ2が液浸部材5から離れている期間の少なくとも一部において、計測ステージ3が終端光学素子13及び液浸部材5と対向するように配置される。制御装置6は、液体供給部31からの液体LQの供給と、流体回収部27からの液体LQの回収とを行って、計測ステージ3上に液浸空間LSを形成する。
露光前の基板Pが基板ステージ2にロードされ、計測ステージ3を用いる計測処理が終了した後、制御装置6は、終端光学素子13及び液浸部材5と基板ステージ2(基板P)とが対向するように、基板ステージ2を移動する。終端光学素子13及び液浸部材5と基板ステージ2(基板P)とが対向する状態で、液体供給部31からの液体LQの供給と並行して流体回収部27からの液体LQの回収が行われることによって、光路Kが液体LQで満たされるように、終端光学素子13及び液浸部材5と基板ステージ2(基板P)との間に液浸空間LSが形成される。
本実施形態においては、液体供給部31からの液体LQの供給及び流体回収部27からの液体LQの回収と並行して、流体回収部24からの液体LQの回収が行われる。
制御装置6は、基板Pの露光処理を開始する。制御装置6は、基板P上に液浸空間LSが形成されている状態で、照明系ILから露光光ELを射出する。照明系ILはマスクMを露光光ELで照明する。マスクMからの露光光ELは、投影光学系PL及び射出面12と基板Pとの間の液浸空間LSの液体LQを介して基板Pに照射される。これにより、基板Pは、終端光学素子13の射出面12と基板Pとの間の液浸空間LSの液体LQを介して射出面12から射出された露光光ELで露光され、マスクMのパターンの像が基板Pに投影される。
本実施形態の露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクMのパターンの像を基板Pに投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、基板Pの走査方向(同期移動方向)をY軸方向とし、マスクMの走査方向(同期移動方向)もY軸方向とする。制御装置6は、基板Pを投影光学系PLの投影領域PRに対してY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、照明系ILの照明領域IRに対してマスクMをY軸方向に移動しつつ、投影光学系PLと基板P上の液浸空間LSの液体LQとを介して基板Pに露光光ELを照射する。
図10は、基板ステージ2に保持された基板Pの一例を示す図である。本実施形態においては、基板Pに露光対象領域であるショット領域Sがマトリクス状に複数配置されている。制御装置6は、第1保持部に保持されている基板Pの複数のショット領域Sを液浸空間LSの液体LQを介して露光光ELで順次露光する。
例えば基板Pの第1ショット領域Sを露光するために、制御装置6は、液浸空間LSが形成されている状態で、基板P(第1ショット領域S)を投影光学系PLの投影領域PRに対してY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、照明系ILの照明領域IRに対してマスクMをY軸方向に移動しつつ、投影光学系PLと基板P上の液浸空間LSの液体LQとを介して第1ショット領域Sに露光光ELを照射する。これにより、マスクMのパターンの像が基板Pの第1ショット領域Sに投影され、その第1ショット領域Sが射出面12から射出された露光光ELで露光される。第1ショット領域Sの露光が終了した後、制御装置6は、次の第2ショット領域Sの露光を開始するために、液浸空間LSが形成されている状態で、基板PをXY平面内においてX軸と交差する方向(例えばX軸方向、あるいはXY平面内においてX軸及びY軸方向に対して傾斜する方向等)に移動し、第2ショット領域Sを露光開始位置に移動する。その後、制御装置6は、第2ショット領域Sの露光を開始する。
制御装置6は、基板P(基板ステージ2)上に液浸空間LSが形成されている状態で、射出面12からの露光光ELが照射される位置(投影領域PR)に対してショット領域をY軸方向に移動しながらそのショット領域を露光する動作と、そのショット領域の露光後、基板P(基板ステージ2)上に液浸空間LSが形成されている状態で、次のショット領域が露光開始位置に配置されるように、XY平面内においてY軸方向と交差する方向(例えばX軸方向、あるいはXY平面内においてX軸及びY軸方向に対して傾斜する方向等)に基板Pを移動する動作とを繰り返しながら、基板Pの複数のショット領域を順次露光する。
以下の説明において、ショット領域を露光するために、基板P(基板ステージ2)上に液浸空間LSが形成されている状態で、射出面12からの露光光ELが照射される位置(投影領域PR)に対して基板P(ショット領域)をY軸方向に移動する動作を適宜、スキャン移動動作、と称する。また、あるショット領域の露光完了後、基板P(基板ステージ2)上に液浸空間LSが形成されている状態で、次のショット領域の露光が開始されるまでの間に、XY平面内において基板Pを移動する動作を適宜、ステップ移動動作、と称する。
スキャン移動動作において、射出面12から露光光ELが射出される。基板P(物体)に露光光ELが照射される。ステップ移動動作において、射出面12から露光光ELが射出されない。基板P(物体)に露光光ELが照射されない。
制御装置6は、スキャン移動動作とステップ移動動作とを繰り返しながら、基板Pの複数のショット領域Sを順次露光する。なお、スキャン移動動作は、専らY軸方向に関する等速移動である。ステップ移動動作は、加減速度移動を含む。例えば、X軸方向に隣接する2つのショット領域間のステップ移動動作は、Y軸方向に関する加減速移動、及びX軸方向に関する加減速移動を含む。
なお、スキャン移動動作及びステップ移動動作の少なくとも一部において、液浸空間LSの少なくとも一部が、基板ステージ2(カバー部材T)上に形成される場合もある。
制御装置6は、基板P上の複数のショット領域Sの露光条件に基づいて、駆動システム15を制御して、基板P(基板ステージ2)を移動する。複数のショット領域Sの露光条件は、例えば露光レシピと呼ばれる露光制御情報によって規定される。露光制御情報は、記憶装置7に記憶されている。制御装置6は、その記憶装置7に記憶されている露光条件に基づいて、所定の移動条件で基板Pを移動しながら、複数のショット領域Sを順次露光する。基板P(物体)の移動条件は、移動速度、加速度、移動距離、移動方向、及びXY平面内における移動軌跡の少なくとも一つを含む。
