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LS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、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、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、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。
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軸方向を向いており、XY平面と平行である。なお、−Z軸方向を向いている射出面12は、凸面であってもよいし、凹面であってもよい。なお、射出面12は、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。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、射出面12から射出される露光光ELは、−Z軸方向に進行する。
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軸方向の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。図2は、液浸部材5のYZ平面と平行な断面図である。図3は、液浸部材5のXZ平面と平行な断面図である。図4は、図2の一部を拡大した図である。図5は、液浸部材5を下側(−Z軸側)から見た図である。図6は、液浸部材5の斜視図である。
液浸部材5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液浸空間LSを形成する。液浸空間LSは、射出面12と対向する位置を含むXY平面内を移動可能な物体と液浸部材5との間の空間の少なくとも一部を含む。
射出面12と対向する位置を含むXY平面内を移動可能な物体は、射出面12と対向可能な物体を含み、投影領域PRに配置可能な物体を含む。その物体は、終端光学素子13の下方で移動可能な物体を含む。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や基板ステージ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、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。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、射出面12と対向する物体が基板Pであることとする。なお、上述のように、射出面12と対向可能な物体は、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。
本実施形態において、液浸部材5は、終端光学素子13(露光光の光路)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、液体LQを回収可能な回収部23とを備えている。なお、回収部23から、気体とともに液体LQを回収してもよいし、気体の回収を抑えつつ液体LQを回収してもよい。
本実施形態において、露光光ELの光路は、終端光学素子13における露光光ELの光路(終端光学素子13を進行する露光光の光路)を含む。また、露光光ELの光路は、射出面12から射出される露光光ELの光路Kを含む。本実施形態において、第1部材21は、終端光学素子13(終端光学素子13における露光光ELの光路)の周囲の少なくとも一部に配置される。なお、第1部材21は、終端光学素子13の周囲に配置されず、射出面12から射出される露光光ELの光路Kの周囲の少なくとも一部に配置されてもよい。第1部材21は、終端光学素子13の周囲の少なくとも一部、及び射出面12から射出される露光光ELの光路Kの周囲の少なくとも一部に配置されてもよい。
本実施形態において、第1部材21は、支持部材(不図示)を介して装置フレーム8Bに支持されている。なお、第1部材21が支持部材(不図示)を介して基準フレーム8Aに支持されていてもよい。
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、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。
本実施形態において、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1部材21は、−Z軸方向を向く下面24を有する。第2部材22は、+Z軸方向を向く上面25と、−Z軸方向を向く下面26とを有する。基板P(物体)は、下面26に対向可能である。上面25は、下面24と間隙を介して対向する。また、本実施形態においては、上面25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と対向していなくてもよい。
本実施形態において、第1部材21の下面24は、液体LQを回収しない。下面24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24は、第2部材22との間で液体LQを保持可能である。なお、第1部材21の下面24の一部が第2部材22の上面25と対向しなくてもよい。あるいは、第2部材22の移動によって、第1部材21の下面24の一部が第2部材22の上面25と対向しない状態が発生してもよい。その場合、下面24と基板P(物体)との間で液体LQを保持可能であり、下面24と基板P(物体)との間に液体LQ(液浸空間LS)の界面が形成されてもよい。
本実施形態において、下面24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24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24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24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。
回収部23は、光路Kに対して(終端光学素子13の光軸AXに対して)下面24の外側に配置される。本実施形態において、基板P(物体)は、回収部23の少なくとも一部に対向可能である。すなわち、回収部23の少なくとも一部は、光路K(終端光学素子13の光軸AX)に対して、第2部材22(下面26)の外側に配置される。回収部23は、上面25が面する第1空間SP1及び下面26が面する第2空間SP2からの液体LQの少なくとも一部を回収可能である。第1空間SP1は、下面24と上面25との間の空間を含む。すなわち、回収部23は、第1空間SP1から回収部23の下面と上面25との間の空間へ流れてきた液体LQを回収可能である。第2空間SP2は、下面26と基板P(物体)の上面との間の空間を含む。回収部23は、第2部材22(上面25)よりも上方に配置される。回収部23は、第1空間SP1よりも上方に配置される。回収部23は、第2部材22(第1空間SP1)の上方において、液体LQを回収可能である。また、回収部23は、第1空間SP1から回収部23と基板P(物体)の上面との間の空間に流れてきた液体LQを、第2空間SP2からの液体LQとともに回収可能である。
なお、本実施形態において、終端光学素子13の光軸AXの方向(Z軸方向)に関して、第1空間SP1の大きさは、第2空間SP2の大きさと同じであるが、一方の大きさが他方の大きさより小さくてもよい。
本実施形態において、第2部材22の少なくとも一部は、回収部23と対向する。本実施形態においては、第2部材22が原点に位置している場合において、第2部材22の一部は、下面24と対向し、第2部材22の他の一部(周縁部)は、回収部23と対向する。本実施形態において、第2部材22が原点に位置している場合において、回収部23の一部(回収部23の外縁部)は、光路K(光軸AX)に対して第2部材22(下面26)の外側に配置される。なお、第2部材22は、回収部23に対向しなくてもよい。すなわち、第2部材22が原点に位置している場合だけでなく、第2部材22が原点から移動したときにも、第2部材22の上面25が回収部23に対向しなくてもよい。また、第2部材22が原点に位置している場合において、第2部材22と回収部23とが対向しておらず、第2部材22が原点から移動したときに、第2部材22と回収部23とが対向してもよい。また、第2部材22の移動期間の少なくとも一部において、回収部23の少なくとも一部が第2部材22の上面25に面してもよいし、第2部材22の移動期間の少なくとも一部において、回収部23が第2部材22の上面24に面しなくてもよい。すなわち、第2部材22の移動期間の少なくとも一部において、回収部23の一部が光路K(光軸AX)に対して第2部材22(下面26)の外側に配置されてもよいし、回収部23の全部が光路K(光軸AX)に対して第2部材22(下面26)の外側に配置されてもよい。また、第2部材22の移動期間の少なくとも一部において、光路K(光軸AX)に対して第2部材22の一部が回収部23の外側に配置されてもよい。なお、本実施形態において、第2部材22が原点に位置している状態とは、後述の第2部材22の開口35(例えば、開口35の中心)と終端光学素子13の光軸AXとが一致している状態をいう。
