JP6477793B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。

半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、例えば下記特許文献に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光装置が使用される。露光装置は、基板を保持して移動可能な基板ステージを備え、その基板ステージに保持された基板を露光する。

米国特許出願公開第２００８／００４３２１１号明細書 米国特許出願公開第２００８／０１００８１２号明細書

液浸露光装置において、基板が基板ステージ上で周囲に間隙をもって保持される場合、基板の表面特性等によっては間隙へ流入する液体の量が変動する可能性がある。そしてこの間隙に流入する液体を基板ステージ側で回収する場合、上記した液体の量の変動によって液体の気化熱が変動することで、基板ステージにおける基板周囲の温度が変動し、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、露光光が射出される射出面を有する光学部材と、射出面に対向可能な物体とギャップを介して配置される部材を有して光学部材下を移動可能なステージと、物体と光学部材との間に液体を供給する第１液体供給装置と、ステージに少なくとも一部が配置されて、ギャップに液体を供給する第２液体供給装置と、を備える露光装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、本発明の第１の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、液体を介して露光光で基板を露光する露光方法であって、露光光が射出される射出面を有する光学部材と、光学部材に対向する基板との間に第１液体供給装置によって液体を供給することと、射出面に対向可能な物体とギャップを介して部材を配置し、部材および基板を移動することと、移動する基板と光学部材との間の液体を介して基板を露光することと、ステージに少なくとも一部を配置した第２液体供給装置によってギャップに液体を供給することと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、本発明の第３の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、露光不良の発生を抑制できる。また本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

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。 第１実施形態に係る液浸部材及び基板ステージの一例を示す図。 図２の一部を拡大した図。 第１保持部３１に保持された基板Ｐの一例を示す図。 基板ステージ２における時間と温度との関係を示す図。 液体供給装置５０の動作を示す図。 露光装置の一例を示す平面図。 基板ステージの一例を示す図。 デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法の実施の形態を、図１ないし図９を参照して説明するが、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、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体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号明細書、及び欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書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Ｃ及び計測器を搭載して移動可能な計測ステージ３と、マスクステージ１を移動する駆動システム４と、基板ステージ２を移動する駆動システム５と、計測ステージ３を移動する駆動システム６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、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能な液浸部材７と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置８と、制御装置８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８Ｒとを備えている。記憶装置８Ｒ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８Ｒ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。

また、露光装置ＥＸは、マスクステージ１、基板ステージ２、及び計測ステージ３の位置を計測する干渉計システム１１と、検出システム３００とを備えている。検出システム３００は、基板Ｐのアライメントマークを検出するアライメントシステム３０２と、基板Ｐの上面（表面）Ｐａの位置を検出する表面位置検出システム３０３とを含む。なお、検出システム３００が、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書に開示されているような、基板ステージ２の位置を検出するエンコーダシステムを備えてもよい。

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。

また、露光装置ＥＸは、露光光ＥＬが進行する空間１０２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１０３を備えている。チャンバ装置１０３は、空間１０２を形成するチャンバ部材１０４と、その空間１０２の環境を調整する空調システム１０５とを有する。

空間１０２は、空間１０２Ａ及び空間１０２Ｂを含む。空間１０２Ａは、基板Ｐが処理される空間である。基板ステージ２及び計測ステージ３は、空間１０２Ａを移動する。

空調システム１０５は、空間１０２Ａ、１０２Ｂに気体を供給する給気部１０５Ｓを有し、その給気部１０５Ｓから空間１０２Ａ、１０２Ｂに気体を供給して、その空間１０２Ａ、１０２Ｂの環境を調整する。本実施形態においては、少なくとも基板ステージ２、計測ステージ３、及び投影光学系ＰＬの終端光学素子１２が空間１０２Ａに配置される。

照明系ＩＬは、所定の照明領域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、照明領域ＩＲを含むベース部材９のガイド面９Ｇ上を移動可能である。駆動システム４は、ガイド面９Ｇ上でマスクステージ１を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、マスクステージ１に配置された可動子と、ベース部材９に配置された固定子とを有する。本実施形態においては、マスクステージ１は、駆動システム４の作動により、ガイド面９Ｇ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。

投影光学系ＰＬは、所定の投影領域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。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、又は１／８等の縮小系である。なお、投影光学系ＰＬは、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光軸は、Ｚ軸と平行である。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。

基板ステージ２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（投影領域ＰＲ）に移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１０のガイド面１０Ｇ上を移動可能である。計測ステージ３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（投影領域ＰＲ）に移動可能である。計測ステージ３は、計測部材Ｃを保持した状態で、投影領域ＰＲを含むベース部材１０のガイド面１０Ｇ上を移動可能である。基板ステージ２と計測ステージ３とは、ガイド面１０Ｇ上を独立して移動可能である。

基板ステージ２を移動するための駆動システム５は、ガイド面１０Ｇ上で基板ステージ２を移動するための平面モータを含む。平面モータは、例えば米国特許第６４５２２９２号明細書に開示されているような、基板ステージ２に配置された可動子と、ベース部材１０に配置された固定子とを有する。同様に、計測ステージ３を移動するための駆動システム６は、平面モータを含み、計測ステージ３に配置された可動子と、ベース部材１０に配置された固定子とを有する。

本実施形態において、基板ステージ２は、基板Ｐの下面Ｐｂをリリース可能に保持する第１保持部（基板保持部）３１と、基板Ｐが配置可能な開口Ｔｈを規定し、基板Ｐが第１保持部３１に保持されている状態において基板Ｐの上面Ｐａの周囲に配置される上面とを有する。

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号明細書、米国特許出願公開第２００８／００４９２０９号明細書等に開示されているような、第１保持部３１の周囲に配置され、カバー部材（規定部材）Ｔの下面Ｔｂをリリース可能に保持する第２保持部３２を有する。カバー部材Ｔは、第１保持部３１に保持された基板Ｐの周囲に配置される。本実施形態においては、カバー部材Ｔが、第１保持部３１に保持された基板Ｐが配置される開口Ｔｈを有する。本実施形態においては、カバー部材Ｔが上面２Ｕを有する。