一例として、制御装置6は、投影光学系PLの投影領域PRと基板Pとが、図9中、矢印Srに示す移動軌跡に沿って相対的に移動するように基板ステージ2を移動しつつ投影領域PRに露光光ELを照射して、液体LQを介して基板Pの複数のショット領域Sを露光光ELで順次露光する。
以下、上述の処理が繰り返され、複数の基板Pが順次露光される。
本実施形態において、第2部材22は、基板Pの露光処理の少なくとも一部において移動する。第2部材22は、例えば液浸空間LSが形成されている状態で基板P(基板ステージ2)のステップ移動動作の少なくとも一部と並行して移動する。また本実施形態においては、第2部材22は、例えば液浸空間LSが形成されている状態で基板P(基板ステージ2)のスキャン移動動作の少なくとも一部と並行して移動する。すなわち、第2部材22の移動と並行して、射出面12から露光光ELが射出される。なお、スキャン移動動作中に第2部材22を動かさなくてもよい。すなわち、射出面12からの露光光ELの射出と並行して第2部材22を移動しなくてもよい。第2部材22は、例えば基板P(基板ステージ2)がステップ移動動作を行うとき、基板P(基板ステージ2)との相対移動(相対速度、相対加速度)が小さくなるように、移動してもよい。また、第2部材22は、基板P(基板ステージ2)がスキャン移動動作を行うとき、基板P(基板ステージ2)との相対移動(相対速度、相対加速度)が小さくなるように、移動してもよい。
図11は、基板Pを+X方向の成分を含むステップ移動を行いながら、ショット領域Sa、ショット領域Sb、及びショット領域Scを順次露光するときの基板Pの移動軌跡の一例を模式的に示す図である。
図11に示すように、ショット領域Sa、Sb、Scが露光されるとき、基板Pは、終端光学素子13の下において、位置d1からその位置d1に対して+Y側に隣り合う位置d2までの経路Tp1、位置d2からその位置d2に対して+X側に隣り合う位置d3までの経路Tp2、位置d3からその位置d3に対して−Y側に隣り合う位置d4までの経路Tp3、位置d4からその位置d4に対して+X側に隣り合う位置d5までの経路Tp4、及び位置d5からその位置d5に対して+Y側に隣り合う位置d6までの経路Tp5を順次移動する。位置d1、d2、d3、d4、d5、d6は、XY平面内における位置である。
経路Tp1の少なくとも一部は、Y軸と平行な直線である。経路Tp3の少なくとも一部は、Y軸と平行な直線である。経路Tp5の少なくとも一部は、Y軸と平行な直線を含む。経路Tp2は、位置d2.5を経由する曲線を含む。経路Tp4は、位置d4.5を経由する曲線を含む。位置d1は、経路Tp1の始点を含み、位置d2は、経路Tp1の終点を含む。位置d2は、経路Tp2の始点を含み、位置d3は、経路Tp2の終点を含む。位置d3は、経路Tp3の始点を含み、位置d4は、経路Tp3の終点を含む。位置d4は、経路Tp4の始点を含み、位置d5は、経路Tp4の終点を含む。位置d5は、経路Tp5の始点を含み、位置d6は、経路Tp5の終点を含む。経路Tp1は、基板Pが+Y方向に移動する経路である。経路Tp3は、基板Pが−Y方向に移動する経路である。経路Tp5は、基板Pが+Y方向に移動する経路である。経路Tp2及び経路Tp4は、基板Pが+方向を主成分とする方向に移動する経路である。
液浸空間LSが形成されている状態で基板Pが経路Tp1を移動するとき、液体LQを介してショット領域Saに露光光ELが照射される。基板Pが経路Tp1を移動する動作は、スキャン移動動作を含む。また、液浸空間LSが形成されている状態で基板Pが経路Tp3を移動するとき、液体LQを介してショット領域Sbに露光光ELが照射される。基板Pが経路Tp3を移動する動作は、スキャン移動動作を含む。また、液浸空間LSが形成されている状態で基板Pが経路Tp5を移動するとき、液体LQを介してショット領域Scに露光光ELが照射される。基板Pが経路Tp5を移動する動作は、スキャン移動動作を含む。また、基板Pが経路Tp2を移動する動作、及び経路Tp4を移動する動作は、ステップ移動動作を含む。基板Pが経路Tp2及び経路Tp4を移動するとき、露光光ELは照射されない。
図12は、第2部材22の動作の一例を示す模式図である。図12は、第2部材22を上面25側から見た図である。基板Pが位置d1にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(A)に示す位置に配置される。基板Pが位置d2にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(B)に示す位置に配置される。すなわち、基板Pの位置d1から位置d2へのスキャン動作移動中に、第2部材22は、基板Pのステップ移動の方向(+X方向)とは逆の−X方向に移動する。基板Pが位置d2.5にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(C)に示す位置に配置される。基板Pが位置d3にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(D)に示す位置に配置される。すなわち、基板Pの位置d2から位置d3へのステッピング動作移動中に、第2部材22は、基板Pのステップ移動の方向(+X方向)と同じ+X方向に移動する。基板Pが位置d4にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(E)に示す位置に配置される。すなわち、基板Pの位置d3から位置d4へのスキャン動作移動中に、第2部材22は、基板Pのステップ移動の方向(+X方向)とは逆の−X方向に移動する。基板Pが位置d4.5にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(F)に示す位置に配置される。基板Pが位置d5にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(G)に示す位置に配置される。すなわち、基板Pの位置d4から位置d5へのステッピング動作移動中に、第2部材22は、基板Pのステップ移動の方向(+X方向)と同じ+X方向に移動する。基板Pが位置d6にあるとき、第2部材22は、投影領域PR(露光光ELの光路K)に対して図12(H)に示す位置に配置される。すなわち、基板Pの位置d5から位置d6へのスキャン動作移動中に、第2部材22は、基板Pのステップ移動の方向(+X方向)とは逆の−X方向に移動する。
