KR101162128B1 - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

액침법에 기초하는 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시할 수 있는 노광 장치를 제공한다. 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 을 노광하는 것으로서, 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측하는 계측 장치 (60) 를 구비하고 있다.
액침, 메인터넌스, 노광 장치, 투영 광학계

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE SYSTEM AND DEVICE PRODUCTION METHOD}
기술분야
본 발명은 투영 광학계와 액체를 개재하여 기판을 노광하는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2004년 6월 9일에 출원된 일본 특허출원 2004-171115호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
배경기술
반도체 디바이스나 액정 표시 디바이스는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성인 기판 상에 전사하는, 이른바 포토리소그래피의 수법에 의해 제조된다. 이 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 축차 (逐次) 이동하면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판에 전사하는 것이다. 최근, 디바이스 패턴의 더 한층의 고집적화에 대응하기 위해 투영 광학계의 보다 나은 고해상도화가 요망되고 있다. 투영 광학계의 해상도는, 사용하는 노광 파장이 짧을수록, 또 투영 광학계의 개구수가 클수록 높아진다. 이 때문에, 노광 장치에서 사용되는 노광 파장은 해마다 단파장화되고 있으며, 투영 광학계의 개구수도 증대되고 있다. 그리고, 현재 주류인 노광 파장은 KrF 엑시머 레이저의 248㎚ 이지만, 더욱 단파장인 ArF 엑시머 레이저의 193㎚ 도 실용화되고 있다.
또, 노광을 실시할 때에는, 해상도와 동일하게 초점 심도 (DOF) 도 중요해진다. 해상도 (R) 및 초점 심도 (δ) 는 각각 이하의 식으로 나타난다.
R=k1ㆍλ/NA …(1)
δ=±k2ㆍλ/NA2 …(2)
여기에서, λ 는 노광 파장, NA 는 투영 광학계의 개구수, k1, k2 는 프로세스 계수이다. (1) 식, (2) 식으로부터, 해상도 (R) 를 높이기 위해, 노광 파장 (R) 을 짧게 하고, 개구수 (NA) 를 크게 하면, 초점 심도 (δ) 가 좁아진다는 것을 알 수 있다.
초점 심도 (δ) 가 지나치게 좁아지면, 투영 광학계의 이미지면에 대해 기판 표면을 합치시키는 것이 곤란해져, 노광 동작시의 포커스 마진이 부족할 우려가 있다. 그래서, 실질적으로 노광 파장을 짧게 하고, 또한 초점 심도를 넓게 하는 방법으로서, 예를 들어, 하기 특허 문헌 1 에 개시되어 있는 액침법이 제안되어 있다. 이 액침법은, 투영 광학계의 하면과 기판 표면 사이를 물이나 유기 용매 등의 액체로 채워 액침 영역을 형성하고, 액체 중에서의 노광광의 파장이 공기 중의 1/n (n 은 액체의 굴절률로서, 통상적으로 1.2～1.6 정도) 이 되는 것을 이용하여 해상도를 향상시킴과 함께, 초점 심도를 약 n 배로 확대한다는 것이다.
특허 문헌 1 : 국제공개 제99/49504호 팜플렛
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
그런데, 액침법에 있어서는, 액체를 개재시킨 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시하기 위해, 액체를 원하는 상태로 유지하는 것이 중요하다. 이 때문에, 액체에 문제가 있는 경우나, 액체를 개재시킨 노광 처리 및 계측 처리에 문제가 있는 경우에는, 그 문제에 따른 적절한 처치를 신속하게 실시하는 것이 중요하다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 액침법에 기초하는 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시할 수 있는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 도 1～도 9 에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측하는 계측 장치 (60) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액체의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측 장치가 계측함으로써, 그 계측 결과에 기초하여, 액체가 원하는 상태인지 여부를 판별할 수 있다. 그리고, 액체에 문제가 있는 경우에는, 그 문제에 따른 적절한 처치를 신속하게 실시할 수 있다. 따라서, 액체를 개재시킨 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시할 수 있다.
여기에서, 계측 장치가 계측하는 액체의 성질 또는 성분의 항목으로는, 액체의 비저항값, 액체 중의 모든 유기체 탄소 (TOC : Total Organic Carbon), 액체 중에 함유되는 미립자 (particle) 또는 기포 (bubble) 를 함유하는 이물질, 용존 산소 (DO : Dissolved Oxygen) 및 용존 질소 (DN : Dissolved Nitrogen) 를 함유하는 용존 기체, 및 액체 중의 실리카 농도, 생균 등을 들 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 액체 (LQ) 에 접촉하는 소정 부재 (2, 13, 23, 33, 51, 70 등) 에 대해, 소정의 기능을 갖는 기능액을 공급하는 기능액 공급 장치 (120) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 액체에 접촉하는 소정 부재에 대해 기능액 공급 장치가 기능액을 공급함으로써, 그 소정 부재를 액체에 대해 원하는 상태로 할 수 있다. 따라서, 소정 부재 또는 그 소정 부재에 접촉하는 액체에 문제가 있는 경우에도, 그 문제에 따른 기능액을 공급함으로써, 그 소정 부재에 접촉한 액체를 원하는 상태로 유지 또는 변환할 수 있다. 따라서, 액체를 개재한 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시할 수 있다.
본 발명의 노광 장치 (EX) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 을 순차적으로 노광하는 노광 장치에 있어서, 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 액체 (LQ) 를 회수하는 제 1 액체 회수 기구 (20) 와, 제 1 액체 회수 기구 (20) 로 다 회수하지 못한 액체 (LQ) 를 회수하는 제 2 액체 회수 기구 (30) 와, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부를 검출하는 검출 장치 (90) 와, 검출 장치 (90) 의 검출 결과를 쇼트 영역 (S1～S24) 에 대응시켜 기억하는 기억 장치 (MRY) 를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 2 액체 회수 기구가 액체를 회수했는지 여부를 검출 장치를 사용하여 검출하고, 그 검출 결과를 기판 상의 쇼트 영역에 대응시켜 기억 장치가 기억함으로써, 쇼트 영역 상에서 발생한 문제의 발생 원인을 기억 장치의 기억 정보를 사용하여 해석할 수 있다. 즉, 제 2 액체 회수 기구가 액체를 회수했을 때에 노광된 쇼트 영역에서는, 그 쇼트 영역의 노광 정밀도가 열화되어 있는 등의 문제가 발생하고 있을 우려가 있지만, 이 경우에는, 상기 기억 정보를 사용하여 문제의 발생 원인을 특정할 수 있다. 따라서, 특정된 문제의 발생 원인에 따른 적절한 처치를 신속하게 실시할 수 있으며, 액체를 개재시킨 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시할 수 있다.
본 발명의 디바이스 제조 방법은, 상기 기재한 노광 장치 (EX) 를 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 양호하게 유지한 상태에서 디바이스를 제조할 수 있기 때문에, 원하는 성능을 발휘하는 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 메인터넌스 (maintenance) 방법은 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 그 투영 광학계와 그 액침 영역의 액체를 개재하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치 (EX) 의 메인터넌스 방법으로서, 그 액침 영역을 형성하는 액체를, 소정의 기능을 갖는 기능액 (LK) 과 치환하는 단계를 갖는 것이다. 본 발명에 의하면, 액침 영역을 형성하는 액체가 접해 있던 부분을, 기능액이 가진 소정의 기능에 기초하여 보수 (保守) 할 수 있다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 액체를 개재시킨 노광 처리 및 계측 처리를 고정밀도로 실시할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 요부 확대도이다.
도 3 은 액체 공급부를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4 는 기판 스테이지 (PST) 를 상측에서 본 도면이다.
도 5 는 본 발명에 관련된 노광 방법을 설명하기 위한 플로우차트도이다.
도 6A 는 제 1 및 제 2 액체 회수 기구에 의한 액체 회수 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6B 는 제 1 및 제 2 액체 회수 기구에 의한 액체 회수 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은 본 발명의 노광 장치의 다른 실시형태를 나타내는 요부 확대도이다.
도 8 은 기능액을 사용한 메인터넌스 방법의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
도 9 는 반도체 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이다.
*부호의 설명*
2…광학 소자, 2A…액체 접촉면,
10…액체 공급 기구, 11…액체 공급부,
12…공급구, 13…공급관 (공급 유로, 유로 형성 부재),
13T…타이머, 16…순수 (純水) 제조 장치,
17…온도 조절 장치, 20…제 1 액체 회수 기구,
21…제 1 액체 회수부, 22…제 1 회수구,
23…회수관 (회수 유로, 유로 형성 부재),
30…제 2 액체 회수 기구, 31…제 2 액체 회수부,
32…제 2 회수구, 33…회수관 (회수 유로, 유로 형성 부재),
51…상면, 60…계측 장치,
61～64…계측기 (계측 장치), 61K～64K…분기관 (분기 유로),
70…제 1 노즐 부재, 70A…액체 접촉면,
80…제 2 노즐 부재, 80A…액체 접촉면,
90…검출 장치, 120…기능액 공급 장치 (세정 장치),
161…순수 제조기 (조정 장치),
162…초순수 제조기 (조정 장치),
173…탈기 (脫氣) 장치 (조정 장치),
174…필터 (조정 장치), 300…계측 부재 (기준 부재),
400, 500, 600…광계측부, AR1…투영 영역,
AR2…액침 영역, EX…노광 장치,
INF…알림 장치, MRY…기억 장치,
LK…기능액, LQ…액체,
P…기판, PL…투영 광학계,
PST…기판 스테이지, S1～S24…쇼트 영역,
SB1～SB5…단계
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 노광 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1 은 본 발명의 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동할 수 있는 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하여 이동할 수 있는 기판 스테이지 (PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 으로 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 유지되어 있는 기판 (P) 에 투영 노광하는 투영 광학계 (PL) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (CONT) 에는, 노광 처리에 관한 정보를 알리는 알림 장치 (INF) 가 접속되어 있다. 알림 장치 (INF) 는 디스플레이 장치 (표시 장치), 소리 또는 광을 사용하여 경보 (경고) 를 발하는 경보 장치 등을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 제어 장치 (C0NT) 에는, 노광 처리에 관한 정보를 기억하는 기억 장치 (MRY) 가 접속되어 있다. 노광 장치 (EX) 전체는, 전력 회사로부터 공급되는 상용 전원 (제 1 구동원 ; 100A) 으로부터의 전력에 의해 구동되도록 되어 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 함께 초점 심도를 실질적으로 넓게 하기 위해 액침법을 적용한 액침 노광 장치로서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 기구 (10) 와, 액체 (LQ) 를 회수하는 제 1 액체 회수 기구 (20) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 를 구비하고 있다. 노광 장치 (EX) 는 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 상에 전사하고 있는 동안, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 액체 (LQ) 에 의해 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 투영 영역 (AR1) 보다 크고 또한 기판 (P) 보다 작은 액침 영역 (AR2) 을 국소적으로 형성한다. 구체적으로는, 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 단부의 광학 소자 (2) 와, 그 이미지면측에 배치된 기판 (P) 표면의 사이에 액체 (LQ) 를 채우는 국소 액침 방식을 채용하고, 이 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 투영 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 사용 하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 제 1 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 국소적으로 형성한다. 또, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급되고, 제 1 액체 회수 기구 (20) 로 다 회수하지 못한 액체 (LQ) 를 회수한다.
또, 노광 장치 (EX) 는, 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측하는 계측 장치 (60) 를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 계측 장치 (60) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의해 공급되는 액체 (LQ) 를 계측한다. 그 액체 공급 기구 (10) 는, 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 와는 다른 소정의 기능을 갖는 기능액을 공급할 수 있는 기능액 공급 장치 (120) 를 포함하여 구성되어 있다. 또, 노광 장치 (EX) 는 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부를 검출하는 검출 장치 (90) 를 구비하고 있다.
투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 근방, 구체적으로는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 단부의 광학 소자 (2) 의 근방에는, 나중에 상세하게 기술하는 제 1 노즐 부재 (70) 가 배치되어 있다. 제 1 노즐 부재 (70) 는, 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상측에서 광학 소자 (2) 의 주위를 둘러싸도록 형성된 환상 부재이다. 또, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 에 대해 제 1 노즐 부재 (70) 의 외측에는, 제 1 노즐 부재 (70) 와는 다른 제 2 노즐 부재 (80) 가 배치되어 있다. 제 2 노즐 부재 (80) 는, 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상측에서 제 1 노즐 부재 (70) 의 주위를 둘러싸도록 형성된 환상 부재이다. 본 실시형태에 있어서, 제 1 노즐 부재 (70) 는 액체 공급 기구 (10) 및 제 1 액체 회수 기구 (20) 각각의 일부를 구성하고 있다. 한편, 제 2 노즐 부재 (80) 는 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 일부를 구성하고 있다.
본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 주사 방향에서의 서로 상이한 방향 (역방향) 으로 동기 이동하면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (소위, 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 일치하는 방향을 Z 축 방향, Z 축 방향에 수직인 평면 내에서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 X 축 방향, Z 축 방향 및 X 축 방향에 수직인 방향 (비주사 방향) 을 Y 축 방향으로 한다. 또, X 축, Y 축, 및 Z 축 주위의 회전 (경사) 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.
노광 장치 (EX) 는 바닥면 상에 형성된 베이스 (BP) 와, 그 베이스 (BP) 상에 형성된 메인 칼럼 (1) 을 구비하고 있다. 메인 칼럼 (1) 에는, 내측을 향하여 돌출되는 상측단부 (7) 및 하측단부 (8) 가 형성되어 있다. 조명 광학계 (IL) 는 마스크 스테이지 (MST) 에 지지되어 있는 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하는 것으로서, 메인 칼럼 (1) 의 상부에 고정된 지지 프레임 (3) 에 의해 지지되어 있다.
조명 광학계 (IL) 는 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인테그레이터, 옵티컬 인테그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 및 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 슬릿 형상으로 설정하는 가변 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 에 의해 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 이나, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 및 F2 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광 (VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다.
본 실시형태에서는, 액체 (LQ) 로서 순수 (純水) 가 사용된다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 예를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 자외역의 휘선 (g 선, h 선, i 선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248㎚) 등의 원자외광 (DUV 광) 도 투과할 수 있다.
마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 유지하여 이동할 수 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는 마스크 (M) 를 진공 흡착 (또는, 정전 흡착) 에 의해 유지한다. 마스크 스테이지 (MST) 의 하면에는 비접촉 베어링인 기체 베어링 (에어 베어링 ; 45) 이 복수 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 에어 베어링 (45) 에 의해 마스크 정반 (4) 의 상면 (가이드면) 에 대해 비접촉 지지되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 및 마스크 정반 (4) 의 중앙부에는 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 통과시키는 개구부 (MK1, MK2) 가 각각 형성되어 있다. 마스크 정반 (4) 은 메인 칼럼 (1) 의 상측단부 (7) 에 방진 장치 (46) 를 개재하여 지지되어 있다. 즉, 마스크 스테이지 (MST) 는 방진 장치 (46) 및 마스크 정반 (4) 을 개재하여 메인 칼럼 (1) (상측단부 (7)) 에 지지된 구성으로 되어 있다. 또, 방진 장치 (46) 에 의해, 메인 칼럼 (1) 의 진동이, 마스크 스테이지 (MST) 를 지지하는 마스크 정반 (4) 에 전해지지 않도록, 마스크 정반 (4) 과 메인 칼럼 (1) 이 진동적으로 분리되어 있다.
마스크 스테이지 (MST) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 의 구동에 의해 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 마스크 정반 (4) 상에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉, XY 평면 내에서 2 차원 이동할 수 있으며, θZ 방향으로 미소 회전할 수 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는 X 축 방향으로 지정된 주사 속도로 이동할 수 있도록 되어 있으며, 마스크 (M) 의 전체면이 적어도 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 을 횡단할 수 있을 만큼의 X 축 방향의 이동 스트로크를 갖고 있다.
마스크 스테이지 (MST) 상에는 이동경 (41) 이 형성되어 있다. 또, 이동경 (41) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (42) 가 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 상의 마스크 (M) 의 2 차원 방향의 위치, 및 θZ 방향의 회전각 (경우에 따라서는, θX, θY 방향의 회전각도 포함한다) 은 레이저 간섭계 (42) 에 의해 실시간으로 계측된다. 레이저 간섭계 (42) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는 레이저 간섭계 (42) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 구동시키고, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치를 제어한다.
투영 광학계 (PL) 는 마스크 (M) 의 패턴을 소정의 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영 노광하는 것으로서, 기판 (P) 측의 선단부에 형성된 광학 소자 (2) 를 포함하는 복수의 광학 소자로 구성되어 있으며, 이들 광학 소자는 경통 (PK) 에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는, 투영 배율 (β) 이 예를 들어, 1/4, 1/5 또는 1/8 의 축소계이다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또, 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 는 경통 (PK) 으로부터 노출되어 있으며, 그 광학 소자 (2) 에는 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 접촉된다.
투영 광학계 (PL) 를 유지하는 경통 (PK) 의 외주에는 플랜지 (PF) 가 형성되어 있으며, 투영 광학계 (PL) 는 이 플랜지 (PF) 를 개재하여 경통 정반 (5) 에 지지되어 있다. 경통 정반 (5) 은 메인 칼럼 (1) 의 하측단부 (8) 에 방진 장치 (47) 를 개재하여 지지되어 있다. 즉, 투영 광학계 (PL) 는 방진 장치 (47) 및 경통 정반 (5) 을 개재하여 메인 칼럼 (1) (하측단부 (8)) 에 지지된 구성으로 되어 있다. 또, 방진 장치 (47) 에 의해, 메인 칼럼 (1) 의 진동이 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 경통 정반 (5) 에 전달되지 않도록, 경통 정반 (5) 과 메인 칼럼 (1) 이 진동적으로 분리되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 는 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 지지하여 이동할 수 있다. 기판 홀더 (PH) 는 예를 들어, 진공 흡착 등에 의해 기판 (P) 을 유지한다. 기판 스테이지 (PST) 의 하면에는 비접촉 베어링인 기체 베어링 (에어 베어링 ; 48) 이 복수 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 는, 에어 베 어링 (48) 에 의해 기판 정반 (6) 의 상면 (가이드면) 에 대해 비접촉 지지되어 있다. 기판 정반 (6) 은, 베이스 (BP) 상에 방진 장치 (49) 를 개재하여 지지되어 있다. 또, 방진 장치 (49) 에 의해, 베이스 (BP ; 바닥면) 나 메인 칼럼 (1) 의 진동이, 기판 스테이지 (PST) 를 지지하는 기판 정반 (6) 에 전달되지 않도록, 기판 정반 (6) 과 메인 칼럼 (1) 및 베이스 (BP ; 바닥면) 가 진동적으로 분리되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 의 구동에 의해, 기판 (P) 을 기판 홀더 (PH) 를 개재하여 유지한 상태에서, 기판 정반 (6) 상에서, XY 평면 내에서 2 차원 이동할 수 있으며, θZ 방향으로 미소 회전할 수 있다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 는 Z 축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로도 이동할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 상에는 이동경 (43) 이 형성되어 있다. 또, 이동경 (43) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (44) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치 및 회전각은 레이저 간섭계 (44) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또, 도시하지는 않지만, 노광 장치 (EX) 는 예를 들어, 일본 공개특허공보 평8-37149호에 개시되어 있는 바와 같은, 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 표면의 위치 정보를 검출하는 사입사 (斜入射) 방식의 포커스ㆍ레벨링 검출계를 구비하고 있다. 또한, 포커스ㆍ레벨링 검출계는, 정전 용량형 센서를 사용한 방식의 것을 채용해도 된다. 포커스ㆍ레벨링 검출계는, 기판 (P) 표면의 Z 축 방향의 위치 정보, 및 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보를 검출한다.