本実施形態において、第１保持部３１は、基板Ｐの上面ＰａとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。第２保持部３２は、カバー部材Ｔの上面２ＵとＸＹ平面とがほぼ平行となるように、カバー部材Ｔを保持する。本実施形態において、第１保持部３１に保持された基板Ｐの上面Ｐａと第２保持部３２に保持されたカバー部材Ｔの上面２Ｕとは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。

なお、カバー部材Ｔは、基板ステージ２に一体的に形成されていてもよい。例えば、基板ステージ２の少なくとも一部の部材が上面２Ｕを有してもよい。

本実施形態において、計測ステージ３は、計測部材Ｃをリリース可能に保持する第３保持部３３と、第３保持部３３の周囲に配置され、カバー部材Ｑをリリース可能に保持する第４保持部３４とを有する。第３，第４保持部３３，３４は、ピンチャック機構を有する。カバー部材Ｑは、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの周囲に配置される。なお、第３保持部３３及び第４保持部３４の少なくとも一方で使用される保持機構はピンチャック機構に限られない。また、計測部材Ｃ及びカバー部材Ｑの少なくとも一方は、計測ステージ３に一体的に形成されていてもよい。

本実施形態において、第３保持部３３は、計測部材Ｃの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、計測部材Ｃを保持する。第４保持部３４は、カバー部材Ｑの上面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、カバー部材Ｑを保持する。本実施形態において、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの上面と第４保持部３４に保持されたカバー部材Ｑの上面とは、ほぼ同一平面内に配置される（ほぼ面一である）。

ここで、以下の説明において、第２保持部３２に保持されたカバー部材Ｔの上面２Ｕを適宜、基板ステージ２の上面２Ｕ、と称し、第３保持部３３に保持された計測部材Ｃの上面及び第４保持部３４に保持されたカバー部材Ｑの上面を合わせて適宜、計測ステージ３の上面３Ｕ、と称する。

干渉計システム１１は、マスクステージ１の位置を計測するレーザ干渉計ユニット１１Ａと、基板ステージ２及び計測ステージ３の位置を計測するレーザ干渉計ユニット１１Ｂとを含む。レーザ干渉計ユニット１１Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置を計測可能である。レーザ干渉計ユニット１１Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒ、及び計測ステージ３に配置された計測ミラー３Ｒを用いて、基板ステージ２及び計測ステージ３それぞれの位置を計測可能である。

アライメントシステム３０２は、基板Ｐのアライメントマークを検出して、その基板Ｐのショット領域（露光領域）Ｓの位置を検出する。アライメントシステム３０２は、基板ステージ２（基板Ｐ）が対向可能な下面を有する。基板ステージ２の上面２Ｕ、及び基板ステージ２に保持されている基板Ｐの上面（表面）Ｐａは、−Ｚ方向を向くアライメントシステム３０２の下面と対向可能である。

表面位置検出システム３０３は、例えばオートフォーカス・レベリングシステムとも呼ばれ、基板ステージ２に保持された基板Ｐの上面（表面）Ｐａに検出光を照射して、その基板Ｐの上面Ｐａの位置を検出する。表面位置検出システム３０３は、基板ステージ２（基板Ｐ）が対向可能な下面を有する。基板ステージ２の上面２Ｕ、及び基板ステージ２に保持されている基板Ｐの上面Ｐａは、−Ｚ方向を向く表面位置検出システム３０３の下面と対向可能である。

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８は、干渉計システム１１の計測結果、及び検出システム３００の検出結果に基づいて、駆動システム４，５，６を作動し、マスクステージ１（マスクＭ）、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。

液浸部材７は、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部が液体ＬＱで満たされるように液浸空間ＬＳを形成可能である。液浸部材７は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子１２の近傍に配置される。本実施形態において、液浸部材７は、環状の部材であり、露光光ＥＬの光路の周囲に配置される。本実施形態においては、液浸部材７の少なくとも一部が、終端光学素子１２の周囲に配置される。

終端光学素子１２は、投影光学系ＰＬの像面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１３を有する。本実施形態において、射出面１３側に液浸空間ＬＳが形成される。液浸空間ＬＳは、射出面１３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。射出面１３から射出される露光光ＥＬは、−Ｚ方向に進行する。射出面１３は、露光光ＥＬの進行方向（−Ｚ方向）を向く。本実施形態において、射出面１３は、ＸＹ平面とほぼ平行な平面である。なお、射出面１３がＸＹ平面に対して傾斜していてもよいし、曲面を含んでもよい。

液浸部材７は、少なくとも一部が−Ｚ方向を向く下面１４を有する。本実施形態において、射出面１３及び下面１４は、射出面１３から射出される露光光ＥＬが照射可能な位置（投影領域ＰＲ）に配置される物体との間で液体ＬＱを保持することができる。液浸空間ＬＳは、射出面１３及び下面１４の少なくとも一部と投影領域ＰＲに配置される物体との間に保持された液体ＬＱによって形成される。液浸空間ＬＳは、射出面１３と、投影領域ＰＲに配置される物体との間の露光光ＥＬの光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように形成される。液浸部材７は、終端光学素子１２と物体との間の露光光ＥＬの光路Ｋが液体ＬＱで満たされるように物体との間で液体ＬＱを保持可能である。

本実施形態において、投影領域ＰＲに配置可能な物体は、投影光学系ＰＬの像面側（終端光学素子１２の射出面１３側）で投影領域ＰＲに対して移動可能な物体を含む。その物体は、終端光学素子１２及び液浸部材７に対して移動可能である。その物体は、射出面１３及び下面１４の少なくとも一方と対向可能な上面（表面）を有する。物体の上面は、射出面１３との間に液浸空間ＬＳを形成可能である。その物体は、終端光学素子１２の光軸（Ｚ軸）と垂直な面内（ＸＹ平面内）において移動可能である。本実施形態において、物体の上面は、射出面１３及び下面１４の少なくとも一部との間に液浸空間ＬＳを形成可能である。一方側の射出面１３及び下面１４と、他方側の物体の上面（表面）との間に液体ＬＱが保持されることによって、終端光学素子１２と物体との間の露光光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。