本実施形態において、図12(A)、図12(D)、図12(G)に示す第2部材22の位置は、第2端部位置を含む。図12(B)、図12(E)、図12(H)に示す第2部材22の位置は、第1端部位置を含む。図12(C)、図12(F)に示す第2部材22の位置は、中央位置を含む。
以下の説明においては、図12(A)、図12(D)、図12(G)に示す第2部材22の位置が、第2端部位置であることとし、図12(B)、図12(E)、図12(H)に示す第2部材22の位置が、第1端部位置であることとし、図12(C)、図12(F)に示す第2部材22の位置が、中央位置であることとする。
なお、基板Pが位置d1、d3、d5にあるときに、第2部材22が中央位置に配置されてもよいし、第2端部位置と中央位置との間に配置されてもよいし、基板Pが位置d2、d4、d6にあるときに、第2部材22が中央位置に配置されてもよいし、第1端部位置と中央位置との間に配置されてもよい。また、基板Pが位置d2.5、d4.5にあるときに、第2部材22は中央位置とは異なる位置に配置されてもよい。すなわち、基板Pが位置d2.5、d4.5にあるときに、第2部材22が第1端部位置と中央位置との間、あるいは第2端部位置と中央位置との間に配置されてもよい。
基板Pが経路Tp1を移動するとき、第2部材22は、図12(A)に示す状態から図12(B)に示す状態に変化するように、−X方向に移動する。すなわち、第2部材22は、第2端部位置から中央位置を経て第1端部位置へ移動する。基板Pが経路Tp2を移動するとき、第2部材22は、図12(B)に示す状態から図12(C)に示す状態を経て図12(D)に示す状態に変化するように、+X方向に移動する。すなわち、第2部材22は、第1端部位置から中央位置を経て第2端部位置へ移動する。基板Pが経路Tp3を移動するとき、第2部材22は、図12(D)に示す状態から図12(E)に示す状態に変化するように、−X方向に移動する。すなわち、第2部材22は、第2端部位置から中央位置を経て第1端部位置へ移動する。基板Pが経路Tp4を移動するとき、第2部材22は、図12(E)に示す状態から図12(F)に示す状態を経て図12(G)に示す状態に変化するように、+X方向に移動する。すなわち、第2部材22は、第1端部位置から中央位置を経て第2端部位置へ移動する。基板Pが経路Tp5を移動するとき、第2部材22は、図12(G)に示す状態から図12(H)に示す状態に変化するように、−X方向に移動する。すなわち、第2部材22は、第2端部位置から中央位置を経て第1端部位置へ移動する。
すなわち、本実施形態において、第2部材22は、基板Pが経路Tp2に沿って移動する期間の少なくとも一部において、基板Pとの相対移動が小さくなるように、+X方向に移動する。換言すれば、第2部材22は、基板Pが+X方向の成分を含むステップ移動動作する期間の少なくとも一部に、X軸方向に関する基板Pとの相対速度が小さくなるように、+X方向に移動する。同様に、第2部材22は、基板Pが経路Tp4に沿って移動する期間の少なくとも一部において、X軸方向に関する基板Pとの相対速度が小さくなるように、+X方向に移動する。
また、本実施形態において、第2部材22は、基板Pが経路Tp3に沿って移動する期間の少なくとも一部において、−X方向に移動する。これにより、基板Pの経路Tp3の移動後、経路Tp4の移動において、第2部材22が+X方向に移動しても露光光ELは開口35を通過可能である。基板Pが経路Tp1、Tp5を移動する場合も同様である。
すなわち、基板Pがスキャン移動動作と+X方向の成分を含むステップ移動動作とを繰り返す場合、ステップ移動動作中に、基板Pとの相対速度が小さくなるように第2部材22が第1端部位置から第2端部位置へ+X方向に移動し、スキャン移動動作中に、次のステップ移動動作において第2部材22が再度+X方向に移動できるように、第2部材22が第2端部位置から第1端部位置へ戻る。すなわち、基板Pが経スキャン移動動作する期間の少なくとも一部において、第2部材22が−X方向に移動するので、開口35の寸法を必要最小限に抑えることができる。
また、実施形態においては、第2部材22が第1端部位置(第2端部位置)に配置されても、流体回収部27の少なくとも一部は、基板P(物体)と対向し続ける。これにより、例えばステップ移動動作において、流体回収部27は、基板P(物体)上の液体LQを回収することができる。
なお、本実施形態において、基板Pが+X方向の成分を含むステップ移動動作を開始する前に、第2部材22が第1端部位置から第2端部位置への移動を開始する。すなわち、基板Pが経路Tp2(Tp4)の移動を開始する前に、第2部材22の+X方向への移動を開始する。なお、基板Pが+X方向の成分を含むステップ移動動作の開始と同時に、第2部材22が第1端部位置から第2端部位置への移動を開始してもよい。換言すれば、第2部材22は、基板Pが経路Tp2(Tp4)の移動を開始するときと同時に、+X方向への移動を開始してもよい。あるいは、第2部材22は、基板Pが経路Tp2(Tp4)の移動を開始した後に、+X方向への移動を開始してもよい。
また、本実施形態においては、基板Pのスキャン移動動作の開始と同時に、第2部材22が第2端部位置から第1端部位置への移動を開始する。換言すれば、第2部材22は、基板Pが経路Tp1(Tp3、Tp5)の移動を開始するときと同時に、基板Pのステップ移動の方向(+方向)とは逆向きの−X方向への移動を開始する。なお、第2部材22は、基板Pが経路Tp1(Tp3、Tp5)の移動を開始した後に、−X方向への移動を開始してもよい。あるいは、第2部材22は、基板PがTp1(Tp3、Tp5)の移動を開始する前に、−X方向への移動を開始してもよい。