레이저 간섭계 (44) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 포커스ㆍ레벨링 검출계의 검출 결과도 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 포커스ㆍ레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 구동하고, 기판 (P) 의 포커스 위치 및 경사각을 제어하여 기판 (P) 의 표면을 오토 포커스 방식 및 오토 레벨링 방식으로 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춰넣음과 함께, 레이저 간섭계 (44) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 (P) 의 X 축 방향 및 Y 축 방향에서의 위치를 제어한다.
기판 스테이지 (PST) 상에는 오목부 (50) 가 형성되어 있으며, 기판 (P) 을 유지하기 위한 기판 홀더 (PH) 는 오목부 (50) 에 배치되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 중 오목부 (50) 이외의 상면 (51) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 의 표면과 거의 동일한 높이 (면일 (面一)) 가 되는 평탄면 (평탄부) 으로 되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 이동경 (43) 의 상면도, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 과 거의 면일하게 형성되어 있다.
기판 (P) 의 주위에 기판 (P) 의 표면과 거의 면일한 상면 (51) 을 형성했기 때문에, 기판 (P) 의 에지 영역을 액침 노광하는 경우에 있어서도, 기판 (P) 의 에지부의 외측에는 단차부가 거의 없기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 를 유지하여 액침 영역 (AR2) 을 양호하게 형성할 수 있다. 또, 기판 (P) 의 에지부와 그 기판 (P) 의 주위에 형성된 평탄면 (상면 ; 51) 사이에는 0.1～2㎜ 정도의 간극이 있는데, 액체 (LQ) 의 표면 장력에 의해 그 간극에 액체 (LQ) 가 흘러 들어가는 경우는 거의 없고, 기판 (P) 의 둘레 가장자리를 노광하는 경우에도, 상면 (51) 에 의해 투영 광학계 (PL) 아래에 액체 (LQ) 를 유지할 수 있다.
액체 공급 기구 (10) 는 액체 (LQ) 를 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 송출할 수 있는 액체 공급부 (11) 와, 액체 공급부 (11) 에 그 일단부를 접속시키는 공급관 (13) 을 구비하고 있다. 공급관 (13) 의 타단부는 제 1 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다.
본 실시형태에서는, 액체 공급 기구 (10) 는 순수를 공급하는 것으로서, 액체 공급부 (11) 는 순수 제조 장치 (16), 및 공급하는 액체 (순수 ; LQ) 의 온도를 조정하는 온도 조절 장치 (17) 등을 구비하고 있다. 또한, 순수 제조 장치로서, 노광 장치 (EX) 에 순수 제조 장치를 형성하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장의 순수 제조 장치를 사용하도록 해도 된다. 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해, 액체 공급 기구 (10) 는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급한다.
공급관 (13) 의 도중에는, 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급부 (11) 로부터 송출되고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급되는 액체 (LQ) 의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측하는 계측 장치 (60) 가 형성되어 있다. 상기 기술한 바와 같이, 액체 공급 기구 (10) 는 액체 (LQ) 로서 물을 공급하기 때문에, 계측 장치 (60) 는 수질을 계측할 수 있는 장치에 의해 구성되어 있다.
제 1 액체 회수 기구 (20) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 회수할 수 있는 제 1 액체 회수부 (21) 와, 제 1 액체 회수부 (21) 에 그 일단부를 접속시키는 회수관 (23) 을 구비하고 있다. 회수관 (23) 의 타단부는 제 1 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 제 1 액체 회수부 (21) 는 예를 들어, 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치 ; 26), 및 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 (氣液) 분리기 (27) 등을 구비하고 있다. 또한, 진공계로서, 노광 장치 (EX) 에 진공 펌프를 형성하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장의 진공계를 사용하도록 해도 된다. 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해, 제 1 액체 회수 기구 (20) 는, 액체 공급 기구 (10) 로부터 공급된 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수한다.
제 2 액체 회수 기구 (30) 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 를 회수하기 위한 것으로서, 액체 (LQ) 를 회수할 수 있는 제 2 액체 회수부 (31) 와, 제 2 액체 회수부 (31) 에 그 일단부를 접속시키는 회수관 (33) 을 구비하고 있다. 회수관 (33) 의 타단부는 제 2 노즐 부재 (80) 에 접속되어 있다. 제 2 액체 회수부 (31) 는 예를 들어, 진공 펌프 등의 진공계 (흡인 장치 ; 36), 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기 (37) 등을 구비하고 있다. 또한, 진공계로서, 노광 장치 (EX) 에 진공 펌프를 형성하지 않고, 노광 장치 (EX) 가 배치되는 공장의 진공계를 사용하도록 해도 된다. 제 2 액체 회수 기구 (30) 는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 로 다 회수하지 못한 액체 (LQ) 를 회수할 수 있다.
또, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 를 포함하는 노광 장치 (EX) 전체의 구동원인 상용 전원 (100A) 과는 다른 무정전 전원 (제 2 구동원 ; 100B) 을 갖고 있다. 무정전 전원 (100B) 은, 예를 들어, 상용 전원 (100A) 의 정전시에, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 구동부에 대해 전력 (구동력) 을 공급한다. 예를 들어, 상용 전원 (100A) 이 정전되었을 경우, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 제 2 액체 회수부 (31) 는, 무정전 전원 (100B) 으로부터 공급되는 전력으로 구동된다. 이 경우, 제 2 액체 회수부 (31) 를 포함하는 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작은, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되지 않고, 예를 들어, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 내장된 다른 제어 장치로부터의 지령 신호에 기초하여 제어된다.
또한, 상용 전원 (100A) 의 정전시에 있어서는, 무정전 전원 (100B) 은, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 추가하여 제어 장치 (CONT) 에도 전력을 공급하도록 해도 된다. 이 경우, 그 무정전 전원 (100B) 으로부터의 전력에 의해 구동되는 제어 장치 (CONT) 가, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작을 제어하도록 해도 된다. 또, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는 무정전 전원 (100B) 에 의해 항상 구동되도록 해도 된다. 이 경우, 제 1 액체 회수 기구 (20) 와 제 2 액체 회수 기구 (30) 는 다른 전원 (100A, 100B) 에서 각각 구동되게 된다.
본 실시형태에 있어서는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 는, 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급부 (11) 에 되돌려지도록 되어 있다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 액체 공급 기구 (10) 와, 제 1 액체 회수 기구 (20) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 사이에서 액 체 (LQ) 를 순환시키는 순환계를 구비한 구성으로 되어 있다. 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급부 (11) 로 되돌려진 액체 (LQ) 는, 순수 제조 장치 (16) 에서 정제된 후, 다시 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 (기판 (P) 상) 에 공급된다. 또한, 제 1, 제 2 액체 회수 기구 (20, 30) 에서 회수된 액체 (LQ) 의 전부가 액체 공급 기구 (10) 로 되돌려져도 되고, 그 일부가 되돌려져도 된다. 또는, 제 1, 제 2 액체 회수 기구 (20, 30) 에서 회수한 액체 (LQ) 를 액체 공급 기구 (10) 에 되돌리지 않고, 다른 공급원으로부터 공급된 액체 (LQ), 또는 수도물을 순수 제조 장치 (16) 에서 정제한 후, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하도록 해도 된다. 또한, 회수한 액체 (LQ) 를 정제하여 다시 액체 공급부 (11) 로 되돌려 순환시키는 제 1 모드와, 회수한 액체 (LQ) 는 폐기하고, 새로운 액체 (LQ) 를 액체 공급부 (11) 로부터 공급하는 제 2 모드를 필요에 따라 전환하는 구성으로 해도 된다.
공급관 (13) 과 회수관 (23) 은 접속관 (9) 을 개재하여 접속되어 있다. 접속관 (9) 의 일단부는 공급관 (13) 의 도중의 소정 위치에 접속되고, 타단부는 회수관 (23) 의 도중의 소정 위치에 접속되어 있다. 또, 공급관 (13) 의 도중에는, 이 공급관 (13) 의 유로를 개폐하는 제 1 밸브 (13B) 가 형성되어 있고, 회수관 (23) 의 도중에는, 이 회수관 (23) 의 유로를 개폐하는 제 2 밸브 (23B) 가 형성되어 있으며, 접속관 (9) 의 도중에는, 이 접속관 (9) 의 유로를 개폐하는 제 3 밸브 (9B) 가 형성되어 있다. 제 1 밸브 (13B) 는, 공급관 (13) 중 접속관 (9) 과의 접속 위치보다도 제 1 노즐 부재 (70) 측에 형성되어 있으며, 제 2 밸브 (23B) 는, 회수관 (23) 중 접속관 (9) 과의 접속 위치보다도 제 1 노즐 부재 (70) 측에 형성되어 있다. 각 밸브 (13B, 23B, 9B) 의 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 이들 밸브 (13B, 23B, 9B) 에 의해, 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 의 유로가 변경되도록 되어 있다.
또, 제 1 밸브 (13B) 에는 타이머 (13T) 가 접속되어 있다. 타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 열려 있는 시간 및 닫혀 있는 시간을 계측할 수 있다. 또, 타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 닫고 있는지 여부를 검지할 수 있다.
타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 개방한 것을 검지했을 때에 시간의 계측을 개시한다. 또, 타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 닫은 것을 검지했을 때에도 시간 계측을 개시할 수 있다.
타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 열었을 때부터의 경과 시간, 즉, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급이 개시되고나서의 경과 시간을 계측할 수 있다. 타이머 (13T) 에 의해 계측된 상기 경과 시간에 관한 정보는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 또, 타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 닫은 것을 검지했을 때에 시간 계측 동작을 정지시킴과 함께, 계측 시간을 리셋한다 (0 으로 되돌린다). 또, 타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 닫았을 때부터의 경과 시간, 즉, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급이 정지되고나서의 경과 시간을 계측할 수 있다. 타이머 (13T) 에 의해 계측된 상기 경과 시간에 관한 정보는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 또, 타이머 (13T) 는, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 개방한 것을 검지했을 때에 시간 계측 동작을 정지시킴과 함께, 계측 시간을 리셋한다 (0 으로 되돌린다).
액체 공급 기구 (10) 및 제 1 액체 회수 기구 (20) 의 일부를 구성하는 제 1 노즐 부재 (70) 는 제 1 노즐 유지 부재 (52) 에 유지되어 있으며, 그 제 1 노즐 유지 부재 (52) 는 메인 칼럼 (1) 의 하측단부 (8) 에 접속되어 있다. 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 일부를 구성하는 제 2 노즐 부재 (80) 는, 제 2 노즐 유지 부재 (53) 에 유지되어 있으며, 그 제 2 노즐 유지 부재 (53) 는 메인 칼럼 (1) 의 하측단부 (8) 에 접속되어 있다. 제 1 노즐 부재 (70) 와 제 2 노즐 부재 (80) 는 서로 독립한 부재이다.
도 2 는 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측 근방을 나타내는 요부 확대도이다. 도 2 에 있어서, 제 1 노즐 부재 (70) 는, 투영 광학계 (PL) 의 선단부의 광학 소자 (2) 의 근방에 배치되어 있으며, 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상측에서 광학 소자 (2) 의 주위를 둘러싸도록 형성된 환상 부재이다. 제 1 노즐 부재 (70) 는, 그 중앙부에 투영 광학계 (PL) (광학 소자 (2)) 를 배치할 수 있는 구멍부 (70H) 를 갖고 있다. 또, 제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 은 기판 스테이지 (PST) 에 유지된 기판 (P) 과 대향하도록 형성되어 있다. 또, 제 1 노즐 유지 부재 (52) (도 1 참조) 에 유지된 제 1 노즐 부재 (70) 와, 투영 광학계 (PL) (광학 소자 (2)) 는 떨어져 있다. 즉, 환상 부재인 제 1 노즐 부재 (70) 의 내 측면과 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 외측면 사이에는 간극이 형성되어 있다. 이 간극은, 투영 광학계 (PL) 와 제 1 노즐 부재 (70) 를 진동적으로 분리하기 위해 형성된 것이다. 이에 따라, 제 1 노즐 부재 (70) 에서 발생한 진동이, 투영 광학계 (PL) 측에 전달되는 것이 방지되고 있다.
제 2 노즐 부재 (80) 는 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 상측에서 제 1 노즐 부재 (70) 의 주위를 둘러싸도록 형성된 환상 부재이다. 제 2 노즐 부재 (80) 는, 그 중앙부에 제 1 노즐 부재 (70) 의 일부를 배치할 수 있는 구멍부 (80H) 를 갖고 있다. 또, 제 2 노즐 부재 (80) 의 하면 (80A) 은 기판 스테이지 (PST) 에 유지된 기판 (P) 과 대향하도록 형성되어 있다. 또, 제 1 노즐 유지 부재 (52) 에 유지된 제 1 노즐 부재 (70) 와, 제 2 노즐 유지 부재 (53) (도 1 참조) 에 유지된 제 2 노즐 부재 (80) 는 떨어져 있다. 즉, 환상 부재인 제 2 노즐 부재 (80) 의 내측면과 제 1 노즐 부재 (70) 의 외측면 사이에는 간극이 형성되어 있다. 이 간극은, 제 1 노즐 부재 (70) 와 제 2 노즐 부재 (80) 를 진동적으로 분리하기 위해 형성된 것이다. 이에 따라, 제 2 노즐 부재 (80) 에서 발생한 진동이, 제 1 노즐 부재 (70) 측에 전달되는 것이 방지되고 있다.
그리고, 제 1, 제 2 노즐 부재 (70, 80) 를 제 1, 제 2 노즐 유지 부재 (52, 53) 를 개재하여 지지하고 있는 메인 칼럼 (1) 과, 투영 광학계 (PL) 의 경통 (PK) 을 플랜지 (PF) 를 개재하여 지지하고 있는 경통 정반 (5) 은, 방진 장치 (47) 를 개재하여 진동적으로 분리되어 있다. 따라서, 제 1 노즐 부재 (70) 및 제 2 노즐 부재 (80) 에서 발생한 진동이 투영 광학계 (PL) 에 전달되는 것은 방지되고 있 다. 또, 제 1, 제 2 노즐 부재 (70, 80) 를 제 1, 제 2 노즐 유지 부재 (52, 53) 를 개재하여 지지하고 있는 메인 칼럼 (1) 과, 기판 스테이지 (PST) 를 지지하고 있는 기판 정반 (6) 은, 방진 장치 (49) 를 개재하여 진동적으로 분리되어 있다. 따라서, 제 1 노즐 부재 (70) 및 제 2 노즐 부재 (80) 에서 발생한 진동이, 메인 칼럼 (1) 및 베이스 (BP) 를 개재하여 기판 스테이지 (PST) 에 전달되는 것이 방지되고 있다. 또, 제 1, 제 2 노즐 부재 (70, 80) 를 제 1, 제 2 노즐 유지 부재 (52, 53) 를 개재하여 지지하고 있는 메인 칼럼 (1) 과, 마스크 스테이지 (MST) 를 지지하고 있는 마스크 정반 (4) 은, 방진 장치 (46) 를 개재하여 진동적으로 분리되어 있다. 따라서, 제 1 노즐 부재 (70) 및 제 2 노즐 부재 (80) 에서 발생한 진동이 메인 칼럼 (1) 을 개재하여 마스크 스테이지 (MST) 에 전달되는 것이 방지되고 있다.
제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에는, 액체 공급 기구 (10) 의 일부를 구성하는 공급구 (12 ; 12A, 12B) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 공급구 (12 ; 12A, 12B) 는 2 개 형성되어 있으며, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) (투영 영역 (AR1)) 를 사이에 두고 X 축 방향 양측의 각각에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 공급구 (12A, 12B) 는 대략 원형 형상으로 형성되어 있는데, 타원 형상, 직사각형 형상, 슬릿 형상 등 임의의 형상으로 형성되어 있어도 된다. 또, 공급구 (12A, 12B) 는 서로 동일한 크기여도 되고, 서로 상이한 크기여도 된다.
제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에서, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 을 기준으로 하여 공급구 (12) 의 외측에는 제 1 액체 회수 기구 (20) 의 일부를 구성하는 제 1 회수구 (22) 가 형성되어 있다. 제 1 회수구 (22) 는, 제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에서, 투영 영역 (AR1) 및 공급구 (12A, 12B) 를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다. 또, 제 1 회수구 (22) 에는 다공체 (22P) 가 형성되어 있다.
공급관 (13) 의 타단부는, 제 1 노즐 부재 (70) 의 내부에 형성된 공급 유로 (14) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 제 1 노즐 부재 (70) 의 공급 유로 (14) 의 타단부는, 제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성된 공급구 (12) 에 접속되어 있다. 여기에서, 제 1 노즐 부재 (70) 의 내부에 형성된 공급 유로 (14) 는, 복수 (2 개) 의 공급구 (12 ; 12A, 12B) 의 각각에 그 타단부를 접속할 수 있도록 도중에서 분기되어 있다.
액체 공급부 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위해, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 를 송출한다. 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급관 (13) 을 흐른 후, 제 1 노즐 부재 (70) 의 내부에 형성된 공급 유로 (14) 의 일단부에 유입된다. 그리고, 공급 유로 (14) 의 일단부에 유입된 액체 (LQ) 는 도중에서 분기된 후, 제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성된 복수 (2 개) 의 공급구 (12A, 12B) 로부터, 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 사이의 공간에 공급된다.
회수관 (23) 의 타단부는, 제 1 노즐 부재 (70) 의 내부에 형성된 제 1 회수 유로 (24) 의 일부를 구성하는 매니폴드 유로 (24M) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 매니폴드 유로 (24M) 의 타단부는, 제 1 회수구 (22) 에 대응하도록 평면에서 보았을 때 환상으로 형성되고, 그 제 1 회수구 (22) 에 접속하는 제 1 회수 유로 (24) 의 일부를 구성하는 환상 유로 (24K) 의 일부에 접속되어 있다.
제 1 액체 회수부 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 를 회수하기 위해, 제 1 액체 회수 기구 (20) 의 제 1 액체 회수부 (21) 를 구동시킨다. 진공계 (26) 를 갖는 제 1 액체 회수부 (21) 의 구동으로 인하여, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 는, 그 기판 (P) 의 상측에 형성되어 있는 제 1 회수구 (22) 를 통해 환상 유로 (24K) 에 연직 상향 (+Z 방향) 으로 유입된다. 환상 유로 (24K) 에 +Z 방향으로 유입된 액체 (LQ) 는, 매니폴드 유로 (24M) 에서 집합된 후, 매니폴드 유로 (24M) 를 흐른다. 그 후, 액체 (LQ) 는, 회수관 (23) 을 통해 제 1 액체 회수부 (21) 에 흡인 회수된다.