本実施形態において、その物体は、基板ステージ２、基板ステージ２に保持された基板Ｐ、計測ステージ３、及び計測ステージ３に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つを含む。例えば、基板ステージ２の上面２Ｕ、及び基板ステージ２に保持されている基板Ｐの表面（上面）Ｐａは、−Ｚ方向を向く終端光学素子１２の射出面１３、及び−Ｚ方向を向く液浸部材７の下面１４と対向可能である。もちろん、投影領域ＰＲに配置可能な物体は、基板ステージ２、基板ステージ２に保持された基板Ｐ、計測ステージ３、及び計測ステージ３に保持された計測部材Ｃの少なくとも一つに限られない。また、それら物体は、検出システム３００の少なくとも一部と対向可能である。

本実施形態においては、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が液体ＬＱで覆われるように液浸空間ＬＳが形成される。基板Ｐの露光時において、液浸部材７は、終端光学素子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基板Ｐとの間で液体ＬＱを保持可能である。液体ＬＱの界面（メニスカス、エッジ）ＬＧの少なくとも一部は、液浸部材７の下面１４と基板Ｐの表面との間に形成される。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、局所液浸方式を採用する。

図２は、本実施形態に係る液浸部材７及び基板ステージ２の一例を示す側断面図である。図３は、図２の一部を拡大した図である。なお、図２においては、投影領域ＰＲ（終端光学素子１２及び液浸部材７と対向する位置）に基板Ｐが配置されているが、上述のように、基板ステージ２（カバー部材Ｔ）、及び計測ステージ３（カバー部材Ｑ、計測部材Ｃ）を配置することもできる。

図２に示すように、液浸部材７は、少なくとも一部が終端光学素子１２の射出面１３と対向する対向部７１と、少なくとも一部が終端光学素子１２の周囲に配置される本体部７２とを含む。対向部７１は、射出面１３と対向する位置に孔（開口）７Ｋを有する。対向部７１は、少なくとも一部が射出面１３とギャップを介して対向する上面７Ｕと、基板Ｐ（物体）が対向可能な下面７Ｈとを有する。孔７Ｋは、上面７Ｕと下面７Ｈとを結ぶように形成される。上面７Ｕは、孔７Ｋの上端の周囲に配置され、下面７Ｈは、孔７Ｋの下端の周囲に配置される。射出面１３から射出された露光光ＥＬは、孔７Ｋを通過して、基板Ｐに照射可能である。

本実施形態において、上面７Ｕ及び下面７Ｈのそれぞれは、光路Ｋの周囲に配置される。本実施形態において、下面７Ｈは、平坦面である。下面７Ｈは、基板Ｐ（物体）との間で液体ＬＱを保持可能である。以下の説明において、下面７Ｈを適宜、保持面７Ｈ、と称する。

また、液浸部材７は、液体ＬＱを供給可能な供給口１５と、液体ＬＱを回収可能な回収口１６とを有する。供給口１５は、例えば基板Ｐの露光時において液体ＬＱを供給する。回収口１６は、例えば基板Ｐの露光時において液体ＬＱを回収する。なお、供給口１５は、基板Ｐの露光時及び非露光時の一方又は両方において液体ＬＱを供給可能である。なお、回収口１６は、基板Ｐの露光時及び非露光時の一方又は両方において液体ＬＱを回収可能である。

供給口１５は、射出面１３から射出される露光光ＥＬの光路Ｋの近傍において、その光路Ｋに面するように配置されている。なお、供給口１５は、射出面１３と開口７Ｋとの間の空間及び終端光学素子１２の側面の一方又は両方に面していればよい。本実施形態において、供給口１５は、上面７Ｕと射出面１３との間の空間に液体ＬＱを供給する。供給口１５から供給された液体ＬＱは、その上面７Ｕと射出面１３との間の空間を流れた後、開口７Ｋを介して、基板Ｐ（物体）上に供給される。

供給口１５は、流路１７を介して、液体供給装置（第１液体供給装置）１８と接続されている。液体供給装置１８は、清浄で温度調整された液体ＬＱを送出可能である。この液体供給装置１８は、露光装置ＥＸに備えられていてもよいし、露光装置ＥＸ外の例えばクリーンルームに備えられていてもよい。流路１７は、液浸部材７の内部に形成された供給流路１７Ｒ、及びその供給流路１７Ｒと液体供給装置１８とを接続する供給管で形成される流路を含む。液体供給装置１８から送出された液体ＬＱは、流路１７を介して供給口１５に供給される。少なくとも基板Ｐの露光において、供給口１５は、液体ＬＱを供給する。

回収口１６は、液浸部材７の下面１４と対向する物体上の液体ＬＱの少なくとも一部を回収可能である。回収口１６は、露光光ＥＬが通過する開口７Ｋの周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態においては、回収口１６は、保持面７Ｈの周囲の少なくとも一部に配置される。回収口１６は、物体の表面と対向する液浸部材７の所定位置に配置されている。少なくとも基板Ｐの露光において、回収口１６に基板Ｐが対向する。基板Ｐの露光において、回収口１６は、基板Ｐ上の液体ＬＱを回収する。

本実施形態において、本体部７２は、基板Ｐ（物体）に面する開口７Ｐを有する。開口７Ｐは、保持面７Ｈの周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、液浸部材７は、開口７Ｐに配置された多孔部材１９を有する。本実施形態において、多孔部材１９は、複数の孔(openingsあるいはpores)を含むプレート状の部材である。なお、開口７Ｐに、網目状に多数の小さい孔が形成された多孔部材であるメッシュフィルタが配置されてもよい。

本実施形態において、多孔部材１９は、基板Ｐ（物体）が対向可能な下面１９Ｈと、下面１９Ｈの反対方向を向く上面１９Ｕと、上面１９Ｕと下面１９Ｈとを結ぶ複数の孔とを有する。下面１９Ｈは、保持面７Ｈの周囲の少なくとも一部に配置される。本実施形態において、液浸部材７の下面１４の少なくとも一部は、保持面７Ｈ及び下面１９Ｈを含む。

本実施形態において、回収口１６は、多孔部材１９の孔を含む。本実施形態において、基板Ｐ（物体）上の液体ＬＱは、多孔部材１９の孔（回収口１６）を介して回収される。なお、多孔部材１９が配置されなくてもよい。

回収口１６は、流路２０を介して、液体回収装置２１と接続されている。液体回収装置２１は、例えば露光装置ＥＸ外に備えられた真空システムに回収口１６を接続可能であり、回収口１６を介して液体ＬＱを吸引可能である。なお、この液体回収装置２１は、露光装置ＥＸに備えられていてもよいし、露光装置ＥＸ外の例えばクリーンルームに備えられてもよい。流路２０は、液浸部材７の内部に形成された回収流路２０Ｒ、及びその回収流路２０Ｒと液体回収装置２１とを接続する回収管で形成される流路を含む。回収口１６から回収された液体ＬＱは、流路２０を介して、液体回収装置２１に回収される。

