KR101197071B1 - 노광 조건의 결정 방법, 노광 방법 및 노광 장치, 그리고디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

기판 (P) 표면에 형성되는 액침 영역 (LR) 의 상태를, 기판 (P) 의 이동 조건 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 노광 조건을 결정한다.

액침 영역, 액침 조건, 노광 조건

Description

노광 조건의 결정 방법, 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법{METHOD FOR DETERMINING EXPOSURE CONDITIONS, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE DEVICE, AND APPARATUS FOR PRODUCING DEVICE}

본 발명은, 액체를 통하여 기판을 노광할 때의 노광 조건의 결정 방법, 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2005년 3월 30일에 출원된 일본 특허출원 제 2005-098047 호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 본 명세서에 원용한다.

반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스 등의 마이크로 디바이스 (전자 디바이스 등) 의 제조 공정의 하나인 포토리소그래피 공정에서는, 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성의 기판상에 투영 노광하는 노광 장치가 사용된다. 이 노광 장치는 마스크를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지와, 기판을 유지하여 이동 가능한 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 축차 이동하면서 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 것이다. 마이크로 디바이스의 제조에 있어서는, 디바이스의 고밀도화를 위해, 기판상에 형성되는 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 이 요구에 부응하기 위해 노광 장치의 추가적인 고해상도화가 요망되고 있다. 그 고해상도화를 실현하기 위한 수단의 하나로서, 하기 특허 문헌 1 에 개시되어 있는, 기판상에 형성된 액침 영역의 액체를 통하여 기판을 노광하는 액침 노광 장치가 안출되고 있다.

특허 문헌 1 : 국제공개공보 제99/49504호 팜플렛

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

액침 노광 장치에 있어서는, 액침 영역을 원하는 상태로 형성하는 것이 중요하다. 액침 영역이 원하는 상태로 형성되지 않고, 예를 들어, 기판상에 형성된 액침 영역의 액체가 기판상에서부터 누출되면, 주변 기기 등에 영향을 주거나 혹은 노광 장치가 놓여져 있는 환경 (습도, 클린도 등) 이 변동되고, 기판상에서의 패턴 중첩 정밀도 등을 포함하는 노광 정밀도가 열화되거나 혹은 간섭계 등을 사용한 각종 계측 정밀도가 열화되는 등의 여러가지 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 그러한 문제를 사전에 방지하기 위해서, 액침 영역을 원하는 상태로 형성할 수 있는 최적의 노광 조건을 미리 결정하여, 그 결정된 노광 조건에 기초하여 기판을 노광하는 것이 바람직하다. 그러므로, 기판상에 형성된 액침 영역의 액체를 통하여 기판을 노광할 때의 최적의 노광 조건을 결정할 수 있는 방법의 안출이 요망된다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 액침 영역의 액체를 통하여 기판을 노광할 때의 노광 조건을 결정하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 그 결정된 노광 조건에 기초하여 기판을 노광하는 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 각 도면에 대응시킨 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 부여된 괄호친 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않고, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광할 때의 노광 조건을 결정하는 방법으로서, 소정의 물체 (P, 64 등) 의 표면에 형성되는 액침 영역 (LR) 의 상태, 즉, 물체 (P, 64 등) 의 이동 조건 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서 검출하는 단계와, 검출 결과에 기초하여 노광 조건을 결정하는 단계를 갖는 노광 조건의 결정 방법이 제공된다. 본 발명의 제 1 양태에 의하면, 액침 영역의 액체를 통하여 기판을 노광할 때의 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 양태의 결정 방법으로 결정된 노광 조건에 기초하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 방법이 제공된다. 본 발명의 제 2 양태에 따르면, 최적의 노광 조건에 기초하여 기판을 양호하게 노광시킬 수 있다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 방법을 사용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 제 3 양태에 의하면, 기판을 양호하게 노광시킬 수 있는 노광 방법을 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 광학 부재 (PL, LS1) 와 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 을 노광하는 노광 장치에 있어서, 광학 부재 (PL, LS1) 와 기판 (P) 사이의 소정 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 액침 영역 (LR) 을 형성하는 액침 기구 (1) 와, 광학 부재 (PL, LS1) 사이에 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체 (P, 64 등) 의 이동 조건, 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출하는 검출 장치 (30) 를 구비하는 노광 장치 (EX) 가 제공된다. 본 발명의 제 4 양태에 의하면, 이동 조건과 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸어 검출되는 액침 영역 상태로부터, 예를 들어 액체를 통하여 기판을 노광할 때의 최적의 노광 조건을 요구할 수 있게 된다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 상기 양태의 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 제 5 양태에 의하면, 최적의 노광 조건을 요구할 수 있는 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.

도 1 은 노광 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.

도 2 는 노광 조건의 결정 방법의 제 1 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 3 은 도 2 의 기판을 상방에서 본 평면도이다.

도 4 는 기판의 이동 조건을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 는 노광 조건의 결정 방법의 제 2 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6 은 노광 조건의 결정 방법의 제 3 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 7 은 노광 조건의 결정 방법의 제 4 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 8 은 도 7 의 요부 확대 단면도이다.

도 9 는 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트도이 다.

부호의 설명

1…액침 기구

11…액체 공급 장치

12…공급구

21…액체 회수 장치

22…회수구

30…관찰 장치

31…투광부

32…수광부

40…관찰 장치

41A ～ 41H…투광부

42A ～ 42H…수광부

50…관찰 장치 (촬상 소자)

60…관찰 장치

63…촬상 소자

64…투명 부재

EL…노광광

K1…광로 공간

KST…계측 스테이지

La…검출광

LG…에지

LQ…액체

LR…액침 영역

LS1…최종 광학 소자 (광학 부재)

P…기판

PL…투영 광학계

PST…기판 스테이지

PSTD…기판 스테이지 구동 장치

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

<노광 장치>

먼저, 노광 장치의 일 실시형태에 대해 도 1 을 참조하면서 설명한다. 도 1 은, 노광 장치 (EX) 를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 마스크 (M) 를 유지하여 이동 가능한 마스크 스테이지 (MST) 와, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 기판 (P) 을 유지한 기판 홀더 (PH) 를 이동 가능한 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 패턴의 이미지를 기판 (P) 상에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 노광 장치 (EX) 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT) 를 구비하고 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 이미지면 근방에서의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우기 위한 액침 기구 (1) 를 구비하고 있다. 액침 기구 (1) 는, 광로 공간 (K1) 의 근방에 형성되고, 액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 를 갖는 노즐 부재 (70) 와, 공급관 (13), 및 노즐 부재 (70) 에 형성된 공급구 (12) 를 통하여 액체 (LQ) 를 공급하는 액체 공급 장치 (11) 와, 노즐 부재 (70) 에 형성된 회수구 (22), 및 회수관 (23) 을 통하여 액체 (LQ) 를 회수하는 액체 회수 장치 (21) 를 구비하고 있다. 노즐 부재 (70) 는, 투영 광학계 (PL) 와 대향하여 배치되는 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 상방에 있어서, 투영 광학계 (PL) 을 구성하는 복수의 광학 소자 중, 적어도 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자 (LS1) 를 둘러싸도록 환상으로 형성되어 있다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 의 투영 영역 (AR) 을 포함하는 기판 (P) 상의 일부에, 투영 영역 (AR) 보다 크고 또한, 기판 (P) 보다 작은 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 노광 장치 (EX) 는, 적어도 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 전사하고 있는 동안, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자 (LS1) 와 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 배치된 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채우고, 투영 광학계 (PL) 와 광로 공간 (K1) 에 채워진 액체 (LQ) 를 통하여 마스크 (M) 를 통과한 노광광 (EL) 을 기판 (P) 에 조사함으로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 (P) 에 투영 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는, 액침 기구 (1) 의 액체 공급 장치 (11) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 장치 (21) 를 사용하여 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다.

본 실시형태에서는, 노광 장치 (EX) 로서 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 각각의 주사 방향으로 동기 이동하면서 마스크 (M) 에 형성된 패턴을 기판 (P) 에 노광하는 주사형 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼) 를 사용하는 경우를 예를 들어 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 수평면 내에 있어서 마스크 (M) 와 기판 (P) 의 동기 이동 방향 (주사 방향) 을 Y축 방향, 수평면 내에 있어서 Y축 방향과 직교하는 방향 (본 예에서는 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 평행하는 방향) 을 Z축 방향으로 한다. 또, X축, Y축, 및 Z축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다. 또한, 여기서 말하는 「기판」 은 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재 (레지스트), 보호막 등의 막을 도포한 것을 포함한다. 「마스크」는 기판상에 축소 투영되는 디바이스 패턴을 형성한 레티클을 포함한다.

조명 광학계 (IL) 는, 노광용 광원, 노광용 광원으로부터 사출된 광속의 조도를 균일화하는 옵티컬 인터그레이터 (optical integrator), 옵티컬 인터그레이터로부터의 노광광 (EL) 을 집광하는 콘덴서 렌즈, 릴레이 렌즈계, 및 노광광 (EL) 에 의한 마스크 (M) 상의 조명 영역을 설정하는 시야 조리개 등을 갖고 있다. 마스크 (M) 상의 소정의 조명 영역은 조명 광학계 (IL) 에 의해 균일한 조도 분포의 노광광 (EL) 으로 조명된다. 조명 광학계 (IL) 로부터 사출되는 노광광 (EL) 으로는, 예를 들어 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 원자외광 (DUV광), ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 및 F₂ 레이저광 (파장 157nm) 등의 진공 자외광 (VUV광) 등이 사용된다. 본 실시형태에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다.