제 2 노즐 부재 (80) 의 하면 (80A) 에는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 일부를 구성하는 제 2 회수구 (32) 가 형성되어 있다. 제 2 회수구 (32) 는, 제 2 노즐 부재 (80) 중 기판 (P) 에 대향하는 하면 (80A) 에 형성되어 있다. 제 2 노즐 부재 (80) 는 제 1 노즐 부재 (70) 의 외측에 형성되어 있으며, 제 2 노즐 부재 (80) 에 형성된 제 2 회수구 (32) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR1) 에 대해, 제 1 노즐 부재 (70) 에 형성된 제 1 회수구 (22) 보다도 더욱 외측에 형성된 구성으로 되어 있다. 제 2 회수구 (32) 는, 제 1 회수구 (22) 를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다.
회수관 (33) 의 타단부는, 제 2 노즐 부재 (80) 의 내부에 형성된 제 2 회수 유로 (34) 의 일부를 구성하는 매니폴드 유로 (34M) 의 일단부에 접속되어 있다. 한편, 매니폴드 유로 (34M) 의 타단부는, 제 2 회수구 (32) 에 대응하도록 평면에서 보았을 때 환상으로 형성되고, 그 제 2 회수구 (32) 에 접속하는 제 2 회수 유로 (34) 의 일부를 구성하는 환상 유로 (34K) 의 일부에 접속되어 있다.
제 2 액체 회수부 (31) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 를 회수하기 위해, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 제 2 액체 회수부 (31) 를 구동시킨다. 진공계 (36) 를 갖는 제 2 액체 회수부 (31) 의 구동으로 인하여, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 는, 그 기판 (P) 의 상측에 형성되어 있는 제 2 회수구 (32) 를 통해 환상 유로 (34K) 에 연직 상향 (+Z 방향) 으로 유입된다. 환상 유로 (34K) 에 +Z 방향으로 유입된 액체 (LQ) 는, 매니폴드 유로 (34M) 에서 집합된 후, 매니폴드 유로 (34M) 를 흐른다. 그 후, 액체 (LQ) 는, 회수관 (33) 을 통해 제 2 액체 회수부 (31) 에 흡인 회수된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수 동작 (흡인 동작) 을, 기판 (P) 의 액침 노광 중 및 노광 전후에서 항상 실시한다.
계측 장치 (60) 는 액체 공급 기구 (10) 에 의해 공급되는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분 (수질) 을 계측하는 것이다. 계측 장치 (60) 로 계측하는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분은, 노광 장치 (EX) 의 노광 정밀도에 주는 영향, 또는 노광 장치 (EX) 자체에 주는 영향을 고려하여 결정한다. 표 1 은, 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분과, 그것이 노광 장치 (EX) 의 노광 정밀도 또는 노광 장치 (EX) 자체에 주는 영향의 일례를 나타낸 표이다. 표 1 에 나타내는 바와 같이, 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분으로는, 비저항, 금속 이온, 모든 유기체 탄소 (TOC : Total Organic Carbon), 파티클ㆍ버블, 생균, 용존 산소 (DO : Dissolved Oxygen), 용존 질소 (DN : Dissolved Nitrogen) 등이 있다. 한편, 노광 장치 (EX) 의 노광 정밀도 또는 노광 장치 (EX) 자체에 주는 영향 항목으로는, 렌즈 (특히, 광학 소자 (2)) 의 헤이즈, 워터 마크 (액체 (LQ) 가 증발됨으로써, 액체 중의 불순물이 고화되어 잔류하는 부착물) 의 발생, 굴절률 변화나 광의 산란에 의한 광학 성능의 열화, 레지스트 프로세스 (레지스트 패턴 형성) 에 대한 영향, 각 부재 등의 녹의 발생 등이 있다. 표 1 은 이들에 대하여, 어느 성질 또는 성분이, 어느 성능에 어느 정도의 영향을 주는지를 정리한 것으로서, 염려되는 영향이 있다고 예상되는 것에 ○ 를 붙이고 있다. 계측 장치 (60) 에 의해 계측할 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분은, 노광 장치 (EX) 의 노광 정밀도 또는 노광 장치 (EX) 자체에 주는 영향에 기초하여, 표 1 중에서 필요에 따라 선택된다. 물론, 모든 항목에 대하여 계측해도 상관없고, 표 1 에는 나타나 있지 않은 성질 또는 성분이어도 상관없다.
상기 관점에 의해 선택된 항목을 계측하기 위해, 계측 장치 (60) 는 복수의 계측기를 갖고 있다. 예를 들어, 계측 장치 (60) 는, 계측기로서 비저항값을 계측하기 위한 비저항계, 모든 유기체 탄소를 계측하기 위한 TOC 계, 미립자 및 기포를 함유하는 이물질을 계측하기 위한 파티클 카운터, 용존 산소 (용존 산소 농도) 를 계측하기 위한 DO 계, 용존 질소 (용존 질소 농도) 를 계측하기 위한 DN 계, 실리카 농도를 계측하기 위한 실리카계, 및 생균의 종류나 양을 분석할 수 있는 분석기 등을 구비할 수 있다. 본 실시형태에서는 일례로서, 모든 유기체 탄소, 파티클ㆍ버블, 용존 산소, 비저항값을 계측 항목으로서 선택하고, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 계측 장치 (60) 는, 모든 유기 탄소를 계측하기 위한 TOC 계 (61), 미립자 및 기포를 함유하는 이물질을 계측하기 위한 파티클 카운터 (62), 용존 산소를 계측하기 위한 용존 산소계 (DO 계 ; 63), 및 비저항계 (64) 를 포함하여 구성되어 있다.
영향의 내용
렌즈 헤이즈 워터 마크 광학 성능 배수 오염 레지스트
프로세스		 녹




액
체
의
성
질
ㆍ
성
분
 비저항 ○ ○ ○ ○ ○
금속 이온 ○ ○ ○
모든 유기체 탄소 (TOC) ○ ○ ○ ○
파티클ㆍ버블 ○ ○ ○ ○
생균 ○ ○ ○ ○
용존 산소 (DO) ○ ○ ○
용존 질소 (DN) ○
실리카 ○ ○ ○
유기 Si ○ ○ ○ ○
음이온 ○ ○ ○ ○ ○
실록산계, CxHy계 ○ ○ ○ ○ ○
프탈산에스테르 ○ ○ ○ ○ ○
Cl ○ ○ ○ ○ ○
PO4, SO4, NOx (PAG) ○ ○ ○ ○ ○
암모니아, 아민류 ○ ○ ○ ○ ○
베이스 레진 ○ ○ ○ ○ ○
카르복실산계
(락트산,아세트산, 포름산)		 ○ ○ ○ ○ ○
도 2 에 나타내는 바와 같이, TOC 계 (61) 는, 공급구 (12) 에 접속하는 공급관 (공급 유로 ; 13) 의 도중에서 분기되는 분기관 (분기 유로 ; 61K) 에 접속되어 있다. 액체 공급부 (11) 로부터 송출되어, 공급관 (13) 을 흐르는 액체 (LQ) 중 일부의 액체 (LQ) 는 제 1 노즐 부재 (70) 의 공급구 (12) 로부터 기판 (P) 상에 공급되고, 나머지의 일부는 분기관 (61K) 을 흘러 TOC 계 (61) 에 유입된다. TOC 계 (61) 는, 분기관 (61K) 에 의해 형성된 분기 유로를 흐르는 액체 (LQ) 의 모든 유기체 탄소 (TOC) 를 계측한다. 마찬가지로, 파티클 카운터 (62), 용존 산소계 (63) 및 비저항계 (64) 는, 공급관 (13) 의 도중에서 분기되는 분기관 (62K, 63K, 64K) 의 각각에 접속되어 있으며, 이들 분기관 (62K, 63K, 64K) 에 의해 형성된 분기 유로를 흐르는 액체 (LQ) 중의 이물질 (미립자 또는 기포), 용존 산소, 비저항값을 계측한다. 또한, 상기 실리카계나 생균 분석기도, 공급관 (13) 의 도중에서 분기되는 분기관에 접속시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 분기관 (61K～64K) 은 각각 독립된 분기 유로를 형성하고 있으며, 이들 서로 독립된 분기 유로의 각각에, 각 계측기 (61～64) 가 접속되어 있다. 즉, 복수의 계측기 (61～64) 는, 공급관 (13) 에 대해 분기관 (61K～64K) 을 개재하여 병렬로 접속되어 있다. 또한, 계측기의 구성에 의해서는, 공급관 (13) 으로부터 분기시킨 액체 (LQ) 를 제 1 계측기로 계측하고, 그 제 1 계측기를 통과한 액체 (LQ) 를 제 2 계측기로 계측한다고 한 것과 같이, 공급관 (13) 에 대해 복수의 계측기를 직렬로 접속하도록 해도 된다. 또한, 분기관 (분기 지점) 의 수나 위치에 따라서는, 이물질 (미립자) 이 발생할 가능성이 높아지기 때문에, 이물질 발생의 가능성을 고려하여, 분기관의 수나 위치를 설정하면 된다. 또, 동일한 종류의 계측기를 공급관 (13) 을 따른 복수의 위치에 배치하도록 해도 된다. 이와 같이 배치하면, 공급관 (13) 의 어느 위치에서 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분이 변화했는지를 특정할 수 있어, 변화의 원인을 구명하기 용이해진다.
본 실시형태에 있어서는, 계측 장치 (60) 는, 공급관 (13) 에 의해 형성된 공급 유로의 도중에서 분기되는 분기 유로를 흐르는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분을 인라인 방식으로 계측하도록 되어 있다. 인라인 방식을 채용함으로써, 계측 장치 (60) 에는 액체 (LQ) 가 항상 공급되기 때문에, 계측 장치 (60) 는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분 (수질) 을 노광 중 및 노광 전후에 항상 계측하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다. 즉, 계측 장치 (60) 는, 기판 (P) 에 대한 액침 노광 동작과 병행하여 액체 (LQ) 를 계측할 수 있다. 계측 장치 (60) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 기초하여, 액체 공급 기구 (10) 에 의해 기판 (P) 상에 공급되는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분 (수질) 을 항상 모니터할 수 있다.
또한, 액체 (LQ) 중에 함유되는 금속 이온의 종류를 특정하기 위해, 액체 (LQ) 를 샘플링하여, 노광 장치 (EX) 와는 별도로 형성된 분석 장치를 사용하여, 상기 금속 이온의 종류를 특정할 수 있다. 이에 따라, 특정된 금속 이온에 따른 적절한 처치를 할 수 있다. 또, 액체 (LQ) 중에 함유되는 불순물을 계량하기 위해, 액체 (LQ) 를 샘플링하여, 노광 장치 (EX) 와는 별도로 형성된 모든 증발 잔사계 (殘渣計) 에 의해 액체 (LQ) 중의 모든 증발 잔사량을 계측하도록 해도 된다. 이 경우, 분석 장치 및 모든 증발 잔사계는 정기적으로 자동으로 액체 (LQ) 의 샘플링을 실시하여, 금속 이온의 종류나 모든 증발 잔사계 등의 계측 결과를 노광 장치 (EX) 에 통지하도록 해도 된다. 노광 장치 (EX) 는, 통지된 계측 결과와 미리 기억하고 있는 기준값을 비교하여, 기준값을 초과하는 경우에 경보를 발하도록 할 수 있다.
검출 장치 (90) 는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부를 검출하는 것이다. 본 실시형태에 있어서는, 검출 장치 (90) 는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 회수관 (33) 에 액체 (LQ) 가 흐르고 있는지 여부를 광학적으로 검출함으로써, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 제 2 회수구 (32) 를 통해 액체 (LQ) 가 회수되었는지 여부를 검출한다. 검출 장치 (90) 는 검출광 (La) 을 사출하는 투광부 (91) 와, 검출광 (La) 을 수광하는 수광부 (92) 를 구비하고 있다. 회수관 (33) 의 도중에는, 검출광 (La) 을 투과할 수 있는 투과창 (93, 94) 이 형성되어 있다. 검출 장치 (90) 는, 투광부 (91) 로부터 투과창 (93) 에 대해 검출광 (La) 을 조사한다. 투과창 (93) 을 통과한 검출광 (La) 은, 회수관 (33) 의 내측을 통과한 후, 투과창 (94) 을 통해 수광부 (92) 에 수광된다. 수광부 (92) 의 수광 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 회수관 (33) 의 내측 (검출광 (La) 의 광로 상) 에 액체 (LQ) 가 있는 경우와 없는 경우는, 수광부 (92) 에서의 수광량은 서로 상이한 값이 된다. 이 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 수광부 (92) 의 수광 결과에 기초하여, 회수관 (33) 에 액체 (LQ) 가 있는지 여부 (흐르고 있는지 여부), 즉, 제 2 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부를 판별할 수 있다.
또한, 검출 장치 (90) 로는, 제 2 회수구 (32) 를 통해 액체 (LQ) 가 회수되었는지 여부를 검출할 수 있으면 되고, 예를 들어, 회수관 (33) 의 내측에 형성된 액체 유무 센서이어도 된다. 또, 액체 유무 센서의 설치 위치로는, 회수관 (33) 의 도중에 한정되지 않고, 예를 들어, 제 2 노즐 부재 (80) 의 제 2 회수구 (32) 근방이나 제 2 회수 유로 (34) 의 내측이어도 된다. 또, 검출 장치 (90) 로서, 예를 들어, 회수관 (33) 의 도중에 매스 플로우 콘트롤러라고 불리는 유량 제어기 (유량 검출기) 등을 형성해 두고, 매스 플로우 콘트롤러의 검출 결과에 기초하여, 제 2 회수구 (32) 를 통해 액체 (LQ) 가 회수되었는지 여부가 판단되도록 해도 된다.
또, 투광부 및 수광부를 포함하여 구성되는 상기 검출 장치 (90) 나, 매스 플로우 콘트롤러로 이루어지는 검출 장치는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 검출할 수 있다.
도 3 은 액체 공급부 (11) 의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다. 액체 공급부 (11) 는 순수 제조 장치 (16) 와, 순수 제조 장치 (16) 에 의해 제조된 액체 (LQ) 의 온도를 조정하는 온도 조절 장치 (17) 를 구비하고 있다. 순수 제조 장치 (16) 는 예를 들어, 부유물이나 불순물을 함유하는 물을 정제하여 소정의 순도의 순수를 제조하는 순수 제조기 (161) 와, 순수 제조기 (161) 에 의해 제조된 순수로부터 추가로 불순물을 제거하여 고순도의 순수 (초순수) 를 제조하는 초순수 제조기 (162) 를 구비하고 있다. 순수 제조기 (161) (또는, 초순수 제조기 (162)) 는, 이온 교환막이나 파티클 필터 등의 액체 개질 부재, 및 자외광 조사 장치 (UV 램프) 등의 액체 개질 장치를 구비하고 있으며, 이들 액체 개질 부재 및 액체 개질 장치에 의해, 액체의 비저항값, 이물질 (미립자, 기포) 의 양, 모든 유기체 탄소 및 생균의 양 등을 원하는 값으로 조정한다.
또, 상기 기술한 바와 같이, 제 1 액체 회수 기구 (20) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 는, 액체 공급 기구 (10) 의 액체 공급부 (11) 로 되돌려지도록 되어 있다. 구체적으로는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의해 회수된 액체 (LQ) 는, 복귀관 (18) 을 통해 액체 공급부 (11) 의 순수 제조 장치 (16) (순수 제조기 (161)) 에 공급된다. 복귀관 (18) 에는, 그 복귀관 (18) 의 유로를 개폐하는 밸브 (18B) 가 형성되어 있다. 순수 제조 장치 (16) 는, 복귀관 (18) 을 통해 되돌려진 액체를 상기 액체 개질 부재 및 액체 개질 장치 등을 사용하여 정제한 후, 온도 조절 장치 (17) 에 공급한다. 또, 액체 공급부 (11) 의 순수 제조 장치 (16) (순수 제조기 (161)) 에는, 공급관 (19) 를 개재하여 기능액 공급 장치 (120) 가 접속되어 있다. 기능액 공급 장치 (120) 는, 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 와는 다른 소정의 기능을 갖는 기능액 (LK) 을 공급할 수 있다. 본 실시형태에 있어서는, 기능액 공급 장치 (120) 는, 살균 작용을 갖는 액체 (기능액 ; LK) 를 공급한다. 공급관 (19) 에는, 그 공급관 (19) 의 유로를 개폐하는 밸브 (19B) 가 형성되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 밸브 (18B) 를 작동시켜 복귀관 (18) 의 유로를 열어 액체 (LQ) 를 공급하고 있을 때, 밸브 (19B) 를 작동시켜 공급관 (19) 의 유로를 닫아 기능액 (LK) 의 공급을 정지시킨다. 한편, 제어 장치 (CONT) 는, 밸브 (19B) 를 작동시켜 공급관 (19) 의 유로를 열어 기능액 (LK) 을 공급하고 있을 때, 밸브 (18B) 를 작동시켜 복귀관 (18) 의 유로를 닫아 액체 (LQ) 의 공급을 정지시킨다.
온도 조절 장치 (17) 는, 순수 제조 장치 (16) 에서 제조되고, 공급관 (13) 에 공급되는 액체 (순수 ; LQ) 의 온도를 조정하는 것으로서, 그 일단부를 순수 제조 장치 (16) (초순수 제조기 (162)) 에 접속시키고, 타단부를 공급관 (13) 에 접속시키고 있으며, 순수 제조 장치 (16) 에서 제조된 액체 (LQ) 의 온도를 조정한 후, 그 온도 조정된 액체 (LQ) 를 공급관 (13) 으로 송출한다. 온도 조절 장치 (17) 는, 순수 제조 장치 (16) 의 초순수 제조기 (162) 로부터 공급된 액체 (LQ) 의 온도를 러프하게 조정하는 러프 온도 조정기 (171) 와, 러프 온도 조정기 (171) 의 유로 하류측 (공급관 (13) 측) 에 형성되고, 공급관 (13) 측에 흐르게 하는 액체 (LQ) 의 단위 시간당 양을 제어하는 매스 플로우 콘트롤러라고 불리는 유량 제어기 (172) 와, 유량 제어기 (172) 를 통과한 액체 (LQ) 중의 용존 기체 농도 (용존 산소 농도, 용존 질소 농도) 를 저하시키기 위한 탈기 장치 (173) 와, 탈기 장치 (173) 에 의해 탈기된 액체 (LQ) 중의 이물질 (미립자, 기포) 을 제거하는 필터 (174) 와, 필터 (174) 를 통과한 액체 (LQ) 의 온도를 미세 조정하는 파인 온도 조정기 (175) 를 구비하고 있다.
러프 온도 조정기 (171) 는, 초순수 제조기 (162) 로부터 송출된 액체 (LQ) 의 온도를 목표 온도 (예를 들어, 23℃) 에 대해, 예를 들어, ±0.1℃ 정도의 러프한 정밀도로 온도를 조정하는 것이다. 유량 제어기 (172) 는, 러프 온도 조정기 (171) 와 탈기 장치 (173) 사이에 배치되어 있으며, 러프 온도 조정기 (171) 에 의해 온도 조정된 액체 (LQ) 의 탈기 장치 (173) 측에 대한 단위 시간당 유량을 제어한다.