本実施形態において、回収部23は、第1部材21に配置される。なお、回収部23が、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。
第2部材22は、駆動装置27によって移動可能である。駆動装置27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。本実施形態において、第2部材22の上面25の少なくとも一部に支持部材28が接続される。本実施形態において、支持部材28は、光路K(終端光学素子13)に対して+Y軸側及び−Y軸側のそれぞれに配置される。駆動装置27は、支持部材28を移動することによって、第2部材22を移動する。
なお、複数の支持部材28の配置は、+Y軸側及び−Y軸側に限られない。例えば、+X軸側及び−X軸側のそれぞれに配置されてもよいし、+Y軸側、−Y軸側、+X軸側、−X軸側のそれぞれに配置されてもよい。また、1つの支持部材で第2部材22を支持してもよい。
また、駆動装置27は、装置フレーム8Bに支持されている。そのため、第2部材22を移動するときに振動が発生したとしても、防振装置10によって、その振動が基準フレーム8Aに伝達されない。
本実施形態において、第1部材21は、終端光学素子13の側面29と対向する内側面30と、内側面30の上端の周囲に配置される上面31とを有する。終端光学素子13の側面29は、露光光ELが射出されない、非射出面である。露光光ELは、側面29を通過せずに、射出面12を通過する。
本実施形態において、複数の支持部材28は、第1部材21に設けられた複数の孔32のそれぞれに移動可能に配置されている。本実施形態において、光路Kに対して、+Y軸側及び−Y軸側のそれぞれに孔32が設けられている。孔32のそれぞれは、Z軸方向に関して、第1部材21の上側の空間(第3空間SP3を含む)と下側の空間(第2空間SP2を含む)を結ぶように第1部材21を貫通している。本実施形態において、孔32のそれぞれは、第1部材21の内側面30と下面24とを結ぶように形成されている。また、図6に示すように、孔32のそれぞれは、X軸方向に延びており、孔32に配置された支持部材28は、X軸方向に移動可能である。駆動装置27は、内側面30側で支持部材28に接続されている。すなわち、本実施形態において、駆動装置27は、第1部材21の上側空間で支持部材28に、直接的に、または別の部材を介して間接的に接続される。
駆動装置27により、支持部材28がX軸方向に沿って移動されることによって、第2部材22がX軸方向に移動する。
なお、支持部材28が配置される孔32の少なくとも一つは、第1部材21の上面31と下面24とを結ぶように形成されてもよい。なお、複数の駆動装置27を備えて、一つの支持部材28を一つの駆動装置で動かしてもよいし、複数の支持部材28を不図示の連結部材で接続し、その連結部材を一つの駆動装置で移動してもよい。
なお、駆動装置27は、内側面30(上面31)と下面24との間において、支持部材28に接続されてもよいし、下面24側で支持部材28に接続されてもよい。
また、支持部材28を配置するために、第1部材21に孔32を設けなくてもよい。例えば、第1部材21を構成する複数の部材の間隙に支持部材28を配置してもよい。
本実施形態において、第2部材22及び支持部材28は、第1部材21と接触しない。
第1部材21と第2部材22との間に間隙が形成され、第1部材21と支持部材28との間に間隙が形成される。駆動装置27は、第2部材22及び支持部材28と、第1部材21とが接触しないように、第2部材22及び支持部材28を移動可能である。なお、第2部材22及び支持部材28の少なくとも一方と第1部材21とが接触してもよい。
液浸部材5は、液浸空間LSを形成するための液体LQを供給する複数の供給口33を備えている。供給口33は、終端光学素子13の光軸AX(光路K)に対する放射方向に関して回収部23の内側に配置される。本実施形態において、供給口33は、第1部材21に配置される。供給口33は、第2部材22(上面25)よりも上方に配置される。供給口33は、第1空間SP1よりも上方に配置される。供給口33は、第2部材22(第1空間SP1)の上方において、液体LQを供給可能である。なお、供給口33は、第2部材22に配置されてもよいし、第1部材21及び第2部材22の両方に配置されてもよい。
内側面30は、側面29と間隙を介して対向する。供給口33は、側面29に対向するように配置される。供給口33は、終端光学素子13と第1部材21との間の第3空間SP3に面するように配置される。供給口33は、側面29と内側面30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、供給口33は、光路K(終端光学素子13)に対して+X軸側及び−X軸側のそれぞれに配置される。なお、供給口33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、供給口33が一つでもよい。なお、供給口33の替わりに、あるいは供給口33に加えて、液体LQを供給可能な供給口を下面24に設けてもよい。下面24に設けられた供給口は、下面24と上面25との間の第1空間SP1に面するように配置される。下面24に設けられた供給口は、第1空間SP1に液体LQを供給可能である。下面24に設けられた供給口からの液体LQの少なくとも一部は、上面25に供給される。下面24に設けられた供給口は、第2部材22よりも上方で液体LQを供給可能である。回収部23は、第1空間SP1からの液体LQを回収可能である。したがって、下面24に設けられた供給口から供給された液体LQの少なくとも一部が回収部23から回収されてもよい。下面24に設けられた供給口からの液体LQの供給の少なくとも一部と並行して、回収部23からの液体LQの回収が行われてもよい。
第1部材21は、射出面12からの露光光ELが通過可能な開口34を有する。第2部材22は、射出面12からの露光光ELが通過可能な開口35を有する。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軸方向において、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軸方向において、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29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。
第1部材21は、内側面30の下端に接続され、下面24の反対方向(+Z軸方向)を向く上面36を有する。上面36は、開口34の上端の周囲に配置される。下面24は、開口34の下端の周囲に配置される。上面25は、開口35の上端の周囲に配置される。
下面26は、開口35の下端の周囲に配置される。
供給口33から供給された液体LQは、上面36を流れた後、上面25に供給される。
その上面25に供給された液体LQの少なくとも一部は、第2部材22に設けられた開口35を介して基板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。また、開口35からの液体LQの少なくとも一部は、第2空間SP2に供給される。
また、供給口33から上面25に供給された液体LQの少なくとも一部は、開口40を介して、第1空間SP1に供給される。なお、第1空間SP1に面する供給口が配置される場合、第3空間SP3に面する供給口33からの液体LQは第1空間SP1に流入しなくてもよい。
供給口33は、第1部材21の内部に形成された供給流路33Rを介して、液体供給装置と接続される。供給口33は、液浸空間LSを形成するために、液体供給装置からの液体LQを供給する。