본 실시형태에 있어서는, 액체 (LQ) 로서 순수가 사용되고 있다. 순수는 ArF 엑시머 레이저광뿐만 아니라, 예를 들어, 수은 램프로부터 사출되는 휘선 (g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 원자외광 (DUV광) 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) 는, 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어되는 리니어 모터 등을 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 의 구동에 의해, 마스크 (M) 를 유지한 상태에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 수직인 평면 내, 즉 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전할 수 있다. 마스 크 스테이지 (MST) 상에는 이동경 (91) 이 형성되어 있다. 또, 이동경 (91) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (92) 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 (92) 에 의해 실시간으로 계측된다. 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT) 에 출력된다. 제어 장치 (CONT) 는, 레이저 간섭계 (92) 의 계측 결과에 기초하여 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 구동하고, 마스크 스테이지 (MST) 에 유지되어 있는 마스크 (M) 의 위치 제어를 실시한다.

또한, 레이저 간섭계 (92) 는 그 일부 (예를 들어, 광학계) 만, 이동경 (91) 에 대향하여 형성하도록 해도 된다. 또, 이동경 (91) 은 평면경뿐만 아니라 코너 큐브 (레트로리플렉터) 를 포함하는 것이어도 되고, 이동경 (91) 을 고정 형성하는 대신에, 예를 들어 마스크 스테이지 (MST) 의 단면 (측면) 을 경면 가공하여 형성되는 반사면을 사용해도 된다. 또한, 마스크 스테이지 (MST) 는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-130179호 (대응 미국 특허 제 6,721,034호) 에 개시되는 조미동 (粗微動) 가능한 구성이어도 된다.

투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴의 이미지를 소정의 투영 배율 (β) 로 기판 (P) 에 투영하는 것으로서, 복수의 광학 소자로 구성되어 있고, 그들 광학 소자는 경통 (PK) 으로 유지되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투영 광학계 (PL) 는, 투영 배율 (β) 이 예를 들어, 1/4, 1/5, 혹은 1/8 의 축소계이며, 상기 서술한 조명 영역과 공액인 투영 영역 (AR) 에 마스크 (M) 의 패턴의 축소 이미 지를 형성한다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 축소계, 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또, 투영 광학계 (PL) 는, 반사 광학 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계 중 어느 것이어도 된다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 을 구성하는 복수의 광학 소자 중, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자 (LS1) 는 경통 (PK) 에서 노출하고 있다.

기판 스테이지 (PST) 는, 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (PH) 를 갖고, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측에 있어서, 베이스 부재 (BP) 상에서 이동할 수 있다. 기판 홀더 (PH) 는, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 기판 (P) 을 유지한다. 기판 스테이지 (PST) 상에는 오목부 (96) 가 형성되어 있고, 기판 (P) 을 유지하기 위한 기판 홀더 (PH) 는 오목부 (96) 에 배치되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 중 오목부 (96) 이외의 상면 (97) 은, 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기판 (P) 표면과 거의 동일한 높이 (면일) 가 되는 평탄면으로 되어 있다. 이것은, 기판 (P) 의 노광 동작시, 상기 서술한 액침 영역 (LR) 의 일부가 기판 (P) 표면으로부터 비어져 나와 상면 (97) 에 형성되기 때문이다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 의 일부, 예를 들어 기판 (P) 을 둘러싸는 소정 영역 (액침 영역 (LR) 이 비어져 나오는 범위를 포함한다) 만, 기판 (P) 표면과 거의 동일한 높이로 해도 된다. 또, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 계속 채울 수 있다면 (즉, 액침 영역 (LR) 을 양호하게 유지할 수 있다), 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 과 기판 홀더 (PH) 에 유지된 기 판 (P) 표면에 단차가 있어도 된다. 또한, 기판 홀더 (PH) 를 기판 스테이지 (PST) 의 일부와 일체로 형성해도 되는데, 본 실시형태에서는 기판 홀더 (PH) 와 기판 스테이지 (PST) 를 별도로 구성하고, 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 기판 홀더 (PH) 를 오목부 (96) 내에 고정하고 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 통하여 유지한 상태에서, 베이스 부재 (BP) 상에서 XY 평면 내에서 2 차원 이동 가능 및 θZ 방향으로 미소 회전할 수 있다. 또한, 기판 스테이지 (PST) 는, Z축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로도 이동할 수 있다. 따라서, 기판 스테이지 (PST) 에 지지된 기판 (P) 의 상면은, X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6 자유도의 방향으로 이동할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 제어함으로써, 기판 스테이지 (PST) 의 이동 속도, 이동 거리, 및 이동 방향을 조정할 수 있다.

기판 스테이지 (PST) 의 측면에는 이동경 (93) 이 형성되어 있다. 또, 이동경 (93) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (94) 가 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 상의 기판 (P) 의 2 차원 방향의 위치, 및 회전각은 레이저 간섭계 (94) 에 의해 실시간으로 계측된다. 또, 도 1 에는 나타나 있지 않지만, 노광 장치 (EX) 는, 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 기판 (P) 표면의 면 위치 정보를 검출하는 포커스ㆍ레벨링 검출계를 구비하고 있다. 포커스ㆍ레벨링 검출계는, 기판 (P) 의 상면의 면 위치 정보 (Z축 방향의 위치 정보, 및 θX 및 θY 방향의 경사 정보) 를 검출한다. 레이저 간섭계 (94) 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 (Z 위치) 및 경사각 (θX, θY) 을 제어하여 기판 (P) 표면을 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 맞춰 넣음과 함께, 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과에 기초하여 기판 (P) 의 X축 방향, Y축 방향, 및 θZ 방향에서의 위치 제어를 실시한다.

또한, 레이저 간섭계 (94) 는 그 일부 (예를 들어, 광학계) 만을 이동경 (93) 에 대향하여 형성해도 되고, 기판 스테이지 (PST) 의 Z축 방향의 위치, 및 θX, θY 방향의 회전 정보도 계측 가능하게 해도 된다. 기판 스테이지 (PST) 의 Z축 방향의 위치를 계측 가능한 레이저 간섭계를 구비한 노광 장치의 상세한 내용은, 예를 들어, 일본 특허공표공보 제 2001-510577 호 (대응 국제공개공보 제1999/28790 호 팜플렛) 에 개시되어 있다. 또한, 이동경 (93) 을 기판 스테이지 (PST) 에 고정 형성하는 대신에, 예를 들어 기판 스테이지 (PST) 의 일부 (측면 등) 를 경면 가공하여 형성되는 반사면을 사용해도 된다.

또, 포커스ㆍ레벨링 검출계는 그 복수의 계측점에서 각각 기판 (P) 의 Z축 방향의 위치 정보를 계측함으로써, 기판 (P) 의 θX 및 θY 방향의 경사 정보 (회전각) 를 검출하는 것이지만, 이 복수의 계측점은 그 적어도 일부가 액침 영역 (LR; 또는 투영 영역 (AF)) 내에 설정되어도 되고, 혹은 그 모두가 액침 영역 (LR) 의 외측에 설정되어도 된다. 또한, 예를 들어, 레이저 간섭계 (94) 가 기판 (P) 의 Z축, θX 및 θY 방향의 위치 정보를 계측 가능할 때에는, 기판 (P) 의 노광 동작 중에 그 Z축 방향의 위치 정보가 계측 가능해지도록 포커스ㆍ레벨링 검출계를 형성하지 않아도 되고, 적어도 노광 동작 중에는 레이저 간섭계 (94) 의 계측 결과를 사용하여 Z축, θX 및 θY 방향에 관한 기판 (P) 의 위치 제어를 실시하도록 해도 된다.

다음으로, 액침 기구 (1) 에 대해 설명한다. 액침 기구 (1) 의 액체 공급 장치 (11) 는, 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크, 가압 펌프, 공급하는 액체 (LQ) 의 온도를 조정하는 온도 조정 장치, 및 액체 (LQ) 중의 이물질을 제거하는 필터 유닛 등을 구비하고 있다. 액체 공급 장치 (11) 에는 공급관 (13) 의 일단부가 접속되어 있고, 공급관 (13) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 액체 공급 장치 (11) 의 액체 공급 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 장치 (11) 를 제어함으로써, 공급구 (12) 로부터의 단위 시간 당의 액체 공급량을 조정할 수 있다. 또한, 액체 공급 장치 (11) 의 탱크, 가압 펌프, 온도 조정 기구, 필터 유닛 등은, 그 모두를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 형성되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.

액침 기구 (1) 의 액체 회수 장치 (21) 는, 진공 펌프 등의 진공계, 회수된 액체 (LQ) 와 기체를 분리하는 기액 분리기, 및 회수된 액체 (LQ) 를 수용하는 탱크 등을 구비하고 있다. 액체 회수 장치 (21) 에는 회수관 (23) 의 일단부가 접속되어 있고, 회수관 (23) 의 타단부는 노즐 부재 (70) 에 접속되어 있다. 액체 회수 장치 (21) 의 액체 회수 동작은 제어 장치 (CONT) 에 의해 제어된다. 제어 장치 (CONT) 는, 액체 회수 장치 (21) 를 제어함으로써, 회수구 (22) 를 통한 단위 시간 당의 액체 회수량을 조정할 수 있다. 또한, 액체 회수 장치 (21) 의 진공계, 기액 분리기, 탱크 등은, 그 모두를 노광 장치 (EX) 가 구비하고 있을 필요는 없고, 노광 장치 (EX) 가 형성되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다.

액체 (LQ) 를 공급하는 공급구 (12) 및 액체 (LQ) 를 회수하는 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 형성되어 있다. 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 은, XY 평면과 실질적으로 평행하게 설정되고, 투영 광학계 (PL ; 최종 광학 소자 (LS1)) 와 대향하여 기판 스테이지 (PST) 가 배치될 때 그 상면 (97) 및/또는 기판 (P) 표면 사이에 소정의 갭이 형성되도록 그 위치가 설정되어 있다. 노즐 부재 (70) 는, 적어도 최종 광학 소자 (LS1) 의 측면을 둘러싸도록 형성된 환상 부재로서, 공급구 (12) 는, 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 투영 광학계 (PL) 의 최종 광학 소자 (LS1) (투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX)) 을 둘러싸도록 복수 형성되어 있다. 또, 회수구 (22) 는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 있어서, 최종 광학 소자 (LS1) 에 대해서 공급구 (12) 보다 외측에 형성되어 있고 최종 광학 소자 (LS1) 및 공급구 (12) 를 둘러싸도록 형성되어 있다.