図13は、本実施形態における、X軸方向に関する基板P(基板ステージ2)の速度及び第2部材22の速度と時間との関係の一例を示す図である。図13に示すグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は速度である。図13において、ラインLPは、基板P(基板ステージ2)の速度を示し、ラインL22は、第2部材22の速度を示す。
図13において、期間T1、T3,T5は、スキャン移動動作が行われている期間である。すなわち、期間T1は、図11において、基板Pの位置d1から位置d2への移動期間に対応し、期間T3は、図11において、基板Pの位置d3から位置d4への移動期間に対応し、期間T5は、図11において、基板Pの位置d5から位置d6への移動期間に対応する。また、期間T2、T4は、ステップ移動動作が行われている期間である。すなわち、期間T2は、図11において、基板Pの位置d2から位置d3への移動期間に対応し、期間T4は、図11において、基板Pの位置d4から位置d5への移動期間に対応する。図13中、部分B2、B4に示すように、本実施形態においては、基板Pが経路Tp2、Tp4の移動を開始する前に(基板Pが+X方向の成分を含むステップ移動動作を開始する前に)、第2部材22が+X方向への移動を開始する。
また、図13に示すように、本実施形態においては、ステップ移動動作におけるX軸方向に関する第2部材22の速度が、基板P(基板ステージ2)の速度よりも低い。なお、第2部材22の速度が、基板P(基板ステージ2)の速度と等しくてもよいし、基板P(基板ステージ2)の速度よりも高くてもよい。すなわち、基板P(基板ステージ2)は、第2部材22よりも高速で移動してもよいし、低速で移動してもよいし、同じ速度で移動してもよい。
また、図13に示すように、本実施形態においては、ステップ移動動作におけるX軸方向に関する第2部材22の加速度が、基板P(基板ステージ2)の加速度よりも低い。なお、第2部材22の加速度が、基板P(基板ステージ2)の加速度と等しくてもよいし、基板P(基板ステージ2)の加速度よりも高くてもよい。
また、本実施形態においては、ステップ移動動作期間中におけるX軸方向に関する第2部材22の移動距離は、基板P(基板ステージ2)の移動距離よりも短い。例えば、ステップ移動動作における第2部材22の移動距離は、基板P(基板ステージ2)の移動距離の45〜65%でもよい。例えば、第2部材22の移動距離は、基板P(基板ステージ2)の移動距離の45%、50%、55%、60%、65%のいずれかでもよい。本実施形態において、ステップ移動動作における第2部材22の移動距離は、第1端部位置と第2端部位置との距離である。また、本実施形態において、ステップ移動動作期間中におけるX軸方向に関する第2部材22の移動距離は、あるショット領域Sの中心とそのショット領域Sに対してX軸方向に関して隣り合うショット領域Sの中心との距離(距離A)よりも短い。例えば、ステップ移動動作における第2部材22の移動距離は、距離Aの45〜65%としてもよい。例えば、ステップ移動動作における第2部材22の移動距離は、距離Aの45%、50%、55%、60%、65%のいずれかでもよい。また、ステップ移動動作期間中におけるX軸方向に関する第2部材22の移動距離は、X軸方向に関する1つのショット領域Sの寸法(寸法B)よりも短い。例えば、ステップ移動動作における第2部材22の移動距離を、寸法Bの45〜65%としてもよい。例えば、ステップ移動動作における第2部材22の移動距離を、寸法Bの45%、50%、55%、60%、65%のいずれかでもよい。例えば、X軸方向に関するショット領域Sの寸法(寸法B)が26mmである場合、第2部材22の移動距離は、約14mmでもよい。
第2部材22の移動距離は、例えば基板Pの表面条件に基づいて定めてもよい。基板Pの表面条件は、基板Pの表面を形成する感光膜の表面における液体LQの接触角(後退接触角など)を含む。また、基板Pの表面条件は、基板Pの表面を形成する保護膜(トップコート膜)の表面における液体LQの接触角(後退接触角など)を含む。なお、基板Pの表面が、例えば反射防止膜で形成されてもよい。なお、第2部材22の移動距離は、ステップ移動動作において液体LQの流出(残留)が抑制されるように、予備実験あるいはシミュレーションによって求めてもよい。
なお、第2部材22の移動距離が、基板P(基板ステージ2)の移動距離と等しくてもよいし、基板P(基板ステージ2)の移動距離よりも長くてもよい。
なお、本実施形態において、開口35の−X側の端部と第2部材22の−X側の端部との距離Wfxは、ステップ移動動作におけるX軸方向に関する第2部材22の移動距離以上である。なお、本実施形態において、開口35の−X側の端部と第2部材22の−X側の端部との距離Wfxは、開口35の+X側の端部と第2部材22の+X側の端部との距離と等しい。なお、距離Wfxがステップ移動動作におけるX軸方向に関する第2部材22の移動距離より小さくてもよい。
なお、本実施形態において、開口35の−Y側の端部と第2部材22の−Y側の端部との距離Wfyは、Y軸方向に関する1つのショット領域Sの寸法以上である。例えば、Y軸方向に関するショット領域Sの寸法が33mmである場合、距離Wfyは、33mm以上である。なお、本実施形態において、開口35の−Y側の端部と第2部材22の−Y側の端部との距離Wfyは、開口35の+Y側の端部と第2部材22の+Y側の端部との距離と等しい。
なお、Y軸方向に関して、開口35の中心と第2部材22の外側の端部との距離は、本実施形態のように、Y軸方向に関する1つのショット領域Sの寸法以上でもよいし、Y軸方向に関する1つのショット領域Sの寸法より小さくてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、第1部材21の下方において移動可能な第2部材22を設けたので、液浸空間LSが形成されている状態で基板P等の物体がXY平面内において移動しても、例えば液体LQが液浸部材5と物体との間の空間から流出したり、物体上に液体LQが残留したりすることが抑制される。また、液浸空間LSの液体LQに気泡(気体部分)が発生することも抑制される。