回収部23の少なくとも一部は、基板P(物体)が対向するように配置される。また、回収部23の少なくとも一部は、第2部材22が対向するように配置される。回収部23は、液体LQを回収するための回収口37を有する。回収口37は、第1部材21の内部に形成された回収流路(空間)37Rを介して、液体回収装置(不図示)と接続される。
液体回収装置は、回収口37と真空システム(不図示)とを接続可能である。回収口37は、液浸空間LSの液体LQの少なくとも一部を回収可能である。基板P(物体)上の液体LQの少なくとも一部は、回収口37を介して回収流路37Rに流入可能である。第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部は、回収口37を介して回収流路37Rに流入可能である。また、第2空間SP2の液体LQの少なくとも一部は、回収口37を介して回収流路37Rに流入可能である。
本実施形態において、回収部23は、多孔部材38を含む。本実施形態において、回収口37は、多孔部材38の孔を含む。本実施形態において、多孔部材38は、メッシュプレートを含む。多孔部材38は、基板P(物体)が対向可能な下面39と、回収流路37Rに面する上面と、下面39と上面とを結ぶ複数の孔とを有する。回収口37(多孔部材38の孔)から回収された基板P(物体)上の液体LQは、回収流路37Rに流入する。
本実施形態において、回収部23の下面は、多孔部材38の下面39を含む。下面39は、下面24の周囲に配置される。本実施形態において、回収部23の下面39は、XY平面と実質的に平行である。
本実施形態において、第2部材22は、下面24の全部と対向可能である。例えば図2及び図3に示すように、終端光学素子13の光軸AXと開口35の中心とが実質的に一致している原点に第2部材22が位置しているときに、下面24の全部が第2部材22の上面25と対向し、回収部23(下面39)の一部が第2部材22の上面25と対向する。
なお、本実施形態において、第2部材22が原点に位置しているときに、開口34の中心と開口35の中心も実質的に一致している。また、本実施形態においては、第2部材22が原点に位置しているときに、光路Kに近い回収部23(下面39)の第1部分391が第2部材22(上面25)と対向し、光路Kに対して第1部分391の外側の回収部23(下面39)の第2部分392が第2部材22(上面25)と対向しない。すなわち、本実施形態においては、第2部材22が原点に位置しているときに、下面39の内縁部(第1部分391)が第2部材22の上面25と対向可能であり、下面39の第1部分391の周囲の第2部分392は、基板P(物体)と対向可能である。
また、第2部材22(上面25)の少なくとも一部は、射出面12と対向する。
また、本実施形態において、下面24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を含む第4空間SP4と、下面24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。本実施形態において、第4空間SP4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。
本実施形態においては、供給口33からの液体LQの供給動作と並行して、回収部23(回収口37)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。
液浸空間LSの液体LQの界面LGの一部は、液浸部材5と基板P(物体)との間に形成される。本実施形態においては、例えば図2、図3、及び図4において、界面LGは、第1部材21と基板P(物体)との間に形成されている。
また、本実施形態においては、第3空間SP3の少なくとも一部が、液浸空間LSの液体LQで満たされる。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と基板P(物体)との間に形成される液体LQの界面LGを適宜、第1界面LG1、と称し、第1部材21と終端光学素子13との間に形成される液体LQの界面LGを適宜、第2界面LG2、と称する。なお、後述するように、液浸空間LSが形成されている状態では、第1部材21と第2部材22の上面25との間に液体LQの界面が形成される場合もあるし、第2部材22の下面26と基板P(物体)との間に液体LQの界面が形成される場合もある。
第2部材22は、第1部材21に対して移動可能である。また、第2部材22は、終端光学素子13に対して移動可能である。すなわち、本実施形態において、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、X軸方向に移動可能である。第2部材22は、XY平面と実質的に平行に移動可能である。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、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。また、本実施形態において、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。また、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。なお、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し、基板P(物体)と独立して移動可能である。
なお、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、供給口33からの液体LQの供給と回収口37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軸方向(又は−X軸方向)に移動するとき、第2部材22は+X軸方向(又は−X軸方向)に移動可能である。また、基板P(物体)が+X軸方向に移動しつつ、+Y軸方向(又は−Y軸方向)に移動するとき、第2部材22は+X軸方向に移動可能である。また、基板P(物体)が−X軸方向に移動しつつ、+Y軸方向(又は−Y軸方向)に移動するとき、第2部材22は−X軸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がX軸方向へ移動可能である。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7は、第2部材22が移動する状態の一例を示す図である。図7は、液浸部材5を下側(−Z軸側)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7(A)〜図7(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7(A)は、移動可能範囲の最も−X軸側の端に第2部材22が配置された状態を示す。図7(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7(C)は、移動可能範囲の最も+X軸側の端に第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7(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7(B)に示す第2部材22の位置を適宜、中央位置、と称し、図7(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7(B)の中央位置は、第2部材22が原点に位置するときである。
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7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。
また、図8に示すように、本実施形態においては、X軸方向に関して、開口35の+X軸側の端部と第2部材22の−X軸側の端部との距離Laは、露光光ELの光路Kの+X軸側の端部と露光光ELの光路Kに対して−X軸側に配置された回収部23(下面39)の−X軸側の端部との距離Lbよりも小さい。これにより、第2部材22が第1端部位置に配置されても、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。また、第2部材22が第1端部位置に配置されても、下面39の一部は第2部材22と対向し、下面39の一部は第2部材22と対向しない。
また、図8に示すように、本実施形態においては、X軸方向に関して、開口35の−X軸側の端部と第2部材22の+X軸側の端部との距離Lcは、露光光ELの光路Kの−X軸側の端部と露光光ELの光路Kに対して+X軸側に配置された回収部23(下面39)の+X軸側の端部との距離Ldよりも小さい。これにより、第2部材22が第2端部位置に配置されても、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。また、第2部材22が第2端部位置に配置されても、下面39の一部は第2部材22と対向し、下面39の一部は第2部材22と対向しない。