또한, 노즐 부재 (노즐 기구) 의 형태는, 상기 서술한 것에 한정되지 않고, 예를 들어, 국제공개공보 제 2004/086468 호 팜플렛 (대응 미국 공개 2005/0280791 Al), 일본 공개특허공보 제 2004-289126 호 (대응 미국 특허 제 6,962,253 호) 등에 개시되어 있는 노즐 부재 (노즐 기구) 를 사용해도 된다. 구체적으로는, 본 실시형태에서는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 이 투영 광학계 (PL) 의 하단면 (사출면) 과 거의 동일한 높이 (Z 위치) 로 설정되어 있는데, 예를 들어 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 을 투영 광학계 (PL) 의 하단면보다 이미지면측 (기판측) 으로 설정해도 된다. 이 경우, 노즐 부재 (70) 의 일부 (하단부) 를, 노광광 (EL) 을 차단하지 않게 투영 광학계 (PL ; 최종 광학 소자 (LS1)) 의 하측까지 잠입되도록 형성해도 된다. 또, 본 실시형태에서는 노즐 부재 (70) 의 하면 (70A) 에 공급구 (12) 를 형성하고 있는데, 예를 들어, 투영 광학계 (PL) 의 최종 광학 소자 (LS1) 의 측면과 대향하는 노즐 부재 (70) 의 내측면 (경사면) 에 공급구 (12) 를 형성해도 된다.

그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 장치 (11) 를 사용하여 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 를 소정량 공급함과 함께, 액체 회수 장치 (21) 를 사용하여 기판 (P) 상의 액체 (LQ) 를 소정량 회수함으로써, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 노광광 (EL) 의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워, 기판 (P) 상에 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 국소적으로 형성한다. 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 형성할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 액체 공급 장치 (11) 및 액체 회수 장치 (21) 의 각각을 구동한다. 제어 장치 (CONT) 의 제어하에서 액체 공급 장치 (11) 로부터 액체 (LQ) 가 송출되면, 그 액체 공급 장치 (11) 로부터 송출된 액체 (LQ) 는, 공급관 (13) 을 흐른 후, 노즐 부재 (70) 의 공급 유로를 통하여, 공급구 (12) 에서 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 광로 공간 (K1) 에 공급된다. 또, 제어 장치 (CONT) 하에서 액체 회수 장치 (21) 가 구동되면, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면측의 액체 (LQ) 는 회수구 (22) 를 통하여 노즐 부재 (70) 의 회수 유로에 유입하고, 회수관 (23) 을 흐른 후, 액체 회수 장치 (21) 에 회수된다.

<노광 조건의 결정 방법의 제 1 실시형태>

다음으로, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사하여 기판 (P) 을 노광할 때의 노광 조건을 결정하는 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태에 있어서는, 제어 장치 (CONT) 가 노광 조건을 결정하는 경우를 예를 들어 설명한다. 노광 조건을 결정할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 소정의 물체 (예를 들어, 기판 (P) 등) 의 표면에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에서 그 물체를 이동하면서 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출 (관찰) 하고, 그 검출 결과 (관찰 결과) 에 기초하여 노광 조건을 결정한다. 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출 (관찰) 할 때에는, 제어 장치 (CONT) 는, 물체를 이동할 때의 이동 조건 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서, 소정의 검출 장치 (이하에서는 관찰 장치라고도 부른다) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출 (관찰) 한다. 또한, 제어 장치 (CONT) 는, 검출 장치에 의한 액침 영역 (LR) 의 검출 결과를, 그 검출시에서의 이동 조건 및/또는 액침 조건과 대응시켜, 노광 장치 (EX) 내 또는 외부의 도시 생략된 메모리 (기억 장치) 에 저장한다. 또, 제어 장치 (CONT) 는 도시 생략된 표시 장치 (디스플레이) 상에 그 검출 결과 혹은 그 수납된 정보를 표시 가능하게 되어 있다.

도 2 는, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰하고 있는 상태를 나타내는 도면이다. 관찰 장치 (30) 는, 소정의 물체의 표면에 형성된 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰하는 것으로서, 본 실시형태에 있어서는, 디바이스를 제조하기 위한 기판 (P) 표면에 형성된 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다. 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 (PST ; 기판 홀더 (PH)) 에 기판 (P) 을 유지시켜, 그 기판 스테이지 (PST) 에 유지된 기판 (P) 표면에 액침 기구 (1) 를 사용하여 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 을 형성한다. 액침 기구 (1) 는, 기판 (P) 과 그 기판 (P) 표면에 대향하여, 노광광 (EL) 이 통과하는 최종 광학 소자 (LS1) 사이의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채움으로써, 기판 (P) 상에 액침 영역 (LR) 을 형성한다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 표면에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에서, 기판 스테이지 (PST) 를 구동함으로써 기판 (P) 을 이동하면서, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다.

도 2 에 있어서, 관찰 장치 (30) 는, 검출광 (La) 을 사출하는 투광부 (31) 와, 투광부 (31) 로부터 사출된 검출광 (La) 에 대해서 소정의 위치에 형성되고, 검출광 (La) 을 수광 가능한 수광부 (32) 를 구비하고 있다. 투광부 (31) 는, 검출광 (La) 을, 기판 (P) 표면에 대해서 경사 방향으로부터 조사하게 되어 있다. 수광부 (32) 는, 투광부 (31) 에 의해 기판 (P) 표면에 조사된 검출광 (La) 의 반사광을 수광 가능한 위치에 형성되어 있다.

도 3 은, 액침 영역 (LR) 의 상태가 관찰되어 있을 때의 기판 (P) 표면의 평면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 검출광 (La) 은, 기판 (P) 표면의 복수의 소정 위치의 각각에 조사된다. 본 실시형태에 있어서는, 투광부 (31) 로부터 사출된 복수의 검출광 (La) 은, 기판 (P) 상에 형성된 액침 영역 (LR) 의 에지 (단부 : LG) 근방에 조사된다. 투광부 (31) 는, 액침 영역 (LR) 을 둘러싸도록, 기판 (P) 표면에서의 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방의 복수 위치의 각각에 검출광 (La) 을 조사한다. 즉, 투광부 (31) 로부터 사출된 복수의 검출광 (La) 의 광로는, 액침 영역 (LR) 을 둘러싸도록 설정되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 표면에 조사된 검출광 (La) 의 평면시에서의 형상은 슬릿상으로 되어 있다.

제어 장치 (CONT) 는, 투광부 (31) 에서 검출광 (La) 을 사출한 상태에서, 기판 (P) 표면에 액침 영역 (LR) 을 형성한다. 여기서, 기판 (P) 상의 액침 영역 (LR) 이 원하는 상태 (원하는 크기 및 형상) 인 경우, 복수의 검출광 (La) 의 각각은, 기판 (P) 표면 중 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 에서 외측으로 소정 거리 떨어진 위치에 조사되게 되어 있다. 즉, 액침 영역 (LR) 이 원하는 상태로 형성되어 있을 때, 투광부 (31) 에서 사출된 복수의 검출광 (La) 의 각각은, 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 에 조사되지 않고, 액체 (LQ) 를 통하지 않고 수광부 (32) 에 도달하도록 형성되어 있다. 즉, 미리 설정되어 있는 액침 영역 (LR) 의 목표 형상 또는 크기에 따라, 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방에 조사되는 복수의 검출광 (La) 의 광로 (기판 (P) 상에서의 조사 위치) 의 각각이 설정되어 있다.

따라서, 최종 광학 소자 (LS1) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 를 유지하지 못하고, 광로 공간 (K1) 에 채워진 액체 (LQ) 가 누설되거나, 액침 영역 (LR) 이 미리 설정되어 있는 소정 (원하는) 크기 이상으로 되어 광로 공간 (K1) 에 대한 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 의 위치가 변동했을 경우, 검출광 (La) 의 광로 상에 액체 (LQ) 가 개재하게 된다. 검출광 (La) 이 액체 (LQ) 에 조사되는 상태와 조사되지 않는 상태에서는, 수광부 (32) 의 수광 상태가 상이하다. 예를 들어, 검출광 (La) 이 액체 (LQ) 에 조사되면, 수광부 (32) 에서 수광할 수 없거나, 수광부 (32) 에서의 수광 위치가 크게 상이하거나 한다. 따라서, 관찰 장치 (30) 는, 투광부 (31) 와 수광부 (32) 를 사용하여, 광로 공간 (K1) 에 대한 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 광로 공간 (K1) 에 대한 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 의 위치를 관찰함으로써, 광로 공간 (K1) 으로부터 액체 (LQ) 가 누설되었는지의 여부를 판단할 수 있다. 이와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 투광부 (31) 에 의해 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방에 검출광 (La) 을 조사했을 때의 수광부 (32) 의 수광 결과에 기초하여 광로 공간 (K1) 에 채워진 액체 (LQ) 의 누설을 포함하는 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 복수의 검출광 (La) 은 액침 영역 (LR) 을 둘러싸도록 조사되기 때문에, 제어 장치 (CONT) 는, 수광부 (32) 의 수광 결과에 기초하여 광로 공간 (K1) 으로부터 누설되는 액체 (LQ) 의 방향을 관찰할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 기판 (P) 상에서 복수의 검출광 (La) 을 직사각형상으로 분포시키는 것으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 액침 영역 (LR) 의 외형과 거의 동일한 형상 (도 3 에서는 원형상) 으로 검출광 (La) 을 분포시켜도 된다. 또, 기판 (P) 상에서의 검출광 (La) 의 형상을 슬릿상으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 원형상 등 다른 형상이어도 된다.