탈기 장치 (173) 는, 러프 온도 조정기 (171) 와 파인 온도 조정기 (175) 사이, 구체적으로는 유량 제어기 (172) 와 필터 (174) 사이에 배치되어 있으며, 유량 제어기 (172) 로부터 송출된 액체 (LQ) 를 탈기하여, 액체 (LQ) 중의 용존 기체 농도를 저하시킨다. 탈기 장치 (173) 로는, 공급된 액체 (LQ) 를 감압함으로써 탈기하는 감압 장치 등 공지된 탈기 장치를 사용할 수 있다. 또, 중공사막 (中空絲膜) 필터 등의 필터를 사용하여 액체 (LQ) 를 기액 분리하고, 분리된 기체 성분을 진공계를 사용하여 제거하는 탈기 필터를 포함하는 장치나, 액체 (LQ) 를 원심력을 사용하여 기액 분리하고, 분리된 기체 성분을 진공계를 사용하여 제거하는 탈기 펌프를 포함하는 장치 등을 사용할 수도 있다. 탈기 장치 (173) 는, 상기 탈기 필터를 포함하는 액체 개질 부재나 상기 탈기 펌프를 포함하는 액체 개질 장치에 의해, 용존 기체 농도를 원하는 값으로 조정한다.
필터 (174) 는 러프 온도 조정기 (171) 와 파인 온도 조정기 (175) 사이, 구체적으로는 탈기 장치 (173) 와 파인 온도 조정기 (175) 사이에 배치되어 있으며, 탈기 장치 (173) 로부터 송출된 액체 (LQ) 중의 이물질을 제거하는 것이다. 유량 제어기 (172) 나 탈기 장치 (173) 를 통과할 때에, 액체 (LQ) 중에 약간 이물질 (particle) 이 혼입될 가능성이 보이나, 유량 제어기 (172) 나 탈기 장치 (173) 의 하류측 (공급관 (13) 측) 에 필터 (174) 를 형성함으로써, 그 필터 (174) 에 의해 이물질을 제거할 수 있다. 필터 (174) 로는, 중공사막 필터나 파티클 필터 등 공지된 필터를 사용할 수 있다. 상기 파티클 필터 등의 액체 개질 부재를 포함하는 필터 (174) 는, 액체 중의 이물질 (미립자, 기포) 의 양을 허용값 이하로 조정한다.
파인 온도 조정기 (175) 는, 러프 온도 조정기 (171) 와 공급관 (13) 사이, 구체적으로는 필터 (174) 와 공급관 (13) 사이에 배치되어 있으며, 고정밀도로 액체 (LQ) 의 온도를 조정한다. 예를 들어, 파인 온도 조정기 (175) 는, 필터 (174) 로부터 송출된 액체 (LQ) 의 온도 (온도 안정성, 온도 균일성) 를 목표 온도에 대해 ±0.01℃～±0.001℃ 정도의 높은 정밀도로 미세 조정한다. 본 실시형태에서는, 온도 조절 장치 (17) 를 구성하는 복수의 기기 중, 파인 온도 조정기 (175) 가 액체 (LQ) 의 공급 대상인 기판 (P) 에 가장 가까운 위치에 배치되어 있 기 때문에, 고정밀도로 온도 조정된 액체 (LQ) 를 기판 (P) 상에 공급할 수 있다.
또한, 필터 (174) 는 온도 조절 장치 (17) 내에서 러프 온도 조정기 (171) 와 파인 온도 조정기 (175) 사이에 배치되어 있는 것이 바람직하지만, 온도 조절 장치 (17) 내의 상이한 장소에 배치되어 있어도 되고, 온도 조절 장치 (17) 밖에 배치되도록 해도 된다.
상기 기술한 바와 같이, 순수 제조기 (161), 초순수 제조기 (162), 탈기 장치 (173) 및 필터 (174) 등은, 액체 개질 부재 및 액체 개질 장치를 각각 구비하고 있으며, 액체 (LQ) 의 수질 (성질 또는 성분) 을 조정하기 위한 조정 장치를 구성하고 있다. 이들 각 장치 (161, 162, 173, 174) 는, 액체 공급 기구 (10) 중 액체 (LQ) 가 흐르는 유로의 복수의 소정 위치의 각각에 형성된 구성으로 되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 1 대의 노광 장치 (EX) 에 대해 액체 공급부 (11) 를 1 대 배치하고 있는데 (도 1 참조), 이에 한정되지 않고, 1 대의 액체 공급부 (11) 를 복수대의 노광 장치 (EX) 에서 공용해도 상관없다. 이와 같이 하면, 액체 공급부 (11) 가 점유하는 면적 (풋프린트) 을 절감시킬 수 있다. 또는, 액체 공급부 (11) 를 구성하는 순수 제조 장치 (16) 와 온도 조절 장치 (17) 를 분할하여, 순수 제조 장치 (16) 를 복수의 노광 장치 (EX) 에서 공용하고, 온도 조절 장치 (17) 는 노광 장치 (EX) 마다 배치해도 상관없다. 이와 같이 하면, 풋프린트를 절감시킬 수 있음과 함께, 노광 장치마다 온도를 관리할 수 있다. 또한, 상기의 경우에 있어서, 복수의 노광 장치 (EX) 에서 공용하는 액체 공급부 (11) 또는 순수 제조 장치 (16) 를, 노광 장치 (EX) 가 형성된 바닥과는 상이한 바닥 (예를 들어, 바닥 아래) 에 배치하면, 노광 장치 (EX) 가 설치되는 클린룸의 공간을 보다 유효하게 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 기술한 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 를 사용하여 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 노광하는 방법에 대하여 도 4 및 도 5 의 플로우차트도를 참조하면서 설명한다.
도 4 는 기판 스테이지 (PST) 를 상측에서 본 평면도이다. 도 4 에 있어서, 도시하지 않은 반송(搬送)계 (로더 장치) 에 의해 기판 스테이지 (PST) 상에 반입 (로드) 된 기판 (P) 상에는, 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 이 설정되어 있다. 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 의 각각에는 얼라인먼트 마크 (AM) 가 부수적으로 형성되어 있다. 또, 기판 스테이지 (PST) 상의 소정 위치에는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평4-65603호에 개시되어 있는 바와 같은 기판 얼라인먼트계에 의해 계측되는 기준 마크 (PFM), 및 일본 공개특허공보 평7-176468호에 개시되어 있는 바와 같은 마스크 얼라인먼트계에 의해 계측되는 기준 마크 (MFM) 를 구비한 기준 부재 (계측 부재 ; 300) 가 배치되어 있다. 또, 기판 스테이지 (PST) 상의 소정 위치에는, 광계측부로서, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소57-117238호에 개시되어 있는 바와 같은 조도 불균일 센서 (400), 일본 공개특허공보 2002-14005호에 개시되어 있는 바와 같은 공간 이미지 계측 센서 (500), 일본 공개특허공보 평11-16816호에 개시되어 있는 바와 같은 조사량 센서 (조도 센서 ; 600) 가 형성되어 있다. 이들 계측 부재 (300), 광계측부 (400, 500, 600) 각각의 상면은 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 과 거의 면일하게 되어 있다.
기판 (P) 의 노광을 개시하기 전에, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 기판 얼라인먼트계의 검출 기준 위치와 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 위치의 위치 관계 (베이스 라인량) 를, 기판 얼라인먼트계, 마스크 얼라인먼트계 및 기준 부재 (300) 등을 사용하여 계측한다. 기준 부재 (300) 상의 기준 마크 (MFM, PFM) 가 계측 되어 있을 때의 기판 스테이지 (PST) 의 위치는, 레이저 간섭계 (44) 에 의해 계측되고 있다. 또, 기판 (P) 의 노광을 개시하기 전에, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 상에 형성되어 있는 각 광계측부 (400, 500, 600) 를 사용한 계측 처리를 실시하고, 그 계측 결과에 기초하여 렌즈 캘리브레이션 등의 각종 보정 처리를 실시한다 (단계 SA1).
예를 들어, 마스크 얼라인먼트계를 사용한 계측 처리를 실시하는 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 위치를 제어하여 투영 광학계 (PL) 와 기준 부재 (300) 를 대향시키고, 액체 공급 기구 (10) 및 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 공급 동작 및 액체 회수 동작을 실시하여, 기준 부재 (300) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 개재하여 기준 부재 (300) 상의 기준 마크 (MFM) 를 계측한다. 마찬가지로, 각 광계측부 (400, 500, 600) 를 사용한 계측 처리를 실시하는 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 광계측부 (400, 500, 600) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성한 상태에서, 액체 (LQ) 를 개재시킨 계측 처리를 실시한다. 계측 부재 및 광계측부를 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상에 액체 공급 기구 (10) 로부터 액체 (LQ) 를 공급할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 제 3 밸브 (9B) 에 의해 접속관 (9) 의 유로를 닫은 상태에서, 제 1 밸브 (13B) 를 구동시켜 공급관 (13) 의 유로를 연다. 또, 액침 영역 (AR2) 을 형성하고 있을 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 밸브 (23B) 를 구동시켜 회수관 (23) 의 유로를 열고 있다. 이와 같이, 노광 전의 계측 동작에 있어서는, 액체 (LQ) 를 개재시킨 계측이 행해진다. 또, 액침 영역 (AR2) 을 형성했을 때, 그 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 는, 투영 광학계 (PL) 중 이미지면측에 가장 가까운 광학 소자 (2) 의 하면 (액체 접촉면 ; 2A) 이나, 노즐 부재 (70, 80) 의 하면 (액체 접촉면 ; 70A, 80A) 에 접촉된다. 또한, 계측 부재 (300) 및 광계측부 (400, 500, 600) 를 포함하는 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 에도 액체 (LQ) 가 접촉된다.
다음으로, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 에 대해 중첩 노광을 하기 위해, 기판 (P) 상의 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 의 각각에 부수적으로 형성되어 있는 얼라인먼트 마크 (AM) 를 기판 얼라인먼트계를 사용하여 계측한다. 기판 얼라인먼트계가 얼라인먼트 마크 (AM) 를 계측하고 있을 때의 기판 스테이지 (PST) 의 위치는 레이저 간섭계 (44) 에 의해 계측되어 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 얼라인먼트 마크 (AM) 의 검출 결과에 기초하여, 레이저 간섭계 (44) 에 의해 규정되는 좌표계 내에서의, 기판 얼라인먼트계의 검출 기준 위치에 대한 쇼트 영역 (S1～S24) 의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보와 먼저 계측한 베이스 라인량에 기초하여 기판 스테이지 (PST) 를 이동시킴으로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 투영 위치와 쇼트 영역 (S1～S24) 을 위치 맞춤시킨다. 여기에서, 본 실시형태에 있어서는, 얼라인먼트 마크 (AM) 나 기준 마크 (PFM) 를 계측할 때, 기판 (P) 상 (기판 스테이지 (PST) 상) 에는 액침 영역 (AR2) 이 형성되지 않고, 기판 얼라인먼트계는 비액침 상태 (드라이 상태) 에서 얼라인먼트 마크 (AM) 를 계측한다. 기판 (P) 상 (기판 스테이지 (PST) 상) 에 액침 영역 (AR2) 을 형성하지 않는 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 밸브 (13B) 를 사용하여 공급관 (13) 의 유로를 닫은 상태에서, 제 3 밸브 (9B) 를 구동시켜 접속관 (9) 의 유로를 연다. 이렇게 함으로써, 온도 조절 장치 (17) 를 포함하는 액체 공급부 (11) 로부터 공급관 (13) 에 유입된 액체 (LQ) 는 접속관 (9) 을 통해 회수관 (23) 에 흐른다.
즉, 본 실시형태에 있어서는, 온도 조절 장치 (17) 를 포함하는 액체 공급부 (11) 는 항상 구동하고 있으며, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측으로의 액체 공급시에는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 밸브 (13B) 를 구동시켜 공급관 (13) 의 유로를 여는 것과 함께, 제 3 밸브 (9B) 에 의해 접속관 (9) 의 유로를 닫음으로써, 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 를, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측으로 공급한다. 한편, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측으로의 액체 공급 불필요시에는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 3 밸브 (9B) 를 구동시켜 접속관 (9) 의 유로를 여는 것과 함께, 제 1 밸브 (13B) 에 의해 공급관 (13) 의 유로를 닫음으로써, 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 를, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하지 않고, 회수관 (23) 을 통해 액체 회수부 (21) 로 회수시킨다.
다음으로, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 노광 개시의 지령 신호를 출력한다 (단계 SA2). 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 와 기판 (P) 을 포함하는 기판 스테이지 (PST) 상의 소정 영역을 대향시킨 상태에서, 제 3 밸브 (9B) 에 의해 접속관 (9) 의 유로를 닫고, 제 1 밸브 (13B) 를 구동시켜 공급관 (13) 의 유로를 열고, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 기판 (P) 상에 대한 액체 (LQ) 의 공급을 개시한다. 또, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급의 개시와 거의 동시에, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수를 개시한다. 여기에서, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간당 액체 공급량, 및 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량은 거의 일정한 값이다. 기판 (P) 을 액침 노광하기 위해 형성된 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 는, 광학 소자 (2) 의 하면 (2A) 이나 제 1 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 접촉된다. 또한, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 회수 동작 (흡인 동작) 은, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 공급이 개시되기 전부터 (액체 공급이 정지되어 있는 상태에서도) 실시할 수 있다. 또, 상기 기술한 바와 같이, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는 항상 구동하고 있으며, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 제 2 회수구 (32) 를 개재시킨 흡인 동작은 항상 행해지고 있다.
그리고, 제 1 밸브 (13B) 의 개방부터 소정 시간 경과하여 액침 영역 (AR2) 을 형성한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 을 대향시킨 상태에서, 기판 (P) 에 노광광 (EL) 을 조사하고, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 투영 광학계 (PL) 와 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 상에 노광한다. 여기에서, 제 1 밸브 (13B) 의 개방부터 소정 시간 경과할 때까지 노광을 실시하지 않는 것은, 밸브 개방 직후에는 밸브의 동작에 의해 발생한 기포가 액침 영역 (AR2) 내에 잔존하고 있을 우려가 있기 때문이다. 기판 (P) 을 노광할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 액체 (LQ) 의 공급과 병행하여, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 액체 (LQ) 의 회수를 실시하면서, 기판 (P) 을 지지하는 기판 스테이지 (PST) 를 X 축 방향 (주사 방향) 으로 이동하면서, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 기판 (P) 상에 투영 노광한다.
본 실시형태에 있어서의 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 X 축 방향 (주사 방향) 으로 이동하면서 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영 노광하는 것으로서, 주사 노광시에는, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 및 투영 광학계 (PL) 를 개재하여 마스크 (M) 의 일부의 패턴 이미지가 투영 영역 (AR1) 내에 투영되고, 마스크 (M) 가 -X 방향 (또는, +X 방향) 으로 속도 V 로 이동하는 것에 동기하여, 기판 (P) 이 투영 영역 (AR1) 에 대해 +X 방향 (또는, -X 방향) 으로 속도 βㆍV (β 는 투영 배율) 로 이동한다. 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 중, 1 개의 쇼트 영역에 대한 노광 종료 후에, 기판 (P) 의 스테핑 이동에 의해 다음의 쇼트 영역이 주사 개시 위치로 이동하여, 이하, 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식으로 기판 (P) 을 이동시키면서 각 쇼트 영역 (S1～S24) 에 대한 주사 노광 처리가 순차적으로 행해진다. 또, 기판 (P) 의 주변 영역에 설정되어 있는 쇼트 영역 (예를 들어, 쇼트 영역 (S1, S4, S21, S24) 등) 을 액침 노광할 때에는, 투영 영역 (AR1) 보다도 큰 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 는 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 에 접촉된다.
액침 노광 중에 있어서, 액체 공급 기구 (10) 에 의해 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 공급되고 있는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분 (수질) 은, 계측 장치 (60) 에 의해 항상 계측 (모니터) 되고 있다. 계측 장치 (60) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT) 는 계측 장치 (60) 의 계측 결과 (모니터 정보) 를 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다 (단계 SA3).
제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어, 타이머 (13T) 의 출력에 기초하여, 제 1 밸브 (13B) 가 공급관 (13) 의 유로를 열었을 때를 시간 경과의 계측 개시점 (기준) 으로 하여, 계측 장치 (60) 의 계측 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킬 수 있다. 이하의 설명에서는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억한 정보를 적당히 「제 1 로그 정보」라고 칭한다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과를, 노광되는 쇼트 영역 (S1～S24) 에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 의 위치 계측을 실시하는 레이저 간섭계 (44) 의 출력에 기초하여, 레이저 간섭계 (44) 에 의해 규정되는 좌표계에서의 쇼트 영역 (S1～S24) 의 위치 정보를 구하고, 위치 정보가 구해진 쇼트 영역을 노광하고 있을 때의 계측 장치 (60) 의 계측 결과를, 쇼트 영역에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킬 수 있다. 또한, 계측 장치 (60) 에서 액체 (LQ) 를 계측하는 시점과, 그 계측된 액체 (LQ) 가 기판 (P) 상 (쇼트 영역 상) 에 공급되는 시점은, 계측 장치 (60) 의 샘플링 포트 (분기관) 와 공급구 (12) 의 거리에 따른 시간적인 편차가 생기기 때문에, 상기 거리를 고려하여, 기억 장치 (MRY) 에 기억시키는 정보를 보정하면 된다. 이하의 설명에서는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과를 쇼트 영역에 대응시켜 기억시킨 정보를 적당히 「제 2 로그 정보」라고 칭한다.
제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과가 이상 (異常) 인지의 여부를 판별한다 (단계 SA4). 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 판별 결과에 따라 노광 동작을 제어한다.