また、寸法W35は、X軸方向に関して、露光光ELの光路Kの+X軸側の端部と露光光ELの光路Kに対して−X軸側に配置された回収部23(下面39)の+X軸側の端部との距離Leよりも小さい。これにより、第2部材22が第1端部位置に配置されても、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)に照射可能であるとともに、光路Kに対して−X軸側に配置された回収部23(下面39)の+X軸側の端部は第2部材22と対向し続ける。
また、寸法W35は、X軸方向に関して、露光光ELの光路Kの−X軸側の端部と露光光ELの光路Kに対して+X軸側に配置された回収部23(下面39)の−X軸側の端部との距離Lfよりも小さい。これにより、第2部材22が第2端部位置に配置されても、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)に照射可能であるとともに、光路Kに対して+X軸側に配置された回収部23(下面39)の−X軸側の端部は第2部材22と対向し続ける。
また、終端光学素子13の光軸AXと開口35の中心とが一致している状態、すなわち、第2部材22が原点(中央位置)に位置している状態において、X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をXp、終端光学素子13の光軸AXと回収部23(下面39)の内側の端部との距離をXin、終端光学素子13の光軸AXと回収部23(下面39)の外側の端部との距離をXout、としたとき、下記の式(1)の関係を満たす。
Xin<Xp<Xout …式(1)
また、終端光学素子13の光軸AXと開口35の中心とが一致している状態、すなわち、第2部材22が原点(中央位置)に位置している状態において、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をYp、終端光学素子13の光軸AXと回収部23(下面39)の内側の端部との距離をYin、終端光学素子13の光軸AXと回収部23(下面39)の外側の端部との距離をYout、としたとき、下記の式(2)の関係を満たす。
Yin≦Yp<Yout …式(2)
なお、回収部23は、多孔部材38を含んでもよいし、多孔部材38が無くてもよい。
なお、回収部23が、多孔部材38を含まず、光路Kを囲むように配置される複数の回収口を含む場合、その回収部23の内側の端部は、それら複数の回収口の内側エッジを結ぶ仮想線を含み、その回収部23の外側の端部は、それら複数の回収口の外側エッジを結ぶ仮想線を含む。回収口の内側エッジは、光路Kに対する放射方向に関して光路Kに最も近いエッジである。回収口の外側エッジは、光路Kに対する放射方向に関して光路Kから最も遠いエッジである。
なお、本実施形態において、第2部材22が原点に配置されている場合に、第1部材21の下面24と回収部23(下面39)の全部とが第2部材22の上面25と対向してもよい。例えば、XY平面内において、第2部材22の外形が、回収部23の外形よりも大きくてもよい。第2部材22が原点に配置されている場合の第1部材21と第2部材22の相対的な位置関係において、+Z軸方向から見て第2部材22の少なくとも一部が、回収部23の外側に配置されてもよいし、第2部材22の外形と回収部23の外縁形状とがほぼ一致してもよい。また、第2部材22が原点に配置されている状態において、+Z軸方向から見て第2部材22が回収部23の外側に配置されず、移動可能範囲における第2部材22の移動期間の少なくとも一部において、第2部材22の少なくとも一部が回収部23の外側に配置されてもよい。例えば、第2部材22が原点に配置されている状態において、+Z軸方向から見て第2部材22が回収部23の外側に配置されず、第2部材22が第1端部位置及び第2端部位置の一方又は両方に配置されている状態において、第2部材22の少なくとも一部が第1部材21の外側に配置されてもよい。
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、供給口33からの液体LQの供給と回収部23(回収口37)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、供給口33からの液体LQの供給と並行して回収口37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。
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、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9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10は、基板Pを+X軸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10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軸側に隣り合う位置d2までの経路Tp1、位置d2からその位置d2に対して+X軸側に隣り合う位置d3までの経路Tp2、位置d3からその位置d3に対して−Y軸側に隣り合う位置d4までの経路Tp3、位置d4からその位置d4に対して+X軸側に隣り合う位置d5までの経路Tp4、及び位置d5からその位置d5に対して+Y軸側に隣り合う位置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軸方向に移動する経路である。経路Tp3は、基板Pが−Y軸方向に移動する経路である。経路Tp5は、基板Pが+Y軸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+X軸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11は、第2部材22の動作の一例を示す模式図である。図11は、第2部材22を上面25側から見た図である。基板Pが、図10における位置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11(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11(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軸方向)とは逆の−X軸方向に移動する。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11(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11(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軸方向)と同じ+X軸方向に移動する。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11(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軸方向)とは逆の−X軸方向に移動する。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11(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11(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軸方向)と同じ+X軸方向に移動する。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11(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軸方向)とは逆の−X軸方向に移動する。