また、第2部材22は、流体回収部27を有するため、液体回収部27の下面と基板P(物体)の上面との間に形成される第2界面LG2の形状が変化することが抑制される。これにより、液浸空間LSの液体LQが液浸部材5と基板P(物体)との間の空間から流出したり、基板P(物体)上に液体LQが残留したりすることが抑制される。
また、基板P(物体)との相対移動(相対速度、相対加速度)が小さくなるように第2部材22を移動することにより、液浸空間LSが形成されている状態で物体が高速度で移動しても、液体LQが流出したり、基板P(物体)上に液体LQが残留したり、液体LQに気泡が発生したりすることが抑制される。
したがって、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生を抑制することができる。
また、本実施形態においては、第1部材21は終端光学素子13の周囲の少なくとも一部に配置されているので、液浸空間LSが形成されている状態で物体が移動したり、第2部材22が移動したりした場合においても、終端光学素子13と第1部材21との間において圧力が変動したり、液体LQの第3界面LG3の形状が大きく変動したりすることが抑制される。したがって、例えば液体LQに気泡が発生したり、終端光学素子13に過剰な力が作用したりすることが抑制される。また、本実施形態においては、第1部材21は実質的に移動しないため、終端光学素子13と第1部材21との間において圧力が大きく変動したり、液体LQの第1界面LG1の形状が大きく変動したりすることが抑制される。
なお、第1部材21が移動可能であってもよい。なお、第1部材21は、終端光学素子13に対して移動してもよい。第1部材21は、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZの6つの方向のうちの少なくとも一つの方向に移動してもよい。例えば、終端光学素子13と第1部材21との位置関係を調整したり、第1部材21と第2部材22との位置関係を調整したりするために、第1部材21を移動してもよい。また、基板P(物体)の移動の少なくとも一部と並行して、第1部材21を移動してもよい。例えば、XY平面内において第2部材22よりも短い距離だけ移動してもよい。また、第1部材21は、第2部材22よりも低速度で移動してもよい。また、第1部材21は、第2部材22よりも低加速度で移動してもよい。
また、本実施形態においては、液浸空間LSを形成するための液体LQを供給する液体供給部31が第1部材21に配置され、基板P(物体)上の液体LQを回収する流体回収部27が、第1部材21と間隙を介して配置される第2部材22に配置される。これにより、流体回収部27から流体(液体LQ及び気体の一方又は両方)が回収されることによって、第2部材22の温度が変化しても、第1部材21の温度が変化することが抑制される。したがって、液体供給部31から供給される液体LQの温度が変化することが抑制される。
また、本実施形態においては、液体供給部31から供給された液体LQは、第1部材21の内側面28及び下面23に接触するように流れる。その液体LQによって、第1部材21の温度変化が抑制される。また、その液体LQによって、第1部材21の温度が調整される。また、液体供給部31から供給された液体LQは、第2部材22の上面25及び下面26に接触するように流れる。その液体LQによって、第2部材22の温度変化が抑制される。また、その液体LQによって、第2部材22の温度が調整される。
なお、第1部材21の温度を調整する第1温度調整装置が配置されてもよい。第1温度調整装置は、例えば第1部材21の外面に配置されるペルチェ素子を含んでもよい。第1温度調整装置は、第1部材21の内部に形成された流路に温度調整用の流体(液体及び気体の一方又は両方)を供給する供給装置を含んでもよい。なお、第2部材22の温度を調整する第2温度調整装置が配置されてもよい。第2温度調整装置は、第2部材22の外面に配置されるペルチェ素子を含んでもよいし、第2部材22の内部に形成された流路に温度調整用の流体を供給する供給装置を含んでもよい。
なお、本実施形態において、第2部材22の移動条件に基づいて、液体供給部31からの液体供給量が調整されてもよい。また、第2部材22の位置に基づいて液体供給部31からの液体供給量が調整されてもよい。例えば、第2部材22が第1端部位置及び第2端部位置の少なくとも一方に配置されるときの液体供給部31からの液体供給量が、第2部材22が中央位置に配置されるときの液体供給部31からの液体供給量よりも多くなるように調整されてもよい。また、第2部材22が第2端部位置から第1端部位置へ移動するとき、光路Kに対して+X側に配置されている液体供給部31からの液体供給量を、−X側に配置されている液体供給部31からの液体供給量よりも多くしてもよい。また、第2部材22が第1端部位置から第2端部位置へ移動するとき、光路Kに対して−X側に配置されている液体供給部31からの液体供給量を、+X側に配置されている液体供給部31からの液体供給量よりも多くしてもよい。こうすることにより、液体LQに気泡が発生することが抑制される。
なお、本実施形態においては、基板Pのステップ移動動作に起因する液体LQの残留を抑えるために、基板Pのステップ移動動作に、第2部材22をステップ方向(X軸方向)に移動するようにしているが、基板Pのスキャン移動動作に起因する液体LQの残留を抑えるために、基板Pのスキャン移動動作に、第2部材22をスキャン方向(Y軸方向)に移動するようにしてもよい。
<第2実施形態>
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図14は、本実施形態に係る第2部材222の一例を示す斜視図である。図15は、本実施形態に係る液浸部材52の一部を示すYZ平面と平行な断面図である。
本実施形態において、液浸部材52は、終端光学素子13の側面13Fと第1部材221の内側面282との間の液体LQの少なくとも一部が、光路Kに対して第1部材221の外側で第2部材222の上面25に流れるように設けられた流路41を有する。