여기에서, 계측 장치 (60) 의 계측 결과가 이상하다는 것은, 계측 장치 (60) 에서 계측되는 각 항목 (비저항값, TOC, 이물질, 용존 기체 농도, 실리카 농도, 생균 등) 의 계측값이 허용 범위 밖으로 되어, 액체 (LQ) 를 개재시킨 노광 처리 및 계측 처리를 원하는 상태로 실시할 수 없는 상황인 경우를 가리킨다. 예를 들어, 액체 (LQ) 의 비저항값이 허용값 (일례로서, 25℃ 에서 18.2㏁ㆍ㎝) 보다도 작은 경우 (이상한 경우), 액체 (LQ) 중에 나트륨 이온 등의 금속 이온이 많이 함유되어 있을 가능성이 있다. 그 금속 이온을 많이 함유하는 액체 (LQ) 로 기판 (P) 상에 액침 영역 (AR2) 을 형성하면, 액체 (LQ) 의 금속 이온이 기판 (P) 상의 감광재를 침투시키고, 그 감광재 아래에 이미 형성되어 있는 디바이스 패턴 (배선 패턴) 에 부착되어, 디바이스의 동작 불량을 일으키는 등의 문제가 발생할 가능성이 있다. 또, 액체 (LQ) 중의 이온을 개별적으로 보면, 금속 이온이 허용값 (일례로서 3ppt, 보다 바람직하게는 1ppt) 보다도 많이 함유되는 경우, 붕소가 허용값 (일례로서 3ppt, 보다 바람직하게는 1ppt) 보다도 많이 함유되는 경우, 실리카가 허용값 (일례로서 1ppt, 보다 바람직하게는 0.75ppt) 보다도 많이 함유되는 경우, 음이온이 허용값 (일례로서 400ppt) 보다도 많이 함유되는 경우에는, 상기와 동일한 오염이 발생하여, 디바이스의 동작 불량을 일으키는 등의 문제를 발생시킬 가능성이 있다. 또, 액체 (LQ) 중의 모든 유기체 탄소의 값이 허용값 (일례로서 5.0ppb, 보다 바람직하게는 1.0ppb) 보다도 큰 경우 (이상한 경우), 액체 (LQ) 의 광투과율이 저하되어 있을 가능성이 있다. 이 경우, 액체 (LQ) 를 개재시킨 노광 정밀도나, 액체 (LQ) 를 개재시킨 광계측부에 의한 계측 정밀도가 열화된다. 구체적으로는, 액체 (LQ) 의 광투과율이 떨어지면, 기판 (P) 상에서의 노광량이 변동하여, 기판 (P) 상에 형성되는 노광 선폭에 편차가 생겨 버린다. 또, 광투과율의 저하로 인하여, 액체 (LQ) 는 광투과율 저하분만큼 많은 광 에너지를 흡수하고 있게 되기 때문에, 액체의 온도가 상승한다. 이 온도 상승으로 인하여, 투영 광학계 (PL) 의 초점 위치에 편차가 생겨 버린다. 이와 같이, 액체 (LQ) 의 광투과율의 저하는 노광 정밀도의 악화를 초래한다. 그래서, 이들의 사정을 고려하여, 액체 (LQ) 에는 소정의 광투과율이 요구되고, 이에 대응하여 모든 유기 탄소 (TOC) 의 값이 규정되고 있다. 일례로서, 액체 (LQ) 에 요구되는 광투과율은, 액체 (LQ) 의 두께 1㎜ 당 99% 이상이고, 이에 대응하여 액체 (LQ) 에 필요로 되는 TOC 는 1.0ppb 이하이다. 또, 액체 (LQ) 중의 미립자 또는 기포를 함유하는 이물질의 양이 허용값 (일례로서, 크기가 0.1㎛ 이상인 것이 1㎖ 중에 0.1 개, 보다 바람직하게는 0.02 개) 보다도 많은 경우 (이상한 경우), 액체 (LQ) 를 개재하여 기판 (P) 상에 전사되는 패턴에 결함이 생길 가능성이 높아진다. 또, 액체 (LQ) 중의 용존 산소 및 용존 질소를 함유하는 용존 기체 (용존 기체 농도) 의 값이 허용값 (일례로서, 용존 산소의 경우, 3ppb, 보다 바람직하게는 1ppb. 용존 질소의 경우, 일례로서 3ppm) 보다도 큰 경우 (이상한 경우), 예를 들어, 공급구 (12) 를 통해 기판 (P) 상에 공급된 액체 (LQ) 가 대기 (大氣) 개방되었을 때에, 액체 (LQ) 중의 용존 기체에 의해 액체 (LQ) 중에 기포가 생성될 가능성이 높아진다. 액체 (LQ) 중에 기포가 생성되면, 상기 기술한 바와 동일하게, 기판 (P) 상에 전사되는 패턴에 결함이 생길 가능성이 높아진다. 또, 생균의 양이 허용값 (일례로서 1.0cfu/L, 보다 바람직하게는 0.1cfu/L) 보다도 큰 경우 (이상한 경우), 액체 (LQ) 가 오염되어 광투과율이 열화된다. 또한, 생균의 양이 많은 경우, 액체 (LQ) 에 접촉하는 부재 (노즐 부재 (70), 광학 소자 (2), 기판 스테이지 (PST), 공급관 (13), 회수관 (23, 33) 등) 가 오염된다. 또, 레지스트로부터 용출된 PAG (Photo Acid Generator : 광산발생제) 가 허용값 (일례로서 7.4×10-13mol/㎠) 보다도 많은 경우, 아민류가 허용값 (일례로서, 3.1×10-13mol/㎠) 보다도 많은 경우에는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 에 워터마크가 부착되거나 헤이즈 (haze) 를 발생시키거나 한다.
액침 노광 중 (액체 (LQ) 의 공급 중) 에 있어서, 계측 장치 (60) 의 계측 결과가 이상하지 않은 것으로 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는 액침 노광 동작을 계속한다 (단계 SA5). 한편, 액침 노광 중 (액체 (LQ) 의 공급 중) 에 있어서, 계측 장치 (60) 의 계측 결과가 이상한 것으로 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 노광 동작을 정지시킨다 (단계 SA6). 이 때, 제어 장치 (CONT) 는 제 1 밸브 (13B) 를 구동시켜 공급관 (13) 의 유로를 닫아, 액체 (LQ) 의 공급을 정지시킬 수도 있다. 또, 노광 동작을 정지시킨 후, 기판 (P) 상의 잔류한 액체 (LQ) 를 노즐 부재 (70), 제 1 액체 회수 기구 (20) 를 사용하여 회수해도 된다. 이 경우, 회수한 액체 (LQ) 는 액체 공급부 (11) 로 되돌리지 않고 파기하고, 신규 액체 (LQ) 를 액체 공급부 (11) 에 주입하여, 액체 (LQ) 전체를 치환하도록 해도 된다. 또한, 기판 (P) 상에 잔류한 액체 (LQ) 를 회수한 후, 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 반출 (언로드) 해도 된다. 이렇게 함으로써, 이상한 액체 (LQ) 를 개재시킨 노광 처리를 계속한 것에서 기인하여 불량 쇼트 (불량 기판) 가 다량으로 형성되어 버리는 등의 문제를 방지할 수 있다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과 (모니터 정보) 를 알림 장치 (INF) 에 의해 알린다 (단계 SA7). 예를 들어, 액체 (LQ) 중에 함유되어 있는 TOC 나 용존 기체 농도의 시간의 경과에 수반하는 변동량에 관한 정보나, 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 중 어느 쇼트 영역 (예를 들어, 쇼트 영역 (S15)) 을 노광하고 있을 때의 액체 (LQ) 중에 함유되어 있는 TOC 나 용존 기체 농도에 관한 정보를, 표시 장치를 포함하여 구성되어 있는 알림 장치 (INF) 에 의해 표시할 수 있다. 또, 계측 장치 (60) 의 계측 결과가 이상한 것으로 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 알림 장치 (INF) 에 의해 경보 (경고) 를 발하는 등, 계측 결과가 이상하다는 취지를 알림 장치 (INF) 에 의해 알릴 수 있다. 또, 계측 장치 (60) 가 공급관 (13) 을 따른 복수의 위치에 동일 종류의 계측기를 가질 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 이들 계측기의 계측 결과에 기초하여, 어느 구간에서 이상이 발생하고 있는지를 특정할 수 있다. 그리고, 어느 구간에서 이상이 발생하고 있다는 취지를 알림 장치 (INF) 에 의해 알려 당해 구간의 조사를 촉구할 수 있어, 문제로부터의 조기 회복을 도모할 수 있다.
또, 상기 기술한 바와 같이, 액체 공급부 (11) 는, 액체 개질 부재 및 액체 개질 장치를 각각 갖고, 액체 (LQ) 의 수질 (성질 또는 성분) 을 조정하기 위한 복수의 조정 장치 (순수 제조기 (161), 초순수 제조기 (162), 탈기 장치 (173), 필터 (174) 등) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 기초하여, 복수의 조정 장치 중에서 적어도 하나의 조정 장치를 특정하고, 그 특정된 조정 장치에 관한 정보를 알림 장치 (INF) 에 의해 알릴 수 있다. 예를 들어, 계측 장치 (60) 중 DO 계 또는 DN 계의 계측 결과에 기초하여, 용존 기체 농도가 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중 예를 들어, 탈기 장치 (173) 의 탈기 필터나 탈기 펌프의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 계측 장치 (60) 중 비저항계의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 비저항값이 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중 예를 들어, 순수 제조 장치의 이온 교환막의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 계측 장치 (60) 중 비저항계의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 비저항값이 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중 예를 들어, 순수 제조 장치 (16) 의 이온 교환막의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 계측 장치 (60) 중 TOC 계의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 모든 유기체 탄소가 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중, 예를 들어, 순수 제조 장치 (16) 의 UV 램프의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 계측 장치 (60) 중 파티클 카운터의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 중의 이물질 (미립자, 기포) 의 양이 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중, 예를 들어, 필터 (174) 또는 순수 제조 장치 (16) 의 파티클 필터의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 계측 장치 (60) 중 생균 분석기의 분석 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 중의 생균의 양이 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중 예를 들어, 순수 제조 장치 (16) 의 UV 램프의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 계측 장치 (60) 중 실리카계의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 중의 실리카 농도가 이상한 것으로 판단했을 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 복수의 조정 장치 중, 예를 들어, 순수 제조 장치 (16) 의 실리카 제거용 필터의 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 를 촉구하는 내용의 표시를 알림 장치 (INF) 로 표시한다 (알린다). 또, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 의 수질 (성질 또는 성분) 상태에 따라 밸브 (18B) 를 제어하여, 액체 (LQ) 의 순환을 정지시킬 수도 있다. 이 경우, 제어 장치 (CONT) 는, 오염된 액체 (LQ) 를 모두 회수ㆍ폐기하고, 신규의 액체 (LQ) 를 액체 공급부 (11) 에 주입하여, 시스템 내의 액체 (LQ) 를 새로운 것으로 치환하도록 제어해도 된다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 의 이상이 생겼다고 판단한 경우에도, 노광 동작을 계속할 수 있다. 그리고, 예를 들어, 쇼트 영역 (S15) 을 노광하고 있을 때의, 계측 장치 (60) 의 파티클 카운터의 계측 결과가 이상한 것으로 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 그 쇼트 영역 (S15) 에 대응시켜, 파티클 카운터의 계측 결과가 이상했다는 취지를 제 2 로그 정보로서 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 그리고, 모든 쇼트 영역 (S1～S24) 을 노광한 후, 기억 장치 (MRY) 에서 기억한 제 2 로그 정보에 기초하여, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 의 이상 (이물질의 존재) 에서 기인하여 패턴 전사 불량이 생겼을 가능성이 있는 쇼트 영역 (S15) 을 제거하거나 또는 다음의 중첩 노광시에는 노광하지 않도록 하는 등의 처치를 할 수 있다. 또, 쇼트 영역 (S15) 을 검사하여, 형성된 패턴에 이상이 없는 경우에는, 쇼트 영역 (S15) 을 제거하지 않고, 그 쇼트 영역 (S15) 을 사용한 디바이스 형성을 계속한다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 그 쇼트 영역 (S15) 에 대응시켜, 파티클 카운터의 계측 결과가 이상했다는 취지를 알림 장치 (INF) 에 의해 알리도록 해도 된다. 이와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과를 모니터 정보로서 실시간으로 알림 장치 (INF) 로 표시하는 구성 외에, 로그 정보를 알림 장치 (INF) 에 의해 표시하는 것도 가능하다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 기초하여, 노광 동작을 제어할 수도 있다. 예를 들어, 상기 기술한 바와 같이, 기판 (P) 의 노광 전에 있어서, 노광광 (EL) 의 조사량 (조도) 이 광계측부 (600) 를 사용하여 계측되고 (단계 SA1), 그 계측 결과에 기초하여 노광광 (EL) 의 조사량 (조도) 이 최적으로 설정 (보정) 된 후, 노광 동작이 개시되는데, 예를 들어, 기판 (P) 의 노광 중에, 액체 (LQ) 중의 TOC 가 변동하는 것에서 기인하여, 액체 (LQ) 의 광투과율이 변동될 가능성이 있다. 액체 (LQ) 의 광투과율이 변동되면, 기판 (P) 상에서의 노광량 (적산 노광량) 에 변동이 생기고, 그 결과, 쇼트 영역에 형성되는 디바이스 패턴의 노광 선폭에 편차가 생기는 등의 문제가 생길 가능성이 있다. 그래서, 액체 (LQ) 중의 TOC 와 그 때의 액체 (LQ) 의 광투과율의 관계를 미리 구하여 기억 장치 (MRY) 에 기억시켜 두고, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 기억 정보와, 계측 장치 (60) (TOC 계 (61)) 의 계측 결과에 기초하여 노광량을 제어함으로써 상기 문제를 방지할 수 있다. 즉, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 (LQ) 중의 TOC 의 변동에 따른 광투과율을 상기 기억 정보에 기초하여 도출하고, 기판 (P) 에 도달하는 노광량을 일정하게 하도록 제어한다. TOC 계 (61) 에서 계측되는 TOC 의 변화에 따라 기판 (P) 상에서의 노광량을 제어함으로써, 기판 내 (쇼트간), 또는 기판간에서의 노광량이 일정해져, 노광 선폭의 편차를 억제할 수 있다.
또한, TOC 와 액체 (LQ) 의 광투과율의 관계는, 광계측부 (600) 를 사용한 액체 (LQ) 를 개재시킨 계측 처리에 의해 구할 수 있다. 본 실시형태에서는, 노광광 (EL) 의 광원으로서 레이저를 사용하고 있기 때문에, 1 펄스당 에너지 (광량) 를 제어하거나, 또는 펄스수를 제어하는 등의 방법을 이용하여 기판 (P) 상에서의 노광량을 제어할 수 있다. 또는, 기판 (P) 의 주사 속도를 제어함으로써, 기판 (P) 상에서의 노광량을 제어할 수도 있다. 또한, 광계측부 (600) 를 사용한 계측 동작 (단계 SA1) 은, 노광 시퀀스 중, 소정 시간 간격마다 또는 소정 처리 기판 매수마다 행해지고, 상기 기술한 노광량의 보정 제어는, 상기 노광 시퀀스 중 계측 동작간에 행해지는 것으로서, 계측 동작마다 리셋된다.
이상 설명한 바와 같이, 액체 (LQ) 의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측하는 계측 장치 (60) 를 형성함으로써, 그 계측 결과에 기초하여, 액침 영역 (AR2) 을 형성하기 위한 액체 (LQ) 가 원하는 상태인지 아닌지 (이상 여부) 를 판별할 수 있다. 그리고, 계측 장치 (60) 의 계측 결과가 이상한 경우에는, 액체 (LQ) 를 원하는 상태로 하기 위한 적절한 처치를 신속하게 실시하거나, 노광 동작을 제어함으로써, 노광 정밀도의 열화를 방지할 수 있다. 또, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 기초하여 액체 (LQ) 를 원하는 상태로 함으로써, 액체 (LQ) 를 개재시킨 계측 부재 및 광계측부를 사용한 계측 처리의 정밀도를 유지할 수 있다.
예를 들어, 비저항계 (64) 의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 비저항값이 이상한 것으로 판단했을 경우에는, 그 비저항값을 원하는 값으로 하기 위한 적절한 처치 (이온 교환막의 메인터넌스 등) 를 신속하게 실시함으로써, 디바이스의 동작 불량이 발생하는 등의 문제를 방지할 수 있다. 마찬가지로, TOC 계 (61) 의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 의 모든 유기체 탄소의 값이 이상한 것으로 판단했을 경우에는, 그 모든 유기체 탄소의 값을 원하는 값으로 하기 위한 적절한 처치 (UV 램프의 메인터넌스 등) 를 신속하게 실시함으로써, 양호한 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지할 수 있다. 또, 파티클 카운터 (62) 의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 중의 이물질의 양이 이상한 것으로 판단했을 경우에는, 그 이물질의 양을 원하는 값으로 하기 위한 적절한 처치 (파티클 필터의 메인터넌스 등) 를 신속하게 실시함으로써, 전사되는 패턴에 결함이 생기는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다. 또, DO 계 (63) (또는, DN 계) 의 계측 결과에 기초하여, 액체 (LQ) 중의 용존 산소 (용존 질소) 의 값이 이상한 것으로 판단했을 경우에는, 그 용존 산소 (용존 질소) 의 값을 원하는 값으로 하기 위한 적절한 처치 (탈기 펌프의 메인터넌스 등) 를 신속하게 실시함으로써, 기포의 발생을 방지하여, 전사되는 패턴에 결함이 생기는 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다. 마찬가지로, 생균 분석기의 분석 결과에 기초하여, 그 생균의 양을 원하는 값으로 하기 위한 적절한 처치를 신속하게 실시하거나, 실리카계의 계측 결과에 기초하여, 실리카 농도의 값을 원하는 값으로 하기 위한 적절한 처치를 실시함으로써, 액체 (순수) 의 수질을 유지할 수 있으며, 액체 (LQ) 를 개재시킨 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지할 수 있다.
그런데, 기판 (P) 의 액침 노광 중에 있어서, 제 1 액체 회수 기구 (20) 가 액체 (LQ) 를 다 회수할 수 없어, 액체 (LQ) 가 제 1 회수구 (22) 로부터 외측으로 유출될 가능성이 있다. 또, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 어떠한 이상이 생겨 액체 회수 동작이 불가능하게 된 경우나, 액체 공급 기구 (10) 에 어떠한 이상이 생겨 오작동하고, 대량으로 액체 (LQ) 가 공급되어 제 1 액체 회수 기구 (20) 에서만은 액체 (LQ) 를 다 회수할 수 없는 상황이 발생할 가능성도 있다. 이 경우, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에서 다 회수할 수 없어 제 1 회수구 (22) 로부터 외측으로 유출된 액체 (LQ) 를 제 2 회수구 (32) 를 통해 회수한다. 도 6A 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 제 1 액체 회수 기구 (20) 가 액체 (LQ) 를 다 회수했을 때에는, 제 2 노즐 부재 (80) 의 제 2 회수구 (32) 로부터는 액체 (LQ) 는 회수되지 않고, 기체 (공기) 만이 회수된다. 한편, 도 6B 의 모식도에 나타내는 바와 같이, 제 1 액체 회수 기구 (20) 가 액체 (LQ) 를 다 회수할 수 없어, 제 1 회수구 (22) 로부터 외측으로 액체 (LQ) 가 유출되었을 때, 제 2 노즐 부재 (80) 의 제 2 회수구 (32) 로부터는, 액체 (LQ) 와 함께 그 주위의 기체도 함께 (맞물리도록 하여) 회수된다. 제 2 액체 회수 기구 (30) 를 형성함으로써, 기판 (P) 상 (기판 스테이지 (PST) 상) 으로부터의 액체 (LQ) 의 유출을 방지할 수 있다. 따라서, 유출된 액체 (LQ) 에서 기인하는 기계 부품 (부재) 등의 녹이나 구동계 (주변 기기) 의 누전의 발생, 또는 유출된 액체 (LQ) 의 기화로 인한 기판 (P) 이 놓여져 있는 환경 변동 (습도 변동 등) 을 방지할 수 있으며, 노광 정밀도 및 계측 정밀도의 열화를 방지할 수 있다. 또, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는 항상 구동되고 있으며, 회수 동작 (흡인 동작) 을 항상 실시하고 있기 때문에, 액체 (LQ) 를 확실하게 회수할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 는 액체 (LQ) 만을 회수하기 위해, 액체 (LQ) 를 회수할 때에 큰 진동을 일으키지 않는 구성으로 되어 있다. 한편, 제 2 액체 회수 기구 (30) 는, 액체 (LQ) 를 그 주위의 기체와 함께 회수하는 구성으로서, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 제 2 회수구 (32) 로부터 액체 (LQ) 를 회수할 때, 그 액체 (LQ) 의 주위의 기체도 함께 (맞물리도록 하여) 회수했을 경우, 회수한 액체 (LQ) 가 액적 (液滴) 형상이 되어 회수 유로나 회수관의 내벽에 부딪쳐, 제 2 노즐 부재 (80) 에서 진동이 발생할 가능성이 있다. 제 2 노즐 부재 (80) 에서 진동이 발생하면, 그 진동이 메인 칼럼 (1) 의 하측단부 (8) 를 개재하여 제 1 노즐 부재 (70) 에 전달되고, 제 1 노즐 부재 (70) 에 접촉하는 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 진동시켜, 그 액침 영역 (AR2) 에 접촉하는 기판 (P) 이나 기판 스테이지 (PST) 를 진동시킬 가능성이 있다.