本実施形態においては、制御装置８は、供給口１５からの液体ＬＱの供給動作と並行して、回収口１６からの液体ＬＱの回収動作を実行することによって、一方側の終端光学素子１２及び液浸部材７と、他方側の物体との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳを形成可能である。

なお、液浸部材７として、例えば米国特許出願公開第２００７／０１３２９７６号明細書、欧州特許出願公開第１７６８１７０号明細書に開示されているような液浸部材（ノズル部材）を用いることができる。

図２及び図３に示すように、本実施形態において、基板ステージ２は、基板（物体）Ｐとカバー部材（部材）Ｔ（基板ステージ２）との間の間隙（ギャップ）Ｇａに通じる空間部２３を有する。空間部２３は、間隙Ｇａの下方に位置する。間隙Ｇａは、互いに対向する、第１保持部３１に保持された基板Ｐの側面Ｐｃと、第２保持部３２に保持されたカバー部材Ｔの内面Ｔｃとの間に形成される。

空間部２３には、多孔部材８０が配置されている。本実施形態において、多孔部材８０は、射出面１３及び下面１４の少なくとも一方が対向可能な上面８０Ａを有する。上面８０Ａは、基板Ｐ及びカバー部材Ｔよりも下方（−Ｚ側）に位置して配置される。本実施形態において、多孔部材８０は、例えばチタン製である。多孔部材８０は、例えば焼結法により形成可能である。本実施形態において、間隙Ｇａに流入する液体ＬＱの少なくとも一部は、多孔部材８０を介して回収される。

本実施形態において、多孔部材８０は、ケース８１に支持されている。ケース８１は、空間部２３に配置される。本実施形態において、ケース８１は、例えばセラミック製であるが、金属製でもよい。なお、ケース８１を用いずに多孔部材８０が空間部２３に直接配置されていてもよい。

また、本実施形態において、多孔部材８０及びケース８１とカバー部材Ｔとの間に、支持部材８２が配置される。支持部材８２は、多孔部材８０及びケース８１の少なくとも一部に支持される。支持部材８２は、カバー部材Ｔの下面Ｔｂの少なくとも一部と対向可能である。支持部材８２は、カバー部材Ｔの下面Ｔｂの少なくとも一部を支持する。なお、支持部材８２を用いずにこれを省略してもよい。

本実施形態において、基板ステージ２は、空間部２３に配置される吸引口２４を有する。本実施形態において、吸引口２４は、空間部２３を形成する基板ステージ２の内面の少なくとも一部に形成されている。吸引口２４は、空間部２３が負圧になるように、空間部２３の流体の少なくとも一部を吸引する。吸引口２４は、空間部２３の液体及び気体の一方又は両方を吸引可能である。

吸引口２４は、流路２５を介して、流体吸引装置２６と接続されている。流体吸引装置２６は、吸引口２４を真空システムに接続可能であり、吸引口２４を介して液体及び気体の一方又は両方を吸引可能である。また、流体吸引装置２６は、図示しない流量計を備えていてもよく、吸引した流体（液体）の量をこの流量計により計測してもよい。流路２５の少なくとも一部は、基板ステージ２の内部に形成される。吸引口２４から吸引された流体（液体及び気体の少なくとも一方）は、流路２５を介して、流体吸引装置２６に吸引される。なお、流体吸引装置２６は、露光装置ＥＸに備えられてもよいし、露光装置ＥＸ外の例えばクリーンルームに備えられていてもよい。

本実施形態において、ケース８１は、ケース８１の外面と内面とを結ぶ孔（開口）８１Ｈを有する。孔８１Ｈの上端の開口８３は、多孔部材８０の下面に臨んでいる。孔８１Ｈの下端の開口は、吸引口２４と結ばれる。吸引口２４は、ケース８１の内側の空間が負圧になるように、そのケース８１の内側の空間の流体を、孔８１Ｈを介して吸引可能である。

本実施形態において、基板ステージ２には、間隙Ｇａ内に液体を供給する液体供給装置（第２液体供給装置）５０の流路５１が配置されている。流路５１は、一端が供給口５１ａとして空間部２３に臨んで開口し、他端側で液体供給装置５０に接続されている。液体供給装置５０は制御装置８の制御により、流路５１を介して液体を空間部２３に供給する。なお、本実施形態においては、液体供給装置５０から供給する液体は、上述した液体ＬＱと同じ水（純水）を用いている。

本実施形態において、第１保持部３１は、例えばピンチャック機構を有する。第１保持部３１は、基板ステージ２の支持面３１Ｓに配置され、基板Ｐの下面Ｐｂが対向可能な周壁部３５と、周壁部３５の内側の支持面３１Ｓに配置され、複数のピン部材を含む支持部３６と、支持面３１Ｓに配置され、流体を吸引する吸引口３７とを有する。吸引口３７は、流体吸引装置と接続される。流体吸引装置は、制御装置８に制御される。周壁部３５の上面は、基板Ｐの下面Ｐｂと対向可能である。周壁部３５は、基板Ｐの下面Ｐｂとの間の少なくとも一部に負圧空間を形成可能である。なお、支持面３１において、周壁部３５は実質的に円形であり、前述、及び後述の説明において、第１保持部３１の中心は、周壁部３５の中心である。なお、本実施形態においては、ＸＹ平面内において、周壁部３５は、実質的に円形（円環状）である。制御装置８は、基板Ｐの下面Ｐｂと周壁部３５の上面とが接触された状態で、吸引口３７の吸引動作を実行することによって、周壁部３５と基板Ｐの下面Ｐｂと支持面３１Ｓとで形成される空間３１Ｈを負圧にすることができる。これにより、基板Ｐが第１保持部３１に保持される。また、吸引口３７の吸引動作が解除されることによって、基板Ｐは第１保持部３１から解放される。

本実施形態においては、空間３１Ｈを負圧にすることにより、基板Ｐの下面が支持部３６（複数のピン部材）の上端に保持される。すなわち、支持部３６（複数のピン部材）の上端によって基板Ｐを保持する保持面３６Ｓの少なくとも一部が規定されている。