本実施形態において、図11(A)、図11(D)、図11(G)に示す第2部材22の位置は、第2端部位置を含む。図11(B)、図11(E)、図11(H)に示す第2部材22の位置は、第1端部位置を含む。図11(C)、図11(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11(A)、図11(D)、図11(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11(B)、図11(E)、図11(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11(C)、図11(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が図10の位置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。また、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11(A)に示す状態から図11(B)に示す状態に変化するように、−X軸方向に移動する。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11(B)に示す状態から図11(C)に示す状態を経て図11(D)に示す状態に変化するように、+X軸方向に移動する。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11(D)に示す状態から図11(E)に示す状態に変化するように、−X軸方向に移動する。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11(E)に示す状態から図11(F)に示す状態を経て図11(G)に示す状態に変化するように、+X軸方向に移動する。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11(G)に示す状態から図11(H)に示す状態に変化するように、−X軸方向に移動する。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軸方向に移動する。換言すれば、第2部材22は、基板Pが+X軸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軸方向に移動する。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軸方向に移動する。
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軸方向に移動する。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軸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軸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軸方向に移動し、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軸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軸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、回収部23(下面39)の少なくとも一部は、基板P(物体)と対向し続ける。換言すれば、第2部材22が第1端部位置(第2端部位置)に配置された状態において、回収部23(下面39)の一部は第2部材22と対向し、回収部23(下面39)の一部は第2部材22と対向しない。これにより、例えばステップ移動動作において、回収部23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軸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軸方向への移動を開始する。なお、基板Pが+X軸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軸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軸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(+X軸方向)とは逆向きの−X軸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軸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軸方向への移動を開始してもよい。
図12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12に示すグラフにおいて、横軸は時間、縦軸は速度である。図12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12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10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する。期間T3は、図10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する。期間T5は、図10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10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する。期間T4は、図10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12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軸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軸方向への移動を開始する。
図13は、基板Pが経路Tp2(Tp4)の移動を開始する前に、第2部材22が+X軸方向への移動を開始する状態の一例を示す。図13(A)は、第2部材22が移動を開始する前の状態の一例を示し、図13(B)は、第2部材22が移動を開始した直後の状態の一例を示す。すなわち、図13(A)は、スキャン移動動作における状態の一例を示す。
図13(A)において、液体LQの第1界面LG1は、第1部材21(多孔部材38)と基板P(物体)との間に形成される。回収部23は、第1空間SP1からの液体LQ及び第2空間SP2からの液体LQを回収可能である。すなわち、本実施形態においては、スキャン移動動作の少なくとも一部において、回収部23は、第1空間SP1からの液体LQ及び第2空間SP2からの液体LQを回収可能である。なお、図13(A)においては、回収部23の一部と第2部材22とが対向し、回収部23の一部が光路K(光軸AX)に対して第2部材22(下面26)の外側に配置されているが、回収部23の全部が光路K(光軸AX)に対して第2部材22(下面26)の外側に配置されてもよい。すなわち、スキャン移動動作の少なくとも一部において、回収部23が第2部材22の上面23に面しないように配置されてもよい。
また、スキャン移動動作の少なくとも一部において、回収部23は、第1空間SP1からの液体LQに接触しない可能性がある。例えば、図13(A)において、第2部材22が−X軸方向に移動しているときに、液体LQの界面が第1部材21の下面24と第2部材22の上面25との間に形成される可能性がある。この場合、回収部23からは、第1空間SP1からの液体LQが回収されず、専ら第2空間PS2からの液体LQが回収される。
図13(B)に示すように、基板Pが経路Tp2(Tp4)における移動を開始する前に、第2部材22が+X軸方向への移動を開始することによって、第1部材21と第2部材22との間に液体LQの界面LG1aが形成され、第2部材22と基板P(物体)との間に液体LQの界面LG1bが形成される。これにより、基板Pが+X軸方向へ移動しても、液体LQの流出が抑制される。図13(B)に示す状態においては、専ら第1空間SP1からの液体LQが回収部23から回収され、第2空間SP2からの液体LQが回収部23から回収されることが抑制される。なお、図13(B)においては、回収部23の一部と第2部材22とが対向し、回収部23の一部が光路K(光軸AX)に対して第2部材22(下面26)の外側に配置されている。すなわち図13(B)の状態においては、回収部23の一部が第2部材22の上面25に面している。なお、基板Pが経路Tp2(Tp4)における移動を開始する前に、回収部23の全部が第2部材22の上面25に面していてもよい。