또, 상기 기술한 바와 같이, 방진 장치 (47) 에 의해 제 2 노즐 부재 (80) 와 투영 광학계 (PL) 는 진동적으로 분리되어 있지만, 제 2 노즐 부재 (80) 에서 발생한 진동이 투영 광학계 (PL) 를 진동시켜, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (LQ) 를 개재시킨 결상 특성이 열화될 가능성이 있다. 또, 제 2 노즐 부재 (80) 에서 발생한 진동으로 인하여, 액침 영역 (AR2) 의 액체 (LQ) 가 진동하고, 그 진동에 의해 결상 특성이 열화될 가능성도 있다.
본 실시형태에 있어서는, 액침 노광 중 및 액체 (LQ) 를 개재시킨 계측 동작 중 (단계 SA1) 에 있어서, 제 2 액체 공급 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부는, 검출 장치 (90) 에 의해 항상 검출 (모니터) 되고 있다. 검출 장치 (90) 의 검출 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT) 는 검출 장치 (90) 의 검출 결과 (모니터 정보) 를 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다 (단계 SA8).
제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 제어 장치 (CONT) 는 예를 들어, 타이머 (13T) 의 출력에 기초하여, 제 1 밸브 (13) 가 공급관 (13) 의 유로를 열었을 때를 시간 경과의 계측 개시점 (기준) 으로 하고, 검출 장치 (90) 의 검출 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킬 수 있다. 이하의 설명에서는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억시킨 정보를 적당히 「제 3 로그 정보」라고 칭한다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 계측 결과를, 노광되는 쇼트 영역 (S1～S24) 에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 제어 장치 (CONT) 는, 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 (44) 의 출력에 기초하여, 레이저 간섭계 (44) 에 의해 규정되는 좌표계에서의 쇼트 영역 (S1～S24) 의 위치 정보를 구하고, 위치 정보가 구해진 쇼트 영역을 노광하고 있을 때의 검출 장치 (90) 의 검출 결과를, 쇼트 영역에 대응시켜 기억 장치 (MRY) 에 기억시킬 수 있다. 또한, 제 2 회수구 (32) 를 통해 기판 (P) 상 (쇼트 영역 상) 의 액체 (LQ) 가 회수되는 시점과, 그 회수된 액체 (LQ) 가 회수관 (23) 을 흘러 검출 장치 (90) 에 의해 검출되는 시점은, 검출 장치 (90) 의 검출 영역 (투과창 (93, 94) 의 위치에 상당) 과 제 2 회수구 (32) 의 거리에 따른 시간적인 편차가 생기기 때문에, 상기 거리를 고려하여 기억 장치 (MRY) 에 기억하는 정보를 보정하면 된다. 이하의 설명에서는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과를 쇼트 영역에 대응시켜 기억시킨 정보를 적당히 「제 4 로그 정보」라고 칭한다.
또, 검출 장치 (90) 는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 검출할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 에서 검출한 상기 단위 시간당 액체 회수량에 관한 정보를 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 또, 상기 단위 시간당 액체 회수량에 관한 정보는, 시간의 경과에 대응시켜 상기 제 3 로그 정보로서 기억시킬 수도 있고, 쇼트 영역에 대응시켜 상기 제 4 로그 정보로서 기억시킬 수도 있다.
제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부를 검출하는 검출 장치 (90) 를 형성함으로써, 그 계측 결과에 기초하여, 액침 노광을 실시하고 있을 때의 상태가 원하는 상태인지 여부를 판별할 수 있다. 즉, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과에 기초하여, 기판 (P) (쇼트 영역) 을 노광하고 있을 때에, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작에 수반하여 진동이 발생했는지 여부를 판별할 수 있다. 진동이 발생하고 있는 상태에서 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 노광된 쇼트 영역의 패턴 전사 정밀도는 열화되어 있을 가능성이 높다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과에 기초하여, 불량 쇼트 (불량 기판) 를 제조하지 않도록 하기 위해서나, 양호한 노광 정밀도 및 계측 정밀도를 유지하기 위한 적절한 처치를 할 수 있다.
제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과에 기초하여, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부를 판별한다 (단계 SA9). 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 판별 결과에 기초하여 노광 동작을 제어한다. 구체적으로는, 액침 노광 중 (액체 (LQ) 의 공급 중) 에 있어서, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수하고 있지 않다고 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 노광 동작을 계속한다 (단계 SA5). 한편, 액침 노광 중 (액체 (LQ) 의 공급 중) 에 있어서, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했다고 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는 노광 동작을 정지시킨다 (단계 SA6). 또, 노광 동작을 정지시킨 후, 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 반출 (언로드) 해도 된다. 이렇게 함으로써, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작에 수반하여 진동이 발생하고 있는 상태에서 노광 처리를 계속함에 기인하여 불량 쇼트 (불량 기판) 가 다량으로 형성되어 버리는 등의 문제를 방지할 수 있다.
또는, 제어 장치 (CONT) 는 검출 장치 (90) 의 검출 결과에 기초하여, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했다고 판단했을 때, 예를 들어, 액체 공급 기구 (10) 로부터의 액체 공급을 정지시키도록 해도 된다. 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했을 때에는, 액체 (LQ) 가 유출되고 있을 가능성이 높기 때문에, 이 경우에 있어서는, 액체 공급 기구 (10) 로부터의 액체 공급을 정지시킴으로써, 액체 (LQ) 의 유출을 방지할 수 있다. 또는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했다고 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는 예를 들어, 기판 스테이지 (PST) 를 구동시키는 액츄에이터 (리니어 모터) 를 비롯한 전기 기기에 대한 전력 공급을 정지시키도록 해도 된다. 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했을 때에는, 액체 (LQ) 가 유출되고 있을 가능성이 높기 때문에, 이 경우에 있어서는, 전기 기기에 대한 전력 공급을 정지시킴으로써, 유출된 액체 (LQ) 가 전기 기기에 묻어도, 누전의 발생을 방지할 수 있다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과 (모니터 정보) 를 알림 장치 (INF) 에 의해 알린다 (단계 SA7). 예를 들어, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수한 취지를, 경보 장치를 포함하여 구성되어 있는 알림 장치 (INF) 로부터 경보 (경고) 를 발하도록 해도 된다. 또는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량에 관한 정보나, 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 중 어느 쇼트 영역 (예를 들어, 쇼트 영역 (S15)) 을 노광하고 있을 때에 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했는지 여부에 관한 정보를, 표시 장치를 포함하여 구성되어 있는 알림 장치 (INF) 에 의해 표시할 수 있다.
또, 검출 장치 (90) 는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 검출할 수 있기 때문에, 알림 장치 (INF) 는 상기 액체 회수량을 표시할 수도 있다.
또, 제어 장치 (CONT) 는 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했다고 판단한 경우에도, 노광 동작을 계속할 수 있다. 그리고, 예를 들어, 쇼트 영역 (S15) 을 노광하고 있을 때에, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했다고 판단했을 때, 제어 장치 (CONT) 는, 그 쇼트 영역 (S15) 에 대응시켜, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수한 것을 제 4 로그 정보로서 기억 장치 (MRY) 에 기억시킨다. 그리고, 모든 쇼트 영역 (S1～S24) 을 노광한 후, 기억 장치 (MRY) 에서 기억한 제 4 로그 정보에 기초하여, 제어 장치 (CONT) 는, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 (진동의 발생) 에서 기인하여 패턴 전사 불량이 생겼을 가능성이 있는 쇼트 영역 (S15) 을 제거하거나, 또는 다음의 중첩 노광시에는 노광하지 않도록 하는 등의 처치를 할 수 있다. 또, 쇼트 영역 (S15) 을 검사하여 형성된 패턴에 이상이 없는 경우에는, 쇼트 영역 (S15) 을 제거하지 않고, 그 쇼트 영역 (S15) 을 사용한 디바이스 형성을 계속한다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 그 쇼트 영역 (S15) 에 대응시켜, 그 쇼트 영역 (S15) 을 노광했을 때에 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수한 취지를 알림 장치 (INF) 에 의해 알리도록 해도 된다. 이와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과를 모니터 정보로서 실시간으로 알림 장치 (INF) 에 의해 표시하는 구성 외에, 로그 정보를 알림 장치 (INF) 에 의해 표시하는 것도 가능하다.
또, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수한 경우에도 노광 동작을 계속하는 경우에 있어서, 기판 (P) 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 (S1～S24) 중 제 1 쇼트 영역 (예를 들어, 쇼트 영역 (S15)) 을 노광 중에, 검출 장치 (90) 가 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체의 회수를 검출했을 때, 검출 장치 (90) 가 액체 (LQ) 를 검출하지 않게 될 때까지 기다린 후, 제 1 쇼트 영역 (S15) 의 다음의 제 2 쇼트 영역 (S16) 을 노광하면 된다. 1 개의 쇼트 영역에 대한 노광광 (EL) 의 조사 시간 (예를 들어, 수백 밀리 초) 에 대해, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수하고 있는 시간, 즉, 진동이 생긴 시간이 긴 경우 (예를 들어, 수초), 복수의 쇼트 영역을 연속해서 노광하면, 진동이 발생하고 있는 상태에서 이들 복수의 쇼트 영역이 노광되어 버리게 된다. 그래서, 제 1 쇼트 영역의 노광 후에 대기 시간을 설정하여, 검출 장치 (90) 가 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의해 회수되는 액체를 검출하지 않게 될 때까지 기다린 후 (진동이 진정될 때까지 기다린 후), 쇼트 영역에 대한 노광 동작을 재개함으로써, 불량 쇼트의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 예를 들어, 제 2 노즐 부재 (80) 에 가속도 센서 (진동 센서) 를 형성해 두고, 제 1 쇼트 영역을 노광한 후, 진동 센서의 검출값이 허용값 이하가 되는 것을 기다린 후, 제 2 쇼트 영역을 노광하도록 해도 된다.
기판 (P) 의 액침 노광이 종료된 후, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 기구 (10) 에 의해 공급구 (12) 를 통과한 액체 (LQ) 의 공급을 정지시킨다. 그리고, 제 1 액체 회수 기구 (20) 의 제 1 회수구 (22) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 제 2 회수구 (32) 를 통해, 기판 (P) 상이나 기판 스테이지 (PST) 상에 잔류한 액체 (LQ) 를 회수한다. 그리고, 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 의 회수 동작을 종료시킨 후, 노광 처리를 끝낸 기판 (P) 은 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드된다 (단계 SA10).
액침 노광 종료 후에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1 밸브 (13B) 를 사용하여 공급관 (13) 의 유로를 닫은 상태에서, 제 3 밸브 (9B) 를 구동시켜 접속관 (9) 의 유로를 연다. 이렇게 함으로써, 온도 조절 장치 (17) 를 포함하는 액체 공급부 (11) 로부터 공급관 (13) 에 유입된 액체 (LQ) 는 접속관 (9) 을 통해 회수관 (23) 에 흐르고, 액체 공급 불필요시에 있어서는, 액체 공급부 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는 기판 (P) 상에 공급되지 않고, 회수관 (23) 을 통해 액체 회수부 (21) 로 회수된다.
그리고, 노광 처리가 끝난 기판 (P) 을 기판 스테이지 (PST) 로부터 언로드한 후, 노광 처리될 새로운 기판 (P) 이 기판 스테이지 (PST) 에 로드된다. 그리고, 상기 기술한 노광 시퀀스가 반복된다. 기억 장치 (MRY) 에는, 상기 기술한 제 1～제 4 로그 정보가 축적 및 보존된다.
상기 기술한 바와 같이, 기억 장치 (MRY) 에는, 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분 (수질) 에 관한 제 1, 제 2 로그 정보, 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작 (회수 상황) 에 관한 제 3, 제 4 로그 정보가 기억되어 있다. 이들 로그 정보를 사용하여, 노광 불량 (에러) 의 해석이나, 노광 장치 (EX) 의 관리를 할 수 있다 (단계 SA11).
예를 들어, 제 1, 제 2 로그 정보에 기초하여, 액체 공급부 (11) 를 구성하는 각 조정 장치 (액체 개질 부재 및 액체 개질 장치) 를 최적의 타이밍에서 메인터넌스 (점검ㆍ교환) 할 수 있다. 또, 제 1, 제 2 로그 정보에 기초하여, 각 조정 장치에 따른 점검ㆍ교환의 빈도를 최적으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 로그 정보로부터, 파티클 카운터의 계측값 (이물질의 양) 이 시간의 경과에 수반하여 악화된 경우, 시간의 경과에 수반하는 계측값의 변화의 정도에 기초하여, 파티클 필터의 최적의 교환 시기 (교환 빈도) 를 예측하여 설정할 수 있다. 또, 제 1 로그 정보로부터, 사용하는 파티클 필터의 성능을 최적으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 파티클 카운터의 계측값이 시간의 경과에 수반하여 급속하게 악화된 경우에는 고성능의 파티클 필터를 사용하고, 크게 변동되지 않는 경우에는 비교적 낮은 성능의 (저렴한) 파티클 필터를 사용하여 비용 절감을 도모할 수 있다.
이와 같이, 제 1, 제 2 로그 정보에 기초하여 노광 장치 (EX) 를 관리함으로써, 과잉으로 (불필요하게) 메인터넌스를 실시하여 노광 장치의 가동률을 저하시켜 버리거나, 반대로 메인터넌스를 게을리하여 원하는 상태의 액체 (LQ) 를 공급할 수 없게 되어 버리는 문제의 발생을 방지할 수 있다.
또, 제 1 로그 정보는, 시간의 경과에 대응시킨 수질 정보이기 때문에, 어느 시점부터 수질이 악화되었는지를 특정할 수 있다. 따라서, 노광 불량의 발생 원인을 시간의 경과에 대응시켜 해석할 수 있다.
또, 제 1, 제 2 로그 정보를 사용하여, 노광 불량 (패턴 결함) 등의 문제 (에러) 의 원인을 해석할 수 있다. 구체적으로는, 기판 (P) 을 노광한 후, 그 후공정인 검사 공정에서 기판 (P) 을 검사했을 때, 검사 결과와 제 1, 제 2 로그 정보를 조합ㆍ해석함으로써, 문제 원인의 해석 및 특정을 할 수 있다. 예를 들어, 특정 로트 또는 특정 쇼트 영역에 노광 불량 (패턴 결함) 이 많이 발생하고 있는 경우에 있어서, 제 2 로그 정보를 참조하여, 그 로트 (또는, 쇼트 영역) 를 노광하고 있을 때의 파티클 카운터의 계측값이 이상값을 나타내고 있는 경우에는, 패턴 결함의 원인이 이물질 (미립자, 기포) 이라고 해석할 수 있다. 이와 같이, 제 1, 제 2 로그 정보에 기초하여, 패턴 결함과 이물질의 상관 관계를 해석함으로써, 문제 (패턴 결함) 의 원인을 특정할 수 있다. 그리고, 그 해석 결과에 기초하여, 패턴 결함을 발생시키지 않도록, 파티클 필터나 탈기 필터를 교환하는 등의 적절한 처치를 강구할 수 있다. 마찬가지로, 로그 정보를 참조하여, 디바이스 동작 불량과 비저항값의 상관 관계, 광계측부에 의한 액체 (LQ) 의 광투과율 계측값과 TOC 의 상관 관계 등을 해석함으로써, 각종 문제의 원인을 특정할 수 있다.
또, 제어 장치 (CONT) 는, 제 1, 제 2 로그 정보에 기초하여, 노광 동작 및 계측 동작을 제어한다. 예를 들어, 제 1 로그 정보에 기초하여, TOC 의 값이 시간의 경과에 수반하여 서서히 악화되고 있다고 판단했을 경우, 노광 장치 (EX) 는, 제 1 로그 정보로서 기억되어 있는 TOC 의 시간의 경과에 따른 값 (변화량) 에 기초하여, 노광량을 시간 경과에 따라 제어함으로써, 기판 (P) 사이에서의 노광량을 일정하게 하고, 노광 선폭의 편차를 저감시킬 수 있다. 노광량을 제어하는 경우에는, 상기 기술한 바와 같이, 1 펄스당 에너지 (광량) 를 제어하거나, 펄스수를 제어하거나, 기판 (P) 의 주사 속도를 제어하는 등의 방법을 채용하는 것이 가능하다.
또, 제 3, 제 4 로그 정보를 사용하는 것에 의해서도, 노광 불량 (선폭 편차) 등의 문제 (에러) 의 원인을 해석할 수 있다. 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수에 수반하여 진동이 발생하면, 패턴의 노광 선폭에 편차 (기판내 선폭 편차 및 쇼트내 선폭 편차를 포함한다) 가 발생하기 쉬워진다. 그래서, 구체적으로는, 기판 (P) 을 노광한 후, 그 후공정인 검사 공정에서 기판 (P) 을 검사했을 때, 검사 결과와 제 3, 제 4 로그 정보를 조합ㆍ해석함으로써, 문제 원인을 해석 및 특정할 수 있다. 예를 들어, 특정 로트 또는 특정 쇼트 영역에 노광 불량 (선폭 편차) 이 많이 발생하고 있는 경우에 있어서, 제 4 로그 정보를 참조하여, 그 로트 (또는, 쇼트 영역) 를 노광하고 있을 때에, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수하고 있는 경우에는, 패턴 결함의 원인이 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수에 수반하여 발생한 진동이라고 해석할 수 있다. 이와 같이, 제 3, 제 4 로그 정보로서 기억되어 있는 검출 장치 (90) 의 검출 결과 (제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 상황) 와 선폭 변화의 상관 관계를 해석함으로써, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수 동작의 노광 정밀도에 대한 영향을 구하여, 문제 (선폭 편차) 의 원인을 특정할 수 있다.
또, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수에 수반하여 진동이 발생하면, 마스크 (M) (마스크 스테이지 (MST)) 와 기판 (P) (기판 스테이지 (PST)) 의 동기 이동 정밀도, 또는 투영 광학계 (PL) 의 액체 (LQ) 를 개재시킨 이미지면과 기판 (P) 표면의 위치 맞춤 정밀도 (포커스 정밀도) 가 열화된다. 따라서, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작 (회수 상황) 에 관한 정보를 제 3, 제 4 로그 정보로서 기억해 두고, 검출 장치 (90) 의 검출 결과 (제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 상황) 와 동기 이동 정밀도 및 포커스 정밀도의 상관 관계를 해석함으로써, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수 동작의 노광 정밀도에 대한 영향을 구하여, 문제 (동기 이동 정밀도, 포커스 정밀도의 열화) 의 원인을 특정할 수 있다.
그리고, 그 해석 결과에 기초하여, 선폭 편차 등을 발생시키지 않도록, 구체적으로는 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수하지 않도록, 액체 공급 기구 (10) 에 의한 단위 시간당 액체 공급량을 변경하고, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 변경하고, 그리고 기판 (P) 의 이동 속도 (주사 속도) 를 변경하는 등의 적절한 처치를 강구할 수 있다.