本実施形態において、第２保持部３２は、例えばピンチャック機構を有する。第２保持部３２は、基板ステージ２の支持面３２Ｓにおいて周壁部３５を囲むように配置され、カバー部材Ｔの下面Ｔｂが対向可能な周壁部３８と、支持面３２Ｓにおいて周壁部３８を囲むように配置され、カバー部材Ｔの下面Ｔｂが対向可能な周壁部３９と、周壁部３８と周壁部３９との間の支持面３２Ｓに配置され、複数のピン部材を含む支持部４０と、支持面３２Ｓに配置され、流体を吸引する吸引口４１とを有する。吸引口４１は、流体吸引装置と接続される。流体吸引装置は、制御装置８に制御される。周壁部３８、３９の上面は、カバー部材Ｔの下面Ｔｂと対向可能である。周壁部３８、３９は、カバー部材Ｔの下面Ｔｂとの間の少なくとも一部に負圧空間を形成可能である。制御装置８は、カバー部材Ｔの下面Ｔｂと周壁部３８、３９の上面とが接触された状態で、吸引口４１の吸引動作を実行することによって、周壁部３８と周壁部３９とカバー部材Ｔの下面Ｔｂと支持面３２Ｓとで形成される空間３２Ｈを負圧にすることができる。これにより、カバー部材Ｔが第２保持部３２に保持される。また、吸引口４１の吸引動作が解除されることによって、カバー部材Ｔは第２保持部３２から解放される。

空間部２３は、周壁部３５の周囲の空間を含む。本実施形態において、空間部２３は、周壁部３５と周壁部３８との間の空間を含む。

また、図４に示すように、基板ステージ２は、ヒータＨＴ１、ＨＴ２、温度センサＴＳ１、ＴＳ２を備えている。ヒータＨＴ１は、主として、第１保持部３１を加熱するものであって、ＸＹ平面に関して、基板Ｐの外周部近傍の位置に、周方向に間隔をあけて複数（図４では６つ）配置されている。各ヒータＨＴ１の動作（加熱・加熱解除）は制御装置８に制御される。

ヒータＨＴ２は、主として、第２保持部３２を加熱するものであって、ＸＹ平面に関して、カバー部材Ｔの端縁に沿って矩形状に配置されている。各ヒータＨＴ２の動作（加熱・加熱解除）は制御装置８に制御される。

温度センサＴＳ１は、第１保持部３１の温度を計測し、計測結果を制御装置８に出力するものであり、ＸＹ平面に関して、各ヒータＨＴ１の周方向の中央部近傍に配置されている。温度センサＴＳ２は、第２保持部３２の温度を計測し、計測結果を制御装置８に出力するものであり、ＸＹ平面に関して、矩形状のヒータＨＴ２のコーナー部及び辺の中央部の位置に配置されている。

次に、露光装置ＥＸの動作の一例について、図３乃至図５を参照して説明する。図５は、基板ステージ２における時間と温度との関係を示す図である。

第１保持部３１に保持されている基板Ｐを露光するために、制御装置８は、予め温度センサＴＳ１、ＴＳ２による温度計測結果に基づいて、ヒータＨＴ１、ＨＴ２の動作を制御して第１保持部３１及び第２保持部３２の温度を所定温度Ｔ１（図５参照）に制御する。そして、制御装置８は、基板ステージ２を露光位置に移動して、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板ステージ２（基板Ｐ）との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成された後、制御装置８は、基板Ｐの露光処理を開始する。

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８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。これにより、基板Ｐが液体ＬＱを介して露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターンの像が投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して基板Ｐに投影される。

図４に示すように、本実施形態においては、基板Ｐ上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８は、基板Ｐ上に定められた複数のショット領域Ｓを順次露光する。

基板Ｐのショット領域Ｓを露光するとき、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板Ｐとが対向され、終端光学素子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の複数のショット領域Ｓを順次露光するとき、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板Ｐの上面Ｐａ及び基板ステージ２の上面２Ｕの少なくとも一方との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、駆動システム５によって基板ステージ２がＸＹ平面内において移動される。制御装置８は、終端光学素子１２及び液浸部材７と基板Ｐの上面Ｐａ及び基板ステージ２の上面２Ｕの少なくとも一方との間に液体ＬＱで液浸空間ＬＳが形成されている状態で、基板ステージ２を移動しながら、基板Ｐの露光を実行する。

例えば基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓのうち最初のショット領域Ｓを露光するために、制御装置８は、その第１のショット領域Ｓを露光開始位置に移動する。制御装置８は、液浸空間ＬＳが形成された状態で、第１のショット領域Ｓ（基板Ｐ）を投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対してＹ軸方向に移動しながら、その第１のショット領域Ｓに対して露光光ＥＬを照射する。

第１のショット領域Ｓの露光が終了した後、次の第２のショット領域Ｓを露光するために、制御装置８は、液浸空間ＬＳが形成された状態で、基板ＰをＸ軸方向（あるいはＸＹ平面内においてＸ軸方向に対して傾斜する方向）に移動し、第２のショット領域Ｓを露光開始位置に移動する。制御装置８は、第１のショット領域Ｓと同様に、第２のショット領域Ｓを露光する。

制御装置８は、投影領域ＰＲに対してショット領域ＳをＹ軸方向に移動しながらそのショット領域Ｓに露光光ＥＬを照射する動作（スキャン露光動作）と、そのショット領域Ｓの露光が終了した後、次のショット領域Ｓを露光開始位置に移動するための動作（ステッピング動作）とを繰り返しながら、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓを、投影光学系ＰＬ及び液浸空間ＬＳの液体ＬＱを介して順次露光する。基板Ｐの複数のショット領域Ｓに対して露光光ＥＬが順次照射される。

本実施形態において、制御装置８は、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲと基板Ｐとが、図４中、矢印Ｒ１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。基板Ｐの露光における基板ステージ２の移動中の少なくとも一部において、液浸空間ＬＳは、間隙Ｇａ上に形成される。