流路41は、第1部材221の内部に形成された内部流路41Aと、第1部材221の外側面292と第2部材222の内側面302との間に形成された流路41Bとを含む。内部流路41Aは、第1部材221の内側面282と外側面292とを結ぶように形成される。
本実施形態において、第2部材222の内側面302は、凹部302Tを有する。本実施形態において、凹部302Tは、光路Kに対して+Y側及び−Y側のそれぞれに形成される。流路41Bは、第1部材221の外側面292と第2部材222の凹部302Tとの間に配置される。
なお、凹部302Tは、光路Kに対していずれの側に設けられてもよい。また、凹部302Tは、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。例えば、上記2つの凹部302Tに加えて、光路Kに対して+X側に、あるいは−X側に、あるいは+X側と−X側に設けてもよい。また、例えば、上記2つの凹部302Tに替えて、光路Kに対して+X側に、あるいは−X側に、あるいは+X側と−X側に設けてもよい。また、第2部材222の内側面302のすべてに凹部302Tを設けてもよい。
内部流路41Aの一端である開口(流入口)41Aaは、射出面12よりも上方に配置されている。第3空間SP3の液体LQの少なくとも一部は、第3空間SP3に面する内部流路41Aの一端である開口(流入口)41Aaを介して、内部流路41Aに流入する。内部流路41Aに流入した液体LQは、外側面292に配置された内部流路41Aの他端である開口(流出口)41Abから流出する。流出口41Abから流出した液体LQは、外側面292と凹部302Tとの間の流路41Bに供給される。流路41Bに供給された液体LQの少なくとも一部は、第2部材222の上面25に供給される。
液浸部材52は、流路41を介して上面25に流れた液体LQの少なくとも一部を回収する流体回収部242を有する。本実施形態において、上面25の液体LQの少なくとも一部は、第1部材221の下面23と第2部材222の上面25との間の第1空間SP1に流れてもよい。本実施形態において、流体回収部242は、上面25に面するように配置される。流路41を介して上面25に流れた液体LQは、流体回収部242から回収される。
流体回収部242は、開口40を介して第1空間SP1に流入した液体LQを回収してもよい。すなわち、流体回収部242は、開口40を介して第1空間SP1に流入した液体LQと、流路41を介して上面25上に流れた液体LQとの両方を回収してもよい。
なお、第3空間SP3から第1部材221の上面上に流れた液体LQを、第1部材221と第2部材222との間の流路41Bに流すようにしてもよい。この場合、流路41Aを設けてもよいし、設けなくてもよい。
また、流路41からの液体LQを回収する流体回収部242が、開口40を介して第1空間SP1に流入した液体LQを回収する流体回収部とは別でもよい。また、流路41からの液体LQを回収する流体回収部242は、上面25に面してなくてもよい。例えば流体回収部242が、外側面292の少なくとも一部に配置されてもよい。流体回収部242が第2部材222に配置されてもよい。例えば、流体回収部242が、内側面302(凹部302T)に配置されてもよい。流体回収部242が、第1部材221及び第2部材222とは別の部材に配置されてもよい。
<第3実施形態>
次に、第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図16は、本実施形態に係る液浸部材53の一部を示す側断面図である。図16において、液浸部材53は、第1部材21と、第2部材22と、光路K(終端光学素子13の光軸)に対して第2部材22の外側に配置され、流体(液体LQ及び気体の一方又は両方)を回収可能な第3部材300とを備えている。
第3部材300は、基板P(物体)が対向可能な回収口42を有する。本実施形態において、第3部材300は、基板P(物体)が対向可能な位置に配置される多孔部材43を含む。回収口42は、多孔部材43の孔を含む。第3部材300は、多孔部材43の孔を介して、流体を回収する。
第3部材300の内部に、回収口(多孔部材の孔)42から回収された流体が流れる回収流路300Rが設けられる。回収流路300Rは、液体回収装置(吸引装置)と接続される。回収口42から回収され、回収流路300Rを流れる液体LQは、液体回収装置に回収される。
本実施形態において、多孔部材43は、焼結部材を含む。多孔部材43は、焼結法等で形成されるポーラス部材を含む。多孔部材43の孔は、多孔部材37の孔よりも小さい。
本実施形態において、第3部材300は、第2部材22と一緒に移動する。本実施形態において、第3部材300は、第2部材22に接続されている。
本実施形態において、多孔部材43の少なくとも一部が、多孔部材37の下面よりも下方に配置される。
第3部材300が配置されているため、第2部材22の液体回収部27で回収できなかった液体LQは、第3部材300から回収される。また、多孔部材300は、基板P(物体)上の液体LQを吸収することができる。これにより、第2部材22と基板P(物体)との間の空間から液体LQが流出しても、その液体LQが第3部材300と基板P(物体)との間の空間の外側に流出することが抑制される。
また、多孔部材43と基板P(物体)との間に液体LQが留まる現象(所謂、ブリッジ現象)が発生する可能性は、多孔部材37と基板P(物体)との間に液体LQが留まる現象(所謂、ブリッジ現象)が発生する可能性よりも低い。そのため、基板P(物体)上に液体LQが残留することが抑制される。したがって、露光不良の発生、及び不良デバイスの発生が抑制される。
また、第3部材300が設けられることによって、基板P(物体)から第2部材22の多孔部材37を離すことができる。これにより、多孔部材37と基板P(物体)との間に液体LQが留まる現象(ブリッジ現象)が発生することを抑制することができる。
また、本実施形態においては、第2部材22の下面26の少なくとも一部が、光路Kに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜している。これにより、第2部材22と基板P(物体)との間において液体LQが良好に保持される。