또, 제 3 로그 정보는, 시간의 경과에 대응시킨 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 동작에 관한 정보이기 때문에, 어느 시점에서 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의해 액체 (LQ) 가 회수되었는지를 특정할 수 있다. 따라서, 노광 불량의 발생 원인을 시간의 경과에 대응시켜 해석할 수 있다.
또, 상기 기술한 바와 같이, 제 2 로그 정보 및 제 4 로그 정보에 기초하여, 특정 쇼트 영역을 노광 중에, 액체 (LQ) 가 이상하였거나, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체를 회수하고 있다고 판단했을 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 그 특정 쇼트 영역을 제거하거나, 다음의 중첩 노광시에는 노광되지 않게 하는 등의 처치를 할 수 있다. 또는, 제어 장치 (CONT) 는, 검사 공정을 실시하는 검사 장치에, 상기 특정 쇼트 영역의 검사를, 통상시보다 상세하게 실시하는 취지의 지시를 발할 수도 있다.
또, 상기 기술한 바와 같이, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 액체 회수 상황과 선폭 변화의 상관 관계, 또는 동기 이동 정밀도ㆍ포커스 정밀도의 상관 관계를 해석함으로써, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 액체 회수 동작의 노광 정밀도 (패턴 전사 정밀도) 에 대한 영향을 구할 수 있다. 이 때문에, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했을 때의 기판 (P) 상에 대한 패턴 전사 정밀도를 미리 구할 수 있다. 또한, 제 2 액체 회수 기구 (30) 에 의한 단위 시간당 액체 회수량에 따라, 패턴 전사 정밀도의 열화의 정도가 변동되기 때문에, 상기 액체 회수량에 따른 패턴 전사 정밀도를 미리 구할 수 있다. 그리고, 그 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했을 때의 패턴 전사 정밀도에 관한 정보를 미리 기억 장치 (MRY) 에 기억시켜 둠으로써, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치 (90) 의 검출 결과와, 기억 장치 (MRY) 에 기억되어 있는 상기 기억 정보에 기초하여, 제 2 액체 회수 기구 (30) 가 액체 (LQ) 를 회수했을 때에 마스크 (M) 의 패턴을 전사된 기판 (P) 상의 쇼트 영역의 패턴 전사 정밀도를 예측할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 예측한 결과를 알림 장치 (INF) 에 의해 알릴 수 있다. 이에 따라, 그 기판 (P) 의 노광 후에 있어서, 상기 예측한 패턴 전사 정밀도가 허용값 이상으로서 불량 쇼트라고 예측되는 경우에는, 검사 공정을 거치지 않고, 그 불량 쇼트를 제거하는 등의 처치를 할 수 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서, 예를 들어, 액체 (LQ) 중의 생균의 성분을 계측하고자 하는 경우에는, 공급되는 액체 (LQ) 를 소정의 타이밍으로 샘플링하고, 노광 장치 (EX) 와는 별도로 형성된 계측 장치 (분석 장치) 를 사용하여, 액체 (LQ) 를 계측 (분석) 해도 된다. 또, 미립자나 기포, 용존 산소 등을 계측하는 경우에도, 인라인 방식으로 하지 않고, 액체 (LQ) 를 소정의 타이밍으로 샘플링하고, 노광 장치 (EX) 와는 별도로 형성된 계측 장치로 계측하도록 해도 된다. 또는, 도 2 에 나타내는 실시형태에 있어서, 예를 들어, 분기관 (61K～63K) 에 밸브를 형성해 두고, 밸브를 조작함으로써 공급관 (13) 을 흐르는 액체 (LQ) 를 소정의 타이밍으로 계측 장치 (60) 에 유입시켜, 액체 (LQ) 를 간헐적으로 계측하도록 해도 된다. 한편, 공급관 (13) 을 흐르는 액체 (LQ) 를 계측 장치 (60) 에 항상 공급하여 연속적으로 계측함으로써, 계측 장치 (60) 에 의한 계측의 안정화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서, 분기관 (61K, 62K, 63K, 64K) 은, 액체 공급부 (11) 와 제 1 노즐 부재 (70) 사이의 공급관 (13) 에 접속되어 있으며, 계측 장치 (60) 는 공급관 (13) 으로부터 분기된 액체 (LQ) 를 계측하는 구성인데, 이 경우, 분기관을 가능한 한 노즐 부재 (70) 의 근방 (공급구 (12) 의 근방) 에 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 분기관 (61K, 62K, 63K, 64K) 은, 공급관 (13) 을 흐르는 액체 (LQ) 를 샘플링하는 샘플링 포트로서 기능하고, 계측 장치 (60) 는, 온도 조절 장치 (17) 와 제 1 노즐 부재 (70) 사이의 공급관 (13) 도중에서 분기 유로에 의해 샘플링된 액체 (LQ) 를 계측하고 있는데, 제 1 노즐 부재 (70) 의 예를 들어, 공급구 (12) 근방에 샘플링 포트를 부착하고, 계측 장치 (60) 는 공급구 (12) 근방을 흐르는 액체 (LQ) 를 계측하도록 해도 된다. 또는, 샘플링 포트는, 순수 제조 장치 (16) 와 온도 조절 장치 (17) 사이, 온도 조절 장치 (17) 의 하류측 직후에 형성하도록 해도 된다. 또는, 접속관 (9) 에 샘플링 포트를 형성하고, 계측 장치 (60) 는 접속관 (9) 을 흐르는 액체 (LQ) 를 계측하도록 해도 된다.
또한, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 계측 장치 (60') 는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의해 회수되는 액체 (LQ) 를 계측하도록 해도 된다. 도 7 에 있어서, 계측 장치 (60') 의 계측기 (65) 는, 제 1 액체 회수 기구 (20) 의 회수관 (23) 의 도중에서 분기된 만큼 분기관 (65K) 에 접속되어 있다. 즉, 도 7에 나타내는 예에서는, 계측 장치 (60') 의 샘플링 포트는 회수관 (23) 에 형성되어 있다. 계측기 (65) 는 기판 (P) 에 접촉한 액체 (LQ) 를 계측하게 된다. 기판 (P) 에 접촉한 액체 (LQ) 중에는, 기판 (P) 상에 형성된 포토레지스트나 오버코트라고 불리는 보호막으로부터의 용출물이 함유되어 있을 가능성이 있다. 계측기 (65) 는, 이들 용매물을 함유하는 액체 (LQ) 의 성질 및 성분을 계측할 수 있다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 계측기 (65) 의 계측 결과를, 시간의 경과 또는 쇼트 영역에 대응시킨 로그 정보로서 기억 장치 (MRY) 에 기억시킬 수 있다.
예를 들어, 제어 장치 (CONT) 는, 상기 로그 정보에 기초하여, 시간의 경과에 수반하는 용출물의 변동량을 구할 수 있다. 그리고, 그 변동량이 시간의 경과에 수반하여 현저하게 증대되고 있는 경우에는, 포토레지스트가 액체 (LQ) 에 대해 가용성이라고 판단할 수 있다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 계측 장치 (60) 의 계측 결과 (또는, 로그 정보) 에 기초하여, 회수된 액체 (LQ) 의 산성도를 구할 수 있다. 산성도가 높은 액체 (LQ) 는, 회수관 (23) 등 그 액체 (LQ) 에 접촉하는 부재의 부식 (녹) 을 일으킨다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 회수된 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분의 계측 결과 (로그 정보) 를 예를 들어, 알림 장치 (INF) 에 의해 알려, 사용하는 포토레지스트의 종류의 재검토 (변경) 를 촉구하는 등의 처치를 할 수 있다.
또, 계측기 (65) 는, 제 1 회수구 (22) 에 형성된 다공체 (22P) 를 통과시킨 액체 (LQ) 를 계측하게 되므로, 다공체 (22P) 나 회수관 (23) 에 부착되어 있는 불순물 (생균 등) 을 계측할 수도 있다. 다공체 (22P) 등에 불순물이 부착되어 있는 상태에서, 액침 노광 처리를 실시했을 경우, 다공체 (22P) 에 부착되어 있는 불순물이 기판 (P) 상에 형성되어 있는 액침 영역 (AR2) 중에 혼입되어, 노광 정밀도가 열화될 문제가 생길 가능성이 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 회수된 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분의 계측 결과 (로그 정보) 를 예를 들어, 알림 장치 (INF) 에 의해 알려, 다공체 (22P) 의 교환 또는 세정을 촉구하는 등의 처치를 할 수 있다.
또, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 계측 장치 (60'') 를 기판 스테이지 (PST) 에 형성하도록 해도 된다. 도 7 에 있어서, 계측 장치 (60'') 는, 기판 스테이지 (PST) 에 매설된 계측기 (66) 와, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 에 형성된 샘플링 포트 (구멍 ; 67) 를 구비하고 있다. 계측기 (66) 로 액체 (LQ) 를 계측할 때에는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (AR2) 을 형성하고, 액침 영역 (AR2) 과 기판 스테이지 (PST) 를 상대 이동시키고, 액침 영역 (AR2) 을 샘플링 포트 (67) 상에 배치하여, 샘플링 포트 (67) 에 액체 (LQ) 를 유입시킨다. 계측기 (66) 는, 샘플링 포트 (67) 를 통해 취득한 액체 (LQ) 를 계측한다.
그런데, 제어 장치 (CONT) 는, 액침 영역 (AR2) 을 형성하는 액체 (LQ) 에 접촉하는 각 부재에 대해, 액체 공급 기구 (10) 로부터 기능액 (LK) 을 공급하여, 이들 부재를 세정할 수 있다. 예를 들어, 액체 (LQ) 중에 생균의 양이 많이 함유되어 있는 등, 액체 (LQ) 가 원하는 상태가 아니라 오염되어 있으면, 그 액체 (LQ) 에 접촉하는 각 부재, 구체적으로는, 제 1 노즐 부재 (70) 의 액체 접촉면 (70A), 제 2 노즐 부재 (80) 의 액체 접촉면 (80A), 제 1 노즐 부재 (70) 의 내부 유로인 공급 유로 (14) 및 제 1 회수 유로 (24), 제 2 노즐 부재 (80) 의 내부 유로인 제 2 회수 유로 (34), 제 1 노즐 부재 (70) 에 접속하는 유로 형성 부재로서의 공급관 (13), 회수관 (23), 제 2 노즐 부재 (80) 에 접속하는 회수관 (33), 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A), 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51), 기판 스테이지 (PST) 상의 계측 부재 (300) 및 광계측부 (400, 500, 600) 등이 오염될 가능성이 있다. 그리고, 상기 부재가 오염되면, 액체 공급부 (11) 로부터 청정한 액체 (LQ) 를 공급했다 하더라도, 그 부재에 접촉함으로써 액체 (LQ) 는 오염되고, 그 오염된 액체 (LQ) 로 액침 영역 (AR2) 이 형성되면, 액체 (LQ) 를 개재시킨 노광 정밀도 및 계측 정밀도의 열화가 초래된다.
그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 기초하여, 예를 들어, 생균의 양이 허용값보다도 많은 경우, 살균 작용을 갖는 기능액 (LK) 을, 액체 공급 기구 (10) 의 일부를 구성하는 기능액 공급 장치 (세정 장치 ; 120) 로부터 상기 각 부재에 대해 공급함으로써, 상기 각 부재를 세정한다.
본 실시형태에 있어서는, 액체에 접촉하는 부재의 생균을 제거하기 위해, 기능액 공급 장치 (120) 는 살균 작용을 갖는 기능액 (LK) 을 공급한다. 살균 작용을 갖는 기능액 (LK) 으로는, 예를 들어, 과산화수소수 또는 오존을 함유하는 액체를 들 수 있다.
여기에서, 기능액 (LK) 을 사용한 메인터넌스 방법에 대하여, 도 8 을 참조하면서 설명한다. 제어 장치 (CONT) 는, 상기 부재를 세정할 때, 기능액 공급 장치 (120) 와 액체 공급부 (11) 를 접속시키는 공급관 (19) 에 형성된 밸브 (19B) 를 구동시켜 공급관 (19) 의 유로를 여는 것과 함께, 복귀관 (18) 의 유로를 밸브 (18B) 에 의해 닫는다. 이렇게 함으로써, 기능액 공급 장치 (120) 로부터 액체 공급부 (11) 에 대해 살균 작용을 갖는 기능액 (LK) 이 공급된다 (단계 SB1). 기능액 공급 장치 (120) 로부터 공급된 기능액 (LK) 은, 순수 제조 장치 (16) 및 온도 조절 장치 (17) 를 포함하는 액체 공급부 (11) 를 흐른 후, 공급관 (13) 을 흐르고 제 1 노즐 부재 (70) 의 공급 유로 (14) 를 흐른 후, 공급구 (12) 로부터 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급된다. 기능액 공급 장치 (120) 는, 액체 공급 기구 (10) 를 구성하는 액체 (LQ) 가 흐르는 유로 (공급관 (13), 공급 유로 (14) 등) 에 기능액 (LK) 을 공급함으로써, 이들 유로를 세정한다. 단, 유로 중에 기능액 (LK) 을 흐르게 할 수 없는 부재가 있는 경우에는, 미리 제거해 둘 필요가 있다. 구체적으로는, 순수 제조기 (161) 에 장착되어 있는 이온 교환막은, 과산화수소수가 통과하면 파괴되어 버리기 때문에 제거해 둔다. 제어 장치 (CONT) 는 밸브 (19B) 를 구동시키기 전에, 이온 교환막을 제거하도록 알림 장치 (INF) 에 의해 알린다.
기능액 공급 장치 (120) 가 기능액 (LK) 을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 공급하고 있을 때, 기판 스테이지 (PST) (기판 홀더 (PH)) 상에는, 더미 기판이 유지되어 있다. 더미 기판은 디바이스를 제조하기 위한 기판 (P) 과 거의 동일한 크기 및 형상을 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서, 더미 기판은 기능액 (LK) 에 대해 발액성을 갖고 있다. 또한, 더미 기판은 기능액 (LK) 에 대한 발액성을 갖고 있지 않아도 된다. 기능액 공급 장치 (120) 로부터 송출된 기능액 (LK) 은, 공급구 (12) 로부터 더미 기판 상에 공급되며, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액침 영역을 형성한다. 또, 기능액 공급 장치 (120) 가 기능액 (LK) 을 공급하고 있을 때, 액침 노광 동작시와 동일하게, 제 1 액체 회수 기구 (20) 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 는 액체 회수 동작 (흡인 동작) 을 실시하고 있다. 따라서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성된 액침 영역의 기능액 (LK) 은, 제 1 회수구 (22) 를 통해 회수되고, 제 1 회수 유로 (24) 및 회수관 (23) 을 흐른 후, 제 1 액체 회수부 (21) 로 회수된다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 예를 들어, 기능액 공급 장치 (120) 로부터의 단위 시간당 기능액 공급량을 많게 하거나, 또는 제 1 액체 회수 기구 (20) 에 의한 단위 시간당 기능액 회수량을 적게 하여 기능액 (LK) 의 액침 영역을 크게 하고, 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 제 2 회수구 (32) 를 통해 액침 영역의 기능액 (LK) 을 회수시킨다. 이렇게 함으로써, 제 2 회수구 (32) 를 통해 회수된 기능액 (LK) 은 제 2 회수 유로 (34) 및 회수관 (33) 을 흐른 후, 제 2 액체 회수부 (31) 로 회수된다. 이와 같이, 기능액 (LK) 이 제 1, 제 2 액체 회수 기구 (20, 30) 의 유로를 흐름으로써, 이들 유로가 세정된다. 또, 제 1, 제 2 회수구 (22, 32) 를 통해 회수된 기능액 (LK) 은 제 1, 제 2 액체 회수부 (21, 31) 로 회수되는 대신에, 제 1, 제 2 액체 회수부 (21, 31) 와는 다른 회수부에서 회수되도록 해도 된다. 또, 회수한 기능액 (LK) 은, 다시 액체 공급부 (11) 에 되돌려져도 되고, 폐기되어도 된다. 이와 같이 하여, 액체 (LQ) 가 기능액 (LK) 으로 치환된다 (단계 SB2).
또, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성된 액침 영역의 기능액 (LK) 은, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 이나 노즐 부재 (70, 80) 의 액체 접촉면 (70A, 80A) 에도 접촉하기 때문에, 이들 액체 접촉면 (2A, 70A, 80A) 을 세정할 수 있다. 또, 기능액 (LK) 의 액침 영역을 형성한 상태에서, 기판 스테이지 (PST) 를 액침 영역에 대해 XY 방향으로 2 차원 이동시킴으로써, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 이나, 그 기판 스테이지 (PST) 상에 형성되어 있는 계측 부재 (300), 광계측부 (400, 500, 600) 를 세정할 수 있다 (단계 SB3).
이와 같이, 액침 노광 동작시와 동일한 순서로 기능액 (LK) 의 액침 영역 형성 동작을 실시함으로써, 상기 각 부재를 동시에 효율적으로 세정할 수 있다.
기능액 (LK) 을 사용한 세정 처리의 순서로는, 기능액 공급 장치 (120) 로부터 기능액 (LK) 을 공급한 후, 액침 노광 동작시와 동일한 순서로 기능액 (LK) 의 공급 및 회수 동작을 소정 시간 계속적으로 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 기능액 (LK) 의 액침 영역을 형성한다. 또한, 기능액 (LK) 을 가열한 후, 액체 공급 기구 (10) 및 제 1, 제 2 액체 회수 기구 (20, 30) 의 유로에 흐르도록 해도 된다. 그리고, 소정 시간이 경과한 후, 기능액 (LK) 의 공급 및 회수 동작을 정지시킨다. 이 상태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 기능액 (LK) 이 유지되어 있으며, 침지 상태로 되어 있다. 그리고, 침지 상태를 소정 시간 유지한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 다시 밸브 (19B, 18B) 를 조작하여 배관 경로를 전환하고, 액체 공급부 (11) 로부터 액체 (LQ) 를 공급관 (13) 으로 공급한다 (단계 SB4). 그리고, 액체 공급 기구 (10) 및 제 1, 제 2 액체 회수 기구 (20, 30) 에 의해 액체 (LQ) (예를 들어, 순수) 의 공급 및 회수 동작을 소정 시간 실시하여, 액체 (LQ) 의 액침 영역을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 형성한다. 이에 따라, 액체 공급 기구 (10), 제 1 액체 회수 기구 (20), 및 제 2 액체 회수 기구 (30) 의 각각의 유로에 액체 (LQ) 가 흐르게 되어, 그 액체 (LQ) 에 의해 상기 유로에 잔류한 기능액 (LK) 이 씻겨져 버려진다 (단계 SB5). 또, 순수의 액침 영역에 의해, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 이나, 제 1, 제 2 노즐 부재 (70, 80) 의 액체 접촉면 (70A, 80B) 도 세정된다. 이 때, 액체 (LQ) 의 액침 영역을 형성한 상태에서 기판 스테이지 (PST) 가 움직임으로써, 기능액 (LK) 이 접촉한 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 이나, 계측 부재 (300), 광계측부 (400, 500, 600) 상에 잔류하는 기능액 (LK) 도 액체 (LQ) 에 의해 씻겨져 버려진다.