このとき、間隙Ｇａには、図３に示すように、液体供給装置１８から供給された液体ＬＱが流入する。間隙Ｇａに流入した液体ＬＱは、流体吸引装置２６の作動による負圧吸引力で多孔部材８０の孔を介して吸引され、吸引口２４、孔８１Ｈ及び流路２５を介して吸引・回収される。ここで、間隙Ｇａに流入する液体ＬＱの量は、例えば、基板Ｐの表面Ｐａや側面Ｐｃにおける撥液特性等によって変動する可能性がある。

例えば、図６に示すように、間隙Ｇａに流入する液体ＬＱの量が、図３に示した液体ＬＱの量よりも少ない場合には、液体ＬＱの気化熱も少なくなることにより、図５にグラフＧ１で示すように、時間の経過とともに、駆動システム５の発熱等により基板ステージ２の温度が所定温度Ｔ１よりも高くなる可能性がある。逆に、間隙Ｇａに流入する液体ＬＱの量が多い場合には、液体ＬＱの気化熱も多くなることにより、図５にグラフＧ２で示すように、時間の経過とともに、駆動システム５の発熱等があっても基板ステージ２の温度が所定温度Ｔ１よりも低くなる可能性がある。このように、基板ステージ２に温度変動が生じた場合には、基板Ｐの熱変形に伴って基板Ｐにおけるショット領域Ｓの位置、大きさ等に誤差が生じたり、基板ステージ２に計測機器が設けられる場合には、計測精度が低下して露光不良となる可能性がある。

そのため、本実施形態では、制御装置８が液体供給装置５０を制御し、図６に示すように、間隙Ｇａを介して流入する液体の量の変動に追従させて、流路５１を介して間隙Ｇａ（空間部２３）に液体を供給させる。換言すれば、制御装置８は、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａに流入する液体の量の変動を相殺するように、流路５１を介して間隙Ｇａ（空間部２３）に液体供給装置５０から液体を供給する。
具体的には、制御装置８は以下に示すような方法で間隙Ｇａにおける液体の量の変動を減らす。

（液体回収量に応じた液体供給）
流体吸引装置２６の作動により、間隙Ｇａにおける液体を吸引して回収するとともに回収した液体の量を第１センサーで検出し、第１センサーで検出した液体の量が、予め設定した範囲から外れた場合に、第１センサーで検出した液体の量が設定した範囲内となる量を液体供給装置５０により供給させる。第１センサーとしては、例えば上述した流体吸引装置２６に設けられる流量計が例示できる。この場合、制御装置８は、流体吸引装置２６の動作と液体供給装置５０の動作とを同期制御して、間隙Ｇａにおける液体のうち、例えば液体供給装置５０からの液体の量が、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａへ流入する液体の量よりも相対的に多くすることにより、基板Ｐの表面Ｐａを経て間隙Ｇａに流入する液体供給装置１８からの液体に含まれる異物等の悪影響を抑制できる。

（回収した液体の温度に応じた液体供給）
流体吸引装置２６の作動により、間隙Ｇａにおける液体を吸引して回収するとともに回収した液体の温度を第２センサーで検出し、第２センサーで検出した液体の温度が、予め設定した範囲から外れた場合に、間隙Ｇａにおける液体の量が変動して基板ステージ２の温度変動が生じた可能性があるため、第２センサーで検出した液体の温度が設定した範囲内となる量を液体供給装置５０により供給させる。この場合についても、制御装置８は、流体吸引装置２６の動作と液体供給装置５０の動作とを同期制御して、間隙Ｇａにおける液体のうち、液体供給装置５０からの液体の量が、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａへ流入する液体の量よりも相対的に多くすることにより、基板Ｐの表面Ｐａを経て間隙Ｇａに流入する液体供給装置１８からの液体に含まれる異物等の悪影響を抑制できる。なお、上記各例において、流体吸引装置２６による液体回収（吸引）量が一定となるのであれば、必ずしも液体供給装置５０からの液体の量を、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａに流入する液体の量よりも相対的に多くしなくともよい。

また、上記液体供給装置５０による液体の供給では、液体の蒸発に伴う気化熱を調整しているが、例えば、液体供給装置５０が供給する液体の温度を調整する温調装置を設け、間隙Ｇａにおける液体の温度が設定した範囲内となるように温度調整された液体が液体供給装置５０から供給される構成とすることで、短時間での液温調整を可能とすることもできる。なお、回収した液体の温度に応じた液体供給装置５０による液体供給と、先に説明した液体回収量に応じた液体供給装置５０による液体供給とを併用してもよいことは言うまでもない。

（基板ステージ２の温度に応じた液体供給）
温度センサＴＳ１、ＴＳ２の少なくとも一方の計測結果が予め設定した範囲から外れた場合には、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａに流入する液体の量が変動して基板ステージ２の温度変動が生じたと推定できる。よって、制御装置８は、温度センサＴＳ１、ＴＳ２で計測される温度が設定した範囲内となるように、液体供給装置５０により供給口５１ａから空間部２３へ液体を供給させるように制御する。

（露光条件に応じた液体供給）
基板Ｐの露光条件によっては、例えば、上述した各種センサーを用いない場合でも、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａ内に流入する液体の量を推定することが可能である。そのため、露光条件に応じて液体供給装置５０から供給する液体の量を調整することも可能である。この種の露光条件としては、例えば、基板Ｐの形状、基板Ｐの液体に対する撥液性、基板ステージ２の移動条件等が挙げられる。

基板Ｐの形状として、例えば、円形の基板Ｐの真円度によって間隙Ｇａの幅が変動することが既知である場合には、予め推定される間隙Ｇａ内に流入する液体の量の変動による間隙Ｇａ内の液体量の変動を減らすように、上述した方法で液体供給装置５０から液体を供給する。同様に、基板Ｐの液体に対する撥液性についても、撥液性にばらつきがある場合には、間隙Ｇａ内に流入する液体の量が変動する。そのため、基板Ｐの撥液性のばらつき度合いが既知である場合には、予め推定される間隙Ｇａ内に流入する液体の量の変動による間隙Ｇａ内の液体量の変動を減らすように、上述した方法で液体供給装置５０から液体を供給すればよい。