なお、本実施形態において、下面26は傾斜しなくてもよい。下面26は、XY平面と実質的に平行でもよい。
また、本実施形態において、回収流路300Rを設けなくてもよい。すなわち、多孔部材37を液体回収装置(吸引装置)に接続せずに、多孔部材37で液体LQを吸収するだけでもよい。
また、本実施形態において、第3部材300を設けなくてもよい。
なお、上述の第1、第2実施形態において、第2部材22(222)の下面26の少なくとも一部が、光路Kに対する放射方向に関して外側に向かって上方に傾斜してもよい。
また、上述の第1、第2実施形態において、第3部材300を設けてもよい。
なお、上述の第1、第2、及び第3実施形態において、図17に示すように、第1部材214の少なくとも一部が、終端光学素子13の射出面12と対向してもよい。図17に示す例において、第1部材21は、開口34の周囲に配置された上面44を有する。開口34の上端の周囲に上面44が配置される。開口34の下端の周囲に下面23が配置される。上面44の一部が、射出面12と対向する。また、図17に示す例では、第2部材22の上面25の一部も、射出面12と対向する。
なお、図18に示すように、第1部材の下面23が、射出面12よりも+Z側に配置されてもよい。なお、Z軸方向に関する下面23の位置(高さ)と射出面12の位置(高さ)とが実質的に等しくてもよい。第1部材の下面23が、射出面12よりも−Z側に配置されてもよい。
なお、上述の各実施形態においては、液浸部材5は開口35以外に第1空間SP1と第2空間SP2とを流体的に接続する流路を有しないこととした。図19に示すように、光路Kに対して開口35よりも外側に、第1空間SP1と第2空間SP2とを流体的に接続する開口(孔)45が形成されてもよい。図19に示す例において、開口45は、上面25と下面26とを結ぶように形成される。開口45の寸法は、開口35の寸法よりも小さい。開口45における液体LQの移動は、開口35における液体LQの移動よりも抑制される。
なお、図20に示すように、光路Kに対して流体回収部24よりも外側の第1部材21の下面235が、液体LQに対して撥液性でもよい。図20において、下面235は、フッ素を含む撥液性の膜の表面を含む。これにより、上述のようなブリッジ現象の発生を抑制できる。
なお、図21に示すように、光路Kに対して流体回収部24よりも外側の第1部材21の下面236が、流体回収部24の下面よりも−Z側に配置されてもよい。下面236と上面25との寸法が、流体回収部24の下面と上面25との寸法よりも小さくてもよい。
なお、図22に示すように、第1部材21において、多孔部材36のエッジと外側面29とが結ばれてもよい。
なお、上述の各実施形態においては、第2部材22において、流体回収部27の下面が下面26よりも+Z側に配置されることとしたが、流体回収部27の下面が下面26よりも−Z側に配置されてもよい。Z軸方向に関する流体回収部27の下面の位置(高さ)と下面26の位置(高さ)とが実質的に等しくてもよい。光路Kに対して流体回収部27よりも外側の第2部材22の下面が、液体LQに対して撥液性でもよい。その下面は、フッ素を含む撥液性の膜の表面を含んでもよい。図23に示すように、第1部材21において、多孔部材37のエッジと外側面とが結ばれてもよい。
また、上述の各実施形態において、第1部材21と終端光学素子13との間の空間から液体LQと気体の少なくとも一方を吸引する吸引口を第1部材21に設けてもよい。
また、上述の各実施形態において、第1空間SP1に液体LQを供給する供給口(液体供給部)を第1部材21と第2部材22の少なくとも一方に設けてもよい。例えば、第1部材21の下面23の、開口34と液体回収部24の間に液体LQを供給する供給口(液体供給部)を設けてもよい。なお、液体供給部31に加えて、第1空間SP1に液体を供給する液体供給部を設けた場合には、液体供給部31から供給された液体LQが第1空間SP1に流入しなくてもよい。また、液体供給部31に加えて、第1空間SP1に液体を供給する液体供給部を設けた場合、その液体供給部から供給される液体と、液体供給部31から供給される液体LQとが異なっていてもよい。
なお、上述の実施形態において、制御装置6は、CPU等を含むコンピュータシステムを含む。また、制御装置6は、コンピュータシステムと外部装置との通信を実行可能なインターフェースを含む。記憶装置7は、例えばRAM等のメモリ、ハードディスク、CD−ROM等の記録媒体を含む。記憶装置7には、コンピュータシステムを制御するオペレーティングシステム(OS)がインストールされ、露光装置EXを制御するためのプログラムが記憶されている。
なお、制御装置6に、入力信号を入力可能な入力装置が接続されていてもよい。入力装置は、キーボード、マウス等の入力機器、あるいは外部装置からのデータを入力可能な通信装置等を含む。また、液晶表示ディスプレイ等の表示装置が設けられていてもよい。
記憶装置7に記録されているプログラムを含む各種情報は、制御装置(コンピュータシステム)6が読み取り可能である。記憶装置7には、制御装置6に、露光光が射出される光学部材の射出面と基板との間の露光光の光路に満たされた液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置の制御を実行させるプログラムが記録されている。
記憶装置7に記録されているプログラムは、上述の実施形態に従って、制御装置6に、光学部材の周囲の少なくとも一部に配置される第1部材、及び第1部材の下方において露光光の光路の周囲の少なくとも一部に配置され、第1部材の第1下面と間隙を介して対向する第2上面と基板が対向可能な第2下面と第2下面の周囲の少なくとも一部に配置された流体回収部とを有する第2部材を含む液浸部材を用いて、光学部材の下方で移動可能な基板上に液体の液浸空間を形成することと、液浸空間の液体を介して射出面から射出される露光光で基板を露光することと、基板の露光の少なくとも一部において、第1部材に対して第2部材を移動することと、を実行させてもよい。