또한, 검출광 (La) 은, 반드시 액침 영역 (LR) 을 둘러싸도록 조사할 필요는 없고, 예를 들어 주행 방향 (Y 방향) 에 관하여 액침 영역 (LR) 의 양측으로만 조사하도록 해도 된다.

제어 장치 (CONT) 는, 노광 조건을 결정하기 위해서, 액침 기구 (1) 를 사용하여 기판 (P) 표면에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에서, 기판 스테이지 (PST) 를 구동하여 기판 (P) 을 이동하면서, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다. 이 때, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P) 을 이동할 때의 이동 조건, 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 을 관찰한다. 여기서, 기판 (P) 의 이동 조건으로는, 기판 (P) 의 이동 속도, 이동 거리, 및 이동 방향 중 적어도 하나를 포함한다. 또, 액침 조건으로는, 기판 (P) 상 (광로 공간 K1) 에 대한 공급구 (12) 로부터의 단위 시간 당의 액체 공급량, 및 회수구 (22) 를 통한 단위 시간 당의 액체 회수량 중 적어도 일방을 포함한다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 제어함으로써 기판 스테이지 (PST) 에 유지된 기판 (P) 의 이동 조건을 바꿀 수 있고, 액침 기구 (1) 를 제어함으로써 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건을 바꿀 수 있다.

도 4 는, 노광 조건을 결정하기 위해서, 기판 (P) 표면에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에서 기판 (P) 을 이동했을 때의 투영 광학계 (PL) 및 액침 영역 (LR) 과 기판 (P) 의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다. 제어 장치 (CONT) 는, 도 4 중, 예를 들어, 화살표 y1 로 나타낸 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX; 투영 영역 (AR)) 과 기판 (P) 을 상대적으로 이동하면서, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다.

제어 장치 (CONT) 는, 노광 조건을 결정하기 위해서, 도 4 의 화살표 y1 로 나타내는 이동 궤적하에서, 예를 들어 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 을 Y축 방향으로 이동할 때의 이동 속도와, 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 공급구 (12) 로부터의 단위 시간 당의 액체 공급량의 각각을 바꾸면서, 관찰 장치 (30) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 제어하여, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도를, 예를 들어 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700㎜/sec. 의 각각에 설정함과 함께, 액침 기구 (1) 를 제어하여, 공급구 (12) 로부터의 단위 시간 당의 액체 공급량을, 예를 들어 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500ml/min. 의 각각에 설정하면서, 각각의 이동 속도 조건 및 액체 공급량 조건하에서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다.

여기서, 도 4 의 화살표 y1 로 나타내는 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 궤적은, 디바이스를 제조하기 위해 기판 (P) 을 이동할 때의 이동 궤적의 일례로서, 기판 (P) 의 노광 동작시에는, 기판 (P) 상에 매트릭스상으로 설정된 복수의 쇼트 영역 S1 ～ S21 의 각각이 노광된다. 즉, 본 실시형태에 있어서는, 노광 조건을 결정하기 위해 액침 영역 (LR) 을 관찰할 경우에는, 제어 장치 (CONT) 는, 디바이스를 제조하기 위해 기판 (P) 을 노광할 때의 이동 궤적과 같은 이동 궤 적으로 기판 (P) 을 이동하고, 그 때의 이동 속도 및 단위 시간 당의 액체 공급량의 각각을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 을 관찰한다.

액침 영역 (LR) 의 상태는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도에 따라 변화될 가능성이 있다. 예를 들어, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 기판 (P) 상에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에 있어서, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도를 높이면, 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 가 이동하는 기판 (P) 에 당겨져 광로 공간 (K1) 에서 누설될 가능성이 있다. 또, 이동 속도에 따라서는, 광로 공간 (K1) 에 기체 부분이 형성되는 상태 (이하, 적절하게 「액 끊김 상태」라고 칭한다) 가 발생할 가능성도 있다. 또, 이동 속도에 따라서는, 액체 (LQ) 중에 기포가 생성될 가능성도 있다. 한편으로, 디바이스 생산성 향상 등의 관점에서, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도는 높은 편이 바람직하다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도를 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치 (30) 를 사용하여 관찰함으로써, 예를 들어 액체 (LQ) 의 누설, 액 끊김 등의 문제가 발생하지 않는 범위에 있어서 가능한 한 높은 이동 속도, 즉 최적의 이동 속도를 결정할 수 있다.

또, 액침 영역 (LR) 의 상태는, 공급구 (12) 로부터의 단위 시간 당의 액체 공급량에 따라 변화할 가능성이 있다. 예를 들어, 단위 시간 당의 액체 공급량을 지나치게 높이면, 액체 (LQ) 가 광로 공간 (K1) 에서 누설될 가능성이 있다. 한편, 단위 시간 당의 액체 공급량이 적으면 액 끊김 상태 등이 발생할 가능성이 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 공급구 (12) 로부터의 단위 시간 당의 액체 공급량을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치 (30) 를 사용하여 관찰함으로써, 액체 (LQ) 의 누설, 액 끊김 등의 문제가 발생하지 않는 최적의 단위 시간 당의 액체 공급량을 결정할 수 있다.

또한, 본 실시형태와 같이, 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방에 검출광 (La) 을 조사하는 구성에 있어서는, 액 끊김 상태가 발생하는지의 여부를 판단하는 것은 곤란하지만, 본 실시형태에 있어서는 디바이스를 제조하기 위한 기판 (P) 표면에 액침 영역 (LR) 을 형성하고 있기 때문에, 마스크 스테이지 (MST) 에 소정의 패턴을 갖는 마스크 (M) 를 유지하고, 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 으로 조명하여 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 투영 광학계 (PL) 및 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 투영하고, 그 기판 (P) 을 현상 처리한 후, 기판 (P) 상에 형성된 패턴 형상을 관찰함으로써, 액 끊김 상태가 발생하는지의 여부를 판단할 수 있다.

또, 관찰 장치 (30) 가, 액침 영역 (LR) 이 형성되어 있는 물체 (기판 (P)) 상에도 액체 (LQ) 를 통하여 검출광 (La) 을 조사하여, 액침 영역 (LR) 의 액 끊김 상태를 검출하도록 해도 된다. 이 경우, 액침 영역 (LR) 을 둘러싸도록 조사되어 있는 검출광 (La) 과 달리, 액침 영역 (LR) 에 액 끊김이 발생하면, 액체 (LQ) 를 통하여 수광부 (32) 에서 검출광 (La) 을 수광할 수 없게 되는 것을 이용하여, 액침 영역 (LR) 의 상태를 검지할 수 있다.

또 여기서는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도 및 단위 시간 당의 액체 공급량의 양방을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 관찰을 실시하고 있는데, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도 및 단위 시간 당의 액체 공급량의 어느 일방을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 관찰을 실시하고, 그 관찰 결과에 기초하여 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 속도 및 단위 시간 당의 액체 공급량 중 어느 일방을 결정하도록 해도 된다.

또, 상기 서술한 바와 같이, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 조건에는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 거리도 포함된다. 그리고, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 거리에 따라, 액침 영역 (LR) 의 상태가 변화될 가능성이 있다. 예를 들어, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 기판 (P) 상에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에 있어서, 광로 공간 (K1) 에 대해서 소정 방향 (Y축 방향) 으로 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 을 이동하는 경우, 소정 방향 (Y축 방향) 에 관한 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 거리가 긴 것이, 이동 거리가 짧은 경우에 비해, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 액체 (LQ) 를 유지해 놓는 것이 곤란해지고, 액체 (LQ) 가 광로 공간 (K1) 에서 누설될 가능성이 높아진다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 소정 방향 (Y축 방향) 에 관한 이동 거리를 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치 (30) 를 사용하여 관찰함으로써, 액체 (LQ) 의 누설 등의 문제가 발생하지 않는 최적의 이동 거리 조건 (예를 들어, 최대 이동 가능 거리) 을 결정할 수 있다.

또, 상기 서술한 바와 같이, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 조건에는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 방향도 포함된다. 그리고, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 방향에 따라, 액침 영역 (LR) 의 상태가 변화될 가능성이 있다. 도 4 의 화살표 y1 로 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (CONT) 는, 투영 광학계 (PL) 에 대해서 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 을, X축 방향, Y축 방향, 및 X축 (Y축) 에 대해서 경사 방향의 각각의 방향으로 이동하지만, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 방향 (이동 궤적) 에 따라서는, 액체 (LQ) 가 누설되거나 액 끊김 상태가 발생하거나 혹은 액체 (LQ) 중에 기포가 생성될 가능성이 있다. 또, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 방향 (이동 궤적) 에 따라, 광로 공간 (K1) 에 대해서 액체 (LQ) 가 누설되는 방향이 변화될 가능성이 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 이동 방향 (이동 궤적) 을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치 (30) 를 사용하여 관찰함으로써, 액체 (LQ) 의 누설 등의 문제가 발생하지 않도록 하는 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 의 최적의 이동 방향 (이동 궤적) 을 결정할 수 있다.

또, 상기 서술한 바와 같이, 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건에는, 회수구 (22) 를 통한 단위 시간 당의 액체 회수량도 포함된다. 그리고, 단위 시간 당의 액체 회수량에 따라, 액침 영역 (LR) 의 상태가 변화될 가능성이 있다. 예를 들어, 단위 시간 당의 액체 회수량을 지나치게 높이면, 액 끊김 등의 문제가 발생할 가능성이 있다. 한편, 단위 시간 당의 액체 회수량이 적으면 액체 (LQ) 가 광로 공간 (K1) 에서 누설될 가능성이 있다. 그래서, 제어 장치 (CONT) 는, 회수구 (22) 를 통한 단위 시간 당의 액체 회수량을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치 (30) 를 사용하여 관찰함으로써, 최적의 단위 시간 당의 액체 회수량을 결정할 수 있다.