また、基板ステージ２の移動条件については、上述したように、液浸空間ＬＳが間隙Ｇａを跨ぐように基板ステージ２が移動する場合と、間隙Ｇａを跨がずに基板ステージ２が移動する場合とでは間隙Ｇａ内に流入する液体の量が変動する可能性がある。この場合、制御装置８は予め設定されているショット領域Ｓの分布及び露光順序に基づき、予め推定される間隙Ｇａ内に流入する液体の量の変動による間隙Ｇａ内の液体量の変動を減らすように、上述した方法で液体供給装置５０から液体を供給すればよい。例えば、液浸空間ＬＳが間隙Ｇａを跨いた状態で露光処理が行われる際には、液体供給装置５０から供給する液体の量を減らし（または液体供給を停止し）、液浸空間ＬＳが間隙Ｇａを跨がない状態で露光処理が行われる際には、液体供給装置５０から供給する液体の量を増やすように供給量を調整してもよい。

上述した液体供給装置５０から液体を供給するタイミングとしては、例えば、基板Ｐ毎に実施することができる。この場合、基板Ｐに対する露光処理前、あるいは露光処理後に液体を供給することにより、露光処理中に実施した場合の振動等の悪影響を排除することが可能となる。また、予め設定された数の基板Ｐを露光するたびに、液体供給装置５０から供給する液体の量を調整することで、液体供給装置１８から間隙Ｇａに流入する液体の量が変動する場合でも、間隙Ｇａにおける液体の量の変動をより高精度に管理することができる。または、液体供給装置５０から常時一定量の液体を供給しつつ、上述した変動があった場合に当該変動を抑制するように液体供給装置５０からの液体供給量を変化させてもよい。

以上説明したように、本実施形態では、液体供給装置５０から間隙Ｇａに液体を供給することにより、間隙Ｇａにおける液体の量の変動に起因して基板ステージ２に生じる温度変動を抑制するころができる。従って、本実施形態では、基板ステージ２の温度変動に伴う露光不良の発生を抑えることが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、露光装置ＥＸの第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、液体回収装置２１の液体回収量に基づいて、液体供給装置５０からの液体供給量を調整する。

液体回収装置２１は、液浸部材７により液浸空間ＬＳから回収される液体の量を計測する流量計を備えている。この液体回収装置２１の流量計の値は、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａに流入する液体の量により変動する。すなわち、液体回収装置２１の流量計によって計測される液体回収量が増加した場合は、液浸空間ＬＳから間隙Ｇａに流入する液体の量が少なくなったと推定できる。

よって、本実施形態では、例えば液体回収装置２１の流量計の値が増加したときに、液体供給装置５０から空間部２３へ液体の供給を開始するように制御する。なお、液体供給装置５０から一定量の液体を常時供給している場合には、その供給量を増加させてもよい。
これにより、空間部２３から流体吸引装置２６へ吸引される流体（液体）の量を調整することができ、上述した気化熱の変動を抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、間隙Ｇａにおける液体の量を調整することにより、基板ステージ２の温度を調整する構成について説明したが、これに限定されるものではなく、上述した液体の供給処理と、ヒータＨＴ１、ＨＴ２による加熱処理を組み合わせて基板ステージ２の温度調整を行う構成としてもよい。

また、基板の非露光時には、液体供給装置５０の供給口５１ａからクリーニング液体を供給してもよい。これにより多孔部材８０および空間部２３のクリーニングを行なうことができる。クリーニング液体としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、及びペンタノールの少なくとも一つを含んでもよい。または、クリーニング液体として、アルカリ性液体、例えば水酸化テトラメチルアンモニウム（TMAH：tetramethylammonium hydroxide）を含んでもよい。なお、クリーニング液体として、酸性液体を用いてもよい。例えば、液体ＬＣが、過酸化水素を含んでもよい。例えば、液体ＬＣとして、過酸化水素水溶液（過酸化水素水）を用いてもよい。

また、上記実施形態では、間隙Ｇａとして基板Ｐとカバー部材Ｔとの間に形成される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、基板ステージ２における物体としてのカバー部材Ｔの周囲に間隙Ｇｍをあけて部材としてのスケール部材（計測部材）ＧＴが設けられ、スケール部材ＧＴを用いてその基板ステージ２の位置を計測するエンコーダシステムが用いられる場合には、間隙Ｇｍに残留する液体ＬＱの量を、上記実施形態と同様に調整することも可能である。この場合の間隙Ｇｍは、スケール部材ＧＴのエッジ部Ｅｇｇと、カバー部材Ｔのエッジ部Ｅｇとの間に形成される。
なお、このようなエンコーダシステムは、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書に開示されている。

また、基板ステージ２の他に、図７に示されるように、計測ステージ３において、露光光ＥＬを計測するための計測部材（計測器）Ｃとカバー部材Ｑとの間に形成される間隙Ｇｎに残留する液体ＬＱの量を、上記実施形態と同様に調整することも可能である。この場合の間隙Ｇｎは、カバー部材Ｑのエッジ部Ｅｇｑと、計測部材Ｃのエッジ部Ｅｇｃとの間に形成される。さらに、露光処理から計測処理への移行時、あるいは計測処理から露光処理への移行時に、基板ステージ２と計測ステージ３とが近接した状態を維持したまま、液浸空間ＬＳが基板ステージ２上と計測ステージ３上との間を相対移動する際に、これら基板ステージ２と計測ステージ３との間の間隙に残留する液体ＬＱを、上記実施形態と同様に調整することも可能である。

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１２の射出側（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１２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、露光用の液体ＬＱとして水を用いているが、水以外の液体であってもよい。液体ＬＱとしては、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）などの膜に対して安定なものが好ましい。例えば、液体ＬＱとして、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を用いることも可能である。また、液体ＬＱとして、種々の流体、例えば、超臨界流体を用いることも可能である。

なお、上述の各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。

さらに、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上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、例えば米国特許第６６１１３１６号明細書に開示されているように、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などにも本発明を適用することができる。また、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・アライナーなどにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書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にも適用できる。例えば、図８に示すように、露光装置ＥＸが２つの基板ステージ２００１、２００２を備えてもよい。その場合、射出面１３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に保持された基板の少なくとも一つを含む。

また、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にも適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、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などにも広く適用できる。

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号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（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良い。

上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系ＰＬを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。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ことができる。

また、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に、干渉縞を基板Ｐ上に形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

上述の実施形態の露光装置ＥＸは、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度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９に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、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など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。