また、図12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12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軸側の端部と第2部材22の−X軸側の端部との距離Wfx(図7参照)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軸側の端部と第2部材22の−X軸側の端部との距離Wfxは、開口35の+X軸側の端部と第2部材22の+X軸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。また、本実施形態においては、上記(1)式の条件を満すように、距離Wfxが定められる。
なお、本実施形態において、開口35の−Y軸側の端部と第2部材22の−Y軸側の端部との距離Wfy(図7参照)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軸側の端部と第2部材22の−Y軸側の端部との距離Wfyは、開口35の+Y軸側の端部と第2部材22の+Y軸側の端部との距離と等しい。また、本実施形態においては、上記(2)式の条件を満たすように、距離Wfyが定められる。
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Ypが、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。
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、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。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2界面LG2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は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に対して移動可能であってもよい。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可能であってもよい。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は移動可能であってもよい。
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は移動可能であってもよい。例えば、第1部材21は、XY平面内において第2部材22よりも短い距離だけ移動可能であってもよい。また、第1部材21は、第2部材22よりも低速度で移動可能であってもよい。また、第1部材21は、第2部材22よりも低加速度で移動可能であってもよい。
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、供給口33からの液体供給量が調整されてもよい。また、第2部材22の位置に基づいて供給口33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供給口33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供給口33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軸側に配置されている供給口33からの液体供給量を、−X軸側に配置されている供給口33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軸側に配置されている供給口33からの液体供給量を、+X軸側に配置されている供給口33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、第1部材21は、第1部材21の内側面30と下面24とを結ぶように形成された孔32を有する。そのため、図14に示すように、終端光学素子13の側面29と第1部材21の内側面30との間の液体LQの少なくとも一部を、孔32を介して、第2部材22の上面25に流してもよい。すなわち、第3空間SP3の液体LQが、孔32を介して第2空間SP2に流れるようにしてもよい。これにより、側面29と内側面30との間の第3空間SP3の液体LQが、上面31等に流出(溢れる)ことが抑制される。もちろん、内側面30の形状などを工夫して、第3空間SP2の液体LQが第2空間SP3に流れないようにしてもよい。
また、第1部材21に、孔32とは異なる流路を設けて、その流路を介して第3空間SP3の液体LQを第2部材22の上面25に流してもよい。
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。しかし、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15は、本実施形態に係る液浸部材5Bの一例を示す図である。第1実施形態においては、下面24と回収部23(多孔部材38)の下面39とが同一面内に設けられているが、下面24と下面39とが角度を持っていてもよい。例えば、図15に示すように、回収部23(多孔部材38)の下面39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。図15のように、下面39を傾斜させることによって、例えば基板P(物体)がXY平面内において移動しても、第1部材21と基板P(物体)との間から液体LQが流出することが抑制される。
なお、下面24と下面39が、XY平面とほぼ平行に設けられている場合に、下面24と下面39の高さ(Z軸方向に位置)が異なっていてもよい。
<第3実施形態>
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。
本実施形態の露光装置EXは、図16に示すように、第1部材21の周囲の少なくとも一部に配置され、下面24(下面39)側から流出する液体LQを回収するための少なくとも一つの回収部材41を備えている。回収部材41は、基板P(物体)が対向可能な多孔部材42と、多孔部材42との間において空間(回収流路)43を形成する支持部材44とを備えている。支持部材44は、多孔部材42を支持する。回収流路43は、真空システムを含む液体回収装置(不図示)に接続される。液体回収装置の作動により、多孔部材42の下面に接触した基板P(物体)上の液体LQは、多孔部材42の孔を介して、回収流路43に流入し、液体回収装置に回収される。多孔部材42の孔は、回収部材41の回収口として機能する。
回収部材41は、第1部材21を囲む環状の部材でもよい。図16は、第1部材21に対して−Y軸側に配置された回収部材41を示す。
本実施形態において、回収部材41は、駆動システム45によって移動される。回収部材41は、基板P(物体)の上方に配置される。駆動システム45は、基板P(物体)の上方において、回収部材41を移動する。駆動システム45は、回収部材41と基板P(物体)とが接触しないように、回収部材41を移動する。また、駆動システム45は、回収部材41と第1部材21及び第2部材22とが接触しないように、回収部材41を移動する。
駆動システム45は、回収部材41を上下方向(Z軸方向)に移動可能である。すなわち、駆動システム45は、回収部材41と基板P(物体)とが接近するように、回収部材41を移動することができる。また、駆動システム45は、回収部材41と基板P(物体)とが離れるように、回収部材41を移動することができる。なお、駆動システム45は、回収部材41を、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY、及びθZの少なくとも一つの方向に移動してもよい。
駆動システム45は、基板P(物体)の移動条件に基づいて、回収部材41を上下方向に移動する。
図16(A)に示すように、液浸空間LSが形成されている状態で、基板P(物体)が例えば−Y軸方向に移動する場合、駆動システム45は、回収部材41(多孔部材42)と基板P(物体)とが接近するように、回収部材41を−Z軸方向に移動する。液浸空間LSが形成されている状態で基板P(物体)が−Y軸方向に移動すると、液浸空間LSの液体LQが第1部材21の−Y軸側に流出する可能性がある。第1部材21の−Y軸側において基板P(物体)に接近するように回収部材41を移動することにより、その流出した液体LQは、回収部材41で回収することができる。
また、図16(B)に示すように、回収部材41を使用しないとき、駆動システム45は、基板P(物体)から離れるように回収部材41を移動することができる。なお、回収部材41を使用しないときとは、例えば液体LQが流出しない(液体LQの流出が抑制される)移動条件で基板P(物体)が移動する場合を含む。
なお、回収部材41が液体回収装置に接続されてなくてもよい。
また、第3実施形態は、第2実施形態の液浸部材5Bを備える露光装置EXにも適用できる。