그리고, 관찰 장치 (30) 에 의한 관찰 결과에 기초하여 이동 조건 및 액침 조건을 포함하는 최적의 노광 조건을 결정한 후, 제어 장치 (CONT) 는, 결정된 노광 조건에 기초하여 디바이스를 제조하기 위한 기판 (P) 을 노광한다. 제어 장치 (CONT) 는, 결정된 액침 조건에 기초하여 기판 (P) 상에 액침 영역 (LR) 을 형성함과 함께, 결정된 이동 조건에 기초하여 기판 (P) 을 이동하면서, 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 를 통하여 기판 (P) 상에 노광광 (EL) 을 조사함으로써, 기판 (P) 을 노광한다.

이상 설명한 바와 같이, 기판 (P) 의 이동 조건 및/또는 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건에 따라, 액체 (LQ) 의 누설 및/또는 액 끊김 등을 포함하는 액침 영역 (LR) 의 상태가 변화될 가능성이 있는데, 기판 (P) 의 이동 조건 및/또는 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건을 바꾸면서 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치 (30) 를 사용하여 관찰하고, 그 관찰 결과에 기초하여 기판 (P) 의 이동 조건 및 액침 조건을 포함하는 노광 조건을 결정하도록 했으므로, 그 결정된 노광 조건에 기초하여 기판 (P) 을 노광함으로써, 액체 (LQ) 의 누설, 액 끊김 등의 문제의 발생을 억제하면서, 기판 (P) 을 양호하게 노광시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 관찰 장치 (30) 를, 기판 (P) 표면의 면 위치 정보를 검출하는 경사입사 방식의 포커스ㆍ레벨링 검출계로서 사용할 수 있다. 바꿔 말하면, 노광 조건을 결정하기 위해 액침 영역 (LR) 을 관찰할 경우에, 경사입사 방식의 포커스ㆍ레벨링 검출계를 사용할 수 있다.

<노광 조건의 결정 방법의 제 2 실시형태>

다음으로, 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는 관찰 장치의 구성이 상기 서술한 실시형태와 상이하므로, 이하에서는 관찰 장치만 설명함과 함께, 상기 서술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.

도 5 는 제 2 실시형태를 나타내는 사시도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 관찰 장치 (40) 는, 기판 스테이지 (PST) 의 외측에 형성된 복수의 투광부 (41A ～ 41H), 및 그들 투광부 (41A ～ 41H) 에 대응하도록 형성된 복수의 수광부 (42A ～ 42H) 를 구비하고 있다. 이들 투광부 (41A ～ 41H), 및 수광부 (42A ～ 42H) 는 기판 스테이지 (PST) 와는 떨어진 위치에 형성된 소정의 고정 부재 등에 고정되어 있다.

관찰 장치 (40) 는, 투광부 (41A ～ 41H) 의 각각으로부터, XY 평면에 거의 평행, 즉 기판 (P) 표면 및 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 과 거의 평행한 검출광 (La) 을 사출시킨다. 투광부 (41A ～ 41H) 의 각각으로부터 사출된 복수의 검출광 (La) 은, 기판 (P) 상에 형성된 액체 (LQ) 의 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방에 조사된다. 관찰 장치 (40) 는, 이들 투광부 (41A ～ 41H) 에 의해, 서로 상이한 복수의 방향으로부터, 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방의 복수 위치의 각각에 검출광 (La) 을 조사하고 있다. 구체적으로는, 복수 형성된 투광부 (41A ～ 41H) 중, 투광부 (41A, 41B) 는 X축 방향으로 거의 평행한 방향으로부터 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방에 대해서 검출광 (La) 을 조사하고, 투광부 (41E, 41F) 는 Y축 방향으로 거의 평행한 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사한다. 또, 투광부 (41C, 41D) 는, X축 (Y축) 방향에 대해서 경사 방향으로부터 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 에 대해서 검출광 (La) 을 조사하고, 투광부 (41G, 41H) 는, 투광부 (41C, 41D) 로부터 사출된 검출광 (La) 과는 상이한 경사 방향으로부터 검출광 (La) 을 조사한다. 즉, 각 투광부 (41A ～ 41H) 로부터 사출되는 복수의 검출광 (La) 의 광로는, 액침 영역 (LR) 의 주위를 둘러싸도록 설정되어 있다.

또, 투광부 (41A, 41B) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (LR) 을 사이에 두고 그 액침 영역 (LR) 의 양측의 에지 (LG) 근방의 각각에 조사되도록 형성되어 있다. 동일하게, 투광부 (41C, 41D) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (LR) 의 양측의 에지 (LG) 근방의 각각에 조사되고, 투광부 (41E, 41F) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (LR) 의 양측의 에지 (LG) 근방의 각각에 조사되고, 투광부 (41G, 41H) 의 각각으로부터 사출된 2개의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (LR) 의 양측의 에지 (LG) 근방의 각각에 조사되도록 형성되어 있다.

기판 (P) 상의 액침 영역 (LR) 이 원하는 상태 (원하는 크기 및 형상) 일 때, 검출광 (La) 의 광로는, 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 에서 외측으로 소정 거리 떨어진 위치에 설정되어 있다. 즉, 액침 영역 (LR) 이 원하는 상태로 형성되어 있을 때, 투광부 (41A ～ 41H) 의 각각에서 사출된 검출광 (La) 은, 액침 영역 (LR) 의 액체 (LQ) 에 조사되지 않고, 액체 (LQ) 를 통하지 않고 수광부 (42A ～ 42H) 에 도달하도록 형성되어 있다.

또, 복수의 검출광 (La) 중 동일 방향으로부터 조사되는 한쌍 (2개) 의 검출광 (La) 은, 액침 영역 (LR) 의 양측의 에지 (LG) 근방의 각각에 조사되어 있고, 본 실시형태에 있어서는, 액침 영역 (LR) 을 둘러싸도록 복수의 검출광 (La) 의 광로가 설정되어 있으므로, 액침 영역 (LR) 로부터 유출하는 액체 (LQ) 의 방향을 검출할 수도 있다.

제어 장치 (CONT) 는, 수광부 (42A ～ 42H) 의 수광 결과에 기초하여 액체 (LQ) 의 누설을 포함하는 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 을 이동할 때의 이동 조건 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서, 관찰 장치 (40) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 을 관찰하고, 그 관찰 결과에 기초하여 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다.

또한, 본 실시형태와 같이, 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 근방에 검출광 (La) 을 조사하는 구성에 있어서는, 액 끊김 상태가 발생하였는지의 여부를 판단하는 것은 곤란하지만, 예를 들어 전술한 복수의 검출광 (La) 과 상이한 적어도 하나의 검출광 (La) 혹은 그 복수의 검출광 (La) 의 일부를, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이의 광로 공간 (K1) 에 대해서 기판 (P) 표면과 거의 평행하게 조사함으로써, 그 검출광 (La) 에 대응하여 형성된 수광부의 수광 결과에 기초하여 액 끊김이 발생하는지의 여부를 관찰할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 X축 및 Y축 방향을 포함하는 상이한 4개의 방향으로부터 각각 한쌍의 검출광 (La) 을 기판 (P) 상에 조사하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 3개 이하, 또는 5개 이상의 방향으로부터 각각 검출광 (La) 을 조사해도 되고, 그 방향이 X축 또는 Y축 방향을 포함하지 않아도 된다. 또한, 동일 방향으로부터 조사하는 검출광 (La) 은 2 개로 한정하는 것은 아니고, 1개 또는 3개 이상이어도 된다.

<노광 조건의 결정 방법의 제 3 실시형태>

다음으로, 제 3 실시형태에 대해 도 6 을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는 관찰 장치의 구성이 상기 서술한 각 실시형태와 상이하므로, 이하에서는 관찰 장치만 설명함과 함께, 상기 서술한 각 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다. 도 6 에 있어서, 노즐 부재 (70) 의 측면에는, 관찰 장치로서의 촬상 소자 (50) 가 형성되어 있다. 촬상 소자 (50) 는, 기판 (P) 과 대향하도록 형성되어 있어 광로 공간 (K1) 에 대한 액침 영역 (LR) 의 에지 (LG) 의 위치를 관찰할 수 있다. 촬상 소자 (50) 는, 노즐 부재 (70) 의 측면의 둘레 방향으로 복수 나열하여 형성되어 있다.

제어 장치 (CONT) 는, 촬상 소자 (50) 의 촬상 결과에 기초하여 액체 (LQ) 의 누설을 포함하는 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 기판 (P ; 기판 스테이지 (PST)) 을 이동할 때의 이동 조건, 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서, 촬상 소자 (50) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 을 촬상하고, 그 촬상 결과에 기초하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 그 관찰 결과에 기초하여 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다.

또한, 촬상 소자 (50) 는 노즐 부재 (70) 에 고정되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 지지 부재 등의 다른 부재에 고정되어 있어도 된다.

또, 제 1 ～ 제 3 실시형태에 있어서는, 노광 조건을 결정할 때, 디바이스를 제조하기 위한 기판 (P) 상에 액침 영역 (LR) 을 형성하고 있다. 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체의 표면 조건에 따라, 액침 영역 (LR) 의 상태가 변화될 가능성이 있다. 여기서, 물체의 표면 조건으로는, 물체의 표면의 액체 (LQ) 에 대한 접촉각 조건을 포함한다. 노광 조건을 결정할 때 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체의 표면 조건과, 디바이스를 제조하기 위한 노광을 실시할 때 액침 영역 (LR) 이 형성되는 기판 (P) 표면 조건이 상이한 경우, 결정된 노광 조건에 기초하여 기판 (P) 을 액침 노광해도, 기판 (P) 의 액침 노광 중에서의 액침 영역 (LR) 의 상태를 원하는 상태로 유지할 수 없을 가능성이 있다. 그래서, 노광 조건을 결정할 때에는, 디바이스를 제조하기 위한 기판 (P ; 혹은 동등한 표면 조건을 갖는 기판) 상에 액침 영역 (LR) 을 형성하고, 그 액침 영역 (LR) 을 관찰했을 때의 관찰 결과에 기초하여 노광 조건을 결정함으로써, 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다.