또, 세정 처리가 완료된 후, 계측 장치 (60) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 계측함으로써, 세정 처리가 양호하게 행해졌는지의 여부, 즉, 액체 (LQ) 가 원하는 상태인지의 여부를 확인할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 액침 노광 중에서의 기판 (P) 의 외측 (상면 (51) 의 외측) 에 대한 액체 (LQ) 의 유출을 억제하고, 또 액침 노광 후에 있어서도 액체 (LQ) 를 원활하게 회수할 수 있어 상면 (51) 에 액체 (LQ) 가 잔류하는 문제를 방지하기 위해, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 은 발액성을 갖고 있다. 상면 (51) 은 예를 들어, 폴리4플루오르화에틸렌 (테플론 (등록 상표)) 등의 발액성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있다. 또한, 상면 (51) 에 대해, 예를 들어, 폴리4플루오르화에틸렌 등의 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 실리콘계 수지 재료 등의 발액성 재료를 도포, 또는 상기 발액성 재료로 이루어지는 박막을 부착시키는 등의 발액화 처리를 실시함으로써, 상면 (51) 을 발액성으로 해도 된다.
또, 광학 소자 (2) 는 형석이나 석영에 의해 형성되어 있으며, 광학 소자 (2) 의 액체 접촉면 (2A) 은 친액성을 갖고 있다. 또, 제 1 노즐 부재 (70) 의 액체 접촉면 (70A) (경우에 따라서는, 제 2 노즐 부재 (80) 의 액체 접촉면 (80A)) 도 친액성을 갖고 있다. 이들 액체 접촉면이 친액성을 갖고 있음으로써, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 액체를 양호하게 유지하여 액침 영역을 형성할 수 있다. 또, 액체 접촉면 (2A, 70A) 등에 친액화 처리를 실시하여 친액성으로 하는 경우에는, 예를 들어, MgF2, Al2O3, SiO2 등의 친액성 재료를 부착 (도포) 하면 된다. 또, 본 실시형태에 있어서의 액체 (LQ) 는 극성이 큰 물이기 때문에, 친액화 처리 (친수화 처리) 로는, 예를 들어, 알코올 등 극성이 큰 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써, 친수성을 부여할 수도 있다. 그리고, 기능액 (LK) 은 이들 액체 접촉면에 대해 영향을 주지 않는 재료에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 기능액 (LK) 은 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 이나 액체 접촉면 (2A, 70A, 80A) 에 대해 영향을 주지 않는 재료에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 등이, 살균 작용을 갖는 기능액 (LK) 에 대해 내성이 없는 재료로 형성되어 있는 경우에는, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (51) 의 전체 영역을 덮는 더미 기판을 기판 스테이지 (PST) 상에 탑재한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 기능액 (LK) 의 액침 영역을 형성하면 된다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 기초하여, 기능액 공급 장치 (120) 를 포함하는 액체 공급 기구 (10) 의 동작을 제어하여 세정 처리를 하도록 설명했는데, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 의하지 않고, 예를 들어, 소정 시간 간격마다 (예를 들어, 1 개월마다, 1 년마다) 세정 처리를 실시하는 구성으로 하는 것도 물론 가능하다. 또, 액체 (LQ) 에 접촉하는 상기 부재 (노즐 부재 (70) 나 광학 소자 (2) 등) 를 오염시키는 오염원으로는, 오염된 액체 (LQ) 뿐만 아니라, 예를 들어, 공중을 부유하는 불순물이 상기 부재에 부착되는 것에 의해서도 상기 부재가 오염될 가능성도 있다. 그러한 경우에 있어서도, 계측 장치 (60) 의 계측 결과에 의하지 않고 소정 시간 간격마다 세정 처리를 실시함으로써, 부재의 오염, 나아가서는 그 부재에 접촉하는 액체 (LQ) 의 오염을 방지할 수 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기능액 (LK) 으로서 살균 작용 (살균 기능) 을 갖는 세정액을 공급하고 있는데, 예를 들어, 기능액 (LK) 으로서, 수소수 (水素水) 를 흐르게 함으로써, 공급관 (13) 이나 회수관 (23) 등을 포함하는 부재에 부착된 이물질을 제거할 수 있다. 이물질 제거 기능을 갖는 기능액 (수소수) 을 흐르게 하여, 세정 처리시에 이물질을 제거해 둠으로써, 액침 노광시에, 액침 영역 (AR2) 에 이물질이 혼입되는 문제를 방지할 수 있다. 또, 기능액으로서 탄산가스수를 흐르게 함으로써, 공급관 (13) 이나 회수관 (23) 등을 포함하는 부재의 전기 전도도를 제어할 수 있다. 전기 전도도를 제어하는 기능을 갖는 기능액 (탄산가스수) 을 흐르게 함으로써, 부재로부터의 정전기의 발생을 방지할 수 있음과 함께, 대전된 부재의 제전을 실시할 수 있기 때문에, 정전기 (전기 노이즈) 의 발생에 수반하는 노광 동작 불량의 발생이나, 방전에 의한 패턴의 정전 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기능액 (LK) 을 흐르게 하는 처리 (세정 처리) 와 액침 노광 처리는 각각 행해지고 있는데, 기능액 (LK) 을 액침 노광용 액체로서 사용할 수 있다면, 액침 노광하기 위한 액침 영역 (AR2) 을 기능액 (LK) 으로 형성해도 된다. 이 경우, 세정 처리와 액침 노광 처리는 함께 행해지는 구성이 된다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 기능액 공급 장치 (120) 는 순수 제조 장치 (16) 에 기능액 (LK) 을 공급하는 구성으로 했는데, 기능액 공급 장치 (120) 를 순수 제조 장치 (16) 와 온도 조절 장치 (17) 사이에 접속시키고, 기능액 (LK) 이 순수 제조 장치 (16) 에 역류하지 않는 밸브를 형성하여, 기능액 (LK) 을 온도 조절 장치 (17) 보다도 하류에 공급하는 구성으로 할 수도 있다. 그에 따르면, 기능액 (LK) 을 공급할 때에 순수 제조 장치 (16) 의 이온 교환막을 제거할 필요는 없다.
상기 기술한 각 실시형태에 있어서의 액체 (LQ) 는 순수에 의해 구성되어 있다. 순수는 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트나 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있다. 또, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께, 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 의 표면, 및 투영 광학계 (PL) 의 선단면에 형성되어 있는 광학 소자의 표면을 세정하는 작용도 기대할 수 있다. 또한, 공장 등으로부터 공급되는 순수의 순도가 낮은 경우에는, 노광 장치가 초순수 제조기를 갖도록 해도 된다.
그리고, 파장이 193㎚ 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 (n) 은 약 1.44 로 알려져 있으며, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 을 사용했을 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉, 약 134㎚ 로 단파장화되어 높은 해상도가 얻어진다. 또한, 초점 심도는 공기 중과 비교하여 약 n 배, 즉, 약 1.44 배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점 심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있으며, 이 점에서도 해상도가 향상된다.
또한, 상기 기술한 바와 같이 액침법을 사용한 경우에는, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 0.9～1.3 이 되는 경우도 있다. 이와 같이 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 커지는 경우에는, 종래부터 노광광으로서 사용되고 있는 랜덤 편광광에서는 편광 효과에 의해 결상 성능이 악화되는 경우도 있기 때문에, 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 마스크 (레티클) 의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이 방향에 맞춘 직선 편광 조명을 실시하고, 마스크 (레티클) 의 패턴으로부터는, S 편광 성분 (TE 편광 성분), 즉, 라인 패턴의 길이 방향을 따른 편광 방향 성분의 회절광이 많이 사출되도록 하면 된다. 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트의 사이가 액체로 채워져 있는 경우, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면에 도포된 레지스트의 사이가 공기 (기체) 로 채워져 있는 경우와 비교하여, 콘트라스트의 향상에 기여하는 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광의 레지스트 표면에서의 투과율이 높아지기 때문에, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 1.0 을 초과하는 경우에도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 또, 위상 시프트 마스크나 일본 공개특허공보 평6-188169호에 개시되어 있는 라인 패턴의 길이 방향에 맞춘 사입사 조명법 (특히, 다이폴 조명법) 등을 적당히 조합하면 더욱 효과적이다. 특히, 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법의 조합은 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 주기 방향이 소정의 일 방향으로 한정되어 있는 경우나, 소정의 일 방향을 따라 홀 패턴이 밀집되어 있는 경우에 유효하다. 예를 들어, 투과율 6% 인 하프톤형 위상 시프트 마스크 (하프 피치 45㎚ 정도의 패턴) 를, 직선 편광 조명법과 다이폴 조명법을 병용하여 조명하는 경우, 조명계의 동공면에서 다이폴을 형성하는 2 광속의 외접원으로 규정되는 조명 (σ) 을 0.95, 그 동공면에서의 각 광속의 반경을 0.125σ, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.2 로 하면, 랜덤 편광광을 사용하는 것보다도, 초점 심도 (DOF) 를 150㎚ 정도 증가시킬 수 있다.
또, 예를 들어, ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여, 미세한 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴 (예를 들어, 25～50㎚ 정도의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스) 을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, 마스크 (M) 의 구조 (예를 들어, 패턴의 미세도나 크롬의 두께) 에 따라서는, Wave guide 효과에 의해 마스크 (M) 가 편광판으로서 작용하고, 콘트라스트를 저하시키는 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다 많은 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 마스크 (M) 로부터 사출되게 된다. 이 경우, 상기 기술한 직선 편광 조명을 사용하는 것이 바람직하지만, 랜덤 편광광으로 마스크 (M) 를 조명해도, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9～1.3 과 같이 큰 경우에도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.
또, 마스크 (M) 상의 초미세한 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우, Wire Grid 효과로 인하여 P 편광 성분 (TM 편광 성분) 이 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 보다도 커질 가능성도 있지만, 예를 들어, ArF 엑시머 레이저를 노광광으로 하고, 1/4 정도의 축소 배율의 투영 광학계 (PL) 를 사용하여, 25㎚ 보다 큰 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 기판 (P) 상에 노광하는 경우에는, P 편광 성분 (TM 편광 성분) 의 회절광보다도 많은 S 편광 성분 (TE 편광 성분) 의 회절광이 마스크 (M) 로부터 사출되기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 개구수 (NA) 가 0.9～1.3 과 같이 큰 경우에도 높은 해상 성능을 얻을 수 있다.
또한, 마스크 (레티클) 의 라인 패턴의 길이 방향에 맞춘 직선 편광 조명 (S 편광 조명) 뿐만 아니라, 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시되어 있는 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 (둘레) 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 사입사 조명법의 조합도 효과적이다. 특히, 마스크 (레티클) 의 패턴이 소정의 일 방향으로 연장되는 라인 패턴뿐만 아니라, 복수의 상이한 방향으로 연장되는 라인 패턴이 혼재 (주기 방향이 상이한 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴이 혼재) 하는 경우에는, 동일하게 일본 공개특허공보 평6-53120호에 개시되어 있는 바와 같이, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 (輪帶) 조명법을 병용함으로써, 투영 광학계의 개구수 (NA) 가 큰 경우에도 높은 결상 성능을 얻을 수 있다. 예를 들어, 투과율 6% 인 하프톤형 위상 시프트 마스크 (하프 피치 63㎚ 정도의 패턴) 를, 광축을 중심으로 한 원의 접선 방향으로 직선 편광하는 편광 조명법과 윤대 조명법 (윤대비 3/4) 을 병용하여 조명하는 경우, 조명 (σ) 을 0.95, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 NA=1.00 으로 하면, 랜덤 편광광을 사용하는 것보다도, 초점 심도 (DOF) 를 250㎚ 정도 증가시킬 수 있으며, 하프 피치 55㎚ 정도의 패턴으로 투영 광학계의 개구수 (NA)=1.2 에서는, 초점 심도를 100nm 정도 증가시킬 수 있다.
상기 기술한 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (렌즈 ; 2) 가 부착되어 있으며, 이 렌즈에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어, 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 를 조정할 수 있다. 상기 기술한 각 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 사출측의 광로 공간을 액체 (LQ) 로 채워 기판 (P) 을 노광하는 구성으로 되어 있는데, 국제공개 제2004/019128호에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 광학 소자 (2) 의 입사측의 광로 공간도 액체 (LQ) 로 채우도록 해도 된다. 이 경우에 있어서, 상기 기술한 실시형태에서 설명한 사항의 일부 또는 전부를, 광학 소자 (2) 의 입사측의 광로 공간을 채우는 액체 (LQ) 에 대해 적용해도 된다. 예를 들어, 광학 소자 (2) 의 입사측에 공급하는 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분을, 사출측에 공급하는 액체 (LQ) 와 동일하게 관리해도 된다. 또는, 노광 성능에 부여하는 경우가 있는 영향의 차이를 고려하여, 광학 소자 (2) 의 입사측과 사출측에서 액체 (LQ) 의 성질 또는 성분의 관리값에 차이를 두고, 각각 개별적으로 관리해도 된다. 또한, 광학 소자 (2) 의 입사측에도 기능액 (LK) 을 도입하여 세정이나 제전을 실시할 수도 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 부착하는 광학 소자로는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 사용하는 광학 플레이트이어도 된다. 또는, 노광광 (EL) 을 투과할 수 있는 평행 평면판이어도 된다.
또한, 액체 (LQ) 의 흐름에 따라 생기는 투영 광학계 (PL) 의 선단의 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학 소자를 교환 가능하게 하는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정시켜도 된다.
또한, 상기 기술한 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이는 액체 (LQ) 로 채워져 있는 구성인데, 예를 들어, 기판 (P) 의 표면에 평행 평면판로 이루어지는 커버 유리를 부착시킨 상태에서 액체 (LQ) 를 채우는 구성이어도 된다.
또한, 본 실시형태의 액체 (LQ) 는 물이지만, 물 이외의 액체이어도 되며, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과 하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F2 레이저광을 투과할 수 있는 예를 들어, 과플루오르화폴리에테르 (PFPE) 나 불소계 오일 등의 불소계 유체이어도 된다. 이 경우, 액체 (LQ) 와 접촉하는 부분에는, 예를 들어, 불소를 함유하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다. 또, 액체 (LQ) 로는, 그 밖에도, 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있어 가능한 한 굴절률이 높고, 투영 광학계 (PL) 나 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정된 것 (예를 들어, 시더유 (cedar oil)) 을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우에도 표면 처리는 사용하는 액체 (LQ) 의 극성에 따라 행해진다.
또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리 기판이나, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동시켜 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지시킨 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광하여, 기판 (P) 을 순차적으로 스텝 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 투영 노광 장치 (스테퍼) 에도 적용할 수 있다.
또, 노광 장치 (EX) 로는, 제 1 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영 광학계 (예를 들어, 1/8 축소 배율로 반사 소자를 포함하지 않는 굴절형 투영 광학계) 를 사용하여 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 또한 그 후에, 제 2 패턴과 기판 (P) 을 거의 정지시킨 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 사용하여, 제 1 패턴과 부분적으로 중첩시켜 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2 개의 패턴을 부분적으로 중첩시켜 전사하여, 기판 (P) 을 순차적으로 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 본 발명은 일본 공개특허공보 평10-163099호, 일본 공개특허공보 평10-214783호, 일본 특허공표공보 2000-505958호 등에 개시되어 있는 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 상기 기술한 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있는데, 본 발명은, 일본 공개특허공보 평6-124873호에 개시되어 있는 노광 대상의 기판을 유지한 스테이지를 액조 중에서 이동시키는 액침 노광 장치에도 적용할 수 있다.
노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD) 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
기판 스테이지 (PST) 나 마스크 스테이지 (MST) 에 리니어 모터 (USP 5,623,853 또는 USP 5,528,118 참조) 를 사용하는 경우에는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 된다. 또, 각 스테이지 (PST, MST) 는, 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 되고, 가이드를 형성하지 않는 가이드리스 (guideless) 타입이어도 된다.
각 스테이지 (PST, MST) 의 구동 기구로는, 2 차원으로 자석을 배치한 자석 유닛과, 이차원으로 코일을 배치한 전기자 유닛을 대향시키고 전자력에 의해 각 스테이지 (PST, MST) 를 구동시키는 평면 모터를 사용해도 된다. 이 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 어느 일방을 스테이지 (PST, MST) 에 접속시키고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 타방을 스테이지 (PST, MST) 의 이동면측에 형성하면 된다.
기판 스테이지 (PST) 의 이동에 의해 발생하는 반력 (反力) 은, 투영 광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-166475호 (USP 5,528,118호) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가도 된다.
마스크 스테이지 (MST) 의 이동에 의해 발생하는 반력은, 투영 광학계 (PL) 에 전달되지 않도록, 일본 공개특허공보 평8-330224호 (US S/N 08/416,558호) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가도 된다.
본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 특허청구의 범위에서 든 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 이루어진다.
각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 이루어져, 노광 장치 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 실시하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상기 기술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 기판 처리 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.

Claims (33)

  1. 투영 광학계의 이미지면측에 액체의 액침 영역을 형성하고, 상기 투영 광학계와 상기 액침 영역의 액체를 개재하여 기판 상에 설정된 복수의 쇼트 영역을 순차적으로 노광하는 노광 장치로서,
    액체를 공급하는 액체 공급 기구와,
    액체를 회수하는 제 1 액체 회수 기구와,
    상기 제 1 액체 회수 기구에 의해 회수되지 못한 액체를 회수하는 제 2 액체 회수 기구와,
    상기 제 2 액체 회수 기구가 액체를 회수했는지 여부를 검출하는 검출 장치, 및
    상기 검출 장치의 검출 결과를 상기 쇼트 영역에 대응시켜 기억하는 기억 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기억 장치는, 상기 검출 장치의 검출 결과를 시간의 경과에 대응시켜 기억하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액체 회수 기구는 상기 기판에 대향하는 제 1 회수구를 갖고,
    상기 제 2 액체 회수 기구는, 상기 투영 광학계의 투영 영역에 대해 상기 제 1 회수구로부터 외측에 형성된 제 2 회수구를 갖고,
    상기 제 2 액체 회수 기구는, 액체를 그 주위의 기체와 함께 회수하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 장치는 제 2 액체 회수 기구에 의한 단위 시간당 액체 회수량을 검출할 수 있으며,
    상기 기억 장치는 상기 액체 회수량에 관한 정보를 기억하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에는 상기 투영 광학계 및 상기 액침 영역의 액체를 개재하여 소정의 패턴이 전사되고, 상기 기억 장치에는, 상기 제 2 액체 회수 기구가 액체를 회수했을 때의 패턴 전사 정밀도에 관한 정보가 미리 기억되어 있으며,
    상기 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 상기 제 2 액체 회수 기구가 상기 액체를 회수했을 때에 상기 패턴을 전사된 쇼트 영역의 패턴 전사 정밀도를 예측하는 제어 장치와,
    상기 제어 장치가 예측한 결과를 알리는 알림 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 설정된 복수의 쇼트 영역 중 제 1 쇼트 영역을 노광 중에 상기 검출 장치가 상기 제 2 액체 회수 기구에 의한 액체 회수를 검출했을 때,
    상기 검출 장치가 액체를 검출하지 않게 될 때까지 기다린 후, 상기 제 1 쇼트 영역의 다음의 제 2 쇼트 영역을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 액침 영역을 형성하기 위한 액체의 성질 및 성분 중 적어도 어느 일방을 계측하는 계측 장치를 구비하고,
    상기 기억 장치는 상기 계측 장치의 계측 결과도 기억하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조 방법.
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