なお、上述の各実施形態において、回収部23とは別に、回収部23よりも内側(光路K)側に、第1空間SP1の液体LQの少なくとも一部を回収可能な液体回収部が設けられてもよい。
<第4実施形態>
第4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17は、本実施形態に係る液浸部材5Dの一例を示す図である。本実施形態において、液浸部材5Dは、第2部材122を有する。第2部材122は、露光光ELが通過する開口135と、基板P(物体)が対向する下面126を有する。また、第2部材122は、下面126に配置され、液体LQを回収可能な回収部46を有する。回収部46は、下面126に配置され、真空システムに接続可能な回収口47を含む。
本実施形態において、第2部材122の回収部46の液体回収力は、第1部材21の回収部23の液体回収力よりも小さい。回収部46は、光路Kに気体部分が生成されないように、回収部23の液体回収力よりも小さい液体回収力で液体LQを回収する。なお、液体回収力とは、単位時間当たりの液体回収量を含む。
本実施形態において、回収部46は、X軸方向に関して露光光ELの光路Kの両側に配置されている。回収部46は、光路Kに対して+X軸側に配置されている回収部46Aと、−X軸側に配置されている回収部46Bとを含む。本実施形態において、回収部46Aは、光路Kに対して+X軸側において、Y軸方向に配置された7つの回収口47を含む。
回収部46Bは、光路Kに対して−X軸側において、Y軸方向に配置された7つの回収口47を含む。なお、回収口47の数は、7つに限られず、任意の複数でよい。また、回収部(46A、46B)に沿ってスリット状の回収口を設けてもよい。
本実施形態において、制御装置6は、基板P(基板ステージ2)の移動条件に基づいて、回収部46の回収動作を制御する。制御装置6は、基板P(基板ステージ2)の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方と同期して、回収部46の回収動作を実行する。
本実施形態において、回収部46は、ショット領域Sに露光光ELが照射されるスキャン移動動作期間の少なくとも一部において、第2部材122と基板Pとの間の液体LQを回収する。また、回収部46は、そのショット領域Sの露光終了位置から次のショット領域Sの露光開始位置まで基板Pが移動するステップ移動動作が行われるときに液体LQを回収しない。
本実施形態において、複数の回収口47のそれぞれに開閉機構を配置されてもよい。制御装置6は、回収部46で液体LQを回収するとき、回収口47を開ける。また、制御装置6は、回収部46で液体LQを回収しないとき、回収口47を閉じる。なお、回収口47と真空システムとの間の流路の開閉によって、回収口47の吸引動作を制御してもよい。
スキャン移動動作において、回収部46から第2部材122と基板Pとの間の液体LQが回収されることにより、第2部材122と基板Pとの間の液浸空間LSが拡大することが抑制される。すなわち、スキャン移動動作において回収部46から液体LQが回収されることにより、X軸方向において、第2部材122と基板Pとの間の液体LQの界面を、最終光学部材13の光軸に近づけた状態で、スキャン移動動作の後のX軸方向へのステップ移動動作を開始することができる。したがって、基板Pのステップ移動動作中の基板PのX軸方向への移動によって、液体LQが、第1部材21と基板Pとの間の空間の外側へ引き出されることが抑制できる。
また、ステップ移動動作において回収部46から液体LQを回収しないことにより、ステップ移動動作中に、第2部材122の下面126と基板P(物体)の上面との間の液体LQが、第2部材122の下面126から離れて、基板P上で薄膜になることが抑制される。したがって、基板P上に液体LQが残留することが抑制される。
なお、ステップ移動動作中に、回収部46Aの回収口47からの液体回収、および回収部46Bの回収口47からの液体回収の両方を停止しなくてもよい。例えば、基板Pが+X軸方向に移動するステップ移動動作中には、回収部46Bの回収口47からの液体吸引は停止せずに、回収部46Aの回収口47からの液体吸引を停止してもよい。また、基板Pが−X軸方向に移動するステップ移動動作中には、回収部46Aの回収口47からの液体吸引を停止せずに、回収部46Bの回収口47からの液体吸引を停止してもよい。
なお、ステップ移動動作中に、回収部46(46A、46B)の回収口47からの液体回収を停止しなくてもよい。例えば、ステップ移動動作中の回収部46(46A、46B)の回収口47の吸引力を、スキャン移動動作中の回収部46(46A、46B)の回収口47の吸引力よりも弱くしてもよい。また、ステップ動作移動中に、回収部46Aと回収部46Bのいずれか一方の回収口47の吸引力を弱くしてもよい。例えば、基板Pが+X軸方向に移動するステップ移動動作中は、回収部46Aの回収口47の吸引力を弱くし、基板Pが−X軸方向に移動するステップ移動動作中は、回収部46Bの回収口47の吸引力を弱くしてもよい。
なお、図17に示す例では、回収部46A(46B)の複数の回収口47を結ぶ線は、曲線である。図18に示すように、回収部46A(46B)の複数の回収口47を結ぶ線が、Y軸と平行な直線でもよい。
また、本実施形態において、第2部材122は、上述の各実施形態と同様に、基板Pの移動の少なくとも一部と並行して移動してもよいが、移動しなくてもよい。この場合、駆動機構27などを省略できる。
<第5実施形態>
第5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19は、本実施形態に係る液浸部材5Eの一例を示す図である。本実施形態において、液浸部材5Eは、回収部23を有する第1部材21と、少なくとも一部が第1部材21に対して移動可能な第2部材220とを有する。
本実施形態において、第2部材220は、射出面12からの露光光ELが通過可能な開口235を有する第1部分221と、第1部分221の+X軸側に配置され、第1部分221に対して移動可能な第2部分222と、第1部分221の−X軸側に配置され、第1部分221に対して移動可能な第3部分223とを有する。
本実施形態において、第1部分221は、実質的に移動しない。第2部分222は、第1部分221の+X軸側の空間において、X軸方向に移動可能である。第3部分223は、第1部分221の−X軸側の空間において、X軸方向に移動可能である。
第2部分222の上面は、第1部材21の回収部23と対向可能である。第2部分222は、回収部23が対向する状態でX軸方向に移動可能である。第3部分223は、回収部23と対向可能である。第3部分223は、回収部23が対向する状態でX軸方向に移動可能である。
例えば図19(B)に示すように、第1部分221の+X軸側のエッジと、その第1部分221の+X軸側のエッジに対向する第2部分222の−X軸側のエッジとは、接近又は接触可能である。また、図19(B)に示すように、第1部分221の−X軸側のエッジと、その第1部分221の−X軸側のエッジに対向する第3部分223の+X軸側のエッジとは、接近又は接触可能である。
また、図19(A)に示すように、第2部分222は、第1部分221から+X軸方向に離れることができる。第1部分221と第2部分222とが離れた状態において、第1部分221と第2部分222との間のギャップGaの上方には、第1部材21の回収部23が配置されている。ギャップGaの上方の回収部23は、基板P(物体)と対向可能である。また、第1部分221と第2部分222とが離れた状態において、第1部材21の回収部23は、第1部分221と第2部分222との間のギャップGaを介して、基板P(物体)上の液体LQを回収可能である。
また、図19(C)に示すように、第3部分223は、第1部分221から−X軸方向に離れることができる。第1部分221と第3部分223とが離れた状態において、第1部分221と第3部分223との間のギャップGbの上方には回収部23が配置されている。ギャップGbの上方の回収部23は、基板P(物体)と対向可能である。また、第1部分221と第3部分223とが離れた状態において、第1部材21の回収部23は、第1部分221と第3部分223との間のギャップGbを介して、基板P(物体)上の液体LQを回収可能である。