또한, 노광 조건을 결정할 때 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체의 표면 조건 과 디바이스를 제조하기 위한 노광을 실시할 때 액침 영역 (LR) 이 형성되는 기판 (P) 표면 조건이 거의 동등하면, 그 물체의 표면에 형성된 액침 영역 (LR) 의 상태의 관찰 결과에 기초하여 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다. 따라서, 기판 (P) 표면 조건과 거의 동등한 표면 조건을 갖는 물체의 표면에 형성된 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰했을 때의 관찰 결과에 기초하여 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다. 그러한 물체로는, 예를 들어 기판 (P) 표면 조건과 거의 동일한 표면 조건으로 설정되고, 기판 스테이지 (PST ; 기판 홀더 PH) 에 유지 가능한 더미 기판을 들 수 있다. 혹은, 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 의 일부를 기판 (P) 표면과 거의 동등한 표면 조건으로 설정하고, 그 상면 (97) 상에 형성된 액침 영역 (LR) 을 관찰하도록 해도 된다.

또, 상기 제 1 ～ 제 3 실시형태에서는 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출할 때, 도 4 중에 화살표 y1 로 나타내는 이동 궤적이 되도록, 표면에 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체 (기판 (P) 등) 를 이동하고 있는 도중에, 그 기판 (P) 의 이동 조건, 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 변경해도 되는데, 그 이동 궤적으로 기판 (P) 을 이동한 후에 이동 조건과 액침 조건 중 적어도 일방을 변경하고, 이 변경 후의 조건하에서 재차 그 이동 궤적으로 기판 (P) 을 이동하는 것으로 해도 된다. 이것은, 기판 (P) 상의 위치 (쇼트 영역) 에 따라 최적의 노광 조건이 다를 수 있기 때문에 있다. 이 경우, 그 이동 궤적의 전역에 걸쳐서 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출해도 되는데, 예를 들어, 최적의 노광 조건이 상이하면 예상되는 이동 궤적의 일부 (쇼트 영역 S1 ～ S21 의 일부) 만으로 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출하는 것으로 해도 된다. 또, 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출할 때, 반드시 그 이동 궤적으로 기판 (P) 을 이동하지 않아도 되고, 예를 들어 기판 (P) 의 중앙 부근의 쇼트 영역과 액침 영역 (LR) 의 일부가 기판 밖으로 비어져 나오는 외주 부근의 쇼트 영역이 각각 투영 영역 (AR) (액침 영역 (LR)) 과 상대 이동되도록 기판 (P) 을 이동하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 제 1 ～ 제 3 실시형태에서는 표면에 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체 (기판 P, 더미 기판 등) 를 기판 스테이지 (PST) 에 재치하는 것으로 했는데, 기판 스테이지 (PST) 와는 상이한 가동 부재 (예를 들어, 후술하는 계측 스테이지 등) 에 그 물체를 재치하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출하는 것으로 해도 된다. 또, 상기 제 1 ～ 제 3 실시형태에서는 복수의 검출광 (La) 또는 촬상 소자 (50) 를 사용하는 것으로 했지만, 그 수는 상기 서술에 한정되는 것은 아니고, 임의인 것이어도 되고, 그 수를 1개로 해도 된다.

<노광 조건의 결정 방법의 제 4 실시형태>

다음으로, 제 4 실시형태에 대해 도 7 을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 실시형태에서는 기판 스테이지 (PST) 와는 다른 계측 스테이지 (KST) 에 관찰 장치를 형성하는 점이 상기 서술한 각 실시형태와 상이하므로, 이하에서는 관찰 장치만 설명함과 함께, 상기 서술한 각 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다. 도 7 에 나타내는 노광 장치 (EX) 는, 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 (PST) 와 노광 처리에 관한 계측을 실시하는 계측기를 탑재하고, 기판 스테이지 (PST) 와는 독립적으로 이동 가 능한 계측 스테이지 (KST) 를 구비하고 있다. 계측 스테이지 (KST) 에는, 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 각종의 광전 센서가 탑재되어 있다. 그리고, 계측 스테이지 (KST) 에는, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 가능한 관찰 장치 (60) 가 형성되어 있다. 관찰 장치 (60) 는 계측 스테이지 (KST) 의 내부에 형성되어 있다. 또한, 계측 스테이지 (KST) 의 상세한 내용은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-135400호 (대응 국제공개공보 제 1999/23692 호인, 일본 공개특허공보 제 2000-164504 호 (대응 미국 특허 제 6,897,963 호) 등에 개시되어 있다.

도 8 은 관찰 장치 (60) 근방을 나타내는 단면도이다. 도 8 에 있어서, 계측 스테이지 (KST) 상에는 개구부 (64K) 가 형성되어 있고, 그 개구부 (64K) 에는 투명 부재 (64) 가 배치되어 있다. 투명 부재 (64) 는 예를 들어 유리판에 의해 구성되어 있다. 투명 부재 (64) 의 상면 (65) 은 평탄면이다. 또, 계측 스테이지 (KST) 상 중 개구부 (64K) 이외의 상면 (98) 도 평탄면이다. 그리고, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 과 개구부 (64K) 에 배치된 투명 부재 (64) 의 상면 (65) 과 거의 동일한 높이 (면일) 가 되도록 형성되어 있고, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 은 투명 부재 (64) 의 상면 (65) 을 포함하는 구성으로 되어 있다. 그리고, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 및 투명 부재 (64) 의 상면 (65) 은, 기판 (P) 과 거의 동등한 표면 조건 (접촉각) 으로 되어 있다. 또한, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 의 일부, 예를 들어, 투명 부재 (64) 를 둘러싸는 소정 영역 (액침 영역 (LR) 의 형성 범위를 포함한다) 만, 투명 부재 (64) 의 표면 (65) 과 거의 동일한 높이로 해도 된다. 또, 투명 부재 (64) 의 표면 (65) 과 거의 동일한 높이가 되는, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 중 적어도 일부를, 기판 (P) 과 거의 동등한 표면 조건으로 하지 않아도 된다. 이 경우, 표면 (65) 이 기판 (P) 과 거의 동등한 표면 조건이 되는 투명 부재 (64) 를, 액침 영역 (LR) 과 동일한 정도 이상의 크기로 하는 것으로 해도 된다.

또, 투명 부재 (64) 의 상면 (65) 을 포함하는 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 과 기판 스테이지 (PST) 의 상면 (97) 은, 동일한 높이 위치 (Z 위치) 가 되도록 배치할 수 있다. 도시되어 있지 않지만, 계측 스테이지 (KST) 의 6 자유도 방향 (X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향) 의 위치 정보는, 예를 들어 레이저 간섭계에 의해 계측할 수 있게 되어 있다.

계측 스테이지 (KST) 에는, 개구부 (64K) 에 접속하는 내부 공간 (66) 이 형성되어 있다. 관찰 장치 (60) 는, 계측 스테이지 (KST) 의 내부 공간 (66) 에 배치되어 있다. 관찰 장치 (60) 는, 투명 부재 (64) 의 하측에 배치된 광학계 (61) 와, CCD 등에 의해 구성되어 있는 촬상 소자 (63) 를 구비하고 있다. 촬상 소자 (63) 는, 액침 영역 (LR) 의 광학 이미지 (화상) 를 투명 부재 (64) 및 광학계 (61) 를 통하여 취득할 수 있다. 촬상 소자 (63) 는, 취득한 화상을 전기 신호로 변환하여, 그 신호 (화상 정보) 를 제어 장치 (CONT) 에 출력한다. 또, 관찰 장치 (60) 는, 광학계 (61) 의 초점 위치를 조정 가능한 조정 기구 (62) 를 갖고 있다. 또, 관찰 장치 (60) 는, 액침 영역 (LR) 의 전체를 관찰 가능한 시야를 갖고 있다. 이와 같이, 관찰 장치 (60) 는, 액침 영역 (LR) 의 상태를 투명 부재 (64) 를 통하여, 액침 영역 (LR) 의 하방으로부터 관찰할 수 있다. 또한, 관찰 장치 (60) 의 모두가 계측 스테이지 (KST) 의 내부에 배치되어 있어도 되는데, 예를 들어, 광학계 (61) 을 구성하는 복수의 광학 소자 중 일부의 광학 소자 및/또는 촬상 소자 (63) 등이 계측 스테이지 (KST) 의 외측에 배치되어 있어도 된다. 또, 조정 기구 (62) 가 생략된 구성이어도 된다.