記憶装置7に記憶されているプログラムが制御装置6に読み込まれることにより、基板ステージ2、計測ステージ3、及び液浸部材5等、露光装置EXの各種の装置が協働して、液浸空間LSが形成された状態で、基板Pの液浸露光等、各種の処理を実行する。
なお、上述の各実施形態においては、投影光学系PLの終端光学素子13の射出面12側(像面側)の光路Kが液体LQで満たされているが、投影光学系PLが、例えば国際公開第2004/019128号パンフレットに開示されているような、終端光学素子13の入射側(物体面側)の光路も液体LQで満たされる投影光学系でもよい。
なお、上述の各実施形態においては、液体LQが水であることとしたが、水以外の液体でもよい。液体LQは、露光光ELに対して透過性であり、露光光ELに対して高い屈折率を有し、投影光学系PLあるいは基板Pの表面を形成する感光材(フォトレジスト)等の膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体LQが、ハイドロフロロエーテル(HFE)、過フッ化ポリエーテル(PFPE)、フォンブリンオイル等のフッ素系液体でもよい。また、液体LQが、種々の流体、例えば、超臨界流体でもよい。
なお、上述の各実施形態においては、基板Pが、半導体デバイス製造用の半導体ウエハを含むこととしたが、例えばディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等を含んでもよい。
なお、上述の各実施形態においては、露光装置EXが、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)であることとしたが、例えばマスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)でもよい。
また、露光装置EXが、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第1パターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第2パターンの縮小像を第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光する露光装置(スティッチ方式の一括露光装置)でもよい。また、スティッチ方式の露光装置が、基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置でもよい。
また、露光装置EXが、例えば米国特許第6611316号に開示されているような、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置でもよい。また、露光装置EXが、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー等でもよい。
また、上述の各実施形態において、露光装置EXが、米国特許第6341007号、米国特許第6208407号、米国特許第6262796号等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置でもよい。例えば、図24に示すように、露光装置EXが2つの基板ステージ2001、2002を備えている場合、射出面12と対向するように配置可能な物体は、一方の基板ステージ、その一方の基板ステージの第1保持部に保持された基板、他方の基板ステージ、及びその他方の基板ステージの第1保持部に保持された基板の少なくとも一つを含む。
また、露光装置EXが、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置でもよい。
露光装置EXが、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置でもよいし、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置でもよいし、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置でもよい。
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第6778257号に開示されているような、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク(電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる)を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしてもよい。
上述の各実施形態においては、露光装置EXが投影光学系PLを備えることとしたが、投影光学系PLを用いない露光装置及び露光方法に、上述の各実施形態で説明した構成要素を適用してもよい。例えば、レンズ等の光学部材と基板との間に液浸空間を形成し、その光学部材を介して、基板に露光光を照射する露光装置及び露光方法に、上述の各実施形態で説明した構成要素を適用してもよい。
また、露光装置EXが、例えば国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているような、干渉縞を基板P上に形成することによって基板P上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置(リソグラフィシステム)でもよい。
上述の実施形態の露光装置EXは、上述の各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了した後、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図25に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、上述の実施形態に従って、マスクのパターンからの露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理(露光処理)を含む基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。