本実施形態の第2部材220の動きについて図10を参照して説明する。本実施形態においては、基板Pが経路Tp1を移動する期間の少なくとも一部において、第2部材220は、図19(A)に示す状態となる。基板Pが経路Tp2の移動を開始するとき、第2部材220は、図19(A)に示す状態から図19(B)に示す状態に変化する。基板Pが経路Tp2を移動するとき、第2部材220は、図19(B)に示す状態となる。基板Pが経路Tp3を移動する期間の少なくとも一部において、第2部材220は、図19(A)に示す状態となる。基板Pが経路Tp4の移動を開始するとき、第2部材220は、図19(A)に示す状態から図19(B)に示す状態に変化する。基板Pが経路Tp4を移動するとき、第2部材220は、図19(B)に示す状態となる。基板Pが経路Tp5を移動する期間の少なくとも一部において、第2部材220は、図19(A)に示す状態となる。
すなわち、スキャン移動動作の期間においては、第2部材220は図19(A)の状態となり、基板Pが+X軸方向に移動するステップ移動動作期間においては、図19(B)の状態となる。
上述したように、例えば図19(A)に示す状態においては、第1部材21の回収部23が、基板Pと対向し、基板P上の液体LQがギャップGaを介して回収される。したがって、液体LQは第2部分222の下面側に実質的に存在せず、第2部材220と基板Pとの間の液体LQの界面LG1bは、第1部分221の+X軸側のエッジ221Eaの近傍に位置する。また、図19(A)に示す状態から図19(B)に示す状態に変化した直後においても、第2部材220と基板Pとの間の液体LQの界面LG1bは、第1部分221の+X軸側のエッジ221Eaの近傍に位置する。
そのため、例えば図20に示すように、第1部分221と第2部分222とが接近又は接触し、基板Pの+X軸方向へのステップ移動動作が開始されるときには、第1部分221のエッジ221Eaの近傍に液体LQの界面LG1bが形成され、第2部分222の下面側に液体LQが実質的に存在しない。すなわち、X軸方向に関して、液体LQの界面LG1bを、終端光学素子13の光軸AXに近づけた状態で、基板Pの+X軸方向へのステッピング動作が開始される。したがって、基板P(物体)が+X軸方向へのステッピング移動動作を行っても、第2部材220と基板P(物体)との間から液体LQが流出することが抑制され、第1部材21と基板Pとの間の空間の外側へ液体LQが引き出されることが抑制される。
また、ステッピング移動動作中には、第1部分221と第2部分222とが接近又は接触し、ギャップGaを介して回収部23から液体LQが回収されないので、第2部材220の下面と基板Pとの間の液体LQが第2部材220の下面から離れて、基板P上で薄膜になることが抑制される。したがって、基板P上に液体LQが残留することが抑制される。
また、ステッピング移動動作中に、第2部材220と基板Pとの間の液体LQの界面LG1bが、第2部分222と基板Pとの間に形成されたとしても、その後のスキャン移動動作期間の少なくとも一部において、第1部分221と第2部分222とが図19(A)に示すように離れて、第2部分222の下側の空間、及び第1部分221と第2部分222との間のギャップGaの下側の空間の液体LQが、第1部材21の回収部23からギャップGaを介して回収される。そのため、基板P上の液体LQの界面LG1bを第1部分221のエッジ221Eaの近傍に戻すことができる。
以上、図10に示す経路(基板Pが+X軸方向にステップ移動動作をする経路)を基板P(物体)が移動するときに、第1部分221に対して+X軸側に配置された第2部分222が移動する場合を例にして説明した。図10に示す経路とは逆方向に基板P(物体)がステップ移動動作をするとき、すなわち、基板Pが−X軸方向に移動するステップ移動動作をする経路を基板P(物体)が移動する場合には、図19(C)に示すように、第1部分221に対して−X軸側に配置された第3部分223が−X軸方向に移動される。すなわち、基板Pのスキャン移動期間の少なくとも一部において、第2部材220は、図19(C)に示す状態となる。基板Pが−X軸方向へのステッピング移動を開始するとき、第2部材220は、図19(C)に示す状態から図19(B)に示す状態に変化する。基板Pの−X軸方向へのステッピング移動期間の少なくとも一部において、第2部材220は、図19(B)に示す状態となる。図19(A)の場合と同様に、図19(C)に示す状態では、第3部分223の下面側に液体LQが実質的に存在せず、第1部分221の−X軸側のエッジ221Ebの近傍に液体LQの界面LG1bが形成される。
なお、図19に示した例では、第1部分221の+X軸側のエッジ及び−X軸側のエッジ、第2部分222の−X軸側のエッジ、及び第3部分223の+X軸側のエッジは、直線状である。図21に示すように、それらのエッジが曲線状でもよい。
また、第1部分221が移動可能であってもよい。例えば、基板Pが+X軸方向へ移動するステッピング移動動作期間の少なくとも一部において、図19(B)に示すように、第1部分221と第2部分222と第3部分223が実質的に離れていない状態を維持したまま、第2部材220(221,222,223)を+X軸方向に移動してもよい。同様に、基板Pが−X軸方向へ移動するステッピング移動動作期間の少なくとも一部において、図19(B)に示すように、第1部分221と第2部分222と第3部分223が実質的に離れていない状態を維持したまま、第2部材220(221,222,223)を−X軸方向に移動してもよい。
また、図19〜図21に示す実施形態では、第2部材220の一部(222,223)が開口235を有する部分(221)から離れる方向は、X軸方向に限られない。例えば、ステッピング移動動作期間の少なくとも一部において、第2部材220の一部が、開口235を有する部分(221)からY軸方向に離れてもよい。この場合も、開口235を有する部分(221)が移動可能であってもよいし、移動可能でなくてもよい。
<第6実施形態>
第6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22は、本実施形態に係る液浸部材5Fの一例を下方から見た図である。上述の第1〜第5実施形態においては、XY平面内における第2部材(22など)の外形は、X軸方向に関する寸法がY軸方向に関する寸法よりも大きい楕円形状であった。図22に示すように、XY平面内における第2部材322の外形は、円形でもよい。また、第2部材322の外形は、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、及び八角形等の多角形でもよい。
<第7実施形態>
第7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23は、本実施形態に係る液浸部材5Gの一例を示す図である。図23に示すように、液浸部材5Gの第1部材210は、終端光学素子13の射出面12と対向する対向部211を有する。対向部211は、射出面12からの露光光ELが通過可能な開口34Gを有する。開口34Gの寸法は、第2部材22の開口35の寸法よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、等しくてもよい。
なお、上述の第1〜第7実施形態においては、第2部材22は、光路Kを囲む環状の部材であることとしたが、光路Kの周囲の一部に配置されてもよい。なお、第2部材22が、光路Kの周囲に複数配置されてもよい。また、それら複数の第2部材22が、独立して移動してもよい。また、複数の第2部材22のうち、一部の第2部材22が移動し、一部の第2部材22が移動しなくてもよい。
また、上述の第1〜第7実施形態においては、第1部材21が、第1部材21の上側の空間(例えば、第3空間SP3)の液体LQを除去する回収口を有していてもよい。
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、光学部材の射出面から射出される露光光の光路が液体で満たされるように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、光学部材の周囲の少なくとも一部に配置され、第1下面と光路に対して第1下面の外側に配置された第1回収部とを有する第1部材に対して、第1部材の下方において光路の周囲の少なくとも一部に配置され、第1下面と間隙を介して対向する第2上面と物体が対向可能な第2下面とを有する第2部材を移動することと、第2上面が面する第1空間及び第2下面が面する第2空間の少なくとも一方からの液体の少なくとも一部を第1回収部から回収することと、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。しかし、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。しかし、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。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。