제어 장치 (CONT) 는, 투명 부재 (64) 의 상면 (65) 에 액침 영역 (LR) 을 형성한 상태에서, 투명 부재 (64 ; 계측 스테이지 (KST)) 를 이동하면서, 관찰 장치 (60) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다. 예를 들어, 계측 스테이지 (KST) 에 의사적으로 스캔 동작을 실시하면서, 관찰 장치 (60) 로 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰한다. 본 실시형태에 있어서는, 관찰 장치 (60) 는, 액침 영역 (LR) 의 상태를, 투명 부재 (64) 를 통하여 하방으로부터 관찰하고 있고, 액체 (LQ) 의 누설, 액 끊김 및 액체 (LQ) 중에 생성된 기포의 각각을 관찰할 수 있다. 제어 장치 (CONT) 는, 투명 부재 (64 ; 계측 스테이지 (KST)) 를 이동할 때의 이동 조건, 및 액침 영역 (LR) 을 형성할 때의 액침 조건 중 적어도 일방을 바꾸면서, 촬상 소자 (63) 를 사용하여 액침 영역 (LR) 을 촬상하고, 그 촬상 결과에 기초하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰할 수 있다. 그리고, 제어 장치 (CONT) 는, 그 관찰 결과에 기초하여 최적의 노광 조건을 결정할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 액침 영역 (LR) 의 상태의 검출에 앞서, 기판 스테이지 (PST) 와의 교환으로 계측 스테이지 (KST) 를 투영 광학계 (PL) 와 대향하여 배치한 후에, 액침 기구 (1) 에 의해 최종 광학 소자 (LS1) 와 투명 부재 (64) 사이의 광로 공간 (K1) 을 액체 (LQ) 로 채워 액침 영역 (LR) 을 형성해도 되고, 혹은, 상면 (97 ; 기판 (P) 표면을 포함한다) 상에 액침 영역 (LR) 이 형성된 기판 스테이지 (PST) 와, 계측 스테이지 (KST) 를 접촉 (또는 접근) 시킨 상태에서 소정 방향으로 구동하고, 액침 영역 (LR) 을 투영 광학계 (PL) 의 최종 광학 소자 (LS1) (및 노즐 부재 (70)) 사이에 유지하면서 기판 스테이지 (PST) 로부터 계측 스테이지 (KST) 로 이동하는 것으로 해도 된다. 후자에서는, 기판 스테이지 (PST) 와 계측 스테이지 (KST) 에서 그 상면 (97, 98) 을 거의 동일한 높이 (Z 위치) 로 설정한 상태로 액침 영역 (LR) 의 이동을 실시하는 것이 바람직하다.

또, 본 실시형태에서는 관찰 장치 (60) 가 촬상 방식에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태에서는 관찰 장치 (60) 를 계측 스테이지 (KST) 에 탑재하지 않고, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 중 적어도 일부를 기판 (P) 과 거의 동등한 표면 조건으로 하는 것만으로도 된다. 이 경우, 투영 광학계 (PL) 와 대향하여 계측 스테이지 (KST) 를 배치하여 계면 (98) 에 액침 영역 (LR) 을 형성하고, 예를 들어, 상기 서술한 제 1 ～ 제 3 실시형태 중 어느 하나에 개시된 관찰 장치를 사용하여 그 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰하면 된다. 또한, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 에 표면 조건이 상이한 복수의 영역을 설정하는 것으로 해도 된다. 또, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 에 코팅을 실시하거나, 혹은, 상기 서술한 더미 기판 또는 투명 부재 (64) 를 계측 스테이지 (KST) 에 형성함으로써, 계측 스테이지 (KST) 의 상면 (98) 중 적어도 일부를 기판 (P) 과 거의 동등한 표면 조건으로 하면 된다.

또한, 관찰 장치 (60) 를 기판 스테이지 (PST) 에 형성해도 된다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 액침 영역 (LR) 이 형성되는 물체 표면에서의 액체 (LQ) 의 접촉각에 따라 액침 영역 (LR) 의 상태가 변화될 가능성이 있으므로, 투명 부재 (64) 를 교환하여, 투명 부재 표면의 액체 (LQ) 와의 접촉각을 바꾸면서, 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰하도록 해도 된다. 이것은, 표면 조건이 상이한 기판 (P) 을 각각 노광할 경우에 유효하고, 그 노광 동작에 앞서는 최적의 노광 조건의 결정을 위해서, 그 상이한 기판 (P) 과 각각 표면 조건이 거의 동등한 투명 부재 (64) 를 교환하여 사용하여 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출하면 된다.

또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서는, 상기 서술한 메모리에 저장된 관찰 장치의 관찰 결과에 기초하여 제어 장치 (CONT) 가 최적의 노광 조건을 결정하고 있는데, 관찰 장치의 관찰 결과에 기초하여 예를 들어 오퍼레이터가 최적의 노광 조건을 결정하도록 해도 된다. 예를 들어, 관찰 장치의 관찰 결과를 표시 장치에 표시하고, 그 표시 결과에 기초하여 오퍼레이터가 최적의 노광 조건을 결정하도록 해도 된다.

또한, 제어 장치 (CONT) 는 최적의 노광 조건을 결정할 수 없거나, 혹은, 그 결정된 최적의 노광 조건이 비정상인 경우, 예를 들어 표시 장치에 경고를 표시하는 것으로 해도 된다. 또, 상기 각 실시형태에 있어서 상기 서술한 이동 조건, 특히 기판 (P) 의 이동 속도 (주사 노광시에서의 기판의 주사 속도) 를 바꾸면서 액침 영역 (LR) 의 상태를 검출하여 최적의 노광 조건을 결정할 때, 그 결정된 노광 조건 (주사 속도를 포함한다) 이 제어 장치 (CONT) 내로 설정되어 있는 초기치와 상이할 가능성이 있다. 이 경우에는, 그 결정된 노광 조건 (특히 주사 속도) 에 기초하여 노광광 (EL) 의 강도, 발진 주파수, 및 주사 방향 (Y축 방향) 에 관한 투영 영역 (AR) 의 폭 중 적어도 하나를 조정하고, 주사 노광에 의한 기판상의 각 쇼트 영역의 노광량이 최적이 되도록 노광량 제어를 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 액침 영역 (LR) 의 상태로서, 광로 공간 (K1) 에 채워지는 액체 (LQ) 의 누설 (즉, 액체 (LQ) 의 누설의 유무, 및/또는 누설되는 방향), 액 끊김 및 액체 (LQ) 중의 기포 중 적어도 하나에 관련된 정보를 검출하는 것으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 액침 영역 (LR) 의 위치, 크기, 및 형상 중 적어도 하나를, 그 정보 대신에, 혹은 그 정보와 함께 검출하도록 해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 상기 서술한 이동 조건으로서 가속도를 포함하는 것이어도 되고, 상기 서술한 액침 조건으로서 공급시 및/또는 회수시의 액체 (LQ) 의 유속, 압력 등을 포함하는 것이어도 된다.

또, 상기 서술한 제 1 ～ 제 4 의 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 일본 공개특허공보 제 2004-289126 호 (대응 미국 특허 제 6,952,253 호) 등에 개시되어 있는 바와 같이, 액체 (LQ) 의 누설을 억제하기 위한 기체 분사 기구 (가스 시일 기구) 가 탑재되어 있는 경우에는, 액침 조건으로서 분사되는 기체의 유량 및/또는 유속을 바꾸면서 액침 영역 (LR) 의 상태를 관찰 장치로 관찰하도록 해도 된다.

상기 서술한 바와 같이, 상기 각 실시형태에서의 액체 (LQ) 는 순수이다. 순수는, 반도체 제조 공장 등에서 용이하게 대량으로 입수할 수 있음과 함께, 기판 (P) 상의 포토레지스트, 광학 소자 (렌즈) 등에 대한 악영향이 없는 이점이 있 다. 또, 순수는 환경에 대한 악영향이 없음과 함께, 불순물의 함유량이 매우 낮기 때문에, 기판 (P) 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 193nm 정도인 노광광 (EL) 에 대한 순수 (물) 의 굴절률 n 은 거의 1.44 로 알려져 있고, 노광광 (EL) 의 광원으로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 을 사용했을 경우, 기판 (P) 상에서는 1/n, 즉 약 134nm 로 단파장화되어 높은 해상도를 얻을 수 있다. 또한, 초점 심도는 공기 중에 비해 약 n배, 즉 약 1.44배로 확대되기 때문에, 공기 중에서 사용하는 경우와 동일한 정도의 초점 심도를 확보할 수 있으면 되는 경우에는, 투영 광학계 (PL) 의 개구수를 보다 증가시킬 수 있어 이 점에서도 해상도가 향상된다.

상기 각 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 광학 소자 (LS1) 가 장착되어 있고, 이 렌즈에 의해 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 수차 (구면 수차, 코마 수차 등) 의 조정을 실시할 수 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단에 부착되는 광학 소자로는, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성의 조정에 사용하는 광학 플레이트 (커버 플레이트 등) 이어도 된다. 혹은 노광광 (EL) 을 투과할 수 있는 평행 평면판이어도 된다.

또한, 액체 (LQ) 의 흐름에 의해 발생하는 투영 광학계 (PL) 의 선단 광학 소자와 기판 (P) 사이의 압력이 큰 경우에는, 그 광학 소자를 교환할 수 있도록 하 는 것이 아니라, 그 압력에 의해 광학 소자가 움직이지 않도록 견고하게 고정해도 된다. 또한, 노즐 부재 (70) 를 포함하는 액침 기구 (1) 의 구조는, 상기 서술한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어, 유럽 특허 공개 제 1420298 호, 국제공개공보 제 2004/055803 호, 국제공개공보 제 2004/057590 호, 국제공개공보 제 2005/029559 호에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 표면 사이에는 액체 (LQ) 로 채워져 있는데, 예를 들어 기판 (P) 표면에 평행 평면판으로 이루어지는 커버 유리를 부착한 상태에서 적어도 그 표면과의 사이에 액체 (LQ) 를 채워도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태의 투영 광학계는, 선단 광학 소자 (LS1) 의 이미지면측의 광로 공간을 액체로 채우고 있는데, 국제공개공보 제 2004/019128 호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 선단의 광학 소자의 마스크측의 광로 공간도 액체로 채우는 투영 광학계를 채용할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시형태의 액체 (LQ) 는 물 (순수) 이지만, 물 이외의 액체 이어도 되는데, 예를 들어, 노광광 (EL) 의 광원이 F₂ 레이저인 경우, 이 F₂ 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체 (LQ) 로는 F₂ 레이저광을 투과 가능한 예를 들어, 과불화 폴리에테르 (PFPE), 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 외에도, 노광광 (EL) 에 대한 투과성이 있어 가능한 한 굴절률이 높고, 투영 광학계 (PL) 및 기판 (P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해서 안정적인 것 (예를 들어 시더 오일) 을 사용할 수도 있다.