２…基板ステージ（ステージ）、 ８…制御装置、 １２…終端光学素子（光学部材）、 １３…射出面、 １８…液体供給装置（第１液体供給装置）、 ３１…第１保持部、 ３２…第２保持部、 ５０…液体供給装置（第２液体供給装置）、 ５１ａ…供給口、 ８０…多孔部材、 ＤＰ…ダミー基板（第２の物体、第２液体供給装置）、 ＥＬ…露光光、 ＥＸ…露光装置、 Ｇａ、Ｇｍ、Ｇｎ…間隙（ギャップ）、 ＧＴ…スケール部材（部材、計測部材）、 ＬＱ…液体、 ＬＳ…液浸空間、 Ｐ…基板（物体）、 Ｓ…ショット領域（露光領域）、 Ｔ…カバー部材（部材、規定部材）

Claims (18)

1. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
   前記露光光が射出される射出面を有する光学部材と、
   前記射出面に対向可能な基板と間隙を介して配置される部材、及び前記基板を保持する基板保持部を有し、前記光学部材の下方で移動可能なステージと、
   前記ステージ上の上方から前記基板と前記光学部材との間に液体を供給する第１液体供給装置と、
   前記第１液体供給装置から供給された液体を、前記ステージの上方から回収する第１液体回収装置と、
   前記ステージに少なくとも一部が配置されて、前記基板保持部に保持された前記基板の周囲に形成される前記間隙の下方の空間部に液体を供給する第２液体供給装置と、
   前記空間部の液体を回収する第２液体回収装置と、を備え、
   前記第２液体回収装置は、前記第１液体供給装置から供給され、前記間隙を介して前記空間部に流入した液体を回収可能であり、
   前記第２液体回収装置は、前記第２液体供給装置から前記空間部に供給された液体を回収可能であり、
   前記第２液体回収装置で回収される液体の量に基づいて、前記第２液体供給装置が前記空間部に供給する液体の量が調整される露光装置。
2. 前記第２液体回収装置で回収される液体の量を検出する第１センサーを備え、
   前記第２液体供給装置は、前記第１センサーの検出結果に応じて、前記空間部に供給する液体の量が調整される、
   請求項１記載の露光装置。
3. 前記ステージの移動条件に基づいて、前記第２液体供給装置が前記空間部に供給する液体の量が調整される、
   請求項１又は２記載の露光装置。
4. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
   前記露光光が射出される射出面を有する光学部材と、
   前記射出面に対向可能な基板と間隙を介して配置される部材、及び前記基板を保持する基板保持部を有し、前記光学部材の下方で移動可能なステージと、
   前記ステージ上の上方から前記基板と前記光学部材との間に液体を供給する第１液体供給装置と、
   前記第１液体供給装置から供給された液体を、前記ステージの上方から回収する第１液体回収装置と、
   前記ステージに少なくとも一部が配置されて、前記基板保持部に保持された前記基板の周囲に形成される前記間隙の下方の空間部に液体を供給する第２液体供給装置と、を備え、
   前記基板の移動条件に基づいて、前記第２液体供給装置が前記空間部に供給する液体の量が調整される露光装置。
5. 前記空間部の液体を回収する第２液体回収装置をさらに備える、
   請求項４記載の露光装置。
6. 前記ステージの移動条件は、前記基板上の露光領域の分布及び露光順序を含む、
   請求項３〜５のいずれか一項記載の露光装置。
7. 前記第１液体供給装置による前記基板上への液体供給と前記第１液体回収装置による前記基板上からの液体回収とを行いながら前記基板の表面の一部を覆う液浸空間を形成し、前記液浸空間を介して前記露光光が前記基板に照射される、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記液浸空間から前記間隙を介して前記空間部に流入する液体の量の変動を相殺するように前記第２液体供給装置から前記空間部に供給される液体の量が調整される、
   請求項７記載の露光装置。
9. 液体を介して露光光で基板を露光する露光装置であって、
   前記露光光が射出される射出面を有する光学部材と、
   前記射出面に対向可能な基板と間隙を介して配置される部材、及び前記基板を保持する基板保持部を有し、前記光学部材の下方で移動可能なステージと、
   前記ステージ上の上方から前記基板と前記光学部材との間に液体を供給する第１液体供給装置と、
   前記第１液体供給装置から供給された液体を、前記ステージの上方から回収する第１液体回収装置と、
   前記ステージに少なくとも一部が配置されて、前記基板保持部に保持された前記基板の周囲に形成される前記間隙の下方の空間部に液体を供給する第２液体供給装置と、を備え、
   前記第１液体供給装置による前記基板上への液体供給と前記第１液体回収装置による前記基板上からの液体回収とを行いながら前記基板の表面の一部を覆う液浸空間を形成し、
   前記液浸空間を介して前記露光光が前記基板に照射され、
   前記液浸空間から前記間隙を介して前記空間部に流入する液体の量の変動を相殺するように前記第２液体供給装置から前記空間部に供給される液体の量が調整される露光装置。
10. 前記空間部の液体を回収する第２液体回収装置をさらに備える、
    請求項９に記載の露光装置。
11. 前記第２液体供給装置は、前記第１液体供給装置から供給される液体のうち、前記空間部に流入する液体の量の変動を相殺するように液体を供給する、
    請求項８〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
12. 前記第１液体供給装置から供給される液体のうち、前記空間部に流入することが推定される液体の量に基づいて、前記第２液体供給装置が前記空間部に供給する液体の量が調整される、
    請求項８〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
13. 制御装置をさらに備え、
    前記制御装置は、前記第２液体供給装置による前記空間部への液体供給量の調整を制御する、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
14. 前記第２液体供給装置は、前記基板の露光の少なくとも一部において前記空間部に液体を供給する、
    請求項１〜１３のいずれか一項記載の露光装置。
15. 前記第２液体供給装置は、前記基板の露光前と露光後との少なくとも一方において前記空間部に液体を供給する、
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
16. 前記第２液体供給装置は前記ステージに設けられた供給口から前記空間部に液体を供給する、
    請求項１〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
17. 前記ステージの前記部材は、前記基板保持部に保持された前記基板の周囲に上面を有し、
    前記部材の前記上面は、前記基板の表面とほぼ同一平面となるように配置され、
    前記間隙は、前記基板保持部に保持された前記基板と前記上面を有する前記部材との間に形成される、
    請求項１〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
18. 請求項１〜１７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ことと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

Images