또, 액체 (LQ) 로는, 굴절률이 1.6 ～ 1.8 정도인 것을 사용해도 된다. 또한, 석영 혹은 형석보다 굴절률이 높은 (예를 들어 1.6 이상) 재료로 광학 소자 (LS1) 를 형성해도 된다. 액체 (LQ) 로서 여러 가지의 액체, 예를 들어, 초임계 유체를 사용할 수도 있다. 또, 상기 각 실시형태에서는 기판 (P) 의 온도와 거의 동일한 온도의 액체 (LQ) 를 공급하여 액침 영역 (LR) 을 형성하는 것으로 해도 된다. 이에 따라, 액체 (LQ) 와의 온도 차에 의한 기판 (P) 의 열변형 등을 방지할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 간섭계 시스템 (92, 94 등) 을 사용하여 마스크 스테이지 (MST), 기판 스테이지 (PST), 및 계측 스테이지 (KST) 의 각 위치 정보를 계측하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 각 스테이지에 형성되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 인코더 시스템을 사용해도 된다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 양방을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하고, 간섭계 시스템의 계측 결과를 사용하여 인코더 시스템의 계측 결과의 교정 (캘리브레이션) 을 실시하는 것이 바람직하다. 또, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 전환하여 사용하거나, 혹은 그 양방을 사용하여, 스테이지의 위치 제어를 실시하도록 해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태의 기판 (P) 으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도 체 웨이퍼뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리 기판, 박막 자기 헤드용의 세라믹 웨이퍼, 혹은 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판 (합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.

노광 장치 (EX) 로는, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 동기 이동하여 마스크 (M) 의 패턴을 주사 노광하는 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 주사형 노광 장치 (스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크 (M) 와 기판 (P) 을 정지한 상태에서 마스크 (M) 의 패턴을 일괄 노광시켜, 기판 (P) 을 순차 단계 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 정지한 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영 광학계를 사용하여, 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판 (P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판 (P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하고, 기판 (P) 을 순차 이동시키는 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이들의 방식의 노광 장치에 있어서도 본 발명에 따라 액침 노광시의 최적의 노광 조건을 유효하게 구할 수 있다.

또, 상기 각 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 을 구비한 노광 장치를 예를 들어 설명해 왔는데, 투영 광학계 (PL) 을 사용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법을 본 발명에 적용할 수 있다. 이와 같이 투영 광학계 (PL) 을 사용하지 않는 경우이어도, 노광광은 마스크 또는 렌즈 등의 광학 부재를 통하여 기판에 조사되고, 그러한 광학 부재와 기판 사이의 소정 공간에 액침 영역이 형성된다.

또, 본 발명은, 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국 특허 제6,590,634호), 일본 특허공표공보 2000-505958호 (대응 미국 특허 제5,969,441호) 혹은 미국 특허 제6,208,407호 등에 개시되어 있는 바와 같은 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 복수의 기판 스테이지를 각각 사용하여 액침 영역 상태를 검출하여 최적의 노광 조건을 구하도록 해도 되고, 복수의 기판 스테이지의 일부만을 사용하여 액침 영역 상태를 검출하여 최적의 노광 조건을 구하도록 해도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 와 기판 (P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채용하고 있는데, 본 발명은, 일본 공개특허공보 평6-124873호, 일본 공개특허공보 평10-303114호, 미국 특허 제5,825,043호 등에 개시되어 있는 바와 같은 노광 대상의 기판의 표면 전체가 액체 중에 액침되어 있는 상태에서 노광을 실시하는 액침 노광 장치에도 적용할 수 있다.

노광 장치 (EX) 의 종류로는, 기판 (P) 에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 넓게 적용할 수 있다.

또한, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 광투과성의 기판상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴ㆍ감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크를 사용했는데, 이 마스크를 대신하여, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 하는 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크라고도 불리고, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기) 의 1종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 사용해도 된다.

또, 국제공개공보 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 기판 (P) 상에 형성함으로써, 기판 (P) 상에 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 예를 들어 일본 특허공표공보 2004-519850호 (대응 미국 특허 제6,611,316호) 에 개시되어 있는 바와 같이, 2개의 마스크의 패턴을, 투영 광학계 를 통하여 기판상에서 합성하고, 1회의 스캔 노광에 의해 기판상의 1개의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 국제 출원에서 지정 또는 선택된 나라의 법령으로 허용되는 한, 상기 각 실시형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.

이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치 (EX) 는, 본원 청구의 범위에 언급 된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 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 행해진다. 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 공정의 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정을 하여 노광 장치 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 실시하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초하는 마스크 (레티클) 를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 전술한 실시형태의 노광 장치 (EX) 에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 공정, 노광한 기판을 현상하는 공정, 현상된 기판의 가열 (경화) 및 에칭 공정 등의 기판 처리 프로세스를 포함하는 단계 204, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함한다) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.

본 발명에 의하면, 액침 영역의 액체를 통하여 기판을 노광할 때의 최적의 노광 조건을 결정할 수 있고 결정된 노광 조건에 기초하여 기판을 양호하게 노광시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명은, 예를 들어 반도체 소자, 액정 표시 소자 또는 디스플레이, 박막 자기 헤드, CCD, 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 레티클 (마스크) 와 같은 광범위한 제품을 제조하기 위한 노광 방법 및 장치에 매우 유용하다.

Claims (30)

1. 투영 광학계와 액체를 개재하여 피노광 대상에 노광을 실시하기 위한 조정 방법으로서,

   상기 액체를 공급하는 액침 부재에 의해 상기 투영 광학계와 물체 사이에 액침 영역을 형성한 상태에서 상기 물체를 이동시키는 것과,

   상기 물체를 이동시키는 한편으로, 상기 물체의 이동 조건 또는 상기 액침 부재에 의한 액침 영역의 형성 조건 중 적어도 일방을 변화시켜 상기 액체의 상태를 검출하는 것과,

   상기 액체의 검출 결과에 기초하여, 상기 피노광 대상에 대한 노광 조건을 결정하는 것을 포함하는, 조정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   검사광을 조사 부재에 의해 조사함과 함께 수광 부재에 수광되는 상기 검사광의 광량에 기초하여, 상기 액체의 상태를 검출하는, 조정 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액침 영역의 형성 조건은, 액침 부재로부터 공급되는 액체의 공급량을 포함하는, 조정 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 물체는, 상기 피노광 대상인 기판 또는 상기 기판을 재치 가능한 기판 스테이지를 포함하는, 조정 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 물체를 이동시키면서, 상기 액침 부재의 주위에 배치되는 기체 분사 기구로부터 분사되는 기체의 유량 또는 유속을 변화시키는 것을 포함하는, 조정 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 노광 조건은, 상기 물체의 이동 속도 또는 이동 거리의 값, 또는, 상기 액침 부재에 의한 단위 시간 당의 상기 액체의 공급량 또는 회수량의 값을 포함하는, 조정 방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 액체의 검출 결과는, 상기 액침 영역으로부터의 액체 누설의 유무, 상기 액침 영역의 액 끊김 상태의 유무, 상기 액침 영역 중에 있어서의 기포의 유무 중 어느 하나를 포함하는, 조정 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 피노광 대상은, 웨이퍼 또는 유리 기판을 포함하는, 조정 방법.
9. 투영 광학계와 액체를 개재하여 피노광 대상에 노광을 실시하는 노광 장치로서,

   상기 투영 광학계에 대해 이동하는 물체와,

   상기 물체와 상기 투영 광학계 사이에 액체를 공급하여 액침 영역을 형성하는 액침 부재와,

   상기 피노광 대상에 대한 노광 조건을 결정하는 제어부를 구비하고,

   상기 제어부는, 상기 물체를 이동시키는 한편으로, 상기 물체의 이동 조건 또는 상기 액침 부재에 의한 액침 영역의 형성 조건 중 적어도 일방을 변화시켰을 때의 상기 액체의 상태에 기초하여 상기 노광 조건을 결정하는, 노광 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    검사광을 조사하는 조사 부재와,

    상기 검사광을 수광하는 수광 부재를 추가로 구비하고,

    상기 수광 부재에서 수광되는 상기 검사광의 광량에 기초하여 상기 액체의 상태를 검출하는, 노광 장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 액침 영역의 형성 조건은, 액침 부재로부터 공급되는 액체의 공급량을 포함하는, 노광 장치.
12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 물체는, 상기 피노광 대상인 기판 또는 상기 기판을 재치 가능한 기판 스테이지를 포함하는, 노광 장치.
13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 액침 부재의 주위에 배치되어 상기 액침 영역으로부터의 액체의 누출을 억제하는 기체 분사 기구를 추가로 포함하고,

    상기 제어부는, 상기 물체를 이동시키는 한편으로, 상기 기체 분사 기구로부터 분사되는 기체의 유량 또는 유속을 변화시키는 것을 포함하는, 노광 장치.
14. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 노광 조건은, 상기 물체의 이동 속도 또는 이동 거리의 값, 또는, 상기 액침 부재에 의한 단위 시간 당의 상기 액체의 공급량 또는 회수량의 값을 포함하는, 노광 장치.
15. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 액체의 검출 결과는, 상기 액침 영역으로부터의 액체 누설의 유무, 상기 액침 영역의 액 끊김 상태의 유무, 상기 액침 영역 중에 있어서의 기포의 유무 중 어느 하나를 포함하는, 노광 장치.
16. 투영 광학계와 액체를 개재하여 피노광 대상에 노광을 실시하여 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서,

    상기 액체를 공급하는 액침 부재에 의해 상기 투영 광학계와 물체 사이에 액침 영역을 형성한 상태에서 상기 물체를 이동시키는 것과,

    상기 물체를 이동시키는 한편으로, 상기 물체의 이동 조건 또는 상기 액침 부재에 의한 액침 영역의 형성 조건 중 적어도 일방을 변화시켜 상기 액체의 상태를 검출하는 것과,

    상기 액체의 검출 결과에 기초하여 상기 피노광 대상에 대한 노광 조건을 결정하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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